Тепловые сети. Схемы теплоснабжения и их конструктивные особенности Принципы построения схем тепловых сетей

6.1 Выбор системы теплоснабжения объекта производится на основании утвержденной в установленном порядке схемы теплоснабжения.

Принятая к разработке в проекте схема теплоснабжения должна обеспечивать:

безопасность и надежность теплоснабжения потребителей;

энергетическую эффективность теплоснабжения и потребления тепловой энергии;

нормативный уровень надежности, определяемый тремя критериями: вероятностью безотказной работы, готовностью (качеством) теплоснабжения и живучестью;

требования экологии;

безопасность эксплуатации.

6.2 Функционирование тепловых сетей и СЦТ в целом не должно приводить:

а) к концентрации, превышающей предельно допустимую, в процессе эксплуатации токсичных и вредных для населения, ремонтно-эксплуатационного персонала и окружающей среды веществ в тоннелях, каналах, камерах, помещениях и других сооружениях, в атмосфере, с учетом способности атмосферы к самоочищению в конкретном жилом квартале, микрорайоне, населенном пункте и т.д.;

б) к стойкому нарушению естественного (природного) теплового режима растительного покрова (травы, кустарников, деревьев), под которым прокладываются теплопроводы.

6.3 Тепловые сети, независимо от способа прокладки и системы теплоснабжения, не должны проходить по территории кладбищ, свалок, скотомогильников, мест захоронения радиоактивных отходов, полей орошения, полей фильтрации и других участков, представляющих опасность химического, биологического и радиоактивного загрязнения теплоносителя.

Технологические аппараты промышленных предприятий, от которых могут поступать в тепловые сети вредные вещества, должны присоединяться к тепловым сетям через водоподогреватель с дополнительным промежуточным циркуляционным контуром между таким аппаратом и водоподогревателем при обеспечении давления в промежуточном контуре меньше, чем в тепловой сети. При этом следует предусматривать установку пробоотборных точек для контроля вредных примесей.

Системы горячего водоснабжения потребителей к паровым сетям должны присоединяться через пароводяные подогреватели.

6.4 Безопасная эксплуатация тепловых сетей должна обеспечиваться путем разработки в проектах мер, исключающих:

возникновение напряжений в оборудовании и трубопроводах выше предельно допустимых;

возникновение перемещений, приводящих к потере устойчивости трубопроводов и оборудования;

изменения параметров теплоносителя, приводящие к выходу из строя (отказу, аварии) трубопроводов тепловых сетей и оборудования источника теплоснабжения, теплового пункта или потребителя;

несанкционированный контакт людей непосредственно с горячей водой или с горячими поверхностями трубопроводов (и оборудования) при температурах теплоносителя более 55 °С;

поступление теплоносителя в системы теплоснабжения с температурами выше определяемых нормами безопасности;

снижение при отказах СЦТ температуры воздуха в жилых и производственных помещениях потребителей второй и третьей категорий ниже допустимых величин (4.2);

слив сетевой воды в непредусмотренных проектом местах;

превышение уровня шума и вибрации относительно требований СН 2.2.4/2.1.8.562;

несоответствие параметрам и критериям, обозначенным в разделе "Безопасность и надежность теплоснабжения" утвержденной в установленном порядке схемы теплоснабжения.

6.5 Температура на поверхности теплоизоляционной конструкции теплопроводов, арматуры и оборудования должна соответствовать СП 61.13330 и не должна превышать:

при прокладке теплопроводов в подвалах зданий, технических подпольях, тоннелях и проходных каналах, 45 °С;

при надземной прокладке, в местах доступных для обслуживания, 55 °С.

6.6 Система теплоснабжения (открытая, закрытая, в том числе с отдельными сетями горячего водоснабжения, смешанная) выбирается на основании утвержденной в установленном порядке схемы теплоснабжения.

6.7 Непосредственный водоразбор сетевой воды у потребителей в закрытых системах теплоснабжения не допускается.

6.8 В открытых системах теплоснабжения подключение части потребителей горячего водоснабжения через водо-водяные теплообменники на тепловых пунктах абонентов (по закрытой системе) допускается как временное при условии обеспечения (сохранения) качества сетевой воды согласно требованиям действующих нормативных документов.

6.9 При использовании атомных источников теплоты должны проектироваться системы теплоснабжения, исключающие вероятность попадания радионуклидов от самого источника в сетевую воду, трубопроводы, оборудование СЦТ и в приемники теплоты потребителей.

6.10 В составе СЦТ должны предусматриваться:

аварийно-восстановительные службы (ABC), численность персонала и техническая оснащенность которых должны обеспечивать полное восстановление теплоснабжения при отказах на тепловых сетях в сроки, указанные в таблице 2;

Таблица 2

собственные ремонтно-эксплуатационные базы (РЭБ) - для районов тепловых сетей с объемом эксплуатации 1000 условных единиц и более. Численность персонала и техническая оснащенность РЭБ определяются с учетом состава оборудования, применяемых конструкций теплопроводов, тепловой изоляции и т.д.;

механические мастерские - для участков (цехов) тепловых сетей с объемом эксплуатации менее 1000 условных единиц;

единые ремонтно-эксплуатационные базы - для тепловых сетей, которые входят в состав подразделений тепловых электростанций, районных котельных или промышленных предприятий.

Схемы тепловых сетей

6.11 Водяные тепловые сети надлежит проектировать, как правило, двухтрубными, подающими одновременно теплоту на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды.

