Поздрави, скъпи и уважаеми читатели на сайта „сайт“. Разположението на отоплителната мрежа се определя от наличието на източник на топлина, тяхната топлинна мощност, както и разположението на източниците на топлина спрямо потребителите на топлина. Също така изборът на диаграми на отоплителната мрежа зависи от големината на топлинните натоварвания на потребителите на топлина, от естеството на потребителите на топлина и от вида на охлаждащата течност. Проектът на отоплителната мрежа трябва да осигурява надеждно топлоснабдяване и точност на разпределението му между потребителите. Дължината на отоплителната мрежа трябва да бъде минимална, а конфигурацията трябва да бъде възможно най-проста и икономична за работа.
Най-простата и най-често използвана е радиалната (задънена) схема на отоплителна мрежа.
Принципна диаграма радиална
1 – консуматори на топлина
2 – отоплителни мрежи
3 – източник на топлоснабдяване (котелна централа, ТЕЦ)
Радиалните отоплителни мрежи се характеризират с постепенно намаляване на диаметрите на тръбопровода, тъй като те се отдалечават от източника на топлоснабдяване и потокът на мрежовата вода намалява. На тръбопроводите на отоплителните мрежи има поставени секционни вентили на разстояние от 1000 до 1500 м един от друг. На клоновете на консуматорите на топлина също се монтират секционни вентили. Предназначението на секционния кран е да локализира мястото на повредата в топлопреносната мрежа и да изключи консуматорите. Радиалните отоплителни мрежи са най-простите и изискват големи капиталови и оперативни разходи.
Основен липса на радиални отоплителни мрежи – липса на резервация, т.е. При авария в един от участъците, например участък „Б-Г” на схемата, се спира подаването на топлинна енергия към всички консуматори, намиращи се след точка (участък) „Г”.
Повишаването на надеждността на радиалните отоплителни мрежи е възможно чрез следните методи:
- Съвместна работа на няколко източника на топлоснабдяване в обща радиална отоплителна мрежа.
- Излишък от отделни елементи на радиалната отоплителна мрежа (4 вместо 1 захранващ тръбопровод, който е проектиран да пропуска 100% от мрежовия воден поток, можете да поставите 2 тръбопровода, всеки от които е проектиран да пропуска 50% от мрежовия воден поток ).
- Използването на технически мерки, които увеличават вероятността за безаварийна работа на отделни елементи на отоплителната мрежа (например антикорозионна защита на тръбопроводи, използване на стоманени спирателни вентили вместо чугун).
- Монтиране на дублиращи джъмпери между отоплителните мрежи на съседни райони.
- Използване на нежен режим при работа на радиална отоплителна мрежа (например работа на системи за топлоснабдяване при ниски температурни графики τ 01<=90 0 C, τ 02 <=60 0 C).
Повишаването на надеждността на радиалните отоплителни мрежи обаче води до значително увеличение на разходите и трябва да бъде обосновано с технически и икономически изчисления.
Непрекъснатостта на топлоснабдяването на потребителите е доста добре осигурена от пръстеновидната верига на отоплителната мрежа.
В пръстеновидните отоплителни мрежи се предвижда полагане на дублирани главни секции ("A-A'-G'-E'-G"), както и за полагане на джъмпери (например "B-B"; G -G'; D-D'; HER'). И в случай на авария в една от секциите, потребителят ще получи топлинна енергия чрез резервна главна линия към секции чрез джъмпери.
Звъненето повишава надеждността на отоплителните мрежи, но води до значително увеличение на капиталовите и оперативните разходи. Изборът на схема на отоплителна мрежа се определя от проучване за осъществимост със задължително отчитане на надеждността на захранването на потребителите с топлинна енергия.
Въз основа на надеждността на топлоснабдяването, потребителите на топлина се разделят на 3 категории:
- Потребители, които не допускат прекъсване на подаването на необходимото количество топлинна енергия и не допускат понижаване на вътрешната температура на въздуха в сградите (болници, родилни домове, детски градини с 24-часов престой, галерии, рудници и др.). ).
- Потребители, допуснали понижаване на вътрешната температура на въздуха за периода на ликвидиране на аварията. Допустимото понижение на вътрешната температура на въздуха за периода на ликвидиране на аварията е до 12 0 С за жилищни, обществени, административни сгради и до 8 0 С за производствени сгради.
- Всички останали консуматори на топлина (складове, гаражи, складове).
В случай на аварии в топлофикационни мрежи или източник на топлоснабдяване, намалението на топлинното захранване на потребителите от категории 2 и 3 е показано в таблицата.
Допустимо намаляване на подаването на топлинна енергия към потребители от категории 2 и 3 при режим на аварийно топлоснабдяване
Прогнозното време за отстраняване на аварията и пълно възстановяване на топлоподаването е от 15 до 54 часа (в зависимост от мястото на аварията и сложността на повредата).
Съгласно SNiP 41-02-2003 „Топлинни мрежи“. Всички отоплителни мрежи на населени места и промишлени предприятия са разделени на:
- главни отоплителни мрежи – предназначени за транспортиране на охлаждаща течност от източници на топлоснабдяване до входове в жилищни райони или до входове на територията на промишлени предприятия.
- топлоразпределителни мрежи – предназначени за транспортиране на охлаждаща течност от главните отоплителни мрежи до отоплителните точки в жилищни райони или промишлени предприятия.
- тримесечни отоплителни мрежи или междуцехови отоплителни мрежи – предназначени за транспортиране на охлаждаща течност от топлинни точки до сгради в жилищни райони или цехове на промишлени предприятия.
Принципни схеми на магистрални, разпределителни и топлофикационни мрежи.
