Теплоснабжение микрорайонов города. Об опыте работы в системах теплоснабжения городов российской федерации

Важнейшей отраслью городского хозяйства является система энергоснабжения города, к которой относятся теплоснабжающие и электроснабжающие хозяйства.

Система энергоснабжения включает комплекс энергетических установок и сетей, обеспечивающих потребителей в городе тепловой и электрической энергией.

Наибольшую сложность для городских властей представляет организация систем теплоснабжения, так как они требуют значительных капиталовложений в теплотехническое оборудование и тепловые сети, непосредственно влияют на экологическое и санитарное состояние окружающей среды, а так же имеют многовариантное решение.

Теплоснабжение – самый энергоемкий и самый энергорасточительный сегмент национальной экономики. При этом так как главным потребителем тепловой энергии является население, теплоснабжение является социально значимым сектором энергетического комплекса России. Целью системы теплоснабжения является удовлетворение потребностей населения в услугах отопления, горячего водоснабжения (подогрев воды) и вентиляции.

При организации системы теплоснабжения города необходимо учитывать классификацию этих систем по следующим признакам:

источнику приготовления тепла;

степени централизации;

роду теплоносителя;

способу подачи воды на горячее водоснабжение и отопление;

количеству трубопроводов тепловых сетей;

способу обеспечения потребителей тепловой энергией и др.

1 По источнику приготовления тепла и степени централизации теплоснабжения различают три основных вида систем теплоснабжения:

1) высокоорганизованное централизован­ное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепла и электроэнергии на ТЭЦ - теплофикация;

2) централизованное теплоснабжение от районных отопительных и промышленно-отопительных котельных;

3) децентрализованное теплоснабжение от мелких котельных, индивидуальных отопительных приборов и печей и т. п.

В целом в России теплоснабжение обеспечивают около 241 ТЭЦ общего пользования, 244 ТЭЦ промышленного пользования, 920 котельных средней мощности, 5570 котельных ниже средней мощности, 1820020 котельных малой мощности, около 600 тыс. автономных индивидуальных теплогенераторов, 3 специализированных ядерных источников тепла. Суммарная реализация тепла в стране составляет около 2100 млн Гкал/год, в том числе жилищный сектор и бюджетная сфера потребляют около 1100 млн Гкал в год, промышленность и прочие потребители – почти 1000 млн Гкал. На теплоснабжение расходуется более 400 миллионов тонн условного топлива в год.

В стране развита теплофикация: на ТЭЦ в наиболее экономичном теплофикационном режиме вырабатывается 75% от общей выработки тепловой энергии.

2 По роду теплоносителя различают водяные и паровые системы теплоснабжения.

Водяные системы теплоснабжения применяют в основном для снабжения тепловой энергией сезонных потребителей и для горячего водоснабжения, а в некоторых случаях и для технологических процессов. Паровые системы используются в основном для технологических целей в промышленности, и для нужд городского хозяйства в следствие повышенной опасности при их эксплуатации практически не используются. В нашей стране водяные системы теплоснабжения составляют по протяженности более половины всех тепловых сетей.

3 По способу подачи воды на горячее водоснабжение водяные системы теплоснабжения делятся на закрытые и открытые.

В закрытых водяных системах теплоснабжения воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в подогревателях по­верхностного типа водопроводной воды, поступающей затем в местную систему горячего водоснабжения. В открытых водяных системах теплоснабжения горячая вода к водоразборным прибо­рам местной системы горячего водоснабжения поступает непосред­ственно из тепловых сетей.

4 По количеству трубопроводов различают однотрубные и 2х и много-трубные системы теплоснабжения.

5 По способу обеспечения потребителей тепловой энергией различаются одноступенчатые и многоступенчатые системы теплоснабжения в зависимости от схем присоединения абонентов (потребителей) к тепловым сетям.

Узлы присоединения потребителей тепла к тепловым сетям назы­вают абонентскими вводами. На абонентском вводе каждого зда­ния устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расходов теплоносителя по мест­ным отопительным и водоразборным приборам. Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом (МТП). Если абонентский ввод сооружается для отдельного объекта, то его называют индивидуальным те­пловым пунктом (ИТП).

При организации одноступенчатых систем теплоснабжения абоненты потребители теп­ла присоединяют непосредственно к тепловым сетям. Такое непосредственное присоединение отопительных приборов огра­ничивает пределы допустимого давления в тепловых сетях, так как высокое давление, необходимое для транспорта теплоносителя к конечным потребителям, опасно для радиаторов отопления. В силу этого одноступенчатые системы применяют для теплоснаб­жения ограниченного числа потребителей от котельных с небольшой длиной тепловых сетей.

В многоступенчатых системах между источником тепла и потребителями размещают центральные тепловые пункты (ЦТП) или контрольно-распределительные пункты (КРП), в ко­торых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными и водонагревательными установками, регулирующей и предохрани­тельной арматурой, контрольно-измерительными приборами, пред­назначенными для обеспечения группы потребителей в квартале или районе тепловой энергией необходимых параметров. С помощью насос­ных или водонагревательных установок магистральные трубопро­воды (первая ступень) соответственно частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей (вторая ступень). Из ЦТП или КРП теплоноситель с допустимыми или установленными параметрами для местных потребителей по об­щим или отдельным трубопроводам второй ступени подается в МТП каждого здания. При этом в МТП производятся лишь эле­ваторное подмешивание обратной воды из местных отопительных установок, местное регулирование расхода воды на горячее водо­снабжение и учет расхода тепла.

Организация полной гидравлической изоляции тепловых сетей первой и вто­рой ступени является важнейшим мероприятием повышения на­дежности теплоснабжения и увеличения дальности транспорта тепла. Многоступенчатые системы теплоснабжения с ЦТП и КРП позволяют в десятки раз уменьшить число местных подогревателей горячего водоснабжения, циркуляционных насосов и регуляторов температуры, устанавливаемых в МТП при одноступенчатой системе. В ЦТП возможна организация обработки местной водопроводной воды для предупреждения коррозии систем горячего водоснабжения. Наконец, при сооружении ЦТП и КРП сокращаются в значительной мере удельные эксплуатационные затраты и затраты на содержание персонала для обслуживания оборудования в МТП.

Централизованное теплоснабжение в первую очередь получило развитие в городах и районах с преимущественно многоэтажной застройкой.

Таким образом, современная централизованная система теплоснабжениясостоит из следующих основных элементов: источника тепла, тепловых сетей и местных систем потребления - систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Для организации централизованного теплоснабжения используются два типа источников тепла: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и районные котельные (РК) различной мощности.

Районные котельные большой мощности сооружают для обеспечения теплом крупного комплекса зданий, нескольких микрорайонов или района го­рода. Тепловая мощность современных районных котельных составляет 150-200 Гкал/ч. Такая концентрация тепловых нагрузок позволяет использовать крупные агрегаты, современное техническое оснащение котельных, что обеспечивает высокие показатели использования топлива и КПД теплотехнического оборудования.

Этот вид систем теплоснабжения имеет ряд преимуществ перед тепло­снабжением от котельных малой и средней мощности. К ним относится:

более высокий коэффициент полезного действия котельной установки;

меньшее загрязнение атмосферного воздуха;

меньший расход топлива на единицу тепловой мощности;

большие возможности механизации и автоматизации;

меньший штат обслуживающего персонала и т.д.

Следует учитывать, что при теплофикации капитальные вложения в ТЭЦ и тепловые сети оказываются больше в централизованные системы теплоснабжения от РК, поэтому ТЭЦ экономически целесообразно сооружать лишь при больших тепловых нагрузках более 400 Гкал/ч.

На ТЭЦ организуется и осуществляется комбинированная выработка тепла и электроэнергии, обеспечивающая существенное снижение удельных расходов топлива при получении электроэнергии. При этом сначала тепло рабочего тепло-водяного пара используется для получения электроэнергии при расширении пара в турбинах, а за тем оставшееся тепло отработанного пара используется для нагрева воды в теплообменниках, которые составляют теплофикационное оборудование ТЭЦ. Горячая вода применяется для теплоснабжения. Таким образом, на ТЭЦ тепло высокого потенциала используется для выработки электроэнергии, а тепло низкого потенциала – для теплоснабжения. В этом состоит энергетический смысл комбинированной выработки тепла и электроэнергии.

Тепловая энергия в виде горячей воды или пара транспортируется от ТЭЦ или котельной к потребителям (к жилым домам, общественным зданиям и промышленным предприятиям) по специальным трубопрово­дам, называемым тепловыми сетями. Трасса тепловых сетей в городах и других населенных пунктах должна предусматриваться в отведенных для инженерных сетей технических полосах.

Современные тепловые сети городских систем представляют собой сложные инженерные сооружения. Протяженность тепловых сетей от источника до крайних потребителей составляет десятки километров, а диаметр магистралей достигает 1400мм. В состав тепловых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах или павильонах; насосные станции; районные тепловые пункты (РТП) и тепловые пункты (ТП).

Тепловые сети разделяются на магистральные, прокладываемые на главных направле­ниях населенного пункта, распределительные - внутри квартала, мик­рорайона - и ответвления к отдельным зданиям и абонентам.

Схемы тепловых сетей применяют, как правило, лучевые. Во избежание перерывов в снабжении теплом потребителя предусмат­ривают соединение отдельных магистральных сетей между собой, а так­же устройство перемычек между ответвлениями. В больших городах при наличии нескольких крупных источни­ков тепла сооружают более сложные тепловые сети по кольцевой схеме.

Как уже отмечалось, современные централизованные системы теплоснабжения представляют собой сложный комплекс, включающий источники тепла, тепловые сети с насосными станциями и тепловыми пунктами и абонентские вводы потребителей, оснащенные системами автоматического управления. Для организации обеспечения надежного функционирования таких систем необходимо их иерархическое построение, при котором всю систему расчленяют на ряд уровней, каждый из которых имеет свою задачу, уменьшающуюся по значению от верхнего уровня к нижнему. Верхний иерархический уровень составляет источники тепла, следующий уровень - магистральные тепловые сети с РТП, нижний - распределительные сети с абонентскими вводами потребителей. Источники тепла подают в тепловые сети горячую воду заданной температуры и заданного давления, обеспечивают циркуляцию воды в системе и поддержанием в ней должного гидродинамического и статического давления. Они имеют специальные водоподготовительные установки, где осуществляется химическая очистка и дезаэрация воды. По магистральным тепловым сетям транспортируются основные потоки теплоносителя в узлы теплопотребления. В РТП теплоноситель распределяется по районам и в сетях районов поддерживаются автономный гидравлический и тепловой режимы.

Организация иерархического построения систем теплоснабжения обеспечивает их управляемость в процессе эксплуатации.

Для управления гидравлическими и тепловыми режимами системы теплоснабжения ее автоматизируют, а количество подаваемого тепла регулируют в соответствии с нормами потребления и требованиями абонентов. Наибольшее количество тепла расходуется на отопление зданий. Отопительная нагрузка изменяется с изменением наружной температуры. Для поддержания соответствия подачи тепла потребителям в нем применяют центральное регулирование на источниках тепла. Добиться высокого качества теплоснабжения, применяя только центральное регулирование, не удается, поэтому на тепловых пунктах и у потребителей применяют дополнительное автоматическое регулирование. Расход воды на горячее водоснабжение непрерывно изменяется, и для поддержания устойчивого теплоснабжения гидравлический режим тепловых сетей автоматически регулируют, а температуру горячей воды поддерживают постоянной и равной 65 С.

Эксплуатацией систем теплоснабжения и управлением технологическими процессами и теплотехническим оборудованием занимаются специализированные организации, организуемые в основном в форме муниципальных унитарных предприятия и акционерных обществ.

Организационная структура управления предприятием теплоснабжения состоит из органов управления протекающими технологическими процессами, связанных с выработкой и доставкой тепловой энергии потребителям, а так же органов управления предприятием в целом и включает следующие основные подразделения: административно-управленческий аппарат, производственные отделы и службы, эксплуатационные районы. Именно эксплуатационные районы являются основными производственными подразделениями предприятия теплоснабжения.

Примерная организационная структура управления муниципальным предприятием теплоснабжения представлена на рис.7

Но несмотря на преимущества централизованных систем теплоснабжения городов, они обладают рядом недостатков, например, значительной протяженностью тепловых сетей, необходимости крупных капиталовложений при модернизации и реконструкции элементов, что к настоящему времени привело к снижению эффективности работы предприятий теплоснабжения городов.

К числу основных системных проблем, осложняющих организацию эффективного механизма функционирования теплоснабжения современных города можно отнести следующие:

Значительный физический и моральный износ оборудования систем теплоснабжения;

высокий уровень потерь в тепловых сетях;

массовое отсутствие приборов учета тепловой энергии и регуляторов отпуска тепла у жителей;

завышенные оценки тепловых нагрузок у потребителей;

несовершенство нормативно-правовой и законодательной базы.

Оборудование предприятий теплоэнергетики и тепловых сетей имеют в среднем по России высокую степень износа, достигшую 70 %.

В общем числе отопительных котельных преобладают мелкие, малоэффективные, процесс ликвидации и реконструкции которых протекает очень медленно. Прирост тепловых мощностей ежегодно

отстает от возрастающих нагрузок в два раза и более. Из - за систематических перебоев в обеспечении котельных топливом во многих городах ежегодно возникают серьезные трудности в теплоснабжении жилых кварталов и домов. Пуск систем отопления осенью растягивается на несколько месяцев, недогревы жилых помещений в зимний период стали нормой, а не исключением; темпы замены оборудования снижаются, и, собственно, увеличивается количество оборудования, находящегося в аварийном состоянии. Это предопределило резкий десятикратный рост аварийности систем теплоснабжения.