Многотрубные и однотрубные магистральные тепловые сети допускается применять при технико-экономическом обосновании.

Многотрубные распределительные тепловые сети следует прокладывать после центральных тепловых пунктов при наличии у потребителей системы централизованного горячего водоснабжения, а также при различных температурных графиках в системах отопления, вентиляции и технологических потребителей при независимом присоединении.

Тепловые сети, транспортирующие в открытых системах теплоснабжения сетевую воду в одном направлении, при надземной прокладке допускается проектировать в однотрубном исполнении при длине транзита до 5 км. При большей протяженности и отсутствии резервной подпитки СЦТ от других источников теплоты тепловые сети должны выполняться в два (или более) параллельных теплопровода.

Самостоятельные тепловые сети для присоединения технологических потребителей теплоты следует предусматривать, если качество и параметры теплоносителя отличаются от принятых в тепловых сетях.

6.12 Схема и конфигурация тепловых сетей должны обеспечивать теплоснабжение на уровне заданных показателей надежности путем:

применения наиболее прогрессивных конструкций и технических решений;

совместной работы нескольких источников теплоты;

прокладки резервных теплопроводов;

устройства перемычек между тепловыми сетями смежных тепловых районов.

6.13 Тепловые сети могут быть кольцевыми и тупиковыми, резервированными и нерезервированными.

Число и места размещения резервных трубопроводных соединений между смежными теплопроводами следует определять по критерию вероятности безотказной работы.

6.14 Системы отопления потребителей могут присоединяться к двухтрубным водяным тепловым сетям по независимой и зависимой схеме в соответствии с заданием на проектирование.

Как правило, по независимой схеме, предусматривающей установку в тепловых пунктах водоподогревателей, допускается присоединять, при обосновании, системы отопления и вентиляции зданий в 12 этажей и выше, а также других потребителей, если такое присоединение обусловлено гидравлическим режимом работы системы.

6.15 Горячая вода, поступающая к потребителю, должна отвечать требованиям технических регламентов, санитарных правил и нормативов, определяющих ее безопасность.

Качество подпиточной и сетевой воды для открытых систем теплоснабжения и качество воды горячего водоснабжения в закрытых системах должно удовлетворять требованиям к питьевой воде в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074.

Использование в закрытых системах теплоснабжения технической воды допускается при наличии термической деаэрации с температурой не менее 100 °С (деаэраторы атмосферного давления). Для открытых систем теплоснабжения деаэрация также должна производиться при температуре не менее 100 °С в соответствии с СанПиН 2.1.4.2496.

Другие требования, предъявляемые к качеству сетевой и подпиточной воды, приведены в приложении Б.

6.16 Установка для подпитки системы теплоснабжения на теплоисточнике должна обеспечивать подачу в тепловую сеть в рабочем режиме воду соответствующего качества и аварийную подпитку водой из систем хозяйственно-питьевого или производственного водопроводов .

Расход подпиточной воды в рабочем режиме должен компенсировать расчетные (нормируемые) потери сетевой воды в системе теплоснабжения.

Расчетные (нормируемые) потери сетевой воды в системе теплоснабжения включают расчетные технологические потери (затраты) сетевой воды и потери сетевой воды с нормативной утечкой из тепловой сети и систем теплопотребления.

Среднегодовая утечка теплоносителя (м/ч) из водяных тепловых сетей должна быть не более 0,25% среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных системах теплоснабжения независимо от схемы присоединения (за исключением систем горячего водоснабжения, присоединенных через водоподогреватели). Сезонная норма утечки теплоносителя устанавливается в пределах среднегодового значения.

Технологические потери теплоносителя включают количество воды на наполнение трубопроводов и систем теплопотребления при их плановом ремонте и подключении новых участков сети и потребителей, промывку, дезинфекцию, проведение регламентных испытаний трубопроводов и оборудования тепловых сетей .

Для компенсации этих расчетных технологических потерь (затрат) сетевой воды необходима дополнительная производительность водоподготовительной установки и соответствующего оборудования (свыше 0,25% объема теплосети), которая зависит от интенсивности заполнения трубопроводов. Во избежание гидравлических ударов и лучшего удаления воздуха из трубопроводов максимальный часовой расход воды () при заполнении трубопроводов тепловой сети с условным диаметром () не должен превышать значений, приведенных в таблице 3. При этом скорость заполнения тепловой сети должна быть увязана с производительностью источника подпитки и может быть ниже указанных расходов .

Таблица 3 - Максимальный часовой расход воды при заполнении трубопроводов тепловой сети

В результате для закрытых систем теплоснабжения максимальный часовой расход подпиточной воды (, м/ч) составляет:

где - расход воды на заполнение наибольшего по диаметру секционированного участка тепловой сети, принимаемый по таблице 3, либо ниже при условии такого согласования;

Объем воды в системах теплоснабжения, м.

При отсутствии данных по фактическим объемам воды допускается принимать его равным 65 мна 1 МВт расчетной тепловой нагрузки при закрытой системе теплоснабжения, 70 мна 1 МВт - при открытой системе и 30 мна 1 МВт средней нагрузки - для отдельных сетей горячего водоснабжения.

В закрытых системах теплоснабжения на источниках теплоты мощностью 100 МВт и более следует предусматривать установку баков запаса химически обработанной и деаэрированной подпиточной воды вместимостью 3% объема воды в системе теплоснабжения.

