Повышение технико – экономической эффективности работы тепломеханического оборудования теплосетей в условиях ТЭЦ

Современным мировым направлением независимого присоединения к теплосети является применение местных (квартирных, котеджных) тепловых пунктов. Такие тепловые пункты начали применять уже и в Казахстане. При их использовании необходимо уделять внимание добавкам к воде, снижающим температуру ее кристаллизации. Наибольшее распространение получили коммерческие антифризы на основе этиленгликоля и пропиленгликоля. Ими защищают системы отопления периодического действия от разрушения путем предотвращения перехода воды при ее остывании из жидкого в твердое агрегатное состояние. Кроме того, имеющимися в составе антифриза ингибиторами коррозии, предотвращают деструкцию внутренних поверхностей элементов этих систем вследствие химических либо электрохимических процессов при взаимодействии с водой.

Добавки к воде влияют на гидравлические и  теплотехнические характеристики оборудования системы. Менее существенное воздействие, по сравнению с этиленгликолем, оказывает  пропиленгликоль.

Особого внимания заслуживает обеспечение  качества воды в процессе эксплуатации системы горячего водоснабжения. В  последние десятилетия выявлено, что данная система является со временем источником заражения легионеллами. Опасность этой тенденции весьма значительна, поскольку последствия для человека могут быть трагичны. В современной отечественной практике проектирования систем горячего водоснабжения эта проблема не только не решается, но иногда даже усугубляется. Так, проектирование систем горячего водоснабжения с циркуляцией воды под действием только гравитационного давления не позволяет автоматизировать процесс дезинфекции трубопроводов при помощи терморегуляторов на циркуляционных трубопроводах. Этими терморегуляторами, повсеместно применяемыми за рубежом, защищают системы от легионеллы и получают экономический эффект от рационального обеспечения циркуляции воды.

      

      2.6   Эксплуатация  тепловых сетей

      

      2.6.1 Задачи и организационная  структура

    

      Основной задачей электростанции, котельных, электрических и тепловых  сетей является производство, передача, распределение и отпуск электрической  энергии и тепла потребителям (далее – энергопроизводство).

      Основными технологическими звеньями  энергопроизводства являются энергопроизводящие организации (электростанции, котельные, далее – энергообъекты), и энергопередающие организации (электрические и тепловые сети, далее – энергообъекты), связанные общностью режимов и централизованным оперативно – диспетчерским управлением.

Основные  обязанности работников отрасли:

-  соблюдение  договорных условий энергоснабжения  потребителей;

- поддержание  нормального качества отпускаемой  энергии стандартной частоты  и напряжения электрического  тока, давления и температуры  теплоносителя;

- соблюдение  оперативно – диспетчерской дисциплины;

- содержание  оборудования, зданий и сооружений  в состоянии эксплуатационной  готовности;

- обеспечение  максимальной надежности энергопроизводства и экономичности в полном соответствии с законодательством по энергосбережению и настоящими Правилами;

- соблюдение  требований промышленной и пожарной  безопасности в процессе эксплуатации  оборудования и сооружений;

- выполнение  требований законодательства по  охране труда;

- снижение  вредного влияния производства  на людей и окружающую среду;

       - использование достижений научно-технического  прогресса в целях повышения  экономичности, надежности, безопасности, улучшения экологического состояния  энергообъектов.

 Предприятие  тепловых сетей состоит из  трех основных подразделений:

Административно-управленческого  аппарата, производственных отделов, цехов  и служб, эксплуатационных районов.

Эксплуатационный  район является основным производственным подразделением предприятия тепловых сетей. Он осуществляет всю эксплуатацию сетей, выполняет профилактические и текущие  ремонты, производит распределение  и учет тепла, проводит тепловой надзор за потребителями с выдачей предписания.

      

      2.6.2  Испытания тепловых сетей

 

      Все тепловые сети до ввода  в постоянную эксплуатацию должны  подвергаться:

      а) опрессовке – для определения плотности и механической  прочности трубопроводов и арматуры;

      б) гидравлическим испытаниям  – для определения гидравлических  характеристик трубопроводов;

      в) тепловым испытаниям – для  определения фактических тепловых  потерь сети;

      г) испытания на расчетную температуру  – с целью проверки работы  компенсационных устройств сети  и фиксации их нормального  положения.