Другая причина «недотопов»- катастрофические потери тепловой энергии при ее транспортировке в теплосетях. В среднем по стране аварийность тепловых сетей составляет 0,9 случая на 1 километр в год для трубопроводов максимальных диаметров и 3 случая - для трубопроводов диаметром 200 мм и менее. Из-за аварий на теплотрассах, более 80% которых нуждаются в замене и капитальном ремонте в трубопроводах систем централизованного теплоснабжения потери достигают почти 31 % произведенного тепла, что эквивалентно годовому перерасходу первичных энергоресурсов более 80 миллионов тонн условного топливо в год.

Проблема роста аварийности в системах теплоснабжения в ближайшие годы будет обостряться. Высокая степень изношенности и отказа оборудования тепловых станций и котельных установок, тепловых сетей, внутридомовых сетей, дефицит топлива, а также экстремальные климатические события являются причинами частых аварий и порождаемых ими отключений потребителей.

Кроме того острой проблемой роста энергоемкости систем теплоснабжения являются значительные потери тепла в жилых домах со сниженными тепловыми характеристиками. Для всего жилищного фонда, построенного до 1995 года, характерны потери тепла в 3 раза более высокие, чем установленные в 2001 году Строительными Нормами и Правилами для новых зданий. К сожалению, такие жилые строения сегодня составляют большую часть жилищного фонда городов. В современных условиях, когда потери тепла и цена энергии многократно выросли, они стали энергетически и экономически неэффективными.

Одной из насущных проблем энергорасточительности и неэкономичности систем централизованного теплоснабжения является массовое отсутствие приборов учета и регуляторов расхода тепловой энергии у потребителей.

В настоящее время в существующих жилых зданиях и квартирах практически полностью отсутствуют какие-либо регуляторы работы систем отопления, и потребитель лишен возможности регулировать затраты тепла для отопления и горячего водоснабжения.

Так, например в жилищном секторе, жители получают тепло в процессе оказания услуги. В качестве критерия качества оказания услуги принимается температура в помещении. Если температура соответствует критерию «не ниже 18 °C», то услуга считается оказанной и должна быть оплачена по действующему нормативу. Тогда как, температура внутри помещения не может быть использована для оценки количества поставляемого тепла. В разных зданиях для отопления одной и той же площади может расходоваться различное количество тепловой энергии – различия могут составлять до 40–60 % только за счет различных тепловых характеристик зданий. Следует также принять во внимание укоренившуюся привычку регулировать температуру форточками и повсеместное разбалансирование систем отопления.

Регулирование параметров работы централизованных систем отопления зданий ведется, как правило, на центральных тепловых пунктах. Потребитель (житель) в таких условиях может только предъявить претензии в тех случаях, когда температура воздуха в его жилище недостаточна. Решение проблемы «перетопа» помещений совсем не зависит от потребителя, хотя именно в этом случае возможна значительная экономия тепла. В существующих условиях в большинстве зданий (до 30-35% их общего числа) потребления тепла для отопления здания выше нормативного и жители никак не может влиять на его потребление в целях экономии своих средств и энергоресурсов страны.

Население оплачивает отопление и горячую воду, как правило, не прямо за 1 Гигакалорию фактически потребленного тепла, а по нормам расхода, которые устанавливаются органами власти в каждом субъекте Российской Федерации. При этом руководствуясь принципом соблюдения социальной справедливости, тариф на отопление устанавливается единым не только для целых городов, но и целых областей. Тепловая энергия не воспринимается жителями как товар, который нужно покупать. Тепло рассматривается как некоторая данность – своеобразное приложение к квартире.

По оценкам экспертов Минэнерго, из-за невозможности контролировать реальные объемы поступающего из систем центрального отопления тепла потребители вынуждены ежегодно переплачивать за недопоставленное им тепло около 3,8 млрд долл., в том числе население – около 1,7 млрд долл.

Таким образом, в системах центрального отопления экономическая нагрузка постоянно переносится на социальных потребителей тепла – население городов. Основная часть оплаты приходится на энергетическое обслуживание жилищ. Роль оплаты тепла населением в перспективе будет постоянно возрастать как источник средств для обеспечения функционирования и развития теплоснабжения.

При этом, очевидно, что плата населения за тепловую энергию никак не связана с объемом и качеством услуг теплоснабжения. В результате несоответствия объема и режима поставляемого тепла его необходимому количеству возникает целый ряд негативных последствий. Например:

население переплачивает за ненужное либо за недопоставленное ему тепло и в этом случае расходует дополнительные средства на электроэнергию для обогрева квартир;

завоз лишнего топлива в город перегружает транспортные коммуникации;

ухудшается экология городов из-за дополнительных выбросов и отходов теплоснабжающих установок.

Порядок в учете и контроле количества и параметров качества тепловой энергии, которое расходует население, в настоящее время отсутствует. Поэтому одной из насущных задач совершенствования организации теплоснабжения должно стать наведение порядка в нормативных расходах тепла на отопление (в соответствии с теплотехническими и другими характеристиками жилых зданий) и горячее водоснабжение (на основе объективно определенных санитарно-гигиенических данных). В качестве первоочередных мер необходимо организовать установку общедомовых приборов учета горячей воды и тепловой энергии во всех жилых зданиях города.

Это мероприятие позволит заменить действующую до сих пор систему оплаты тепла в соответствии с тепловой нагрузкой, рассчитанной по относительным показателям теплоснабжающей организацией, оплатой в соответствии тепловой нагрузкой, рассчитанной по среднему фактическому потреблению тепловой энергии. Таким образом, исключается возможность включать стоимость тепловых потерь в сетях в выставляемые счета жителям.

В последующем необходим переход на повсеместную установку внутриквартирных приборов учета потребляемой тепловой энергии. До сих пор основными препятствиями для массового применения квартирного учета были сравнительно низкие цены на тепло (по сравнению с мировыми), дотации на коммунальные услуги, отсутствие организационных механизмов и нормативно-законодательной базы.

Законодательство, регулирующее деятельность предприятий теплоснабжения, практически отсутствует. Качество теплоснабжения федеральные органы управления никак не регулируют, нет нормативных документов, определяющих критерии качества. Надежность систем теплоснабжения регулируется только через технические надзорные органы. Но так как взаимодействие между ними и тарифными органами ни в одном нормативном документе не закреплено, оно часто отсутствует. Технический надзор по существующим нормативным документам сводится к контролю отдельных технических узлов, причем тех, по которым существует больше правил. Система во взаимодействии всех ее элементов не рассматривается, не выявляются мероприятия, дающие наибольший общесистемный эффект.

Пути решения проблем организации эффективного теплоснабжения городов известны и очевидны. В отдельных городах России предпринимаются попытки внедрения новых технологий, организации коммерческого учета, децентрализации теплоснабжения. Однако, в большинстве случаев, попытки эти носят демонстративный, не системный характер, и к коренному изменению ситуации не приводят. Крайне необходимо проведения комплексной реформа всей существующей системы теплоснабжения городов. Реформирование теплоснабжения должно способствовать заинтересованности всех субъектов процесса выработки, транспорта и потребления тепла в повышении надежности, минимизации издержек, организации точного учета количества и качества тепловой энергии и повышении энергоэффективности.

Таким образом, теплоснабжение – отрасль городского хозяйства, в которой не работают привычные рыночные схемы и чрезвычайно затруднена конкуренция. Действуют часто взаимоисключающие интересы государства, муниципалитетов, естественных монополий и контрольных органов. Поэтому организация эффективного управления деятельности такой отрасли является насущно и трудной задачей.

Не менее важной отраслью городского хозяйства является электроснабжение.

Электроснабжением называется процесс обеспечения потребителей электрической энергией.

Электроэнергия является наиболее универсальным видом энергии и широкое внедрение ее во все области жизни человека (быт, промышленность, транспорт и т.д.) объясняется относительной простотой ее производства, распределения и превращения в другие виды энергии: световую, тепловую, механическую и другие.

Муниципальное хозяйство городов является крупным потребителем электроэнергии и на его долю приходится почти четверть вырабатываемой в стране электрической энергии.

Повышение уровня благоустройства городов и значительное увеличение количества используемых электробытовых приборов населением способствуют постепенному росту электропотребления. В ближайшей перспективе суммарная мощность электробытовых приборов для средней трех-, четырехкомнатной квартиры составит 5 кВт, а с учетом электроплиты, электроводонагревателя и кондиционера - 20 кВт.В этих условиях особую актуальность приобретают проблемы рациональной организации системы электроснабжения потребителей и повышения эффективности работы электроснабжающих предприятий.

Системой электроснабжения называется совокупность электроустановок электрических станций (генерирующих мощностей), электрических сетей (включая подстанции и линии электропередач различных типов и напряжений) и приемников электроэнергии, предназначенная для обеспечения потребителей электроэнергией.

Для организации надежного обеспечения потребителей электроэнергией созданы региональные энергосистемы, таких, например, Единая энергетическая система (РАО ЕЭС).

Энергетической системой (энергосистемой) называется совокупность электростанций, электрических сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии при общем управлении этим режимом.

Как правило, городские системы электроснабжения не имеют значительных собственных генерирующих мощностей (электростанций), а используют покупную электроэнергию, что определяет состав и особенности организации электроснабжения городов.

Система электроснабжения города состоит из сети внешнего электроснабжения, высоковольтной (35 кВт и выше) сети города и сетевых устройств среднего и низкого напряжения с соответствующими трансформирующими установками.

На территории города размещаются электрические сети различного назначения: сети электроснабжения для коммунально-бытовых и производственных нужд высокого и низкого напряжений; сети наружного освещения улиц, площадей, парков и пр.; сети электротранспорта и слабого тока.

Принцип организации высоковольтной сети крупного города заключается в создании на его периферии высоковольтного кольца с подстанциями, соединенными с соседними энергосистемами. От высоковольтной сети устраиваются глубокие вводы для электроснабжения жилых и промышленных районов с расположением понизительных трансформаторных подстанций в центрах электрических нагрузок.

В настоящее время на большей части территории ЕЭС РФ продавцами электроэнергии являются региональные энергосистемы (АО-энерго), а так же Муниципальные (городские и районные) предприятия электрических сетей и подразделения энергосбыта, которые, в свою очередь, перепродают электроэнергию конечным потребителям.

Основными видами деятельности муниципальных предприятий электроснабжения городов являются:

покупка, производство, передача, распределение и перепродажа электрической энергии;

эксплуатация внешних и внутренних систем электроснабжения жилых помещений, объектов соцкультбыта и коммунального хозяйства;

проектирование, строительство, монтаж, наладка, ремонт оборудования, зданий и сооружений электрических сетей, объектов коммунальной электроэнергетики, электроэнергетического оборудования;

соблюдение режимов энергоснабжения и энергопотребления.

Финансирование производственно-хозяйственной деятельности муниципальных предприятий электроснабжения происходит за счет оплаты потребленной электроэнергии абонентами, а также за счет средств городского бюджета, выделяемых по следующим статьям:

на возмещение разницы между утвержденным тарифом за 1 кВт*час электроэнергии и льготным тарифом для населения;

оплату работ и услуг, финансирование которых осуществляется из бюджета муниципального образования включая:

внутридомовое обслуживание жилого фонда,

уличное освещение города,

праздничная иллюминация города,

проведение капитального и других видов ремонта внутригородских линий электропередач, трансформаторных подстанций и другого оборудования.

В настоящее время главная причина существующих финансовых затруднений и первооснова большинства проблем в электроэнергетике - неоплата потребителями отпущенной им электрической энергии. Неплатежи потребителей ведут к недостатку оборотных средств, росту дебиторской задолженности энергокомпаний. Увеличиваются затраты, снижается экономическая эффективность работы предприятия.

Наряду с неплатежами имеют место недостатки в тарифной политике. Несмотря на переход к двухставочным тарифам (на покупку и продажу электрической энергии и мощности) на оптовом рынке, положительно повлиявший на эффективность его функционирования, уровень тарифов, ограниченный Федеральной энергетической комиссией рентабельностью не более 10-18 % , не позволяет электроэнергетике в полной мере обеспечить инвестиционный процесс.

Кроме того, тарифные ставки по отдельным группам потребителей сегодня не соответствуют реальным размерам затрат на производство, транспортирование и распределение электрической и тепловой энергии. Тариф на электроэнергию для населения по-прежнему более чем в 5 раз ниже, чем для промышленности.

При этом цены на электроэнергию устанавливаются органами государственного регулирования в форме тарифов. Сложившаяся к настоящему времени ситуация в системе электроснабжения городов имеет ряд серьезных недостатков:

У продавцов электроэнергии нет стимулов к повышению эффективности и качества оказываемых ими услуг и снижению цен на свои услуги;

Хозяйственная деятельность субъектов розничного рынка абсолютно не прозрачна;

Для потребителей не созданы стимулы к рационализации потребления электроэнергии и внедрению энергосберегающих мероприятий.

Все это требует серьезных изменений для успешного и эффективного функционирования системы энергоснабжения муниципальных образований и, в частности, улучшения деятельности самих предприятий электроснабжения на городском уровне.

Современные города являются крупнейшими потребителями сетевого газа как наиболее дешевого, экономичного и экологически чистого вида топлива.

Основными потребителями газа в городах являются:

жилищно-коммунальное хозяйство (теплоэнергетика);

население, проживающее в газифицированных квартирах;

промышленные предприятия.

Газоснабжение городов и поселков организуют исходя из суммарных максимальных потребностей потребителей и проектируют на основе схем и проектов районных планировок, генеральных планов городов, поселков и сельских населенных пунктов с обязательным учетом их развития на перспективу.

Системы газификации городов представляют собой комплекс магистральных газопроводов, под­земных газохранилищ и кольцевых газопроводов, обеспечивающих надежное газоснабжение районов. Система газоснабжения крупного города - это сети различного давления в сочетании с газохранилищами и необходимыми сооружениями, обеспечивающими транспортировку и распределение газа.

