Что такое наладка тепловых сетей
Инженерные системы
Монтаж, ремонт и обслуживание котлов и колонок
Основные положения наладки тепловых сетей
Наладку водяных тепловых сетей производят для обеспечения нормального теплоснабжения потребителей. В результате наладки создаются необходимые условия для работы систем отопления, приточной вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения и повышаются технико-экономические показатели централизованного теплоснабжения за счет увеличения пропускной способности тепловых сетей, ликвидации перетопа потребителей, снижения расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя.
Наладку тепловых сетей производят во всех звеньях централизованного теплоснабжения: в теплоприготовляющей установке источника тепла, тепловой сети, тепловых пунктах и системах теплопотребления.
Наладочные работы в тепловых сетях выполняют в три этапа:
В процессе наладочных работ в тепловых сетях испытывают пропускную способность теплосети и коммуникаций источника тепла, определяют фактическую характеристику сетевых насосов, испытывают калориферные установки. При необходимости тепловые сети испытывают на теплопотери, прочность и компенсирующую способность при максимальной температуре сетевой воды.
Разработку режимов и мероприятий, обеспечивающих эффективность работы тепловой сети, проводят на основе данных обследования и испытаний в следующем порядке:
При выполнении мероприятий по наладке тепловых сетей производят следующие работы:
К регулировке систем централизованного теплоснабжения приступают только тогда, когда проверкой выявляют выполнение всех разработанных мероприятий по наладке. В процессе регулировки проверяют прогрев теплоиспользующих установок при работе источника тепла в разработанных тепловых и гидравлических режимах, а также соответствие фактических расходов теплоносителя расчетным, корректируют диаметры отверстий сопел элеваторов и дроссельных диафрагм, настраивают автоматические регуляторы.
Эффективность наладки тепловых сетей характеризуется следующими показателями: сокращением расходов топлива за счет ликвидации перегрева систем теплопотребления; сокращением расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя за счет снижения удельного расхода сетевой воды и отключения излишних насосных станций; обеспечением возможности подключения к сетям дополнительных теплопотребителей; сокращением расходов топлива на выработку электроэнергии за счет снижения температуры воды в обратных трубопроводах тепловой сети (в теплофикационных системах).
В.С. Стрепетов, главный специалист-теплотехник,
ООО «Мегаград», г. Москва
О наладке тепловых сетей
Эффективность использования тепловой энергии во многих случаях недостаточна: завышены потери теплоты в тепловых сетях; разрегулировка и низкая гидравлическая устойчивость систем теплопотребления обуславливают общий перерасход тепловой энергии и теплоносителя при недогреве одних и перегреве других потребителей. Важнейшими задачами теплоэнергетиков являются разработка и внедрение в системах теплоснабжения рациональных тепловых и гидравлических режимов, технических и организационных мероприятий, обеспечивающих максимальную экономичность работы этих систем, высокую эффективность и надежность их эксплуатации, а также нормальный микроклимат в жилых, общественных и производственных помещениях.
Разработка и внедрение указанных режимов и мероприятий являются предметом наладки централизованных систем теплоснабжения, которая имеет целью разработку и внедрение комплекса технических и организационных мероприятий, обеспечивающих подачу расчетного количества теплоносителя в каждую систему теплопотребления и отдельные ее элементы, а также экономичность, надежность и безопасность эксплуатации источника теплоты и каждого звена системы теплоснабжения как при работе, так и при остановке.
В результате выполнения наладочных работ и регулировки расход теплоносителя по тепловой сети в целом и по отдельным системам теплопотребления должен соответствовать расчетному с отклонением +7-8%. Одновременно при поддержании температуры теплоносителя в подающем трубопроводе сети в соответствии с установленным графиком с допустимыми отклонениями ±1 О С должны обеспечиваться достаточный и равномерный прогрев всех отопительных и вентиляционных систем. При этом температура обратной воды от этих систем не должна превышать расчетную более чем на 2 О С.
