Atsižvelgiant į vartotojų skaičiaus priklausomybę, jų šilumos energijos poreikius, taip pat į tam tikrų kategorijų abonentų šilumos kokybės ir nepertraukiamo tiekimo reikalavimus, šilumos tinklai daromi radialiniai (aklavietės) arba žiediniai.
Aklavietės grandinė (paveikslėlis) yra labiausiai paplitusi. Jis naudojamas tiekiant šilumos energiją miestui, mikrorajonui ar kaimui iš vieno šaltinio – kogeneracinės elektrinės arba katilinės. Magistralinei linijai tolstant nuo šaltinio, mažėja šilumos vamzdžių 1 skersmenys, supaprastėja šilumos tinklų konstrukcijų ir įrangos projektavimas, sudėtis, atsižvelgiant į šilumos apkrovos sumažėjimą. Ši schema pasižymi tuo, kad įvykus magistralinio tinklo gedimui, po avarijos vietos prie šilumos tinklų prisijungusiems abonentams šiluminė energija neteikiama.
Siekiant padidinti vartotojų 2 aprūpinimo šilumine energija patikimumą, tarp gretimų linijų įrengiami trumpikliai 3, kurie leidžia perjungti šilumos energijos tiekimą sugedus bet kuriai linijai. Pagal šilumos tinklų projektavimo standartus privaloma įrengti trumpiklius, jei elektros tinklo galia yra 350 MW ir didesnė. Šiuo atveju linijų skersmuo paprastai yra 700 mm ar daugiau. Džemperių buvimas iš dalies pašalina pagrindinį šios schemos trūkumą ir sukuria galimybę nepertraukiamai tiekti šilumą vartotojams. Avarinėmis sąlygomis leidžiama iš dalies sumažinti šilumos energijos tiekimą. Pavyzdžiui, pagal Projektavimo standartus džemperiai suprojektuoti taip, kad užtikrintų 70% visos šiluminės apkrovos (maksimalus valandinis suvartojimas šildymui ir vėdinimui bei vidutinės valandos sąnaudos karšto vandens tiekimui).
Besivystančiose miesto vietose tarp gretimų greitkelių yra numatyti pertekliniai džemperiai, neatsižvelgiant į šiluminę galią, tačiau atsižvelgiant į plėtros prioritetą. Tiekiant šilumą į teritoriją iš kelių šilumos šaltinių (CHP, rajoninės ir blokinės katilinės 4), aklavietėse tarp greitkelių taip pat numatyti trumpikliai, o tai padidina šilumos tiekimo patikimumą. Tuo pačiu vasarą, kai viena ar dvi katilinės dirba normaliu režimu, kelias katilines, veikiančias minimalia apkrova, galima išjungti. Kartu, didinant katilinių efektyvumą, sudaromos sąlygos laiku atlikti profilaktinį ir kapitalinį atskirų šilumos tinklų ruožų ir pačių katilinių remontą. Didelėse atšakose (žr. pav.) Įmonėms, kurios neleidžia nutraukti šilumos energijos tiekimo, yra numatytos šilumos tinklo grandinės su dvipusiu maitinimo šaltiniu, vietiniais atsarginiais šaltiniais arba žiedinėmis grandinėmis.
Žiedo grandinė(Paveikslas) teikiama dideliuose miestuose. Tokiems šilumos tinklams įrengti reikia didelių kapitalo investicijų, palyginti su aklavietėmis. Žiedinės grandinės pranašumas yra kelių šaltinių buvimas, todėl padidėja šilumos tiekimo patikimumas ir reikalinga mažesnė katilinės įrangos suminė rezervinė galia. Didėjant žiedinės magistralės kainai, mažėja kapitalo sąnaudos šiluminės energijos šaltinių statybai. Žiedinė magistralė 1 yra prijungta prie trijų šiluminių elektrinių, vartotojai 2 yra prijungti prie žiedinės magistralės per aklavietę per centrinius šildymo taškus 6. Didelėse atšakose pagal aklavietę taip pat yra prijungtos pramonės įmonės 7.
Pagal šilumos izoliacijos projektą beortakis šilumos vamzdynų klojimas skirstomas į užpildomus, surenkamus, surenkamus-lietus ir monolitinius. Pagrindinis įrengimo be ortakių trūkumas yra padidėjęs šilumos vamzdžių nusėdimas ir išorinė korozija, taip pat padidėję šilumos nuostoliai pažeidus šilumą izoliuojančio sluoksnio hidroizoliaciją. Šilumos tinklų beortakių įrengimų trūkumai didžiąja dalimi pašalinami naudojant termo ir hidroizoliaciją polimerbetonio mišinių pagrindu.
Šilumos vamzdžiai kanaluose klojami ant kilnojamų arba stacionarių atramų. Kilnojamos atramos skirtos šilumos vamzdžių svoriui perkelti į laikančiąsias konstrukcijas. Tuo pačiu metu jie užtikrina vamzdžių judėjimą, kuris atsiranda dėl jų ilgio pokyčių, kai keičiasi jų ilgis, kai keičiasi aušinimo skysčio temperatūra. Kilnojamos atramos gali būti stumdomos arba ritininės.
Slankiosios atramos naudojamos tais atvejais, kai atramų pagrindas turi būti pakankamai tvirtas, kad atlaikytų dideles horizontalias apkrovas. Priešingu atveju montuojami ritininiai guoliai, kurie sukuria mažesnes horizontalias apkrovas. Dėl šios priežasties, tiesiant didelio skersmens vamzdynus tuneliuose, ant rėmų ar stiebų, reikia įrengti ritininius guolius.
Stacionarios atramos padeda paskirstyti šilumos vamzdžio šiluminį plėtimąsi tarp kompensatorių ir užtikrinti vienodą pastarųjų veikimą. Požeminių kanalų kamerose ir antžeminėse instaliacijose stacionarios atramos gaminamos metalinių konstrukcijų pavidalu, suvirinamos arba prisukamos prie vamzdžių. Šios konstrukcijos yra įmontuotos į pamatus, sienas ir kanalų lubas.
Temperatūros pailgėjimui sugerti ir šilumos vamzdžius atleisti nuo temperatūros įtempių, šilumos tinkluose montuojami radialiniai (lankstūs ir banguoti šarnyriniai) ir ašiniai (riebokšliai ir lęšiai) kompensatoriai.