1 - консуматори на топлина (сгради)
2 – източници на топлоснабдяване
3 – участъци от главната отоплителна мрежа
4 – разпределителни топлопреносни мрежи
5 – четвърти отоплителни мрежи
6 – централни отоплителни точки
Схематична схема на отоплителни мрежи с индивидуални отоплителни точки
Фигурите показват схеми на радиални магистрални разпределителни и топлофикационни мрежи за 2 жилищни района при наличие на 2 източника на топлоснабдяване.
За всяка жилищна зона се осигурява топлоснабдяване от всеки източник на топлоснабдяване (чрез превключващи вентили на главните и разпределителните топлопреносни мрежи). Основните отоплителни мрежи и разпределителните отоплителни мрежи транспортират охлаждаща течност за всички видове потребление на топлина, т.е. в един тръбопровод има мрежова вода за отопление, вентилация, топла вода и евентуално дори за технологичните нужди на потребителите на топлина.
Основните отоплителни мрежи и разпределителните отоплителни мрежи се полагат, като правило, с 2 тръби; тримесечните и междуцеховите мрежи транспортират охлаждащата течност за всеки вид потребление на топлина поотделно, т.е. отоплителни мрежи се полагат отделно (така наречените отоплителни топлинни мрежи), мрежи за топла вода (мрежи за топла вода) се полагат отделно, а мрежите могат да се полагат и в промишлени предприятия за покриване на технологичния топлинен товар.
Тримесечните и междуцеховите отоплителни мрежи се полагат с 4 тръби или много тръби в присъствието на жилищни райони или в промишлени предприятия, индивидуални отоплителни точки, разликите между разпределителните и тримесечните отоплителни мрежи са практически изтрити, т.е. В този случай топлоразпределителните мрежи се полагат в самите жилищни райони или между цехове в промишлени предприятия.
Подготвената охлаждаща течност (пара с определено налягане или вода, загрята до определена температура) се подава през отоплителните мрежи до потребителите на топлина. Отоплителната мрежа се състои от топлопроводи, т.е. стоманени тръби, свързани чрез заваряване, топлоизолация, спирателна и регулираща арматура, помпени абонатни станции, автоматични регулатори, компенсатори на топлинно разширение, дренажни и вентилационни устройства, подвижни и неподвижни опори, сервизни камери и строителни конструкции.
Понастоящем отоплителните мрежи са предимно двутръбни, състоящи се от подаващи и връщащи топлопроводи за водни мрежи и паропровод с кондензат за парни мрежи.
Оформлението на отоплителната мрежа се определя от местоположението на източниците на топлина (CHP или районни котелни) по отношение на зоната на потребление на топлина, естеството на топлинния товар и вида на охлаждащата течност. Проектът на мрежата трябва да гарантира надеждност и рентабилност на работа; Дължината на мрежата трябва да бъде минимална, а конфигурацията трябва да бъде възможно най-проста.
Парата като охлаждаща течност се използва главно за технологични натоварвания на промишлени предприятия. Основното натоварване на парните мрежи обикновено се концентрира в сравнително малък брой възли, които са цеховете на промишлените предприятия. Следователно специфичната дължина на парните мрежи за единица проектно топлинно натоварване по правило е малка. Когато поради естеството на технологичния процес са допустими краткотрайни (до 24 часа) прекъсвания на подаването на пара, най-икономичното и в същото време доста надеждно решение е полагането на еднотръбен паропровод с тръбопровод за конденз.
Изборът на дизайн на мрежи за отопление на вода се счита за по-трудна задача, тъй като натоварването им обикновено е по-малко концентрирано. Мрежите за отопление на водата в съвременните градове обслужват голям брой потребители, често измервани в хиляди и дори десетки хиляди свързани сгради.
Мрежите за отопление на вода трябва да бъдат ясно разделени на главни и разпределителни линии.Главните линии обикновено включват топлопроводи, които свързват източниците на топлина с зоните на потребление на топлина, както и един с друг. Охлаждащата течност идва от главните линии към разпределителните мрежи и се доставя през разпределителните мрежи чрез групови топлинни абонатни станции или локални топлинни абонатни станции към топлинните инсталации на абонатите. Не трябва да се допуска пряко свързване на потребителите на топлинна енергия към главните мрежи, с изключение на случаите на свързване на големи промишлени предприятия.
Разграничете радиални и пръстеновидниотоплителна мрежа. Най-често се използват радиални мрежи, които се характеризират с постепенно намаляване на диаметъра при отдалечаване от източника на топлоснабдяване и намаляване на топлинния товар (фиг. 26). Такива мрежи са лесни за работа и изискват най-ниски капиталови разходи.
Недостатъкът на радиалните мрежи е липсата на излишък. При катастрофа на една от магистралите, например на пункт Амагистрали аз, спира подаването на топлинна енергия към всички консуматори, намиращи се след точката Апо протежение на потока на охлаждащата течност. При авария в началото на магистралата се спира топлоснабдяването на всички консуматори; свързан с тази магистрала. За да се запази подаването на топлина към потребителите, могат да се осигурят джъмпери между главните мрежи. Джъмперите се полагат с по-голям диаметър;
При доставка на топлина за големи градове от няколко топлоелектрически централи е препоръчително да се предвиди взаимно блокиране на топлоелектрическите централи чрез свързване на техните мрежи с блокировъчни връзки. В този случай може да се създаде комбинирана пръстеновидна топлинна мрежа с няколко източника на енергия. Диаграмата на такава мрежа е показана на фиг. 27. В някои случаи топлинните мрежи на топлоелектрически централи и големи районни или промишлени котелни могат да бъдат комбинирани в една и съща система.
