Схемы тепловых сетей, конфигурации тепловых сетей. Системы и источники электроснабжения (3 сем)

Тепловая энергия в виде горячей воды или пара транспортируется от источника теплоты (ТЭЦ или крупной котельной) к тепловым потребителям по специальным трубопроводам, называемым тепловыми сетями.

Тепловая сеть - один из наиболее трудоемких элементов систем централизованного теплоснабжения. Она представляет собой теплопроводы- сложные сооружения, состоящие из соединенных между собой сваркой стальных труб, тепловой изоляции, компенсаторов тепловых удлинений, запорной и регулирующей арматуры, строительных конструкций, подвижных и неподвижных опор, камер, дренажных и воздухоспускных устройств.

По количеству параллельно проложенных теплопроводов тепловые сети могут быть однотрубными, двухтрубными и многотрубными.

Однотрубные сети наиболее экономичны и просты. В них сетевая вода после систем отопления и вентиляции должна полностью использоваться для горячего водоснабжения. Однотрубные тепловые сети являются прогрессивными, с точки зрения значительного ускорения темпов строительства тепловых сетей. В трехтрубных сетях две трубы используют в качестве подающих для подачи теплоносителя с разными тепловыми потенциалами, а третью трубу - в качестве общей обратной. В четырехтрубных сетях одна пара теплопроводов обслуживает системы отопления и вентиляции, а другая - систему горячего водоснабжения и технологические нужды.

В настоящее время наибольшее распространение получили двухтрубные тепловые сети , состоящие из подающего и обратного теплопроводов для водяных сетей и паропровода с конденсатопроводом для паровых сетей. Благодаря высокой аккумулирующей способности воды, позволяющей осуществлять дальнее теплоснабжение, а также большей экономичности и возможности центрального регулирования отпуска теплоты потребителям, водяные сети имеют более широкое применение, чем паровые.

Водяные тепловые сети по способу приготовления воды для горячего водоснабжения разделяются на закрытые и открытые . В закрытых сетях для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, нагреваемая сетевой водой в водоподогревателях. При этом сетевая вода возвращается на ТЭЦ или в котельную. В открытых сетях вода для горячего водоснабжения разбирается потребителями непосредственно из тепловой сети и после использования ее в сеть уже не возвращается.

Тепловые сети разделяют на магистральные , прокладываемые на главных направлениях населенных пунктов, распределительные - внутри квартала, микрорайона и ответвления к отдельным зданиям.

Радиальные сети (рис. 1а) сооружают с постепенным уменьшением диаметров теплопроводов в направлении от источника теплоты. Такие сети наиболее просты и экономичны по начальным затратам. Их основ ной недостаток - отсутствие резервирования. Во избежание перерывов в теплоснабжении (в случае аварии на магистрали радиальной сети прекращается теплоснабжение потребителей, присоединенных на аварийном участке) должно предусматриваться резервирование подачи теплоты потребителям за счет устройства перемычек между тепловыми сетями смежных районов и совместной работы источников теплоты (если их несколько). Радиус действия водяных сетей во многих городах достигает значительной величины (15–20 км).

Рис. 1. Схемы тепловых сетей: тупиковая (а) и кольцевая (б)

1- лучевой магистральный теплопровод; 2 - тепловые потребители; 3 - пере­мычки; 4 - районные (квартальные) котельные; 5 - секционирующие камеры; 6 - кольцевая магистраль; 7 - центральные тепловые пункты; 8 - промыш­ленные предприятия

Устройством перемычек тепловая сеть превращается в радиально-кольцевую, происходит частичный переход к кольцевым сетям. Для предприятий, в которых не допускается перерыв в теплоснабжении, предусматривают дублирование или кольцевые (с двусторонней подачей теплоты) схемы тепловых сетей. Хотя кольцевание сетей существенно удорожает их, но зато в крупных системах теплоснабжения значительно повышается надежность теплоснабжения, создается возможность резервирования, а также повышается качество гражданской обороны.

Паровые сети устраивают преимущественно двухтрубными. Возврат конденсата осуществляется по отдельной трубе - конденсатопроводу. Пар от ТЭЦ по паропроводу со скоростью 40–60 м/с и более идет к месту потребления. В тех случаях, когда пар используется в теплообменниках, конденсат его собирается в конденсатных баках, откуда насосами по конденсатопроводу возвращается на ТЭЦ.

