Опыт проведения наладочных работ сотрудниками ЗАО «Промсервис»

Опыт проведения наладочных работ сотрудниками ЗАО «Промсервис»

С.Н. Емельянова, инженер-теплоэнергетик
ЗАО «Промсервис», г. Димитровград
Источник: http://www.promservis.ru/main.php?paper_12

Целью проведения наладочных расчетов является создание оптимальных гидравлических и тепловых режимов в тепловых сетях и системах теплопотребления, распределение теплоносителя между потребителями в строгом соответствии с их тепловой нагрузкой.

Работа выполнена с помощью программно-расчетного комплекса ZuluThermo. Нами выполнена достаточно большая работа по наладке пяти микрорайонов Первомайского района г. Димитровград, где источником тепловой энергии является котельная, расположенная на территории завода. Котельная предназначена для централизованного теплоснабжения систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производственных, жилых и общественных зданий. Отпуск тепла производится по качественному методу по температурному графику 150/70°С со срезкой на 115 /70 °С. Система теплоснабжения зависимая, двухтрубная (открытая система горячего водоснабжения присоединяется непосредственно к подающему и обратному трубопроводу на вводе). В 4-м, 2-м и 5-м микрорайонах после центрального теплового пункта (ЦТП) проложена четырехтрубная тепловая сеть. Расчетная схема тепловых сетей Первомайского района приведена на Рис.1. Наиболее неблагополучными по теплоснабжению являются 2 и 3 микрорайоны (190 ИТП).

По результатам обследования тепловых сетей наладочной организацией на конец 2003 года выявлено 573 ИТП потребителей, подключенных к котельной ОАО «ДААЗ». Суммарная максимально-часовая нагрузка на отопление и вентиляцию составила - 309,6 Гкал/ч; средняя на ГВС - 24,3 Гкал/ч; максимально-часовая нагрузка на ГВС - 88,6 Гкал/ч. Суммарная нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС составила 334 Гкал/ч. Жилыми и общественными зданиями потребляется не более 25% от общей нагрузки, 70% потребляется заводом и примерно 5% - прочими потребителями. Общая протяженность тепловых сетей составила не менее 40000 м. Необходимостью выполнения наладки наружной водяной тепловой сети от котельной явилось:

• недостаточная эффективность использования теплоты;
• увеличение числа потребителей (с момента проведения последних наладочных работ, присоединено к тепловым сетям не менее 60 ИТП - 4-й и 5-й мкр.);
• разрегулировка и низкая гидравлическая устойчивость систем теплопотребления, что обуславливает общий перерасход теплоты и теплоносителя при недогреве одних и перегреве других потребителей.

работа включала в себя:

• обследование источника и определение фактического располагаемого напора на выходе из котельной;
• обследование тепловых сетей с целью уточнения схемы теплоснабжения (диаметров, длины, типа прокладки и т.д.);
• снятие показаний давлений в магистральном трубопроводе и у потребителей с целью получения возможности моделирования расчетной схемы теплоснабжения с учетом фактического гидравлического сопротивления системы;
• гидравлический и поверочный расчет тепловых сетей;
• разработка технических и организационных мероприятий.

Рис.1. Расчетная схема тепловых сетей Первомайского района г. Димитровград

Обследование источника включало в себя изучение тепловой схемы котельной, режимов работы оборудования, оценку потерь напора в трубопроводах котельной до врезки в магистральный трубопровод с целью определения фактического располагаемого напора на выходе из котельной. Тепловая схема водогрейной котельной представлена на Рис. 2.

Рис.2. Тепловая схема котельной с водогрейными котлами.

Схема обратного трубопровода в пределах котельной с указанием врезки основной и вспомогательной подпитки приведена на Рис.3. Точка (Р5) указывает на место, где производится контрольный замер давления в обратном трубопроводе в котельной.

Рис. 3. Схема обратного трубопровода в пределах котельной.

Схема трубопроводов горячей воды от водогрейных котлов до магистрального трубопровода представлена на Рис. 4. Контрольной точкой измерения давления на подаче в котельной является точка (Р4). Измеряемое давление на подаче (dу=400мм) и обратном трубопроводе (dу=700мм) позволяет определить располагаемый напор теплоносителя в котельной ( Р = Р4-Р5 = 90м-20м = 70м), но не на выходе из нее. Давление в обратном трубопроводе котельной создается искусственно сетевыми насосами

Рис. 4. Схема трубопроводов тепловых сетей от водогрейных котлов до магистрального трубопровода.

Для определения фактического давления теплоносителя на выходе из котельной в магистральном трубопроводе за основу в расчете была принята карта фактического распределения давления тепловой сети, составленная по результатам проведенных замеров. Расчетная схема магистральных трубопроводов на выходе из котельной приведена на Рис. 5. Точкой, определяющей параметры теплоносителя на выходе из котельной, принимается начало магистрального трубопровода диаметром 720 мм (Рис. 4). Контрольные точки снятия показаний давления в магистральном трубопроводе с целью получения возможности моделирования расчетной схемы источника, с учетом фактического гидравлического сопротивления системы внутри котельной и в магистральном трубопроводе, указаны на Рис. 3, 4, 5 и обозначены на подаче - Р6, Р8, Р9, а на обратном трубопроводе - Р7, Р10.

