Salutări, dragi și respectați cititori ai site-ului „site”. Dispunerea rețelei de încălzire este determinată de prezența unei surse de alimentare cu căldură, puterea termică a acestora, precum și plasarea surselor de alimentare cu căldură în raport cu consumatorii de căldură. De asemenea, alegerea diagramelor rețelei de încălzire depinde de mărimea sarcinilor termice ale consumatorilor de căldură, de natura consumatorilor de căldură și de tipul de lichid de răcire. Proiectarea rețelei de încălzire trebuie să asigure furnizarea de căldură fiabilă și acuratețea distribuției acesteia între consumatori. Lungimea rețelei de încălzire ar trebui să fie minimă, iar configurația să fie cât mai simplă și economică de operat.
Cea mai simplă și mai des folosită este diagrama rețelei de încălzire radială (dead-end).
Schema schematică radială
1 – consumatori de căldură
2 – rețele de încălzire
3 – sursa de alimentare cu energie termica (cazana, centrala termica)
Rețelele de încălzire radială se caracterizează printr-o scădere treptată a diametrelor conductelor pe măsură ce se îndepărtează de sursa de alimentare cu căldură și debitul de apă din rețea scade. Pe conductele rețelelor de încălzire sunt amplasate supape secţionale la o distanță de 1000 până la 1500 m unul de celălalt. Pe ramurile consumatorilor de căldură se instalează și ventile secționale. Scopul supapei secționale este de a localiza locația defecțiunii rețelei de încălzire și de a deconecta consumatorii. Rețelele de încălzire radială sunt cele mai simple și necesită costuri mari de capital și de exploatare.
Principal lipsa rețelelor de încălzire radială – lipsa rezervării, adică În cazul unui accident într-una dintre secțiuni, de exemplu, secțiunea „B-G” din diagramă, furnizarea de căldură către toți consumatorii aflați după punctul (secțiunea) „D” este oprită.
Creșterea fiabilității rețelelor de încălzire radială este posibilă folosind următoarele metode:
- Funcționarea în comun a mai multor surse de alimentare cu căldură pe o rețea comună de încălzire radială.
- Redundanța elementelor individuale ale rețelei de încălzire radială (4 în loc de 1 conductă de alimentare, care este proiectată pentru a trece 100% din debitul rețelei, puteți așeza 2 conducte, fiecare dintre acestea fiind proiectată pentru a trece 50% din debitul de apă al rețelei) .
- Utilizarea măsurilor tehnice care cresc probabilitatea funcționării fără defecțiuni a elementelor individuale ale rețelei de încălzire (de exemplu, protecția anticoroziune a conductelor, utilizarea supapelor de închidere din oțel în loc de fontă).
- Instalarea de jumperi duplicate între rețelele de încălzire ale zonelor învecinate.
- Utilizarea unui mod blând la operarea unei rețele de încălzire radială (de exemplu, funcționarea sistemelor de alimentare cu căldură la grafice de temperatură scăzută τ 01<=90 0 C, τ 02 <=60 0 C).
Cu toate acestea, creșterea fiabilității rețelelor de încălzire radială duce la creșterea semnificativă a costului acestora și trebuie justificată prin calcule tehnice și economice.
Continuitatea alimentării cu căldură către consumatori este destul de bine asigurată de circuitul inel al rețelei de încălzire.
În rețelele de încălzire inelară, se prevăd așezarea secțiunilor principale duplicat ("A-A'-G'-E'-G"), precum și așezarea jumperilor (de exemplu, "B-B'; G"). -G'; D-D'; Și în cazul unui accident într-una dintre secțiuni, consumatorul va primi energie termică printr-o linie principală de rezervă către secțiuni prin jumperi.
Soneria crește fiabilitatea rețelelor de încălzire, dar duce la o creștere semnificativă a costurilor de capital și de exploatare. Alegerea diagramei rețelei de încălzire este determinată de un studiu de fezabilitate cu luarea în considerare obligatorie a fiabilității alimentării consumatorilor cu energie termică.
Pe baza fiabilității furnizării de căldură, consumatorii de căldură sunt împărțiți în 3 categorii:
- Consumatorii care nu permit întreruperi în furnizarea cantității necesare de căldură și care nu permit scăderea temperaturii interioare a aerului în clădiri (spitale, maternități, grădinițe cu ședere de 24 de ore pentru copii, galerii, mine etc. ).
- Consumatorii care permit scăderea temperaturii aerului intern pentru perioada de lichidare a accidentului. Scăderea admisibilă a temperaturii aerului interior pe perioada lichidării accidentului este de până la 12 0 C pentru clădirile rezidențiale, publice, administrative și până la 8 0 C pentru clădirile industriale.
- Toți ceilalți consumatori de căldură (depozite, garaje, depozite).
În cazul accidentelor pe rețelele de încălzire sau la o sursă de alimentare cu căldură, reducerea alimentării cu căldură la consumatorii din categoriile 2 și 3 este prezentată în tabel.
