Ținând cont de dependența numărului de consumatori, de nevoile acestora de energie termică, precum și de cerințele privind calitatea și furnizarea neîntreruptă a energiei termice pentru anumite categorii de abonați, rețelele de încălzire se realizează radial (dead-end) sau inel.
Circuitul de capăt mort (imaginea) este cel mai comun. Este utilizat atunci când se furnizează energie termică unui oraș, cartier sau sat dintr-o singură sursă - o centrală combinată de căldură și energie sau o boiler. Pe măsură ce linia principală se îndepărtează de sursă, diametrele conductelor termice 1 scad, proiectarea, compoziția structurilor și echipamentelor de pe rețelele de încălzire sunt simplificate în conformitate cu reducerea sarcinii termice. Această schemă se caracterizează prin faptul că, în cazul unei defecțiuni a liniei principale, abonații conectați la rețeaua de încălzire după locul accidentului nu sunt furnizați cu energie termică.
Pentru a spori fiabilitatea furnizării consumatorilor 2 cu energie termică, între liniile adiacente sunt instalate jumperii 3, care permit comutarea alimentării cu energie termică în cazul unei defecțiuni a oricărei linii. Conform standardelor de proiectare pentru rețelele de încălzire, instalarea de jumperi este obligatorie dacă puterea rețelei este de 350 MW sau mai mult. În acest caz, diametrul liniilor este de obicei de 700 mm sau mai mult. Prezența jumperilor elimină parțial principalul dezavantaj al acestei scheme și creează posibilitatea furnizării neîntrerupte a căldurii consumatorilor. În condiții de urgență, este permisă o reducere parțială a furnizării de energie termică. De exemplu, conform Standardelor de proiectare, jumperii sunt proiectați să asigure 70% din sarcina termică totală (consum maxim orar pentru încălzire și ventilație și consum mediu orar pentru alimentare cu apă caldă).
În zonele în curs de dezvoltare ale orașului, între autostrăzile adiacente sunt prevăzute jumperi redundante, indiferent de puterea termică, dar în funcție de prioritatea dezvoltării. Jumperele sunt, de asemenea, prevăzute între autostrăzi în circuitele de fund atunci când se furnizează căldură într-o zonă din mai multe surse de căldură (CHP, centrale și centrale de bloc 4), ceea ce crește fiabilitatea alimentării cu căldură. În același timp, vara, când una sau două centrale termice funcționează în regim normal, mai multe centrale termice care funcționează la sarcină minimă pot fi oprite. În același timp, odată cu creșterea eficienței cazanelor, sunt create condiții pentru reparații preventive și majore în timp util ale secțiunilor individuale ale rețelei de încălzire și ale centralelor în sine. Pe ramurile mari (vezi figura) sunt prevăzute camere secționale 5. Pentru întreprinderile care nu permit întreruperi în furnizarea energiei termice, sunt prevăzute circuite de rețea de căldură cu alimentare bidirecțională, surse de rezervă locale sau circuite inelare.
Circuit inel(Figura) este oferită în orașele mari. Instalarea unor astfel de rețele de încălzire necesită investiții de capital mari în comparație cu cele fără fund. Avantajul circuitului inel este prezența mai multor surse, ceea ce mărește fiabilitatea alimentării cu căldură și necesită mai puțină putere de rezervă totală a echipamentului cazanului. Pe măsură ce costul circuitului principal crește, costurile de capital pentru construcția surselor de energie termică scad. Inelul principal 1 este conectat la trei centrale termice, consumatorii 2 sunt conectați la inelul principal printr-un circuit de capăt prin punctele de încălzire centrală 6. Pe ramurile mari, camerele secţionale 5 sunt prevăzute, de asemenea, întreprinderile industriale 7, conform unui circuit mort.
În conformitate cu proiectarea izolației termice, așezarea fără conducte a conductelor de căldură este împărțită în umplutură, prefabricate, prefabricate turnate și monolitice. Principalul dezavantaj al instalării fără conducte este tasarea crescută și coroziunea externă a conductelor de căldură, precum și pierderea crescută de căldură în cazul încălcării impermeabilizării stratului termoizolant. În mare măsură, dezavantajele instalațiilor fără conducte ale rețelelor de încălzire sunt eliminate prin utilizarea termoizolațiilor pe bază de amestecuri de beton polimeric.
Conductele de căldură din canale sunt așezate pe suporturi mobile sau fixe. Suporturile mobile servesc la transferul greutății proprii a conductelor termice către structurile de susținere. În același timp, acestea asigură mișcarea țevilor, care apare ca urmare a modificărilor lungimii lor atunci când lungimea acestora se modifică la schimbarea temperaturii lichidului de răcire. Suporturile mobile pot fi culisante sau cu role.
Suporturile glisante sunt utilizate în cazurile în care baza pentru suporturi trebuie să fie suficient de puternică pentru a rezista la sarcini orizontale mari. În caz contrar, sunt instalați rulmenți cu role care creează sarcini orizontale mai mici. Din acest motiv, la așezarea conductelor de diametru mare în tuneluri, pe cadre sau catarge, ar trebui instalați rulmenți cu role.
Suporturile fixe servesc la distribuirea dilatației termice a conductei de căldură între compensatoare și pentru a asigura funcționarea uniformă a acestora din urmă. In camerele canalelor subterane si in timpul instalatiilor supraterane se realizeaza suporturi fixe sub forma unor structuri metalice, sudate sau printate pe tevi. Aceste structuri sunt încorporate în fundații, pereți și tavane cu canale.
Pentru a absorbi alungirile de temperatură și pentru a elibera conductele de căldură de solicitările de temperatură, pe rețelele de încălzire sunt instalate compensatoare radiale (de tip balama flexibilă și ondulată) și axiale (glandă și lentilă).