Lanksčios U ir S formos kompensacinės jungtys gaminamos iš vamzdžių ir vingių (lenktų, staigiai išlenktų ir suvirintų) šilumos vamzdynams, kurių skersmuo nuo 500 iki 1000 mm. Tokie kompensatoriai montuojami nepraeinamuose kanaluose, kai neįmanoma apžiūrėti įrengtų šilumos vamzdynų, taip pat pastatuose su beortakiais įrengimais. Gaminant kompensacines siūles leistinas vamzdžių lenkimo spindulys yra 3,5...4,5 karto didesnis už išorinį vamzdžio skersmenį.
Siekiant padidinti sulenktų kompensacinių siūlių kompensacinę galią ir sumažinti kompensuojamuosius įtempius, jos dažniausiai iš anksto ištempiamos. Norėdami tai padaryti, šaltoje būsenoje esantis kompensatorius ištempiamas prie kilpos pagrindo, kad tiekiant karštą aušinimo skystį ir atitinkamai pailginus šilumos vamzdį, kompensatoriaus pečiai būtų tokioje padėtyje, kurioje įtempiai bus minimalūs. .
Įkamšų kompensatoriai yra mažo dydžio ir turi didelę kompensavimo galimybę, kad būtų užtikrintas mažas pasipriešinimas tekančiam skysčiui. Jie gaminami vienpusiai ir dvipusiai vamzdžiams, kurių skersmuo nuo 100 iki 1000 mm. Sandarinimo dėžutės kompensacinės jungtys susideda iš korpuso su flanšu paplatintoje priekinėje dalyje. Į kompensatoriaus korpusą įkišamas kilnojamas stiklas su flanšu, skirtas kompensatoriui montuoti ant dujotiekio. Kad riebokšlio kompensatorius nepratekėtų aušinimo skystis tarp žiedų, į tarpą tarp korpuso ir stiklo įdedamas riebokšlio sandariklis. Sandarinimo dėžė įspaudžiama į flanšo įdėklą naudojant smeiges, įsuktas į kompensatoriaus korpusą. Kompensatoriai tvirtinami prie fiksuotų atramų.
Kamera vožtuvų montavimui ant šildymo tinklų parodyta paveikslėlyje. Klojant šildymo sistemas po žeme, įrengiamos 3 stačiakampės požeminės kameros uždaromiesiems vožtuvams aptarnauti. Kamerose nutiesti 1 ir 2 tinklo atšakos vartotojams. Karštas vanduo į pastatą tiekiamas šilumos vamzdžiu, nutiestu dešinėje kanalo pusėje. Tiekimo 7 ir grąžinimo 6 šilumos vamzdžiai sumontuoti ant atramų 5 ir padengti izoliacija. Kamerų sienos mūrytos iš plytų, blokelių ar plokščių, surenkamos lubos – iš gelžbetonio briaunuotų arba plokščių plokščių pavidalo, kameros dugnas – iš betono. Į ląsteles patenkama per ketaus liukus. Svarbu atkreipti dėmesį, kad norint nusileisti į kamerą po sienoje esančiais liukais, užsandarinami laikikliai arba įrengiamos metalinės kopėčios. Kameros aukštis turi būti ne mažesnis kaip 1800 mm. Plotis parenkamas taip, kad atstumas tarp sienų ir vamzdžių būtų ne mažesnis kaip 500 m.
Klausimai savikontrolei:
1. Kaip vadinami šilumos tinklai?
2. Kaip klasifikuojami šilumos tinklai?
3. Kokie yra žiedinių ir stuburo tinklų privalumai ir trūkumai?
4. Kas vadinama šilumos vamzdžiu?
5. Įvardykite šilumos tinklų klojimo būdus.
6. Įvardykite šilumos vamzdynų izoliacijos paskirtį ir tipus.
7. Įvardykite vamzdžius, iš kurių įrengiami šilumos tinklai.
8. Nurodykite kompensatorių paskirtį.
Bilietas Nr.1
1. Energijos šaltiniai, įskaitant šiluminę energiją, gali būti medžiagos, kurių energetinio potencialo pakanka vėliau jų energiją paversti kitomis rūšimis ir vėliau tikslingai naudoti. Medžiagų energetinis potencialas – tai parametras, leidžiantis įvertinti pagrindinę jų, kaip energijos šaltinių, naudojimo galimybę ir pagrįstumą, ir išreiškiamas energijos vienetais: džauliais (J) arba kilovatinėmis (šiluminėmis) valandomis [kW (terminė) -h] * Visi energijos šaltiniai sąlyginiai skirstomi į pirminius ir antrinius (1.1 pav.). Pirminiai energijos šaltiniai yra medžiagos, kurių energetinis potencialas yra natūralių procesų pasekmė ir nepriklauso nuo žmogaus veiklos. Pirminiai energijos šaltiniai yra: iškastinis kuras ir iki aukštos temperatūros įkaitintos daliosios medžiagos Žemės vidaus vandenyse (terminiuose vandenyse), Saulė, vėjas, upės, jūros, vandenynai ir kt. Antriniai energijos šaltiniai yra medžiagos, turinčios tam tikrą energijos potencialą ir yra šalutiniai žmogaus veiklos produktai; pavyzdžiui, panaudotos degios organinės medžiagos, komunalinės atliekos, karštos pramoninės gamybos aušinimo skysčio atliekos (dujos, vanduo, garai), šildomos ventiliacijos emisijos, žemės ūkio atliekos ir kt. Pirminiai energijos šaltiniai sutartinai skirstomi į neatsinaujinančius, atsinaujinančius ir neišsenkančius. Atsinaujinantys pirminiai energijos šaltiniai apima iškastinį kurą: anglį, naftą, dujas, skalūnus, durpes ir iškastines daliąsias medžiagas: uraną ir torią. Atsinaujinantys pirminiai energijos šaltiniai apima visus įmanomus energijos šaltinius, kurie yra nuolatinės Saulės veiklos ir natūralių Žemės paviršiuje vykstančių procesų produktai: vėjas, vandens ištekliai, vandenynas, augaliniai biologinio aktyvumo Žemėje produktai (mediena ir kitos augalinės medžiagos). , taip pat ir Saulė. Prie praktiškai neišsenkančių pirminės energijos šaltinių priskiriami Žemės terminiai vandenys ir medžiagos, galinčios būti termobranduolinės energijos šaltiniais. Pirminių energijos šaltinių ištekliai Žemėje įvertinami pagal kiekvieno šaltinio bendrąsias atsargas ir jo energetinį potencialą, t.y. gali būti išlaisvintas iš vieneto jo masės. Kuo didesnis medžiagos energetinis potencialas, tuo didesnis jos, kaip pirminio energijos šaltinio, naudojimo efektyvumas ir, kaip taisyklė, ji plačiau paplitusi energijos gamyboje. Pavyzdžiui, naftos energijos potencialas yra 40 000–43 000 MJ 1 tonai masės, o gamtinių ir susijusių dujų – nuo 47 210 iki 50 650 MJ 1 tonai masės, o tai kartu su palyginti mažomis gamybos sąnaudomis leido tai padaryti. spartus jų, kaip pirminių šiluminės energijos šaltinių, paplitimas 1960–1970 metais. Daugelio pirminės energijos šaltinių naudojimą iki šiol stabdė sudėtinga jų energijos pavertimo šilumine technologija (pavyzdžiui, skiliosios medžiagos). arba dėl santykinai mažo pirminio energijos šaltinio energetinio potencialo, dėl kurio reikia didelių sąnaudų norint gauti reikiamo potencialo šiluminę energiją (pavyzdžiui, naudojant saulės energiją, vėjo energiją ir pan.). Pramonės plėtra ir pasaulio šalių mokslinis bei gamybinis potencialas paskatino sukurti ir įgyvendinti procesus šiluminės energijos gamybai iš anksčiau neišvystytų pirminės energijos šaltinių, įskaitant branduolinių šilumos tiekimo stočių, saulės šilumos generatorių kūrimą. pastatams šildyti ir šilumos generatoriams, naudojantiems geoterminę energiją.