При выполнении наладочных работ необходимо помнить, что все звенья системы теплоснабжения: сетевая теплофикационная или водоподогревательная установка источника теплоты, тепловые сети, с находящимися на них насосами или дроссельными устройствами, тепловые пункты и все системы теплопотребления составляют единую гидравлическую систему. Наладочные работы могут быть успешными лишь тогда, когда они охватывают все указанные звенья. При наличии на тепловом вводе минимально необходимого гарантированного напора возможна наладка отдельного комплекса или отдельной крупной системы теплопотребления, например промышленного предприятия.
При выполнении наладочных работ необходимо также по мере возможности разрабатывать мероприятия по совершенствованию организации эксплуатации и подготовке персонала к снижению тепловых и гидравлических потерь в сети и утечек теплоносителя, улучшения качества подпиточной воды, борьбе с внутренней и наружной коррозией, а также по организации учета, отпуска и потребления тепловой энергии.
Наладка системы централизованного теплоснабжения по технологии ее исполнения включает в себя два этапа.
На первом этапе разрабатываются технические и организационные мероприятия, обеспечивающие требуемые расходы теплоносителя через все системы теплопотребления при надежном, безопасном и наиболее экономичном для данных условий режиме работы всех звеньев системы теплоснабжения.
Первый этап включает в себя уточнение схем сетевой водоподогревательной установки источника теплоты и наружных тепловых сетей, в том числе сетей, принадлежащих потребителям тепла, а также тепловых пунктов. Для систем теплоснабжения промышленных объектов, производственных и других зданий, в которых имеются калориферные установки и технологическое оборудование, необходимо также уточнение всех схем теплопотребляющих установок.
Важнейшим элементом первого этапа является уточнение или определение тепловых нагрузок систем теплопотребления, подключенных к тепловой сети.
На основании полученных данных производятся:
1) разработка графиков отпуска теплоты;
2) определение расчетных расходов сетевой воды;
3) определение фактических гидравлических характеристик водоподогревательной установки источника теплоты и тепловых сетей;
4) гидравлический расчет водоподогревательной установки источника теплоты, тепловой сети и систем теплопотребления промышленных зданий;
5) разработка гидравлического режима работы системы теплоснабжения, построение графиков давлений в тепловых сетях;
6) выбор принципиальных схем автоматического регулирования и защиты сетей и систем теплопотребления;
7) расчет смесительных и дроссельных устройств для тепловых вводов и для отдельных теплоприемников систем теплопотребления;
8) разработка технических и организационных мероприятий, направленных на обеспечение рассчитанных гидравлического и теплового режимов работы системы теплоснабжения.
Результатом наладочных работ на первом этапе являются таблицы с расчетными данными, а также схемы и графики, иллюстрирующие технические решения и рекомендуемые режимы работы тепловой сети.
Разработка мероприятий для наладки является наиболее трудоемким этапом наладочных работ. В основе ее лежит изучение проектной, исполнительной и эксплуатационной документации по всем звеньям системы и их анализ, на данных которого базируются выбор оптимальных режимов работы системы и расчет параметров работы всего оборудования.
Окончание работ по первому этапу подтверждается выдачей технического отчета «Заказчику».
На втором этапе разработанные технические решения внедряются во всех звеньях системы. При этом особое внимание уделяется мероприятиям, влияющим на гидравлический режим сети и систем.
Далее начинается регулировка систем по фактическому ее состоянию после проведения работ первого этапа.
Второй этап наладочных работ сводится к коррекции размеров отверстий дроссельных устройств и к соответствующей настройке автоматических регуляторов расхода, напора, давления и температуры. Коррекция производится на основании данных о фактическом режиме работы отдельных теплоприемников или системы теплопотребления в целом, которые определяются путем замера температуры и давления сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах на вводах тепловой сети или внутри систем теплопотребления.
К регулировке системы централизованного теплоснабжения приступают после выполнения всех мероприятий для наладки, к которым относятся: перекладка участков сети с недостаточной пропускной способностью, ввод в эксплуатацию насосных и дроссельных станций и установка всех без исключения регулирующих устройств. Попытка отрегулировать систему теплоснабжения до полного внедрения всех мероприятий, как правило, не дает положительных результатов.