Rosturile de dilatație flexibile în formă de U și S sunt realizate din țevi și coturi (îndoite, curbate abrupte și sudate) pentru conductele termice cu un diametru de 500 până la 1000 mm. Astfel de compensatoare sunt instalate în canale netrecătoare, atunci când este imposibil să inspectați conductele termice instalate, precum și în clădirile cu instalație fără conducte. Raza de îndoire admisă a țevilor la fabricarea rosturilor de dilatare este de 3,5...4,5 ori diametrul exterior al țevii.
Pentru a crește capacitatea de compensare a rosturilor de dilatație îndoite și pentru a reduce tensiunile de compensare, acestea sunt de obicei preîntinse. Pentru a face acest lucru, compensatorul în stare rece este întins la baza buclei, astfel încât atunci când este furnizat lichid de răcire fierbinte și conducta de căldură este prelungită în mod corespunzător, umerii compensatorului sunt într-o poziție în care solicitările vor fi minime. .
Compensatoarele de presa sunt de dimensiuni mici și au o capacitate mare de compensare pentru a oferi o rezistență mică la fluidul care curge. Sunt fabricate cu o singură față și cu două fețe pentru țevi cu un diametru de 100 până la 1000 mm. Rosturile de dilatație cutie de presa sunt formate dintr-o carcasă cu o flanșă pe partea frontală lărgită. O sticlă mobilă cu o flanșă este introdusă în corpul compensatorului pentru instalarea compensatorului pe conductă. Pentru a preveni scurgerea lichidului de răcire între inele de la compensatorul de presseopsie, garnitura de presseapa este plasată în spațiul dintre corp și sticlă. Presa de presa este presată în căptușeala flanșei folosind știfturi înșurubate în corpul compensatorului. Compensatoarele sunt atașate la suporturi fixe.
Camera pentru instalarea supapelor pe rețelele de încălzire este prezentată în figură. La așezarea sistemelor de încălzire în subteran, sunt instalate 3 camere subterane dreptunghiulare pentru a deservi supapele de închidere. Ramurile 1 și 2 ale rețelei către consumatori sunt așezate în camere. Apa caldă este furnizată clădirii printr-o conductă de căldură așezată pe partea dreaptă a canalului. Conductele termice de alimentare 7 și retur 6 sunt instalate pe suporturile 5 și acoperite cu izolație. Pereții camerelor sunt din cărămizi, blocuri sau panouri, tavanele prefabricate sunt din beton armat sub formă de plăci nervurate sau plane, fundul camerei este din beton. Intrarea în celule se face prin trape din fontă. Este important să rețineți că pentru a coborî în camera de sub trapele din perete, suporturile sunt sigilate sau sunt instalate scări metalice. Înălțimea camerei trebuie să fie de cel puțin 1800 mm. Lățimea este aleasă astfel încât distanța dintre pereți și țevi să fie de cel puțin 500 m.
Întrebări pentru autocontrol:
1. Cum se numesc rețelele termice?
2. Cum sunt clasificate rețelele de încălzire?
3. Care sunt avantajele și dezavantajele rețelelor inel și stub?
4. Ce se numește conductă de căldură?
5. Numiți metodele de așezare a rețelelor de încălzire.
6. Numiți scopul și tipurile de izolație a conductelor termice.
7. Numiți conductele din care sunt instalate rețelele de încălzire.
8. Precizați scopul compensatorilor.
Biletul nr. 1
1. Sursele de energie, inclusiv energia termică, pot fi substanțe al căror potențial energetic este suficient pentru conversia ulterioară a energiei lor în alte tipuri în scopul utilizării ulterioare vizate. Potențialul energetic al substanțelor este un parametru care ne permite să apreciem posibilitatea fundamentală și fezabilitatea utilizării lor ca surse de energie și este exprimat în unități de energie: jouli (J) sau kilowați (termic) ore [kW (termic) -h] * Toate sursele de energie sunt împărțite condiționat în primare și secundare (Fig. 1.1). Sursele primare de energie sunt substanțe al căror potențial energetic este o consecință a proceselor naturale și nu depinde de activitatea umană. Sursele primare de energie includ: combustibilii fosili și substanțele fisionabile încălzite la o temperatură ridicată în apele din interiorul Pământului (ape termale), Soarele, vântul, râurile, mările, oceanele etc. Sursele secundare de energie sunt substanțe care au un anumit potenţialul energetic şi sunt produse secundare ale activităţii umane; de exemplu, substanțe organice inflamabile uzate, deșeuri municipale, deșeuri calde de răcire din producția industrială (gaz, apă, abur), emisii de ventilație încălzită, deșeuri agricole etc. Sursele primare de energie sunt împărțite în mod convențional în neregenerabile, regenerabile și inepuizabile. Sursele regenerabile de energie primară includ combustibili fosili: cărbune, petrol, gaz, șist, turbă și substanțe fosile fisionabile: uraniu și toriu. Sursele regenerabile de energie primară includ toate sursele posibile de energie care sunt produse ale activității continue a Soarelui și ale proceselor naturale de la suprafața Pământului: vântul, resursele de apă, oceanul, produsele vegetale ale activității biologice de pe Pământ (lemn și alte substanțe vegetale) , precum și Soarele. Sursele de energie primară practic inepuizabile includ apele termale ale Pământului și substanțele care pot fi surse de energie termonucleară Resursele surselor de energie primară de pe Pământ sunt estimate prin rezervele totale ale fiecărei surse și potențialul energetic al acesteia, adică cantitatea de energie pe care o are. poate fi eliberat dintr-o unitate de masă. Cu cât este mai mare potențialul energetic al unei substanțe, cu atât eficiența utilizării acesteia ca sursă primară de energie și, de regulă, cu atât este mai răspândită în producția de energie. De exemplu, petrolul are un potențial energetic de 40.000-43.000 MJ pe 1 tonă de masă, iar gazele naturale și asociate - de la 47.210 la 50.650 MJ pe 1 tonă de masă, ceea ce, combinat cu costul lor relativ scăzut de producție, a făcut posibilă răspândirea lor rapidă în anii 1960-1970 ca surse primare de energie termică Utilizarea unui număr de surse primare de energie până de curând a fost împiedicată fie de complexitatea tehnologiei de transformare a energiei lor în energie termică (de exemplu, substanțe fisionabile). sau prin potenţialul energetic relativ scăzut al sursei primare de energie, care necesită costuri mari pentru obţinerea energiei termice de potenţialul necesar (de exemplu, utilizarea energiei solare, energiei eoliene etc.). Dezvoltarea industriei și potențialul științific și de producție al țărilor lumii a condus la crearea și implementarea unor procese de producere a energiei termice din surse de energie primară nedezvoltate anterior, inclusiv crearea de stații de alimentare cu căldură nucleară, generatoare solare de căldură. pentru încălzirea clădirilor și generatoare de căldură care utilizează energie geotermală.