Scheminė šiluminės elektrinės schema
2. Šilumos punktas (ŠP) - atskiroje patalpoje esančių įrenginių rinkinys, susidedantis iš šiluminių elektrinių elementų, užtikrinančių šių elektrinių prijungimą prie šilumos tinklų, jų veikimą, šilumos vartojimo režimų valdymą, transformavimą, reguliavimą. aušinimo skysčio parametrai ir aušinimo skysčio pasiskirstymas pagal suvartojimo tipą Pagrindiniai TP tikslai:
Aušinimo skysčio tipo keitimas
Aušinimo skysčio parametrų stebėjimas ir reguliavimas
Aušinimo skysčio paskirstymas tarp šilumos vartojimo sistemų
Šilumos vartojimo sistemų išjungimas
Šilumos vartojimo sistemų apsauga nuo avarinio aušinimo skysčio parametrų padidėjimo
Aušinimo skysčio ir šilumos sąnaudų apskaita
TP schema, viena vertus, priklauso nuo šilumos punkto aptarnaujamų šiluminės energijos vartotojų charakteristikų, kita vertus, nuo šaltinio, tiekiančio TP šilumos energiją, charakteristikų. Be to, dažniausiai laikome TP su uždara karšto vandens tiekimo sistema ir nepriklausoma šildymo sistemos prijungimo grandine.
Šilumos punkto schema
Šilumos tiekimo vamzdynu į TP patekęs aušinimo skystis atiduoda savo šilumą karšto vandens tiekimo ir šildymo sistemų šildytuvuose, taip pat patenka į vartotojų vėdinimo sistemą, po to grąžinamas į šiluminio įvado grįžtamąjį vamzdyną ir grąžinamas atgal. magistralinius tinklus iki šilumos gamybos įmonės pakartotiniam naudojimui. Dalį aušinimo skysčio gali sunaudoti vartotojas. Katilinių ir šiluminių elektrinių pirminių šilumos tinklų nuostoliams papildyti yra įrengtos papildymo sistemos, kurių aušinimo skysčio šaltiniai yra šių įmonių vandens valymo sistemos.
Į TP patekęs vandentiekio vanduo praeina per šalto vandens siurblius, po to dalis šalto vandens siunčiama vartotojams, o kita dalis pašildoma pirmos pakopos KV šildytuve ir patenka į KV sistemos cirkuliacinę grandinę. Cirkuliaciniame kontūre vanduo karšto vandens tiekimo cirkuliacinių siurblių pagalba juda ratu iš šilumos punkto į vartotojus ir atgal, o vartotojai pagal poreikį ima vandenį iš kontūro. Vanduo, cirkuliuodamas kontūre, palaipsniui išleidžia savo šilumą ir, siekiant palaikyti tam tikrą vandens temperatūrą, nuolat šildomas antrosios pakopos karšto vandens šildytuve.
Šildymo sistema taip pat yra uždara kilpa, per kurią aušinimo skystis šildymo cirkuliacinių siurblių pagalba juda iš šilumos punktų į pastato šildymo sistemą ir atgal. Eksploatacijos metu iš šildymo sistemos kontūro gali nutekėti aušinimo skysčio. Norint kompensuoti nuostolius, naudojama šilumos punkto papildymo sistema, naudojanti pirminius šilumos tinklus kaip aušinimo skysčio šaltinį.
Bilietas Nr.3
Vartotojų prijungimo prie šilumos tinklų schemos. ITP schema
Yra priklausomos ir nepriklausomos šildymo sistemų prijungimo schemos:
Nepriklausomo (uždaro) pajungimo schema - šilumos vartojimo sistemos prijungimo prie šilumos tinklų schema, kurioje iš šilumos tinklų ateinantis aušinimo skystis (perkaitintas vanduo) praeina per vartotojo šilumos punkte įrengtą šilumokaitį, kuriame šildo antrinę. aušinimo skystis, kuris vėliau naudojamas šilumos vartojimo sistemoje
Priklausomo (atviro) prijungimo schema - šilumos vartojimo sistemos prijungimo prie šilumos tinklo schema, kurioje aušinimo skystis (vanduo) iš šilumos tinklų patenka tiesiai į šilumos vartojimo sistemą.
Individualus šilumos punktas (ITP). Naudojamas vienam vartotojui (pastatui ar jo daliai) aptarnauti. Paprastai jis yra pastato rūsyje arba techninėje patalpoje, tačiau dėl aptarnaujamo pastato ypatybių gali būti dedamas į atskirą konstrukciją.
