Формирование конфигурации системы централизованного теплоснабжения крупного промышленного города. Тепловые сети и способы прокладки трубопроводов в ппу изоляции

14.07.2019

Задачи гидравлического расчета:

1) определение диаметров трубопроводов;

2) определение падения давления (напора);

3) определение давлений (напоров) в различных точках сети;

4) увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

В некоторых случаях может быть поставлена также задача определения пропускной способности трубопроводов при известном их диаметре и заданной потере давления.

Результаты гидравлического расчета используют для:

1) определения капиталовложений, расхода металла (труб) и основного объема работ по сооружению тепловой сети;

2) установления характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;

3) выяснения условий работы источников теплоты, тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения теплопотребляющих установок к тепловой сети;

5) разработки режимов эксплуатации систем теплоснабжения.

Исходными данными для проведения гидравлического расчета должны быть заданы схема и профиль тепловой сети, указаны размещение источников теплоты и потребителей и расчетные нагрузки.

Схемы и конфигурации тепловых сетей

Тепловая сеть является соединительным и транспортным звеном системы теплоснабжения.

Она должна обладать следующими качествами:

надежностью; они должны сохранять способность непрерывной подачи теплоносителя к потребителю в необходимом количестве в течение всего года, за исключением кратковременного перерыва для профилактического ремонта в летнее время;

управляемостью – т.е. обеспечивать необходимый режим работы, возможность совместной работы источников теплоснабжения и взаимного резервирования магистралей.

Необходимый режим работы – это быстрое и точное распределение теплоносителя по тепловым пунктам в нормальных условиях, в критических ситуациях, а также при совместной работе источников теплоты для экономии топлива.

Схема тепловой сети определяется:

размещением источников теплоты (ТЭЦ или котельных) по отношению к району теплового потребления;

характером тепловой на грузки потребителей района;

видом теплоносителя.

Основные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе схемы тепловой сети - надежность и экономичность теплоснабжения. При выборе конфигурации тепловых сетей следует стремиться к получению наиболее простых решений и наименьшей длины теплопроводов.

Повышение надежности сети осуществляется следующими методами:

повышением надежности отдельных элементов, входящих в систему;

применением «щадящего» режима работы системы в целом или наиболее повреждаемых ее элементов путем поддержания температуры воды в подающих линиях 100С и выше, а в обратных линиях 50С и ниже;

резервированием, т.е. введением в систему дополнительных элементов, которые могут заменить полностью или частично элементы, вышедшие из строя.

По степени надежности все потребители делятся на две категории:

I – лечебные учреждения со стационарами, промышленные предприятия с постоянным потреблением теплоты на технологические нужды, группы городских потребителей с тепловой мощностью 30 МВт. Перерыв в подаче теплоты допускается только на время переключения, т.е. не более 2 часов;

II – все остальные потребители.

Пар в качестве теплоносителя используется главным образом для технологических нагрузок промышленных предприятий. Основная нагрузка паровых сетей обычно концентрируется в сравнительно небольшом количестве узлов, которыми являются цехи промышленных предприятий. Поэтому удельная протяженность паровых сетей на единицу расчетной тепловой нагрузки невелика. Когда по характеру технологического процесса допустимы кратковременные (до 24 ч) перерывы в подаче пара, наиболее экономичным и в то же время достаточно надежным решением служит прокладка однотрубного паропровода с конденсатопроводом.

Необходимо иметь в виду, что дублирование сетей приводит к значительному возрастанию их стоимости и расхода материалов, в первую очередь стальных трубопроводов. При укладке вместо одного трубопровода, рассчитанного на 100 %-ую нагрузку, двух параллельных, рассчитанных на 50 %-ную нагрузку, площадь поверхности трубопроводов возрастает на 56 %. Соответственно возрастают расход металла и начальная стоимость сети.

Более сложной задачей считается выбор схемы водяных тепловых сетей, т.к. их нагрузка менее концентрирована.

Водяные сети менее долговечны по сравнению с паровыми из-за:

большей подверженности наружной коррозии стальных трубопроводов подземных водяных сетей по сравнению с паропроводами;

чувствительности к авариям из-за большей плотности теплоносителя (особенно в крупных системах при зависимом присоединении отопительных установок к тепловой сети).

При выборе схемы водяных тепловых сетей особое внимание уделяют вопросам надежности и резервирования систем теплоснабжения.

Водяные тепловые сети разделяться на магистральные и распределительные .

К магистральным обычно относятся теплопроводы, соединяющие источники теплоты с районами теплового потребления, а также между собой.

Режим работы магистральных тепловых сетей должен обеспечивать наибольшую экономичность при выработке и транспорте теплоты за счет совместной работы ТЭЦ и котельных.

Режим работы распределительных сетей должен обеспечивать наибольшую экономию теплоты при ее использовании за счет регулирования параметров и расхода теплоносителя в соответствии с необходимым режимом потребления, упрощения схем тепловых пунктов, снижения расчетного давления для их оборудования и уменьшения количества регуляторов отпуска теплоты для отопления.

Теплоноситель поступает из магистральных сетей в распределительные сети и по распределительным сетям подается через групповые тепловые пункты или местные тепловые пункты к теплопотребляющим установкам абонентов. Непосредственное присоединение тепловых потребителей к магистральным сетям допускается только при присоединении крупных промышленных предприятий.

Магистральные тепловые сети с помощью задвижек разделяются на секции длиной 1-З км. При раскрытии (разрыве) трубопровода место отказа или аварии локализуется секционирующими задвижками. Благодаря этому уменьшаются потери сетевой воды и сокращается длительность ремонта вследствие уменьшения времени, необходимого для дренажа воды из трубопровода перед проведением ремонта и для заполнения участка трубопровода сетевой водой после ремонта.

Расстояние между секционирующими задвижками выбирается из условия, чтобы время, требуемое для проведения ремонта, было меньше времени, в течение которого внутренняя температура в отапливаемых помещениях при полном отключении отопления при расчетной наружной температуре для отопления не опускалась ниже минимального предельного значения, которое принимают обычно 12-14 °С в соответствии с договором теплоснабжения. Время, необходимое для проведения ремонта, возрастает с увеличением диаметра трубопровода, а также расстояния между секционирующими задвижками.

Рис.1. Принципиальная схема двухтрубной тепловой сети с двумя магистралями: 1 – коллектор ТЭЦ; 2 – магистральная сеть; 3 – распределительная сеть; 4 – секционирующая камера; 5 – секционирующая задвижка; 6 – насос; 7 – блокирующая связь.

Расстояние между секционирующими задвижками должно быть меньше при больших диаметрах трубопроводов и при более низкой расчетной наружной температуре для отопления.

Условие проведения ремонта теплопровода большого диаметра за период допустимого снижения внутренней температуры в отапливаемых зданиях трудно выполнить, так как время ремонта существенно возрастает с увеличением диаметра.

В этом случае необходимо предусматривать системное резервирование теплоснабжения при выходе из строя участка тепловой сети, если не выполняется вышеприведенное условие о времени ремонта. Одним из методов резервирования является блокировка смежных магистралей.

Секционирующие задвижки размещают в узлах присоединения распределительных сетей к магистральным тепловым сетям.

В этих узловых камерах кроме секционирующих задвижек размещаются также головные задвижки распределительных сетей, задвижки на блокирующих линиях между смежными магистралями или между магистралями и резервными источниками теплоснабжения, например районными котельными.

В секционировании паровых магистралей нет необходимости, так как масса пара, требующаяся для заполнения длинных паропроводов, невелика. Секционные задвижки должны быть оборудованы электро- или гидроприводом и иметь телемеханическую связь с центральным диспетчерским пунктом. Распределительные сети должны иметь присоединение к магистрали с обеих сторон секционирующих задвижек с тем, чтобы можно было обеспечить бесперебойное теплоснабжение абонентов при авариях на любом секционированном участке магистрали.

