Режимы работы систем теплоснабжения при частичной и поэтапно внедряемой автоматизации ТП

Подготовка системы теплоснабжения к внедрению комплексной автоматизации

Одним из основных мероприятий, обеспечивающих эффективное внедрение комплексной автоматизации систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) и составляющих основу подготовки СЦТ к такому внедрению, является наладка тепловых сетей с разработкой оптимальных эксплуатационных режимов. Причем разработка гидравлических эксплуатационных режимов тепловых сетей должна предусматривать нормальное функционирование автоматических регуляторов отпуска теплоты. В результате наладки и поддержания оптимальных режимов должны быть созданы условия, необходимые для эффективной работы систем отопления приточной вентиляции и горячего водоснабжения, а также повышены технико-экономические показатели работы системы теплоснабжения в целом. Последнее может быть достигнуто за счет увеличения пропускной способности тепловых сетей, ликвидации перегревов, связанных с разрегулировкой тепловых сетей группового (местного) автоматического регулирования потребления теплоты непосредственно на тепловых пунктах теплоснабжаемых зданий, снижения затрат электроэнергии на перекачку теплоносителя.

Наладочными работами должны быть охвачены все звенья системы централизованного теплоснабжения: теплоприготовительная установка источника теплоснабжения, тепловая сеть, тепловые пункты (ТП) и систем теплопотребления.

Наладочные работы проводятся в три этапа:

обследование и испытания отдельных элементов системы теплоснабжения; разработка оптимальных эксплуатационных тепловых и гидравлических режимов и мероприятий, обеспечивающих внедрение этих режимов с учетом требований комплексной автоматизации;

выполнение наладочных мероприятий;

регулирование системы теплоснабжения.

При обследовании системы теплоснабжения должны быть выявлены имеющие место эксплуатационные режимы, уточнены типы и состояние оборудования системы, определены тепловые нагрузки потребителей по видам теплового потребления, необходимость и объем испытаний отдельных звеньев и элементов системы теплоснабжения.

На базе результатов обследования и испытаний разрабатываются оптимальные эксплуатационные режимы и мероприятия, позволяющие получить максимально возможную экономию энергоресурсов при комплексной автоматизации системы теплоснабжения. Разработка должна производиться в следующем порядке:

расчет действительных тепловых нагрузок отопления, приточной вентиляции, горячего водоснабжения;

разработка режима автоматизированного отпуска теплоты на теплоисточнике и в автоматизированных ТП;

определение расчетных расходов теплоносителя;

гидравлический расчет тепловой сети;

разработка гидравлического режима тепловой сети;

разработка и составление перечня мероприятий, направленных на внедрение разработанных режимов.

К регулированию системы теплоснабжения можно приступать только тогда, когда полностью выполнены все необходимые мероприятия по наладке системы.

В процессе регулирования (завершающего, III этапа наладочных работ) необходимо проверить работу систем теплопотребления при разработанных гидравлическом и тепловом режимах, соответствие действительных расходов теплоносителя расчетным, настроить автоматические регуляторы в тепловых пунктах и на источнике теплоты.

Экономическая эффективность наладки системы теплоснабжения характеризуется следующими показателями:

сокращение затрат топлива - за счет получения максимально возможной экономии теплоты при данном объеме комплексной автоматизации;

сокращение затрат электроэнергии на перекачку теплоносителя - за счет снижения расхода теплоносителя, замены насосов;

возможность подключения к тепловой сети дополнительных систем теплопотребления без капитальных затрат;

сокращение затрат топлива на выработку электроэнергии - за счет снижения температуры теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети в теплофикационных системах теплоснабжения.

Режимы работы систем теплоснабжения при частичной и поэтапно внедряемой автоматизации ТП

Режимы регулирования отпуска теплоты из котельной:

При отсутствии в ТП баков-аккумуляторов центральное регулирование отпуска теплоты осуществляется по повышенному температурному графику качественного регулирования, различному для выходных и будних дней, при постоянном перепаде давлений воды на выходе котельной, а при наличии баков в ТП - по отопительному графику (рис. 1).