Schema schematică a centralei electrice
2. Punct de încălzire (CP) - ansamblu de dispozitive amplasate într-o încăpere separată, format din elemente ale centralelor termice care asigură conectarea acestor centrale la rețeaua de încălzire, funcționarea acestora, controlul modurilor de consum de căldură, transformarea, reglarea Parametrii lichidului de răcire și distribuția lichidului de răcire în funcție de tipul de consum. Principalele obiective ale TP sunt:
Conversia tipului de lichid de răcire
Monitorizarea si reglarea parametrilor lichidului de racire
Distribuția lichidului de răcire între sistemele de consum de căldură
Dezactivarea sistemelor de consum de căldură
Protecția sistemelor de consum de căldură împotriva creșterilor de urgență ale parametrilor lichidului de răcire
Contabilizarea costurilor cu lichidul de răcire și căldură
Schema TP depinde, pe de o parte, de caracteristicile consumatorilor de energie termică deserviți de punctul de încălzire, iar pe de altă parte, de caracteristicile sursei care alimentează TP cu energie termică. În plus, ca fiind cel mai comun, considerăm un TP cu un sistem închis de alimentare cu apă caldă și un circuit de conectare independent pentru sistemul de încălzire.
Schema schematică a unui punct de încălzire
Lichidul de răcire care intră în TP prin conducta de alimentare cu intrare termică își degajă căldura în încălzitoarele sistemelor de alimentare cu apă caldă și de încălzire și, de asemenea, intră în sistemul de ventilație al consumatorului, după care este returnat la conducta de retur de intrare termică și trimis înapoi prin rețelele principale către întreprinderea generatoare de căldură pentru reutilizare. O parte din lichidul de răcire poate fi consumat de către consumator. Pentru a completa pierderile din rețelele primare de încălzire la cazane și centrale termice, există sisteme de completare, sursele de lichid de răcire pentru care sunt sistemele de tratare a apei ale acestor întreprinderi.
Apa de la robinet care intră în TP trece prin pompele de apă rece, după care o parte din apa rece este trimisă consumatorilor, iar cealaltă parte este încălzită în boilerul de ACM din prima treaptă și intră în circuitul de circulație al sistemului de ACM. În circuitul de circulație, apa, cu ajutorul pompelor de circulație de alimentare cu apă caldă, se deplasează în cerc de la substația de încălzire la consumatori și înapoi, iar consumatorii preiau apă din circuit la nevoie. Pe măsură ce apa circulă prin circuit, își eliberează treptat căldura și pentru a menține temperatura apei la un anumit nivel, este încălzită constant în a doua treaptă a încălzitorului ACM.
Sistemul de incalzire reprezinta si o bucla inchisa prin care lichidul de racire se deplaseaza cu ajutorul pompelor de circulatie a incalzirii de la statiile de incalzire la sistemul de incalzire al cladirii si inapoi. În timpul funcționării, pot apărea scurgeri de lichid de răcire din circuitul sistemului de încălzire. Pentru a compensa pierderile, se folosește un sistem de reîncărcare a punctelor de încălzire, folosind rețelele primare de încălzire ca sursă de lichid de răcire.
Biletul nr. 3
Scheme de conectare a consumatorilor la rețelele de încălzire. Schema schematică a ITP
Există scheme de conectare dependente și independente pentru sistemele de încălzire:
Schema de conectare independentă (închisă) - o diagramă pentru conectarea unui sistem de consum de căldură la o rețea de încălzire, în care lichidul de răcire (apa supraîncălzită) provenit din rețeaua de încălzire trece printr-un schimbător de căldură instalat la punctul de încălzire al consumatorului, unde încălzește secundarul. lichid de răcire, care este utilizat ulterior în sistemul de consum de căldură
Diagrama de conectare dependentă (deschisă) - o schemă pentru conectarea unui sistem de consum de căldură la o rețea de încălzire, în care lichidul de răcire (apa) din rețeaua de încălzire curge direct în sistemul de consum de căldură.
Punct individual de încălzire (ITP). Folosit pentru a deservi un singur consumator (cladire sau parte a acestuia). De regulă, se află la subsolul sau camera tehnică a clădirii, însă, datorită caracteristicilor clădirii care este deservită, poate fi amplasată într-o structură separată.
2. Principiul de funcționare al generatorului MHD. Schema TPP cu MHD.
Generatorul magnetohidrodinamic, generatorul MHD este o centrală electrică în care energia unui fluid de lucru (mediu conductor electric lichid sau gazos) care se mișcă într-un câmp magnetic este convertită direct în energie electrică.