Рис. 2. Прокладка теплопрово­дов на мачтах

Рис. 3. Проходной канал из сборных железобетонных блоков

Направление трассы тепловых сетей в городах и других населенных пунктах должно предусматриваться по районам наиболее плотной тепловой нагрузки с учетом существующих подземных и надземных сооружений, данных о составе грунтов и уровне стояния грунтовых вод, в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог, вне проезжей части и полосы зеленых насаждений. Следует стремиться к наименьшей протяженности трассы, а следовательно, к меньшим объемам работ по прокладке.

Рис. 4. Непроходные каналы марки КЛ (а), КЛп (б) и КЛс (в)

По способу прокладки тепловые сети делят на подземные и надземные (воздушные). Надземная прокладка труб (на отдельно стоящих мачтах или эстакадах, на кронштейнах, заделываемых в стены здания) применяется на территориях промышленных предприятий, при сооружении тепловых сетей вне черты города, при пересечении оврагов и т. д.. Надземная прокладка тепловых сетей рекомендуется преимущественно при высоком стоянии грунтовых вод. Преобладающим способом прокладки трубопроводов тепловых сетей является подземная прокладка: в проходных каналах и коллекторах совместно с другими коммуникациями; в полупроходных и непроходных каналах; бесканальная (в защитных оболочках различной формы и с засыпной теплоизоляцией).

Наиболее совершенный, но и более дорогой способ представляет собой прокладка теплопроводов в проходных каналах, которые применяют при наличии нескольких теплопроводов больших диаметров. При температуре воздуха в каналах более 50 °С предусматривают естественную или механическую вентиляцию.

Вытяжные шахты на трассе размещают примерно через 100 м. Приточные шахты располагают между вытяжными и по возможности объединяют с аварийными люками. На участках тепловых сетей с большим числом трубопроводов и высокой температурой теплоносителей устраивают механическую вентиляцию. При температуре воздуха в каналах ниже 40 °С их периодически проветривают, открывая люки и входы. Во время производства ремонтных работ можно применять механический передвижной вентиляционный агрегат. В больших городах строят так называемые городские коллекторы, в которых прокладывают теплопроводы, водопровод, электрические и телефонные кабели.

Полупроходные каналы состоят из стеновых блоков Г-образной формы, железобетонных днищ и перекрытий. Строят их под проездами с интенсивным уличным движением, под железнодорожными путями, при пересечении зданий, где затруднено вскрытие теплопроводов для ремонта. Высота их обычно не превышает 1600 мм, ширина прохода между трубами 400–500 мм. В практике централизованного теплоснабжения наиболее широко применяются непроходные каналы .

Рис. 5. Конструктивные элементы тепловых сетей

а -камера тепловой сети; 1- сальниковые компенсаторы; 2 - манометры; 3 - неподвижная опора; 4 - канал; б -размещение ниш по трассе теплопро­водов: Н - неподвижная опора; П - подвижная опора; в - размещение ком­пенсатора в нише:1 - подающий трубопровод; 2 - обратный трубопровод; 3 -стенка; г - сальниковый компенсатор; 1 - патрубок; 2 - грундбукса; 3 - набивка-шнур; 4 - кольцо уплотнительное; 6 - корпус; 6 - контрбукса; 7 - кольцо предохранительное; 8- болт: 9 - шайба; 10 - гайка; д - неподвиж­ная щитовая опора; 1 - железобетонная плита-щит; 2 - приварные упоры; 3 -канал; 4 - бетонная подготовка: 5 -трубопроводы; 6 - дренажное от­верстие; е - катковая подвижная опора: 1 - каток; 2 - направляющие; 3 - металлическая подкладка

Рис. 6. Бесканальная проклад­ка теплопроводов в монолитных оболочках из армированного пено­бетона

1- армопенобетонная оболочка; 2 - песчаная подсыпка; 3 - бетонная под­готовка; 4 - грунт

Разработаны типовые каналы трех видов: канал марки КЛ, состоящий из лотков и железобетонных плит перекрытия; канал марки КЛп, состоящий из плиты-днища и лотка и канал марки КЛс, состоящий из двух лотков, уложенных один на другой и соединенных на цементном растворе с помощью двутавровых балок. По трассе подземного теплопровода устраивают специальные камеры и колодцы для установки арматуры, измерительных приборов, сальниковых компенсаторов и др., а также ниши для П-образных компенсаторов. Подземный теплопровод прокладывают на скользящих опорах. Расстояние между опорами принимают в зависимости от диаметра труб, причем опоры подающего и обратного трубопроводов устанавливают вразбежку.

