Анализ работы магистральных тепловых сетей с целью повышения эффективности функционирования концевых тепловых пунктов
Основные причины нарушений работы магистральных тепловых сетей. Способы прокладки и устройство применяемых конструкций. Автоматизация центральных тепловых пунктов. Изучение опыта эксплуатации систем теплоснабжения жилых районов города Оренбурга.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2022 |
| Размер файла | 27,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
АНАЛИЗ РАБОТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОНЦЕВЫХ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ
Криковцов Константин Игоревич, магистрант,
Научный руководитель: Закируллин Рустам Сабирович, доктор
технических наук, доцент, профессор кафедры
теплогазоснабжения, вентиляции и гидромеханики
Аннотация
Рассмотрение главных проблем работы магистральных тепловых сетей является важной задачей ввиду того, что для проектирования и строительства тепловых сетей в 1960-70-х годах в г. Оренбург основанием служили нагрузки потребителей того времени. Сейчас же нагрузки на тепловые сети увеличились из-за расширения плотности застройки. В данный период необходимо техническое перевооружение как отдельных участков, так и всех магистралей. Замена изоляционного покрова, насосного оборудования, компенсирующего оборудования, также замена материалов трубопровода на более современные и с большим сроком эксплуатации для достижения бесперебойности и надежности работы систем теплоснабжения. Теплоснабжение потребителей города Оренбурга осуществляется от нескольких групп энергоисточников: от Сакмарской теплоэлектроцентрали (Сакмарская ТЭЦ), от локальных и ведомственных котельных, относящихся к Оренбургским тепловым сетям (ОТС) и от прочих ведомственных котельных, не относящихся к ОТС.
Ключевые слова: энергоисточник, магистральные сети, теплогидравлический режим, уровень автоматизации, теплоизоляционные материалы.
Abstract
ANALYSIS OF THE OPERATION OF HEATING NETWORKS IN ORDER TO INCREASE THE EFFICIENCY OF THE FUNCTIONING OF TERMINAL HEATING POINTS
Krikovtsov Konstantin Igorevich, post-graduate student, training program 08.04.01 Construction
Research advisor: Zakirullin Rustam Sabirovich, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor, Department of Heat and Gas Supply, Ventilation and Hydromechanics
Consideration of the main problems of the main heating networks is an important task due to the fact that the design and construction of heating networks in the 1960-70s in Orenburg was based on the load of consumers at that time. Now, the load on the heating network has increased due to the expansion of residential development. During this period, it is necessary to re-equip both individual sections and all highways. Replacement of insulation cover, pumping equipment, compensating equipment, as well as replacement of pipeline materials with more modern and longer service life to achieve uninterrupted and reliable operation of heat supply systems. The heat supply of the city is from multiple sources: from Sakmarskaya thermal power (Sakmarskaya CHPP), from the local and departmental boiler-houses belonging to the Orenburg heat networks (OTS) and other departmental boiler houses not belonging to OTS.
Key words: energy source, trunk networks, thermal-hydraulic regime, level of automation, heat-insulating materials.
Основная часть
Статья посвящена вопросам анализа основных проблем магистральных тепловых сетей на примере города Оренбурга [8].
Основные причины нарушений работы магистральных тепловых сетей [6]:
1) коррозия магистральных трубопроводов;
2) способ прокладки магистральных тепловых сетей;
3) тепло и гидроизоляция трубопроводов;
4) уровень автоматизации центральных тепловых пунктов;
5) заужение диаметра трубопроводов;
6) нарушение работы оборудования как в насосной станции на магистральном трубопроводе, так и в тепловом пункте.
Появление свищей и разрывов металла вызвано локальной наружной коррозией атмосферного типа, а также длительным сроком эксплуатации и неудовлетворительным состоянием стыков плит перекрытий каналов.
Способы прокладки и устройство применяемых конструкций представлены в таблице № 1.
Таблица № 1
Способы прокладки трубопроводов
|
№ п/п |
Канальная прокладка |
Бесканальная прокладка |
Наземная |
|
|
Устройство конструкций |
Применение железобетонных лотков заводского изготовления. |
Отсутствие ограждающих конструкций. |
Строительство опор с использованием блоков типа ФБС в качестве опор для защиты от повреждений трубопроводов. |
|
|
Применяемые способы изоляции |
Применение навесных типов теплоизоляции (например: мин. вата и обертывание стеклопластиком и т. п.) |
Применения трубопроводов с предварительным нанесением заводской теплоизоляции. |
Так же как и для канальной прокладки - использование навесных типов изоляции. |
|
|
Дополнительное строительство |
Дополнительное строительство тепловых камер с установкой запорной арматуры, спускников и воздушников. |
Отсутствует необходимость строительства камер, что уменьшает сроки строительства. |
Строительство дополнительной защиты (павильонов) запорной арматуры, воздушников и спускников от неслужебного доступа. |
Источник: разработано автором
Бесканальная прокладка тепловых сетей является экономически выгодным направлением. Перспектива развития строительства сетей таким способом должна быть наиболее актуальной в наше время, так как соответствует нормативно-технической документации в плане надежности, применения трубопроводов с изоляционным покровом заводского изготовления.