Мрежите за звънене значително увеличават цената на мрежите, но увеличават надеждността на топлоснабдяването. Звъненето на промишлени отоплителни мрежи понякога е задължително при доставяне на топлина на потребители, които не позволяват прекъсвания на подаването на охлаждащата течност, обикновено за технологични нужди. В този случай звъненето може да бъде заменено с дублиране, т.е. паралелно полагане на два паропровода или топлопровода. Вторият паропровод или топлопровод в този случай е в „горещ резерв“. С подходяща обосновка промишлените предприятия осигуряват резервен капацитет на отоплителните мрежи за последващо разширяване на предприятието или отделни цехове.
Интегрирането на главните отоплителни мрежи от няколко източника на топлина, заедно с резервирането на топлоснабдяването, позволява да се намали общият резерв на котела в топлоелектрическа централа и да се увеличи степента на използване на най-икономичното оборудване в системата поради оптимално разпределение на натоварването между източници на топлина.
Като се има предвид зависимостта от броя на потребителите, техните нужди от топлинна енергия, както и изискванията за качество и непрекъснато снабдяване с топлина за определени категории абонати, отоплителните мрежи се правят радиални (задънени) или пръстеновидни.
Веригата без изход (снимка) е най-често срещаната. Използва се при осигуряване на топлинна енергия на град, квартал или село от един източник - топлоцентрала или котелна централа. Тъй като основната линия се отдалечава от източника, диаметрите на топлинните тръби 1 намаляват, дизайнът, съставът на конструкциите и оборудването на отоплителните мрежи се опростяват в съответствие с намаляването на топлинния товар. Тази схема се характеризира с това, че при повреда на основната линия, абонатите, присъединени към топлопреносната мрежа след мястото на аварията, не получават топлинна енергия.
За да се увеличи надеждността на осигуряване на потребители 2 с топлинна енергия, между съседни линии са монтирани джъмпери 3, които позволяват превключване на подаването на топлинна енергия в случай на повреда на която и да е линия. Съгласно стандартите за проектиране на отоплителни мрежи, инсталирането на джъмпери е задължително, ако мощността на мрежата е 350 MW или повече. В този случай диаметърът на линиите обикновено е 700 mm или повече. Наличието на джъмпери частично елиминира основния недостатък на тази схема и създава възможност за непрекъснато топлоснабдяване на потребителите. При аварийни условия се допуска частично намаляване на подаването на топлинна енергия. Например, съгласно стандартите за проектиране, джъмперите са проектирани да осигурят 70% от общото топлинно натоварване (максимална почасова консумация за отопление и вентилация и средна почасова консумация за захранване с топла вода).
В развиващите се райони на града се осигуряват резервни джъмпери между съседни магистрали, независимо от топлинната мощност, но въз основа на приоритета на развитие. Осигурени са и джъмпери между магистрали в задънени вериги при подаване на топлина към зона от няколко източника на топлина (CHP, районни и блокови котелни 4), което повишава надеждността на топлоснабдяването. В същото време през лятото, когато една или две котелни работят в нормален режим, няколко котелни, работещи при минимално натоварване, могат да бъдат изключени. В същото време, наред с повишаване на ефективността на котелните, се създават условия за навременни превантивни и основни ремонти на отделни участъци от отоплителната мрежа и самите котелни. На големи клонове (вижте фигурата) са предвидени секционни камери 5. За предприятия, които не позволяват прекъсвания в подаването на топлинна енергия, са предвидени вериги на топлинната мрежа с двупосочно захранване, местни резервни източници или кръгови вериги.
Пръстенова верига(Фигура) се предоставя в големите градове. Инсталирането на такива отоплителни мрежи изисква големи капиталови инвестиции в сравнение с тези в задънена улица. Предимството на пръстеновидната верига е наличието на няколко източника, което повишава надеждността на топлоснабдяването и изисква по-малко обща резервна мощност на котелното оборудване. С увеличаването на цената на пръстеновата магистрала капиталовите разходи за изграждане на източници на топлинна енергия намаляват. Околовръстна магистрала 1 е свързана към три топлоелектрически централи, потребители 2 са свързани към пръстеновата магистрала чрез задънена верига през централни отоплителни точки 6. На големите клонове са предвидени секционни камери 5 Промишлени предприятия 7 също са свързани по безизходна верига.
Според конструкцията на топлоизолацията, безканалното полагане на топлопроводи се разделя на запълване, сглобяеми, сглобяеми и монолитни. Основният недостатък на безканалната инсталация е повишеното слягане и външната корозия на топлинните тръби, както и увеличените топлинни загуби в случай на нарушаване на хидроизолацията на топлоизолационния слой. До голяма степен недостатъците на безканалните инсталации на отоплителните мрежи се елиминират чрез използване на топло- и хидроизолация на основата на полимербетонни смеси.
Топлинните тръби в каналите се полагат върху подвижни или неподвижни опори. Подвижните опори служат за пренасяне на собственото тегло на топлинните тръби към носещите конструкции. В същото време те осигуряват движението на тръбите, което се получава в резултат на промени в тяхната дължина, когато тяхната дължина се променя при промяна на температурата на охлаждащата течност. Подвижните опори могат да бъдат плъзгащи се или ролкови.
Плъзгащите се опори се използват в случаите, когато основата за опорите трябва да бъде достатъчно здрава, за да издържи големи хоризонтални натоварвания. В противен случай се монтират ролкови лагери, които създават по-малки хоризонтални натоварвания. Поради тази причина при полагане на тръбопроводи с голям диаметър в тунели, върху рамки или мачти трябва да се монтират ролкови лагери.
Фиксираните опори служат за разпределяне на топлинното разширение на топлинната тръба между компенсаторите и осигуряване на еднаква работа на последните. В камерите на подземните канали и при надземни инсталации се изработват неподвижни опори под формата на метални конструкции, заварени или закрепени с болтове към тръби. Тези конструкции са вградени в основи, стени и тавани на канали.