Тепловые сети в целом, особенно магистральные, являются серьезным и ответственным сооружением. Их стоимость, по сравнению с затратами на строительство ТЭЦ, составляет значительную часть.

Бесканальный способ прокладки теплопровода - самый дешевый. Применение его позволяет снизить на 30–40% строительную стоимость тепловых сетей, значительно уменьшить трудовые затраты и расход строительных материалов. Блоки теплопроводов изготовляют на заводе. Монтаж теплопроводов на трассе сводится лишь к укладке автокраном блоков в траншею и сварке стыков. Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия до верха перекрытия канала или коллектора принимается, м: при наличии дорожного покрытия - 0,5, без дорожного покрытия - 0,7, до верха оболочки бесканальной прокладки - 0,7, до верха перекрытия камер - 0,3.

В настоящее время свыше 80% тепловых сетей проложены в непроходных каналах, около 10% - надземные, 4% - в проходных каналах и тоннелях и около б% - бесканальные. Средний срок службы подземных канальных теплопроводов вдвое меньше нормативного и не превышает в среднем 10–12 лет, а бесканальных с изоляцией на битумовяжущей основе - не более 6- 8 лет. Основной причиной повреждений является наружная коррозия, возникающая из-за отсутствия или некачественного нанесения антикоррозионных покрытий, неудовлетворительного качества или состояния покровных слоев, допускающих избыточное увлажнение изоляции, а также вследствие затопления каналов из-за неплотностей конструкций. Как у нас в стране, так и за рубежом ведется постоянный поиск, а в последние годы особенно интенсивно, в направлении повышения долговечности теплопроводов, надежности их работы и снижения затрат на их сооружение.

Тепловая сеть - совокупность устройств, предназначенных для передачи и распределения теплоты (горячей воды или пара, или горячих газов) от источника к потребителям. 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.

Направление теплопроводов (трасса) выбирается по тепловой карте района с уче­том материалов геодезической съемки, пла­на существующих и намечаемых надземных и подземных сооружений, данных о харак­теристике грунтов, высоте стояния грунто­вых вод и т.п. Следует стремиться к про­кладке магистральной трассы в районе наи­более плотной тепловой нагрузки, к наи­меньшей длине теплопроводов и минималь­ному объему работ по сооружению сети. Для предупреждения коррозии не реко­мендуется прокладывать подземные тепло­вые сети в одном проезде параллельно с трамвайными путями и отсасывающими кабелями постоянного тока и т.п. Опыт показывает, что надзем­ные теплопроводы долговечнее и более ремонтнопригодны по сравнению с подзем­ными. Поэтому желательно изыскивать возможность хотя бы частичного примене­ния в городах надземных теплопроводов на низких отдельно стоящих опорах, в первую очередь на окраинах городов, в промыш­ленных зонах, в районах, не подлежащих застройке, и др.

Надземные теплопроводы обычно укладываться на отдельно стоящих опорах (низких или высоких), на вантовых конструкциях, подвешенных к пилонам мачт, на эстакадах. При прокладке теплопроводов на низких опорах расстояние между нижней образующей изоляционной оболочки трубопровода и поверхности земли принимается не менее 0,35 м при ширине группы труб до 1,5 м и не менее 0,5 м. при ширине группы труб более 1,5 м. высокие отдельно стоящие опоры могут выполняться жесткими, гибкими и качающимися.

Компенсация температурных деформа­ций стальных трубопроводов имеет исключительно важное значение в технике транспорта теплоты.

Если в трубопроводе отсутствует ком­пенсация температурных деформаций, то при сильном нагревании в стенке трубопро­вода могут возникнуть большие разрушаю­щие напряжения.

Способы компенсации температурных удлинений, применяемые в тепловых сетях, весьма разнообразны. По своему характеру все компенсаторы могут быть разбиты на две группы: осевые и радиальные.