Свежий пример
В начале 2012 г. по инициативе «Роскосмоса» наша компания была привлечена к выполнению работ по наладке тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления пл. № 31 космодрома «Байконур». На данный момент этот стартовый комплекс один из наиважнейших на космодроме. С теплоснабжением на площадке были проблемы. Первые от модульной котельной здания, в том числе и МИК (монтажно-испытательный корпус) перегревались, а последние недогревались, в том числе и заправочная станция. Это большое сооружение, где осуществляется заправка ракеты топливом и по нормам там должно быть зимой +18 О С. Нагреть такое большое сооружение в зимний период, когда наружная температура минус 20-30 О С и сильный пронизывающий ветер, не так просто. В зимний период ввиду плохой работы системы отопления нагреть зал удавалось на +12 О С и это притом, что были включены все системы электрического нагрева. Расход электроэнергии был в этот период значительный.
Договор на наладочные работы по пл. № 31 с «Роскосмосом» был заключен в начале июня 2012 г, и сразу начались работы по 1-му этапу. Была обследована вся тепловая сеть (воздушной прокладки), составлена ведомость дефектов и недоделок. На тепловой сети обнаружено свыше 20 перемычек, две трети из которых вообще не нужны и остались с времен монтажа сети (это примерно пятидесятые годы). Обследованы все тепловые узлы, по ним тоже выдана ведомость дефектов и недоделок с эскизами. Составлена точная расчетная схема тепловой сети с длинами, диаметрами и наличием арматуры. Выполнен гидравлический расчет тепловой сети и внутренних систем теплопотребления с отопительно-вентиляционными агрегатами, который показал, что потери гидравлические в тепловой сети в норме, а во внутренних трубопроводах с отопительно-вентиляционными агрегатами корпуса МИС (монтажно-испытательный корпус) очень большие и требуется перекладка трубопроводов на больший диаметр. Исходя из гидравлических потерь в тепловой сети и характеристик теплового насоса был составлен пьезометрический график, по которому должна работать тепловая сеть. Рассчитаны дроссельные диафрагмы (шайбы). Все эти данные были собраны в технический отчет и выданы заказчику в конце августа. После чего подрядчик и заказчик составили подробный план подготовительных работ к пуско-наладке. Заказчик, исходя из этого плана, для его исполнения нанял подрядную организацию, которая приступила к выполнению всех рекомендаций, замечаний, перекладке трубопроводов, установке дроссельных диафрагм (шайб). Все эти работы осуществлялись под надзором заказчика и пуско-наладочной организации.
К 10 октября все подготовительные работы были завершены. 15 октября тепловая сеть была запущена в работу. После 3-5 дней, когда спускался воздух и ликвидировались мелкие шероховатости, работа тепловой сети стабилизировалась. Удалось сразу выйти на расчетный гидравлический режим. На выходе из котельной было 50 м вод. ст., на обратном трубопроводе в котельной 20 м вод. ст., располагаемый напор на выходе из котельной был 30 м вод. ст., как и было определено расчетом. Перепады давлений на тепловых узлах составили от 15 м вод. ст. до 23 м вод. ст., что даже больше нормы и на некоторых тепловых узлах от избыточного перепада появился свист. Для гашения свиста пришлось устанавливать на тепловых узлах еще одну дроссельную шайбу. После чего «свисты» прекратились. Все концевые здания, включая и заправочную станцию сразу «загрели». На тепловом узле заправочной станции перепад давления между подающим и обратным трубопроводом составил 15 м вод. ст., что очень неплохо для концевого здания. Сократился расход теплоносителя примерно на 35-40%. Благодаря установленным дроссельным шайбам здания стали получать столько теплоносителя, сколько им надо для нормального теплоснабжения. В модульной котельной вместо постоянно работающих 2-х сетевых насосов, работал один, его мощности и производительности вполне хватало, даже с небольшим запасом. На заправочной станции все регистры отопления прогревались очень хорошо, а в предыдущие отопительные сезоны были чуть теплые. Исходя из того, что расход теплоносителя сократился, уменьшилась нагрузка на котлы. Расход топлива (это привозная солярка) сократился на 17%. Данные по экономии, полученной заказчиком после окончания отопительного сезона 2012-2013 гг., он не представил, сославшись на секретность.