2. MHD generatoriaus veikimo principas. TPP schema su MHD.
Magnetohidrodinaminis generatorius, MHD generatorius – tai jėgainė, kurioje magnetiniame lauke judančio darbinio skysčio (skysčio arba dujinės elektrai laidžios terpės) energija tiesiogiai paverčiama elektros energija.
Kaip ir įprastuose mašinų generatoriuose, MHD generatoriaus veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu, tai yra srovės atsiradimu laidininke, kertančioje magnetinio lauko linijas. Tačiau, skirtingai nei mašinų generatoriuose, MHD generatoriuje laidininkas yra pats darbinis skystis, kuriame, judant per magnetinį lauką, atsiranda priešingos krypties priešingų ženklų krūvininkų srautai.
Šios terpės gali būti MHD generatoriaus darbinis skystis:
· Elektrolitai
Skysti metalai
Plazma (jonizuotos dujos)
Pirmieji MHD generatoriai kaip darbinį skystį naudojo elektrai laidžius skysčius (elektrolitus), šiuo metu juose naudojama plazma, kurioje krūvininkai daugiausia yra laisvieji elektronai ir teigiami jonai, kurie magnetiniame lauke nukrypsta nuo trajektorijos, kuria judėtų dujos; lauko nebuvimas. Tokiame generatoriuje galima stebėti papildomą elektrinį lauką, vadinamąjį Salės laukas, o tai paaiškinama įkrautų dalelių poslinkiu tarp susidūrimų stipriame magnetiniame lauke plokštumoje, statmenoje magnetiniam laukui.
Elektrinės su magnetohidrodinaminiais generatoriais (MHD generatoriai). MHD generatorius planuojama statyti kaip priedą prie IES tipo stoties. Jie naudoja 2500-3000 K šiluminį potencialą, kurio įprastiems katilams negali.
Šiluminės elektrinės su MHD instaliacija schema parodyta paveikslėlyje. Dujiniai kuro degimo produktai, į kuriuos įterpiamas lengvai jonizuojantis priedas (pavyzdžiui, K 2 CO 3), siunčiami į MHD - kanalą, per kurį įsiskverbia didelio intensyvumo magnetinis laukas. Jonizuotų dujų kinetinė energija kanale paverčiama nuolatinės srovės elektros energija, kuri, savo ruožtu, paverčiama trifaze kintamąja srove ir siunčiama į elektros sistemą vartotojams.
Scheminė IES su MHD generatoriumi schema:
1 - degimo kamera; 2 – MHD – kanalas; 3 - magnetinė sistema; 4 - oro šildytuvas,
5 - garo generatorius (katilas); 6 - garo turbinos; 7 - kompresorius;
8 - kondensato (tiekimo) siurblys.
Bilietas Nr.4
1.Šilumos tiekimo sistemų klasifikacija
Šilumos tiekimo sistemų schemos pagal prijungimo prie jų būdą šildymo sistemos
Pagal šilumos gamybos vietą šilumos tiekimo sistemos skirstomos į:
· Centralizuotas (šilumos energijos gamybos šaltinis dirba šiluma tiekti pastatų grupei ir yra transporto įrenginiais prijungtas prie šilumos vartojimo įrenginių);
· Vietinis (vartotojas ir šilumos tiekimo šaltinis yra toje pačioje patalpoje arba arti).
Pagal aušinimo skysčio tipą sistemoje:
· Vanduo;
· Garai.
Pagal šildymo sistemos prijungimo prie šilumos tiekimo būdą:
· priklausomas (šilumos generatoriuje šildomas ir šilumos tinklais transportuojamas aušinimo skystis patenka tiesiai į šilumą vartojančius įrenginius);
· nepriklausomas (šilumokaityje šilumos tinklais cirkuliuojantis aušinimo skystis šildo šildymo sistemoje cirkuliuojantį aušinimo skystį).
Pagal karšto vandens tiekimo sistemos prijungimo prie šildymo sistemos būdą:
· uždaras (vanduo karštam vandeniui tiekti imamas iš vandentiekio ir šildomas šilumokaityje su tinklo vandeniu);
· Atviras (vanduo karštam vandeniui tiekti imamas tiesiai iš šilumos tinklų).
Tiesiant požemines trasas pralaidiniuose kolektoriuose, leidžiama rezervo nenumatyti.
Klojant virš žemės, atleidimas numatytas tik tnr<-40 · С для диаметров >1200 mm dydžio bent 70%. Be to, SNiP numato rezervaciją (100%) tam tikrų tipų pastatams, kuriems technologija draudžia šilumos tiekimo skirtumus. Tokiu atveju numatomi arba 2 nepriklausomi įėjimai į pastatą iš įvairių šilumos tinklų, arba tinklo rezervinis šilumos šaltinis (pavyzdžiui, elektrinis katilas).
Didėja šilumos tinklų avarinė priklausomybė didelėms šilumos tiekimo sistemoms.
Didelėse sistemose dažniausiai naudojamos 2 schemos:
Aklavietė
Žiedas
Žiediniuose tinkluose vienam tinklui naudojami keli šilumos šaltiniai. Žiedinių tinklų skaičiavimas atliekamas tik kompiuteriu, naudojant Kirchhoffo dėsnius.
Tokiuose tinkluose negali būti naudojamas džemperių perteklius.
Jei A-t tinklas yra kaip žiedinis, tai visi vožtuvai yra atviri ir vandens srautai paskirstomi proporcingai varžai ir šiluminėms apkrovoms, nes tokių tinklų A-t yra labai sudėtingas. Praktiškai šaltiniai vienas nuo kito atjungiami uždarant atskyrimo vožtuvus (1). Šiuo atveju A-t tinklas yra aklavietės tinklas. Avarinėse situacijose atskyrimo vožtuvai atidaromi ir dalis šilumos perduodama iš pirmojo šaltinio į kitą. Įdiegę atsarginius trumpiklius (2 būdas).
Dėl 1-ojo šaltinio įrenginio su pertekliniais trumpikliais mažose N.n. (aklavietės grandinė).
Rezervinio trumpiklio skersmenys imami su atsarga pagal skaičiavimą, kad būtų užtikrintas minimalus reikiamas šilumos tiekimas į A zoną.
Atleidimas nutiesiant atsarginį dujotiekį naudojamas, kai šaltinis yra nutolęs nuo vartotojo. Šiuo atveju tinklo galvutė klojama „trijų vamzdžių“ būdu.
