Дипломная работа специальность 5В071700 «Теплоэнергетика»

жүктеу 1,9 Mb. бет 3/21 Дата 27.03.2023 өлшемі 1,9 Mb. #41880 түрі Дипломная работа

Введение В настоящее время основной проблемой эксплуатации систем централизованного теплоснабжения от ТЭЦ является недопустимо высокий уровень износа теплоэнергетического оборудования и трубопроводов, что приводит к низкой надежности теплоснабжения. Поэтому сейчас актуальны исследования, направленные на создания систем защиты от повышенного давления и внедрению современных энергосберегающих технологий теплоснабжения. Опыт эксплуатации систем теплоснабжения показывает, что резкие колебания давления могут привести к разрушению тепловой сети, функциональному отказу трубопроводной арматуры, насосов и даже к полному выходу из строя не только насосных станций, но и источников теплоснабжения, особенно в условиях износа оборудования. Аварии, возникающие при резком повышении давления, наносят существенный экономический ущерб, вследствие затрат на их ликвидацию и перерывов в подачи теплоснабжения. В связи с этим важным становится вопрос защиты насосных станций, тепловых сетей, центральных тепловых пунктов от резкого повышения давления. Нестационарные процессы в системах теплоснабжения относятся к сложным динамическим процессам, которые определяются многообразными факторами, учет влияния которых затруднен. Указанные обстоятельства создают необходимость дальнейшего развития натурных и численных методов исследования нестационарных процессов, а также внедрению современных энергосберегающих систем для автоматического регулирования теплоснабжения. Целью работы является оптимизация энергосберегающих мероприятий по повышению надежности систем централизованного теплоснабжения. Для достижения указанной цели поставлены задачи: 1. Провести экспериментальное и теоретическое исследование нестационарных процессов в системах теплоснабжения от ТЭЦ. 2. Разработать методику расчета нестационарного гидравлического режима с учетом особенностей эксплуатации систем теплоснабжения ТЭЦ. 3. Провести испытания с комплексом мероприятий по защите от повышенного давления систем теплоснабжения ТЭЦ. 4. Усовершенствовать методику проведения экспериментов по регистрации основных причин повышения давления, возникающих при отключении одного или нескольких насосных агрегатов на действующих насосных станциях тепловых сетей и систем теплопотребления. 5. Разработать рекомендации по внедрению современных энергосберегающих технологий в тепловых сетях и у потребителей. В качестве научной новизны разработана методика проведения натурных экспериментов по исследованию нестационарных процессов на действующих сетях систем теплоснабжения. Предложена методика расчета нестационарного гидравлического режима с учетом особенностей трубопроводной системы теплоснабжения от ТЭЦ. Разработан стенд для натурных испытаний систем защиты потребителей от повышенного давления на базе блочного теплового пункта. Разработана гидравлическая система защиты потребителя от превышения давления в тепловой сети. Практическая ценность работы и реализация результатов. Предложены рекомендации для внедрения комплекса мероприятий по защите систем теплоснабжения на основе энергосберегающих технологий. 1. Анализ эксплуатации систем теплоснабжения. 1.1 Организация эксплуатации тепловых сетей Система теплоснабжения здания предназначена для обеспечения тепловой энергией (теплотой) его инженерных систем, требующих для своего функционирования подачи нагретого теплоносителя. Помимо традиционных систем (отопление и горячее водоснабжение), в современном гражданском здании могут быть предусмотрены и другие теплопотребляющие системы (вентиляция и кондиционирование воздуха, обогреваемые полы, бассейн). Снабжение теплом потребителей (систем отопления, вентиляции, на технологические процессы и горячее водоснабжение зданий) состоит из трёх взаимосвязанных процессов: -сообщение тепла теплоносителю; -транспорт теплоносителя; -использование теплового потенциала теплоносителя. В соответствии с этим, каждая система теплоснабжения состоит из трёх звеньев: -источник тепла; -трубопроводы; -системы теплопотребления с нагревательными приборами. Системы теплоснабжения классифицируются по следующим основным признакам: -по мощности; -по виду источника тепла; -по виду теплоносителя. По мощности системы теплоснабжения характеризуются дальностью передачи тепла и числом потребителей. Они могут быть местными централизованными и децентрализованными. Местными называют системы теплоснабжения, в которых три основных звена объединены и находятся или в одном помещении, или в смежных помещениях и применяются только в гражданских, небольшого объёма, зданиях, или в небольших вспомогательных зданиях на промышленных площадках, удалённых от основных производственных корпусов. (Например: печи, газовое или электрическое отопление). В этих случаях получение тепла и передача его воздуху помещений объединены в одном устройстве и расположены в отапливаемых помещениях. Централизованными системами теплоснабжения называются в том случае, когда от одного источника тепла подаётся тепло для многих помещений или зданий. Децентрализованными