Вся работа была выполнена за 5 месяцев одним человеком (автором), опытным наладчиком, инженером-теплотехником с 40-летним стажем. Все затраты окупились за 1 отопительный сезон, хотя работы по наладке дешевыми не считаются. Срок окупаемости может быть разный, все зависит от величины объекта и степени разрегулировки тепловой сети, но это, исходя из опыта, в любом случае не больше 2-х отопительных сезонов.
Наладка тепловых сетей. Практический опыт выполнения наладочных работ
Автор: Д.С. Новиков (ООО «ОРГНЕФТЕХИМЭНЕРГО).
Опубликовано в журнале Химическая техника №12/2015
Одним из направлений деятельности ООО «Оргнефтехимэнерго» является наладка гидравлического и теплового режимов тепловых сетей в целом и наладка внутренних систем теплоснабжения отдельных потребителей нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.
В течение последних 5 лет данные работы производились на следующих предприятиях: ОАО «Ачинский НПЗ- ВНК», ООО «КИНЕФ», ОАО «Газпромнефть – Московский НПЗ», ОАО «Сызранский НПЗ», ОАО «Славнефть-ЯНОС».
Работы по наладке тепловых сетей выполняются как у отдельных потребителей (проверка соответствия установленных нагревательных приборов ограждающим конструкциям, анализ внутренней схемы теплоснабжения), так и в отношении работы теплосетей в целом. В процессе наладки специалисты сталкиваются с вопросами разработки мероприятий для теплосетей с несколькими взаимосвязанными источниками тепловой энергии на предприятии. Проводится предпроектная разработка принципиальной схемы теплоснабжения при вводе в эксплуатацию дополнительных источников тепловой энергии.
Основными предпосылками для проведения работ по наладке тепловых сетей являются:
Перечисленные факторы возникают по следующим причинам:
Наладка гидравлического и теплового режима тепловых сетей предприятий осуществляется в следующей последовательности:
В ходе обследования абонентов тепловой сети осуществляется сбор исходных данных (табл. 1) для выполнения необходимых расчетов и разработки мероприятий по наладке (обследование тепловых узлов; инструментальные измерения; выявление абонентов, теплоснабжение которых не соответствует утвержденному температурному графику; выявление теплоспутников и обогревов малой протяженности, приводящих к перетокам теплоносителя из прямого трубопровода в обратный; съемка с натуры изометрической схемы (рис. 1) теплоснабжения).
Результат проведения обследования абонентов тепловой сети
цеха
6
–7
7-II (кислотно- щелочная)
–7
6
–7
6
–7
6
–7
Основными расчетами при проведении наладки тепловых сетей являются расчет тепловых нагрузок потребителей и гидравлический расчет трубопроводов теплофикации и теплоспутников (табл. 2).
Результат гидравлического расчета при существующей схеме теплоснабжения
№ расчетного участка
№ пред- ыдущего участка
Диаметр трубо- провода (прямой), м
Диаметр трубо- провода (обратный), м
Длина участка (прямой), м
Длина участка (обратный), м
в прямом трубо- проводе, мм.
обратном трубо- проводе, мм.
Напор в конце участка (прямой),
Напор в конце участка
(обратный), м.вод.ст.
в конце участка, м.вод.ст.
На основе выполненных расчетов проводится расчет дроссельных и смесительных устройств, необходимых для установки в тепловых узлах потребителей.
Разработка мероприятий по наладке включает:
Результат гидравлического расчета с учетом увеличения диаметра головного участка
№ расчетного участка
№ предыду- щего участка
Длина участка (прямой), м
Длина участка (обратный), м
в прямом трубо- проводе, мм.
м.вод.ст.
(обратный), м.вод.ст.
в конце участка, м.вод.ст.
Контроль внедрения предложенных мероприятий осуществляется с целью подтверждения соответствия полученных характеристик работы тепловой сети после установки дроссельных устройств у конечных потребителей. При необходимости проводится корректировка диаметров дроссельных устройств.