Рис. 5. Расчетная схема магистральных трубопроводов на выходе из котельной.

В результате расчета потерь напора от источника до контрольных точек измерений давления на магистральных участках, в том числе и на измерительных диафрагмах, определен фактический располагаемый напор и давление в подающем и обратном трубопроводах на выходе из котельной. Перед началом гидравлического расчета проведено тщательное обследование тепловых сетей с уточнением геодезических отметок, длины, диаметров, типа прокладки, состояния тепловой изоляции, коэффициентов шероховатости, заростания, местных сопротивлений и т.д. Уточнены схемы присоединения потребителей к тепловым сетям и при расчете учтены все дросселирующие устройства, в том числе и потери напора на расходомерных шайбах магистрального трубопровода. Снятие показаний давлений в магистральном трубопроводе и у потребителей позволили смоделировать расчетную схему теплоснабжения с учетом фактического гидравлического сопротивления системы. При большом расхождении расчетных и измеренных параметрах проводилось тщательное обследование участка с целью выявления причин. При возможности причины устранялись, такие как не полностью открытая задвижка, наличие перемычек. В противном случае вносились поправки в исходные данные и проводился перерасчет. В результате обследования тепловых сетей выявлены наиболее неблагоприятные с точки зрения потерь напора участки и врезки трубопроводов. На Рис. 6 и Рис. 7 показана схема врезки магистральных трубопроводов на территории завода в ТК-7, У-6, ТК-1.

Рис.6. Схема врезки трубопроводов тепловой сети в ТК-7.

В результате гидравлического расчета определены удельные линейные потери напора (Руд., мм/м) и определены участки с наибольшими потерями. По схемам (Рис.6, 7) видно, что указанные неблагоприятные врезки трубопроводов под прямыми углами, с тупиковыми участками, создающие дополнительные гидравлические сопротивления, включают в себя и участки с максимальными удельными потерями напора из-за недостаточной проходимости трубопровода. При выполнении наладочного расчета гашение избыточного напора производится с помощью дроссельных шайб, что позволяет обеспечить расчетные значения расходов сетевой воды, коэффициента смешения при элеваторной схеме присоединения потребителя и, следовательно, температур воды на входе в систему отопления. Наладочный расчет тепловых сетей проведен с учетом утечек из тепловой сети и систем теплопотребления, а также с учетом тепловых потерь в трубопроводах.

В результате гидравлического расчета определены:

1. расходы воды, скорости и потери напора в трубопроводах тепловой сети;
2. напоры в узлах сети, в том числе располагаемые напоры у потребителей;
3. расчетные расходы воды в системе отопления у потребителей и температура воздуха внутри зданий;
4. температура теплоносителя в узлах сети;
5. нормативные и фактические потери в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети;
6. расчетные расходы теплоносителя на тепловых вводах потребителя по всем видам нагрузок (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение);
7. номера элеваторов, диаметры сопел, диаметры шайб и места их установки;
8. необходимый располагаемый напор на источнике.

Рис. 7 Схема врезки трубопроводов тепловой сети в У-6 и ТК-1.

После гидравлического расчета выполнено три поверочных расчета при максимальных отборах воды из подающей и обратной линий и при прекращении водоразбора для следующих условий:

1. при максимальном водоразборе из подающего трубопровода для оценки максимально возможного сокращения расхода воды по системам отопления и вентиляции;
2. при максимальном водоразборе из обратного трубопровода для выявления потребителей, местные системы которых могут опорожниться
3. при прекращении водоразбора для выявления отопительных систем, давление в нагревательных приборах которых может возрасти до недопустимого уровня.

По итогам проведения наладочных расчетов получены следующие результаты:

• При существующем располагаемом напоре на выходе из котельной, по результатам обследования, удалось осуществить наладку потребителей жилого сектора по схеме элеваторного подключения полностью только 4-й, 5-й и основную часть 1-го микрорайонов - всего 114 ИТП. Остальные потребители жилого сектора из-за недостатка располагаемого напора на вводе могут быть подключены к тепловым сетям непосредственно - всего 200 ИТП. Отсутствие элеватора и непосредственное присоединение к тепловым сетям потребителей жилого микрорайона позволяет обеспечить устойчивую циркуляцию теплоносителя только в ближних стояках и, тем самым, затрудняет проведение внутренней регулировки системы отопления.
• Определены по результатам гидравлического расчета участки трубопроводов с наибольшими удельными линейными потерями напора, что указывает на недостаточную проходимость теплоносителя по трубе. Большие потери напора в магистральных трубопроводах с недостаточной проходимостью являются основной причиной нехватки располагаемого напора на вводе в потребитель для работы элеватора.
• Определен необходимый располагаемый напор на источнике для обеспечения и создания оптимальных гидравлических и тепловых режимов в тепловых сетях и системах теплопотребления, распределения теплоносителя между потребителями в строгом соответствии с их тепловой нагрузкой. Дефицит напора на источнике составляет по результатам расчета не менее 40% от фактической величины.
• На основе данных обследования и выполненных расчетов сотрудниками ЗАО «Промсервис» разработан комплекс работ по подготовке системы теплоснабжения к нормальной эксплуатации в расчетном режиме и в случае необходимости ее регулировке. Они включают в себя мероприятия по снижению теплопотерь зданиями, наладке системы теплоснабжения и мероприятия, позволяющие увеличить располагаемый напор у тех потребителей, где его недостаточно для нормальной работы системы отопления при элеваторном присоединении потребителей к тепловым сетям.