Du vamzdynai - A-m tiekimui 1-H grąžinimui. Avariniu režimu, sugedus pirmam vamzdynui, šiluma tiekiama per likusias linijas.
Šilumos tinklų schema.
Iš esmės jis susideda iš magistralinių ir atšakų vamzdynų. Ant šių vamzdynų dedamos specialios konstrukcijos, tokios kaip šilumos mazgai (CH), kameros kompensatoriams dėti, pakopinės ir aukštesnės pastotės.
UT yra uždarymo ir sekcijų vožtuvai, oro šalinimo ir vandens išleidimo įtaisai bei riebokšlių kompensatoriai. Į kompensatoriaus kamerą dedami tik sandarinimo dėžės kompensatoriai, galima įdėti oro šalinimo ir vandens išleidimo įrangą.
M/rajonų ir gyvenamųjų rajonų pajungimas vykdomas per centrinio šildymo mazgą.
Dideli pastatai gali būti prijungti prie šilumos tinklų per centrinius šilumos punktus. Vartotojų, kurių apkrova mažesnė nei 4 MW, prijungimas. prie šilumos tinklų draudžiama. Pagal SNiP, šildymo tinkluose turi būti 2 vamzdžiai. Galimybių studijos metu leidžiama naudoti 3 ir 4 vamzdžių sistemas. Vartotojų prijungimas prie šilumos tinklų turėtų būti daugiausia priklausomas. Nepriklausomi ryšiai leidžiami 12 aukštų pastatams ir priklausomai nuo pjezometro.
Karšto vandens sistemų prijungimas daugiausia yra uždaras.
Numatomų vandens debitų nustatymas
Numatomas vandens suvartojimas nustatomas pagal SNiP atskirai kiekvienam šilumos apkrovos tipui.
o = Qo / T1р – T2р (mW), t/val
в = Qв / T1р – T2р (mW), t/val
Karšto vandens suvartojimas priklauso nuo sistemos tipo – atviros ar uždaros.
- Uždaryta
Vartojimas צ - priklauso nuo schemos įtraukimasšildytuvai ITP arba centrinio šildymo punktų. Skaičiuojant nustatomos 2 išlaidos:
- Vidutinis
- Maksimalus
a) Lygiagreti grandinė šildytuvams prijungti
gv.z sr = Q gv.z sr / T1p – T2,gv (mW), t/h
Т1п – Priimta pagal žinyną (70 C)
T2,gv – vandens temperatūra karšto vandens šildytuvo išleidimo angoje (30 C pagal SNiP)
Vidutinis suvartojimas karšto vandens tiekimo poreikiams yra tnp. Panašiai nustatomas ir didžiausias srautas.
Šilumos tinklas yra vamzdynų ir prietaisų rinkinys, kuris suteikia
transportuojant šilumą iš šilumos tiekimo šaltinio vartotojams, naudojant aušinimo skystį (karštą vandenį ar garus).
Struktūriškai šilumos tinklai apima vamzdynus su šilumos izoliacija ir kompensatoriais, vamzdynų tiesimo ir tvirtinimo įtaisus, taip pat uždarymo arba valdymo vožtuvus.
Aušinimo skysčio pasirinkimą lemia jo teigiamų ir neigiamų savybių analizė. Pagrindiniai vandens šildymo sistemos privalumai: didelė vandens talpa; galimybė gabenti dideliais atstumais; palyginti su garais, mažesni šilumos nuostoliai transportavimo metu; galimybė reguliuoti šiluminę apkrovą keičiant temperatūrą arba hidraulinį režimą. Pagrindinis vandens sistemų trūkumas yra didelis energijos suvartojimas aušinimo skysčiui perkelti sistemoje. Be to, norint naudoti vandenį kaip aušinimo skystį, jį reikia specialiai paruošti. Ruošiant standartizuojamas karbonatinis kietumas, deguonies kiekis, geležies kiekis ir pH. Vandens šildymo tinklai dažniausiai naudojami šildymo ir vėdinimo apkrovoms, karšto vandens tiekimo apkrovoms ir mažo potencialo procesų apkrovoms (temperatūrai žemiau 100 0 C) patenkinti.
Garo, kaip aušinimo skysčio, privalumai yra šie: maži energijos nuostoliai judant kanalais; intensyvus šilumos perdavimas kondensuojantis šiluminiuose prietaisuose; Esant didelėms potencialioms proceso apkrovoms, garai gali būti naudojami esant aukštai temperatūrai ir slėgiui. Trūkumas: garo šildymo sistemų veikimui reikalingos specialios saugos priemonės.
Šilumos tinklo išdėstymą lemia šie veiksniai: šilumos tiekimo šaltinio vieta, atsižvelgiant į šilumos suvartojimo plotą, vartotojų šilumos apkrovos pobūdis, aušinimo skysčio tipas ir jo naudojimo principas. .
Šilumos tinklai skirstomi į:
Magistralinės linijos nutiestos pagal pagrindines šilumos vartojimo objektų kryptis;
Paskirstymas, esantis tarp pagrindinių šilumos tinklų ir atšakų;
Šilumos tinklų atšakos iki individualių vartotojų (pastatų).
Šilumos tinklų diagramos dažniausiai naudojamos kaip radialinės, pav. 5.1. Iš šiluminės elektrinės arba katilinės 4 aušinimo skystis radialinėmis linijomis 1 tiekiamas į šilumos vartotoją 2. Siekiant vartotojams suteikti atsarginę šilumą, radialinės linijos sujungiamos trumpikliais 3.
Vandens šildymo tinklų veikimo spindulys siekia
12 km. Mažiems vamzdynų ilgiams, kurie būdingi kaimo šilumos tinklams, naudojama radialinė schema, nuolat mažėjant vamzdžių skersmeniui, kai jie tolsta nuo šilumos tiekimo šaltinio.
Šilumos tinklų klojimas gali būti antžeminis (orinis) ir požeminis.
Antžeminis vamzdžių klojimas (ant
laisvai stovintys stiebai ar viadukai, ant betoninių trinkelių ir naudojamas įmonių teritorijose, tiesiant šilumos tinklus už miesto ribos kertant daubas ir kt.
