Эксплуатация и наладка систем теплогазоснабжения и вентиляции. Тепловые сети. Устройство, основные принципы действия

Предназначены для транспортирования тепла от источников тепла к потребителю.

Тепловые сети относятся к линейным сооружениям и являются одними из самых сложных инженерных сетей . Проект на тепловую сеть обязательно должен включать расчет на прочность и температурные деформации. Неотъемлемой частью проекта тепловой сети должна быть архитектурно-строительная часть (АС) и железобетонные или металлические конструкции (КЖ, КМ), в котором разрабатываются крепления, каналы, опоры или эстакада (в зависимости от способа прокладки).

Тепловые сети можно делить по следующим признакам:

1. По характеру транспортируемого теплоносителя:

• водяные тепловые сети . Обычно прокладка и проектирование таких тепловых сетей происходит количеством трубопроводов кратным двум, т.к. при водяном режиме всегда предусматривается обратный трубопровод, с теплоносителем того же массового расхода, но меньшим потенциалом. Водяные тепловые сети можно разделить по количеству прокладываемых трубопроводов (2-х трубные; 4-х трубные и т.д.);
• паровые тепловые сети . Проектирование паровых тепловых сетей (особенно насыщенного пара) осложняется возникновением попутного конденсата, особенно в протяженных трассах. Не меньшей проблемой при прокладке паровых тепловых сетей являются температурные деформации труб.

2. По способу прокладки:

• канальные тепловые сети . Проектирование канальных тепловых сетей производят в случае необходимости защиты трубопроводов от механического воздействия грунтов и коррозионного влияния почвы. Стены каналов облегчают работу трубопроводов, поэтому проектирование канальных тепловых сетей применяется для теплоносителей с давлением до 2,2 МПа и температурой до 350°С. - бесканальная. При проектировании бесканальной прокладки трубопроводы работают в более тяжёлых условиях, так как они воспринимают дополнительную нагрузку грунта и при неудовлетворительной защите от влаги подвержены наружной коррозии. В связи с этим проектирование тепловых сетей таким способом прокладки предусматривается при температуре теплоносителя до 180°С.
• воздушные (надземные) тепловые сети . Проектирование тепловых сетей этим способом прокладки получил наибольшее распространение на территориях промышленных предприятий и на площадках, свободных от застроек. Надземный способ также проектируется в районах с высоким уровнем грунтовых вод и при прокладках по участкам с сильно пересечённым рельефом местности.

3. Применительно к схемам тепловые сети могут быть:

• магистральные тепловые сети . Тепловые сети, всегда транзитные, без ответвлений транспортирующие теплоноситель от источника тепла к распределительным тепловым сетям ;
• распределительные (квартальные) тепловые сети . Тепловые сети, распределяющие теплоноситель по выделенному кварталу, подводящие теплоноситель к ответвлениям на потребителей;
• ответвления от распределительных тепловых сетей к отдельным зданиям и сооружениям. Разделение тепловых сетей устанавливается проектом или эксплуатационной организацией.

Оборудование тепловых пунктов

Центральные тепловые пункты

При теплоснабжении районов массовой застройки применяют обычно многоступенчатые системы теплоснабжения, в которых важную роль в обеспечении потребителœей тепловой энергией играют центральные тепловые пункты (ЦТП).

ЦТП (рисунок) - ϶ᴛᴏ отдельно стоящее здание, в котором располагаются теплообменники (бойлеры), тепловые 1 и водомерные узлы, циркуляционные 3, 4, хозяйственные 6, противопожарные 5 и отопительные насосы, приборы автоматики и запорно-регулирующая арматура.

Система автоматизации ЦТП предусматривает: управление циркуляционными насосами систем горячего водоснабжения и насосами холодного водоснабжения, поддержание постоянного давления после насосов холодного водоснабжения, поддержание постоянной температуры в системе горячего водоснабжения, поддержание постоянного расхода теплоносителя на вводе.

Управление циркуляционными насосами систем отопления сводится к тому, что при аварии одного из циркуляционных насосов автоматически включается в работу резервный насос, и одновременно подаются световой и звуковой сигналы на щит управления.

Подпиточный насос для восполнения водой систем отопления включается исходя из уровня воды в расширительном сосуде или при снижении давления теплоносителя в теплопроводе ниже нормированного. Как только вода достигнет критического (нижнего) уровня, поплавковое релœе или релœе уровня подает сигнал и автоматически включает в работу насос; при заполнении систем и достижении верхнего предела насос останавливается.

К основному оборудованию тепловых пунктов относятся элеваторы, центробежные насосы, водо-водяные подогреватели, грязевики, баки-аккумуляторы, деаэраторы. К дополнительному оборудованию относятся: приборы контроля и регулирования, различная арматура, трубы и тепловая изоляция.