La fel ca în generatoarele de mașini convenționale, principiul de funcționare al unui generator MHD se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică, adică pe apariția unui curent într-un conductor care traversează liniile câmpului magnetic. Dar, spre deosebire de generatoarele de mașini, într-un generator MHD conductorul este fluidul de lucru însuși, în care, atunci când se deplasează peste câmpul magnetic, apar fluxuri direcționate opus de purtători de sarcină cu semne opuse.
Următoarele medii pot servi ca fluid de lucru al generatorului MHD:
· Electroliți
Metale lichide
Plasma (gaz ionizat)
Primele generatoare MHD au folosit lichide conductoare de electricitate (electroliți) ca fluid de lucru în prezent folosesc plasmă, în care purtătorii de sarcină sunt în principal electroni liberi și ioni pozitivi, care deviază într-un câmp magnetic de la traiectoria pe care s-ar deplasa gazul; absența unui câmp. Într-un astfel de generator se poate observa un câmp electric suplimentar, așa-numitul Câmpul holului, care se explică prin deplasarea particulelor încărcate între ciocniri într-un câmp magnetic puternic într-un plan perpendicular pe câmpul magnetic.
Centrale electrice cu generatoare magnetohidrodinamice (generatoare MHD). Generatoarele MHD sunt planificate pentru a fi construite ca un add-on la o stație de tip IES. Acestea folosesc potentiale termice de 2500-3000 K, indisponibile cazanelor conventionale.
O diagramă schematică a unei centrale termice cu o instalație MHD este prezentată în figură. Produșii gazoși de ardere a combustibilului, în care se introduce un aditiv ușor ionizabil (de exemplu, K 2 CO 3), sunt trimiși către MHD - un canal pătruns de un câmp magnetic de mare intensitate. Energia cinetică a gazelor ionizate din canal este transformată în energie electrică de curent continuu, care, la rândul său, este transformată în curent alternativ trifazat și trimisă către sistemul de alimentare către consumatori.
Schema schematică a unui IES cu un generator MHD:
1 - camera de ardere; 2 – MHD - canal; 3 - sistem magnetic; 4 - încălzitor de aer,
5 - generator de abur (cazan); 6 - turbine cu abur; 7 - compresor;
8 - pompa de condens (de alimentare).
Biletul nr. 4
1.Clasificarea sistemelor de alimentare cu căldură
Scheme schematice ale sistemelor de alimentare cu căldură în funcție de metoda de conectare la acestea sisteme de incalzire
În funcție de locația generării de căldură, sistemele de alimentare cu căldură sunt împărțite în:
· Centralizat (sursa de producere a energiei termice funcționează pentru furnizarea de căldură a unui grup de clădiri și este conectată prin dispozitive de transport la dispozitivele de consum de căldură);
· Local (consumatorul și sursa de alimentare cu căldură sunt situate în aceeași încăpere sau în imediata apropiere).
După tipul de lichid de răcire din sistem:
· Apa;
· Abur.
Conform metodei de conectare a sistemului de încălzire la sistemul de alimentare cu căldură:
· dependent (lichidul de răcire încălzit într-un generator de căldură și transportat prin rețelele de încălzire merge direct la dispozitivele consumatoare de căldură);
· independent (lichidul de răcire care circulă prin rețelele de încălzire din schimbătorul de căldură încălzește lichidul de răcire care circulă în sistemul de încălzire).
Conform metodei de conectare a sistemului de alimentare cu apă caldă la sistemul de încălzire:
· închis (apa pentru alimentarea cu apă caldă este preluată de la alimentarea cu apă și încălzită într-un schimbător de căldură cu apă de rețea);
· Deschis (apa pentru alimentarea cu apă caldă este preluată direct de la rețeaua de încălzire).
La amenajarea traseelor subterane în colectoare de trecere, este permisă nu se prevede o rezervă.
La așezare deasupra solului, redundanța este asigurată doar la tnr<-40 · С для диаметров >1200 mm în dimensiune cel puțin 70%. În plus, SNiP prevede rezervarea (100%) pentru anumite tipuri de clădiri pentru care tehnologia interzice diferențele de alimentare cu căldură. În acest caz, sunt furnizate fie 2 intrări independente în clădire de la diferite rețele de încălzire, fie o sursă de căldură de rezervă în rețea (de exemplu, un cazan electric).
Dependența de urgență a rețelelor de încălzire este în creștere pentru sistemele mari de alimentare cu căldură.
În sistemele mari, sunt utilizate în principal 2 scheme:
Capat de drum
Inel
În rețelele inelare se folosesc mai multe surse de căldură per rețea. Calculul rețelelor inelare se realizează numai pe un computer folosind legile lui Kirchhoff.
Redundanța prin jumperi în astfel de rețele nu poate fi utilizată.
Dacă rețeaua A-t este ca una inelară, atunci toate supapele sunt deschise și fluxurile de apă sunt distribuite proporțional cu rezistența și sarcinile termice, deoarece A-t-ul unor astfel de rețele este foarte complex. În practică, sursele sunt întrerupte una de cealaltă prin închiderea supapelor de separare (1). În acest caz, rețeaua A-t este o rețea fără margini. În situații de urgență, supapele de separare sunt deschise și o parte din căldură este transferată de la prima sursă la alta. Prin instalarea jumperilor de rezervă (metoda 2).
Datorita dispozitivului sursei 1 cu jumperi redundanti in N.n mic. (circuit de capăt mort).
Diametrele jumperului de rezervă sunt luate cu o marjă conform calculului pentru a asigura furnizarea minimă de căldură necesară zonei A.
Redundanța prin așezarea unei conducte de rezervă este utilizată atunci când sursa este situată la distanță de consumator. În acest caz, secțiunea de cap a rețelei este așezată într-o manieră „cu trei conducte”.