Внутренняя поверхность баков должна быть защищена от коррозии, а вода в них - от аэрации, при этом должно обеспечиваться обновление воды в баках.

Число баков независимо от системы теплоснабжения принимается не менее двух по 50% рабочего объема каждый.

6.17 Для открытых систем теплоснабжения, а также при отдельных тепловых сетях на горячее водоснабжение с целью выравнивания суточного графика расхода воды (производительности ВПУ) на источниках теплоты должны предусматриваться баки-аккумуляторы химически обработанной и деаэрированной подпиточной воды по СанПиН 2.1.4.2496.

Расчетная вместимость баков-аккумуляторов должна быть равной десятикратной величине среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение. Внутренняя поверхность баков должна быть защищена от коррозии, а вода в них - от аэрации, при этом должно предусматриваться непрерывное обновление воды в баках.

При расположении всех баков-аккумуляторов на источнике теплоты максимальный часовой расход подпиточной воды (, м/ч), подаваемой с источника, составляет

где - максимальный расход воды на горячее водоснабжение, м/ч.

6.18 При расположении части баков-аккумуляторов в районе теплоснабжения расход подпиточной воды, подаваемой с источника теплоты, может быть уменьшен до усредненного значения (, м/ч), равного

где - коэффициент, определяемый проектной организацией в зависимости от объема баков-аккумуляторов, установленных на источнике теплоты и вне его;

Усредненный расчетный расход воды на горячее водоснабжение.

При этом на источнике теплоты должны предусматриваться баки-аккумуляторы вместимостью не менее 25% общей расчетной вместимости баков.

6.19 Устанавливать баки-аккумуляторы горячей воды в жилых кварталах не допускается. Расстояние от баков-аккумуляторов горячей воды до границы жилых кварталов должно быть не менее 30 м. При этом на грунтах 1-го типа просадочности расстояние, кроме того, должно быть не менее 1,5 толщины слоя просадочного грунта.

6.20 Баки-аккумуляторы должны быть ограждены общим валом высотой не менее 0,5 м. Обвалованная территория должна вмещать рабочий объем воды в наибольшем баке и иметь отвод воды в дренажную сеть или систему дождевой канализации.

Для повышения эксплуатационной надежности баков-аккумуляторов следует также предусматривать устройство для защиты от лавинообразного разрушения.

При размещении баков-аккумуляторов вне территории источников теплоты следует предусматривать их ограждение высотой не менее 2,5 м для исключения доступа посторонних лиц к бакам.

6.21 Баки-аккумуляторы горячей воды у потребителей должны предусматриваться в системах горячего водоснабжения промышленных предприятий для выравнивания сменного графика потребления воды объектами, имеющими сосредоточенные кратковременные расходы воды на горячее водоснабжение.

Для объектов промышленных предприятий, имеющих отношение средней тепловой нагрузки на горячее водоснабжение к максимальной тепловой нагрузке на отопление меньше 0,2, баки-аккумуляторы не устанавливаются.

6.22 Для открытых и закрытых систем теплоснабжения должна предусматриваться дополнительно аварийная подпитка химически не обработанной и не деаэрированной водой, расход которой принимается в количестве 2% среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных системах теплоснабжения независимо от схемы присоединения (за исключением систем горячего водоснабжения, присоединенных через водоподогреватели), если другое не предусмотрено проектными (эксплуатационными) решениями. При наличии нескольких отдельных тепловых сетей, отходящих от коллектора источника тепла, аварийную подпитку допускается определять только для одной наибольшей по объему тепловой сети. Для открытых систем теплоснабжения аварийная подпитка должна обеспечиваться только из систем хозяйственно-питьевого водоснабжения.

6.23 В СЦТ с теплопроводами любой протяженности от источника теплоты до районов теплопотребления допускается использование теплопроводов в качестве теплоаккумулирующих емкостей.

6.24 Для уменьшения потерь сетевой воды и соответственно теплоты при плановых или вынужденных опорожнениях теплопроводов допускается установка в тепловых сетях специальных баков-накопителей, вместимость которых определяется объемом теплопроводов между двумя секционирующими задвижками.

Надежность

6.25 Способность проектируемых и действующих источников теплоты, тепловых сетей и в целом СЦТ обеспечивать в течение заданного времени требуемые режимы, параметры и качество теплоснабжения (отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, а также технологических потребностей предприятий в паре и горячей воде) следует определять по трем показателям (критериям): вероятности безотказной работы , коэффициенту готовности , живучести [Ж].

Расчет показателей системы с учетом надежности должен производиться для каждого потребителя.

6.26 Минимально допустимые показатели вероятности безотказной работы следует принимать для:

источника теплоты 0,97;

тепловых сетей 0,9;

потребителя теплоты 0,99;

СЦТ в целом 0,9x0,97x0,99=0,86.

Заказчик вправе устанавливать в техническом задании на проектирование более высокие показатели.

6.27 Для обеспечения безотказности тепловых сетей следует определять:

предельно допустимую длину нерезервированных участков теплопроводов (тупиковых, радиальных, транзитных) до каждого потребителя или теплового пункта;

места размещения резервных трубопроводных связей между радиальными теплопроводами;

достаточность диаметров выбираемых при проектировании новых или реконструируемых существующих теплопроводов для обеспечения резервной подачи теплоты потребителям при отказах;

необходимость замены на конкретных участках конструкций тепловых сетей и теплопроводов на более надежные, а также обоснованность перехода на надземную или тоннельную прокладку;

очередность ремонтов и замен теплопроводов, частично или полностью утративших свой ресурс;

необходимость проведения работ по дополнительному утеплению зданий.