К мероприятиям по снижению теплопотерь зданиями и сооружениями относятся:

1. Утепление отапливаемых зданий: остекление и утепление оконных проемов, заделка щелей в строительных конструкциях, устройство тамбуров, предусмотренных проектом, уплотнение и утепление дверных проемов и т.д.
2. Для ограничения попадания холодного воздуха внутрь помещений необходимо закрепить двери и оборудовать их пружинами для самозакрытия.
3. В производственных зданиях исключить проход людей через транспортные ворота и обеспечить проход через специально предусмотренные двери.
4. Так как, основные производственные здания имеют достаточно большую площадь остекления, рекомендуется установить шторы из полимерной пленки в межрамном пространстве окон или использовать частичную закладку окон. При заложении 50% имеющегося остекления экономия составит примерно 7%.

Мероприятия по подготовке системы теплоснабжения к наладке разработаны отдельно по источнику, тепловой сети, ЦТП и ИТП. Они включают в себя:

1. Выдерживание расчетных параметров по теплоносителю на источнике и строгое соблюдение разработанного гидравлического режима работы тепловой сети;
2. Проведение промывки магистральных трубопроводов тепловой сети, ликвидация дефектов в строительных конструкциях прокладки трубопроводов: каналах, тепловых камерах, опорах и т.д.; приведение этих конструкций в соответствие с Правилами технической эксплуатации и с Правилами техники безопасности при эксплуатации тепловых сетей.
3. Устранение возможного скопления грунтовых и ливневых вод, а также устранение возможных утечек;
4. Восстановление тепловой изоляции трубопроводов и оборудования в тепловых камерах, каналах и тепловых пунктах;
5. Устранение функционирующих перемычек, полное открытие всех задвижек;
6. Произведение ревизии, ремонта и опрессовки всей запорной арматуры;
7. Оснащение ЦТП и ИТП контрольно-измерительными приборами в соответствии с техническими требованиями;
8. Проведение мероприятий по внутренней регулировке системы теплоснабжения, предварительно выполнив промывку и полностью удалив воздух из приборов и трубопроводов системы отопления;

При отсутствии возможности увеличения располагаемого напора на источнике сотрудниками ЗАО "Промсервис" предложено два, из всех рассмотренных, варианта реконструкции тепловой сети с целью возможности осуществить элеваторное подключение всех потребителей тепловой энергии по микрорайонам:

1. Увеличение диаметров трубопроводов уже существующей тепловой сети.
2. Подключение тепловой нагрузки части 3 мкр к магистральному трубопроводу на 4 микрорайон.

Оба варианта обоснованы расчетом.
Рекомендовано также восстановить 4-х трубную систему теплоснабжения во 2 мкр. по ул. Автостроителей.

---

Результаты проведения наладочных работ.

В настоящий момент Управляющей компанией ЖКХ проводится наладка существующей системы теплоснабжения Первомайского района, согласно, выданных рекомендаций ЗАО "Промсервис". Из-за существенного недотопа конечных тупиковых потребителей в прошлом отопительном периоде был произведен перерасчет потребления тепловой энергии у жильцов 17 домов. В отопительном периоде 2003-2004 году число жалоб от населения резко сократилось, несмотря на то, что наладка еще полностью не завершена. Улучшилось теплоснабжение производственных зданий на территории завода, где регулировка была проведена. У основной части потребителей жилого сектора наладка проведена. Проблемными пока остаются 2 и 3 микрорайоны, элеваторное присоединение которых невозможно из-за недостаточного располагаемого напора у потребителей. Администрацией г. Димитровград рассмотрены предложенные варианты реконструкции тепловой сети для решения наболевшей проблемы теплоснабжения 2-го, 3-го микрорайонов. Уже в начале 2004 г. была восстановлена 4-х трубная система теплоснабжения по ул. Автостроителей 2-го мкр. и заменены основные участки трубопроводов с недостаточной проходимостью теплоносителя на территории этих микрорайонов. Соблюдение разработанного гидравлического режима работы тепловой сети позволит снизить фактический расход теплоносителя не менее 900 т/ч и получить экономический эффект от уменьшения расхода топлива на приготовление горячей воды и расхода электрической энергии на привод перекачивающих насосов. Бесперебойная подача тепловой энергии к потребителям позволит обеспечить комфортные условия и повысить долю оплаты населения за потребленное тепло.

Срок окупаемости проекта режима-наладки тепловых сетей составляет не более 1 месяца.