Газ подается к городу по нескольким магистральным газопроводам, которые заканчи­ваются газорегуляторными станциями (ГРС). После газорегуляторной станции газ поступает в сеть высокого давления, которая закольцована вокруг города, и от нее к потребителям через головные газорегуляторные пункты (ГРП). Городскими магистральными газопроводами являются газопроводы, идущие от ГРС или других источников, обеспечивающих подачу газа, до ГРП. Распределительными счита­ются газопроводы, идущие от ГРП или газовых заводов, обеспечивающих газоснабжение населенных пунктов, до вводов, то есть уличные, внутриквартальные, дворовые газопроводы. Ввод - это участок газопровода от места присоединения к распределительному газопроводу до здания, включая отключающее устройство на вводе в здание, или до вводного газопровода. Вводным газопроводом считается участок газопровода от отключающего устройства на вводе в здание (при установке его снаружи здания) до внутреннего газопровода, включая газопровод, проложенный через стену здания. Городские газовые сети для обеспечения надежности газоснабжения обычно сооружаются кольце­выми и лишь в редких случаях - тупиковыми.

Городские газопроводы различаются по давлению газа в сетях (кгс/см 2): низкого (до 0,05атм.); среднего (от 0,05 до 3); высокого (от 3 до 12). Жилые, общественные здания и ком­мунально-бытовые потребители получают газ низкого давления, а промышленные предприятия, теплоэлектроцентрали и котельные - газ среднего или высокого давления.

При организации и проектировании газоснабжения городов разрабатывают и применяют следующие системы распределения газа по давлению:

одноступенчатую с подачей всем потребителям газа одного давления;

двухступенчатую с подачей потребителям по газопроводам газа двух давлений: среднего и низкого, высокого (до 6 кгс/см) и низкого, высокого (до 6 кгс/см 2) и среднего;

трехступенчатую с подачей газа потребителям по газопроводам газа трех давлений: высокого (до 6 кгс/см 2), среднего и низкого;

многоступенчатую, при которой предусматривается подача по газопроводам газа четырех давлений: высокого (до 12 кгс/см 2), высокого (до 6 кгс/см 2), среднего и низкого.

Связь между газопроводами различных давлений, обеспечивающими газоснабжение города, осуществляется через газорегуляторные пункты (ГРП) или газорегуляторные установки (ГРУ). ГРП сооружается на территории городов и на территории промышленных, коммунальных и других предприятий, а ГРУ монтируют в помещениях, где расположены газопотребляющие установки.

Эксплуатацией систем газоснабжения городов, а так же отпуском газа потребителям занимаются специализированные предприятия.

В.А. Чупрынин, генеральный директор ООО «ОргКоммунЭнерго», г. Москва

Журнал «Новости теплоснабжения» № 4 (92), www.ntsn.ru

К 2010 году резко возрастет потребление газа во всех европейских странах, также в Турции и Китае. Естественно, будут увеличиваться поставки газа из России в страны Европы и Азии. Это в условиях рыночной экономики неизбежно должно вести к росту цен на топливо, а значит, и росту тарифов на теплоснабжение внутри страны. В этой связи одним из направлений государственной политики должно быть принятие мер, направленных на снижение этих последствий для населения страны.

Развитие топливно-энергетического комплекса в первой четверти XXI века будет определяться масштабами реализации энергосберегающих технологий как в энергетическом секторе, так и в других секторах экономики.

В России энергосбережение развито весьма слабо и часто энергосберегающие технологии используются не эффективно.

Подавляющее большинство систем теплоснабжения работает с большим перерасходом топлива и электроэнергии. В целом удельное потребление энергоресурсов на одного человека в России превышает среднеевропейские показатели (по теплу в 2-3 раза и по воде в 1,5-2 раза).

Жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) является крупнейшим потребителем топлива и электрической энергии (более 30% от всей потребленной энергии в России), поэтому в этом секторе есть громадные резервы для экономии.

Для роста энергоэффективности и решения ряда других проблем в коммунальном секторе была проведена реформа ЖКХ. Данная реформа не только предполагает 100% оплату населением коммунальных услуг за отопление и горячее водоснабжение (ГВС), но и качественное их предоставление. Например, температура воздуха внутри отапливаемых помещений должна быть 18-20 ºС, температура воды на нужды ГВС 60 ºС.

Подавляющее большинство теплоснабжающих организаций не может предоставить качественные услуги, при этом температура воздуха внутри отапливаемых помещений, колеблется от 16 до 25 ºС, а температура горячей воды от 40 до 100 ºС, в зависимости от схемы ГВС.

Основные проблемы теплоснабжения

Можно выделить следующие основные проблемы в области теплоснабжения:

1. Возраст большинства источников тепла (ТЭЦ и котельные) больше 30 лет или приближаются к этому рубежу. Например, г. Северодвинск c самой современной промышленностью снабжается теплом от двух ТЭЦ с почтенным возрастом: одной - 30 лет, а второй - 70 лет.
2. Тепловые сети ветхие, более 70% от всех сетей, находящихся в эксплуатации, подлежат замене. Но даже очень скромный план капитального ремонта не выполняется, коммуникации стареют из года в год.
3. Потери тепла в тепловых сетях достигают 30%, т.к. из-за периодического или постоянного затопления сетей тепловая изоляция нарушена и пришла в негодность.
4. Потери тепла через «дырявые» окна составляет до 70% от общих тепловых потерь зданий.
5. В подавляющем большинстве индивидуальных и центральных тепловых пунктов отсутствует автоматика на отопление и ГВС.
6. К сожалению, централизация теплоснабжения, особенно в крупных городах, достигла такого уровня, что режимами трудно или практически невозможно управлять.
7. Подавляющее большинство систем теплоснабжения разрегулировано и обеспечение потребителей теплом и горячей водой сопряжено с большими перерасходами топлива и электроэнергии.
8. Сокращение персонала на предприятиях (как инженерного, так и рабочего) привело к тому, что системы теплоснабжения не эксплуатируются, а только поддерживается их жизнедеятельность, другими словами «латаются дыры».
9. В малых городах, наряду с указанными проблемами, очень остро ощущается недостаток квалифицированного персонала, как на руководящих должностях среднего звена, так и рабочего персонала.

О разработке программы энергосбережения в области теплоснабжения

Все выше перечисленные проблемы в теплоснабжении усугубляются ведомственной разобщенностью и корпоративными интересами, которые идут в разрез с интересами населения городов страны.

По самым скромным подсчетам только за счет разрегулировки систем теплоснабжения (а это мы считаем ключевым вопросом) в России перерасход тепла и электроэнергии за один отопительный сезон достигает гигантских размеров и в денежном выражении составляет не менее 60 млрд руб., т.е. порядка 8% от всех расходов на теплоснабжение. За счет экономии, полученной за один отопительный сезон от оптимизации режимов систем теплоснабжения по всей стране, можно практически полностью отопить потребителей Московской области. Но, к сожалению, на вопросы оптимизации режимов у теплоснабжающих организаций как раньше средств не было, так и нет теперь. Все имеющиеся средства направляются на оплату долгов, топлива, электроэнергии, а остаток на крайне необходимые ремонтные работы.

Исходя из проблем, которые присутствуют в теплоснабжении, должна быть принята государственная программа энергосбережения с государственной финансовой поддержкой. Целесообразно на решение вопросов, связанных с энергосбережением и оптимизацией режимов систем теплоснабжения, выдавать льготные кредиты с тем, чтобы в короткие сроки повысить надежность и экономичность работы систем централизованного теплоснабжения. Это достаточно выгодно потому, что окупаемость технологии оптимизации режимов работы системы теплоснабжения по оценкам ООО «ОргКоммунЭнерго» в разных городах России составляет 3 (максимум 4) мес. отопительного сезона. Конечной целью государственной программы энергосбережения должно явиться снижение себестоимости и смягчение для населения бремени оплаты коммунальных услуг.

На период реализации программы энергосбережения считаем необходимым «заморозить» тарифы или повысить их только для покрытия инфляции. Средства, которые можно будет получить от повышения экономичности систем теплоснабжения, должны направляться на реконструкцию и автоматизацию системы теплоснабжения. По мере повышения экономичности систем теплоснабжения тарифы непременно должны снижаться.

Нами выполнена оптимизация и наладка систем теплоснабжения гг. Петрозаводск, Псков, Инта, Сыктывкар и др. (всего более 80 крупных и не очень крупных городов, в которых нами достигнуты устойчивые гидравлический и тепловой режимы).

В Ярославской области нами проводились работы по оптимизации и наладке систем теплоснабжения г. Рыбинска от всех городских котельных.

Экономия топлива (энергетических ресурсов) за счет проведения работ по оптимизации режимов систем теплоснабжения в среднем составила:

Тепла в пределах 8-13% от отпущенного за отопительный сезон;

Электроэнергии в пределах 50%. В ряде систем теплоснабжения таких, как г. Электроугли Московской области и г. Питкяранта Республики Карелия, экономия электроэнергии была выше и составила около 100% от израсходованной на теплоснабжении за отопительный сезон.

Как правило, в существующих системах централизованного теплоснабжения имеют место следующие недостатки:

Источники тепла загружены нерационально: одни перегружены и работают с большим дефицитом тепла, другие недогружены и имеют значительный резерв тепловой мощности.

Тепловые сети разрегулированы. При этом располагаемые напоры у потребителей, близко расположенных к источнику тепла, избыточные, а у далеко расположенных от источников тепла - крайне недостаточные. Поэтому, у первых происходит большой перерасход топлива, у вторых - значительный недогрев и жалобы на неудовлетворительное качество теплоснабжения. Часто для оживления циркуляции через отопительные системы сетевая воды сливается в канализацию. Системы теплоснабжения работают при повышенных расходах сетевой воды, циркулирующей в тепловой сети, значительно превышающие проектные.

Имеют место повышенные тепловые потери в тепловых сетях, особенно, во внутриквартальных, из-за нарушения тепловой изоляции в связи с периодическим их затоплением паводковыми, ливневыми и канализационными водами.

Отсутствует автоматизация тепловых сетей, в т.ч.: регуляторы температуры как на отопительные системы, так и на системы горячего водостабжения. Практически отсутствует учет тепла.

О работах, проведенных ООО «ОргКоммунЭнерго»

В процессе проведения работ по оптимизации режимов, во всех городах удается сблизить интересы организаций, занимающихся выработкой, передачей и распределением тепловой энергии для более качественного и кондиционного снабжения теплом и горячей водой населения.

ООО «ОргКоммунЭнерго» проведены работы по оптимизации режимов сложнейшей многокольцевой системы теплоснабжения г. Твери, где семь источников тепла работают на одну сеть. Схема ГВС в г. Твери смешанная (открытая и закрытая), нами разработаны стратегические направления в кардинальном улучшении теплоснабжения города. Завершена разработка оптимальных режимов и уже выполнена регулировка сети от одного источника тепла (Южной котельной). Учитывая достигнутые хорошие результаты, Администрацией г. Твери принимается решение о продолжении работ по регулированию системы теплоснабжения от остальных источников тепла (см. «Новости теплоснабжения» №8, 2005 г. или на сайте: www.okenergo.ru).

Проведены энергетические обследования в системах теплоснабжения гг. Иваново, Йошкар-Ола, Северодвинск и др.

В ходе энергетических обследований этих городов было выяснено следующее:

Системы теплоснабжения указанных городов разрегулированы и работают по сниженному против проектного температурному графику отпуска тепла и при повышенных расходах сетевой воды.

В г. Йошкар-Ола работают две ТЭЦ, хотя подключенную тепловую нагрузку может обеспечить одна современная ТЭЦ (ТЭЦ-2), но при условии оптимизации гидравлического режима тепловых сетей. При этом на ТЭЦ-1 предложено оставить в работе только группу сетевых насосов в режиме насосной подкачивания, а неэкономично работающее оборудование ТЭЦ-1 должно быть выведено из работы.

В г. Северодвинске подлежит расширению угольная ТЭЦ, хотя возраст ее преклонный (более 30 лет), а ТЭЦ, работающая на мазуте, из-за дороговизны мазута должна сократить выработку тепла. В связи с этим необходимо проведение работ по разработке оптимальных как зимнего, так и летнего режимов работы тепловых сетей с перераспределением подключенных нагрузок.

За многие годы работы наша организация разработала поэтапную программу повышения экономичности систем централизованного теплоснабжения городов. В этом ключе мы и проводим работы.

1 этап - экспресс-энергетическое обследование: обследование фактического состояния оборудования и режимов всех звеньев систем теплоснабжения (источника тепла, тепловых сетей, тепловых пунктов и отопительных систем) для определения уровня эффективности системы теплоснабжения. В результате разрабатывается концепция или стратегия развития теплоснабжения города.

По результатам экспресс-обследования определяются приоритеты, т.е. очередность вложения средств для получения максимальной экономии. Это энергоаудит только в минимально необходимом виде и с минимальными затратами.

2 этап - оптимизация режима: проводится более углубленное обследование всех звеньев источника тепла. Уточняется схема сети и тепловые нагрузки. Составляется схема сети в электронном виде. Проводится разработка оптимального режима с рациональной загрузкой источников тепла или выводом из работы не рентабельных и последующим непременным внедрением разработанных режимов.

Кроме этого, разрабатываются необходимые мероприятия, выполнение которых позволяет повысить эффективность работы системы теплоснабжения в дальнейшем.

По завершению второго этапа Заказчик фактически получает «инструмент», с помощью которого он длительные годы надежно и экономично может эксплуатировать систему теплоснабжения.

3 этап - автоматизация и диспетчеризация тепловых сетей, оснащение приборами учета.