Kaimo gyvenvietėse gruntas gali būti klojamas ant žemų atramų ir vidutinio aukščio atramų. Šis metodas taikomas esant šiltai temperatūrai
nešiklis ne daugiau kaip 115 0 C. Dažniausiai pasitaiko požeminė instaliacija. Yra kanalinių ir nekanalinių įrenginių. Fig. 5.2 paveiksle parodytas kanalo tarpiklis. Klojant kanale, vamzdynų izoliacinė konstrukcija iškraunama nuo išorinių užpildo apkrovų. Montuojant be kanalų (žr. 5.3 pav.), vamzdynai 2 klojami ant atramų 3 (žvyras)
arba smėlio pagalvėlės, medinės kaladėlės ir pan.).
Užpildas 1, kuris naudojamas: žvyras, rupus smėlis, frezuotos durpės, keramzitas ir kt., tarnauja kaip apsauga nuo išorinių pažeidimų ir tuo pačiu sumažina šilumos nuostolius. Klojant kanale aušinimo skysčio temperatūra gali siekti 180 °C. Šilumos tinklams dažniausiai naudojami plieniniai vamzdžiai, kurių skersmuo nuo 25 iki 400 mm. Siekiant išvengti metalinių vamzdžių sunaikinimo dėl temperatūros deformacijos, viso vamzdyno ilgio tam tikrais atstumais įrengiami kompensatoriai.
Įvairių konstrukcijų kompensatoriai parodyti pav. 5.4.
Ryžiai. 5.4. Kompensatoriai:
a – U formos; b– lyros formos; V– sandarinimo dėžė; G– objektyvas
Tipo kompensatoriai A (U formos) ir b (lyros formos) vadinami radialiniais. Juose vamzdžio ilgio pokytis kompensuojamas medžiagos deformacija vingiuose. Sandarinimo dėžutės kompensacinėse jungtyse V Vamzdis gali paslysti vamzdžio viduje. Tokiuose kompensatoriuose reikia patikimos sandariklio konstrukcijos. Kompensatorius G - objektyvo tipas pasirenka ilgio pokytį dėl lęšių spyruoklinio veikimo. Didelės sustiprintų kompensatorių perspektyvos. Silfonas yra plonasienis gofruotas apvalkalas, leidžiantis sugerti įvairius judesius ašine, skersine ir kampine kryptimis, sumažinti vibracijos lygį ir kompensuoti nesutapimą.
Vamzdžiai klojami ant specialių dviejų tipų atramų: laisvų ir fiksuotų. Laisvos atramos užtikrina vamzdžių judėjimą temperatūros deformacijų metu. Fiksuotos atramos fiksuoja vamzdžių padėtį tam tikrose vietose. Atstumas tarp fiksuotų atramų priklauso nuo vamzdžio skersmens, pavyzdžiui, kai D = 100 mm L = 65 m; ties D = 200 mm L = 95 m Tarp nejudančių atramų po vamzdžiais su kompensatoriais sumontuotos 2...3 kilnojamos atramos.
Šiuo metu vietoj metalinių vamzdžių, kuriems reikalinga rimta apsauga nuo korozijos, pradėti plačiai diegti plastikiniai vamzdžiai. Daugelio šalių pramonė gamina platų vamzdžių asortimentą iš polimerinių medžiagų (polipropileno, poliolefeno); metalo-plastikiniai vamzdžiai; vamzdžiai, pagaminti vyniojant sriegius iš grafito, bazalto, stiklo.
Magistraliniuose ir skirstomuosiuose šilumos tinkluose klojami vamzdžiai su šilumos izoliacija pramoniniu būdu. Plastikinių vamzdžių šilumos izoliacijai geriau naudoti polimerizuojančias medžiagas: poliuretano putas, putų polistireną ir kt. Metaliniams vamzdžiams naudojama bitumo-perlito arba fenolio-polimero plastikinė izoliacija.
5.2. Šildymo taškai
Šilumos punktas yra atskiroje patalpoje esančių įrenginių kompleksas, susidedantis iš šilumokaičių ir šildymo įrangos elementų.
Šilumos punktai suteikia šilumą vartojančių objektų prijungimą prie šilumos tinklų. Pagrindinė TP užduotis yra:
– šiluminės energijos transformacija;
– aušinimo skysčio paskirstymas tarp šilumos vartojimo sistemų;
– aušinimo skysčio parametrų valdymas ir reguliavimas;
– aušinimo skysčio ir šilumos sąnaudų apskaita;
– šilumos vartojimo sistemų išjungimas;
– šilumos vartojimo sistemų apsauga nuo avarinio aušinimo skysčio parametrų padidėjimo.
Šilumos punktai pagal šilumos tinklų buvimą po jų skirstomi į: centrinius šilumos punktus (CHP) ir individualius šilumos punktus (ITP). Prie centrinio šildymo punkto prijungti du ar daugiau šilumos vartojimo įrenginių. ITP jungia šilumos tinklus prie vieno objekto ar jo dalies. Šilumos punktai pagal savo vietą gali būti laisvai stovintys, pritvirtinti prie pastatų ir konstrukcijų arba įmontuoti į pastatus ir statinius.
Fig. 5.5 paveiksle parodyta tipinė ITP sistemų schema, kuri tiekia šildymą ir karštą vandenį atskiram įrenginiui.
Iš šilumos tinklo prie šilumos punkto uždarymo vožtuvų prijungiami du vamzdžiai: padavimas (įeina aukštos temperatūros aušinimo skystis) ir
grąžinimas (aušinamas aušinimo skystis pašalinamas). Aušinimo skysčio tiekimo vamzdyne parametrai: vandeniui (slėgis iki 2,5 MPa, temperatūra - ne aukštesnė kaip 200 0 C), garams (p t 0 C). Šilumos punkto viduje sumontuoti ne mažiau kaip du rekuperacinio tipo šilumokaičiai (apvalkalas-vamzdinis arba plokštelinis). Vienas užtikrina šilumos transformavimą į objekto šildymo sistemą, kitas – į karšto vandens tiekimo sistemą. Abiejose sistemose prieš šilumokaičius sumontuoti parametrų stebėjimo ir reguliavimo bei aušinimo skysčio tiekimo įrenginiai, kurie leidžia automatiškai fiksuoti suvartotą šilumą. Šildymo sistemai vanduo šilumokaityje pašildomas ne daugiau kaip iki 95 0 C ir cirkuliaciniu siurbliu pumpuojamas per šildymo įrenginius. Ant grįžtamojo vamzdyno sumontuoti cirkuliaciniai siurbliai (vienas veikiantis, kitas budėjimo režimas). Karšto vandens tiekimui
Vanduo, pumpuojamas per šilumokaitį cirkuliaciniu siurbliu, pašildomas iki 60 0 C ir tiekiamas vartotojui. Vandens srautas į šilumokaitį kompensuojamas iš šalto vandens tiekimo sistemos. Siekiant atsižvelgti į šilumą, sunaudotą vandens šildymui ir jos suvartojimą, yra sumontuoti atitinkami jutikliai ir įrašymo įrenginiai.