Повышенный температурный график (кривая 2) для выходных дней рассчитывается из условия постоянного расхода сетевой воды для удовлетворения расхода теплоты на отопление и горячее водоснабжение в ТП (с типичным для района отношением нагрузок - среднечасовая за неделю нагрузка горячего водоснабжения; Q_О - расчетная нагрузка отопления. Для будних дней при расчете графика принимается на 20 - 30 % меньше, чем для выходных дней.

Построение отопительного (кривая 3) и повышенного (кривая 2) температурного графика производится по известной методике [ 3, 9].

Постоянный перепад давлений воды на выходе котельной обеспечивается путем поддержания постоянным давления воды в подающем и обратном сетевых трубопроводах. Величины регулируемых давлений определяются гидравлическим расчетом сети и условиями присоединения потребителей к сети и рельефом местности. При этом давление в обратном трубопроводе котельной должно быть таким, чтобы при полном прекращении подачи сетевой воды на отопление и на водонагреватели верхней ступени регуляторами в ТП обеспечивался требуемый для каждого из присоединенных зданий напор в обратном трубопроводе отопления на выходе каждого ТП (во избежание оголения систем отопления зданий).

Рис. 1. Температурные графики регулирования отпуска теплоты при автоматизации ТП:

а - центрального регулирования на теплоисточнике; б - группового (местного) в ЦТП (ИТП); 1 - ступенчатый при постоянной температуре; 2 - качественного регулирования по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения района теплоснабжения; 3 - качественного регулирования по нагрузке отопления, ограниченный наименьшей температурой, необходимой для подогрева воды, поступающей в системы ГВС; 4 - качественного регулирования по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения данного ТП; 5 - качественного регулирования по нагрузке отопления; 6 - то же, с учетом внутренних теплопоступлений

Регулирование температуры подающей сетевой воды на выходе котельной производится автоматически регулятором температуры с дистанционными средствами управления его задатчиком из диспетчерского пункта.

Постоянство давления воды в подающем трубопроводе поддерживается автоматическим регулятором давления изменением скорости вращения двигателей сетевых насосов или с помощью регулирующего органа на нагнетании сетевых насосов. Постоянство давления воды в обратном трубопроводе до сетевых насосов поддерживается автоматическим регулятором давления (регулятором подпитки сети).

 Порядок поэтапного внедрения автоматизации

Охват автоматизации регулирования отпуска теплоты в ЦТП и тепловых пунктах отдельных потребителей должен быть максимально возможным на каждом этапе внедрения. Чем больше степень охвата автоматизацией, тем больше может быть получена экономия топлива на районной котельной или ТЭЦ.

Поэтапное внедрение автоматизации регулирования следует осуществлять путем охвата автоматизацией на каждом этапе целых магистралей.

Этап включает следующие мероприятия:

ЦТП и потребители выбранной для автоматизации магистрали автоматизируются согласно п. 7 - 13. При этом тепловая сеть должна быть гидравлически отрегулирована в соответствии с действующими положениями. При необходимости внедрению автоматизации должны предшествовать работы по гидравлической наладке тепловой сети (см. разд. II );

ЦТП и потребители остальных магистралей должны быть оборудованы обязательно регуляторами температуры воды на горячее водоснабжение. Схемы присоединения водонагревателя горячего водоснабжения в тепловых пунктах этих магистралей - смешанная (параллельная) или двухступенчатая последовательная. Элеваторные узлы в зданиях должны быть отрегулированы на расчетный расход теплоносителя. На головных участках этих магистралей следует установить регуляторы перепада давлений. Лишь при выполнении этих мероприятий может быть обеспечено получение экономии топлива на котельной от работы регуляторов в ТП автоматизированной магистрали и сведен к минимуму перегрев потребителей неавтоматизированных магистралей.