6.28 Готовность системы к исправной работе следует определять по числу часов ожидания готовности: источника теплоты, тепловых сетей, потребителей теплоты, а также - числу часов нерасчетных температур наружного воздуха в данной местности.

6.29 Минимально допустимый показатель готовности СЦТ к исправной работе принимается 0,97.

6.30 Для расчета показателя готовности следует определять (учитывать):

готовность СЦТ к отопительному сезону;

достаточность установленной тепловой мощности источника теплоты для обеспечения исправного функционирования СЦТ при нерасчетных похолоданиях;

способность тепловых сетей обеспечить исправное функционирование СЦТ при нерасчетных похолоданиях;

организационные и технические меры, необходимые для обеспечения исправного функционирования СЦТ на уровне заданной готовности;

максимально допустимое число часов готовности для источника теплоты;

температуру наружного воздуха, при которой обеспечивается заданная внутренняя температура воздуха.

Резервирование

6.31 Следует предусматривать следующие способы резервирования:

организацию совместной работы нескольких источников теплоты на единую систему транспортирования теплоты;

резервирование тепловых сетей смежных районов;

устройство резервных насосных и трубопроводных связей;

установку баков-аккумуляторов.

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 4.

Таблица 4

6.32 Участки надземной прокладки протяженностью до 5 км допускается не резервировать, кроме трубопроводов диаметром более 1200 мм в районах с расчетными температурами воздуха для проектирования отопления ниже минус 40 °С.

Резервирование подачи теплоты по тепловым сетям, прокладываемым в тоннелях и проходных каналах, допускается не предусматривать.

6.33 Для потребителей первой категории допускается предусматривать местные резервные источники теплоты (стационарные или передвижные) при отсутствии возможности резервирования от нескольких независимых источников тепла или тепловых сетей.

6.34 Для резервирования теплоснабжения промышленных предприятий допускается предусматривать местные источники теплоты.

Живучесть

6.35 Минимальная подача теплоты по теплопроводам, расположенным в неотапливаемых помещениях и снаружи, в подъездах, лестничных клетках, на чердаках и т.п., должна быть достаточной для поддержания температуры воды в течение всего ремонтно-восстановительного периода после отказа не ниже 3 °С.

6.36 В проектах должны быть разработаны мероприятия по обеспечению живучести элементов систем теплоснабжения, находящихся в зонах возможных воздействий отрицательных температур, в том числе:

организация локальной циркуляции сетевой воды в тепловых сетях до и после ДТП;

спуск сетевой воды из систем теплоиспользования у потребителей, распределительных тепловых сетей, транзитных и магистральных теплопроводов;

прогрев и заполнение тепловых сетей и систем теплоиспользования потребителей во время и после окончания ремонтно-восстановительных работ;

проверка прочности элементов тепловых сетей на достаточность запаса прочности оборудования и компенсирующих устройств;

обеспечение необходимого пригруза бесканально проложенных теплопроводов при возможных затоплениях;

временное использование, при возможности, передвижных источников теплоты.

Сбор и возврат конденсата

6.37 Системы сбора и возврата конденсата источнику теплоты следует предусматривать закрытыми, при этом избыточное давление в сборных баках конденсата должно быть не менее 0,005 МПа.

Открытые системы сбора и возврата конденсата допускается предусматривать при количестве возвращаемого конденсата менее 10 т/ч и расстоянии до источника теплоты до 0,5 км.

6.38 Возврат конденсата от конденсатоотводчиков по общей сети допускается применять при разнице в давлении пара перед конденсатоотводчиками не более 0,3 МПа.

При возврате конденсата насосами число насосов, подающих конденсат в общую сеть, не ограничивается.

Параллельная работа насосов и конденсатоотводчиков, отводящих конденсат от потребителей пара на общую конденсатную сеть, не допускается.

6.39 Напорные конденсатопроводы следует рассчитывать по максимальному часовому расходу конденсата, исходя из условий работы трубопроводов полным сечением при всех режимах возврата конденсата и предохранения их от опорожнения при перерывах в подаче конденсата. Давление в сети конденсатопроводов при всех режимах должно приниматься избыточным.

Конденсатопроводы от конденсатоотводчиков до сборных баков конденсата следует рассчитывать с учетом образования пароводяной смеси.

6.40 Удельные потери давления на трение в конденсатопроводах после насосов надлежит принимать не более 100 Па/м при эквивалентной шероховатости внутренней поверхности конденсатопроводов 0,001 м.

6.41 Вместимость сборных баков конденсата, устанавливаемых в тепловых сетях, на тепловых пунктах потребителей должна приниматься не менее 10-минутного максимального расхода конденсата. Число баков при круглогодичной работе следует принимать не менее двух, вместимостью по 50% каждый. При сезонной работе и менее 3 мес в году, а также при максимальном расходе конденсата до 5 т/ч допускается установка одного бака.

При контроле качества конденсата число баков следует принимать, как правило, не менее трех с вместимостью каждого, обеспечивающей по времени проведение анализа конденсата по всем необходимым показателям, но не менее 30-минутного максимального поступления конденсата.

6.42 Подача (производительность) насосов для перекачки конденсата должна определяться по максимальному часовому расходу конденсата.

Напор насоса должен определяться по величине потери давления в конденсатопроводе с учетом высоты подъема конденсата от насосной до сборного бака и величины избыточного давления в сборных баках.