Reducerea permisă a furnizării de căldură la consumatorii din categoriile 2 și 3 în regim de alimentare cu căldură de urgență
Timpul estimat pentru eliminarea accidentului și restabilirea completă a furnizării de căldură este de la 15 la 54 de ore (în funcție de locația accidentului și de complexitatea pagubei).
Conform SNiP 41-02-2003 „Rețele de căldură”. Toate rețelele de încălzire ale localităților și întreprinderilor industriale sunt împărțite în:
- rețelele principale de încălzire – destinate transportului lichidului de răcire de la sursele de alimentare cu căldură la intrările din zone rezidenţiale sau la intrările pe teritoriul întreprinderilor industriale.
- rețele de distribuție a căldurii – conceput pentru transportul lichidului de răcire de la rețelele principale de încălzire la punctele de încălzire din zone rezidențiale sau întreprinderi industriale.
- rețelele trimestriale de încălzire sau rețele de încălzire între magazine – concepute pentru transportul lichidului de răcire de la punctele de încălzire la clădirile din zone rezidențiale sau atelierele întreprinderilor industriale.
Scheme schematice ale rețelelor principale, de distribuție și de termoficare.
1 - consumatori de căldură (cladiri)
2 – surse de alimentare cu căldură
3 – secțiuni ale rețelei principale de încălzire
4 – rețele de distribuție a căldurii
5 – rețele de încălzire sferturi
6 – puncte de încălzire centrală
Schema schematică a rețelelor de încălzire cu puncte de încălzire individuale
Figurile prezintă diagrame ale rețelelor radiale de distribuție principală și de termoficare pentru 2 zone rezidențiale în prezența a 2 surse de alimentare cu căldură.
Pentru fiecare zonă rezidențială, alimentarea cu căldură este asigurată din orice sursă de alimentare cu căldură (prin comutarea supapelor pe rețelele de încălzire principală și de distribuție). Rețelele principale de încălzire și rețelele de distribuție de încălzire transportă lichid de răcire pentru toate tipurile de consum de căldură, de ex. într-o conductă există apă de rețea pentru încălzire, ventilație, alimentare cu apă caldă și eventual chiar pentru nevoile tehnologice ale consumatorilor de căldură.
Rețelele principale de încălzire și rețelele de distribuție de încălzire sunt așezate, de regulă, cu 2 țevi trimestriale și rețelele inter-shop transportă separat lichidul de răcire pentru fiecare tip de consum de căldură; rețelele de încălzire sunt așezate separat (așa-numitele rețele termice de încălzire), rețelele de alimentare cu apă caldă (rețele de alimentare cu apă caldă) sunt așezate separat, iar rețelele pot fi așezate și la întreprinderile industriale pentru a acoperi sarcina termică tehnologică.
Rețelele de încălzire trimestriale și inter-shop sunt așezate fie cu 4 conducte, fie cu multe conducte în prezența zonelor rezidențiale sau la întreprinderile industriale, punctele de încălzire individuale, diferențele dintre rețelele de încălzire de distribuție și trimestriale sunt practic șterse, adică; În acest caz, rețelele de distribuție a căldurii sunt așezate chiar în zonele rezidențiale sau între atelierele din întreprinderile industriale.
Lichidul de răcire preparat (abur de o anumită presiune sau apă încălzită la o anumită temperatură) este furnizat prin rețelele de încălzire pentru încălzirea consumatorilor. Rețeaua de încălzire este formată din conducte termice, adică țevi de oțel conectate prin sudură, izolație termică, supape de închidere și control, stații de pompare, regulatoare automate, compensatoare de dilatare termică, dispozitive de drenaj și aerisire, suporturi mobile și fixe, camere de serviciu și structuri de construcție.
În prezent, rețelele de încălzire sunt formate în mare parte din două conducte, constând din conducte de alimentare și retur de căldură pentru rețelele de apă și o conductă de abur cu o conductă de condens pentru rețelele de abur.
Structura rețelei de încălzire este determinată de locația surselor de căldură (CHP sau cazane districtuale) în raport cu zona de consum de căldură, natura încărcăturii termice și tipul de lichid de răcire. Proiectarea rețelei trebuie să asigure fiabilitatea și rentabilitatea funcționării; Lungimea rețelei ar trebui să fie minimă, iar configurația să fie cât mai simplă posibil.
Aburul ca lichid de răcire este utilizat în principal pentru sarcinile de proces ale întreprinderilor industriale. Sarcina principală a rețelelor de abur este de obicei concentrată într-un număr relativ mic de noduri, care sunt atelierele întreprinderilor industriale. Prin urmare, lungimea specifică a rețelelor de abur pe unitatea de sarcină termică proiectată este, de regulă, mică. Atunci când, datorită naturii procesului tehnologic, sunt permise întreruperi pe termen scurt (până la 24 de ore) în alimentarea cu abur, cea mai economică și, în același timp, destul de fiabilă soluție este așezarea unei conducte de abur cu o singură conductă, cu un conducta de condens.