В качестве запорных органов в тепловых сетях применяются задвижки, шаровые краны и вентили. Применять запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается. Установку запорной арматуры в тепловых сетях следует предусматривать:

1) на всех трубопроводах выводов тепловых сетей от источников теплоснабжения;

2) на вводах в центральные тепловые пункты (ЦТП);

3) на ответвлениях;

4) в качестве секционирующих, на расстоянии не более 1000 м друг от друга.

В нижних точках трубопроводов водяных тепловых сетей и конденсатопроводов необходимо устраивать спускные устройства с запорной арматурой для спуска воды.

Схема тепловой сети представлена в графической части на чертеже №1.

В таблицу №9 сведены результаты расчета теплосети с указанием потребителей тепла, длин и диаметров участков трубопроводов. Предварительно диаметры трубопроводов выбраны по максимальным теплофикационным нагрузкам по табл.6.5 прил.3.

Таблица № 9

Выбранная схема тепловых сетей является изолированной, т.е. привязанной к одному источнику теплоты и обслуживает конкретный промышленный район: производственное и общепроизводственные помещения.

В данном курсовом проекте схема тепловых сетей для отопления и технологии двухтрубная водяная закрытая с зависимым присоединением (СНИП 41-02-2003).

В закрытых системах сетевая вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель, но из сети не отбирается. Двухтрубные водяные системы – это системы, в которых тепловая сеть состоит из двух трубопроводов: подающего и обратного. По подающему трубопроводу горячая теплофикационная вода подводится от котельной к абонентам, по обратному трубопроводу охлажденная вода возвращается в котельную. Для ГВС схема тепловых сетей двухтрубная водяная закрытая с независимым присоединением через водоводянной теплообменник. Для вентиляции устанавливаются воздушные калориферы:

Тепловая сеть имеет 3 самостоятельных выводов от распределительного коллектора: на отопление, на теплообменник для ГВС и на технологию.В общем случае при проектировании тепловой сети отдается предпочтение надземным трубопроводам, так как опыт показывает, что они долговечнее и более ремонтопригодны по сравнению с подземными. На этом основании на территории предприятия для транспорта воды принимаем надземную прокладку трубопроводов на отдельно стоящих низких опорах. Для административных помещений принимаем подземную прокладку.

Соблюдено основное правило монтажа трубопроводов: по ходу теплоносителя от распределительного коллектора справа располагается подающий трубопровод, слева – обратный.

Тепловая изоляция трубопроводов тепловой сети – подвесная минераловатная с покровным слоем из оцинкованного железа. Толщина изоляционного слоя соответствует нормативной. Общая протяженность тепловых сетей: для отопления и вентиляции – 780 м, для ГВС – 620м, для технологии – 15 м.

Гидравлический расчет системы транспорта теплоты

Гидравлический расчет – один из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети.

Задачами гидравлического расчета являются:

Определение диаметров трубопроводов водяной и паровой сети;

Определение падения давления или напора на участках трубопровода.

Для проведения гидравлического расчета составляется схема тепловой сети, на которой указаны размещение источника теплоты и потребителей, длины, номера участков и расчетные нагрузки.

В закрытых системах теплоснабжения расчетные расходы воды получаются одинаковыми для подающего и обратного трубопроводов. Их длины и диаметры одинаковы.

Расчет водяной сети

По данным задания составляется план района. Для этого на бумагу в масштабе наносятся промышленные предприятия. Располагают промышленную котельную. Намечается схема разводки трубопроводов тепловой сети от промышленной котельной до промышленных предприятий. По масштабу определяются длины участков по основной магистрали и ответвлений до объектов.

Составляется расчетная схема, на которой наносятся потребители тепла и их номер, длины, диаметры и номера участков, расходы воды на промышленные предприятия и по участкам тепловой сети.

По тепловой схеме задаёмся коэффициентами местных потерь ξ. Принимаем плотность воды постоянной, равной ρ = 983,24 кг/м 3 , при τ ср = 60 0 С, значение абсолютной эквивалентной шероховатости водяных сетей k э = 0,0005 м.

Гидравлический расчет выполнен с учетом максимальной тепловой нагрузки.