5.2. Šilumos tinklų schemos ir konfigūracijos nustatymas.
Projektuojant šilumos tinklus, schemos pasirinkimas yra sudėtinga techninė ir ekonominė užduotis. Šilumos tinklų išdėstymą lemia ne tik šilumos šaltinių išsidėstymas vartotojų atžvilgiu, bet ir aušinimo skysčio tipas, šilumos apkrovų pobūdis bei skaičiuojamoji jų vertė.
Pagrindiniai kriterijai, pagal kuriuos vertinama projektuojamų šilumos tinklų kokybė, turėtų būti jo ekonominis naudingumas. Renkantis šilumos tinklų konfigūraciją, reikėtų siekti kuo paprastesnių sprendimų ir, esant galimybei, trumpesnių vamzdynų ilgių.
Šilumos tinkluose kaip aušinimo skystis gali būti naudojamas ir vanduo, ir garai. Garas kaip aušinimo skystis daugiausia naudojamas pramonės įmonių procesinėms apkrovoms. Paprastai garo tinklų ilgis vienam projektinės šilumos apkrovos vienetui yra mažas. Jeigu dėl technologinio proceso pobūdžio yra leistini trumpalaikiai (iki 24 val.) garo tiekimo pertrūkiai, tai ekonomiškiausias ir kartu gana patikimas sprendimas yra nutiesti vienvamzdį garo vamzdyną su viela.
Reikia nepamiršti, kad dubliuojant garo tinklus labai padidėja jų sąnaudos ir medžiagų, pirmiausia plieninių vamzdynų, sąnaudos. Klojant vietoj vieno pilnai apkrovai skirto dujotiekio, dviejų lygiagrečių, skirtų pusei apkrovai, vamzdynų paviršiaus plotas padidėja 56%. Atitinkamai didėja metalo suvartojimas ir pradinė tinklo kaina.
Vandens šildymo tinklų projekto pasirinkimas laikomas sunkesniu uždaviniu, nes jų apkrova paprastai yra mažiau koncentruota. Vandens šildymo tinklai šiuolaikiniuose miestuose aptarnauja daugybę vartotojų, dažnai matuojamų tūkstančiais ir net dešimtimis tūkstančių prijungtų pastatų, esančių teritorijose, dažnai matuojamose daugybe dešimčių kvadratinių kilometrų.
Vandens tinklai yra mažiau patvarūs nei garo tinklai, daugiausia dėl didesnio požeminiuose kanaluose nutiestų plieninių vamzdynų išorinės korozijos. Be to, vandens šildymo tinklai yra jautresni avarijoms dėl didesnio aušinimo skysčio tankio. Vandens šildymo tinklų avarinis pažeidžiamumas ypač pastebimas didelėse sistemose su priklausomu šildymo įrenginių prijungimu prie šilumos tinklų, todėl renkantis vandens šildymo tinklų schemą ypatingas dėmesys turi būti skiriamas šilumos tiekimo patikimumo ir pertekliškumo klausimams. .
Vandens šildymo tinklai turi būti aiškiai suskirstyti į srovės ir paskirstymo. KAM ny tinkluose paprastai apima šilumos vamzdynus, jungiančius šilumos šaltinius su šilumos vartojimo sritimis, taip pat tarpusavyje.
Aušinimo skystis patenka iš skirstomųjų tinklų ir per skirstomuosius tinklus per grupinius šilumos punktus arba vietinius šilumos punktus tiekiamas į šilumą vartojančius abonentų įrenginius. Tiesioginis šilumos vartotojų prijungimas prie šių tinklų neturėtų būti leidžiamas, išskyrus didelių pramonės įmonių prijungimo atvejus,
Nauji šilumos tinklai suskirstyti į 1–3 km ilgio ruožus naudojant vožtuvus. Vamzdynui atsidarius (plyšus), gedimo ar avarijos vieta lokalizuojama sekcijiniais vožtuvais. Dėl to sumažėja tinklo vandens nuostoliai ir sutrumpėja remonto trukmė, nes sutrumpėja laikas, reikalingas vandeniui nuleisti iš dujotiekio prieš remontą ir dujotiekio atkarpai užpildyti tinklo vandeniu po remonto.
Atstumas tarp sekcijų vožtuvų parenkamas taip, kad remontui reikalingas laikas būtų mažesnis nei laikas, per kurį vidaus temperatūra šildomose patalpose, kai šildymas visiškai išjungiamas esant projektinei šildymui lauko temperatūrai, nukrenta žemiau 12–14 °. C. Tai yra minimali ribinė vertė, kuri paprastai priimama pagal šilumos tiekimo sutartį.
Atstumas tarp sekcijų vožtuvų paprastai turėtų būti mažesnis, kai vamzdyno skersmuo didesnis, o esant žemesnei projektinei lauko temperatūrai šildymui. Laikas, reikalingas remontui, ilgėja didėjant dujotiekio skersmeniui ir atstumui tarp sekcijų vožtuvų. Taip yra dėl to, kad didėjant skersmeniui, remonto laikas žymiai pailgėja.
Jei remonto laikas ilgesnis nei leistina, būtina numatyti sistemos rezervinį šilumos tiekimą, įvykus šilumos tinklo dalies gedimui. Vienas iš atleidimo būdų yra blokuoti gretimus greitkelius. Sekcijiniai vožtuvai patogiai išdėstomi jungčių tarp skirstomųjų tinklų ir šilumos tinklų vietose. Šiose mazginėse kamerose, be sekcinių vožtuvų, taip pat yra skirstomųjų tinklų viršutiniai vožtuvai, vožtuvai ant blokavimo linijų tarp gretimų magistralių arba tarp magistralinių ir rezervinių šilumos tiekimo šaltinių, pavyzdžiui, rajoninių (4 kamera 5.1 pav.). Nereikia skirstyti garų linijų, nes garų masė, reikalinga ilgoms garų linijoms užpildyti, yra nedidelė. Sekcijiniai vožtuvai turi turėti elektrinę arba hidraulinę pavarą ir turėti telemechaninį ryšį su centriniu valdymo centru. Skirstomieji tinklai turi būti prijungti prie pagrindinės linijos abiejose sekcinių sklendžių pusėse, kad bet kurioje pagrindinės linijos atkarpoje įvykus avarijoms būtų užtikrintas nenutrūkstamas abonentų aptarnavimas.