Результат наладки тепловых сетей :
Наладка и регулировка систем теплопотребления
В.С. Стрепетов, главный специалист-теплотехник, руководитель участка «Теплосеть-наладка», ООО «Арифметика Света», г. Москва
Введение
Долгое время занимаясь наладкой тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления, постоянно разъезжая по всей стране, работая на производстве или жилых микрорайонах городов, постоянно встречаю одни и те же ошибки, связанные с непрофессионализмом службы эксплуатации и некоторых наладочных организаций. Хотел бы поделиться опытом, знаниями в области эксплуатации и наладки тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления. Особенно это полезно будет молодым специалистам-теплотехникам, которые находятся в начале своего пути. Их впереди ждет интересная работа, которая потребует больших знаний и опыта.
За последние годы пришлось изучить немало таких «проектов». По многим объектам уже были выполнены монтажные работы, они сданы. Долгое время после пуска в эксплуатацию данных объектов Заказчик и его служба эксплуатации была не в силах разобраться в низком качестве теплоснабжения и только после вмешательства профессионалов ситуация исправлялась, но Заказчику при этом приходилось многое переделывать, неся немалые финансовые затраты. Иногда на проектантов подавали в суд, но это долгая история.
Настоятельно советую потенциальным Заказчикам подходить к выбору проектной организации очень осторожно, а после выполнения проекта найти профессионала-теплотехника, который сделает его экспертизу. Это спасет вас от хронических головных болей и немалых финансовых затрат в будущем.
Элеваторные узлы
Основные ошибки, повторяемые службой эксплуатации тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления, и влияющие на качество теплоснабжения на элеваторных тепловых узлах:
■ неправильная установка сопла элеватора (расцентровка);
■ элеватор не работает, что свидетельствует о недостаточном перепаде давления до и после элеватора.
Не могу не заострить внимание еще на одном очень важном замечании, на которое служба эксплуатации и наладочные организации вообще не обращают внимание. На элеваторных и безэлеваторных тепловых узлах, как правило, жилых домов, имеются врезки на отопление фойе подъезда. Врезаны они после элеватора или дроссельной шайбы, но бывает и до элеватора и шайбы. Это вообще 100% перемычка. В фойе подъезда на 1-м этаже установлены, как правило, радиаторы из 12-15 секций или конвектор. Его тепловая нагрузка примерно составляет 1,5-2 тыс. ккал/ч, подводка Ду 15 или Ду 20, длина подводки
Грязевики
Одним из важных элементов системы теплоснабжения являются грязевики. На источнике, в котельной или ТЭЦ грязевики, как правило, установлены на обратной магистрали перед сетевыми насосами. На тепловых узлах их два: на подающей магистрали для защиты системы отопления и на обратной магистрали для защиты системы теплоснабжения. Грязевик прост в исполнении и эксплуатации, надежен, неприхотлив, десятилетиями служит верой и правдой, подчищая нашу бесхозяйственность и низкую техническую культуру. Принцип действия грязевиков основан на резком снижении скорости движения теплоносителя. В некоторых конструкциях грязевиков скорость снижается до 0,03 м/с, в результате чего посторонние частицы, случайно попавшие в трубопровод, и примеси, находившиеся в воде, оседают на дно грязевика. Чисткой, промывкой грязевиков служба эксплуатации, как правило, не занимается, за редким исключением. У грязевика большой запас прочности, его не так просто засорить.
Изучая проекты по тепловым сетям за последние 5-7 лет с удивлением для себя обнаружил, что грязевиков в проекте вообще нет, их полностью заменили фильтрами. Вспоминаю десятки случаев значительного засорения сеток фильтров в модульных котельных, что приводило к резкому ухудшению теплоснабжения зданий. Служба эксплуатации, как правило, не может определить причину. За последние годы был накоплен отрицательный опыт эксплуатации подобных фильтров. При засоре по замерам давления до и после фильтра потери напора составляют от 5 до 20 м вод. ст. По нашей рекомендации служба эксплуатации вскрывает фильтр, чистит сетку и устанавливает его на прежнее место. То же, но реже происходит в жилых, административных зданиях, цехах предприятий. Служба эксплуатации, намучившись за отопительный сезон с чисткой сеток фильтров, просто потихоньку их снимает, устанавливает без сетки и пускает теплоноситель напрямую в систему отопления, тепловую сеть, при этом грязевики отсутствуют.