Вопросы для самоконтроля:

1. Как классифицируются схемы присоединœения систем к тепловым сетям?

2. Что принято называть тепловым пунктом?

3. Назовите основное оборудование тепловых пунктов.

Библиографический список:

1. И.И. Павлов, М.Н. Федоров ʼʼКотельные установки и тепловые сетиʼʼ, с. 218-230.

2. В.Н. Исаев, В.И. Сасин ʼʼУстройство и монтаж с/тех системʼʼ, стр.
Размещено на реф.рф
160.

3. Л 2, стр.
Размещено на реф.рф
33

Тема 7. Тепловые сети, их классификация.

Вопросы темы:

1. Понятия тепловой сети.

2. Схемы тепловых сетей.

3. Классификация тепловых сетей.

4. Устройство тепловых сетей.

5. Оборудование тепловых сетей.

Тепловая сеть - ϶ᴛᴏ система трубопроводов, по которым теплоноситель (горяча вода или пар) передается от генератора теплоты к потребителям тепла. Схема тепловой сети определяется следующими факторами: размещением источника теплоснабжения относительно района теплопотребления, характером тепловой нагрузки потребителœей, видом теплоносителя. Основные принципы, которыми руководствуются при выборе схемы тепловых сетей – надежность обеспечения потребителя теплотой и экономичность системы теплоснабжения.

Тепловые сети подразделяются на:

Магистральные, которые прокладываются по главным

направлениям объектов;

Распределительные, которые расположены между магистральными

тепловыми сетями и узлами ответвлений;

Ответвления тепловых сетей к отдельным потребителям.

Учитывая зависимость отсхемы магистральных трубопроводов различают кольцевые и радиальные (лучевые) тепловые сети.

В кольцевых тепловых сетях предусмотрены перемычки между определœенными магистральными направлениями, которые делают схему более надежной, но требуют затрат труб.

При небольших диаметрах магистралей, что характерно для маломощных тепловых сетей, используют радиальную схему с постоянным уменьшением диаметров труб по мере удаления от источника теплоснабжения. Такая сеть наиболее проста в эксплуатации и требует меньших начальных затрат.

По назначению тепловые сети подразделяются на системы отопления и вентиляции и сети горячего водоснабжения. По виду используемого теплоносителя сети подразделяются на водяные и паровые сети.

Совокупность трех базовых элементов: трубопровода, по которому транспортируется теплоноситель (его обычно выполняют из стальных труб); изоляции, несущей конструкции, которая воспринимает весовую нагрузку теплопровода и усилий, которые возникают при работе теплопроводной сети – называют теплопроводом.

Прокладка тепловых сетей должна быть наземной и подземной.

Наземная прокладка допускается на территории предприятий, площадках, свободных от застройки. Наземная прокладка должна быть на низких опорах и опорах средней высоты.

Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и безканальную прокладку. При канальной прокладке изоляционная конструкция трубопроводов разгружена от внешних нагрузок грунта. При безканальной прокладке изоляционная конструкция теплопроводов несет нагрузку грунта. Каналы выполняют проходными, полупроходными и непроходными. Этот способ используется при температуре теплоносителя не больше 115 0 С.

Монолитные безканальные прокладки наиболее совершенны. Их можно использовать при температуре теплоносителя до 180 0 С, используя литые теплопроводы в пенобетонном массиве.

Перспективной является прокладка теплопроводов в гидрофобных порошках. Преимущества этого способа заключаются в простоте изготовления изоляционного слоя.

Тепловая изоляция – самый важный элемент теплопровода. Она служит для снижения тепловых потерь и уменьшения падения температуры на пути к потребителю тепла. От качества изоляции зависит долговечность теплопровода.

В качестве тепловой изоляции широко используют минœеральную вату. Слой изоляции защищает от увлажнения битумом. Укладку изоляции осуществляют таким способом: на стальную поверхность трубы накладывают антикоррозионное покрытие, сверху которого укладывают минœеральную вату в виде скорлупы, на которую накладывают стальную сетку. На сетку устанавливают полуциллиндрические асбестоцементные футляры, которые закрепляют бандажами из кровельной стали. На практике как изоляцию используют также пенобетон, перлитобетон, керамзитобетон и др.

Важно заметить, что для сооружения тепловых сетей чаще всœего используют стальные трубы. Для водяных тепловых сетей при давлении Р ≤ 12 МПа рекомендуются трубы из сталей Ст 2 СП, Ст 3 СП, а также сталей 10, 20.

Обычно глубина заложения теплопроводов равна 0,5 … 1,0 м. Минимальный уклон водяных сетей принимается0,002. Для паровых сетей при направлении уклона по ходу пара минимальный уклон равняется 0,002, а для направления против хода пара – 0,01.