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.
Rețelele de încălzire a apei trebuie să fie clar împărțite în liniile principale și de distribuție. Liniile principale includ de obicei conducte de căldură care conectează sursele de căldură cu zonele de consum de căldură, precum și între ele. Lichidul de răcire provine de la liniile principale către rețelele de distribuție și este alimentat prin rețelele de distribuție prin stații termice de grup sau posturi termice locale către instalațiile consumatoare de căldură ale abonaților. Nu trebuie permisă conectarea directă a consumatorilor de căldură la rețelele principale, cu excepția cazurilor de conectare a marilor întreprinderi industriale.
Distinge radiale și inelare retea de incalzire. Cele mai utilizate sunt rețelele radiale, care se caracterizează printr-o scădere treptată a diametrului pe măsură ce se îndepărtează de sursa de alimentare cu căldură și sarcina termică scade (Fig. 26). Astfel de rețele sunt ușor de operat și necesită cele mai mici costuri de capital.
Dezavantajul rețelelor radiale este lipsa redundanței. În cazul unui accident pe una dintre autostrăzi, de exemplu la punct A autostrăzi eu, furnizarea de căldură către toți consumatorii aflați după punct se va opri A de-a lungul fluxului de lichid de răcire. În cazul unui accident la începutul liniei principale, alimentarea cu căldură a tuturor consumatorilor este oprită; conectat la această autostradă. Pentru a rezerva alimentarea cu energie termică a consumatorilor, pot fi prevăzute jumperi între rețeaua de alimentare. Jumperele sunt așezate cu un diametru mai mare, acestea leagă mijlocul sau capetele autostrăzilor.
Atunci când se furnizează căldură orașelor mari de la mai multe centrale termice, este recomandabil să se asigure interblocarea reciprocă a centralelor termice prin conectarea rețelei lor cu conexiuni de interblocare. În acest caz, poate fi creată o rețea de căldură inelară combinată cu mai multe surse de energie. Diagrama unei astfel de rețele este prezentată în Fig. 27. În unele cazuri, rețelele termice ale centralelor termice și cazanelor mari districtale sau industriale pot fi combinate în același sistem.
Rețelele de apel crește semnificativ costul rețelelor, dar crește fiabilitatea furnizării de căldură. Apelarea rețelelor de încălzire industrială este uneori obligatorie atunci când se furnizează căldură consumatorilor care nu permit întreruperi în alimentarea cu lichid de răcire, de obicei pentru nevoi tehnologice. În acest caz, sunetul poate fi înlocuit prin duplicare, adică așezarea a două conducte de abur sau căldură în paralel. A doua linie de abur sau linie de căldură în acest caz se află în „rezerva fierbinte”. Cu o justificare adecvată, întreprinderile industriale asigură capacitatea de rezervă a rețelelor de încălzire pentru extinderea ulterioară a întreprinderii sau a atelierelor individuale.
Integrarea rețelelor principale de încălzire a mai multor surse de căldură, împreună cu redundanța alimentării cu căldură, face posibilă reducerea rezervei totale a cazanului la o centrală termică și creșterea gradului de utilizare a celor mai economice echipamente din sistem datorită distribuției optime a sarcinii. între sursele de căldură.
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 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 rețelei inelare 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 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.
Risc comercial (risc de reducere a volumelor de servicii) este minimizată prin alegerea corectă a strategiei de marketing și a promoțiilor, monitorizarea continuă a nevoilor clienților și implementarea unei politici flexibile de sortiment. De remarcat că în timpul evaluării financiare și economice a proiectului s-a efectuat o evaluare prudentă a volumului de servicii.
Riscul de profitabilitate (neatingerea nivelului planificat de rentabilitate a proiectului) minimizat datorită unei politici tarifare flexibile, alegerea prețurilor pentru servicii la nivelul mediu al pieței și controlul costurilor.
Riscuri politiceîntr-o anumită măsură poate fi limitată prin contacte cu autoritățile orașului și sprijin legal pentru proiect pe durata implementării acestuia.
CALCUL HIDRAULIC
SARCINI DE CALCUL HIDRAULIC
Sarcini de calcul hidraulic:
1) determinarea diametrelor conductelor;
2) determinarea căderii de presiune (presiune);
3) determinarea presiunilor (presiunilor) în diferite puncte ale rețelei;
4) conectarea tuturor punctelor sistemului în moduri statice și dinamice pentru a asigura presiunile admisibile și presiunile necesare în rețea și sistemele de abonat.
În unele cazuri, sarcina poate fi, de asemenea, să se determine debitul conductelor cu un diametru cunoscut și o anumită pierdere de presiune.