За да се абсорбират температурни удължения и да се облекчат топлинните тръби от температурни напрежения, в отоплителните мрежи се монтират радиални (гъвкави и вълнообразни панти) и аксиални (жлеза и лещи) компенсатори.
Гъвкавите U- и S-образни компенсатори се изработват от тръби и колена (огънати, стръмно извити и заварени) за топлопроводи с диаметър от 500 до 1000 mm. Такива компенсатори се монтират в непроходими канали, когато е невъзможно да се проверят инсталираните топлопроводи, както и в сгради с безканална инсталация. Допустимият радиус на огъване на тръбите при производството на компенсатори е 3,5...4,5 пъти външния диаметър на тръбата.
За да се увеличи компенсационният капацитет на огънатите разширителни фуги и да се намалят компенсационните напрежения, те обикновено се разтягат предварително. За да направите това, компенсаторът в студено състояние се разтяга в основата на контура, така че когато се подава гореща охлаждаща течност и съответното удължаване на топлинната тръба, рамената на компенсатора са в положение, при което напреженията ще бъдат минимални .
Компенсаторите на салниковата кутия са малки по размер и имат голяма компенсираща способност, за да осигурят малко съпротивление на протичащия флуид. Произвеждат се едностранни и двустранни за тръби с диаметър от 100 до 1000 mm. Компенсаторите на салника се състоят от корпус с фланец на разширената предна част. В тялото на компенсатора се вкарва подвижно стъкло с фланец за монтиране на компенсатора върху тръбопровода. За да се предотврати изтичането на охлаждаща течност от компенсатора на салниковата кутия между пръстените, уплътнението на салниковата кутия се поставя в пролуката между тялото и стъклото. Салниковата кутия се притиска във фланцовата обшивка с помощта на шпилки, завинтени в тялото на компенсатора. Компенсаторите са прикрепени към неподвижни опори.
Камерата за монтиране на вентили на отоплителни мрежи е показана на фигурата. При подземно полагане на отоплителни системи се монтират 3 правоъгълни подземни камери за обслужване на спирателни кранове. В камерите са положени клонове 1 и 2 на мрежата към потребителите. Топла вода се подава към сградата чрез топлопровод, положен от дясната страна на канала. Топлинните тръби за захранване 7 и връщане 6 са монтирани върху опори 5 и са покрити с изолация. Стените на камерите са изградени от тухли, блокове или панели, сглобяемите тавани са от стоманобетон под формата на оребрени или плоски плочи, дъното на камерата е от бетон. Входът в килиите е през чугунени люкове. Важно е да се отбележи, че за спускане в камерата под люковете в стената се запечатват скоби или се монтират метални стълби. Височината на камерата трябва да бъде най-малко 1800 mm. Ширината се избира така, че разстоянието между стените и тръбите да е най-малко 500 m.
Въпроси за самоконтрол:
1. Как се наричат топлинните мрежи?
2. Как се класифицират отоплителните мрежи?
3. Какви са предимствата и недостатъците на пръстеновидните и пън мрежите?
4. Какво се нарича топлинна тръба?
5. Назовете методите за полагане на отоплителни мрежи.
6. Посочете предназначението и видовете изолация на топлопроводите.
7. Назовете тръбите, от които са монтирани отоплителни мрежи.
8. Посочете предназначението на компенсаторите.
Търговски риск (риск от намаляване на обема на услугата)се минимизира чрез правилен избор на маркетингова стратегия и промоции, непрекъснат мониторинг на нуждите на клиентите и прилагане на гъвкава асортиментна политика. Трябва да се отбележи, че при финансово-икономическата оценка на проекта беше направена предпазлива оценка на обема на услугите.
Риск за рентабилност (непостигане на планираното ниво на рентабилност на проекта)минимизирани поради гъвкава тарифна политика, избор на цени за услуги на средно пазарно ниво и контрол на разходите.
Политически рисковедо известна степен могат да бъдат ограничени чрез контакти с градските власти и правна подкрепа на проекта по време на неговото изпълнение.
ХИДРАВЛИЧНО ИЗЧИСЛЕНИЕ
ЗАДАЧИ ЗА ХИДРАВЛИЧНО ИЗЧИСЛЯВАНЕ
Хидравлични изчислителни задачи:
1) определяне на диаметрите на тръбопровода;
2) определяне на спад на налягането (налягане);
3) определяне на налягания (налягания) в различни точки на мрежата;
4) свързване на всички точки на системата в статични и динамични режими за осигуряване на допустими налягания и необходими налягания в мрежата и абонатните системи.
В някои случаи задачата може също да бъде определяне на пропускателната способност на тръбопроводи с известен диаметър и дадена загуба на налягане.
Резултатите от хидравличните изчисления се използват за:
1) определяне на капиталовите инвестиции, потреблението на метал (тръби) и основния обем работа по изграждането на отоплителна мрежа;
2) установяване на характеристиките на циркулационните и допълващите помпи, броя на помпите и тяхното разположение;
3) изясняване на условията на работа на топлоизточниците, отоплителната мрежа и абонатните системи и избор на схеми за присъединяване на топлинни инсталации към отоплителната мрежа;
5) разработване на режими на работа на системи за топлоснабдяване.
Изходните данни за извършване на хидравлично изчисление трябва да бъдат проектът и профилът на отоплителната мрежа, местоположението на източниците на топлина и потребителите и проектните натоварвания.
СХЕМИ И КОНФИГУРАЦИИ НА ОТОПЛИТЕЛНИ МРЕЖИ
Отоплителната мрежа е свързващата и транспортна връзка на системата за топлоснабдяване.
Тя трябва да притежава следните качества:
1. надеждност; те трябва да поддържат способността непрекъснато да доставят охлаждаща течност на потребителя в необходимото количество през цялата година, с изключение на кратка почивка за превантивна поддръжка през лятото;
2. управляемост – т.е. осигуряват необходимия режим на работа, възможността за съвместна работа на източниците на топлоснабдяване и взаимно резервиране на мрежите.