Блокировочные связи между магистралями могут выполняться однотрубными.

В зданиях особой категории, которые не допускают перерывов в теплоснабжении, должна быть предусмотрена возможность резервного теплоснабжения от газовых или электрических нагревателей или же от местных котельных на случай аварийного прекращения централизованного теплоснабжения.

По СНиП 2.04.07-86 допускается уменьшение подачи теплоты в аварийных условиях до 70 % суммарного расчетного расхода (максимально-часового на отопление и вентиляцию и среднечасового на горячее водоснабжение). Для предприятий, в которых не допускаются перерывы в подаче теплоты, должны предусматриваться дублированные или кольцевые схемы тепловых сетей. Расчетные аварийные расходы теплоты должны приниматься в соответствии с режимом работы предприятий.

Радиус действия тепловой сети (рис.1) 15 км. До конечного района теплопотребления сетевая вода передается по двум двухтрубным транзитным магистралям длиной 10 км. Диаметр магистралей на выходе с ТЭЦ 1200 мм. По мере распределения воды в попутные ответвления диаметры магистральных линий уменьшаются. В конечный район теплового потребления сетевая вода вводится по четырем магистралям диаметром 700 мм, а затем распределяется по восьми магистралям диаметром 500 мм. Блокировочные связи между магистралями, а так же резервирующие насосные подстанции установлены только на линиях диаметром 800 мм и более.

Такое решение допустимо в том случае, когда при принятом расстоянии между секционирующими задвижками (на схеме 2 км) время, необходимое для ремонта трубопровода диаметром 700 мм, меньше времени, в течение которого внутренняя температура отапливаемых зданий при отключении отопления при наружной температуре 1 снизится от 18 до 12 °С (не ниже).

Блокировочные связи и секционирующие задвижки распределены таким образом, что при аварии на любом участке магистрали диаметром 800 мм и более обеспечивается теплоснабжение всех абонентов, присоединенных к тепловой сети. Теплоснабжение абонентов нарушается только при авариях на линиях диаметром 700 мм и менее.

В этом случае прекращается теплоснабжение абонентов, расположенных за местом аварии (по ходу теплоты).

При теплоснабжении крупных городов от нескольких ТЭЦ целесообразно предусмотреть взаимную блокировку ТЭЦ посредством соединения их магистралей блокировочными связями. В этом случае может быть создана объединенная кольцевая тепловая сеть с несколькими источниками питания (рис. 2). В такую же систему могут быть в ряде случаев объединены тепловые сети ТЭЦ и крупных районных или промышленных котельных.

Объединение магистральных тепловых сетей нескольких источников теплоты наряду с резервированием теплоснабжения позволяет уменьшить суммарный котельный резерв на ТЭЦ и увеличить степень использования наиболее экономичного оборудования в системе за счет оптимального распределения нагрузки между источника ми теплоты.

Блокирующие связи между магистралями большого диаметра должны иметь достаточную пропускную способность, обеспечивающую передачу резервирующих потоков воды. В необходимых случаях для увеличения пропускной способности блокирующих связей сооружаются насосные подстанции.

Независимо от блокирующих связей между магистралями целесообразно в городах с развитой нагрузкой горячего водоснабжения предусматривать перемычки сравнительно небольшого диаметра между смежными распределительными тепловыми сетями для резервирования нагрузки горячего водоснабжения.

При диаметрах магистралей, отходящих от источника теплоты, 700 мм и менее обычно применяют радиальную (лучевую) схему тепловой сети с постепенным уменьшением диаметра по мере удаления от станции и снижения присоединенной тепловой нагрузки (рис. 3). Такая сеть наиболее дешевая по начальным затратам, требует наименьшего расхода металла на сооружение и проста в эксплуатации. Однако при аварии на магистрали радиальной сети прекращается теплоснабжение абонентов, присоединенных за местом аварии. Например, при аварии в точке «а» на радиальной магистрали 1 прекращается питание всех потребителей, расположенных по направлению трассы от ТЭЦ после точки а. Если происходит авария на магистрали вблизи станции, то прекращается теплоснабжение всех потребителей, присоединенных к магистрали. Такое решение допустимо, если время ремонта трубопроводов диаметром не менее 700 мм удовлетворяет вышесказанному условию.

Для более надежного теплоснабжения тепловые сети должны сооружаться по блочному принципу. Блоком должна являться распределительная сеть с радиусом действия 500-800 м. Каждый блок должен обеспечивать теплоснабжение жилого микрорайона примерно в 10 тыс квартир или тепловая мощность которого 30-50 МВт. Блок должен быть непосредственно присоединен к коллектору источника, или иметь двустороннее теплоснабжение от тепловых магистралей.

на тепловой карте района ориентировочно намечаются места ГТП;

после размещения ГТП намечают возможные трассы магистралей и перемычек между ними;

намечают размещение распределительных сетей.

Распределительные сети проектируются тупиковыми, секционирующие задвижки не проектируются.

Распределительные сети разрешается прокладывать по подвалам зданий

Резервирования подачи тепла потребителям является наиболее сложным вопросом проектирования тепловых сетей, который не полностью освещен в нормативно-технической документации. В связи с этим произведена разработка “Методических рекомендаций по резервированию тепловых сетей” (в дальнейшем по тексту “Рекомендации”) с учетом последних достижений техники и специфических условий эксплуатации г. Москвы в 2006 году.

Генеральный директор ООО ”Каналстройпроект” – Малиницкий В.С.

Заместитель Главного инженера ООО ”Каналстройпроект” – Липовских В.М.

Главный инженер проекта ООО ”Каналстройпроект” – Арешкин А.А.

В течение последних пятидесяти лет требования по резервированию сетей периодически изменялись. Например, для климатических условий г. Москвы требования по резервированию были следующими:

– согласно п.4.1. СНиП II-36-73 резервирование тепловых сетей было обязательным для тепломагистралей с нагрузкой более 300 Гкал/ч (для СЦТ с режимом 150/70°С, начиная с теплопроводов 2хДу800 мм и более);

– согласно п.3.1, и табл.1 СНиП 2.04.07-86* резервирование было обязательным для теплопроводов 2хДу500 мм и более;

– согласно п.6.33. и табл.2 СНиП 41-02-2003 резервирование стало обязательным для теплопроводов 2хДу300 мм и более.

При этом в СНиП 41-02-2003 не учтены специфические условия бесканальной прокладки теплопроводов заводского изготовления с теплоизоляцией из пенополиуретана (ППУ) в полиэтиленовой оболочке, в которых предусмотрен кабель для профилактического дистанционного контроля состояния теплопроводов (в дальнейшем по тексту бесканальная прокладка теплопроводов в ППУ-изоляции).

В результате чего существующие тепловые сети, а также запроектированные до 2003 г. не соответствуют нормам резервирования действующего СНиП 41-02-2003. Исходя из этого, при реконструкции действующих СЦТ необходимо рассматривать вопрос резервирования существующих тепловых сетей в зависимости от срока их прокладки (или последнего срока перекладки) и технического состояния.

При рассмотрении вопроса резервирования тепловых сетей необходимо учитывать, что оно приводит к дополнительному увеличению капитальных затрат и поэтому, должно быть минимизировано.

В связи с этим при разработке схем и проектов тепловых сетей необходимо исходить из следующих положений:

– вероятности одной аварии тепловых сетях в рассматриваемый период времени;

– обеспечения резервирование источника тепла за счет установки на нем двух и более агрегатов;

— особенности присоединения к тепловым сетям.

Термины и классификация

В настоящих нормах используются следующие термины и классификация.

Система централизованного теплоснабжения – система, состоящая из одного или нескольких источников тепла, тепловых сетей и потребителей тепла (в дальнейшем по тексту СЦТ).

Авария – повреждение тепловых сетей, приводящее к останову подачи тепла потребителям на период более 15 часов.