Rezultatele calculelor hidraulice sunt utilizate pentru:
1) determinarea investițiilor de capital, a consumului de metal (conducte) și a volumului principal de lucru la construcția unei rețele de încălzire;
2) stabilirea caracteristicilor pompelor de circulatie si de completare, a numarului de pompe si amplasarea acestora;
3) clarificarea condițiilor de funcționare a surselor de căldură, a rețelei de încălzire și a sistemelor de abonat și alegerea schemelor de racordare la rețeaua de încălzire a instalațiilor consumatoare de căldură;
5) dezvoltarea modurilor de operare pentru sistemele de alimentare cu căldură.
Datele inițiale pentru efectuarea unui calcul hidraulic trebuie să fie proiectarea și profilul rețelei de încălzire, locația surselor de căldură și a consumatorilor și sarcinile de proiectare.
DIAGRAME ȘI CONFIGURAȚII ALE REȚELELOR DE încălzire
Rețeaua de încălzire este legătura de legătură și transport a sistemului de alimentare cu căldură.
Ea trebuie să aibă următoarele calități:
1. fiabilitate; trebuie să mențină capacitatea de a furniza în mod continuu consumatorului lichid de răcire în cantitatea necesară pe tot parcursul anului, cu excepția unei scurte pauze de întreținere preventivă vara;
2. controlabilitate – i.e. asigura modul de funcționare necesar, posibilitatea de funcționare în comun a surselor de alimentare cu căldură și redundanța reciprocă a rețelei.
Modul de funcționare necesar este distribuirea rapidă și precisă a lichidului de răcire către punctele de încălzire în condiții normale, în situații critice, precum și atunci când sursele de căldură lucrează împreună pentru a economisi combustibil.
Schema rețelei de încălzire se determină:
Amplasarea surselor de căldură (CHP sau centrale termice) în raport cu zona de consum de căldură;
Natura încărcăturii termice a consumatorilor din zonă;
Tipul de lichid de răcire.
Principiile de bază care trebuie urmate atunci când alegeți o diagramă a rețelei de încălzire sunt fiabilitatea și eficiența furnizării de căldură. Atunci când alegeți configurația rețelelor de încălzire, ar trebui să vă străduiți să obțineți cele mai simple soluții și cea mai scurtă lungime a conductelor de căldură.
Creșterea fiabilității rețelei se realizează folosind următoarele metode:
Creșterea fiabilității elementelor individuale incluse în sistem;
Utilizarea unui mod de funcționare „blând” a sistemului în ansamblu sau a elementelor sale cele mai deteriorate prin menținerea temperaturii apei în conductele de alimentare la 100°C și peste, și în liniile de retur la 50°C și mai jos;
Rezervări, adică introducerea de elemente suplimentare în sistem care pot înlocui total sau parțial elementele defectate.
În funcție de gradul de fiabilitate, toți consumatorii sunt împărțiți în două categorii:
I – instituții medicale cu spitale, întreprinderi industriale cu consum constant de căldură pentru nevoi tehnologice, grupuri de consumatori urbani cu o putere termică de 30 MW. O întrerupere a alimentării cu căldură este permisă numai pentru perioada de comutare, adică. nu mai mult de 2 ore;
II – toți ceilalți consumatori.
Aburul ca lichid de răcire este utilizat în principal pentru sarcinile de proces ale întreprinderilor industriale. Sarcina principală a rețelelor de abur este de obicei concentrată într-un număr relativ mic de noduri, care sunt atelierele întreprinderilor industriale. Prin urmare, lungimea specifică a rețelelor de abur pe unitatea de sarcină termică proiectată este mică. Atunci când, datorită naturii procesului tehnologic, sunt permise întreruperi pe termen scurt (până la 24 de ore) în alimentarea cu abur, cea mai economică și, în același timp, destul de fiabilă soluție este așezarea unei conducte de abur cu o singură conductă, cu un conducta de condens.
Trebuie avut în vedere faptul că duplicarea rețelelor 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 o sarcină de 100%, două paralele proiectate pentru o sarcină de 50%, suprafața conductelor crește cu 56%. În consecință, consumul de metal și costul inițial al rețelei cresc.
O sarcină mai dificilă este alegerea unei scheme de rețea de încălzire a apei, deoarece sarcina lor este mai puțin concentrată.
Rețelele de apă sunt mai puțin durabile decât rețelele de abur din cauza:
Susceptibilitate mai mare la coroziunea externă a conductelor de oțel ale rețelelor de apă subterană în comparație cu conductele de abur;
Sensibilitate la accidente datorita densitatii mai mari a lichidului de racire (in special in sistemele mari cu racordarea dependenta a instalatiilor de incalzire la reteaua de incalzire).
Atunci când alegeți o schemă pentru rețelele de încălzire a apei, se acordă o atenție deosebită problemelor de fiabilitate și redundanță a sistemelor de alimentare cu căldură.
Rețelele de încălzire a apei sunt împărțite în principalȘi distributie.