Două conducte - A-m pentru alimentare 1-H pentru retur. În modul de urgență, dacă prima conductă eșuează, căldura este furnizată prin liniile rămase.
Schema schematică a rețelei de încălzire.
Practic, constă din conducte principale și ramificate. Pe aceste conducte sunt amplasate structuri speciale, cum ar fi unități de încălzire (CH), camere pentru plasarea compensatoarelor, stații de coborâre și de creștere.
UT conține supape de închidere și secționale, dispozitive pentru eliminarea aerului și evacuarea apei și compensatoare pentru cutia de presa. În camera compensatorului sunt amplasate doar compensatoare pentru presa de apă;
Racordarea m/cartierelor si zonelor rezidentiale se realizeaza prin centrala termica.
Clădirile mari pot fi conectate la rețelele de încălzire prin centrale termice. Conectarea consumatorilor cu o sarcină mai mică de 4 MW. la rețelele de încălzire este interzisă. Potrivit SNiP, rețelele de încălzire trebuie să aibă 2 conducte. Utilizarea sistemelor cu 3 și 4 conducte este permisă în timpul studiului de fezabilitate. Conectarea consumatorilor la rețelele de încălzire ar trebui să fie în principal dependentă. Conexiunile independente sunt permise pentru clădirile cu 12 etaje și în funcție de piezometru.
Racordarea sistemelor de apă caldă este în principal închisă.
Determinarea debitelor estimate de apă
Consumul estimat de apă este determinat în funcție de SNiP separat pentru fiecare tip de încărcare termică.
o = Qo / T1р – T2р (mW), t/h
в = Qв / T1р – T2р (mW), t/h
Consumul de apă caldă depinde de tipul de sistem - deschis sau închis.
- Închis
Consumul צ - depinde de schemă includereîncălzitoare în ITP sau substații de încălzire centrală. La calcul se determină 2 costuri:
- In medie
- Maxim
a) Circuit în paralel pentru conectarea încălzitoarelor
gv.z sr = Q gv.z sr / T1p – T2,gv (mW), t/h
Т1п – Acceptat conform cărții de referință (70 C)
T2,gv – temperatura apei la ieșirea boilerului (30 C conform SNiP)
Consumul mediu pentru nevoile de alimentare cu apă caldă se regăsește la tnp. Debitul maxim este determinat în mod similar.
O rețea de încălzire este un set de conducte și dispozitive care furnizează
transportul căldurii de la sursa de alimentare cu căldură către consumatori folosind un lichid de răcire (apă caldă sau abur).
Din punct de vedere structural, rețeaua de încălzire include conducte cu izolație termică și compensatoare, dispozitive de așezare și securizare a conductelor, precum și supape de închidere sau de control.
Alegerea lichidului de răcire este determinată de o analiză a proprietăților sale pozitive și negative. Principalele avantaje ale unui sistem de încălzire a apei: capacitate mare de stocare a apei; posibilitatea de transport pe distanțe lungi; comparativ cu aburul, pierderi mai mici de căldură în timpul transportului; capacitatea de a regla sarcina termică prin schimbarea temperaturii sau a modului hidraulic. Principalul dezavantaj al sistemelor de apă este consumul mare de energie pentru a muta lichidul de răcire în sistem. În plus, utilizarea apei ca lichid de răcire necesită o pregătire specială a acesteia. În timpul preparării, duritatea carbonatului, conținutul de oxigen, conținutul de fier și pH-ul sunt standardizate. Rețelele de încălzire cu apă sunt de obicei utilizate pentru a satisface sarcinile de încălzire și ventilație, sarcinile de alimentare cu apă caldă și sarcinile de proces cu potențial scăzut (temperaturi sub 100 0 C).
Avantajele aburului ca agent de răcire sunt următoarele: pierderi reduse de energie la deplasarea în canale; transfer intens de căldură în timpul condensului în aparatele termice; În sarcinile de proces cu potențial ridicat, aburul poate fi utilizat la temperaturi și presiuni ridicate. Dezavantaj: funcționarea sistemelor de încălzire cu abur necesită măsuri speciale de siguranță.
Dispunerea rețelei de încălzire este determinată de următorii factori: locația sursei de alimentare cu căldură în raport cu zona de consum de căldură, natura încărcăturii termice a consumatorilor, tipul de lichid de răcire și principiul utilizării acestuia. .
Rețelele de căldură sunt împărțite în:
Liniile de trunchi așezate de-a lungul principalelor direcții ale instalațiilor de consum de căldură;
Distribuție, care sunt situate între rețelele principale de încălzire și nodurile de ramificație;
Ramuri ale rețelelor de încălzire către consumatori individuali (cladiri).
Diagramele rețelelor de căldură sunt de obicei utilizate ca și radiale, Fig. 5.1. De la centrala termică sau cazanul 4, lichidul de răcire este alimentat prin liniile radiale 1 către consumatorul de încălzire 2. Pentru a furniza căldură de rezervă consumatorilor, liniile radiale sunt conectate prin jumperi 3.
Raza de acțiune a rețelelor de încălzire a apei atinge
12 km. Pentru lungimi mici de conducte, ceea ce este tipic pentru rețelele de încălzire rurale, se utilizează o schemă radială cu o scădere constantă a diametrului conductelor pe măsură ce se îndepărtează de sursa de alimentare cu căldură.
Instalarea rețelelor de încălzire poate fi supraterană (aeriană) și subterană.
Pozarea conductelor supraterane (pe
catarge sau pasaje de sine stătătoare, pe blocuri de beton și se utilizează pe teritoriile întreprinderilor, la construirea rețelelor de încălzire în afara limitelor orașului la traversarea râpelor etc.