Находящиеся в эксплуатации тепловые сети должны подвергаться контрольным испытаниям в следующие сроки:

      а) опрессовке – ежегодно после окончания отопительного периода для выявления дефектов, подлежащих устранению при капитальном ремонте, а также после окончания ремонта, перед включением сети в эксплуатацию;

      б) гидравлическим и тепловым  испытаниям – один раз в  три – четыре года;

        в) испытаниям на расчетную  температуру – один раз в  два года.

Все виды испытаний теплосети проводятся отдельно. Совмещение во времени двух видов испытаний не допускается.

Испытания тепловой сети на расчетную температуру, опрессовка, испытания на тепловые гидравлические потери производятся согласно инструкциям и программ по наряду.

Для проведения каждого испытания на предприятии  организуется специальная бригада  во главе с руководителем испытаний; в состав бригады должны обязательно  входить обходчики сети, участки  которых испытываются.

Пуск  водяных теплопроводов. Заполнение, промывка, включение циркуляции, прогрев  и другие операции по пуску водяных  тепловых сетей должны производиться  в соответствии с местной инструкцией, в которой приведены необходимые  меры безопасности персонала пусковой бригады. Участки теплопровода, включаемого  в действующую сеть, должны заполняться  через обратную линию.

Повышение температуры в тепловой сети должно осуществляться постепенно и равномерно со скоростью, не превышающей 30⁰С в час. Заполнение тепловой сети водой с температурой выше 70⁰С не допускается. Заполнение должно производиться при отключенных системах со скоростью, установленной энергоснабжающей организацией. Воздушная арматура должна иметь отводы, направляемые вниз в сторону, противоположную рабочему месту наблюдающего.

Производство  всех видов работ и нахождение лиц, не участвующих в пуске, вблизи трубопроводов запрещаются.

 

     2.6.3 Требования по  защите тепловых сетей от электрохимической  коррозии

 

 Строящиеся  и существующие тепловые сети  должны быть защищены от наружной  электрохимической коррозии, которая  в зависимости от способов  прокладки и условий эксплуатации  может обусловливаться:

а) электрохимическим  взаимодействием металла труб с  увлажненной тепловой изоляцией  или иной окружающей средой;

б) наличием блуждающих токов, стекающих с трубы  в грунт через увлажненную  тепловую изоляцию.

Наибольшую  опасность электрокоррозии представляют устойчивые анодные зоны; устойчивые катодные зоны безопасны.

Все трубопроводы тепловых сетей как при подземной, так и надземной прокладке  необходимо защищать от коррозии. Защита от коррозии трубопровода не может  быть обеспечена с помощью какого-либо одного мероприятия. Она должна осуществляться применением комплекса  технических  мероприятий; необходимость каждого  из них устанавливается на основе изучения местных условий и проекта  антикоррозионной защиты, составляемого  проектной организацией. Проектировать  защиту тепловых сетей от блуждающих токов должна организация, проектирующая  тепловые сети.

Мероприятия по защите от блуждающих токов строящихся и действующих тепловых сетей  осуществляются организациями и  предприятиями, в введение которых  находятся эти сети.

До ввода  теплосети в эксплуатацию должны быть выполнены следующие мероприятия: а) приканальной прокладке – антикоррозионная защита труб и оборудования при помощи покрытия, электроизоляция подвижных и не подвижных опор, установка шунтирующих и токопроводящих уравнительных электроперемычек,  создание контрольно-измерительных пунктов «КИП» для измерения потенциалов не трубопроводах согласно СНиП 11-Г.10-73^*(11-36-73^*).

б) при  бесканальной прокладке антикоррозионная защита труб и оборудования при помощи покрытия, установка электроперемычек и создание КИП.

При защите тепловых сетей от наружной коррозии должны быть выдержаны следующие  абсолютные значения защитных потенциалов: при изоляции минеральной ватой  – не ниже 0,4. В по отношению к  стальному электроду сравнения  и 0,95 В по отношению к медносульфатному  электроду, а при изоляции автоклавным пенобетоном – соответственно – 0,5 и – 1,1 В.

Внутренняя  защита труб от коррозии осуществляется путем химической или термической  обработки воды.

Измерения на трубопроводах. Для определения степени опасности коррозии как на строящихся, так и на эксплуатирующихся теплопроводах производится измерения различных показателей. К таким показателям относятся: сопротивление грунта на различных участках трассы, разность потенциалов между трубопроводом и землей и  между землей и рельсом, сила тока на работающих и опробуемых дренажах и др.