Необходимият режим на работа е бързото и точно разпределение на охлаждащата течност към нагревателните точки при нормални условия, в критични ситуации, както и когато източниците на топлина работят заедно, за да спестят гориво.
Диаграмата на отоплителната мрежа се определя:
Разположение на източници на топлина (CHP или котелни) по отношение на зоната на потребление на топлина;
Характерът на топлинното натоварване на потребителите в района;
Тип охлаждаща течност.
Основните принципи, които трябва да се спазват при избора на схема на отоплителна мрежа, са надеждността и ефективността на топлоснабдяването. Когато избирате конфигурацията на отоплителните мрежи, трябва да се стремите да получите най-простите решения и най-късата дължина на топлинните тръби.
Повишаването на надеждността на мрежата се извършва чрез следните методи:
Повишаване надеждността на отделните елементи, включени в системата;
Използване на "щадящ" режим на работа на системата като цяло или най-повредените й елементи чрез поддържане на температурата на водата в захранващите линии от 100 ° C и повече, а във връщащите линии от 50 ° C и по-ниски;
Резервациите, т.е. въвеждането на допълнителни елементи в системата, които могат напълно или частично да заменят повредените елементи.
Според степента на надеждност всички потребители се разделят на две категории:
I – лечебни заведения с болници, промишлени предприятия с постоянен разход на топлина за технологични нужди, групи градски потребители с топлинна мощност 30 MW. Прекъсване на топлоснабдяването е разрешено само за периода на превключване, т.е. не повече от 2 часа;
II – всички останали потребители.
Парата като охлаждаща течност се използва главно за технологични натоварвания на промишлени предприятия. Основното натоварване на парните мрежи обикновено се концентрира в сравнително малък брой възли, които са цеховете на промишлените предприятия. Следователно специфичната дължина на парните мрежи за единица проектно топлинно натоварване е малка. Когато поради естеството на технологичния процес са допустими краткотрайни (до 24 часа) прекъсвания на подаването на пара, най-икономичното и в същото време доста надеждно решение е полагането на еднотръбен паропровод с тръбопровод за конденз.
Трябва да се има предвид, че дублирането на мрежите води до значително увеличаване на тяхната цена и потреблението на материали, предимно стоманени тръбопроводи. При полагане, вместо един тръбопровод, проектиран за 100% натоварване, два успоредни, предназначени за 50% натоварване, повърхността на тръбопроводите се увеличава с 56%. Съответно потреблението на метал и първоначалната цена на мрежата се увеличават.
По-трудна задача е изборът на схема за водна отоплителна мрежа, т.к тяхното натоварване е по-слабо концентрирано.
Водните мрежи са по-малко издръжливи от парните поради:
По-голяма чувствителност към външна корозия на стоманени тръбопроводи на подземни водопроводни мрежи в сравнение с тръбопроводите за пара;
Чувствителност към аварии поради по-високата плътност на охлаждащата течност (особено в големи системи с зависимо свързване на отоплителните инсталации към отоплителната мрежа).
При избора на схема за водни отоплителни мрежи се обръща специално внимание на въпросите за надеждността и излишъка на системите за топлоснабдяване.
Мрежите за отопление на водата са разделени на основенИ разпространение.
Главните линии обикновено включват топлопроводи, които свързват източниците на топлина с зоните на потребление на топлина, както и един с друг.
Режимът на работа на главните отоплителни мрежи трябва да осигури най-голяма ефективност при производството и преноса на топлина поради съвместната работа на топлоелектрически централи и котелни.
Режимът на работа на разпределителните мрежи трябва да осигурява най-големи икономии на топлина при използването му чрез регулиране на параметрите и потока на охлаждащата течност в съответствие с необходимия режим на потребление, опростяване на разположението на отоплителните точки, намаляване на проектното налягане за тяхното оборудване и намаляване на броя на регулатори на топлоснабдяване за отопление.
Охлаждащата течност идва от главните мрежи към разпределителните мрежи и се подава през разпределителните мрежи чрез групови отоплителни пунктове или локални отоплителни пунктове към инсталациите за потребление на топлина на абонатите. Директното свързване на потребителите на топлина към главните мрежи е разрешено само при свързване на големи промишлени предприятия.
Основните отоплителни мрежи са разделени на участъци с дължина 1-3 km с помощта на вентили. Когато тръбопроводът се отвори (скъса), мястото на повредата или аварията се локализира чрез секционни кранове. Благодарение на това се намаляват загубите на мрежова вода и се намалява продължителността на ремонта поради намаляване на времето, необходимо за източване на водата от тръбопровода преди ремонт и за запълване на участъка от тръбопровода с мрежова вода след ремонт.
Разстоянието между секционните вентили се избира при условие, че времето, необходимо за ремонт, е по-малко от времето, през което вътрешната температура в отопляемите помещения, когато отоплението е напълно изключено при проектната външна температура за отопление, не спада под минималната гранична стойност, която обикновено се приема за 12-14 °C в съответствие с договора за топлоснабдяване. Времето, необходимо за извършване на ремонт, се увеличава с диаметъра на тръбопровода, както и разстоянието между секционните кранове.
Фиг. 1. Принципна схема на двутръбна отоплителна мрежа с две главни магистрали: 1 – ТЕЦ колектор; 2 – опорна мрежа; 3 – разпределителна мрежа; 4 – секционна камера; 5 – секционна клапа; 6 – помпа; 7 – блокираща връзка.
Разстоянието между секционните вентили трябва да бъде по-малко при по-големи диаметри на тръбопровода и при по-ниски проектни външни температури за отопление.