În așezările rurale, așezarea solului poate fi pe suporturi joase și suporturi de înălțime medie. Această metodă este aplicabilă la temperaturi calde
purtător nu mai mult de 115 0 C. Instalarea subterană este cea mai comună. Există instalații de canal și non-canal. În fig. Figura 5.2 prezintă o garnitură de canal. La așezarea într-un canal, structura izolatoare a conductelor este descărcată de sarcinile externe ale umpluturii. Pentru instalarea fără canale (vezi Fig. 5.3), conductele 2 sunt așezate pe suporturile 3 (pietriș
sau perne de nisip, blocuri de lemn etc.).
Umplutura 1, care se folosește: pietriș, nisip grosier, turbă măcinată, argilă expandată etc., servește ca protecție împotriva daunelor externe și, în același timp, reduce pierderile de căldură. Când se așează într-un canal, temperatura lichidului de răcire poate ajunge la 180 °C. Pentru rețelele de încălzire, cel mai des sunt utilizate țevi de oțel cu un diametru de 25 până la 400 mm. Pentru a preveni distrugerea țevilor metalice din cauza deformării temperaturii, compensatoare sunt instalate de-a lungul întregii conducte la anumite distanțe.
Diferite modele de compensatoare sunt prezentate în Fig. 5.4.
Orez. 5.4. Compensatoare:
a – în formă de U; b– în formă de liră; V– cutie de presa; G– lentilă
Compensatoare de tip A (în formă de U) și b (în formă de liră) se numesc radiale. În acestea, modificarea lungimii conductei este compensată de deformarea materialului în coturi. În îmbinări de dilatație cutie de presa V Este posibil ca conducta să alunece în interiorul conductei. În astfel de compensatoare este nevoie de un design de etanșare fiabil. Compensator G - tipul de lentile selectează o modificare a lungimii datorită acțiunii elastice a lentilelor. Perspective mari pentru compensatorii întăriți. Un burduf este o carcasă ondulată cu pereți subțiri care îi permite să absoarbă diferite mișcări în direcțiile axiale, transversale și unghiulare, să reducă nivelurile de vibrație și să compenseze dezalinierea.
Conductele sunt așezate pe suporturi speciale de două tipuri: libere și fixe. Suporturile libere asigură deplasarea țevilor în timpul deformărilor de temperatură. Suporturile fixe fixează poziția țevilor în anumite zone. Distanța dintre suporturile fixe depinde de diametrul țevii, de exemplu, cu D = 100 mm L = 65 m; la D = 200 mm L = 95 m Între suporturile fixe de sub conducte cu compensatoare se instalează 2...3 suporturi mobile.
În prezent, în locul țevilor metalice, care necesită o protecție serioasă împotriva coroziunii, țevile din plastic au început să fie utilizate pe scară largă. Industria multor țări produce o gamă largă de țevi din materiale polimerice (polipropilenă, poliolefen); țevi metal-plastic; țevi realizate prin înfășurare fire din grafit, bazalt, sticlă.
Pe retelele de incalzire principale si de distributie se pun conducte cu izolatie termica aplicata in mod industrial. Pentru izolarea termică a țevilor din plastic este de preferat să se utilizeze materiale polimerizante: spumă poliuretanică, spumă de polistiren etc. Pentru țevile metalice se folosește izolație din material plastic bitum-perlit sau polimer fenolic.
5.2. Puncte de incalzire
Un punct de încălzire este un complex de dispozitive situate într-o cameră separată, constând din schimbătoare de căldură și elemente ale echipamentelor de încălzire.
Punctele de încălzire asigură conexiuni ale obiectelor consumatoare de căldură la rețeaua de încălzire. Sarcina principală a TP este:
– transformarea energiei termice;
– distribuția lichidului de răcire între sistemele de consum de căldură;
– controlul și reglarea parametrilor lichidului de răcire;
– contabilizarea costurilor cu lichidul de răcire și căldură;
– oprirea sistemelor de consum de căldură;
– protejarea sistemelor de consum de căldură împotriva creșterilor de urgență ale parametrilor lichidului de răcire.
Punctele de încălzire sunt împărțite în funcție de prezența rețelelor de încălzire după ele în: puncte de încălzire centrală (CHP) și puncte de încălzire individuale (ITP). Două sau mai multe instalații de consum de căldură sunt conectate la centrala termică. ITP conectează rețeaua de încălzire la un obiect sau la o parte a acesteia. În funcție de locația lor, punctele de încălzire pot fi de sine stătătoare, atașate la clădiri și structuri sau încorporate în clădiri și structuri.
În fig. Figura 5.5 prezintă o diagramă tipică a sistemelor ITP care asigură încălzire și alimentare cu apă caldă unei instalații separate.
Două conducte sunt conectate de la rețeaua de încălzire la supapele de închidere ale punctului de încălzire: alimentare (intră lichid de răcire la temperatură înaltă) și
retur (lichidul de răcire răcit este îndepărtat). Parametrii lichidului de răcire din conducta de alimentare: pentru apă (presiune de până la 2,5 MPa, temperatură - nu mai mare de 200 0 C), pentru abur (p t 0 C). În interiorul punctului de încălzire sunt instalate cel puțin două schimbătoare de căldură de tip recuperator (înveliș și tub sau plăci). Unul asigură transformarea căldurii în sistemul de încălzire al instalației, celălalt în sistemul de alimentare cu apă caldă. În ambele sisteme, în fața schimbătoarelor de căldură sunt instalate dispozitive pentru monitorizarea și reglarea parametrilor și alimentarea cu lichid de răcire, ceea ce permite înregistrarea automată a căldurii consumate. Pentru sistemul de incalzire, apa din schimbatorul de caldura este incalzita la maxim 95 0 C si pompata prin dispozitivele de incalzire de catre o pompa de circulatie. Pe conducta de retur sunt instalate pompe de circulație (una de lucru, alta de rezervă). Pentru alimentarea cu apa calda
Apa pompată prin schimbătorul de căldură de către o pompă de circulație este încălzită la 60 0 C și furnizată consumatorului. Debitul de apă este compensat în schimbătorul de căldură din sistemul de alimentare cu apă rece. Pentru a lua în considerare căldura consumată pentru încălzirea apei și consumul acesteia, sunt instalați senzori și dispozitive de înregistrare adecvate.