За внутренней коррозией водяных тепловых сетей  необходимо ввести систематический  контроль путем анализов сетевой  воды, а также установки индикаторов  коррозии в наиболее характерных  точках. Для контроля за внешней  коррозией трубопроводов от блуждающих токов тепловая сеть не реже одного раза в три года должна быть проверена  электроразведкой; при обнаружении  электрокоррозии должны быть приняты меры по защите от блуждающих токов. Контрольная проверка участков, на которых обнаружена коррозия, должна производиться не реже одного раза в год.

 

 

2.6.5.  Обслуживание тепловых сетей

 

Обходы (объезды) тепловых сетей должны осуществлять группы, состоящие не менее чем  из трех человек, по графикам, утвержденным главным инженером эксплуатирующей  организации, но не реже одного раза в  месяц летом, а новых теплопроводов  – в течение первого года эксплуатации не реже одного раза в неделю зимой. Результат осмотра заносится  в листок обхода.  Периодически, но не реже одного раза в квартал, все  магистральные теплопроводы подвергаются контрольному осмотру начальником эксплуатационного района (участка) или главным инженером эксплуатирующей организации.

Распоряжением по району за мастерами и слесарями  должны быть закреплены определенные участки тепловых сетей с точным указанием границ обслуживания. Оперативное  обслуживание тепловых сетей по району в смене осуществляет дежурный диспетчер района, а в центральной службе сети – дежурный диспетчер службы.

Запрещается открывать и закрывать крышки подземных люков непосредственно  руками, гаечными ключами или другими, не предназначенными для этого предметами; для этого должны использоваться специальные крюки длиной не менее  500 мм.

Естественная  вентиляция камер и каналов до начала и во время работы должна создаваться открытием не менее  двух люков с установкой специальных  козырьков. Принудительная вентиляция должна производиться вентилятором или компрессором более 33⁰С с полным обменом воздуха в подземном сооружении в течение 10-15 мин. Площадки и лестницы в камерах должны устраиваться также и для обслуживания арматуры, расположенной на высоте более 1,5 м. В полупроходных каналах все работы должны производиться при отключенных трубопроводах и температуре воздуха не более 33⁰С.

При опробовании  и прогреве трубопроводов пара  и воды после ремонта подтягивать  болты фланцевых соединений следует  при избыточном давлении не выше 0,5 МПа (5 кгс/см2). На всех фланцевых соединениях  болты надо затягивать постепенно, поочередно с диаметрально противоположных  сторон. Подтягивать сальниковые  стальные компенсаторы допускается  при давлении в трубопроводах  не более 1,2 МПа (0,2 кгс/см2) и температуре  теплоносителя не выше 45⁰С. Во всех остальных случаях добивка сальников должна выполняться только после опорожнения трубопроводов. Заменять сальниковую набивку компенсаторов можно только после полного опорожнения трубопровода.

 

Выводы:

В процессе написания данной главы  сделаны следующие выводы:

1. Описаны основные методы гидравлического расчета тепловых сетей: расчет потерь давления на местные сопротивления и сопротивления трения (гидравлическое сопротивление, определяемое значением числа Рейнольдса жидкости и коэффициентом шероховатости внутренней трубы); параметры трубопровода (диаметры диафрагм, устанавливаемых на фланцы, стоны). Установлено, что при числах Рейнольдса выше предельного (турбулентный режим) коэффициент гидравлического трения определяется полуэмпирическим законом Прандтля – Никурадзе, а ниже предельного Рейнольдса (переходной режим) работает закон Кольбрута - Уайта;
2. Введены формулы для  удельных потерь давления на местные сопротивления и гидравлическое трение. Введены пропускная и экспериментальная длины трубопровода. Записаны формулы, определяющие ориентировочные удельные потери на местные сопротивления и потери на местные сопротивления с учетом коэффициента сопротивления. Описан алгоритм полуэкспериментальной оценки гидравлических характеристик модельной тепловой сети в расчете на прогнозирование допустимых значений располагаемых напоров и массовых расходов теплоносителя;
3. Приведена классификация тепловых сетей;
4. Сформулированы выражения, определяющие массовый расход теплоносителя в зависимости от установленных тепловых нагрузок;