книги / Системы централизованного теплоснабжения

3. Качественно-количественное заключается в регулировании отпуска теплоты посредством одновременного изменения расхода и температуры теплоносителя.

Традиционно в централизованных системах теплоснабжения применяется центральное качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления.

Построение графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха. Приближенный температурный график центрального качественного регулирования отпуска тепла по отопительной нагрузке в котельной представлен на рис. 5.

Рис. 5. Отопительный график отпуска тепла в котельной

Поскольку по тепловым сетям одновременно подается теплота на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, на ото-

21

пительный график накладывается линия графика для ГВС. В результате этого получается точка перелома (излома) графика регулирования отпуска тепла (рис. 6).

Рис. 6. Отопительно-бытовой график отпуска тепла на ТЭЦ

Температура нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя горячего водоснабжения должна быть 65 °С, поэтому минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали принимается равной 70–80 °С для закрытых систем теплоснабжения (см. рис. 6).

Полученный график температур воды называется отопи- тельно-бытовым. Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графика, обозначается tн. Точка излома

делит график на две части с различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха от tн до tн осуществляется центральное качественное регулирование отпуска теплоты, в диапазоне с +8 °С до tн – местное регулирование.

В приложении 4 представлен график отпуска тепловой энергии для источников г. Перми.

22

3. РАСХОДЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ

При традиционно сложившемся качественном регулировании отпуска теплоты расходы сетевой воды определяются отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Если расчетные расходы сетевой воды для систем отопления и вентиляции не зависят от схем присоединения абонентов к тепловой сети, то сетевой расход для системы горячего водоснабжения существенно зависит от принятой схемы присоединениятеплового пункта.

3.1.Расчетный расход теплоносителя для отопления

Вмагистральных тепловых сетях в первом контуре при независимом присоединении систем отопления (рис. 7) расход теплоноси-

теля (Gо1к , кг/ч) определяется при расчетных температурах тепло-

носителя по графику регулирования отпуска тепла (при расчетной для отопления температуре наружного воздуха):

где T1 , T 2 – температура сетевой воды соответственно в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха tн5 .

Рис. 7. Независимое присоединение системы отопления к тепловой сети

23

Во втором контуре тепловой сети (это может быть распределительная квартальная сеть после центрального теплового пункта или собственно магистрали системы отопления у потребителя)

расход теплоносителя (Gо2к , кг/ч) определяется по формуле

где T 21 – температура сетевой воды в подающем трубопроводе второго контура тепловой сети или в подающем трубопроводе системыотопления прирасчетнойтемпературенаружного воздуха tн5 ;

T 22 – температура сетевой воды в обратном трубопроводе второго контура тепловой сети или в обратном трубопроводе системыотопления прирасчетнойтемпературенаружного воздуха tн5 .

3.2. Расчетный расход теплоносителя для вентиляции

Схема обвязки калорифера системы вентиляции показана на рис. 8.

Рис. 8. Обвязка калорифера с защитой от замораживания: 1 – манометр; 2 – термометр; 3 – циркуляционный насос; 4 – воздушный клапан; 5 – предохранительный клапан; 6 – запорный клапан; 7 – сетчатый фильтр; 8 – трехходовой клапан; 9 – балансировочный клапан

24

где Qv – расчетная вентиляционная нагрузка, Вт.

3.3. Расчетный расход теплоносителя для системы горячего водоснабжения

В настоящее время существуют как открытые, так и закрытые системы теплоснабжения. В открытых системах вода для нужд ГВС забирается непосредственно из трубопроводов тепловой сети, а в закрытых вода на горячее водоснабжение готовится в теплообменниках путем нагрева воды из холодного водопровода. Однако в связи с выходом Федерального закона № 190-ФЗ от 27 июля 2010 г. «О теплоснабжении» дальнейшее строительство открытых систем запрещено, а существующие открытые системы до 2020 г. должны быть переведены на закрытую схему.

Среди закрытых схем существуют одно- и двухступенчатые схемы присоединения подогревателей горячего водоснабжения. Основные схемы таких систем представлены в приложении 5.

Расходы сетевой воды для системы горячего водоснабжения определяются при температурах теплоносителя в точке перелома графика регулирования отпуска теплоты (см. рис. 6 и приложение 4). Полученный таким образом расход сетевой воды является максимальным и в холодный период года требует коррекции с целью его снижения навходев подогреватель горячего водоснабжения.

Для одноступенчатых схем расход сетевой воды для ГВС (Gh1к , кг/ч) определяется по формуле

где – повышающий коэффициент к средней нагрузке на горячее водоснабжение. Так, при одноступенчатой параллельной схеме

25

= 1,15. По этой схеме присоединяются мелкие потребители с нагрузкой Qhmax < 0,2 Гкал/ч (детские учреждения, предприятия

общественного питания) при наличии ИТП; Т1 , Т2 – температуры воды в точке перелома температурно-

го графикасоответственно вподающем иобратномтрубопроводе. При двухступенчатой смешанной схеме сетевой расход необходим только для второй ступени подогревателя ГВС, присоединенной параллельно системе отопления. Первая ступень соединяется последовательно с системой отопления на обратном трубопроводе и для ее работы используется общий сетевой рас-

ход после системы отопления и подогревателя второй ступени:

где – доля от максимального расхода теплоты для нужд горячего водоснабжения, приходящаяся на верхнюю ступень при смешанном присоединении подогревателей (доля нагрева горячей воды во второй ступени),

tпр – температура нагреваемой воды, покидающей нижнюю

ступень, принимается на 5 оС ниже температуры теплоносителя в обратном трубопроводе после системы отопления в точке перелома графика регулирования отпуска теплоты.