Вследствие нагревания труб происходит температурная деформация теплопроводов. Удлинœения, которые возникают при этом в трубах, воспринимаются компенсаторами.

Назначение тепловых сетей - соединение источников тепла с местами его потребления. Наружными тепловыми сетями (при централизованном теплоснабжении) называют сети, соединяющие источник тепла с пунктами, распределяющими тепло, в отличие от теплопроводов, прокладываемых внутри зданий и называемых теплопроводами внутренней разводки.

Наружные тепловые сети прокладывают, как правило, в земле (в проходных, полупроходных и непроходных каналах, бесканально), открыто (на кронштейнах по стенам строений, на бетонных, железобетонных и металлических опорах, на отдельных конструкциях мостов при переходах через железнодорожные пути и водные преграды) и дюкером. Тепловые сети, проходящие по подвалам или по техническим подпольям, т. е. внутри зданий, именуются также наружными сетями, поскольку соединяют, как указывалось выше, источник тепла с тепловыми пунктами, в которых устанавливаются элеваторные и тепловые узлы, подогреватели и прочие устройства, распределяющие тепло.

Теплопроводы от этих узлов до мест потребления тепла (отопительных панелей и радиаторов, калориферов, кондиционеров, технологических установок и т. д.) относятся к теплопроводам внутренней разводки (системы центрального отопления и горячего водоснабжения, разводки внутри зданий котельных, теплоэлектроцентралей).

Здания и сооружения снабжаются теплом от местных котельных, обслуживающих одно или несколько обычно рядом расположенных строений, или централизованно от крупных (групповых) районных или квартальных котельных, обслуживающих все строения района или квартала города, и от ТЭЦ, комбинированно вырабатывающях тепловую и электрическую энергию (теплофикация). Централизованное теплоснабжение от районных или квартальных котельных и особенно от ТЭЦ по сравнению с теплоснабжением от местных котельных является наиболее перспективным, экономичным и в настоящее время находит все более широкое применение.

Наружные тепловые сети разделяются на магистральные - от источника тепла до микрорайона (квартала) или до промышленного предприятия, на распределительные - от магистральных тепловых сетей до ответвлений (вводов) к отдельным строениям и на ответвления (вводы) - от распределительных или магистральных тепловых сетей до узлов присоединений систем потребителей тепла.

Транспортируемый теплоноситель используется для отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, а также для производственно-технологических нужд. В зависимости от вида теплоносителя сети делятся на паровые и водяные. При теплоносителе паре к источнику тепла от мест его потребления возвращается конденсат. Сети, в которых циркулирует постоянное количество теплоносителя (без разбора его у потребителей), называются закрытыми; сети с непосредственным разбором воды - открытыми.

По характеру потребителей тепловые сети делятся на промышленные, коммунальные и смешанные. В настоящее время приняты двухтрубные и многотрубные системы теплоснабжения. По конфигурации тепловые сети могут быть лучевыми и кольцевыми. Кольцевые сети обеспечивают лучший гидравлический режим и позволяют отключать для ремонта отдельные линии сетей, не прерывая снабжения теплом потребителей.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Связь энергетики с отраслями промышленности, коммунально-бытовым сектором, уровнем благосостояния

Ломоносов возглавлял географический департамент АН руководил работой по созданию географического атласа восстановил глобус после пожара создал... Изобретение паровых машин Принцип... Вопрос Пароход Фултона паровоз Черепановых Пароход Фултона В...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Топливо
Хотя большая часть стационарных топливных элементов в настоящее время работает на природном газе, всё большее количество установок использует альтернативные виды топлива. В 2005 году усилился тренд

Компании - основные производители
Компания Страна Технология Мощность установок Ansaldo Fuel Cells Италия MCFC 500

Причины
Специалисты, обсудившие проблему в Фукусиме, подчеркнули, что в отличие от крупных аварий на атомных электростанциях, произошедших в предыдущие десятилетия (на американской АЭС Three Mile Island и

Ликвидация
Участники дискуссии подчеркнули, что сотрудников АЭС и спасателей нельзя винить в том, что ликвидация аварии велась недостаточно быстрыми темпами. Дело в том, что им приходилось действовать в экстр

Последствия
В последнее десятилетие в мире наблюдался процесс, названный «ядерным ренессансом»: многие государства мира начали реализацию масштабных программ строительства новых реакторов. Дополнительным факто

Потребители теплоты. Под тепловым потреблением понимают использование тепловой энергий для разнообразных коммунально-бытовых и производственных целей: отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение, технологические процессы.

Потребители теплоты по характеру их загрузки во времени можно разделить на сезонные и круглогодичные. К сезонным потребителям относятся системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а к круглогодичным -- системы горячего водоснабжения и технологические аппараты. Тепловые нагрузки потребителей не остаются постоянными.