Таблица № 2
Изоляционные материалы
|
Материал тепло и гидроизоляции |
Теплопроводность, Вт/(м-оС) |
Температура применения, оС |
Группа горючести |
|
|
Маты минераловатные прошивные |
0,041-0,032 |
От -180 до +450 |
Негорючие (НГ) |
|
|
Шлаковата |
0,46-0,48 |
До +250 |
НГ |
|
|
Стекловата |
0,038-0,046 |
От -60 до+450 |
НГ |
|
|
Каменная вата |
0,035-0,042 |
1000 |
НГ |
|
|
Теплоизоляционные изделия из пенополистирола |
0,044 |
От -180 до +70 |
Г3-Г4 |
|
|
ППМИ |
0,041 |
От -180 до +150 |
Г2 |
|
|
ППУ |
0,033-0,024 |
От -180 до +130 |
Г2-Г4 |
|
|
Пенобетонные трубы |
0,057-0,06 |
От -180 до +600 |
НГ |
Источник: разработано автором на основе СП 61.13330.2012
По сравнению с канальной и наземной прокладками трубопроводов, бесканальный способ выигрывает простотой условий строительства, не требуемой больших экономических вложений.
Материалы и их характеристики, применяемые при изоляции трубопроводов, представлены в таблице № 2 в соответствии с СП 61.13330.2012 [7].
По проведенному анализу теплоизоляционных материалов можно сделать выводы, что пенобетон обладает хорошими теплофизическими характеристиками. При использовании такой изоляции уменьшаются капиталовложения для эксплуатационных условий, так как пенобетонная изоляция имеет большой срок службы, а также отвечает всем нормам надежности, что сказывается на качественной подаче теплоносителя потребителю. Но, при условиях, когда транспортировка пенобетонной изоляции является финансово затратной, можно рассмотреть изоляцию ППМ, которая соответствует нормам для применения ее в климатической зоне города Оренбурга.
Для качественной поставки тепла нужно заострить внимание на уровне автоматизации центральных тепловых пунктов по следующим факторам [4]:
1. При проектировании систем автоматизации тепловой нагрузки, так как существуют случаи несоответствия нагрузок в технических условиях и практических данных.
2. Особое внимание уделить выбору оборудования, которое требует установки взамен старого. Отдать предпочтение хорошо зарекомендовавшим в работе моделям от известных производителей.
3. Выбор системы автоматизации должен быть направлен на простоту, а также на точность и быстроту выявления отклонений основных параметров теплоносителя (температура и давление) для скорого решения при аварийных ситуациях.
Практически на всех центральных тепловых пунктах установлено насосное оборудование со сроком эксплуатации более 15 лет, что тоже влияет на параметры приходящего теплоносителя из магистральных тепловых сетей. В связи с тем, что нагрузки по теплопотреблению растут, установленные насосы некорректно отрабатывают свои функции, поэтому требуется перевооружение в этом направлении. Чтобы подобрать необходимый современный насос, необходимо выполнить следующий комплекс мероприятий: сбор и обработку информации о состоянии, рабочих характеристиках, объеме потребляемых энергоресурсов и условиях работы насосного оборудования. Но проблема занижения напоров может крыться в неправильно подобранных диаметрах при проектировании и строительстве магистральных сетей. Из этого следует, что замена насосного оборудования не в каждом случае будет рентабельна, поэтому анализ теплогидравлического режима поможет определить проблему на участках тепломагистрали. теплоснабжение магистральный тепловой сеть
В то же время по результатам анализа опыта эксплуатации систем теплоснабжения жилых районов города Оренбурга от ЦТП выявлено, что даже в системах теплоснабжения от тех ЦТП, на которых в полной мере выполнены мероприятия по автоматизации (ЦТП-9, ЦТП-86) и наладке, качество теплоснабжения нарушается при невыдерживании теплогидравлического режима на вводе в ЦТП, то есть в подводящей тепловой сети от тепломагистрали. При ненадлежащей работе магистральной тепловой сети никакие мероприятия в ЦТП, квартальной сети, ИТП и теплопотребляющих установок не будут эффективными [2]. В связи с этим на передний план выходит проблема анализа работы магистральных тепловых сетей с разработкой мероприятий и рекомендаций по наладке их теплогидравлического режима с целью повышения эффективности функционирования тепловых пунктов. В наиболее неблагоприятных условиях находятся тепловые пункты, расположенные на концевых ветвях тупиковых тепловых сетей (концевые тепловые пункты), и именно их потребители требуют первоочередного решения обозначенной проблемы.