Liniile principale includ de obicei conducte de căldură care conectează sursele de căldură cu zonele de consum de căldură, precum și între ele.
Modul de funcționare al rețelelor principale de încălzire trebuie să asigure cea mai mare eficiență în generarea și transportul căldurii datorită funcționării în comun a centralelor termice și a cazanelor.
Modul de funcționare al rețelelor de distribuție ar trebui să ofere cele mai mari economii de căldură atunci când se utilizează, prin ajustarea parametrilor și a debitului de lichid de răcire în conformitate cu modul de consum necesar, simplificând dispunerea punctelor de încălzire, reducând presiunea de proiectare pentru echipamentele lor și reducând numărul. a regulatoarelor de alimentare cu căldură pentru încălzire.
Lichidul de răcire provine din rețelele principale către rețelele de distribuție și este alimentat prin rețelele de distribuție prin puncte de încălzire de grup sau puncte de încălzire locale către instalațiile consumatoare de căldură ale abonaților. Conectarea directă a consumatorilor de căldură la rețelele principale este permisă numai atunci când se conectează mari întreprinderi industriale.
Rețelele principale 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 din condiția ca 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 de proiectare pentru încălzire, să nu scadă. sub valoarea limită minimă, care este de obicei considerată 12-14 °C în conformitate cu contractul de furnizare a căldurii. Timpul necesar pentru efectuarea reparațiilor crește odată cu diametrul conductei, precum și cu distanța dintre supapele secționale.
Fig.1. Schema schematică a unei rețele de încălzire cu două conducte cu două rețele: 1 – colector CHP; 2 – rețea backbone; 3 – reteaua de distributie; 4 – camera de secţionare; 5 – supapă secțională; 6 – pompa; 7 – blocarea conexiunii.
Distanța dintre supapele secționale ar trebui să fie mai mică pentru diametre mai mari ale conductelor și la temperaturi exterioare de proiectare mai scăzute pentru încălzire.
Condiția pentru repararea unei conducte de căldură cu diametru mare în perioada de scădere admisă a temperaturii interioare în clădirile încălzite este dificil de îndeplinit, deoarece timpul de reparație crește semnificativ odată cu creșterea diametrului.
În acest caz, este necesar să se asigure o rezervă a sistemului de alimentare cu căldură în cazul defecțiunii unei secțiuni a rețelei de încălzire, dacă nu este îndeplinită condiția de mai sus privind timpul de reparație. Una dintre metodele de redundanță este blocarea autostrăzilor adiacente.
Supapele secționale sunt amplasate la punctele de joncțiune ale rețelelor de distribuție cu rețelele principale de încălzire.
În aceste camere nodale, pe lângă ventile secționale, există și robinete de cap ale rețelelor de distribuție, supape pe liniile de blocare între rețelele adiacente sau între rețelele și sursele de alimentare cu căldură de rezervă, de exemplu, cazane districtuale.
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 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 alimentarea neîntreruptă cu căldură a abonaților în caz de accidente pe orice secțiune secțională a liniei principale.
Conexiunile de interblocare între autostrăzi pot fi realizate folosind țevi simple.
În clădirile de categorie specială care nu permit întreruperi în alimentarea cu căldură, ar trebui să se asigure posibilitatea furnizării căldurii de rezervă de la boilerele pe gaz sau electrice sau din casele locale de cazane în cazul întreruperii de urgență a alimentării cu încălzire centralizată.
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 încălzire și ventilare și orar mediu pentru alimentare cu apă caldă). Pentru întreprinderile în care întreruperile alimentării cu căldură 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.
Raza rețelei de încălzire (Fig. 1) este de 15 km. În zona de consum final de căldură, apa din rețea este transmisă prin două conducte de tranzit cu două conducte, lungi de 10 km. Diametrul liniilor la iesirea din centrala termica este de 1200 mm. Pe măsură ce apa este distribuită în ramuri asociate, diametrele liniilor principale scad. În zona finală a consumului de căldură, apa din rețea este introdusă prin patru magistrale cu diametrul de 700 mm, iar apoi distribuită prin opt magistrale cu diametrul de 500 mm. Conexiunile de interblocare între liniile principale, precum și substațiile de pompare 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 este mai mic decât timpul în care temperatura interioară a clădirilor încălzite. când încălzirea este oprită la o temperatură externă de 1 va scădea de la 18 până la 12 °C (nu mai scăzut).
Conexiunile de interblocare și supapele de secționare sunt distribuite astfel încât, în cazul unui accident pe orice secțiune a liniei principale cu un diametru de 800 mm sau mai mult, alimentarea cu căldură este asigurată tuturor abonaților conectați la rețeaua de încălzire. Furnizarea de căldură către abonați este întreruptă numai în caz de accidente pe linii cu un diametru de 700 mm sau mai puțin.
În acest caz, alimentarea cu căldură către abonații aflați în spatele locului accidentului (de-a lungul fluxului de căldură) este oprită.