Условието за ремонт на топлопровод с голям диаметър през периода на допустимо понижение на вътрешната температура в отопляеми сгради е трудно изпълнимо, тъй като времето за ремонт се увеличава значително с увеличаване на диаметъра.
В този случай е необходимо да се осигури системно резервиране на топлоснабдяването в случай на повреда на участък от топлопреносната мрежа, ако горното условие относно времето за ремонт не е изпълнено. Един от методите за резервиране е блокиране на съседни магистрали.
Секционните вентили се поставят в точките на свързване на разпределителните мрежи към главните отоплителни мрежи.
В тези възлови камери, в допълнение към секционните вентили, има и главни клапани на разпределителните мрежи, клапани на блокиращи линии между съседни мрежи или между главни и резервни източници на топлоснабдяване, например районни котелни.
Няма нужда да се разделят тръбопроводите за пара, тъй като масата на парата, необходима за запълване на дълги тръбопроводи за пара, е малка. Секционните вентили трябва да бъдат оборудвани с електрическо или хидравлично задвижване и да имат телемеханична връзка с централния контролен център. Разпределителните мрежи трябва да бъдат свързани към главния тръбопровод от двете страни на секционните кранове, за да може да се осигури непрекъснато топлоснабдяване на абонатите в случай на аварии във всеки секционен участък от главния тръбопровод.
Блокиращите връзки между магистралите могат да бъдат направени с помощта на единични тръби.
В сгради от специална категория, които не позволяват прекъсвания на топлоснабдяването, трябва да се осигури възможност за резервно топлоснабдяване от газови или електрически нагреватели или от локални котелни централи в случай на аварийно прекъсване на централизираното отопление.
Съгласно SNiP 2.04.07-86 е разрешено да се намали подаването на топлина при аварийни условия до 70% от общата проектна консумация (максимално почасово за отопление и вентилация и средно почасово за захранване с топла вода). За предприятия, в които не се допускат прекъсвания на топлоснабдяването, трябва да се осигурят дублирани или пръстеновидни вериги на отоплителните мрежи. Прогнозната аварийна консумация на топлина трябва да се вземе в съответствие с режима на работа на предприятията.
Радиусът на топлопреносната мрежа (фиг. 1) е 15 км. До зоната на крайно потребление на топлинна енергия мрежовата вода се пренася по два двутръбни транзитни водопровода с дължина 10 км. Диаметърът на линиите на изхода от ТЕЦ е 1200 мм. Тъй като водата се разпределя в свързаните клонове, диаметрите на главните линии намаляват. В крайната зона на потребление на топлина мрежовата вода се въвежда през четири магистрали с диаметър 700 mm и след това се разпределя през осем магистрали с диаметър 500 mm. Блокиращите връзки между главните линии, както и резервните помпени подстанции се монтират само на линии с диаметър 800 mm или повече.
Това решение е приемливо в случай, че при приетото разстояние между секционните вентили (2 km на диаграмата) времето, необходимо за ремонт на тръбопровод с диаметър 700 mm, е по-малко от времето, през което вътрешната температура на отопляемите сгради при изключено отопление при външна температура 1 ще намалее от 18 до 12 °C (не по-ниско).
Блокиращите връзки и секциониращите вентили са разпределени по такъв начин, че в случай на авария на който и да е участък от главния тръбопровод с диаметър 800 mm или повече, да се осигури топлоснабдяване на всички абонати, свързани към топлопреносната мрежа. Топлоснабдяването на абонатите се прекъсва само при аварии на линии с диаметър до 700 mm.
В този случай се спира топлоснабдяването на абонатите, намиращи се зад мястото на аварията (по протежение на топлинния поток).
При доставка на топлина за големи градове от няколко топлоелектрически централи е препоръчително да се предвиди взаимно блокиране на топлоелектрическите централи чрез свързване на техните мрежи с блокировъчни връзки. В този случай може да се създаде комбинирана пръстеновидна топлинна мрежа с няколко източника на енергия (фиг. 2). В някои случаи топлинните мрежи на топлоелектрически централи и големи районни или промишлени котелни могат да бъдат комбинирани в една и съща система.
Интегрирането на главните отоплителни мрежи от няколко източника на топлина, заедно с резервирането на топлоснабдяването, позволява да се намали общият резерв на котела в топлоелектрическа централа и да се увеличи степента на използване на най-икономичното оборудване в системата поради оптимално разпределение на натоварването между източници на топлина.
Блокиращите връзки между тръбопроводите с голям диаметър трябва да имат достатъчен капацитет, за да осигурят предаването на излишни водни потоци. При необходимост се изграждат помпени абонатни станции за увеличаване на капацитета на блокиращите връзки.
Независимо от блокиращите връзки между главните мрежи, препоръчително е в градовете с развито натоварване на топла вода да се осигурят джъмпери със сравнително малък диаметър между съседни топлоразпределителни мрежи, за да се запази натоварването на топла вода.
Когато диаметрите на тръбопроводите, излизащи от източника на топлина, са 700 mm или по-малко, обикновено се използва радиална (радиална) диаграма на отоплителна мрежа с постепенно намаляване на диаметъра с увеличаване на разстоянието от станцията и намаляване на свързания топлинен товар (фиг. 3). Такава мрежа е най-евтината по отношение на първоначалните разходи, изисква най-малко потребление на метал за изграждане и е лесна за работа. Но при авария по главната линия на радиалната мрежа се спира топлоснабдяването на абонатите, присъединени към мястото на аварията. Например при авария в т. „а” на радиална магистрала 1 се прекъсва електрозахранването на всички консуматори, намиращи се по трасето от ТЕЦ след т. а. При възникване на авария на магистралата в близост до станцията се спира топлоснабдяването на всички консуматори, присъединени към магистралата. Това решение е приемливо, ако времето за ремонт на тръбопроводи с диаметър най-малко 700 mm отговаря на горното условие.