системами теплоснабжения называются в том случае, когда тепло подаются от теплогенераторов, устанавливаемых непосредственно в отапливаемых помещениях и на предприятиях. При эксплуатации тепловых сетей должна быть обеспечена подача потребителям теплоносителя (воды и пара) установленных параметров в соответствии с заданным графиком при утечках теплоносителя и потерях тепла, не превышающих нормативных[5]. При исчерпании фактической мощности источников тепла и пропускной способности магистралей тепловой сети присоединение новых потребителей запрещается. Границами обслуживания тепловых сетей, если нет иных документально оформленных договоренностей заинтересованных организаций, должны быть: со стороны источника тепла границы, устанавливаемые в соответствии с указаниями Правил со стороны потребителя тепла стена камеры, в которой установлены принадлежащие энергообъектам задвижки на ответвлении к потребителю тепла. Границы обслуживания тепловых сетей оформляются двусторонним актом. Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна осуществлять контроль за техническим состоянием и исправностью трубопроводов, тепловых пунктов и другого оборудования, находящегося на балансе потребителей, а также за эксплуатационными режимами работы тепловых пунктов без права вмешательства в хозяйственную деятельность потребителя. Организацией, эксплуатирующей тепловую сеть, должны бьпь организованы контроль за поддержанием в надлежащем состоянии путей подхода к объектам сети, а также дорожных покрытий и планировка поверхностей над подземными сооружениями. Планировка поверхности земли на трассе тепловой сети должна исключать попадание поверхностных вод на теплопроводы[1]. Ввод трубопроводов тепловой сети в эксплуатацию без устройств для спуска и отвода воды из каждого секционируемого участка запрещается. Организацией, эксплуатирующей тепловую сеть, должна бьпь обеспечена исправность ограждающих конструкций, препятствующих доступу посторонних лиц к оборудованию и к запорно-регулирующей арматуре. Раскопка трассы трубопроводов тепловой сети или производство работ вблизи них посторонними организациями допускается только с разрешения организации, эксплуатирующей тепловую сеть, под наблюдением специально назначенного ею лица. В организации, эксплуатирующей тепловую сеть, должны быть составлены: план тепловой сети (масштабный); оперативная и эксплуатационная (расчетная) схемы; профили теплотрасс по каждой магистрали. Ежегодно должны корректироваться план, схемы и профили в соответствии с фактическим состоянием тепловой сети[2]. Оперативная схема тепловых сетей, а также настройка автоматики и устройств технологической защиты должны обеспечивать: подачу потребителям теплоносителя заданных параметров в соответствии с договорами на пользование тепловой энергией; оптимальное потокораспределение теплоносителя в тепловых сетях; возможность осуществления совместной работы нескольких источников тепла на объединенную тепловую сеть и перехода при необходимости к раздельной работе источников; преимущественное использование наиболее экономичных источников. Всем тепломагистралям, камерам (узлам ответвления), подкачивающим, подпиточным и дренажным насосным, узлам автоматического регулирования, неподвижным опорам, компенсаторам и другим сооружениям тепловой сети должны быть присвоены эксплуатационные номера, которыми они обозначаются на планах, схемах и пьезометрических графиках[6]. На эксплуатационных (расчетных) схемах подлежат нумерации все присоединенные к сети абонентские системы, а на оперативных схемах, кроме того, секционирующая и запорная арматура. Арматура, установленная на подающем трубопроводе (паропроводе), должна быт обозначена нечетным номером, а соответствующая ей арматура на обратном трубопроводе (конденсатопроводе) следующим за ним четным номером. Каждый район тепловых сетей должен иметь перечень газоопасных камер и проходных каналов. Перед началом работ такие камеры должны быть проверены для обнаружения газа. Газоопасные камеры должны иметь специальные знаки, окраску люков и содержаться под надежным запором. Все газоопасные камеры и участки трассы должны быть отмечены на оперативной схеме тепловой сети. Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна осуществлять техническую приемку тепловых сетей, тепловых пунктов и систем теплопотребления, принадлежащих потребителю, после их монтажа или ремонта, при этом потребитель должен выполнять гидравлическое испытание на прочность и плотность собственного оборудования давлением, не превышающим максимально допустимое пробное давление для данных сетей, арматуры и нагревательных приборов в соответствии с "Правилами эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей".[3] Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна организовать постоянный контроль за качеством обратной сетевой . Трубопроводы тепловых сетей до ввода их в эксплуатацию после монтажа или капитального ремонта должны быть подвергнуты очистке: паропроводы продувке со сбросом пара в атмосферу; водяные сети в закрытых системах теплоснабжения и конденсатопроводы гидропневматической промывке; водяные сети в открытых системах теплоснабжения гидропневматической промывке и дезинфекции с последующей повторной промывкой питьевой водой. Повторная после дезинфекции промывка должна производиться до достижения показателей сбрасываемой воды, соответствующих санитарным нормам на питьевую воду[1]. Подключение тепловых сетей потребителей и систем теплопотребления, не прошедших гидропневматическую промывку, а в открытых системах теплоснабжения также дезинфекцию, запрещается. Все вновь смонтированные трубопроводы тепловых сетей до ввода в эксплуатацию должны быть подвергнут гидравлическому испытанию на плотность и прочность. Заполнение сетевых трубопроводов, их промывка и повторная промывка, дезинфекция (для отрытых систем теплоснабжения), включение системы циркуляции, продувка и прогрев паропроводов и операции по пуску водяных или паровых тепловых сетей, а также любые испытания сети или отдельных ее элементов и конструкций должны выполняться под руководством ответственного лица по специально разработанной' технической программе, утвержденной руководством организации, эксплуатирующей тепловые сети, и согласованной с руководством энергообъекта источника тепла. Трубопроводы тепловых сетей должны заполняться водой температурой не выше 70oC при отключенных системах теплопотребления. Наружная поверхность трубопроводов и металлических конструкций тепловых сетей (балки, опоры, мачты, эстакады и др.) должна быть защищена стойкими антикоррозионными покрытиями. Ввод в эксплуатацию тепловых сетей после окончания строительства или капитального ремонта без наружного антикоррозионного покрытия труб и металлических конструкций запрещается. Трубопроводы тепловых сетей, арматура, компенсаторы и фланцевые соединения должны быть покрыты тепловой изоляцией в соответствии с проектом. Применение в тепловых сетях гидрофильной засыпной изоляции, а также набивной изоляции при прокладке трубопроводов в гильзах (футлярах) запрещается. Ввод в эксплуатацию тепловых сетей при неработающем понижающем дренаже запрещается. Проходные каналы, а также крупные узловые камеры, в которых установлено электрооборудование, должны иметь электроосвещение. Приточно-вытяжная вентиляция проходных каналов должна быть в исправном состоянии. Все соединения труб тепловых сетей должны быть сварными, за исключением мест применения фланцевой арматуры. Использование для компенсаторов и арматуры хлопчатобумажных и пеньковых набивок запрещается. При надземной прокладке тепловых сетей задвижки с электроприводами должны быть размещены в помещении или заключены в кожухи, защищающие арматуру и электропривод от атмосферных осадков и исключающие доступ посторонних лиц. Присоединение к тепловым сетям установок горячего водоснабжения с неисправными регуляторами температуры воды, а также теплопотребляющих систем с неисправными приборами учета запрещается. Для контроля за состоянием оборудования тепловых слей и режимом их работы регулярно по графику должен производиться обход теплопроводов и тепловых пунктов. Организация, эксплуатирующая тепловые сети, обязана выявлять дефекты строительных конструкций, трубопроводов и оборудования тепловой сети, осуществлять контроль за их состоянием и за состоянием тепловой изоляции и антикоррозионного покрытия с применением современных приборов и методов диагностики, а также путем осмотра, опрессовок, испытаний на максимальную температуру теплоносителя и других методов. В организации, эксплуатирующей тепловые сети, должен осуществляться учет всех повреждений и выявленных дефектов по всем видам оборудования и анализ вызвавших их причин. Периодичность проведения работ по контролю за состоянием оборудования тепловой сети определяется техническим руководителем организации, эксплуатирующей тепловые сети. На водяных тепловых сетях и конденсатопроводах должен быть организован систематический контроль за внутренней коррозией трубопроводов путем анализов сетевой воды и конденсата, а также по индикаторам внутренней коррозии, устанавливаемым в наиболее характерных точках (на выводах с ТЭЦ, концевых участках, в двух-трех промежуточных узлах магистрали). Неработающая тепловая сеть должна заполняться только химически очищенной деаэрированной водой. Из паропроводов насыщенного пара конденсат должен непрерывно отводиться через конденсатоотводчики. Работа конденсатоотводчиков на общий конденсатопровод без установки обратных клапанов запрещается[4]. Секционирующие задвижки и запорная арматура в нормальном режиме должны быть в полностью открытом или полностью закрытом положении; регулировать ими расход теплоносителя запрещается. Среднегодовая утечка теплоносителя из водяных тепловых сетей должна быть не более 0,25% среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления в час независимо от схемы их присоединения (за исключением систем горячего водоснабжения, присоединенных через водоподогреватели). Сезонная норма утечки теплоносителя устанавливается в пределах среднегодового значения. При определении утечки теплоносителя не должен учитываться расход воды на наполнение теплопроводов и систем теплопотребления при их плановом ремонте и подключении новых участков сети и потребителей. После ремонта до начала