Расходы теплоты на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха зависят в основном от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, влажности воздуха и др. Из названных факторов основное значение имеет температура наружного воздуха, Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график. Отопление и вентиляция являются зимними тепловыми нагрузками, для кондиционирования воздуха в летний период требуется искусственный холод.

Нагрузка горячего водоснабжения зависит от степени благоустройства жилых и общественных зданий, режима работы бань, прачечных и т. д. Технологическое потребление теплоты зависит в основном от характера производства, типа оборудования, вида выпускаемой продукции.

Горячее водоснабжение и технологическая нагрузка имеют переменный суточный график, а их годовые графики в определенной мере зависят от времени года. Летние нагрузки, как правило, ниже зимних вследствие более высокой температуры водопроводной воды и перерабатываемого сырья, а также благодаря меньшим тепловым потерям теплопроводов и технологических трубопроводов.

Максимальные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий должны приниматься по соответствующим проектам.

> КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

По количеству параллельно проложенных теплопроводов тепловые сети могут быть однотрубными, двухтрубными и многотрубными. Однотрубные сети наиболее экономичны и просты. В них сетевая вода после систем отопления и вентиляции должна полностью использоваться для горячего водоснабжения. Однотрубные тепловые сети являются прогрессивными, с точки зрения значительного ускорения темпов строительства тепловых сетей. В трехтрубных сетях две трубы используют в качестве подающих для подачи теплоносителя с разными тепловыми потенциалами, а третью трубу -- в качестве общей обратной, так называемой «обратки». В четырехтрубных сетях одна пара теплопроводов обслуживает системы отопления и вентиляции, а другая -- систему горячего водоснабжения, а также используется на технологические нужды.

В настоящее время наибольшее распространение получили двухтрубные тепловые сети, состоящие из подающего и обратного теплопровода для водяных сетей и паропровода с конденсатопроводом для паровых сетей. Благодаря высокой аккумулирующей способности воды, позволяющей осуществлять дальнее теплоснабжение, а также большей экономичности и возможности центрального регулирования отпуска теплоты потребителям, водяные сети имеют более широкое применение, чем паровые.

Водяные тепловые сети по способу приготовления воды для горячего водоснабжения разделяются на закрытые и открытые. В закрытых сетях для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, нагреваемая сетевой водой в водоподогревателях. При этом сетевая вода возвращается на ТЭЦ или в котельную. В открытых сетях вода для горячего водоснабжения разбирается потребителями непосредственно из тепловой сети и после ее использования в сеть не возвращается. Качество воды в открытой тепловой сети должно отвечать требованиям ГОСТ 2874--82*.

Тепловые сети разделяют на магистральные, прокладываемые на главных направлениях населенных пунктов, распределительные -- внутри квартала, микрорайона и ответвления к отдельным зданиям.

Радиальные сети сооружают с постепенным уменьшением диаметров теплопроводов в направлении от источника теплоты. Такие сети наиболее просты и экономичны по начальным затратам. Их основной недостаток -- отсутствие резервирования. Во избежание перерывов в теплоснабжении (в случае аварии на магистрали радиальной сети прекращается теплоснабжение потребителей, присоединенных на аварийном участке) согласно СНиП 2.04,07--86 должно предусматриваться резервирование подачи теплоты потребителям за счет устройства перемычек между тепловыми сетями смежных районов и совместной работы источников теплоты (если их несколько). Радиус действия водяных сетей во многих городах достигает значительной величины (15--20 км).

Устройством перемычек тепловая сеть превращается в радиально-кольцевую, происходит частичный переход к кольцевым сетям. Для предприятий, в которых не допускается перерыв в теплоснабжении, предусматривают дублирование или кольцевые (с двусторонней подачей теплоты) схемы тепловых сетей. Несмотря на то, что кольцевание сетей существенно увеличивает их стоимость, тем не менее на крупных системах теплоснабжения значительно повышается надежность теплоснабжения, создается возможность резервирования, а также повышается качество гражданской обороны.

Паровые сети устраивают преимущественно двухтрубными. Возврат конденсата осуществляется по отдельной трубе -- конденсатопроводу. Пар от ТЭЦ по паропроводу со скоростью 40--60 м/с и более идет к месту потребления. В тех случаях, когда пар используется в теплообменниках, его конденсат собирается в конденсатных баках, откуда насосами по конденсатопроводу возвращается на ТЭЦ.

Направление трассы тепловых сетей в городах и других населенных пунктах должно предусматриваться преимущественно по районам наибольшей тепловой нагрузки с учетом вида прокладки, данных состава грунтов и наличия грунтовых вод.