За по-надеждно топлоснабдяване отоплителните мрежи трябва да се изграждат на блоков принцип. Блокът трябва да бъде разпределителна мрежа с обхват 500-800 м. Всеки блок трябва да осигурява топлоснабдяване на жилищен квартал от около 10 хил. апартамента или топлинна мощност 30-50 MW. Устройството трябва да бъде директно свързано към колектора на източника или да има двупосочно топлинно захранване от топлинна мрежа.
На топлинната карта на района условно са очертани местата на ГТП;
След поставяне на ГТП се очертават възможни трасета на магистрали и джъмпери между тях;
Предвидено е разположението на разпределителните мрежи.
Разпределителните мрежи се проектират като глухи мрежи;
В сутерените на сградите е разрешено да се полагат разпределителни мрежи
Топлинната енергия под формата на гореща вода или пара се транспортира от източника на топлина (CHP или голяма котелна централа) до потребителите на топлина чрез специални тръбопроводи, т.нар. отоплителни мрежи.
Топлинна мрежа- един от най-трудоемките елементи на централизираните отоплителни системи. Представлява топлопроводи - сложни конструкции, състоящи се от стоманени тръби, свързани чрез заваряване, топлоизолация, компенсатори на термично разширение, спирателни и регулиращи вентили, строителни конструкции, подвижни и неподвижни опори, камери, дренажни и въздушни устройства.
Въз основа на броя на топлопроводите, положени паралелно, топлинните мрежи могат да бъдат еднотръбни, двутръбни и многотръбни.
Еднотръбни мрежинай-икономичен и прост. В тях мрежовата вода след отоплителни и вентилационни системи трябва да се използва изцяло за захранване с топла вода. Еднотръбни отоплителни мрежиса прогресивни по отношение на значително ускоряване на темповете на изграждане на топлофикационни мрежи. IN тритръбни мрежидве тръби се използват като захранващи тръби за подаване на охлаждаща течност с различни топлинни потенциали, а третата тръба се използва като обща връщаща тръба. IN четиритръбни мрежиедната двойка топлинни тръби обслужва системите за отопление и вентилация, а другата - системата за захранване с топла вода и технологични нужди.
В момента най-разпространената двутръбни отоплителни мрежи, състоящ се от подаващи и връщащи топлопроводи за водопроводни мрежи и паропровод с кондензатопровод за парни мрежи. Поради високия капацитет за съхранение на вода, който позволява топлоснабдяване на дълги разстояния, както и по-голяма ефективност и възможност за централно регулиране на топлоснабдяването на потребителите, водопроводните мрежи са по-широко използвани от парните мрежи.
Мрежи за отопление на водатаСпоред метода на подготовка на вода за топла вода те се разделят на затворен и отворен. IN затворени мрежиЗа топла вода се използва чешмяна вода, загрята от мрежова вода в бойлери. В този случай мрежовата вода се връща в топлоелектрическата централа или в котелната централа. В отворените мрежи водата за топла вода се събира от потребителите директно от отоплителната мрежа и след използване не се връща в мрежата.
Отоплителните мрежи са разделени на основен, положени в основните направления на населените места, разпространение- вътре в блок, микрорайон и разклонения към самостоятелни сгради.
Радиални мрежи(Фиг. 1а) са изградени с постепенно намаляване на диаметрите на топлинните тръби в посока от източника на топлина. Такива мрежи са най-простите и най-икономичните по отношение на първоначалните разходи. Основният им недостатък е липсата на излишък. За да се избегнат прекъсвания на топлоснабдяването (при авария на главната радиална мрежа се спира топлоснабдяването на консуматорите, включени в аварийната зона), трябва да се осигури резервиране на топлоснабдяването на консуматорите чрез монтиране на джъмпери между отоплителните мрежи на съседните райони и съвместната работа на източниците на топлина (ако има няколко от тях). Обхватът на водопроводните мрежи в много градове достига значителна стойност (15–20 км).
Ориз. 1. Схеми на топлинната мрежа: задънена улица(А) и пръстен (b)
1- радиален главен топлопровод; 2 - консуматори на топлина; 3 - джъмпери; 4 - районни (квартални) котелни; 5 - секционни камери; 6 - околовръстна магистрала; 7 - централни отоплителни точки; 8 - промишлени предприятия
Чрез инсталиране на джъмпери отоплителната мрежа се превръща в радиално-пръстенова мрежа и се получава частичен преход към пръстеновидни мрежи. За предприятия, където не се допускат прекъсвания на топлоснабдяването, за отоплителните мрежи са предвидени дублиращи или пръстеновидни вериги (с двупосочно топлоснабдяване). Въпреки че звънещите мрежи значително увеличават тяхната цена, в големите системи за топлоснабдяване надеждността на топлоснабдяването се повишава значително, създава се възможност за резервиране и се подобрява качеството на гражданската защита.
Steam мрежиУстроени са предимно с две тръби. Кондензатът се връща през отделна тръба - кондензатопровод. Парата от топлоелектрическа централа се движи през паропровод със скорост 40–60 m/s или повече до точката на потребление. В случаите, когато парата се използва в топлообменници, нейният кондензат се събира в кондензни резервоари, откъдето чрез помпи по кондензатопровод се връща в топлоелектрическата централа.
Ориз. 2. Полагане на топлинни тръби на мачти
Ориз. 3. Проходен канал от сглобяеми стоманобетонни блокове
Посоката на трасето на отоплителните мрежи в градовете и други населени места трябва да се предвиди в райони с най-голямо топлинно натоварване, като се вземат предвид съществуващите подземни и надземни структури, данни за състава на почвите и нивото на подземните води, в техническите ивици, предназначени за инженерни мрежи, успоредни на червените линии на улици, пътища, извън пътното платно и зелени площи. Трябва да се стремите към най-късата дължина на маршрута и следователно по-малко работа по полагането.