Напор насосов, подающих конденсат в общую сеть, должен определяться с учетом условий их параллельной работы при всех режимах возврата конденсата.

Число насосов в каждой насосной следует принимать не менее двух, один из которых является резервным.

6.43 Постоянный и аварийный сбросы конденсата в системы дождевой или бытовой канализации допускаются после охлаждения его до температуры 40 °С. При сбросе в систему производственной канализации с постоянными стоками конденсат допускается не охлаждать.

6.44 Возвращаемый от потребителей к источнику теплоты конденсат должен отвечать требованиям правил технической эксплуатации электрических станций и сетей.

Температура возвращаемого конденсата для открытых и закрытых систем не нормируется.

6.45 В системах сбора и возврата конденсата следует предусматривать использование его теплоты для собственных нужд предприятия.

О значении теплового пункта в общей системе теплоснабжения много говорить не надо. Тепловые схемы тепловых узлов задействованы как в сети, и так и в системе внутреннего потребления.

Понятие о тепловом пункте

Экономичность использования и уровня подачи тепла к потребителю напрямую зависит от правильности функционирования оборудования.

По сути, тепловой пункт представляет собой юридическую границу, что само по себе предполагает обустройство его набором контрольно-измерительной техники. Благодаря такой внутренней начинке определение взаимной ответственности сторон становится более доступным. Но прежде чем разобраться с этим, необходимо понять, как функционируют тепловые схемы тепловых узлов и для чего их читать.

Как определить схему теплового узла

При определении схемы и оборудования теплового пункта опираются на технические характеристики местной системы теплопотребления, внешней ветки сети, режима работы систем и их источников.

В этом разделе предстоит ознакомиться с графиками расхода теплоносителя - тепловой схемой теплового узла.

Подробное рассмотрение позволит понять, как производится подключение к общему коллектору, давление внутри сети и относительно теплоносителя, показатели которых напрямую зависят от расхода тепла.

Важно! В случае присоединения теплового узла не к коллектору, а к тепловой сети расход теплоносителя одной ветки неизбежно отражается на расходе другой.

Разбор схемы в деталях

На рисунке изображены два типа подключений: а - в случае подключения потребителей непосредственно к коллектору; б - при присоединении к ветке тепловой сети.

Чертеж отражает графические изменения расходов теплоносителя при наступлении таких обстоятельств:

А - при подключении систем отопления и к коллекторам теплоисточника по отдельности.

Б - при врезке тех же систем к наружной Интересно, что присоединение в таком случае отличается высокими показателями потери давления в системе.

Рассматривая первый вариант, следует отметить, что показатели суммарного расхода теплоносителя возрастают синхронно с расходом на снабжение горячей водой (в режиме І, ІІ, ІІІ), в то время как во втором, хоть рост расхода теплового узла и имеет место быть, вместе с ним показатели расхода на отопление автоматически понижаются.

Исходя из описанных особенностей тепловой схемы теплового узла, можно сделать вывод, что в результате суммарного расхода теплоносителя, рассмотренного в первом варианте, при его применении на практике составляет около 80 % расхода при применении второго прототипа схемы.

Место схемы в проектировании

Проектируя схему теплового узла отопления в жилом микрорайоне, при условии, что система теплоснабжения закрытая, уделите особое внимание выбору схемы соединения подогревателей горячего водоснабжения с сетью. Выбранный проект будет определять расчетные расходы теплоносителей, функции и режимы регулирования, прочее.

Выбор схемы теплового узла отопления в первую очередь определяется установленным тепловым режимом сети. Если сеть функционирует по отопительному графику, то подбор чертежа производится исходя из технико-экономического расчета. В таком случае параллельную и смешанную схемы тепловых узлов отопления сравнивают.

Особенности оборудования теплового пункта

Чтобы сеть теплоснабжения дома исправно функционировала, на пункты отопления дополнительно устанавливают:

• задвижки и вентили;
• специальные фильтры, улавливающие частицы грязи;
• контрольные и статистические приборы: термостаты, манометры, расходомеры;
• вспомогательные или резервные насосы.

Условные обозначения схем и как их читать

На рисунке выше изображена принципиальная схема теплового узла с подробным описанием всех составляющих элементов.

Обозначения на схемах тепловых узлов помогают разобраться в функционировании узла путем изучения схемы.

Инженеры, ориентируясь на чертежи, могут предположить, где возникает поломка в сети при наблюдающихся неполадках, и быстро ее устранить. Схемы тепловых узлов пригодятся и в том случае, если вы занимаетесь проектированием нового дома. Такие расчеты обязательно входят в пакет проектной документации, ведь без них не выполнить монтаж системы и разводку по всему дому.

Информация о том, что такое чертеж тепловой системы и как его принимать на практике, пригодится каждому, кто хотя бы раз в своей жизни сталкивался с отопительными или водонагревающими приборами.

Надеемся, приведенный в статье материал поможет разобраться с основными понятиями, понять, как определить на схеме основные узлы и точки обозначения принципиальных элементов.

I Курс лекций за первое полугодие

Источники и системы теплоснабжения предприятий

1. 
   Системы теплоснабжения производственных предприятий
2. 
   Виды тепловых нагрузок
3. 
   Классификация систем теплоснабжения

По виду теплоносителя (паровые системы и водяные системы);

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

По числу параллельно идущих теплопроводов;

По числу ступеней присоединения.