5.2. Determinarea schemei și configurației rețelelor de încălzire.
La proiectarea rețelelor de încălzire, alegerea unei scheme este o sarcină tehnică și economică complexă. Dispunerea rețelei de încălzire este determinată nu numai de locația surselor de căldură în raport cu consumatorii, ci și de tipul de lichid de răcire, natura încărcăturilor termice și valoarea lor calculată.
Principalele criterii după care se evaluează calitatea rețelei de încălzire proiectate ar trebui să fie eficiența economică a acesteia. Atunci când alegeți configurația rețelelor de încălzire, ar trebui să depuneți eforturi pentru cele mai simple soluții și, dacă este posibil, lungimi de conducte mai scurte.
În rețelele de încălzire, atât apa, cât și aburul pot fi folosite ca agenți de răcire. Aburul ca lichid de răcire este utilizat în principal pentru sarcinile de proces ale întreprinderilor industriale. De obicei, lungimea rețelelor de abur pe unitatea de sarcină termică proiectată este mică. Dacă, datorită naturii procesului tehnologic, sunt permise întreruperi pe termen scurt (până la 24 de ore) în alimentarea cu abur, atunci cea mai economică și, în același timp, destul de fiabilă soluție este așezarea unei conducte de abur cu o singură conductă un fir.
Trebuie avut în vedere faptul că duplicarea rețelelor de abur duce la o creștere semnificativă a costului acestora și a consumului de materiale, în primul rând conducte de oțel. La așezare, în loc de o conductă proiectată pentru încărcare completă, două paralele proiectate pentru jumătate de sarcină, suprafața conductelor crește cu 56%. În consecință, consumul de metal și costul inițial al rețelei cresc.
Alegerea designului rețelelor de încălzire a apei este considerată o sarcină mai dificilă, deoarece sarcina lor este de obicei mai puțin concentrată. Rețelele de încălzire cu apă din orașele moderne deservesc un număr mare de consumatori, adesea măsurați în mii și chiar zeci de mii de clădiri conectate situate în zone măsurate adesea în multe zeci de kilometri pătrați.
Rețelele de apă sunt mai puțin durabile decât rețelele de abur, în principal datorită susceptibilității mai mari la coroziunea externă a conductelor de oțel așezate în canale subterane. În plus, rețelele de încălzire a apei sunt mai sensibile la accidente datorită densității mai mari a lichidului de răcire. Vulnerabilitatea de urgență a rețelelor de încălzire a apei este vizibilă în special în sistemele mari cu conexiune dependentă a instalațiilor de încălzire la rețeaua de încălzire, prin urmare, atunci când alegeți o schemă pentru rețelele de încălzire a apei, trebuie acordată o atenție deosebită problemelor de fiabilitate și redundanță a alimentării cu căldură. .
Rețelele de încălzire a apei trebuie să fie clar împărțite în curent și distribuție. LA orice rețele de obicei includ conducte de căldură care conectează sursele de căldură cu zonele de consum de căldură, precum și între ele.
Lichidul de răcire intră din rețelele de distribuție și este alimentat prin rețelele de distribuție prin stații termice de grup sau substații termice locale către instalațiile consumatoare de căldură ale abonaților. Conectarea directă a consumatorilor de căldură la aceste rețele nu ar trebui să fie permisă, cu excepția cazurilor de conectare a marilor întreprinderi industriale,
Noile rețele de încălzire sunt împărțite în secțiuni cu lungimea de 1–3 km folosind supape. Atunci când o conductă se deschide (se sparge), locația defecțiunii sau accidentului este localizată prin supape secționale. Datorită acestui fapt, pierderile de apă din rețea sunt reduse și durata reparațiilor este redusă datorită scăderii timpului necesar pentru scurgerea apei din conductă înainte de reparații și pentru umplerea tronsonului conductei cu apă din rețea după reparații.
Distanța dintre supapele secționale este selectată astfel încât timpul necesar pentru reparații să fie mai mic decât timpul în care temperatura internă în încăperile încălzite, când încălzirea este complet oprită la temperatura exterioară proiectată pentru încălzire, scade sub 12 - 14 ° C. Aceasta este valoarea limită minimă care este de obicei acceptată în conformitate cu contractul de furnizare a căldurii.
Distanța dintre supapele secționale ar trebui, în general, să fie mai mică pentru diametre mai mari ale conductelor și la temperaturi exterioare de proiectare mai mici pentru încălzire. Timpul necesar pentru efectuarea reparațiilor crește odată cu creșterea diametrului conductei și a distanței dintre supapele secționale. Acest lucru se datorează faptului că, pe măsură ce diametrul crește, timpul de reparare crește semnificativ.
Dacă timpul de reparație este mai mare decât este permis, este necesar să se asigure o rezervă a sistemului de alimentare cu căldură în cazul defecțiunii unei secțiuni a rețelei de încălzire. Una dintre metodele de redundanță este blocarea autostrăzilor adiacente. Supapele secționale sunt amplasate convenabil în punctele de conectare între rețelele de distribuție și rețelele de încălzire. În aceste camere nodale, pe lângă ventile secționale, există și robinete de cap ale rețelelor de distribuție, robinete pe liniile de blocare între rețelele adiacente sau între rețele și sursele de alimentare cu căldură de rezervă, de exemplu, cele raionale (camera 4 din Fig. 5.1). Nu este nevoie să secționeze liniile de abur, deoarece masa de abur necesară pentru a umple liniile lungi de abur este mică. Supapele secționale trebuie să fie echipate cu o acționare electrică sau hidraulică și să aibă o legătură telemecanică cu centrul de control central. Rețelele de distribuție trebuie să fie conectate la linia principală pe ambele părți ale supapelor secționale astfel încât să poată fi asigurată serviciul neîntrerupt către abonați în caz de accidente pe orice secțiune secțională a liniei principale.