Разбивка жалоб потребителей на качество теплоснабжения по расположению в различных точках магистральных тепловых сетей за 2019 год приведена в таблице № 3.
Таблица № 3
Разбивка жалоб потребителей на качество теплоснабжения за 2018-2019 год в Оренбурге
|
Теплоснабжение потребителей |
Доля жалоб, % |
|
|
На прямых врезках от тепломагистралей |
50 |
|
|
От концевых тепловых пунктов (независимая схема) |
10 |
|
|
От концевых тепловых пунктов (зависимая схема) |
25 |
|
|
От тепловых пунктов, не являющихся концевыми |
15 |
Источник: разработано автором
Анализ реальных данных по теплоснабжению города Оренбурга за 2018-2019 год (таблица № 3) дает основание предполагать, что вышерассмотренные проблемы в совокупности влияют на не- выдерживание теплогидравлического режима магистральных тепловых сетей.
Данный анализ дает основание предполагать, что комплекс описанных проблем можно рассмотреть в качестве 2 основополагающих факторов, которые ставятся в первую очередь для решения:
1. Превышение фактических тепловых потерь над нормативными из-за ненадлежащего качества изоляции теплопроводов, завышенных объёмов утечек теплоносителя ввиду наличия негерметичных элементов (сальниковые компенсаторы, задвижки и т. д.), а также низкой скорости движения теплоносителя (несоответствие диаметров трубопроводов подключённой тепловой нагрузке, разрегулировка и т. д.). Из-за этого на вводах концевых тепловых пунктов температура теплоносителя ниже утверждённой по температурному графику, что обуславливает невыдерживание теплового режима в самом тепловом пункте и присоединённой системе теплоснабжения [6].
2. Завышенные потери напора в магистральной тепловой сети (зауженные диаметры, зарастание трубопроводов), вследствие чего на вводах концевых тепловых пунктов давление теплоносителя ниже требуемого для обеспечения нормального режима работы самого теплового пункта и присоединённой системы теплоснабжения [5], [6].
Литература
1. Гордеева Г. В., Замятин А. В. Влияние технического и приборного оснащения магистральных тепловых сетей на потери теплоносителя. // Достижения вузовской науки. 2015. С. 69-80.
2. Илюхин К. Н., Мельников А. П., Алейников Д. А. Анализ эффективности гидравлических режимов магистральных тепловых сетей в городе Тюмени // Новости теплоснабжения. 2014. № 08. С. 168.
3. Макотрина А. В., Селех Е. В. Энергосбережение в центральных тепловых пунктах. // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2012. № 7 (66).
4. Пырков В. В. Современные тепловые пункты. Автоматика и регулирование // Данфосс. 2007 г. С. 252.
5. Сикерин И. Е., Голяк С. А. Влияние гидравлического режима сети теплоснабжения на тепловую устойчивость абонентов //Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. Магнитогорск. 2010. № 68. С. 20-22.
6. Снегерева Я. В., Чернов С. С. Проблема существующей системы магистральных и внутриквартальных тепловых сетей города. // Инфраструктурные отрасли экономики: проблемы и перспективы развития. 2015 г.
7. СП 61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003 (с Изменением № 1).
8. Схема теплоснабжения муниципального образования «город Оренбург» на период до 2033 года // ЗАО «ИВЭНЕРГОСЕРВИС». Книга 3. Том 1. 183 с.
9. Шальнов С. А. Показатели эффективности работы центральных тепловых пунктов. // Инновационная наука. 2017. № 6. С. 23-26.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание тепловых сетей и потребителей тепловой энергии. Рекомендации по децентрализации, осуществлению регулировки и отводящим трубопроводам. Технико-экономическая оценка инвестиций в реконструкцию тепловых сетей. Анализ потребителей в зимний период.
дипломная работа [349,8 K], добавлен 20.03.2017Основные требования к организации и ведению безопасной, надёжной и экономичной эксплуатации тепловых, атомных, гидравлических, ветровых электрических станций, блок-станций, теплоцентралей, станций теплоснабжения, котельных, электрических и тепловых сетей.
учебное пособие [2,2 M], добавлен 07.04.2010Расчет тепловых нагрузок района города. График регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке в закрытых системах теплоснабжения. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях, расход воды на горячее водоснабжение и отопление.