Atunci când se furnizează căldură orașelor mari de la mai multe centrale termice, este recomandabil să se asigure interblocarea reciprocă a centralelor termice prin conectarea rețelei lor cu conexiuni de interblocare. În acest caz, se poate crea o rețea de căldură inelară combinată cu mai multe surse de energie (Fig. 2). În unele cazuri, rețelele termice ale centralelor termice și cazanelor mari districtale sau industriale pot fi combinate în același sistem.
Integrarea rețelelor principale de încălzire a mai multor surse de căldură, împreună cu redundanța alimentării cu căldură, face posibilă reducerea rezervei totale a cazanului la o centrală termică și creșterea gradului de utilizare a celor mai economice echipamente din sistem datorită distribuției optime a sarcinii. între sursele de căldură.
Blocarea conexiunilor între rețelele de diametru mare trebuie să aibă o capacitate suficientă pentru a asigura transmiterea debitelor de apă redundante. Dacă este necesar, se construiesc substații de pompare 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 (Fig. 3). 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 linia principală a rețelei radiale, alimentarea cu căldură a abonaților conectați la locul accidentului este oprită. De exemplu, în cazul unui accident la punctul „a” de pe autostrada radială 1, alimentarea cu energie electrică a tuturor consumatorilor aflați de-a lungul traseului de la centrala termică după punctul a este întreruptă. Dacă are loc un accident pe linia principală în apropierea stației, alimentarea cu căldură a tuturor consumatorilor conectați la linia principală este oprită. Această soluție este acceptabilă dacă timpul de reparație pentru conductele cu un diametru de cel puțin 700 mm satisface condiția de mai sus.
Pentru o furnizare de căldură mai fiabilă, rețelele de încălzire ar trebui să fie construite conform principiului blocului. Blocul ar trebui să fie o rețea de distribuție cu o rază de 500-800 m. Fiecare bloc ar trebui să asigure alimentarea cu energie termică a unui cartier rezidențial de aproximativ 10 mii de apartamente sau o putere termică de 30-50 MW. Unitatea trebuie să fie conectată direct la colectorul sursă sau să aibă o sursă de căldură bidirecțională de la rețeaua de căldură.
Pe harta termică a zonei, locațiile GTP sunt subliniate provizoriu;
După plasarea GTP-ului, sunt conturate posibile rute ale autostrăzilor și săritori între acestea;
Este planificată amplasarea rețelelor de distribuție.
Rețelele de distribuție sunt proiectate ca rețele de blocare nu sunt proiectate.
Rețelele de distribuție pot fi amplasate în subsolurile clădirilor
Energia termică sub formă de apă caldă sau abur este transportată de la sursa de căldură (CHP sau cazan mare) către încălzirea consumatorilor prin conducte speciale numite rețele de încălzire.
Rețea de căldură- unul dintre elementele cele mai intensive în muncă ale sistemelor de încălzire centralizată. Reprezintă conducte termice - structuri complexe formate din țevi de oțel conectate prin sudură, izolație termică, compensatoare de dilatare termică, supape de închidere și control, structuri de construcție, suporturi mobile și fixe, camere, dispozitive de drenaj și eliberare a aerului.
Pe baza numărului de conducte de căldură așezate în paralel, rețelele de căldură pot fi cu o singură conductă, cu două conducte și cu mai multe conducte.
Rețele cu o singură conductă cel mai economic și simplu. În ele, apa din rețea după sistemele de încălzire și ventilație trebuie utilizată complet pentru alimentarea cu apă caldă. Rețele de încălzire cu o singură conductă sunt progresive în ceea ce privește accelerarea semnificativă a ritmului de construcție a rețelelor de încălzire. ÎN rețele cu trei conducte două conducte sunt folosite ca conducte de alimentare pentru a furniza lichid de răcire cu potențiale termice diferite, iar a treia conductă este folosită ca conductă de retur comună. ÎN rețele cu patru conducte o pereche de conducte de căldură deservește sistemele de încălzire și ventilație, iar cealaltă - sistemul de alimentare cu apă caldă și nevoile tehnologice.
În prezent, cea mai răspândită rețele de încălzire cu două conducte, formată din conducte de alimentare și retur căldură pentru rețelele de apă și o conductă de abur cu conductă de condens pentru rețelele de abur. Datorită capacității mari de stocare a apei, care permite furnizarea de căldură pe distanțe lungi, precum și a unei eficiențe mai mari și a posibilității de reglare centrală a furnizării de căldură către consumatori, rețelele de apă sunt mai utilizate pe scară largă decât rețelele de abur.
Rețele de încălzire a apei Conform metodei de preparare a apei pentru alimentarea cu apă caldă, acestea sunt împărțite în închis și deschis. ÎN rețele închise Pentru alimentarea cu apă caldă se folosește apă de la robinet, încălzită prin apă de rețea în boilerele. În acest caz, apa din rețea este returnată la centrala termică sau la cazanul. În rețelele deschise, apa pentru alimentarea cu apă caldă este colectată de consumatori direct din rețeaua de încălzire și, după utilizare, nu este returnată în rețea.