В процессе проведения этих этапов проводится ремонт сетей и оборудования источников тепла и тепловых пунктов, а также промывка отопительных систем, утепление окон и зданий.

Выводы:

В принципе в каждом городе при казалось бы общих проблемах подходы могут быть совершенно разные, но все сводится к тому, что в начале необходимо непременно выполнить квалифицированно разработку оптимальных режимов работы тепловых сетей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Факультет инженерно-экологических систем и сооружений

КАФЕДРА ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

на тему: «Теплоснабжение микрорайона города»

Выполнил Алгацкова О.В.

студент гр. 317

Руководитель Волкова И.В.

Нижний Новгород 2016

Исходные данные

Введение

Пояснительная записка

3. Схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения

5. Выбор метода регулирования отпуска теплоты

6. Тепловые сети

7. Разработка расчетной схемы тепловой сети

Расчётная часть

2. Построение часовых и годового графиков расхода теплоты

5. Предварительный гидравлический расчет

6. Окончательный гидравлический расчет тепловой сети

7. Подбор сетевого и подпиточного насосов

8. Подбор водоструйного насоса (элеватора)

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

тепловой отопление водоснабжение вентиляция

Исходные данные

1. Проектируемый микрорайон находится в г. Ижевск.

2. Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

3. Расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции.

4. Источник теплоты - котельная.

5. Система теплоснабжения - закрытая четырёхтрубная.

6. Расчётные параметры теплоносителя, .

7. Вид прокладки - подземная.

Введение

Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений. Надёжная работа систем теплоснабжения имеет большое народно-хозяйственное значение, поскольку от неё в значительной степени зависит создание комфортных условий для труда и проживания людей и оптимальных условий для различных технологических процессов.

Системы теплоснабжения разделяют на централизованные, децентрализованные и, как разновидность децентрализованных, - местные системы.

В централизованных системах выработка теплоты осуществляется в отдельных источниках (ТЭЦ или котельных), а подача теплоносителя в системы теплопотребления происходит по специальным трубопроводам, называемым тепловыми сетями. Тепловые сети при этом имеют значительные протяжённость и диаметры, оборудованы тепловыми пунктами, насосными станциями, автоматикой и системой управления.

Система теплоснабжения, не имеющая развитых тепловых сетей, в которой источник теплоты расположен непосредственно вблизи объектов, потребляющих теплоту, называется децентрализованной.

И, наконец, если тепловой агрегат обеспечивает теплоснабжение одного небольшого здания, система будет называться местной.

В современных городах теплоснабжение различных потребителей осуществляется в основном от централизованных систем. Однако в последнее время во многих городах России всё большее значение начинает приобретать теплоснабжение вновь строящихся объектов на базе автономных источников. Наибольший эффект применение автономных источников теплоты даёт при строительстве объектов, проводимом в порядке уплотнения существующей застройки. Себестоимость вырабатываемой теплоты в них может быть в несколько раз ниже, чем в централизованных системах.

В данном проекте спроектирована и рассчитана централизованная система теплоснабжения микрорайона с выработкой теплоты в котельной.

Пояснительная часть

1. Метод определения тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Разработка проекта теплоснабжения начинается с определения тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Тепловые потоки рассчитываются различными способами в зависимости от конкретных условий: стадии проектирования, масштаба и степени детализации изображения на генплане.

Т. к. на генплане нанесены отдельные здания и указаны их назначения и характеристики, то расчёт ведётся по удельным тепловым характеристикам зданий по соответствующим формулам. Определённые по этим формулам тепловые потоки являются расчётными, т. е. максимальными, т. к. они рассчитаны при расчётной наружной температуре.

Расход теплоты на вентиляцию в жилых зданиях не превышает 5-10% от расхода на отопление, поэтому для жилых зданий он не рассчитывается, а только для общественных зданий.

2. Выбор системы теплоснабжения и теплоносителей

Выбор системы теплоснабжения следует производить на основании технико-экономических расчётов с учётом качества исходной воды, степени обеспеченности ею и поддержания требуемого качества горячей воды у потребителей. В небольших городах или посёлках при наличии котельной, предназначенной для теплоснабжения жилищно-коммунального сектора при радиусе действия такой котельной до 1,2 км, экономически обосновано сооружение закрытых 4-х трубных тепловых сетей, что и предусмотрено данным проектом. При этом вода для горячего водоснабжения готовится в источнике теплоты и подаётся абонентам по самостоятельным трубопроводам. Центральный тепловой пункт получается в таком случае как бы сблокированным с источником теплоты.

В качестве теплоносителя в системах централизованного теплоснабжения для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий в качестве теплоносителя следует принимать воду. Следует также проверять возможность применения воды как теплоносителя для технологических процессов.

3. Схема присоединения водоподогревателей

При закрытых системах теплоснабжения в зависимости от соотношения максимальных тепловых потоков на горячее водоснабжение и на отопление присоединение водоподогревателей горячего водоснабжения следует принимать:

Последовательную двухступенчатую схему (смешанную).

Отличительной особенностью этой схемы состоит в том, что в период максимальной нагрузки на горячее водоснабжение снижается расход теплоты на отопление. Реализуется такое решение путём так называемого связанного регулирования. С помощью регулятора расхода, установленного на абонентском вводе, поддерживается постоянный расход сетевой воды на удовлетворение суммарной тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение.

4. Суммарный часовой и годовой графики расхода теплоты

Для решения целого ряда вопросов централизованного теплоснабжения, а именно: определения годового расхода теплоты теплоиспользующими объектами, выбора оборудования источника теплоты, режима его загрузки и ремонта и др., используются графики повторяемости часовых расходов теплоты в течение года.

Чем больше часов использования максимальной тепловой нагрузки, тем более равномерно в течение года потребляется выработанная теплота, тем более эффективно используется оборудование системы теплоснабжения.

5. Регулирование отпуска теплоты

Регулирование отпуска теплоты предусматривается: централизованное - на источнике теплоты, групповое - в узлах регулирования или в ЦТП, индивидуальное в ИТП.

Для водяных тепловых сетей следует принимать, как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

Централизованное качественное регулирование отпуска теплоты ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе, необходимыми для подогрева воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей (для закрытых систем теплоснабжения - не менее 70 0 С).

Вырабатываемая и передаваемая системой теплоснабжения теплота, используется у потребителей на различные нужды: отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха зданий, горячее водоснабжение.

Тепловая нагрузка абонентов не постоянна. Она изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости ветра, инсоляции, режимов расхода воды на горячее водоснабжение и работы технологического оборудования, ряда других факторов. Для обеспечения экономичной работы системы и высокого качества теплоснабжения применяют регулирование отпуска теплоты.

Данный проект предусматривает центральное качественное регулирование отпуска теплоты. Центральное качественное регулирование заключается в поддержании в источнике теплоты температурного графика, обеспечивающего в течение всего отопительного периода заданную температуру внутреннего воздуха отапливаемых помещений при постоянном расходе сетевой воды.

6. Тепловые сети

тепловые сети следует размещать в пределах поперечных профилей улиц и дорог - под тротуарами или разделительными полосами. На улицах, не имеющих разделительных полос, допускается размещение сетей под проезжей частью при условии размещенияих в каналах.

Допускается пересечение разводящими сетями диаметром до 300 мм жилых и общественных зданий при условии прокладки сетей в технических подпольях, коридорах и тоннелях высотой не менее 1,8 м.

Уклон тепловых сетей независимо от направления движение теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0,002. Уклон к отдельным зданиям при подземной прокладке должен приниматься от здания к ближайшей тепловой камере.

Диаметры трубопроводов, прокладываемых в кварталах по условиям безопасности должны быть не более 500мм, а их трасса не должна проходить в местах возможного скопления населения.

Выбор способа и конструкций прокладки трубопроводов обуславливается диаметром трубопроводов, требованиями надежности, экономичностью и способом производства работ.

В данном проекте предусмотрена подземная прокладка тепловых сетей в непроходных каналах.

7. Разработка расчетной схемы

После того как трасса тепловой сети размещена на генплане, разрабатывают схему трубопроводов.

В начальной стадии намечают места установки запорной арматуры, неподвижных опор, компенсирующих устройств. После выполнения гидравлического расчета и построения пьезометрического графика может определиться необходимость устройства каких-либо сооружений (подкачивающих станций, предохранительных или замерных устройств).

Неподвижные опоры следует размещать в следующих местах:

На выходе их источника, на входе и выходе ЦТП, насосных подстанций и др. сооружений (для снятия усилий на оборудование и арматуру);

В местах ответвлений от тепловой сети (для устранения взаимного влияния участков, идущих в перпендикулярных направлениях);

На поворотах трассы (для устранения влияния изгибающих и крутящих моментов, возникающих при естественной компенсации).

В результате указанной расстановки неподвижных опор трасса разбивается на прямолинейные участки, имеющие различные длины и диаметры трубопроводов.

Для каждого из указанных участков выбирают тип и количество компенсаторов, в зависимости от которого определяется количество неподвижных промежуточных опор (на одно меньше, чем компенсаторов).

8. Гидравлический расчет тепловых сетей

Гидравлический расчёт является одним из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловых сетей.

При проектировании в результате гидравлического расчета определяют:

· диаметр трубопроводов;

· падение давления (напора) на участках;

· давления (напоры) в различных точках системы;

· выполняют увязку давлений в различных точках системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

Результаты гидравлического расчёта дают исходный материал для решения следующих задач:

· определения капиталовложений в строительство тепловых сетей, расхода металла (труб, проката) и основных объёмов работ по строительству теплосети;

· установления характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;

· определения условий работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских установок к тепловой сети;

· выбора автоматических регуляторов, устанавливаемых на сооружениях тепловой сети и абонентских вводах.

Для проведения гидравлического расчета должны быть разработаны схема и профиль тепловой сети, указаны размещение источника теплоты и потребителей, расчетные нагрузки и длины участков.

Согласно удельные потери давления на трение при гидравлических расчетах водяных тепловых сетей следует определять на основании технико-экономических расчетов. Рекомендуется принимать следующие значения удельных потерь давления на трение:

· для основного расчетного направления (магистрали) от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя - до 80 Па/м;

· для остальных участков - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.

Скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3,5 м/с.

После проведения предварительного расчёта для каждого участка выбирают тип и требуемое количество компенсаторов, в зависимости от которого определяется количество промежуточных неподвижных опор.

Выполняя уточненный расчет ответвлений, определяем расчетные потери давления в ответвлении. Приэтом, как правило, ввиду ограниченности сортамента труб не удается добиться точного соответствия потерь давления в ответвлении располагаемому напору. В таких случаях следует поступать следующим образом. Если величина невязки составляет меньше 25%, расчет можно считать законченным. Незначительный избыточный напор может быть погашен задвижками, устанавливаемыми на ответвлении. При большей величине невязки необходимо подобрать дроссельную диафрагму.

9. Гидравлический режим работы тепловой сети

С целью обеспечения безопасных условий работы системы теплоснабжения и необходимых давлений в различных точках системы, обеспечивающих расчётный режим системы теплоснабжения, разрабатывают гидравлический режим тепловых сетей.

Гидравлический режим разрабатывают при динамическом состоянии системы, т. е. при работающих циркуляционных (сетевых) насосах и при статическом состоянии системы (гидростатический режим), когда циркуляционные насосы не работают. В результате определяют линии максимальных давлений в подающем и обратном трубопроводах из условия механической прочности элементов системы и линии минимальных давлений из условия предотвращения вскипания высокотемпературного теплоносителя и образования вакуума в элементах системы. Линии давления проектируемой системы не должны выходить за эти крайние границы.

9.1 Построение пьезометрического графика

Для учета взаимного влияния рельефа местности, высоты абонентских систем, потерь давления в тепловых сетях и предъявляемых требований в процессе разработки гидравлического режима тепловой сети строят пьезометрический график. На пьезометрических графикахвеличины гидравлического потенциала выражены в единицах напора.

На пьезометрическом графике в определенном масштабе наносят рельеф местности, высоту присоединенных зданий, величины напоров в сети.

На горизонтальной оси графика откладывают длину сети, а на вертикальной напоры (см. прил. Г).

9.2 Сетевой и подпиточный насосы

По полученным значениям производительности и напора с учетом допускаемых температуры перекачиваемой воды и напора на входе в насос, по соответствующим таблицам подбирается необходимый насос.

Принимаем к установке один сетевой насос и один подпиточный.

9.3 Водоструйные насосы (элеваторы)

Поскольку температура воды в тепловой сети, как правило, выше требуемых для систем отопления, последние присоединяются к тепловой сети через смесительные устройства, обеспечивающие требуемый коэффициент подмешивания обратной воды после системы отопления в подающий трубопровод местной системы отопления. Смесительные устройства помимо основного назначения создают также необходимый для циркуляции воды в системе напор.

В качестве смесительных устройств наибольшее распространение получили водоструйные насосы - элеваторы.

Наиболее совершенен по конструкции элеватор ВТИ-Теплосети Мосэнерго.

Расчетная часть

1. Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Максимальный тепловой поток на отопление здания:

Удельная теплопотеря здания, принимаемая по ;

V н - наружный объём здания, м 3 , определяемый по генплану, задаваясь определённой высотой этажа (3 м);

t в - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, о С, ;

t н.о. - расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления, о С, , ;

- поправочный коэффициент к удельным потерям зданий q o , зависящий от температуры наружного воздуха, .

Расчёт тепловых потоков на отопление сводим в таблицы 1 и 2.

Таблица 1

Определение расчётных тепловых потоков на отопление жилых зданий

Таблица 2

Определение расчётных тепловых потоков на отопление общественных зданий

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий:

Удельный расход теплоты на вентиляцию, принимаемый по ;

t н.в. - расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции.