Ryžiai. 5.1. Pagrindinė dvivamzdžio vandens šildymo tinklo su dviem magistral vienos linijos ryšio schema
1 - kolekcionierius; 2 - tinklas; 3 - paskirstymo tinklas; 4 - sekcijos kamera; 5 - sekcinis vožtuvas; 6 - ; 7 - blokuojantis jungtis
Blokavimo jungtys tarp greitkelių gali būti atliekamos naudojant pavienius vamzdžius. Tinkamoje jų prijungimo prie tinklo schemoje gali būti numatytos tiek tiekimo, tiek grįžtamojo vamzdynų blokavimo jungtys.
Ypatingos kategorijos pastatuose, kuriuose neleidžiama nutraukti šilumos tiekimo, avarinio centralizuoto šilumos tiekimo nutraukimo atveju turi būti numatytas atsarginis šilumos tiekimas iš dujinių ar elektrinių šildytuvų arba iš vietinių šildytuvų.
Pagal SNiP 2.04.07-86, avarinėmis sąlygomis leidžiama sumažinti šilumos tiekimą iki 70% viso projektinio suvartojimo (maksimalus valandinis vėdinimas ir vidutinis valandinis karšto vandens tiekimas). Įmonėms, kuriose šilumos tiekimo pertrūkiai neleidžiami, turėtų būti numatyti dubliuoti arba žiediniai šilumos tinklų kontūrai. Apskaičiuotas avarinis šilumos suvartojimas turi būti imamas pagal įmonių darbo režimą.
Fig. 5.1 paveiksle parodyta pagrindinė dviejų vamzdžių vandens šildymo tinklo, kurio elektros galia 500 MW ir šiluminė galia 2000 MJ/s (1700 Gcal/h), vienos linijos schema.
Šilumos tinklų spindulys 15 km. Šilumos suvartojimas į galutinę zoną perduodamas dviem dviejų vamzdžių tranzitiniais magistraliniais 10 km ilgio magistrale. Išleidimo linijų skersmuo yra 1200 mm. Kai vanduo pasiskirsto į susijusias šakas, linijų skersmuo mažėja. Šilumos suvartojimas į galutinį plotą įvedamas per keturis 700 mm skersmens magistrales, o po to paskirstomas aštuoniems 500 mm skersmens magistrams. Blokavimo jungtys tarp magistralinių linijų, taip pat perteklinės pastotės įrengiamos tik 800 mm ir didesnio skersmens linijose.
Šis sprendimas yra priimtinas tuo atveju, kai, esant priimtam atstumui tarp sekcinių vožtuvų (2 km diagramoje), laikas, reikalingas 700 mm skersmens vamzdyno remontui. , trumpesnis laikas, per kurį šildomų pastatų vidaus temperatūra, išjungus šildymą esant lauko temperatūrai, nukris nuo 18 iki 12 ºС (ne žemesnė).
Blokavimo jungtys ir atskyrimo vožtuvai yra paskirstyti taip, kad įvykus avarijai bet kurioje magistralinės linijos atkarpoje, kurios skersmuo 800 mm ir didesnis, būtų aprūpinti visi prie šilumos tinklų prisijungę abonentai. abonentai pažeidžiami tik 700 mm ar mažesnio skersmens linijose įvykus avarijoms.
Tokiu atveju abonentai, esantys už avarijos vietos (palei šilumos taką), nutraukiami.
Tiekiant šilumą dideliems miestams iš kelių, patartina numatyti abipusį blokavimą, jungiant jų magistrales blokuojančiomis jungtimis. Tokiu atveju galima sukurti kombinuotą žiedą
Blokuojančios jungtys tarp didelio skersmens magistralių turi būti pakankamos, kad būtų užtikrintas perteklinių vandens srautų perdavimas. Esant būtiniems atvejams pastotės statomos blokuojančių jungčių pajėgumui padidinti.
Nepriklausomai nuo blokuojančių jungčių tarp magistralinių tinklų, miestuose, kuriuose išvystyta karšto vandens tiekimo apkrova, tarp gretimų šilumos paskirstymo tinklų patartina įrengti santykinai mažo skersmens trumpiklius karšto vandens tiekimo apkrovai rezervuoti.
Kai iš šilumos šaltinio išeinančių magistralių skersmenys yra 700 mm ar mažesni, dažniausiai naudojama radialinė (radialinė) šilumos tinklų schema, kurios skersmuo palaipsniui mažėja, didėjant atstumui nuo stoties ir mažėjant prijungtai šilumos apkrovai.
Toks tinklas yra pigiausias pagal pradines išlaidas, reikalauja mažiausiai metalo sąnaudų statybai ir yra lengvai valdomas. Tačiau įvykus avarijai radialinio tinklo magistralėje, prie avarijos vietos prisijungę abonentai nutraukiami. Jeigu magistralinėje linijoje prie stoties įvyksta avarija, tuomet nutrūksta visi prie pagrindinės linijos prijungti vartotojai. Šis sprendimas yra priimtinas, jei vamzdynų, kurių skersmuo ne mažesnis kaip 700 mm, remonto laikas atitinka aukščiau nurodytą sąlygą.
Klausimas, kokio skersmens šilumos vamzdynus ir kokią šilumos tinklų schemą (radialinę ar žiedinę) naudoti centralizuoto šilumos tiekimo sistemose, reikėtų spręsti atsižvelgiant į konkrečias sąlygas, kurias diktuoja šilumos vartotojų aprūpinimas šiluma: ar jos leidžia nutraukti tiekimą. aušinimo skysčio ar ne, kokios yra atleidimo išlaidos ir pan. Todėl rinkos ekonomikos sąlygomis aukščiau pateiktas šilumos tinklų diametrų ir schemų reguliavimas negali būti laikomas vieninteliu teisingu sprendimu.