Orez. 5.1. Schema principală de comunicație pe o singură linie a unei rețele de încălzire a apei cu două conducte cu două rețele
1 - colector; 2 - retea; 3 - retea de distributie; 4 - camera de secţionare; 5 - supapa sectionala; 6 - ; 7 - blocarea conexiunii
Conexiunile de interblocare între autostrăzi pot fi realizate folosind țevi simple. O schemă adecvată pentru conectarea acestora la rețea poate prevedea utilizarea conexiunilor de blocare atât pentru conductele de alimentare, cât și pentru retur.
În clădirile de o categorie specială care nu permit întreruperi în alimentarea cu energie termică, trebuie să se prevadă alimentarea de rezervă a căldurii de la încălzitoare pe gaz sau electrice sau de la încălzitoarele locale în cazul unei întreruperi de urgență a alimentării centralizate de căldură.
Conform SNiP 2.04.07-86, este permisă reducerea furnizării de căldură în condiții de urgență la 70% din consumul total de proiectare (maxim orar pentru ventilație și medie orară pentru alimentare cu apă caldă). Pentru întreprinderile în care întreruperile alimentării cu energie termică nu sunt permise, trebuie prevăzute circuite duplicate sau inelare ale rețelelor de încălzire. Consumul estimat de căldură de urgență trebuie luat în conformitate cu modul de funcționare al întreprinderilor.
În fig. Figura 5.1 prezintă o diagramă de bază uniliniară a unei rețele de încălzire a apei cu două conducte cu o putere electrică de 500 MW și o putere termică de 2000 MJ/s (1700 Gcal/h).
Raza rețelei de încălzire este de 15 km. Consumul de căldură este transmis în zona finală prin două conducte de tranzit cu două conducte lungi de 10 km. Diametrul liniilor de evacuare este de 1200 mm. Pe măsură ce apa este distribuită în ramuri asociate, diametrele liniilor scad. Consumul de caldura este introdus in zona finala prin patru retele cu diametrul de 700 mm, iar apoi distribuit pe opt retele cu diametrul de 500 mm. Conexiunile de interblocare între liniile principale, precum și substațiile redundante, sunt instalate numai pe linii cu un diametru de 800 mm sau mai mult.
Această soluție este acceptabilă în cazul în care, cu distanța admisă între supapele secționale (2 km în diagramă), timpul necesar pentru repararea unei conducte cu diametrul de 700 mm , mai puțin timp în care temperatura interioară a clădirilor încălzite, când încălzirea este oprită la temperatura exterioară, va scădea de la 18 la 12 ºС (nu mai mică).
Conexiunile de interblocare și supapele de secționare sunt distribuite astfel încât în cazul unui accident pe orice secțiune a unei linii principale cu un diametru de 800 mm sau mai mult, să fie asigurați toți abonații conectați la rețeaua de încălzire. abonaților se încalcă numai în caz de accidente pe linii cu diametrul de 700 mm sau mai mic.
În acest caz, abonații aflați în spatele locului accidentului (de-a lungul căii de căldură) sunt terminați.
Atunci când se furnizează căldură orașelor mari din mai multe, este recomandabil să se asigure interblocarea reciprocă, conectând rețeaua lor cu conexiuni de interblocare. În acest caz, se poate crea un inel combinat
Blocarea conexiunilor între rețelele de diametru mare trebuie să aibă o capacitate suficientă pentru a asigura transmiterea debitelor de apă redundante. În cazurile necesare, se construiesc substații pentru a crește capacitatea de blocare a conexiunilor.
Indiferent de blocarea conexiunilor dintre rețeaua de alimentare, este recomandabil în orașele cu o sarcină dezvoltată de alimentare cu apă caldă să se prevadă jumperi cu un diametru relativ mic între rețelele de distribuție a căldurii adiacente pentru a rezerva sarcina de alimentare cu apă caldă.
Când diametrele rețelei care emană de la sursa de căldură sunt de 700 mm sau mai puțin, se utilizează de obicei o diagramă radială (radială) a rețelei de încălzire cu o scădere treptată a diametrului pe măsură ce distanța de la stație crește și sarcina termică conectată scade.
O astfel de rețea este cea mai ieftină din punct de vedere al costurilor inițiale, necesită cel mai mic consum de metal pentru construcție și este ușor de operat. Cu toate acestea, în cazul unui accident pe coloana vertebrală a rețelei radiale, abonații conectați la locul accidentului sunt terminați. Dacă are loc un accident pe linia principală în apropierea stației, atunci toți consumatorii conectați la linia principală sunt întrerupți. Această soluție este acceptabilă dacă timpul de reparație pentru conductele cu un diametru de cel puțin 700 mm satisface condiția de mai sus.
Întrebarea cu privire la ce diametre ale conductelor de căldură și ce schemă de rețea de încălzire (radială sau inelă) ar trebui utilizată în sistemele de termoficare ar trebui să fie decisă în funcție de condițiile specifice dictate de furnizarea de căldură către consumatorii de căldură: dacă permit o întrerupere a alimentării. de lichid de răcire sau nu, care sunt costurile de redundanță și așa mai departe. Prin urmare, într-o economie de piață, reglementarea de mai sus a diametrelor și diagramele rețelelor de încălzire nu poate fi considerată singura soluție corectă.