Расчёт тепловых потоков на вентиляцию сводим в таблицу 3.

Таблица 3

Определение расчётных тепловых потоков на вентиляцию

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение определяется по разным формулам в зависимости от назначения здания:

Жилые дома

m - количество жителей или потребителей, чел;

а а= 100 л/чел;

t г - расчётная температура на горячее водоснабжение, о С, (+60 о С);

t х - температура холодной воды в зимний период, о С, (+5 о С);

с - удельная теплоёмкость воды, с = 4,19;

24 - число часов потребления горячей воды в сутки.

Прачечные, детские сады, школы

Т - число часов работы в смену (7 ч);

а - норма потребления горячей воды, л/чел, по принимаем а= 27 л/чел для детских садов и а= 24 л/чел для школ.

Расчёт тепловых потоков на горячее водоснабжение сводим в таблицу 4.

Таблица 4

Определение расчётных тепловых потоков на горячее водоснабжение

2. Построение часового и годового графиков расхода теплоты

Для построения годового графика вначале выписываем из климатологических таблиц число часов стояния различных наружных температур для географического пункта, соответствующего расположению зданий. Выписку ведём с интервалом температур 5 о С, включая в интервал длительность стояния данной температуры и ниже её в часах.

Часовой и годовой графики расхода теплоты приведены в прил. А.

3. Построение графика регулирования температуры теплоносителя

Температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети определяется по формуле:

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети определяется по формуле:

t в - усреднённая внутренняя температура для микрорайона, о С ();

Любая заданная температура наружного воздуха, о С;

Усредненная температура нагревательного прибора, о С, при расчётных температурах, :

Расчётный перепад температуры воды в теплосети, о С;

Задаваясь, считаем температуры, и по полученным значениям строим график температур воды в подающем и обратном трубопроводе. Из графика определяем температуру точки излома.

График температур воды в обратном трубопроводе систем вентиляции строится отдельно для каждого из трех диапазонов температур наружного воздуха,на которые разбивают отопительный период.

Первый диапазон - от начала отопительного периода до точки излома отопительного графика. В этом диапазоне тепловая вентиляционная нагрузка переменна (растёт), а температура воды в подающем трубопроводе постоянна. При этом количество воздуха, поступающего в калориферы систем вентиляции постоянно, а регулирование количества теплоты осуществляется регуляторами, устанавливаемыми на подающем трубопроводе к калориферам по температуре воздуха на выходе из калориферов. Температуру обратной воды после калориферов в этом диапазоне определяют по следующему уравнению:

Температура воды в подающем и обратном трубопроводе, о С, при любой заданной температуре;

На данном диапазоне любая заданная температура, о С;

Температура воды в подающем и обратном трубопроводе, о С, при.

Второй диапазон - от точки излома отопительного графика до температуры наружного воздуха, соответствующей расчётной для проектирования вентиляции. В этом диапазоне имеют место переменный расход теплоты на вентиляцию и переменная температура воды в подающем трубопроводе. Количество воздуха, поступающего в калориферы, постоянно, однако, в этом диапазоне тепловая нагрузка растет пропорционально росту температуры воды в тепловой сети. На этом диапазоне температура воды в обратном трубопроводе после системы вентиляции совпадает с температурой воды в обратном трубопроводе после системы отопления.

Третий диапазон - от температуры наружного воздуха, соответствующей расчётной вентиляционной, до расчётной отопительной. В третьем диапазоне температура воды в подающем трубопроводе переменна, а расход теплоты на вентиляцию постоянный. Поддержание постоянного количества теплоты при понижении температуры наружного воздуха осуществляется за счет включения и изменения рециркуляции воздуха.

Температуру воды после калориферов систем вентиляции определяют по следующему уравнению:

Значения и берутся из отопительного графика температур воды при t н.в. . Приведённые уравнения решаются методом подбора, задаваясь значениями определяемой величины.

График температур воды в обратном трубопроводе после калорифера вентиляционной системы приведён в прил. Б.

4. Определение расчетных расходов теплоносителя

Расход сетевой воды на отопление рассчитывается по формуле:

Расход сетевой воды на вентиляцию рассчитывается по формуле:

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение рассчитывается по формуле:

Принимаем.

Расчёты расходов теплоносителя сводим в таблицу 5.

Таблица 5

Определение расходов теплоносителя

По полученным значениям строим график расхода теплоносителя. График расхода теплоносителя приведен в приложении В.

5. Предварительный гидравлический расчёт

Расчёт ведём по допустимым удельным потерям, Па/м, .

Приведённая длина участка, м:

Длина участка по плану, м;

Эквивалентная длина участка, учитывающая местные сопротивления, м:

Расчетную схему для гидравлического расчета см. в прил. Г.

Предварительный гидравлический расчет сводим в таблицу 6. Определяем невязку и результат сводим в таблицу 7.

Таблица 6

Предварительный гидравлический расчёт теплосети

Таблица 7

Увязывание участков

6. Окончательный гидравлический расчёт

Расчёт производим отдельно для:

· Т 1 , Т 2 - трубопроводы на отопление и вентиляцию;

· Т 3 - трубопровод на горячее водоснабжение;

· Т 4 - циркуляционный трубопровод.

Расчёт ведётся по тем же формулам, что и в предварительном расчёте, только значение рассчитывается по формуле:

Коэффициент местных сопротивлений, принимаемый по ;

Эквивалентная длина местных сопротивлений при, принимаемая по .

Расчёты сводим в таблицы 8-11.

Таблица 8

Расчет эквивалентных длин тепловой сети

Таблица 9

Окончательный гидравлический расчёт трубопроводов на отопление и вентиляцию

10231,87 Па 8298,99 Па

Устанавливаем шайбу:

G - расчётный расход воды через дроссельную шайбу, т/ч;

Напор, дросселируемый диафрагмой, м, который находят как разность между располагаемым напором перед ответвлением и гидравлическим сопротивлением ответвления.

Таблица 10

Окончательный гидравлический расчёт трубопроводов горячего водоснабжения

Подобные документы

Определение для условий г. Воронеж расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города. Построение графиков часовых расходов теплоты и графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки.

курсовая работа , добавлен 22.11.2010


Определение тепловых нагрузок микрорайона на отопление, вентиляцию. Выбор схемы включения подогревателя ГВС к тепловой сети. Тепловой и гидравлический расчет кожухотрубных и пластинчатых водоподогревателей с целью разработки системы отопления микрорайона.

курсовая работа , добавлен 11.11.2013


Оценка мощности потребления тепла для посёлка в черте города Смоленска. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Расчет и построение графика расхода теплоты. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

контрольная работа , добавлен 25.03.2012


Вычисление расходования теплоты городом и гидравлический расчет тепловой сети. Потребление тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построение магистрали ответвления и охвата квартир газоснабжением. Расход газа на коммунально-бытовые нужды.

курсовая работа , добавлен 29.05.2012


Разработка водяной системы централизованного теплоснабжения жилищно-коммунальной застройки города с 2-х трубной прокладкой тепловых сетей. Определение тепловых нагрузок районов города. Расчет расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015


Внутренние системы горячего водоснабжения. Определение расчетных расходов воды и теплоты. Гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов системы горячего водоснабжения. Особенности подбора оборудования абонентских вводов и тепловых пунктов.

курсовая работа , добавлен 20.12.2009


Разработка магистральных двухтрубных сетей: определение часовых расходов теплоты на отопление и вентиляцию зданий, расчет эквивалентной длины трубопровода. Составление графика расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха.

контрольная работа , добавлен 14.11.2011


Характеристика теплоснабжения жилого района г. Барнаул. Определение годового расхода теплоты. Расчет температур воды на выходе из калориферов систем вентиляции. Гидравлический расчет и монтажная схема водяной тепловой сети. Подбор сетевых насосов.

курсовая работа , добавлен 05.05.2011


Планировка района теплоснабжения, определение тепловых нагрузок. Тепловая схема котельной, подбор оборудования. Построение графика отпуска теплоты. Гидравлический расчет магистральных трубопроводов и ответвлений, компенсаторов температурных деформаций.

курсовая работа , добавлен 09.05.2012


Методика расчета индивидуальных тепловых пунктов для систем отопления и горячего водоснабжения с помощью энергосберегающих подогревательно-аккумуляторных установок со скоростными и трехконтурными теплообменниками; схема присоединения систем отопления.

Введение

Стратегическим направлением развития теплоснабжения в Республике Беларусь должно стать: увеличение доли комбинированной выработки тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), как наиболее эффективного способа использования топлива; создание условий, когда потребитель тепла будет иметь возможность самостоятельно определять и устанавливать величину его потребления.

Для реализации этого направления в первую очередь необходимо определить место теплофикации в общей структуре энергетики республики. Большинство руководителей областных энергосистем, сталкиваясь с проблемами, связанными с теплоснабжением готовы избавиться от тепловых сетей, которые являются неотъемлемой частью системы теплоснабжения. Тепловые сети – это средство производства, без которого продукт называемый: «тепловой энергией» не является таковым. Тепловая энергия, как и электрическая, приобретает свойства товара в момент её потребления.

Разделение электроэнергетики по видам деятельности только на генерацию; передачу; сбыт и распределение электроэнергии, как это было предложено в первой редакции «Проекта реформирования электроэнергетического комплекса Республики Беларусь» без учёта имеющейся в республике теплоэнергетики стратегически неоправданно по следующим причинам:

Себестоимость электроэнергии на конденсационных электростанциях (КЭС) и теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) значительно отличаются ввиду более эффективной работы последних за счёт комбинированной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. В связи с этим создание электрогенерирующей компании на основе только КЭС не позволит создать условия для конкуренции. ТЭЦ по отношению к КЭС вне конкуренции. Создание электрогенерирующей компании смешанного типа, включающей в себя и КЭС и крупные ТЭЦ – не изменяет по сути теперешнего состояния. Произойдёт лишь формальное переподчинение электростанций.

В республике более половины установленной мощности электрогенерирующих мощностей находятся в составе ТЭЦ. Две трети тепловой мощности сосредоточено также на ТЭЦ, которая в настоящее время во многих случаях оказалась невостребованной. При этом в регионе обслуживания теплом от ТЭЦ продолжают работать котельные.

Отделение ТЭЦ от систем распределения тепловой энергии приведёт к постепенному отказу от их использования в качестве основного теплоисточника, что приведёт к утере основного принципа теплофикации – комбинированной выработки тепла и электроэнергии.

Кроме того, отделение ТЭЦ от единственного средства продажи своей продукции – тепловых сетей приведёт к ещё менее качественному уровню эксплуатации их, а в условиях, когда ТЭЦ, тепловые сети, потребительские системы работают в единой технологической схеме, последует ухудшение качества сетевой воды и её перерасход. Это в свою очередь повлечёт ухудшение условий эксплуатации ТЭЦ и дополнительным потерям.

В связи с этим, предлагается создание в республике двух электрогенерирующих компаний, отличающихся друг от друга составом электрогенерирующих мощностей – «Генерация» (в составе только КЭС) и «Теплоэнергетика» (в составе ТЭЦ, тепловые сети и котельные). При этом появляются два производителя электроэнергии, каждый из которых будут иметь свою «экономику», свои принципы и требования диспетчерского управления, свою себестоимость и состав продукции, свою роль в решении задач обеспечения потребителей электроэнергией и теплом.

До тех пор, пока будет искусственное деление систем теплоснабжения на «большую» и «малую» (или коммунальную) энергетику, пока тепловая энергия будет рассматриваться как побочный продукт, пока не будет единого органа государственного управления отвечающего за эффективную работу систем централизованного теплоснабжения невозможно организовать эффективное управление этим важным сектором экономики. Не имея эффективного управления, невозможно обеспечить эффективную его работу.

Итак, централизованное теплоснабжение как система состоит из неразрывно связанных друг с другом элементов:

Источников тепловой энергии;

Тепловых сетей;

Центральных тепловых пунктов (ЦТП);

Абонентских тепловых пунктов (АТП);

Потребительских систем.

Существующая в республике система централизованного теплоснабжения является в основном «зависимой». Т.е. вода – теплоноситель, которая передаёт потребителю тепловую энергию, полученную при сжигании топлива на теплоисточнике, циркулирует в едином контуре технологической цепочки теплоисточник – тепловая сеть – тепловой пункт – потребитель – теплоисточник. Эта система характеризуется рядом существенных недостатков влияющих на эффективность и надёжность её работы. А именно:

Неплотности в теплообменном оборудовании центральных тепловых пунктов (ЦТП), предназначенных для подогрева воды горячего водоснабжения, приводят к утечкам теплоносителя, попаданию сырой, с большим солесодержанием воды в теплоноситель и, как следствие, отложение накипи в котлах и на теплообменном оборудовании теплоисточника, в результате – происходит ухудшение теплообмена.

Техническая сложность, а в основном невозможность работы нескольких источников тепла параллельно на единую сеть.

Сложность локализации аварийных ситуаций – когда порыв трубопровода теплосети у какого–либо потребителя может привести к останову теплоисточника и прекращению теплоснабжения всех потребителей тепла от него.

Прежде чем пытаться создать рыночные отношения в теплофикации необходимо сначала привести технологическую составляющую системы теплоснабжения к эффективно работающей. Потребуется вложение значительных средств. Как можно финансировать работы по модернизации элементов системы теплоснабжения не имея их у себя на балансе? При нынешнем состоянии тепловых сетей и тепловых пунктов нет способа создать побудительный мотив для их владельцев вложить средства в модернизацию. Поэтому логично было бы теплоснабжающей организации взять на себя решение этой проблемы.