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

5. Паровые системы теплоснабжения (ПСТ).

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

Система теплоснабжения (рис. 1) включает в себя:

1. Источник (ТЭЦ, котельная);

2. Магистральные сети (тепловые);

3. Распределительные сети (тепловые);

4. Потребители тепла (промышленные потребители,

Жилые и общественные объекты ЖКХ);

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

6. Центральный тепловой пункт ЦТП.

Рис.1. Система теплоснабжения.

Виды тепловых нагрузок:

• 
  Потребление тепловых нагрузок:

1. 
   отопление (нагрузка на отопление);
   вентиляцию (тепло в калорифере (теплообменнике);
2. 
   горячее водоснабжение;
3. 
   технологические нужды п.п.

• 
  Тепловые нагрузки различают:

1. 
   сезонные (отопление, вентиляция);
2. 
   круглогодичные (горячее водоснабжение, технологические нужды).

1. 
   по схеме подачи тепла потребителю;
2. 
   по виду теплоносителя;
3. 
   по способу отпуска теплоты потребителю ;
4. 
   по числу параллельно идущих теплопроводов;
5. 
   по числу ступеней присоединения.

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

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

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

2. По виду теплоносителя:

Паровые системы (теплоноситель – водяной пар);

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

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

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

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

Сравнительная характеристика воды и пара как теплоносителя:

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

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

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

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

Для отопления – схемы подключения ТС: зависимые и независимые;

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

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

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

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

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

Схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям:

Т 1 – подающий теплопровод ТС,
-1-1 Т 2 – обратный трубопровод ТС,

1 – арматура отключающего устройства.

Рис. 2. Зависимая схема без смешения

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

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

? 130˚С ? 90-95˚С

70˚С?

Рис. 3. Зависимая схема с элеваторным смешением Рис. 4. Элеватор
Вода из подающего трубопровода Т 1 с t = 130˚ C поступает в элеватор (рис. 4), через патрубок к элеватору подсасывается вода из обратной местной сети Т 2 t =70˚ C . Благодаря соплу, которое встроено в элеватор, и по принципу инжекции, происходит смешение t = 130˚ C и t =70˚ C , смешанная вода t = 90˚С поступает в нагревательные приборы. Элеваторы рассчитываются, и подбирается диаметр сопла. У нас в стране большинство вводов в здания снабжено элеваторами там, где по теплосетям транспортируют перегретую воду. Необходимо учитывать, что для работы элеватора требуется напор на воде 15 м водного столба.

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

Центробежный насос на перемычке между

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

Как элеватор подмешивает к подающей воде

Обратную охлажденную воду. Но насос

Дорогостоящее оборудование.

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

Рис. 5. Зависимая схема с насосным смешением

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

1. Местная отопительная система;

2. Циркуляционный насос;

3. Теплообменник;

4. Расширенный бак;

5. Отключающая арматура.

Рис. 6. Независимая схема (с теплообменником)

Схемы подключения ГВС к тепловым сетям.

• 
  В закрытых системах теплоснабжения теплоноситель полностью возвращается к

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

• 
  В открытых системах ГВС используют не только теплоту, подводимую

Схемы присоединения систем горячего водоснабжения зданий к тепловым сетям.

• 
  Одноступенчатые схемы (рис. 7, 8):

Один теплообменник и нагрев на ГВС происходит перед МОС).

Рис. 7. Одноступенчатая предвключенная

?

Рис. 8. Одноступенчатая параллельная

Т = 55-60˚С

Т = 30˚С Т = 5˚С

Рис. 9. Последовательная двухступенчатая

Рис. 10. Смешанная двухступенчатая
Двухступенчатые схемы эффективны в применении тем, что происходит глубокое снижение температуры обратной воды, а также имеет место независимый расход тепла на отопление и ГВС, т.е. колебание расхода в системе ГВС не отражается на работе МОС, что может происходить в открытых схемах.

4. По числу параллельно идущих теплопроводов.

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

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

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

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

Четырехтрубная – когда добавляется циркуляционный трубопровод на ГВС.

Условные обозначения трубопроводов в соответствии с ГОСТом:

1. 
   подающий трубопровод (Т 1 ),
2. 
   обратный трубопровод (Т 2 ),
3. 
   трубопровод ГВС (Т 3 ),
   циркуляционный трубопровод ГВС (Т 4 ),
4. 
   трубопровод технологических нужд (Тт).

Различают одноступенчатые и многоступенчатые схемы систем теплоснабжения.

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

Рис. 11. Одноступенчатая схема
1- потребители тепла,

2- местные тепловые узлы (МТП),

3- элемент промышленной котельной с паровыми и водогрейными котлами,

4- водогрейный котел (пиковый),

5- сетевой паро- водяной подогреватель,

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

7- сетевой насос,

8- ЦТП.
Двухступенчатая схема (рис. 12).

Рис. 12. Двухступенчатая схема
Многоступенчатая схема – когда между источником теплоты и потребителями размещают ЦТП и групповые тепловые пункты (ГТП). Эти пункты предназначены для приготовления теплоносителей требуемых параметров, для регулирования расхода теплоты и распределения по местным системам потребителей, а также для учета и контроля расхода теплоты и воды.
Схемы тепловых сетей

Схемы тепловых сетей зависят от:

• 
  Размещения источников теплоты по отношению к району потребления;
• 
  От характера тепловой нагрузки;
• 
  От вида теплоносителя (пар, вода).