курсовая работа [269,3 K], добавлен 30.11.2015Особенности теплоснабжения населенных пунктов. Характеристика потребителей тепловой энергии поселка Шексна. Анализ параметров системы теплоснабжения, рекомендации по ее модернизации. Технико-экономическая оценка инвестиций в реконструкцию тепловых сетей.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.03.2017Проект теплоснабжения промышленного здания в г. Мурманск. Определение тепловых потоков; расчет отпуска тепла и расхода сетевой воды. Гидравлический расчёт тепловых сетей, подбор насосов. Тепловой расчет трубопроводов; техническое оборудование котельной.
курсовая работа [657,7 K], добавлен 06.11.2012Расчет тепловых нагрузок цехов промышленного предприятия, тепловой и гидравлический расчет водяных тепловых сетей, паропроводов и конденсатопроводов, выбор схем присоединения зданий к тепловой сети. График температур в подающем и обратном трубопроводах.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 22.09.2021Котельная, основное оборудование, принцип работы. Гидравлический расчет тепловых сетей. Определение расходов тепловой энергии. Построение повышенного графика регулирования отпуска теплоты. Процесс умягчения питательной воды, взрыхления и регенерации.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017Принцип действия тепловых реле, влияние перегрузок и температуры окружающей среды на их долговечность. Время-токовые характеристики и выбор тепловых реле. Конструктивные особенности тепловых реле, применение во всех сферах промышленности и в быту.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 26.06.2011Расчет и построение графиков теплового потребления для отопительного и летнего периодов. Гидравлический расчет магистральных теплопроводов двухтрубной водяной сети. Определение расчетных расходов теплоносителя для жилых зданий расчетного квартала.
курсовая работа [297,5 K], добавлен 28.12.2015Применение многоступенчатой системы регулирования отпуска теплоты в системах теплоснабжения с разнородными тепловыми нагрузками. Подбор оборудования теплового пункта, смесительного насоса системы отопления и регулирующих клапанов с электроприводом.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 29.05.2022Принцип работы бытовых и хозяйственных тепловых насосов. Конструкция и принципы работы парокомпрессионных насосов. Методика расчета теплообменных аппаратов абсорбционных холодильных машин. Расчет тепловых насосов в схеме сушильно-холодильной установки.
диссертация [3,0 M], добавлен 28.07.2015Основные методы и технологии защиты внутренних и внешних поверхностей труб водопроводных и тепловых систем. Кинетика образования диффузионных хромовых покрытий. Особенности нанесения покрытий на трубы малого диаметра. Условия эксплуатации изделия.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 22.06.2011Описание существующей системы теплоснабжения зданий в селе Шуйское. Схемы тепловых сетей. Пьезометрический график тепловой сети. Расчет потребителей по теплопотреблению. Технико-экономическая оценка регулировки гидравлического режима тепловой сети.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 10.04.2017Анализ принципа действия и технологических схем ЦТП. Расчет тепловых нагрузок и расходов теплоносителя. Выбор и описание способа регулирования. Гидравлический расчет системы теплоснабжения. Определение расходов по эксплуатации системы теплоснабжения.
дипломная работа [639,3 K], добавлен 13.10.2017Разработка мероприятий по повышению эффективности системы теплоснабжения поселка Тарногский городок. Расчет гидравлического режима тепловой сети, ее регулировка. Расчет технико-экономической эффективности инвестиций в проект модернизации тепловых сетей.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 20.03.2017Общие сведения о воздуховодах, дефлекторах вентиляционных систем. Назначение, основные технические характеристики разновидностей клапанов, глушителей шума, воздушных заслонок, воздушно-тепловых завес, циклонов. Их назначение и условия эксплуатации.
книга [2,2 M], добавлен 08.12.2010Теплоснабжение от котельных и переключение потребителей жилого фонда от источника. Основные технические решения по строительству источника тепла и тепловых сетей. Централизованная диспетчеризация объектов управления. Конструктивное решение котельной.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.05.2015Исходные данные для расчета тепловых потерь печи для нагрева под закалку стержней. Определение мощности, необходимой для нагрева, коэффициент полезного действия нагрева холодной и горячей печи. Температура наружной стенки и между слоями изоляции.
контрольная работа [98,4 K], добавлен 25.03.2014Принципы управления производством. Определение управляющей системы. Типовые схемы контроля, регулирования, сигнализации. Разработка функциональных схем автоматизации производства. Автоматизация гидромеханических, тепловых, массообменных процессов.
учебное пособие [21,4 K], добавлен 09.04.2009Специфика и применение теплового метода неразрушающего контроля и технической диагностики. Температура как неотъемлемый индикатор работы технических установок и сложных систем. Характеристика структурных и тепловых процессов в конструкционных материалах.
реферат [893,0 K], добавлен 11.11.2010