Сетевого расхода, специально предназначенного для работы системы горячего водоснабжения при двухступенчатой последовательной схеме, не требуется (см. рис. 4 в приложении 5).

26

4. КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Водяные тепловые сети проектируются, как правило, двухтрубными. Они подразделяются на магистральные, распределительные (внутри квартала называются квартальными) и абонентские вводы (или ответвления к потребителям (абонентам)) (рис. 9). Магистральные теплопроводы соединяют источники теплоты с районами теплового потребления. Магистральные тепловые сети с помощью задвижек разделяются на секции длиной 1–3 км. Это мероприятие позволяет уменьшить потери сетевой воды и сократить длительность ремонта при разрыве трубопровода. При прокладке в районе города двух и более крупных магистралей от одного источника следует предусматривать устройство резервных перемычек между магистралями [15, 16]. Схемы квартальных тепловых сетей принимаются тупиковыми, без резервирования.

3 – распределительная сеть; 4 – тепловая камера; 5 – секционирующие задвижки; 6 – насос; 7 – перемычка; 8 – абонентские вводы

Расстояние между секционирующими задвижками определяется временем спуска теплоносителя с участка теплосети при проведении ремонта или аварии [3], чтобы при полном отключе-

27

нии отопления при расчетной температуре наружного воздуха внутренняя температура в отапливаемых помещениях не опускалась ниже минимального предельного значения 12–14 °С, в соответствии с договором теплоснабжения. Секционирующие задвижки удобно размещать в узлах присоединения распределительных сетей к магистральным тепловым сетям (камеры 4). Тепловые камеры при подземной прокладке устраиваются для размещения запорной арматуры, спускных и воздушных устройств, сальниковых компенсаторов и другого оборудования, требующего постоянного доступа и обслуживания. Отводы сетей, по возможности, следует делать из одной камеры (рис. 10).

Рис. 10. Тепловая камера распределительной тепловой сети

Нормами проектирования систем теплоснабжения [3, 17] предусмотрены основные положения устройства и трассировки тепловых сетей. Трассу выбирают параллельно проездам и красным линиям застройки в свободной полосе, отведенной для прокладки инженерных коммуникаций, т.е. вне проезжей части дорог и зеленых насаждений. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной и пролегать по одну сторону от проезда или застройки. Тепловые сети должны пересекать дороги и сооружения различного назначения под прямым углом и лишь в исключительных случаях – под углом не менее 45о.

28

Для жилых районов городов и населенных мест, исходя из архитектурных соображений, применяется подземная прокладка тепловых сетей (рис. 11, а, б). Размеры камеры принимаются из условий нормального обслуживания размещаемого в камере оборудования [18], согласно табл. 3 приложения 6. Наименьшая высота камер – 1,8 м. Строительная часть камер выполняется из сборного железобетона. Камеры при необходимости могут быть выполнены также из монолитного железобетона с отдельным перекрытием. В перекрытиях камер должно быть не менее двух люков D = 630 мм, расположенных по диагонали при внутренней площади камер до 6 м2, и четырех люков при внутренней площади камер более 6 м2. Под люками должны быть устроены лестницы или скобы. Днище камеры выполняется с уклоном не менее 0,02 в сторону водосборного приямка.

Рис. 11. Основные виды прокладки тепловых сетей:

а, б – подземная (а – бесканальная, б – канальная); в, г – надземная (в – на низких опорах, г – на высоких опорах)

29

Надземная прокладка в жилых районах используется как исключение в особо тяжелых грунтовых условиях (районы вечномерзлых грунтов, просаживающихся при оттаивании, незастроенные, заболоченные участки и т.п.), несмотря на то, что надземная прокладка значительно повышает надежность теплоснабжения (рис. 11, в, г).

Для распределительных (квартальных) тепловых сетей диаметром 300 мм и менее до тотальной приватизации жилья на территории РФ допускалась также прокладка в технических коридорах и технических подпольях жилых и общественных зданий. В настоящее время такой тип прокладки сетей не проектируется, но существует в построенных в конце XX в. жилых кварталах.

Разбивку трассы следует производить с учетом профиля (рис. 12). Уклон тепловых сетей принимают не менее 0,002; при этом надо выдержать заглубления тепловых сетей от поверхности земли не менее:

0,5 м – до верха перекрытий каналов;

0,7 м – до верха оболочки бесканальных прокладок;

0,3 м – до верха перекрытий камер.

Уменьшение заглубления сетей допускается лишь при высоком уровне грунтовых вод и соблюдении требований СП [3]. На продольном профиле отмечают все пересечения с инженерными коммуникациями. Сопряжения участков профиля трассы с обратными уклонами рекомендуется выполнять в тепловых камерах, так как ломаный профиль и частые повороты трассы удорожают строительство из-за необходимости устройства дополнительных камер для размещения и обслуживания дренажных устройств и воздушников. Отметка дна канала на вводе в

здание принимается выше подошвы фундамента на величину не менее чем 500 мм.

Для трубопроводов тепловых сетей, работающих при давлениях до 2,5 МПа и температурах теплоносителя до 200 ºС, следует предусматривать стальные электросварные трубы. Основные характеристики стальных труб для водяных тепловых сетей при-

30