Ориз. 4. Безпроходни канали на марките KL (a), KLp (b) и KLS (c)
Въз основа на метода на монтаж отоплителните мрежи се разделят на подземни и надземни (въздушни). Надземно полагане на тръби (на свободно стоящи мачти или естакади, на скоби, вградени в стените на сграда) се използва в териториите на промишлени предприятия, при изграждане на отоплителни мрежи извън града, при пресичане на дерета и др. Надземно полагане на отопление мрежи се препоръчва главно при високо състояние на подпочвените води. Преобладаващият метод за полагане на тръбопроводи за отоплителни мрежи е подземна инсталация: в проходни канали и колектори заедно с други комуникации; в полупроходни и непроходими канали; без канали (в защитни черупки с различни форми и с топлоизолация за запълване).
Най-модерният, но и по-скъп метод е полагането на топлинни тръби в проходни канали, които се използват, когато има няколко топлинни тръби с големи диаметри. Когато температурата на въздуха в каналите е над 50 °C, се осигурява естествена или механична вентилация.
Изпускателните шахти на трасето се поставят приблизително на всеки 100 m. Захранващите шахти са разположени между изпускателните шахти и, ако е възможно, комбинирани с аварийни люкове. В участъци от отоплителни мрежи с голям брой тръбопроводи и високи температури на охлаждащата течност се монтира механична вентилация. Когато температурата на въздуха в каналите е под 40 ° C, те периодично се проветряват чрез отваряне на люкове и входове. При ремонтни дейности може да се използва механична мобилна вентилационна инсталация. В големите градове се изграждат така наречените градски колектори, в които се полагат топлопроводи, водопроводи, електрически и телефонни кабели.
Полупроходни каналисе състои от Г-образни стенни блокове, стоманобетонни дъна и подове. Изградени са под проходи с интензивен трафик, под железопътни релси, на пресечки на сгради, където е трудно да се отворят топлопроводи за ремонт. Тяхната височина обикновено не надвишава 1600 mm, ширината на прохода между тръбите е 400–500 mm. В практиката на централното отопление, най-широко използваното непроходими канали.
Ориз. 5. Структурни елементи на отоплителни мрежи
a - камера за отоплителна мрежа; 1- компенсатори на салниковата кутия; 2 - манометри; 3 - фиксирана опора; 4 - канал; b - поставяне на ниши по трасето на топлопроводите: N - фиксирана опора; P - подвижна опора; c - поставяне на компенсатора в ниша: 1 - захранващ тръбопровод; 2 - обратен тръбопровод; 3 - стена; Ж - салников компенсатор; 1 - тръба; 2 - земна книга; 3 - уплътнение на кабела; 4 - пръстеновидно уплътнение; 6 - кадър; 6 - насрещна ос; 7 - предпазен пръстен; 8- болт: 9 - шайба; 10 - винт; д - фиксирана опора за щит; 1 - стоманобетонна плоча-щит; 2 - заварени ограничители; 3-канален; 4 - бетонова подготовка: 5 - тръбопроводи; 6 - дренажен отвор; д- ролкова подвижна опора: 1 - ролка; 2 - водачи; 3 - метална облицовка
Ориз. 6. Безканална инсталация на топлопроводи в монолитни корпуси от стоманобетон
1- стоманобетонна обвивка; 2 - пясъчна настилка; 3 - бетонна подготовка; 4 - почва
Разработени са три типа стандартни канали: канал марка KL, състоящ се от корита и стоманобетонни подови плочи; канал на марката KLp, състоящ се от долна плоча и корито; и канал на марката KLS, състоящ се от две корита, положени една върху друга и свързани с циментова замазка с I-образни греди. По трасето на подземния топлопровод са монтирани специални камери и кладенци за монтиране на арматура, измервателни уреди, сальникови компенсатори и др., както и ниши за U-образни компенсатори. Подземният топлопровод е положен върху плъзгащи се опори. Разстоянието между опорите се взема в зависимост от диаметъра на тръбите, а опорите на захранващите и връщащите тръбопроводи се монтират шахматно.
Отоплителните мрежи като цяло, особено основните, са сериозна и отговорна структура. Тяхната цена в сравнение с разходите за изграждане на ТЕЦ е значителна част.
Безканален метод за полагане на топлинни тръби- най-евтин. Използването му позволява да се намалят разходите за изграждане на отоплителни мрежи с 30–40%, значително да се намалят разходите за труд и потреблението на строителни материали. Блоковете за топлинни тръби се произвеждат във фабриката. Монтажът на топлопроводи по трасето включва само полагане на блоковете в изкоп с помощта на автокран и заваряване на фугите. Дълбочината на отоплителните мрежи от повърхността на земята или пътната настилка до върха на канала или колекторната плоча се взема, m: с пътна настилка - 0,5, без пътна настилка - 0,7, до върха на безканалната обвивка за полагане - 0,7, до горната част на камерната плоча - 0,3.
В момента над 80% от топлофикационните мрежи са положени в непроходни канали, около 10% са надземни, 4% са в проходни канали и тунели и около 6% са безканални. Средният експлоатационен живот на подземните отоплителни тръбопроводи е половината от стандарта и не надвишава средно 10–12 години, а безканалните с изолация на битумна основа са не повече от 6–8 години. Основната причина за повреда е външната корозия, която възниква поради липса или некачествено нанасяне на антикорозионни покрития, незадоволително качество или състояние на покривните слоеве, допускащи прекомерна влага в изолацията, както и поради наводняване на канали. поради структурни течове. Както у нас, така и в чужбина се извършва постоянно търсене, а през последните години особено интензивно, в посока повишаване на дълготрайността на топлопроводите, надеждността на тяхната работа и намаляване на разходите за тяхното изграждане.