Rețelele de încălzire sunt împărțite în principal, așezate în direcțiile principale ale zonelor populate, distributie- in interiorul unui bloc, microdistrict si ramificatii catre cladiri individuale.
Rețele radiale(Fig. 1a) sunt construite cu o scădere treptată a diametrelor conductelor de căldură în direcția de la sursa de căldură. Astfel de rețele sunt cele mai simple și mai economice din punct de vedere al costurilor inițiale. Principalul lor dezavantaj este lipsa de redundanță. Pentru a evita întreruperile alimentării cu căldură (în cazul unui accident pe rețeaua radială principală, alimentarea cu căldură către consumatorii conectați în zona de urgență este oprită), trebuie asigurată redundanța alimentării cu căldură către consumatori prin instalarea de jumperi între rețelele de încălzire a zonelor adiacente și funcționarea în comun a surselor de căldură (dacă sunt mai multe). Gama rețelelor de apă în multe orașe atinge o valoare semnificativă (15–20 km).
Orez. 1. Diagramele rețelei de căldură: fundătură(A) și inelul (b)
1- conducta termica principala radiala; 2 - consumatori de căldură; 3 - săritori; 4 - cazane raionale (sferturi); 5 - camere de secţionare; 6 - autostradă de centură; 7 - puncte de încălzire centrală; 8 - intreprinderi industriale
Prin instalarea de jumperi, rețeaua de încălzire se transformă într-o rețea de inel radial și are loc o tranziție parțială la rețelele de inel. Pentru întreprinderile în care întreruperile alimentării cu căldură nu sunt permise, pentru rețelele de încălzire sunt prevăzute circuite de duplicare sau inel (cu alimentare cu căldură în două sensuri). Deși rețelele de sonerie le crește semnificativ costul, în sistemele mari de alimentare cu căldură fiabilitatea alimentării cu căldură este semnificativ crescută, se creează posibilitatea de redundanță, iar calitatea apărării civile este, de asemenea, îmbunătățită.
Rețele de aburi Sunt dispuse în principal cu două țevi. Condensul este returnat printr-o conductă separată - o conductă de condens. Aburul de la centrala termică circulă printr-o conductă de abur cu o viteză de 40–60 m/s sau mai mult până la punctul de consum. În cazurile în care aburul este utilizat în schimbătoarele de căldură, condensul acestuia este colectat în rezervoare de condens, de unde este returnat la centrala termică de către pompe printr-o conductă de condens.
Orez. 2. Pozarea conductelor termice pe catarge
Orez. 3. Canal de trecere din blocuri prefabricate de beton armat
Direcția traseului rețelelor de încălzire în orașe și alte zone populate ar trebui să fie prevăzută în zonele cu cea mai densă sarcină termică, ținând cont de structurile subterane și supraterane existente, de datele privind compoziția solurilor și nivelul apei subterane, în benzile tehnice alocate rețelelor de inginerie paralele cu liniile roșii ale străzilor, drumurilor, în afara carosabilului și spațiului verde. Ar trebui să depuneți eforturi pentru cea mai scurtă lungime a traseului și, prin urmare, mai puțină muncă la așezare.
Orez. 4. Canale fără trecere ale mărcilor KL (a), KLp (b) și KLS (c)
Pe baza metodei de instalare, rețelele de încălzire sunt împărțite în subterane și supraterane (aer). Pozarea supraterană a țevilor (pe catarge sau stadii de sine stătătoare, pe suporturi încorporate în pereții unei clădiri) este utilizată pe teritoriile întreprinderilor industriale, la construirea rețelelor de încălzire în afara orașului, la traversarea râpelor etc. Așezarea supraterană a încălzirii rețelele este recomandată în principal la apă subterană ridicată. Metoda predominantă de așezare a conductelor pentru rețelele de încălzire este instalarea subterană: în canale de trecere și colectoare împreună cu alte comunicații; în canale semi-trecătoare și netrecătoare; fără conducte (în învelișuri de protecție de diverse forme și cu izolație termică de rambleu).
Cea mai avansată, dar și mai costisitoare metodă este așezarea conductelor termice în canale de trecere, care se folosesc atunci când există mai multe conducte termice de diametre mari. Când temperatura aerului în conducte este mai mare de 50 °C, se asigură ventilație naturală sau mecanică.