Первая категория потребителей – потребители, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества тепла и снижение температуры воздуха в помещениях ниже предусмотренных ГОСТ 30494. Например, больницы, родильные дома, детские дошкольные с круглосуточным пребыванием детей, картинные галереи, химические и специальные производства, шахты и т.п.

– жилых и общественных зданий до 12°С;

– промышленных зданий до 8°С.

Первичные тепломагистрали – тепловые сети непосредственно присоединенные к источникам тепла без вторичных тепломагистралей и квартальных первичных теплопроводов.

Вторичные тепломагистрали – тепловые сети присоединенные к первичным тепломагистралям без квартальных первичных теплопроводов.

Квартальные теплопроводы – разводящие первичные тепловые сети внутри кварталов.

Абонентские вводы - теплопроводы от тепломагистралей или квартальных теплопроводов до ЦТП, ВЦТП и ИТП.

1. Общие положения по резервирование источников тепла и тепловых сетей

1.1. Вопрос резервирования тепловых сетей напрямую связан с метеоусловиями местности и со сроком выполнения ремонтных работ. В связи с этим при разработке данных “Рекомендаций” учитывались специфичные условия эксплуатации (в зависимости от условий эксплуатации, профилактических мер и оперативности аварийной службы), сложившиеся в ОАО “Московская теплосетевая компания” (МТК) и ОАО “Московская энергетическая компания” (МОЭК).

1.2. Согласно требованиям СНиП 41-02-2003 “Тепловые сети” при отсутствие на объектах 1 категории местного резервного источника тепла резервирование тепловых сетей от источника тепла (или от другого источника тепла) до данного объекта обязательно.

1.3. Согласно требованиям СНиП 41-02-2003 “Тепловые сети” допускается не производить резервирование тепловых сетей в следующих случаях:

– для участков надземной прокладки протяженностью менее 5 км;

– при наличии у потребителей местного резервного источника тепла;

– для тепловых сетей диаметром 250 мм и менее.

Для остальных случаев необходимо рассматривать вопрос резервирования сетей с учетом конкретной ситуации.

1.4. Резервирование источников тепла обеспечивается следующим условием выбора котлов - при выходе самого мощного котла производительность оставшихся котлов должна обеспечить покрытие в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха от 78 до 91% расчетной нагрузки на отопление и вентиляцию для потребителей 2 и 3 категории и 100% расчетной нагрузки потребителей 1 категории.

1.5. Не производится резервирования транзитных теплопроводов от ТЭЦ до пиковых котельных в случае если их производительность обеспечивает в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха покрытие от 78 до 91% расчетной нагрузки на отопление и вентиляцию для потребителей 2 и 3 категории и 100% расчетной нагрузки потребителей 1 категории.

1.6. Основными критериями при резервировании тепловых сетей рекомендуется принимать:

– срок слива и заполнения сетевой водой теплопроводов и срок ликвидации аварии, которые необходимо снижать за счет оперативности проведения восстановительных работ до минимально допустимого периода, т.е. до периода 12 часов и менее, что соответствует сроку ликвидации аварии на участке тепловой сети 2хДу250 мм протяженностью 1000 м (участок между двумя секционирующими задвижками).

– вероятность возникновения аварии, исходя из срока службы и технического состояние теплопроводов, а также типа прокладки теплопроводов и контроля их состояния.

Исходя из этих вышеперечисленных критериев рекомендуется определять протяженность не зарезервированных участков теплопроводов 2хДуЗ00-600 мм.

1.6.1. Расчет и практика восстановительных работ в МТК и МОЭК показали, что для теплопроводов проложенных в непроходных каналах с теплоизоляцией из минераловатных изделий (или бесканальная прокладка с теплоизоляцией из армопенобетона и пенополимерминеральной изоляции) 2хДуЗ00-600 мм необходимо снизить протяженность не зарезервированных участков до уровня, приведенного в таблице 1.1.

Таблица 1.1

1.6.2. В случае монтажа дополнительных сливных устройств, обеспечивающих ускоренное опорожнение трубопроводов или увеличения диаметра сливных устройств допускается повышать протяженность не зарезервированных участков до уровня, приведенного таблице 1.2.

Таблица 1.2

Схема тепловых сетей с тупиковыми участками, обеспечивающая краткосрочное проведение ремонтных работ (менее 12 часов) приведена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема тепловых сетей с тупиковой разводкой (непроходной канал, мин. вата), не требующих резервирования

1.6.3. В связи с профилактическим контролем состояния теплопроводов для бесканальной прокладки теплопроводов в ППУ-изоляции протяженность незарезервированных участков по сравнению с таблицей 1.1. может быть увеличена до уровня, приведенного в таблице 1.3. При этом должен быть обеспечено ускоренное опорожнение трубопроводов за счет монтажа дополнительных сливных устройств или увеличения диаметра сливных устройств.

Таблица 1.3

Условный диаметр теплопроводов, мм	Время проведения ремонтных работ, ч	Протяженность незарезервированного участка между двумя секционирующими задвижками, м
300	менее 12	1500
400	менее 12	1000
500	менее 12	700
600	менее 12	500

Схема тепловых сетей с тупиковыми участками, обеспечивающая краткосрочное проведение ремонтных работ (менее 12 часов) приведена на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схема тепловых сетей с тупиковой разводкой (бесканальная прокладка, ППУ), не требующих резервирования

1.7. При обеспечение района теплом от двух и более источников рекомендуется производить резервирование тепловых сетей от каждого источника, т.е. монтировать аварийную перемычку между тепловыми сетями каждого источника тепла.

1.8. В дальнейшем по тексту рассматривается вопрос резервирования тепловых сетей только закрытых систем центрального теплоснабжения (СЦТ) при отсутствие у потребителя местного аварийного источника тепла.

2. Технические решения по резервированию тепловых сетей

– путем двухстороннего присоединения вторичных тепломагистралей к двум первичным тепломагистралям (одного или двух источников тепла) без монтажа секционирующих задвижек;

– путем одностороннего присоединения одним концом тупиковых вторичных тепломагистралей к двум параллельно проложенным первичным тепломагистралям (одного или двух источников тепла) без монтажа секционирующих задвижек;

– путем закольцовки первичных тепломагистралей (одного или двух источников тепла) с монтажом секционирующих задвижек;

– путем прокладки дополнительного (третьего) теплопровода;

– путем подвода к потребителю дополнительных двухтрубных теплопроводов от первичной тепломагистрали или второго источника тепла (в основном потребители 1 категории);

– путем комбинирования вышеперечисленных технических решений.

2.2. Схема тепловых сетей, в которых производится двухстороннее присоединения тепловых сетей к двум первичным тепломагистралям (одного или двух источников тепла) без монтажа секционирующих задвижек приведена на рис. 2.1. Отличительной особенностью данного технического решения является то, что потребители присоединяются исключительно к вторичным тепломагистралям.

Рис. 2.1. Схема зарезервированных тепловых сетей с двухсторонним присоединением к двум первичным тепломагистралям

2.3. Схема тепловых сетей, в которых производится одностороннее присоединения тупиковых тепловых сетей к двум первичным тепломагистралям (одного или двух источников тепла) без монтажа секционирующих задвижек приведена на рис.2.2.

Рис. 2.2. Схема зарезервированных тепловых сетей с односторонним присоединением к двум первичным тепломагистралям

2.4. Схема тепловых сетей, в которых резервирование обеспечивается закольцовкой первичных тепломагистралей (одного или двух источников тепла) приведена на рис. 2.3. Отличительной особенностью данной схемы – закольцовка сети , является присоединение тупиковых тепловых сетей в одной точке между двумя секционирующими задвижками первичной тепломагистрали или присоединение в двух точках в обхват одной секционирующей задвижки первичной тепломагистрали (врезка “штанами”).