Учитывая традиционно сложившуюся в республике систему присоединения потребителей тепла по «зависимой» схеме подключения к тепловым сетям и недостатки характерные для неё, необходимо принять решение о передаче на баланс всех элементов технологической схемы теплоснабжения одному владельцу – владельцу теплоисточника. Это позволит предусмотреть в тарифах на тепловую энергию затраты на эксплуатацию и развитие системы теплоснабжения в целом и будет способствовать эффективному и надёжному её функционированию. Это даст возможность организовать эффективное управление этой системой.

Поэтому необходимо пройти три этапа совершенствования систем централизованного теплоснабжения.

Первый этап, характеризуется жёстким государственным регулированием взаимоотношений в области теплоснабжения и должен предусматривать:

Передачу функций управления теплоснабжением в республике одному государственному органу управления.

Разработку и реализацию организационных, экономических, нормативных и технических мероприятий направленных на создание структуры управления теплоснабжением и обеспечивающих надёжное и эффективное его функционирование.

Выполнение технико–экономических расчётов для определения перспективных тепловых нагрузок по регионам республики и оценка финансовых потребностей для организации их обеспечения.

Второй этап, характеризуется значительными финансовыми затратами, государственным контролем за ходом развития теплоснабжения и должен предусматривать:

Планомерное создание теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) новых и на основе действующих котельных в соответствии с разработанными схемами теплоснабжения населённых пунктов.

Планомерный вывод из эксплуатации неэффективных котельных с переключением тепловых нагрузок на вновь создаваемые и действующие ТЭЦ.

Планомерная реконструкция схем тепловых сетей и тепловых пунктов с целью разделения контуров циркуляции теплоносителя и улучшения гидравлических характеристик систем теплоснабжения.

Третий этап, характеризуется либерализацией отношений в области теплоснабжения, завершением создания экономических условий для саморазвития систем теплоснабжения, их реструктуризации и создания рыночных условий их функционирования.

Таким образом, необходимо сначала создать в республике единую, организованную, надёжную и эффективно работающую структуру теплоснабжения, обеспечив её функционирование соответствующей нормативно-правовой базой, провести её техническую модернизацию и создать, таким образом, предпосылки для её саморазвития в условиях рыночных отношений.

Предлагаются следующие основные принципы развития централизованного теплоснабжения республики:

Развитие источников тепловой энергии должно осуществляться на основе теплоэлектроцентралей, как существующих, так и вновь создаваемых, в том числе на основе действующих котельных.

Условием эффективной и надёжной работы систем теплоснабжения является обеспечение неизменности и постоянства температурного графика работы теплосети, характеристика которого должна быть обоснована для каждого города. Изменение характеристик температурного графика возможно только при значительном изменении системы теплоснабжения. Допускается изменение характеристик температурного графика в случае ограничения поставок топлива в республику, на период этого ограничения.

Развитие систем теплоснабжения городов должно осуществляться на основе схем теплоснабжения, которые необходимо разрабатывать и своевременно корректировать для всех населённых пунктов, имеющих системы централизованного теплоснабжения.

При разработке схем теплоснабжения не предусматривать строительство новых и расширение действующих котельных, использующих в качестве топлива природный газ, топочный мазут или уголь. Покрытие дефицита тепловой энергии осуществлять на основе: развития ТЭЦ; котельных, работающих на местных видах топлива или отходах производства; установок по использованию вторичных энергоресурсов.

При выборе мощности крупных и малых ТЭЦ определять оптимальное её соотношение тепловой и электрической составляющих с целью максимального использования оборудования, работающего по теплофикационному циклу, с учётом его неравномерности в отопительный и межотопительный период.

По мере сокращения потерь теплоносителя планомерно улучшать качество сетевой воды, используя современные методы её подготовки.

На каждом теплоисточнике предусматривать систему аккумулирования тепла для возможности сглаживания неравномерности его потребления в течение суток.

При новом строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей применять предварительно теплогидроизолированные пенополиуретаном и защитной полиэтиленовой оболочкой трубопроводные системы для безканальной прокладки (ПИ трубы). Расчёты показывают, что теплотрасса, работающая в сухом, ни разу не залитом водой канале имеет потери тепла не выше чем предизолированная. Находясь в сухом канале, она не повреждена наружной коррозией и если нет внутренней коррозии, она может проработать ещё 50 лет. Вне зависимости от возраста теплосети необходимо менять на предизолированные только те участки, которые подвержены воздействию коррозии. Кроме того, можно принять за правило тот факт, что повреждённые наружной коррозией тепловые сети имеют наибольшие потери тепла, так как теплоизоляция их увлажнена или нарушена. Меняя их на новые, предизолированные мы решаем две проблемы: надёжности и эффективности работы тепловых сетей.

При новом строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей применять сильфонные компенсаторы и шаровую запорную арматуру. Разработать программы замены на действующих тепловых сетях сальниковых компенсаторов сильфонными, традиционной запорной арматуры на шаровую.

Предусматривать в тарифах на тепловую энергию затраты на компенсацию фактических тепловых потерь, разработав при этом программу по их снижению с соответствующей ежегодной корректировкой тарифов. Тепловые потери в теплосетях вызваны плохой теплоизоляцией трубопроводов и утечками теплоносителя. Необходимо определить и признать истинные потери тепла в тепловых сетях. Отказ от учета в тарифах фактических потерь не приводит к тому, что они становятся меньше, и даже наоборот приводят к их увеличению из-за недофинансирования ремонтных работ. При этом надо иметь ввиду, что уровень тепловых потерь в магистральных и распределительных сетях существенно различны. Техническое состояние магистральных сетей, как правило, значительно лучше. Кроме того, суммарная поверхность магистральных сетей, через которую теряется тепловая энергия, значительно меньше поверхности намного более разветвлённых и протяжённых распределительных сетей. Поэтому на магистральные сети приходится в несколько раз меньшая доля тепловых потерь по сравнению с распределительными.

При разработке схем теплоснабжения предусматривать теплообменные пункты для разделения контуров циркуляции источников тепла, магистральной и распределительной сети, потребителей. В настоящее время источники тепла работают на собственную распределительную тепловую сеть. Как правило, имеются места соединения тепловых сетей, работающих от различных источников тепла. Однако работать параллельно на объединённую тепловую сеть они не могут по условиям несогласованности гидравлических характеристик. Сейчас имеется возможность создания мощных (15, 20 МВт и более) теплообменных пунктов на основе пластинчатых или спиралетрубных теплообменных аппаратов, которые характеризуются малыми габаритами, небольшой металлоёмкостью при высокой эффективности работы.

Подключение к тепловой сети новых потребителей осуществлять через индивидуальные тепловые пункты (ИТП) по «независимой» схеме, оборудованные средствами автоматического регулирования потребления тепла и его учетом.

Отказаться при новом строительстве от применения центральных тепловых пунктов (ЦТП). Планомерно, при необходимости капитального ремонта ЦТП или квартальных сетей ликвидировать их, установив у потребителей индивидуальные тепловые пункты.

Для реализации стратегического направления развития необходимо:

Разработать «Концепцию развития централизованного теплоснабжения Республики Беларусь на период до 2015 года», которая обозначила бы конкретные цели развития, способы их достижения и являлась бы моделью системы управления теплоснабжением.

Основной задачей концепции теплоснабжения должна быть разработка алгоритмов обеспечения работы систем теплоснабжения республики в условиях рыночной экономики.

1 Исходные данные

Для заданного города принимают климатологические данные в соответствии с источником или по приложению 1. Данные сводят в таблицу 1.

Таблица 1 -Климатологические данные

2 Описание системы теплоснабжения и основные проектные решения

По заданию необходимо разработать систему теплоснабжения для жилого района г.Верхнедвинска. Жилой район состоит из школы, двух 5-ти этажных жилых дома, 3-ех этажного жилого дома и общежития. Потребителями теплоты в жилых домах являются системы отопления и горячего водоснабжения, для общежития системы ото­пления, вентиляции и горячего водоснабжения. По заданию система тепло­снабжения закрытая, двухтрубная. В закрытой системе теплоснабжения во­да из тепловой сети является теплоносителем для подогрева холодной водо­проводной воды в подогревателях поверхностного типа для нужд горячего водоснабжения. Так как система двухтрубная, то в тепловом пункте каждо­го здания устанавливаем водоводяной секционный подогреватель. Марка подогревателя и количество секций для каждого здания определяется расче­том. В курсовом проекте приведен расчет основного оборудования теплово­го пункта №3.

Тепловой пункт представляют собой узел подключения потребителя тепловой энергии к тепловым сетям и предназначены для подготовки теплоносителя, регулирования его параметров пе­ред подачей в местную систему, а также для учета потребления тепла. От слаженной работы теплового пункта зависит нормальное функционирование и технико-экономические показатели всей системы централизованного теплоснабжения.

Из-за неправильной наладки и работы теплового пункта воз­можно нарушение подачи тепла и даже ее прекращение, особенно к концевым потребителям. Он устраивается в подвале здания или в по­мещении первого этажа.

В связи с этим выбор схемы и оборудования тепловых пунктов в зависимости от вида, параметров теплоносителя и назначения местных установок является важней­шим этапом проектирования.

Эффективность водяных систем теплоснабжения во многом определяется схемой присоединения абонентского ввода, который является связующим звеном между наружными тепловыми сетями и местными потребителями тепла.

В зависимых схемах присоединения теплоноситель в отопитель­ные приборы поступает непосредственно из тепловых сетей. Таким образом, один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепло­вой сети, так и в отопительной системе. Вследствие этого давле­ние в местных системах отопления определяется режимом давле­ний в наружных тепловых сетях.

Система отопления присоединяется к тепловой сети зависимо. При зависимой схеме присоединения вода из тепловой сети поступает в отопи­тельные приборы.

По заданию параметры теплоносителя в тепловой сети 150-70 °С. В соответствии с санитарными нормами максимальная температура теплоно­сителя в системах отопления жилых зданий не должна превышать 95°С. Для снижения температуры воды, поступающей в систему отопления, устанав­ливается элеватор.

Элеватор работает следующим образом: перегретая сетевая вода из подающего теплопровода поступает в конусное съёмное сопло, где скорость её резко возрастает. Из обратного теплопровода, часть охлажденной воды по перемычке за счёт возросшей скорости перегретой воды на выходе из сопла подсасывается во внутреннюю полость элеватора. При этом происхо­дит смешение перегретой и охлажденной воды, поступающей из системы отопления. Для защиты конуса элеватора от загрязнения взвешенными ве­ществами перед элеватором устанавливается грязевик. На обратном трубо­проводе после системы топления также устанавливается грязевик.

Для городов и населенных пунктов по архитектурным сообра­жениям рекомендуется применять подземную прокладку тепло­проводов, независимо от качества грунта, загруженности подзем­ных коммуникаций и стесненности проездов.

Наружные тепловые сети проложены подземно в каналах. Каналы лоткового типа марки КЛ. Проектируемые тепловые сети присоединены к существующим сетям в СУТ (существующем узле трубопровода). Также запроектировано две дополнительных тепловых камеры, в которых устанав­ливаются запорная арматура, воздушники, и спускные устройства. Для ком­пенсации тепловых удлинений на участках устанавливаются компенсаторы. Так как диаметры трубопроводов небольшие, то применены П-образные компенсаторы. Для компенсации тепловых удлинений используются также естественные повороты трассы - участки самокомпенсации. Для разделения тепловой сети на отдельные участки, независимые друг от друга в темпера­турных деформациях, на трассе устанавливаются железобетонные щитовые неподвижные опоры.

Экономическая эффективность систем централизованного теп­лоснабжения при современных масштабах теплового потребления в значительной мере зависит от тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. Тепловая изоляция служит для уменьшения теп­ловых потерь и обеспечения допустимой температуры изолируе­мой поверхности.

Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования тепловых сетей применяется при всех способах прокладки независимо от температуры теплоносителя. Теплоизоляционные материалы непо­средственно контактируют с внешней средой, для которой свойст­венны непрерывные колебания температуры, влажности и давле­ния. В крайне неблагоприятных условиях находится теплоизоляция подземных и особенно бесканальных теплопроводов. Ввиду этого теплоизоляционные материалы и конструкции должны удовлетво­рять ряду требований. Соображения экономичности и долговечно­сти требуют, чтобы выбор теплоизоляционных материалов и конст­рукций производился с учетом способов прокладки и условий экс­плуатации, определяемых внешней нагрузкой на теплоизоляцию, уровнем грунтовых вод, температурой теплоносителя, гидравличе­ским режимом работы тепловой сети и др.

3 Определение тепловых нагрузок потребителей теплоты

В зависимости от объема и назначения зданий определяют их удельные отопительные и вентиляционные характеристики по приложению 2. Данные сводят в таблицу 2.

Таблица 2. Отопительные и вентиляционные характеристики зданий.

Расход теплоты на отопление Q О, кДж/ч, определяем по формуле:

Q о = (1 + μ) q о К ( t в – t н.о ) V (1)

где μ - коэффициент инфильтрации, учитывающий долю расхода теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в помещение через неплотности наружных ограждений, для жилых и общественных зданий, μ = 0,05 – 0,1;

К – поправочный коэффициент, зависящий от температуры наружного воздуха, К=1,08 (приложение 3);

q o - удельная отопительная характеристика здания. , кДж/м 3 ·ч·град (приложение 2);

t в - температура внутреннего воздуха, о С (приложение 4);

t н о - температура наружного воздуха для проектирования отопления, о С;

Расчёт сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Расход теплоты на отопление

Расход теплоты на вентиляциюQ в, кДж/ч, определяем по формуле:

Q в = q в ( t в – t н.в ) V , (2)

где, q в – удельная вентиляционная характеристика здания, кДж/м 3 ·кг·°С (приложение 2);

t н в - температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, о С;

t в - температура внутреннего воздуха, о С;

V – строительный объём здания, м 3 .

Расчет сводим в таблицу 4.

Таблица 4. Расход теплоты на вентиляцию

Расход теплоты на горячее водоснабжение определяем по формуле:

где, m - расчетное число потребителей, для жилых зданий принимается, что в квартире проживает 4 человека;

а – норма потребления горячей воды, л/сут., принимается по приложению 5;

с – теплоёмкость воды, с=4,19 кДж/ч·°С;

t г – температура горячей воды; t г =55 о С;

t х – температура холодной воды, t х = 5 о С;

n – число часов использования минимума нагрузки (для жилых зданий – 24 часа);

К – коэффициент часов неравномерности, принимается по приложению 6.

Расчёт сводится в таблицу 5.

Таблица 5. Расход теплоты на горячее водоснабжение

Определяем суммарный расход теплоты, кВт:

∑Q о = Q о1 + Q о2 +… Q о n ,

∑Q в = Q в1 + Q в2 +… Q в n ,

∑Q гв = Q о1 + Q гв2 +… Q гв n .

Расчёт сводим в таблицу 6.

Таблица 6. Суммарные расходы теплоты

3.1 Построение графика продолжительности тепловой нагрузки

График продолжительности тепловой нагрузки состоит из двух частей: левой – графика зависимости суммарных часовых расходов теплоты от температуры наружного воздуха и правой – годового графика расхода теплоты.

Графики часовых расходов теплоты строят в координатах Q – t Н: по оси ординат наносят расходы теплоты, по оси абсцисс – температуру наружного воздуха от +8 о С (начало отопительного периода) до t Н.О,

Графики Q о = f (t н), Q в = f (t н) строят по двум точкам:

1) при t н.о - ΣQ о, при t н.в – ΣQ в;

2) при t н = +8 о С расходы теплоты на отопление и вентиляцию определяют по формулам:

(4)

(5)

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение – круглогодовая, в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Поэтому график часового расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс.

Суммарный график часового расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха строят путем суммирования соответствующих ординат при t н = +8 о С, и t н.о. (линия ΣQ).

График годовой тепловой нагрузки строят на основании суммарного графика часовых расходов теплоты в координатах Q – n, где по оси абсцисс откладывают число часов стояния температур наружного воздуха.

По данным справочной литературы или приложению 7 для заданного города выписывают число часов стояния температур наружного воздуха с интервалом 2 о С и данные заносят в таблицу 7.

Таблица 7. Продолжительность стояния температур наружного воздуха.

В летний период тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют, остается нагрузка на горячее водоснабжение, значение которой определяют по выражению

, (6)

где 55 – температура горячей воды в системе горячего водоснабжении потребителей, ºС;

t х.л – температура холодной воды в летний период, ºС, ;

t х.з – температура холодной воды в зимний период, ºС ;

β – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода горячей воды летом по сравнению с зимним периодом, β = 0,8.

Так как тепловая нагрузка на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, то в диапазоне летнего периода проводят прямую до пересечения с ординатой, соответствующей общему расчетному числу часов работы тепловой сети в году n = 8400.

Граф в таблице делаем столько, чтобы t н о попала в промежутки между двумя последними графами по верхнему значению интервала.

Строим график.

Для его построения вначале строим оси координат. На осях ординат откладываем тепловую нагрузку Q (кВт), на осях обсцис влево – температура наружного воздуха (точка начала координат на этой оси соответствует t н о), влево – длительность стояния температур наружного воздуха в часах (по сумме часов ∑n).

Затем строим график расхода теплоты на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха. Для этого на оси ординат находят значения t н в и t н `. Соединяем две полученные точки, а в интервале температур оси t н в до t н ` расход теплоты на вентиляцию постоянный, график идёт параллельно оси абсцисс. После этого строим суммарный график ∑Q о,в. Для этого суммируют, ординаты по двум точкам t н в и t н `.

График расхода теплоты на горячее водоснабжение – прямая, параллельная оси абсцисс, с ординатой ∑Q о,в, с обсцисами крайних точек 0 и 8760 число часов в году. График имеет следующий вид:

4 Построение графика центрального качественного регулирования

Расчёт графика заключается в определении температур теплоносителя в подающей и обратной магистрали тепловой сети при различных температурах наружного воздуха.

Расчёт ведётся по формулам:

где Δt – температурный напор нагревательного прибора,ºС:

, (9)

τ 3 – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора при t н.о, ºС, τ 3 = 95;

τ 2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети по заданному температурному графику;

Δτ – расчетный перепад температур в тепловой сети, ºС, Δτ = τ 1 – τ 2 ,

где τ 1 – температура воды в подающем трубопроводе при расчетной температуре наружного воздуха t н.о по заданному температурному графику ºС.

Δτ = 150 – 70 = 80С;

θ – расчетный перепад температур воды в местной системе отопления, ºС, θ = τ 3 – τ 2.

θ = 95 – 70 = 25°С;

t н – расчетная температура наружного воздуха; принимается равной наружной температуре:

t н =t н о = −25

Задаваясь различными значениями t н в пределах от +8 о С до t н.о определяют τ 1 / и τ 2 / . Расчет сводят в таблицу 8.

При t ′ н =8 о С

При t′ н =5 о С

При t′ н =0 о С

При t′ н = −5 о С

При t ′ н = −10 о С

При t ′ н = − 15 о С

При t ′ н =− 20 о С

При t ′ н = −2 2 о С

Таблица 8. Значения температур сетевой воды

По полученным значениям τ 1 и τ 2 строят графики температур в подающей и обратной магистрали тепловой сети.

Для обеспечения требуемой температуры воды в системе горячего водоснабжения минимальную температуру сетевой воды в подающей магистрали принимают равной 70 о С. Поэтому из точки, соответствующей 70 о С на оси ординат, проводят прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с температурной кривой τ 1 ′ . Общий вид графика приведен на рисунке 2.

5 Определение расчетных расходов теплоносителя

Определяем расход воды на отопление G о, т/ч для каждого здания

(10)

Определяем расход воды на вентиляцию G в, т/ч для здания № 1

(11)

Определяем расход воды на горячее водоснабжение G гв, т/ч. При параллельной схеме включения подогревателей определяется по формуле:

(12)

где τ 1 ″ − температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети при тепловой сети при t н ″, о С;

τ 3 ″ − температура сетевой воды после водоподогревателя: τ 3 ″=30 о С.

Суммарный расчетный расход сетевой воды, т/ч, в двухтрубных тепловых сетях при качественном регулировании по отопительной нагрузке с тепловым потоком 10 МВт и менее определяется по формуле

ΣG = G о + G в + G г.в (13)

Расчет сводят в таблицу 9.

Таблица 9. Расходы воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

6 Гидравлический расчёт тепловых сетей

В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давления в различных точках сети и потерь давления на участках.

Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, принимая диаметр обратного теплопровода и падение давления в нем такими же, как и в подающем.

Гидравлический расчет производят в следующей последовательности:

Вычерчивают расчетную схему тепловой сети (рис. 3);

Рисунок 3 – Расчетная схема тепловой сети

Выбирают на трассе тепловых сетей наиболее протяженную и нагруженную расчетную магистраль, соединяющую точку подключения с дальним потребителем;

Разбивают тепловую сеть на расчетные участки;

Определяют расчетные расходы теплоносителя на каждом участке G, т/ч, и измеряют по генплану длину участков l , м;

При заданном перепаде давления по всей сети определяют средние удельные потери давления по трассе, Па/м

, (14)

где ΔН (сут) – располагаемый напор в точке подключения, м, равный разности заданных давлений в подающей Н п(СУТ) и обратной Н о (СУТ) магистралях

ΔН (СУТ) = Н П (СУТ) – Н о(СУТ) ; (15)

ΔН (СУТ) = 52 – 27 = 25

ΔН аб – требуемый располагаемый напор на абонентском вводе, м, принимают ΔН аб = 15 … 20 м;

α– коэффициент, определяющий долю потерь давления в местных сопротивлениях от линейных потерь, принимается по приложению 8.

Σ l – общая длина расчетной магистрали тепловой сети от точки подключения до наиболее удаленного абонента, м.

Исходя из расходов теплоносителя на участках и средних удельных потерь давления, по таблицам гидравлического расчета (приложение 9) находят диаметры теплопроводов D н х S, действительные удельные потери давления на трение R, Па/м;

Определив диаметры трубопроводов, разрабатывают вторую расчетную схему (рис.4), размещая по трассе запорную арматуру, неподвижные опоры с учетом допустимого расстояния между ними (приложение 10), между опорами расставляют компенсаторы.

Находят эквивалентную длину местных сопротивлений и сумму эквивалентных длин на каждом участке (приложение 11):

Участок 1 (d = 159х4,5 мм)

Тройник – ответвление – 8,4

Задвижка – 2,24

П – обр. компенсатор – 6,5

Тройник-проход – 5,6

________________

Σ l э = 22,74 м

Участок 2 (d = 133х4 мм)

Тройник – проход – 4,4

П – обр. компенсатор – 5,6

Отвод на 90 0 – 1,32

__________________

Σ l э =11,32 м

Участок 3 (d = 108х4 мм)

П – обр. компенсатор – 3,8

Тройник – проход – 6,6

_________________

Участок 4 (d = 89х3,5 мм)

П – обр. компенсатор – 7

Задвижка – 1,28

Отвод на 90 0 – 0,76

__________________

Σ l э = 9,04м

Участок 5 (d = 89х3,5 мм)

Задвижка – 1,28

П – обр. компенсатор – 3,5

Тройник – ответвление – 3,82

__________________

Σ l э = 8,6 м

Участок 6 (d = 57х3,5мм)

Задвижка – 0,6

П – обр. компенсатор – 2,4

Тройник – ответвление – 1,9

__________________

Σ l э = 4,9 м

Участок 7 (d = 89х3,5 мм)

Задвижка – 1,28

Тройник – ответвление – 3,82

П – обр. компенсатор – 7

__________________

Σ l э = 12,1 м

Участок 8 (d = 89х3,5 мм)

Задвижка – 1,28

Тройник – ответвление – 3,82

П – обр. компенсатор – 3,5

__________________

Σ l э = 8,6 м

Рисунок 4 – Расчетная схема тепловой сети

Потери давления на участке ΔР с, Па, определяются по формуле:

ΔР с = R ∙ l пр (16)

где l пр – приведенная длина трубопровода, м;

l пр = l + l э (17)

Для построения пьезометрического графика потери давления ΔP с, Па/м на участке переводят в метры водяного столба (м) по формуле:

где g - ускорение свободного падения, можно принимать равным 10 м/с 2 ;

ρ - плотность воды, принимается равной 1000 кг/м 3 .

Давление в конце первого участка для подающей магистрали Н п.1, м, определяется по формуле:

Н п.1 = Н п(СУТ) – ΔН с.1 (19)

Давление в начале первого участка для обратной магистрали Н о.1 , м, определяется по формуле:

Н о.1 = Н о (СУТ) + ΔН с.1 (20)

Располагаемое давление в конце первого участка Н р.1 , м

Н р.1 = Н п.1 – Н о.1 (21)

Для участка №1:

l пр = 98 +22,74 = 120,74 м

ΔР с = 56,7*120,74 = 6845,958 Па

м

Н п.1 = 52 – 0,68 = 51,32 м

Н о.1 = 27 + 0,68 = 27,68 м

Н р.1 = 51,32 – 27,68 = 23,64 м

Для последующих участков за начальное давление принимается конечное давление того участка, из которого выходит рассчитываемый.

Расчет сводят в таблицу 10.

При увязке ответвлений необходимо так выбирать диаметр трубопровода на каждом участке, чтобы располагаемое давление у каждого здания было примерно одинаковым. Если на ответвлении Н р получилось больше, чем располагаемое давление у конечного здания по основной магистрали, на ответвлении устанавливают шайбу.

(22)44,07

20,8

36,16

29,38

7 Расчет компенсации тепловых удлинений трубопроводов

Если для компенсации тепловых удлинений использовались естественные повороты трассы тепловой сети, то проверяют их использование в качестве компенсирующих устройств.

Расчет трубопроводов на компенсацию тепловых удлинений с гибкими компенсаторами и при самокомпенсации производят на допускаемое изгибающее компенсационное напряжение σ доп, которое зависит от способа компенсации, схемы участка и других расчетных величин.

При проверочных расчетах компенсаторов максимальные компенсационные напряжения не должны превышать допускаемых. Для предварительной оценки усредненные допускаемые компенсационные напряжения для участков самокомпенсации принимаются σ доп = 80 МПа.

Расчет Г – образного участка трубопровода.

Для Г- образного участка трубопровода максимальное изгибающее напряжение возникает у заделки короткого плеча.

Исходные данные:

Диаметр трубопровода Д н, см;

Длина меньшего плеча L м, м

Длина большего плеча L б, м

Угол поворота трассы α º

Продольное изгибающее компенсационное напряжение в заделке короткого плеча , МПа

, (23)

где С – вспомогательный коэффициент, принимаемый по номограмме (приложение 12) в зависимости от соотношения плеч и расчетного угла поворота трассы β = α - 90 о

Вспомогательная величина, значение которой определяют по приложению 13 в зависимости от диаметра трубопровода D н, см

Δ t – расчетная разность температур, Δ t = τ 1 – t н.о

L м - длина меньшего плеча, м;

L б - длина большего плеча, м.

Если < 80 МПа, то размеры плеч достаточны.