Puțurile de evacuare pe traseu sunt amplasate aproximativ la fiecare 100 m. Puțurile de alimentare sunt amplasate între puțurile de evacuare și, dacă este posibil, combinate cu trape de urgență. În secțiunile rețelelor de încălzire cu un număr mare de conducte și temperaturi ridicate ale lichidelor de răcire, este instalată ventilație mecanică. Când temperatura aerului din canale este sub 40 ° C, acestea sunt ventilate periodic prin deschiderea trapelor și a intrărilor. În timpul lucrărilor de reparație, poate fi utilizată o unitate de ventilație mobilă mecanică. În orașele mari se construiesc așa-ziși colectori urbani, în care sunt pozate conducte de căldură, alimentare cu apă, cabluri electrice și telefonice.
Canale semi-alezate constau din blocuri de perete în formă de L, fund și podele din beton armat. Sunt construite pe sub pasaje cu trafic stradal intens, sub șine de cale ferată, la intersecția clădirilor, unde este dificil să se deschidă conductele de încălzire pentru reparații. Înălțimea lor nu depășește de obicei 1600 mm, lățimea trecerii dintre țevi este de 400-500 mm. În practica încălzirii centralizate, cea mai utilizată canale impracticabile.
Orez. 5. Elemente structurale ale rețelelor de încălzire
a - camera rețelei de încălzire; 1- compensatoare cutie de presa; 2 - manometre; 3 - suport fix; 4 - canal; b - amplasarea nișelor de-a lungul traseului conductelor termice: N - suport fix; P - suport mobil; c - amplasarea compensatorului într-o nișă: 1 - conductă de alimentare; 2 - conducta de retur; 3 - perete; G - compensator cutie de presa; 1 - teava; 2 - carte de teren; 3 - împachetare cablu; 4 - etansare inel; 6 - cadru; 6 - contraaxă; 7 - inel de siguranta; 8- bolt: 9 - mașină de spălat; 10 - şurub; d - suport de scut fix; 1 - scut-dală din beton armat; 2 - opritoare sudate; 3 canale; 4 - pregătirea betonului: 5 - conducte; 6 - orificiu de drenaj; e- suport mobil cu role: 1 - rola; 2 - ghiduri; 3 - căptușeală metalică
Orez. 6. Instalarea fără canale a conductelor de căldură în cochilii monolitice din beton spumă armat
1- carcasă din beton spumă armat; 2 - așternut de nisip; 3 - pregătirea betonului; 4 - sol
Au fost dezvoltate trei tipuri de canale standard: un canal KL, format din tăvi și plăci de pardoseală din beton armat; un canal marca KLp, format dintr-o placă inferioară și o tavă și un canal marca KLS, constând din două tăvi așezate una peste alta și conectate cu mortar de ciment prin grinzi în I; De-a lungul traseului conductei termice subterane sunt instalate camere și puțuri speciale pentru instalarea fitingurilor, instrumentelor de măsură, rosturilor de dilatație ale glandei etc., precum și nișe pentru rosturile de dilatație în formă de U. Conducta de încălzire subterană este așezată pe suporturi glisante. Distanța dintre suporturi se ia în funcție de diametrul conductelor, iar suporturile conductelor de alimentare și retur se instalează eșalonat.
Rețelele de încălzire în general, în special cele principale, sunt o structură serioasă și responsabilă. Costul acestora, în comparație cu costurile construcției unei centrale termice, reprezintă o parte semnificativă.
Metodă fără conducte de așezare a conductelor de căldură- cele mai ieftine. Utilizarea acestuia face posibilă reducerea costurilor de construcție a rețelelor de încălzire cu 30-40%, reducerea semnificativă a costurilor forței de muncă și a consumului de materiale de construcție. Blocurile de conducte de căldură sunt fabricate în fabrică. Instalarea conductelor termice pe traseu presupune doar așezarea blocurilor într-un șanț cu ajutorul unei macarale și sudarea îmbinărilor. Adâncimea rețelelor de încălzire de la suprafața pământului sau a suprafeței drumului până la vârful canalului sau a plăcii colectoare este luată, m: cu o suprafață de drum - 0,5, fără suprafață de drum - 0,7, până la vârful carcasei de așezare fără canale. - 0,7, până la vârful plăcii camerei - 0,3.
În prezent, peste 80% dintre rețelele de încălzire sunt așezate în canale fără trecere, aproximativ 10% sunt supraterane, 4% sunt în canale și tuneluri și aproximativ 6% sunt fără canale. Durata medie de viață a conductelor de încălzire subterane este jumătate din standard și nu depășește o medie de 10-12 ani, iar cele fără conducte cu izolație pe bază de bitum nu depășesc 6-8 ani. Principala cauză a deteriorării este coroziunea externă, care apare din cauza absenței sau a aplicării de proastă calitate a straturilor anticorozive, a calității sau stării nesatisfăcătoare a straturilor de acoperire, permițând umiditatea excesivă în izolație, precum și din cauza inundării canalelor. din cauza scurgerilor structurale. Atât în țara noastră, cât și în străinătate, se efectuează o căutare constantă, iar în ultimii ani mai ales intens, în direcția creșterii durabilității conductelor termice, a fiabilității funcționării acestora și a reducerii costurilor construcției acestora.