Считаю вытеснение грязевиков из наших тепловых систем большой ошибкой, которая нам уже аукается. Странно, почему никто об этом не говорит, не бьет тревогу? Обращаюсь к коллегам: требуйте от проектировщиков предусмотреть обязательный монтаж грязевиков! Устанавливать грязевики и фильтры одновременно не рекомендуется, возникают большие местные сопротивления.
Манометры и термометры
Для получения точных замеров давления на тепловом узле требуется, чтобы манометры были выставлены на одном уровне. Манометры, установленные на обратном трубопроводе (не выставленные), показывают, как правило, на 1 м вод. ст. меньше. Некоторые слесари и мастера даже считают это перепадом.
Термометр будет показывать точную температуру теплоносителя, только если гильза для него врезана на 50% диаметра трубопровода, прочищена и залита машинным маслом.
Узлы учета тепловой энергии
Гидравлические расчеты тепловых счетчиков с подводками в котельных нередко показывают, что на этом маленьком участке, где установлен счетчик общей длиной
Внутренние системы теплопотребления промышленных объектов
Тепловая нагрузка крупных промышленных объектов включает отопительно-вентиляционную составляющую, доля которой в общем объеме теплопотребления предприятия значительна.
Система теплоснабжения таких объектов часто разрегулирована, ее работа осуществляется в неэкономичном гидравлическом и тепловом режимах.
Часто встречается ситуация, когда гидравлический расчет ветвей внутренних трубопроводов цеха с отопительно-вентиляционными агрегатами не делается и потери в трубопроводах в расчете дроссельных шайб не учитываются. На эти подводные камни всегда наталкиваются служба эксплуатации и так называемые «наладчики». Они устанавливают одну общую дроссельную шайбу на всю ветвь, что делать категорически нельзя. Своя расчетная дроссельная шайба должна быть установлена перед каждым агрегатом, т.к. на каждом расчетном участке разные гидравлические сопротивления в трубопроводах, расходы теплоносителя, сопротивления установок и т.д. При установке одной дроссельной шайбы на ветви с отопительно-вентиляционным агрегатом страдают больше всего установки с большим расходом теплоносителя и установки, удаленные от ввода (гребенки). Бывают вообще комичные случаи, когда на весь цех на гребенке устанавливают одну общую дроссельную шайбу, внося полный каламбур в теплоснабжение цеха.
Еще важный момент: нельзя к трубопроводам отопительно-вентиляционных систем подсоединять приборы отопления, т.к. сопротивления у них очень маленькие, и, даже если установить на каждый прибор шайбу Ду 3, они все равно будут работать как перемычки, этим «подсаживая» отопительно-вентиляционные установки. Например, гидравлическое сопротивление регистра из гладких труб будет
0,05 м вод. ст., а калориферной установки от 0,5 до 2,5 м вод. ст. Вопрос: «куда прежде всего пойдет теплоноситель?»
При эксплуатации приточных, отопительно-вентиляционных систем в дневное время, особенно ночью, установки работают в режиме рециркуляции, т.е. с выключенными вентиляторами, теплосъема нет, температура обратной воды аналогична подающей. В тепловой источник (котельную, ТЭЦ) по обратному трубопроводу приходит теплоноситель с сильно завышенной температурой. На сетевые насосы нельзя подавать теплоноситель более 80 О С. Хорошо, если у предприятия своя котельная. ТЭЦ же нещадно штрафует потребителей тепловой энергии за превышение температуры в обратном трубопроводе.
Второй вариант считается беззатратным, хотя и требует небольших переврезок на гребенке и ежедневного внимания службы эксплуатации. Применяется с советских времен, когда «отсекателей» еще не было. Особенно он приемлем для предприятий российской глубинки, где на поддержание теплоснабжения отпускается недостаточно средств или вообще не отпускается. Принципиальная схема приведена на рисунке.