Рис. 2.3. Схема зарезервированных тепловых сетей с односторонним присоединением к закольцованным первичным тепломагистралям

2.5. Схема тепловых сетей, в которых резервирование производится путем прокладки дополнительного (третьего) теплопровода двойного назначения приведена на рис. 2.4. При этом все теплопроводы должны присоединяться непосредственно к зарезервированной тепломагистрали (или к источнику тепла), хрехтрубную схему целесообразно использовать для отдельно расположенных районов и потребителей 1 категории. При этом для обеспечения постоянной циркуляции в период нормальной эксплуатации дополнительный теплопровод рекомендуется использовать в качестве обратного теплопровода.

Рис. 2.4. Схема прокладки трехтрубных тепловых сетей с односторонним присоединением к зарезервированным тепломагистралям

2.6. Схема прокладки двух дополнительных теплопроводов (подающего и обратного) для резервирования объектов 1 категории приведена на рис. 2.4. При этом основные и резервные теплопроводы должны присоединяться в двум зарезервированным тепломагистралям.

2.7. Конфигурация тепловых сетей с нерезервируемыми надземными участками приведена на рис.2.5.

Рис. 2.5. Конфигурация тепловых сетей с нерезервируемыми участкам надземной прокладки

З. Резервирование тепловых сетей при строительстве нового источника тепла

3.1. При разработке схемы тепловых сетей при строительстве нового источника тепла рекомендуется производить разработку различных вариантов схем теплосети с рассмотрением вопроса резервирования.

3.2. Для источников тепла производительностью менее 50 Гкал/ч рекомендуется производить разработку варианта схемы только с тупиковой разводкой без резервирования тепловых сетей.

3.3 Для источников тепла производительностью от 50 до 200 Гкал/ч включительно рекомендуется производить разработку как варианта с тупиковой разводкой без резервирования тепловых сетей, так и вариантов с резервированием тепловых сетей и последующим согласованием одного из них (или совмещенного варианта).

3.4. Для источников тепла производительностью более 200 Гкал/ч рекомендуется производить разработку нескольких вариантов схем с резервированием тепловых сетей и последующим согласованием одного из них.

3.5. Допускается монтаж участков, обеспечивающих резервирование тепловых сетей выполнять на последнем этапе строительства после формирования теплового района.

4. Резервирование тепловых сетей при реконструкции СЦТ

4.1. При реконструкции СЦТ с увеличением нагрузки источника тепла за счет присоединения новых (реконструируемых) потребителей допускается для сохраняемых и реконструируемых потребителей использовать существующую схему тепловых сетей. При этом разработку схемы для новых потребителей рекомендуется производить с учетом положений, приведенных в разделе 3.

4.2. При реконструкции СЦТ с увеличением нагрузки источника тепла только за счет реконструируемых потребителей (без присоединения новых) допускается для сохраняемых и реконструируемых потребителей использовать существующую схему тепловых сетей.

4.3. При реконструкции СЦТ с целью повышения надежности без увеличения нагрузки источника тепла и присоединения новых потребителей рекомендуется разрабатывать новую схему тепловых сетей с учетом положений, приведенных в разделе 3.

5. Принципиальные схемы узлов (камер) на участках с резервными связями

5.1. Для двухтрубных тепловых сетей допускается принципиальные схемы узлов выполнять в однотрубном исполнении. Для трехтрубных тепловых сетей принципиальные схемы узлов рекомендуется выполнять в натуральном виде, т. е. в двух и трехтрубном исполнении.

5.2. Для обеспечения правильной циркуляции теплоносителя после переключения потоков сетевой воды на участках резервной связи необходимо выполнять транспозицию теплопроводов, то есть “перехлест” потоков сетевой воды. При этом “перехлест” потоков может осуществляться путем соответствующей врезки теплопроводов в камере или путем “перехлеста” теплопроводов на участке теплосети.

5.2.2. С целью снижения коррозионных процессов на участках резервной связи необходимо обеспечивать циркуляцию сетевой воды с использованием воздушной или спускной линии.

5.3. Для повышения надежности на протяженных участках резервной связи рекомендуется устанавливать отсекающие задвижки по обе стороны участка. Максимальная протяженность участков, на которых допускается производить установку отсекающей задвижки только с одной стороны приведена в таблице 5.1. Установка отсекающих задвижек по обе стороны участков меньшей протяженности требует согласования с эксплуатационной организацией.

Таблица 5.1

5.4. Принципиальные схемы узлов на участках с резервной связью приведены на рис. 5.1

Рис. 5.1. Принципиальная схема узлов (камер) на участке резервной связи

6. Проверка гидравлического и теплового режима при аварийных ситуациях

6.1. Для протяженных тепловых сетей при необходимости рекомендуется производить проверку гидравлического и теплового режима при аварийных ситуациях с учетом положений, изложенных в п.6.33, и таблицы 2 СНиП 41-02-2003 (приложение 1).

6.2. Поверочный гидравлический расчет тепловых сетей при аварийных ситуациях рекомендуется производить по специальной компьютерной программе с построением пьезометрического графика, исходя из условия сохранения напоров на выходе и входе источника тепла, характерных для нормальных условий эксплуатации.

6.3. Допускается производить поверочный гидравлический расчет тепловых сетей при аварийных ситуациях по компьютерной программе для гидравлического расчета тупиковых тепловых сетей со снижением расхода сетевой воды до требуемого уровня согласно п.6.33. и таблицы 2 СНиП 41-02-2003.

6.4. Для пунктов 6.2 и 6.3 возможно использование следующих программ:

– Гидросистема – гидравлический и теплогидравлический расчеты, а также выбор диаметров трубопроводных систем различного назначения с детальным учетом местных сопротивлений с возможностью автоматического построение пьезометрических графиков. Данная программа поставляется ООО “НТП Трубопровод”.

– ZuluThermo – гидравлические расчеты тепловых сетей с возможностью выполнения конструктивного, поверочного и наладочного теплогидравлического расчета тепловой сети и функцией построения пьезометрических графиков. Данная программа поставляется ООО “Политерм”.

Приложение 1

Выписка из СНиП 41-02-2003 “Тепловые сети” п.6.33:

При подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканальной прокладке величина подачи теплоты (%) для обеспечения внутренней температуры воздуха в отапливаемых помещениях не ниже 12°С в течение ремонтно-восстановительного периода после отказа должна приниматься по таблице 2.

Таблица 2

Диаметр труб тепловых сетей, мм	Время восстановления теплоснабжения, ч	Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, t 0 , 0 С.
Диаметр труб тепловых сетей, мм	Время восстановления теплоснабжения, ч	–10	–20	–30	–40	–50
300	15	32	50	59	60	64
400	18	41	56	63	65	68
500	22	63	63	69	70	73
600	26	68	68	73	75	77
700	29	70	70	75	76	78
800-1000	40	75	75	79	80	82
1200-1400	54	79	79	82	83	85

Надеюсь, что все разобрались со схемами теплоснабжения, как с резервированием, так и без него. Теперь, понятно как производится закольцовка сети и что из себя представляет тупиковая тепловая сеть? Пишите комментарии, и варианты своих схем тепловой сети.

Пользовательского поиска

Тематические и околотематические публикации статей сайта.
В настоящем разделе сайта представлены публикации тематических статей по теплоснабжению и теплоэнергетике, а также, околотематических статей по строительству, производству и промышленному оборудованию.

Назначение и классификация тепловых сетей.

Назначение тепловых сетей - соединение источников тепла с местами его потребления. Наружными тепловыми сетями (при централизованном теплоснабжении) называют сети, соединяющие источник тепла с пунктами, распределяющими тепло, в отличие от теплопроводов, прокладываемых внутри зданий и называемых теплопроводами внутренней разводки.