отопительного сезона должно быть проведено гидравлическое испытание сетей в целях проверки плотности и прочности трубопроводов и установленной запорной и регулирующей арматуры минимальное значение пробного давления должно составлять 1,25 рабочего давления. При этом значение рабочего давления устанавливается техническим руководителем организации, эксплуатирующей тепловые сети. В каждом конкретном случае значение пробного давления устанавливается техническим руководителем организации, эксплуатирующей тепловые сети, в допустимых пределах, указанных выше. Одновременное проведение гидравлических испытаний тепловых сетей на прочность и плотность и испытаний на максимальную температуру теплоносителя запрещается. Для гидравлических испытаний на прочность и плотность трубопроводы тепловых сетей должны заполняться водой температурой не выше 45 ОC. На время проведения испытаний тепловой сети пробным давлением тепловые пункты и системы теплопотребления должны быть надежно отключены. Определение фактических тепловых и гидравлических потерь в тепловых сетях должно осуществляться в соответствии с действующими методическими указаниями. Объем и периодичность испытаний тепловых сетей на потенциал блуждающих токов должны соответствовать "Инструкции по защите тепловых сетей от электрохимической коррозии". Технологические защиты должны быть включены в эксплуатацию постоянно. Отключение устройств технологической защиты во время работы тепловой сети производится с разрешения технического руководителя организации, эксплуатирующей тепловые сети, с оформлением в оперативной. Для двухтрубных водяных тепловых сетей в основу режима отпуска тепла должен быть положен график центрального качественного регулирования. При наличии нагрузки горячего водоснабжения минимальная температура воды в подающем трубопроводе сии должна быть: для закрытых схем не ниже 70 oC; для открытых схем горячего водоснабжения не ниже 60oC. Гидравлические режимы водяных тепловых сетей должны разрабатываться ежегодно для отопительного и летнего периодов; для открытых систем теплоснабжения в отопительный период режимы должны разрабатываться при максимальном водоразборе из подающего и обратного трубопроводов и при отсутствии водоразбора. Мероприятия по регулированию расхода воды у потребителей должны быть составлены для каждого отопительного сезона. Очередность сооружения новых магистралей и насосных станций, предусмотренных схемой теплоснабжения, должна определяться с учетом реального роста присоединяемой тепловой нагрузки, для чего в организации, эксплуатирующей тепловую сеть, должны быть разработаны гидравлические режимы системы теплоснабжения на ближайшие 3-5 лет. В тепловых сетях должны быть предусмотрены мероприятия для обеспечения теплоснабжения потребителей при выходе из строя насосных станций и отдельных участков основных магистралей. Давление воды в любой точке подающей линии водяных тепловых сетей, в трубопроводах и оборудовании источника тепла, тепловых сетей и тепловых пунктов и в верхних точках непосредственно присоединенных систем теплопотребления при работе сетевых насосов должно обеспечивать с запасом не менее 0,5 кгс/см2 (50 кПа) невскипание воды при ее максимальной температуре. Давление воды в обратной линии водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно быть в любой точке не ниже 0,5 кгс/см2 (50 кПа). Давление воды в обратной линии должно быть не выше допустимого для трубопроводов и оборудования источника тепла, тепловых сетей и тепловых пунктов и для непосредственно присоединенных систем теплопотребления. Статическое давление в системах теплоснабжения должно быть таким, чтобы обеспечивать заполнение водой трубопроводов тепловой сети, а также всех непосредственно присоединенных систем теплопотребления. Статическое давление должно быть не выше допустимого для трубопроводов и оборудования источника тепла, тепловых сетей и тепловых пунктов и непосредственно присоединенных систем теплопотребления. Статическое давление должно быть определено условно для температуры воды от 1 до 100oC[3]. При аварийном прекращении электроснабжения сетевых и перекачивающих насосов организация, эксплуатирующая тепловую сеть, должна обеспечить давление в тепловых сетях и системах теплопотребления в пределах допустимого уровня. При возможности превышения этого уровня должна быть предусмотрена установка специальных устройств, предохраняющих систему теплоснабжения от гидроударов. Ремонт тепловых сетей должен производиться в соответствии с утвержденным графиком (планом) на основе результатов анализа выявленных дефектов, повреждений, периодических осмотров, испытаний, диагностики и ежегодных опрессовок. График ремонтных работ должен быть составлен исходя из условия одновременного ремонта трубопроводов тепловой сети и тепловых пунктов. Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна систематически заменять аварийные трубопроводы, а также выполнять другие работы, направленные на повышение надежности эксплуатации оборудования и сетей, эффективности использования отпущенного тепла, уменьшение потерь тепла и сетевой воды. жүктеу 1,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз