3. Экспериментальные исследования нестационарных процессов в системах теплоснабжения
3.1 Результаты испытаний по определению повышения давления в трубопроводах на системах теплоснабжения ГВС И ЦО
Нестационарные волновые процессы в трубопроводных системах, как правило, возникают на переходных режимах работы, а также при срабатывании различных видов клапанов, запорной арматуры и т.д. Все эти процессы приводят к значительным вибрациям, вызывающим разрушение трубопроводов. В отдельных случаях интенсивные волновые нестационарные процессы могут происходить в трубопроводной системе и при стационарных режимах работы.
Ежегодно в любой крупной системе теплоснабжения по различным причинам (аварийная остановка насосной станции, неправильные действия обслуживающего персонала и т.п.) возникают скачки давления. Обычно сначала следует резкий гидравлический удар, затем достаточно быстрый рост давления. От гидравлического удара, распространяющегося со скоростью звука (~ 1450м/сек), на сегодняшний день методов защиты не существует, но и область его распространения не очень велика, до потребителя он, как правило, не доходит. Область повышенного давления распространяется значительно шире, проходит центральные тепловые пункты, достигает отопительных систем. Наиболее уязвимое звено системы отопления - радиаторы, которые лопаются от высокого давления.
С целью наблюдений волновых процессов и повышения давления в трубопроводных системах теплоснабжения было проведено экспериментальное исследование систем структур автоматизированного тепловодоснабжения на ЦТП в одном из административных округов г. Москвы. Обработка результатов основывалась на определении полученной экономии электроэнергии, воды и тепла, а также производился учет влияния гидравлического удара на трубопровод.
На первом этапе работ было проведено экспериментальное исследование тепловых сетей с разработкой рекомендаций по их оборудованию стабилизаторами давления для гашения пульсаций давления и гидроударов, возникающих в процессе эксплуатации, а также возможной установки частотных приводов для плавного запуска насосов с целью исключения возможности гидроудара.
Измерение показаний проходило на ЦТП на трубопроводах Ду 200 мм, на двух системах теплоснабжения: - центральное отопление (ЦО);
- горячее водоснабжение (ГВС).
При проведении испытаний на трубопроводе системы ЦО датчики устанавливались: - на всасе насоса (датчик №1);
- на выбросе насоса (датчик №2);
- на подающем трубопроводе сети (датчик №3);
- на обратном трубопроводе сети (датчик №4).
Рис.3.1 Схема ЦТП. Проведение замеров
Насос отопления марки КМ 100-80-160, мощностью N= 15кВт. Система теплоснабжения центрального отопления независимая: вода проходит от насосов по замкнутому кругу, через водоводянои подогреватель центрального отопления (ВВП ЦО) на дома и обратно к насосам.
В наполненную статическую систему теплоснабжения центрального отопления с давлением Р3= 4,8 атм включаем насос (Рис.3.2). Давление Р3 за обратным клапаном начинает резко повышаться до значения 6,5атм. Пройдя через водоводянои теплообменник (подогреватель) (ВВП ЦО) Рз снижается до значения 6,2 атм (т.о. сопротивление бойлера 0,3 атм), в течении 2-х секунд давление в сети волновыми пульсациями снижается до значения 5,4 атм. В результате включения-выключения насоса ЦО происходит резкое повышение давления - гидравлический удар, величина которого определяет скоростью и массой теплоносителя. Весь процесс выхода системы в рабочий режим занял 5 секунд.
При проведении испытаний на трубопроводах системы теплоснабжения ГВС производилось двумя способами: при открытой задвижке (Рис.3.4) и при закрытой задвижке с последующим открытием (Рис.3.3) Датчики устанавливались:
- на трубопроводе из городского водопровода с давлением 2,0 атм (всас насоса), на схеме датчик №3;
- на выбросе насоса перед обратным клапаном (датчик №1);
- на выбросе насоса после обратного клапана (датчик №2);
- на подающем трубопроводе сети (датчик №4)
В существующую систему водоснабжения с городским давлением Р8=2,2 атм подключен насос марки КМ 100-65-200, мощностью N=22 кВт, производительностью G= 100м3/ч, напором Н= 47м.вод.ст. При включении насоса давление Pg резко повышается до значения 6,2 атм. Все задвижки по направлениям открыты. Вода идет на разбор. В течении 30 секунд после максимального значения давления Pg происходит резкое снижение до значения 5,2атм. Далее пульсирующими процессами преодолев сопротивление обратного клапана выходит в рабочий режим до значения 6,8атм. Весь процесс выхода системы в рабочий режим занял 10 секунд. В результате включения выключения насоса холодного водоснабжения происходит резкое повышение давления в трубопроводе системы горячего водоснабжения - гидравлический удар, величина которого определяется скоростью и массой теплоносителя.
Рассматривая существующую систему водоснабжения с городским давлением Ps=2,2 атм подключен насос марки КМ 100-65-200, мощностью N=22 кВт, производительностью G= 100м3/ч, напором Н= 47м.вод.ст с закрытой запорной арматурой. Насос выключен, задвижки по направлениям на выходе из ЦТП №7 подающего трубопровода и №13 обратнного закрыты. В момент запуска насоса задвижки закрыты. Давление Pg на выбросе насоса до обратного клапана резко возрастает с 2,2 атм до значения 8,5 атм. После чего происходит резкое открытие. Давление резко снижается до 5,8 атм и волновыми пульсациями выходит на рабочий режим в 6,8 атм. Наблюдаем легкий гидравлический удар. Статическое давление после обратного клапана в наполненной системе горячего водоснабжения резко увеличивается с 4,2 атм до 5,9 атм, которое также просаживается до значения 4,5 атм и волновыми импульсами выходит на рабочий режим - 7,5 атм. Также наблюдается легкий гидроудар.
Достарыңызбен бөлісу: |