Наружные тепловые сети прокладывают, как правило, в земле (в проходных, полупроходных и непроходных каналах, бесканально), открыто (на кронштейнах по стенам строений, на бетонных, железобетонных и металлических опорах, на отдельных конструкциях мостов при переходах через железнодорожные пути и водные преграды) и дюкером. Тепловые сети, проходящие по подвалам или по техническим подпольям, т. е. внутри зданий, именуются также наружными сетями, поскольку соединяют, как указывалось выше, источник тепла с тепловыми пунктами, в которых устанавливаются элеваторные и тепловые узлы, подогреватели и прочие устройства, распределяющие тепло.

Теплопроводы от этих узлов до мест потребления тепла (отопительных панелей и радиаторов, калориферов, кондиционеров, технологических установок и т. д.) относятся к теплопроводам внутренней разводки (системы центрального отопления и горячего водоснабжения, разводки внутри зданий котельных, теплоэлектроцентралей).

Здания и сооружения снабжаются теплом от местных котельных, обслуживающих одно или несколько обычно рядом расположенных строений, или централизованно от крупных (групповых) районных или квартальных котельных, обслуживающих все строения района или квартала города, и от ТЭЦ, комбинированно вырабатывающях тепловую и электрическую энергию (теплофикация). Централизованное теплоснабжение от районных или квартальных котельных и особенно от ТЭЦ по сравнению с теплоснабжением от местных котельных является наиболее перспективным, экономичным и в настоящее время находит все более широкое применение.

Наружные тепловые сети разделяются на магистральные - от источника тепла до микрорайона (квартала) или до промышленного предприятия, на распределительные - от магистральных тепловых сетей до ответвлений (вводов) к отдельным строениям и на ответвления (вводы) - от распределительных или магистральных тепловых сетей до узлов присоединений систем потребителей тепла.

Транспортируемый теплоноситель используется для отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, а также для производственно-технологических нужд. В зависимости от вида теплоносителя сети делятся на паровые и водяные. При теплоносителе паре к источнику тепла от мест его потребления возвращается конденсат. Сети, в которых циркулирует постоянное количество теплоносителя (без разбора его у потребителей), называются закрытыми; сети с непосредственным разбором воды - открытыми.

По характеру потребителей тепловые сети делятся на промышленные, коммунальные и смешанные. В настоящее время приняты двухтрубные и многотрубные системы теплоснабжения. По конфигурации тепловые сети могут быть лучевыми и кольцевыми. Кольцевые сети обеспечивают лучший гидравлический режим и позволяют отключать для ремонта отдельные линии сетей, не прерывая снабжения теплом потребителей.

аренда манипулятора

10. Потребление тепла жилыми районами .

Тепловые потребители классифицируются по двум основным категориям:

а) потребление тепла для коммунально-бытовых нужд (для обеспечения комфортных условий труда и быта в жилых, общественных и производственных помещениях);

б) потребление тепла для технологических нужд (для обеспечения выпуска промышленной или сельскохозяйственной продукции заданного качества).

29. Центральное качественное регулирование однородной тепловой нагрузки при зависимых схемах присоединения. Температурный график сетевой воды и его расчет.

Центральное регулирование отопительной нагрузки применяют в системах теплоснабжения с децентрализованным горячим водоснабжением. В таких системах отопление является основной тепловой нагрузкой. Центральное регулирование осуществляется в соответствии с потребностью тепла для отопления зданий при различных наружных температурах воздуха.

При качественном регулировании задача расчета состоит в определении температуры воды в зависимости от тепловой нагрузки. Расход воды остается постоянным в течение всего отопительного сезона.

Общее уравнение для регулирования отопительной нагрузки при зависимых схемах присоединения отопительных установок к тепловой сети:

20.Открытые и закрытые тепловые сети. Схемы присоединения потребителей горячей воды.

В открытых тепловых сетях осуществляется непосредственный водоразбор из тепловых сетей на ГВС.

Расход теплоты, передаваемой по тепловым сетям при открытой системе теплоснабжения.

МВт (Гкал/ч)

где G 1, G 2 – расходы воды в подающем и обратном трубопроводах, кг/с (кг/ч);

с – теплоемкость воды, кДж/(кг · °С); t 1, t 2 –температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, °С.

В закрытых системах дополнительно устанавливаются водоводяные подогреватели ГВС. На предприятиях возможна установка пароводяных подогревателей ГВС. В систему ГВС поступает водопроводная (питьевая) вода после подогревателя. Подогреватели ГВС могут быть включены в соответствии с одной из трех схем (параллельная схема, двухступенчатая смешанная схема, двухступенчатая последовательная схема)

Расход теплоты, передаваемой по водяному теплопроводу, при закрытой системе теплоснабжения

МВт (Гкал/ч)

30. Температурный график сетевой воды при количественном и качественно-количественном регулировании.

Основным достоинством количественного регулирования является сокращение расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя. Это преимущество может быть использовано в магистральных трубопроводах двухступенчатых сетей, к которым абоненты присоединены по не- зависимым схемам или с помощью смесительных насосных подстанций. При снижении расхода сетевой воды в магистральных сетях смеси- тельные насосы, работающие с переменным коэффициентом смешения, увеличивают подачу воды из обратной магистрали. Благодаря этому в системах отопления сохраняется необходимый расход воды и тем самым устраняется основной недостаток количественного регулирования – разрегулировка отопительных систем.

При качественно-количественном регулировании осуществляется изменение расхода и температуры сетевой воды в зависимости от вели- чины отопительной нагрузки.

5. Показать схему одноступенчатой системы теплоснабжения. Ее преимущества и недостатки.

В одноступенчатых системах теплоснабжения потребителей тепла присоединяют непосредственно к тепловым сетям (рис. 2.5). Узлы при- соединения потребителей тепла к тепловым сетям называются абонент- скими вводами. На абонентском вводе каждого здания устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, циркуляционные насосы, регулирующую арматуру для параметров и расходов теплоно- сителя по местным отопительным и водоразборным приборам, кон- трольно-измерительные приборы. Поэтому часто абонентский ввод на- зывают местным тепловым пунктом (МТП).

Схема одноступенчатой системы теплоснабжения: 1 – магистральные трубопроводы; 2 – ответвления; МТП – местный тепловой пункт; ТП – теплофика- ционный подогреватель; ПК – пиковый котел; СН – сетевой насос

й подогреватель; ПК – пиковый котел; СН – сетевой насос

Если абонентский ввод сооружается для отдельной, например, тех- нологической установки, то его называют индивидуальным тепловым пунктом (ИТП).

Непосредственное присоединение отопительных приборов ограни- чивает пределы допустимого давления в тепловых сетях, т. к. высокое давление, необходимое для транспорта теплоносителя к конечным по- требителям, опасно для радиаторов отопления. В силу этого односту- пенчатые системы применяют для теплоснабжения ограниченного чис- ла потребителей от котельных с небольшой длиной тепловых сетей.

Теплоснабжение - снабжение жилых домов, общественно-коммунальных зданий и промышленных предприятий теплоносителем : горячей водой (до 85-95°С), перегретой водой (до 150-200° С) и водяным паром для целей отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и для технологических процессов.

Теплоснабжение зданий различного назначения осуществляется по тепловым сетям. Тепловые сети соединяют источник тепловой энергии с ее потребителями жилыми, общественными и производственными зданиями.

В зависимости от вида теплоносителя тепловые сети, делятся на водяные и паровые . В водяных сетях теплоноситель (вода) циркулирует по трубопроводам между источником тепла местом приготовления горячей воды и потребителями, отдав часть своего тепла, теплоноситель возвращается к источнику тепла. В паровых сетях теплоноситель (пар) направляется от источников тепла по паропроводу к потребителям, затем, отдав часть своего тепла, в виде конденсата по конденсатопроводу возвращается к источнику тепла.

После подогрева охлажденной воды в котлах источника тепла или преобразования конденсата в пар теплоноситель вновь подается к потребителям, а затем вновь возвращается к источнику тепла. Цикл повторяется.