Тепловые сети делятся на категории:

1. 
   Магистральные сети;
2. 
   Распределительные сети;
3. 
   Внутриквартальные сети;
4. 
   Ответвления к потребителям (зданиям).

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

1-источник,

2-магистральные сети,

3-распределительные сети,

4-квартальные сети,

5-ответвления,

6- потребители,

7-перемычка.

Рис. 13 Тупиковая схема

1. 
   Радиальная (рис. 14) – устраивается, когда нет возможности предусмотреть кольцевую, но перерыв в теплоснабжении недопустим:

Рис. 14 Радиальная схема

1. 
   Кольцевая – наиболее дорогая, сооружается в крупных городах, обеспечивает бесперебойное теплоснабжение, для чего должен быть предусмотрен второй источник тепловой энергии:

Рис. 15 Кольцевая схема

Паровые системы теплоснабжения (ПСТ).

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

Виды паровых систем:

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

1-источник (паровой котел),

2-стена промышленного потребителя – граница абонентского ввода потребителя,

3-калорифер,

5-пароводяной теплообменник для МОС,

6-технологический агрегат,

Рис. 16 Однотрубная паровая система 7-конденсатоотводчики,

8- сброс конденсата в дренаж.
Рис. 17 Автоматический конденсатоотводчик.

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

2-двухтрубные (рис. 18):

1-источник (паровой котел),

2-стена промышленного

Потребителя – граница

Абонентского ввода потребителя,

3-калорифер,

4-пароводяной теплообменник для

5-пароводяной теплообменник для

6-технологический агрегат,

7-конденсатоотводчики,

Рис. 18 Двухтрубная паровая система 8-конденсатопровод,

9-конденнсатный бак,

10-конденсатный насос.

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

3-многотрубные (рис. 19):

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

Оборудование тепловых сетей

Различают следующие способы прокладки тепловых сетей:

1. 
   Надземная (наземная) прокладка – имеет место на территории промышленных предприятий, при пересечении дорог и препятствий, в районах вечной мерзлоты;
2. 
   Подземная прокладка бывает:

В полупроходных каналах,

В проходных каналах (коллекторах),

Бесканальная.

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

Глубина прокладки тепловых сетей зависит от места прокладки. Максимальная глубина в непроезжей части составляет 0,5 м до верха канала, в проезжей части – 0,7 м. Тепловые сети прокладываются с уклоном ί min =0.002 (ί min = h / L ).
Оборудование тепловых сетей, которое требует постоянного контроля и обслуживания, устанавливается в теплофикационных камерах (рис. 20). Это: задвижки, дисковые затворы, регулирующие клапаны, устройства для выпуска воздуха и спуска воды (опорожнения сети). Как правило, совместно с камерой сооружают неподвижные опоры. Необходимо сооружать (в водонасыщенных грунтах) дренажные сети (на песчаную подготовку укладывают трубы с отверстиями сверху и по бокам и засыпают щебнем).

Рис. 20 Теплофикационная камера

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

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

Опорные конструкции.

Различают: - подвижные (свободные) опоры,

Неподвижные (мертвые) опоры.

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

Подвижные опоры используют во всех способах прокладки, кроме бесканальной.

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

Щитовые (при подземной прокладке),

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

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

1. 
   вылет компенсатора,
2. 
   спинка компенсатора,
3. 
   сварные крутоизогнутые отводы,
4. 
   подвижные опоры,
5. 
   стяжные болты,

L – длина между неподвижными опорами (участок компенсации).

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

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

1. 
   углы поворота трассы (самокомпенсация),
2. 
   сильфонные, линзовые (одна или много гофр),

Составляет 50-150 мм.

Сильфонный трехволновый компенсатор.

1-корпус,

2-стакан,

3-сальниковая набивка,

4-грунтбукса,

5-фланец нажимной,

6-стяжной болт.

Рис. 22 Сальниковый компенсатор
Сальниковый компенсатор может быть односторонним и двухсторонним.

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

Бесканальная прокладка.

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

Повышение долговечности с 10 до 30 лет,

Снижение теплопотерь с 30% до 3%,

Снижение эксплуатационных расходов в 9 раз,

Снижение расходов на ремонт теплотрасс в 3 раза,

Снижение сроков строительства,

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

Статистика накопленных дефектов:

38% -повреждение сторонними лицами системы ОДК,

32%-повреждение стальных оболочек,

14%- повреждение стыковых соединений,

8%-ошибки сборки ОДК,

2%-некачественная сварка,

6%-внутренняя коррозия металла.

При бесканальной прокладке используют полиэтиленовую оболочку.

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.

В начальной стадии развития централизованного теплоснабжения им были охвачены только существующие капитальные и отдельно строящиеся здания в зонах действия источника тепла. Подача тепла потребителям осуществлялась через тепловые вводы предусматриваемые в помещениях домовых котельных. В дальнейшем с развитием централизованного теплоснабжения особенно в районах нового строительства резко возросло количество абонентов присоединяемых к одному источнику тепла. Появилось значительное количество как ЦТП так и МТП у одного источника тепла в...

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

СХЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Тепловые сети от источника до потребителя в зависимости от назначения делятся на участки, называемые: магистральными, распределительными (крупные ответвления) и ответвления к зданиям. Задачей централизованного теплоснабжения является максимальное удовлетворение тепловой энергией всех нужд потребителей, включая отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды. При этом учитывается одновременное действие устройств с требуемыми различными параметрами теплоносителя. В связи с увеличением радиуса действия и количества обслуживаемых абонентов возникают новые, более сложные задачи по обеспечению потребителей теплоносителем необходимого качества и заданных параметров. Решение этих задач приводит к постоянному совершенствованию схемы теплоснабжения, тепловых вводов в здания и конструкций тепловых сетей.

В начальной стадии развития централизованного теплоснабжения им были охвачены только существующие капитальные и отдельно строящиеся здания в зонах действия источника тепла. Подача тепла потребителям осуществлялась через тепловые вводы, предусматриваемые в помещениях домовых котельных. Эти котельные были расположены, как правило, непосредственно в отапливаемых зданиях или рядом с ними. Такие тепловые вводы стали называть местными (индивидуальными) тепловыми пунктами (МТП). В дальнейшем с развитием централизованного теплоснабжения, особенно в районах нового строительства, резко возросло количество абонентов, присоединяемых к одному источнику тепла. Возникли сложности в обеспечении некоторых потребителей заданным количеством теплоносителя. Тепловые сети становились неуправляемыми. Для устранения трудностей, связанных с регулированием режима работы тепловых сетей, в этих районах на группу зданий были созданы центральные тепловые пункты (ЦТП), расположенные в отдельно стоящих сооружениях. Размещение ЦТП в отдельных сооружениях было вызвано необходимостью устранения в зданиях шума, возникающего при работе насосных установок, особенно в зданиях массового строительства (блочных и панельных).

Наличие ЦТП в системах централизованного теплоснабжения крупных объектов в какой-то мере упростило регулирование, но полностью не решило поставленной задачи. Появилось значительное количество как ЦТП, так и МТП у одного источника тепла, в связи с чем осложнилось регулирование отпуска тепла системой. К тому же создание ЦТП в районах старой застройки практически не представлялось возможным. Таким образом, находятся в эксплуатации МТП и ЦТП.

Технико-экономическое сравнение показывает, что эти схемы примерно равноценны. Недостаток схемы с МТП — большое количество водоподогрева- телей, в схеме с ЦТП — перерасход дефицитных оцинкованных труб для горячего водоснабжения и частая их замена из-за отсутствия надежных способов защиты от коррозии.

Следует отметить, что с увеличением мощности ЦТП экономичность этой схемы повышается. ЦТП обеспечивает в среднем только по девять зданий. Однако увеличение мощности ЦТП не решает проблему защиты трубопроводов горячего водоснабжения от коррозии.

В связи с разработкой в последнее время новых схем абонентских вводов и изготовлением бесшумных бесфундаментных насосов стало возможным централизованное теплоснабжение зданий через МТП. Управляемость протяженных и разветвленных тепловых сетей при этом достигается путем обеспечения в отдельных секциях стабильного гидравлического режима. Для этой цели на крупных ответвлениях предусматривают контрольно-распределительные пункты (КРП), которые оснащают необходимым оборудованием и контрольно-измерительными приборами.

Схемы тепловых сетей . В городах тепловые сети выполняют по следующим схемам: тупиковой (радиальной)—как правило, при наличии одного источника тепла, кольцевой—при наличии нескольких источников тепла и смешанной.

Тупиковая схема (рис,а) характеризуется тем, что по мере удаления от источника тепла постепенно снижается тепловая нагрузка и соответственно уменьшаются диаметры трубопроводов 1, упрощаются конструкция, состав сооружений и оборудование на тепловых сетях. Для повышения надежности обеспечения потребителей 2 тепловой энергией между смежными магистралями устраивают перемычки 3, которые позволяют при аварии какой-либо магистрали переключать подачу тепловой энергии. Согласно нормам проектирования тепловых сетей, устройство перемычек обязательно, если мощность магистралей 350 МВт и более. Наличие перемычек частично исключает основной недостаток этой схемы и создает возможность бесперебойного снабжения теплом в количестве не менее 70% расчетного расхода.

Перемычки предусматривают также и между тупиковыми схемами при теплоснабжении района от нескольких источников тепла: ТЭЦ, районных и квартальных котельных 4. В таких случаях наряду с повышением надежности теплоснабжения появляется возможность в летний период с помощью одной или двух котельных, работающих на нормальном режиме, отключать несколько котельных, работающих с минимальной нагрузкой. При этом наряду с повышением КПД котельных создаются условия для своевременного проведения профилактического и капитального ремонтов отдельных участков тепловой сети и собственно котельных. На крупных ответвлениях (рис.

1. 1, а) предусмотрены контрольно-распределительные пункты 5.

Кольцевая схема (рис. б) применяется в крупных городах и для теплоснабжения предприятий, не допускающих перерыва в подаче тепла. Она имеет существенное преимущество по сравнению с тупиковой—несколько источников повышают надежность теплоснабжения, при этом необходима меньшая суммарная резервная мощность котельного оборудования. Увеличение стоимости, связанное с сооружением кольцевой магистрали, приводит к снижению капитальных затрат на строительство источников тёпла. Кольцевая магистраль 1 (рис.,б) снабжается теплом от четырех ТЭЦ. Потребители 2 получают тепло от центральных тепловых пунктов 6, присоединенных к кольцевой магистрали по тупиковой схеме. На крупных ответвлениях предусмотрены контрольно-распределительные пункты 5. Промышленные предприятия 7 также присоединены по тупиковой схеме через КРП.

Рис. Схемы тепловых сетей

а — тупиковая радиальная; б — кольцевая