Диаметр трубопроводов определяем из предположения его работы в квадратичной области по формуле: ,

где R л - действительное удельное падение давления, определяется по формуле:

,

где - постоянный коэффициент, принимаем по таблице 5.1.;

Уточненный диаметр трубопровода.

Если представить прямолинейный трубопровод диаметром d, линейное падение давления в местных сопротивлениях (задвижки, колена и пр.), то длина такого участка трубопровода, называемая эквивалентной длиной местных сопротивлений, определяется по формуле:

5.

Таким образом, суммарное падение давления составляет 2,49 МПа, падение напора – 0,259м.

Гидравлический расчет водяной сети отопления и вентиляции сведен в таблицу №.10.

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

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

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.

Подготовленный теплоноситель (пар определенного давления или вода, нагретая до заданной температуры) подается по тепловым сетям к потребителям теплоты. Тепловая сеть состоит из теплопроводов, т. е. соединенных сваркой стальных труб, тепловой изоляции, запорной и регулировочной арматуры, насосных подстанций, авторегуляторов, компенсаторов тепловых удлинений, дренажных и воздухоспускных устройств, подвижных и неподвижных опор, камер обслуживания и строительных конструкций.

В настоящее время тепловые сети выполняются большей частью двухтрубными, состоящими из подающего и обратного теплопроводов для водяных сетей и паропровода с конденсатопроводом для паровых сетей.

Схема тепловой сети определяется размещением источников теплоты (ТЭЦ или районных котельных) по отношению к району теплового потребления, характером тепловой нагрузки и видом теплоносителя. Схема сети должна обеспечивать надежность и экономичность эксплуатации; протяженность сети должна быть минимальной, а конфигурация по возможности простой.

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, как правило, 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.

Более сложной задачей считается выбор схемы водяных тепловых сетей, поскольку их нагрузка, как правило, менее концентрирована. Водяные тепловые сети в современных городах обслуживают большое число потребителей, измеряемое нередко тысячами и даже десятками тысяч присоединенных зданий.

Водяные тепловые сети должны четко разделяться на магистральные и распределительные. К магистральным обычно относятся теплопроводы, соединяющие источники теплоты с районами теплового потребления, а также между собой. Теплоноситель поступает из магистральных в распределительные сети и по распределительным сетям подается через групповые тепловые подстанции или местные тепловые подстанции к теплопотребляющим установкам абонентов. Непосредственное присоединение тепловых потребителей к магистральным сетям не следует допускать, за исключением случаев присоединения крупных промышленных предприятий.

Различают радиальные и кольцевые тепловые сети. Наиболее часто применяются радиальные сети, которые характеризуются постепенным уменьшением диаметра по мере удаления от источника теплоснабжения и снижения тепловой нагрузки (рис. 26). Такие сети просты в эксплуатации и требуют наименьших капитальных затрат.

Недостатком радиальных сетей является отсутствие резервирования. При аварии на одной из магистралей, например в точке а магистрали I , прекратится подача теплоты всем потребителям, расположенным после точки а по ходу теплоносителя. При аварии в начале магистрали прекращается теплоснабжение всех потребителей; присоединенных к этой магистрали. Для резервирования снабжения потребителей теплотой могут предусматриваться перемычки между магистралями. Перемычки прокладываются повышенного диаметра, они соединяют середины или концы магистралей.

При теплоснабжении крупных городов от нескольких ТЭЦ целесообразно предусмотреть взаимную блокировку ТЭЦ путем соединения их магистралей блокировочными связями. В этом случае может быть создана объединенная кольцевая тепловая сеть с несколькими источниками питания. Схема такой сети показана на рис. 27. В такую же систему в ряде случаев могут быть объединены тепловые сети ТЭЦ и крупных районных или промышленных котельных.

Кольцевание сетей значительно удорожает сети, но повышает надежность теплоснабжения. Кольцевание промышленных тепловых сетей иногда является обязательным при снабжении теплотой потребителей, не допускающих перерывов в подаче теплоносителя, как правило, для технологических потребностей. В этом случае кольцевание может быть заменено дублированием, т. е. прокладкой параллельно двух паропроводов или теплопроводов. Второй паропровод или теплопровод в этом случае находится в «горячем резерве». При соответствующих обоснованиях на промышленных предприятиях предусматривается резервная мощность тепловых сетей для последующего расширения предприятия или отдельных цехов.

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 источниками теплоты.