Источником тепла служат местные котельные, которые обслуживают одно или несколько строений, централизованные (групповые) районные или квартальные котельные, обслуживающие строения района или квартала города, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), вырабатывающее комбинированно тепловую и электрическую энергии. ТЭЦ обслуживают весь город, населенный пункт или значительную часть районов больших городов. Снабжение потребителей от ТЭЦ называется теплофикацией.

По характеру потребителей тепловые сети подразделяются на промышленные, коммунальные и смешанные .

Водяные сети делятся на однотрубные, двухтрубные и многотрубные. Как правило, водяные тепловые сети строят двухтрубными.

По конфигурации тепловые сети бывают тупиковые и кольцевые.

Системы тепловых сетей могут быть открытыми, если производится непосредственный водоразбор из теплопроводов, и закрытыми, если непосредственного водоразбора из тепловых сетей нет, и, таким образом, в сетях циркулирует постоянное количество воды.

В зависимости от длины и диаметра трубопроводов, а также количества передаваемой по ним тепловой энергии тепловые сети подразделяются на :

магистральные - от источника тепла до микрорайона (квартала) или до предприятия;

распределительные - от магистральных сетей до сетей к отдельным зданиям, при расположении распределительных сетей внутри квартала эти сети называются внутриквартальными или разводящими сетями;

сети к отдельным зданиям - ответвления от распределительных или магистральных сетей до узлов присоединения местных систем потребителей тепла или до индивидуальных тепловых пунктов зданий; эти ответвления называют также вводами.

1. Системы теплоснабжения производственных предприятий

2. Виды тепловых нагрузок

3. Классификация систем теплоснабжения

По схеме подачи тепла потребителю (децентрализованные и централизованные);

По виду теплоносителя (паровые системы и водяные системы);

По способу отпуска теплоты потребителю;(для отопления: зависимые и независимые ; для горячего теплоснабжения: закрытые и открытые )

По числу параллельно идущих теплопроводов;

По числу ступеней присоединения.

4. Схемы тепловых сетей (Тупиковая, Радиальная, Кольцевая)

5. Паровые системы теплоснабжения (ПСТ).

6. Оборудование тепловых сетей

Системы теплоснабжения предприятий (СТСПП) - это комплекс устройств по выработке, транспортированию и обеспечению потребителей необходимым количеством теплоты требуемых параметров.

Система теплоснабжения (рис. 1) включает в себя:

1. Источник (ТЭЦ, котельная);

2. Магистральные сети (тепловые);

3. Распределительные сети (тепловые);

4. Потребители тепла (промышленные потребители,

жилые и общественные объекты ЖКХ);

5. Абонентский ввод (тепловой узел, местный тепловой пункт МТП, элеваторный узел);

6. Центральный тепловой пункт ЦТП.

Рис.1. Система теплоснабжения.

Виды тепловых нагрузок:

· Потребление тепловых нагрузок:

2- вентиляцию (тепло в калорифере (теплообменнике);

3- горячее водоснабжение;

4- технологические нужды п.п.

· Тепловые нагрузки различают:

1- сезонные (отопление, вентиляция);

2- круглогодичные (горячее водоснабжение, технологические нужды).

Классификация систем теплоснабжения:

1- по схеме подачи тепла потребителю;

2- по виду теплоносителя;

3- по способу отпуска теплоты потребителю;

4- по числу параллельно идущих теплопроводов;

5- по числу ступеней присоединения.

1. По схеме подачи тепла потребителю :

Децентрализованные – источник тепла на месте потребления. В этом случае отсутствуют тепловые сети; применяются в районах с малой концентрацией тепловой нагрузки, когда небольшие здания расположены на неплотно застраиваемых участках, а также при технико-экономических обоснованиях.

Централизованные – источник теплоснабжения (ТЭЦ или котельная) располагаются на значительном расстоянии от потребителей теплоты. Поэтому каждая СТС состоит из трех звеньев (источник теплоты – тепловые сети – местные системы теплоснабжения). Местные СТС – тепловые подстанции и теплоприемники.

Централизованные системы отопления имеют преимущества перед децентрализованными, и в настоящее время ЦCТ определяют ведущую роль в развитии теплоснабжения крупных городов и промышленных предприятий. В г. Петрозаводске ТЭЦ введена в строй в 1977 году.

2. По виду теплоносителя:

Паровые системы (теплоноситель – водяной пар);

Водяные системы (теплоноситель – горячая вода).

Горячая вода используется для удовлетворения нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Водяной пар используется на предприятиях для технологических нужд (редко используют перегретую воду). При требуемой температуре теплоносителя у потребителя до 150˚С используют горячую воду, а при более высоких параметрах – водяной пар. К теплоносителям предъявляют специальные требования:

а. санитарно – гигиенические (в помещениях ЖКС температура нагреваемых приборов не допускается выше 90˚С, в промышленных цехах она может быть и выше);

б. технико – экономические (стоимость материала, монтажа и эксплуатации должна быть оптимальной);

в. эксплуатационные (теплоноситель должен обладать качествами, которые позволяли бы производить централизованную регулировку теплоотдачи систем потребления).

Сравнительная характеристика воды и пара как теплоносителя:

Преимущества воды: диапазон изменения температур в широких пределах (от 25˚до 150˚С); возможность транспортирования на большие расстояния без уменьшения ее теплового потенциала (15-20 км); возможность централизованного регулирования температуры теплоносителя на источнике; простота присоединения местных систем к тепловым сетям.

Недостатки воды: требуется значительный расход электроэнергии на работу насосов по перекачке тепла; температура теплоносителя может быть меньше заданной.

Преимущества пара: применяют как для тепловых потребителей, так и для силовых и технологических нужд; быстрый прогрев и остывание системы, что ценно для помещений, где периодически требуется отопление; в паровых системах можно не учитывать гидростатическое давление по причине низкой объемной массы (в 1650 раз меньше объема воды). Паровые системы могут применяться в гористой местности и в многоэтажных зданиях; отсутствие расхода электроэнергии на транспортировку пара (без насосов); простота начальной регулировки вследствие саморегулировки пара.

Недостатки пара: при транспортировке на значительные расстояния имеют место большие потери температуры и давления, поэтому радиус паровых систем всего 6-15 км, а водяных – от 30 до 60 км. Срок службы паровых систем значительно ниже, чем водяных из-за коррозии труб.

3. По способу отпуска теплоты потребителю :

Для отопления – схемы подключения ТС: зависимые и независимые;

Для горячего теплоснабжения – схемы подключения ТС: закрытые и открытые.

Зависимая схема подключения – когда вода из теплосети непосредственно поступает в нагревательные приборы местной отопительной системы (МОС).

Независимая схема подключения – когда имеется два раздельных контура (первичный – вода, циркулирующая в тепловой сети, и вторичный – собственный контур дома, вода, циркулирующая в МОС), при этом, вода из теплосети через теплообменник отдает тепло воде собственного контура. Вода из ТС доходит только до тепловой подстанции МОС (тепловая подстанция – это ЦТП или МТП), где в подогревателях (теплообменниках ТА) нагревают воду, которая циркулирует в МОС. В этом случае имеет место два теплоносителя: греющий (вода из ТС) и нагреваемый (вода в МОС). Давление первичного контура никак не передается на давление вторичного, который работает за счет собственного циркуляционного насоса.

Открытый водоразбор – напрямую из тепловой сети. Закрытый водоразбор – через теплообменник вода из ТС нагревает воду питьевого водопровода.

Оборудование тепловой подстанции при зависимой схеме проще и дешевле, чем при независимой, однако, необходимо учитывать, что в зависимых схемах давление передается из тепловой сети в МОС, которая выдерживает давление до 6-10 атм. в зависимости от типа нагревательных приборов. Пример: чугунные радиаторы выдерживают 6 атм.

Схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям:

· Зависимая схема без смешения (рис.2).

Т 1 – подающий теплопровод ТС,

1 -1 Т 2 – обратный трубопровод ТС,

1 – арматура отключающего устройства.

Рис. 2. Зависимая схема без смешения

Температура в подающем трубопроводе ТС не превышает предела, установленного санитарными нормами для приборов местных систем. Это возможно в случае малого источника тепла, когда котельная вырабатывает теплоноситель параметрами 95˚-70˚С или в системе отопления промышленных зданий t ≥ 100˚ С, но она допустима.

· Зависимая схема с элеваторным смешением (рис. 3).

→ 130˚С → 90-95˚С

Рис. 3. Зависимая схема с элеваторным смешением Рис. 4. Элеватор

Вода из подающего трубопровода Т 1 с t = 130˚C поступает в элеватор (рис. 4), через патрубок к элеватору подсасывается вода из обратной местной сети Т 2 t =70˚C. Благодаря соплу, которое встроено в элеватор, и по принципу инжекции, происходит смешение t= 130˚C и t=70˚C, смешанная вода t = 90˚С поступает в нагревательные приборы. Элеваторы рассчитываются, и подбирается диаметр сопла. У нас в стране большинство вводов в здания снабжено элеваторами там, где по теплосетям транспортируют перегретую воду. Необходимо учитывать, что для работы элеватора требуется напор на воде 15 м водного столба.

· Зависимая схема с насосным смешением (рис. 5).

В случае недостаточного напора ставят

центробежный насос на перемычке между

90˚С 70˚С ↓ подающим и обратным трубопроводом и он

← как элеватор подмешивает к подающей воде

обратную охлажденную воду. Но насос

дорогостоящее оборудование.

130˚С Существует схема и с элеватором и с насосом.

Рис. 5. Зависимая схема с насосным смешением

· Независимая схема (с теплообменником) (рис.6).

Независимая схема делит МОС на два контура, не допуская колебаний давлений. Оба контура гидравлически изолированы и независимы друг от друга. В данной схеме легко учитывать потребность в тепле, регулировать подачу тепла, т.е. устранять проблему перетопа, а, следовательно, экономить.

1. Местная отопительная система;

2. Циркуляционный насос;

→ 3. Теплообменник;

4. Расширенный бак;

5. Отключающая арматура.

Рис. 6. Независимая схема (с теплообменником)

Схемы подключения ГВС к тепловым сетям.

· В закрытых системах теплоснабжения теплоноситель полностью возвращается к

источнику теплоснабжения (за исключением утечек). Теплоноситель используют как греющую среду в теплообменных аппаратах. Закрытые системы гидравлически изолированы от тепловых сетей, что обеспечивает стабильное качество воды в ГВС, т.к. нет выноса шлаковых отложений в систему ГВС (это плюс). Однако, в систему ГВС (в трубы) поступает вода из холодного водопровода, который не подвергается деаэрации (удалению кислорода и углекислого газа), нагревается и усугубляет коррозионную активность, следовательно, быстрее происходит разрушение труб от коррозии, чем в открытых схемах. Поэтому в закрытых системах рекомендуют применять неметаллические, пластиковые трубы.

Закрытые схемы различают одноступенчатые и многоступенчатые. Выбор схемы зависит от соотношения расхода тепла на отопление и ГВС. Выбор схемы присоединения производится на основании расчета.

· В открытых системах ГВС используют не только теплоту, подводимую

теплоносителем из тепловой сети в местную сеть, но и сам теплоноситель. В открытых схемах трубы ГВС коррозируют в меньшей степени, чем в закрытых системах, т.к. вода поступает из тепловой сети после химводочистки (ХВО), но при этом возможно нарушение стабильности санитарных норм показателей воды. Открытые схемы дешевле. Чем закрытые, т.к. не требуются затраты на теплообменники и насосное оборудование.

Схемы присоединения систем горячего водоснабжения зданий к тепловым сетям.

· Одноступенчатые схемы (рис. 7, 8):

Один теплообменник и нагрев на ГВС происходит перед МОС).

Рис. 7. Одноступенчатая предвключенная

Рис. 8. Одноступенчатая параллельная

·
Многоступенчатые схемы (рис. 9, 10):

Т = 30˚С Т = 5˚С

Рис. 9. Последовательная двухступенчатая

Рис. 10. Смешанная двухступенчатая

Двухступенчатые схемы эффективны в применении тем, что происходит глубокое снижение температуры обратной воды, а также имеет место независимый расход тепла на отопление и ГВС, т.е. колебание расхода в системе ГВС не отражается на работе МОС, что может происходить в открытых схемах.

4. По числу параллельно идущих теплопроводов.

В зависимости от числа труб, передающих теплоноситель в одном направлении различают одно-, двух- и многотрубные системы ТС. По минимальному числу труб может быть:

Открытая однотрубная система – применяется при централизованном отоплении на технологические и бытовые нужды, когда вся сетевая вода разбирается потребителями при подаче теплоты на отопление, вентиляцию и ГВС, т.е. когда Q от + Q вент. =Q гвс. Такие ситуации характерны для южных районов и технологических потребителей (редко встречаются).

Двухтрубная система – самая распространенная, состоит из подающего (Т1) и обратного (Т2) трубопроводов.

Трехтрубная – состоит из соединения двухтрубной системы водоснабжения на отопление и вентиляцию и третьей трубы для целей ГВС, что не очень удобно.

Четырехтрубная – когда добавляется циркуляционный трубопровод на ГВС.

Условные обозначения трубопроводов в соответствии с ГОСТом:

1. подающий трубопровод (Т 1),

2. обратный трубопровод (Т 2),

3. трубопровод ГВС (Т 3),

4. циркуляционный трубопровод ГВС (Т 4),

5. трубопровод технологических нужд (Тт).

5. По числу ступеней присоединения.

Различают одноступенчатые и многоступенчатые схемы систем теплоснабжения.

Одноступенчатая схема (рис. 11) – когда потребители теплоты присоединяются к тепловым сетям при помощи МТП.

Рис. 11. Одноступенчатая схема

1- потребители тепла,

2- местные тепловые узлы (МТП),

3- элемент промышленной котельной с паровыми и водогрейными котлами,

4- водогрейный котел (пиковый),

5- сетевой паро- водяной подогреватель,

6- перемычка с отключающей арматурой для создания различных режимов работы (для отключения водогрейного котла),

7- сетевой насос,

Двухступенчатая схема (рис. 12).

Рис. 12. Двухступенчатая схема

Многоступенчатая схема – когда между источником теплоты и потребителями размещают ЦТП и групповые тепловые пункты (ГТП). Эти пункты предназначены для приготовления теплоносителей требуемых параметров, для регулирования расхода теплоты и распределения по местным системам потребителей, а также для учета и контроля расхода теплоты и воды.

Схемы тепловых сетей

Схемы тепловых сетей зависят от:

· Размещения источников теплоты по отношению к району потребления;

· От характера тепловой нагрузки;

· От вида теплоносителя (пар, вода).

При выборе схемы тепловых сетей исходят из условий надежности, экономичности, стремясь к получению наиболее простой конфигурации сети и наименьшей длины трубопроводов.

Тепловые сети делятся на категории:

1. Магистральные сети;

2. Распределительные сети;

3. Внутриквартальные сети;

4. Ответвления к потребителям (зданиям).

Тепловые сети проектируются по следующим схемам:

1. Тупиковая (рис. 13) – наиболее простая, имеет распространение в поселках и малых городах:

1-источник,

2-магистральные сети,

3-распределительные сети,

4-квартальные сети,

5-ответвления,

6- потребители,

7-перемычка.

Рис. 13 Тупиковая схема

2. Радиальная (рис. 14) – устраивается, когда нет возможности предусмотреть кольцевую, но перерыв в теплоснабжении недопустим:

Рис. 14 Радиальная схема

3. Кольцевая – наиболее дорогая, сооружается в крупных городах, обеспечивает бесперебойное теплоснабжение, для чего должен быть предусмотрен второй источник тепловой энергии:

Рис. 15 Кольцевая схема

Паровые системы теплоснабжения (ПСТ).

Паровые системы теплоснабжения применяются в основном на крупных промышленных предприятиях и могут иметь место на объектах, окружающих промышленных потребителей, а так же в городах с неблагоприятным рельефом местности.

Виды паровых систем:

1-однотрубные (рис. 16) (нет возврата конденсата в систему):

1-источник (паровой котел),

2-стена промышленного потребителя – граница абонентского ввода потребителя,

3-калорифер,

5-пароводяной теплообменник для МОС,

6-технологический агрегат,

Рис. 16 Однотрубная паровая система 7-конденсатоотводчики,

8- сброс конденсата в дренаж.

Рис. 17 Автоматический конденсатоотводчик.

Однотрубную схему целесообразно применять, когда по условиям технологического процесса конденсат имеет значительные загрязнения и качество этих загрязнений неэффективно для очистки. Данная схема применяется для прогрева мазута, пропарки железобетонных изделий.

2-двухтрубные (рис. 18):

1-источник (паровой котел),

2-стена промышленного

потребителя – граница

абонентского ввода потребителя,

3-калорифер,

4-пароводяной теплообменник для

5-пароводяной теплообменник для

6-технологический агрегат,

7-конденсатоотводчики,

Рис. 18 Двухтрубная паровая система 8-конденсатопровод,

9-конденнсатный бак,

10-конденсатный насос.

Двухтрубные системы с возвратом конденсата применяют, если конденсат не содержит агрессивных солей и других загрязнений (т.е. он условно-чистый). Схемы прокладывают как правило, таким образом, что в конденсатный бак конденсат поступает самотеком.

3-многотрубные (рис. 19):

Рис. 19 Трёхтрубная паровая система

Трехтрубная (многотрубная) схема применяется, когда потребителю требуется пар различных параметров. Котельная вырабатывает пар с максимальным давлением и температурой, которые требуются одному из потребителей. Если имеются потребители, которым требуется пар с более низкими параметрами, то пар пропускают через редукционную установку (РУ), в которой пар снижает только давление или через редукционную охладительную установку (РОУ), если необходимо понизить и давление, и температуру.

Оборудование тепловых сетей

Различают следующие способы прокладки тепловых сетей:

1. Надземная (наземная) прокладка – имеет место на территории промышленных предприятий, при пересечении дорог и препятствий, в районах вечной мерзлоты;

2. Подземная прокладка бывает:

В непроходных каналах,

В полупроходных каналах,

В проходных каналах (коллекторах),

Бесканальная.

Коллекторы и полупроходные каналы имеют место в крупных городах, на территории промышленных предприятий, где имеет смысл прокладывать различные инженерные сети (коммуникации) совместно. Этот способ прокладки удобен в обслуживании сетей, но дорогостоящий. Трубы тепловых сетей, прокладываемые в непроходных каналах и бесканально, не обслуживаются. Таким образом, выбор прокладки сетей зависит от условий территории, вида грунта, застройки и технико-экономического обоснования.

Глубина прокладки тепловых сетей зависит от места прокладки. Максимальная глубина в непроезжей части составляет 0,5 м до верха канала, в проезжей части – 0,7 м. Тепловые сети прокладываются с уклоном ί min =0.002 (ί min =h/L).

Оборудование тепловых сетей, которое требует постоянного контроля и обслуживания, устанавливается в теплофикационных камерах (рис. 20). Это: задвижки, дисковые затворы, регулирующие клапаны, устройства для выпуска воздуха и спуска воды (опорожнения сети). Как правило, совместно с камерой сооружают неподвижные опоры. Необходимо сооружать (в водонасыщенных грунтах) дренажные сети (на песчаную подготовку укладывают трубы с отверстиями сверху и по бокам и засыпают щебнем).

1. железобетонный лоток (канал),

2. плиты перекрытия,

3. бетонная подушка,

4. скользящая опора (высота скользящей опоры выше толщины изоляции),

5. тепловая изоляция,

7. дренажный трубопровод (в водонасыщенных грунтах)

Рис. 20 Теплофикационная камера

В тепловых сетях применяют электросварные или бесшовные трубы, а также возможны варианты и чугунные трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Для дворовых сетей при рабочем давлении Р раб до 1,6 МПа и температурой Т до 115˚С можно применять неметаллические (пластиковые) трубы.

Опорные конструкции.

Различают: - подвижные (свободные) опоры,

Неподвижные (мертвые) опоры.

Подвижные опоры предназначены для восприятия веса трубы и обеспечения свободного перемещения труб (при температурных удлинениях). Количество подвижных опор определяется по таблицам в зависимости от диаметра и веса трубы. По принципу свободного перемещения подвижные опоры различаются на: скользящие опоры (скользячки), катковые, шариковые, подвижные.

Подвижные опоры используют во всех способах прокладки, кроме бесканальной.

Неподвижные опоры служат для восприятия температурной деформации методом закрепления трубопровода, а также для разграничения участков компенсации тепловых удлинений. Различают неподвижные опоры:

Щитовые (при подземной прокладке),

На балке, на фундаменте, на стойках (при наземной прокладке или в тоннелях).

Компенсация тепловых удлинений.

Компенсаторы предназначены для восприятия температурных удлинений теплопровода и разгрузки труб от температурных напряжений и деформаций. В тепловых сетях применяют следующие виды компенсаторов:

1. гибкие (п-образные):

1- вылет компенсатора,

2- спинка компенсатора,

3- сварные крутоизогнутые отводы,

4- подвижные опоры,

5- стяжные болты,

Устанавливаются на Рис. 21 Гибкая (П-образная) опора стяжных хомутах.

∆l = α∙L (τ max -τ min), где α – коэффициент линейного расширения,

L – длина между неподвижными опорами (участок компенсации).

П- образные компенсаторы растягиваются на половину тепловых удлинений. Растяжку делают на первых сварных стыках от компенсатора.

П-образные компенсатора, как и углы поворота не требуют обслуживания.

2. углы поворота трассы (самокомпенсация),

3. сильфонные, линзовые (одна или много гофр),

Компенсирующая способность сильфонного компенсатора

составляет 50-150 мм.

Сильфонный трехволновый компенсатор.

4. сальниковые (рис. 22):

3-сальниковая набивка,

4-грунтбукса,

5-фланец нажимной,

6-стяжной болт.

Рис. 22 Сальниковый компенсатор

Сальниковый компенсатор может быть односторонним и двухсторонним.

Углы поворота трассы и п-образные компенсаторы работают как радиальные, а сильфонные, линзовые и сальниковые – как осевые.

Бесканальная прокладка.

Для тепловых сетей бесканальной прокладки используют трубопроводы с пенополиуретановой изоляцией (ППУ-изоляция). Россия – страна с самым высоким уровнем централизованного теплоснабжения, протяженность тепловых сетей в нашей стране составляет примерно 260 тысяч километров, а в Карелии – примерно 999 тыс. метров. Из них 50% тепловых сетей требуют капитального ремонта. Тепловые сети теряют 30% отпускного тепла, что составляет примерно 80 млн. тут/год. Для решения этих проблем предлагается бесканальная прокладка с ППУ-изоляцией. Преимущества данной прокладки:

Повышение долговечности с 10 до 30 лет,

Снижение теплопотерь с 30% до 3%,

Снижение эксплуатационных расходов в 9 раз,

Снижение расходов на ремонт теплотрасс в 3 раза,

Снижение сроков строительства,

Наличие системы оперативно-дистанционного контроля (ОДК) за увлажнением изоляционного слоя.

Статистика накопленных дефектов:

38% -повреждение сторонними лицами системы ОДК,

32%-повреждение стальных оболочек,

14%- повреждение стыковых соединений,

8%-ошибки сборки ОДК,

2%-некачественная сварка,