; (24)

где А и Б – вспомогательные коэффициенты, принимаемые по номограмме (приложение 14);

Вспомогательная величина, определяемая по приложению 13

Расчет Г-образного участка трубопровода №2

Исходные данные

Наружный диаметр Д н, мм; 133

Толщина стенки δ, мм; 4

Угол поворота L, о; 90

Длина большего плеча, ℓ б, м; 27

Длина меньшего плеча ℓ м, м; 10

Определяю расчетный угол

Р = α – 90 о

∆ t = τ 1 – t н

∆ t = 150-(-25)=175

По приложению 12 находим

5,2*0,319*175/10=29

Силы упругой деформации в заделке меньшего плеча

0,809 А=15,8 В=3,0

=15,8*0,809 *175/10=22,36;

= 3*0,809 *175/10=4,24

Если σ u к < 80 МПа, размеры плеч достаточны.

Расчет Г-образного участка трубопровода №4

Исходные данные:

Теплоноситель, его температура τ 1 , о С; 150

Наружный диаметр Д н, мм; 89

Толщина стенки δ, мм; 3,5

Угол поворота L, о; 90

Длина большего плеча, ℓ б, м; 66

Длина меньшего плеча ℓ м, м; 25

Расчетная температура наружного воздуха, t н = t н о, t н о = -25 о С

Определяю расчетный угол

Р = α – 90 о

Определяю соотношение плеч n по формуле

Определяю расчетную разность температур ∆ t, о С по формуле

∆ t = τ 1 – t н,

∆ t = 150-(-25)=175

По номограмме рис. 10.32 определяю значение вспомогательного коэффициента С.

По приложению 13 находим

Определяю продольное изгибающее компенсационное напряжение в заделке короткого плеча σ u к, МПа.

5,3*0,214 *175/25=7,94

Силы упругой деформации в заделке меньшего плеча

0,206 А=16 В=3,1

=16*0,206*175/25=0,92;

= 3,1*0,206 *175/25=0,17

Если σ u к < 80 МПа, размеры плеч достаточны.

Расчет П-образного компенсатора заключается в определении размеров компенсатора и силы упругой деформации. В курсовом проекте необходимо определить размеры П-образного компенсатора на первом участке по расчетной схеме.

Исходные данные:

Диаметр трубопровода D у =159х4,5 мм;

Расстояние между неподвижными опорами L = 98 м;

Линейное удлинение компенсируемого участка теплопровода, м, при температуре окружающей среда t н.о

Δ l = α ∙ L (τ 1 – t н.о) (25)

где α – коэффициент линейного удлинения стали, α = 12 ∙ 10 -6 1/ºС.

Δ l =12·10 -6 ·98·(150+25) = 0,2

Учитывая предварительное растяжение компенсатора расчетное удлинение компенсируемого участка равно

Δl р = ε∙ Δl= 0,5·0,2 = 0,1(26)

где ε – коэффициент, учитывающий предварительную растяжку компенсатора, ε = 0,5

При спинке компенсатора, равной половине вылета компенсатора, т.е. при В = 0,5 Н по номограмме [,с.391-395] определяют вылет компенсатора и силу упругой деформации, Н.

Н к = 3,17 м; P к = 2800 Н.

8 Расчет тепловой изоляции

Определяем средний диаметр трубопровода d ср, м

(27)

где d 1 , d 2 , …d 7 – диаметр каждого участка, м;

ℓ 1 , ℓ 2 , …ℓ 7 – длина каждого участка, м.

По приложению 17 методических указаний принимаем стандартный диаметр трубопровода

По выбранному диаметру также выбираем тип канала КЛ 90–45

Среднегодовые температуры воды в подающем и обратном теплопроводе определяются по формуле

, (28)

где τ 1 , τ 2 ,…, τ 12 – средние температуры сетевой воды по месяцам года, определяемые по графику центрального качественного регулирования в зависимости от среднемесячных температур наружного воздуха ;

n 1 , n 2 ,…, n 12 – продолжительность в часах каждого месяца.

Зная среднегодовую температуру наружного воздуха, по графику центрального качественного регулирования, либо по формулам (7), (8), определяем среднегодовые температуры воды в подающем и обратном трубопроводах.

Данные расчета сводим в таблицу 11.

Таблица 11. Среднемесячные температуры теплоносителей в тепловой сети.

Расчет толщины тепловой изоляции выполняют по нормированной плотности теплового потока.

Требуемое полное термическое сопротивление подающего ΣR 1 и обратного ΣR 2 теплопроводов, (м∙ºС)/Вт,

, (29)

, (30)

где t о – среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, принимаем по приложению 18

q норм 1 , q норм.2 – нормированные плотности тепловых потоков для подающего и обратного трубопроводов диаметром d ср при среднегодовых температурах теплоносителя, Вт/м, приложение 19

q норм 1 =37,88 Вт/м

q норм.2 =17 Вт/м

При нормированной линейной плотности теплового потока через поверхность изоляции 1 м теплопровода q н, Вт/м, толщина основного слоя теплоизоляционной конструкции δ из, м, определяется по выражениям

для подающего теплопровода

(31)

; (32)

для обратного теплопровода

(33)

; (34)

где λ из.1 , λ из.2 – коэффициенты теплопроводности изоляционного слоя, соответственно, для подающего и обратного трубопровода, Вт/(м о∙ С), принимаемый в зависимости от вида и средней температуры изоляционного слоя. Для основного слоя тепловой изоляции из минераловатных плит марки 125.

λ из =0,049+0,0002t m , (35)

где t m – средняя температура основного слоя изоляционной конструкции, о С, при прокладках в непроходном канале и среднегодовой температуре теплоносителя τ ср, ºС

λ из1 =0,049+0,0002∙62=0,0614

λ из2 =0,049+0,0002∙42,5=0,0575

α н – коэффициент теплоотдачи на поверхности теплоизоляционной конструкции, Вт/м 2 ºС, α н = 8;

d н – наружный диаметр принятого трубопровода, м

Принимаем толщину основного слоя изоляции для обоих теплопроводов δ из =0,06м =60 мм.

Термическое сопротивление наружной поверхности изоляции R н, (м∙ºС)/Вт, определяют по формуле:

, (37)

где d из – наружный диаметр изолированного трубопровода, м, при наружном диаметре неизолированного трубопровода d н, м и толщине изоляции δ из, м, определяется как:

(38)

α н – коэффициент теплоотдачи на поверхности изоляции, α В =8 Вт/м 2 0 С

Термическое сопротивление на поверхности канала R п.к, (м∙ºС)/Вт, определяется по выражению

, (39)

где d э.к. – эквивалентный диаметр внутреннего контура канала, м 2 ; при площади внутреннего сечения канала F, м 2 и периметре Р, м, равный

α п.к. – коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности канала, для непроходных каналов α п.к. =8,0 Вт/(м 2 о С).

Термическое сопротивление изоляционного слоя R из, (м∙ о С)/Вт, равно:

(41)

Термическое сопротивление изоляционного слоя определяют для подающего и обратного теплопроводов.

Термическое сопротивление грунта R гр, (м∙ºС)/Вт, с учетом стенок канала при соотношении h/d Э.К. >2 определяется по выражению

(42)

где λ гр – коэффициент теплопроводности грунта, для сухих грунтов λ гр =1,74 Вт/(м о С)

Температура воздуха в канале, ºС,

, (43)

где R 1 и R 2 – термическое сопротивление потоку от теплоносителя к воздуху канала соответственно для подающего и обратного теплопровода, (м∙ о С)/Вт,

; (44)

(45)

R 1 =2+0,17=2,17

R 2 =2,1+0,17=2,27

R о – термическое сопротивление потоку тепла от воздуха в канале в окружающий грунт, (м· о С)/Вт

; (46)

R о =0,066+0,21=0,276

t о – температура грунта на глубине 7,0 м, ºС, принимаем по приложению 18

τ ср.1 , τ ср.2 – среднегодовые температуры теплоносителя в подающей и обратной магистрали,ºС.

Удельные потери теплоты подающим и обратным изолированными теплопроводами, Вт/м

Суммарные удельные потери тепла, Вт/м

При отсутствии изоляции термическое сопротивление на поверхности трубопровода равно

, (50)

где d н – наружный диаметр неизолированного трубопровода, м

Температура воздуха в канале

, (51)

Удельные потери тепла неизолированными теплопроводами, Вт/м

. (53)

Суммарные удельные потери, Вт/м

(54)

q неиз =113,5+8,1=121,6

Эффективность тепловой изоляции

. (55)

9 Подбор оборудования теплового пункта для здания № 3

9.1 Расчет элеватора

Определяем коэффициент смешения элеватора u’.

где τ 3 – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления; о С (если не задано).

Находим расчетный коэффициент смешения

u ’ = 1,15·u(57)

u= 1,15·2,2=2,53

Массовый расход воды в системе отопления G с, м/ч.

(58)

где Q о – расход теплоты на отопление, кВт.

Массовый расход сетевой воды, т/ч

.

Диаметр горловины элеватора d г, мм.

где ∆р с = 10 кПа (если не задано)

Принимаю стандартный диаметр горловины, мм.

Диаметр выходного сечения сопла элеватора: d с, мм.

где Н р - напор на вводе в здание, дросселируемый в сопле элеватора, м, принимается по результатам гидравлического расчета (таблица 13).

По диаметру горловины элеватора по приложению 17 выбираю элеватор № 5.

9.2. Расчет водоподогревателя

Исходные данные для расчета:

Расчетный расход теплоты на горячее водоснабжение Q гв =366,6кВт;

Температура греющей воды на входе в подогреватель τ 1 ″=70 о С;

Температура греющей воды на выходе из подогревателя τ 3 ″=30 о С;

Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя t 1 =60 о С;

Температура нагреваемой воды на входе из подогревателя t 2 =5 о С.

Масса греющей воды G м, т/ч

(61)

Масса нагреваемой воды G тр, т/ч

(62)

Площадь живого сечения трубок f тр, м 2

(63)

где ω тр – скорость нагреваемой воды в трубках, м/с; рекомендуется принимать в пределах 0,5-1,0 м/с;

По приложению 21 методических указаний выбираем подогреватель марки 8-114×4000-Р.

Таблица 15–Технические характеристики подогревателя марки 8-114×4000Р.

Пересчитываем скорость движения нагреваемой воды в трубках ω тр, м/с

(64)

Скорость греющей воды в межтрубном пространстве ω м, м/с

(65)

Средняя температура греющей воды τ, о С

τ = 0,5∙(τ 1 ″ + τ 3 ″) (66)

τ = 0,5∙(70 + 30)=50

Средняя температура нагреваемой воды t, о С

t = 0,5∙(t 1 + t 2) (67)

t=0,5∙(60+5)=32,5

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам труб α 1 , Вт/(м 2 ∙ о С)

(68)

Коэффициент теплоотдачи от труб к нагреваемой воде α 2 , Вт/(м 2 ∙ о С)

(69)

Средняя разность температур в подогревателе ∆t ср, о C

(70)

Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м 2 · о С)

(71)

где м 2 · о С/Вт

(72)

Поверхность водоподогревателя F, м 2

(73)

Число секций водоподогревателя n, шт

10 Мероприятия по экономии тепловой энергии

Ускорение темпов развития народного хозяйства сегодня не может быть достигнуто без проведения в жизнь мероприятий по экономии материальных и трудовых ресурсов.

Жилые и общественные здания являются одним из крупных потребителей тепловой энергии, причём удельный вес этой энергии в общем энергетическом балансе коммунально-бытового сектора неуклонно возрастает. Это связано в первую очередь с решением социальных задач обеспечения труда в домашнем хозяйстве и на предприятиях коммунального хозяйства, снижения времени на ведение домашнего хозяйства, сближения условий жизни городского и сельского населения.

Коммунальная энергетика характеризуется относительно невысоким уровнем топливопотребления. Однако в силу сложившихся условий её работы резервы по улучшению использования топлива, тепловой и электрической энергии здесь чрезвычайно велики. Современные источники теплоты в коммунальной энергетике имеют низкую экономичность, значительно уступающую таковой для котельных установок промышленной энергетики и тепловых электростанций. Для теплоснабжения жилищного фонда коммунальное хозяйство Беларуси большую часть тепловой энергии получает от других отраслей. Эффективность использования этой энергии остаётся невысокой. В РБ этот показатель не выше 38%. Отсюда видно, что дальнейшее успешное развитие народного хозяйства республики будет тормозиться без реализации энергосберегающих мероприятий.

Успешное применение энергосберегающей технологии в значительной мере предопределяет нормы технологического и строительного проектирования зданий и, в частности, требования к параметрам внутреннего воздуха, удельного тепло-, влаго-, паро-, газовыделения.

Значительные резервы экономии топлива заключены в рациональном архитектурно-строительном проектировании новых общественных зданий. Экономия может быть достигнута:

Соответствующим выбором формы и ориентации зданий;

Объёмно-планировочными решениями;

Выбором теплозащитных качеств наружных ограждений;

Выбором дифференцированных по сторонам света стен и размеров окон;

Применением в жилых домах моторизованных утеплённых ставней;

Применением ветроограждающих устройств;

Рациональным расположением, охлаждением и управлением приборами искусственного освещения.

Определённую экономию может принести применение центрального, зонального, пофасадного, поэтажного, местного индивидуального, программного и прерывистого автоматического регулирования и использование управляющих ЭВМ, оснащённых блоками программного и оптимального регулирования энергопотребления.

Тщательный монтаж систем, теплоизоляция, своевременная наладка, соблюдение сроков и состава работ по обслуживанию и ремонту систем и отдельных элементов - важные резервы экономии ТЭР.

Перерасход теплоты в зданиях происходит, в основном, из-за:

Пониженного по сравнению с расчётным сопротивлением теплопередачи ограждающих конструкций;

Перегрева помещений, особенно в переходные периоды года;

Потери теплоты через неизолированные трубопроводы;

Не заинтересованности теплоснабжающих организаций в сокращении расхода теплоты;

Повышенного воздухообмена в помещениях нижних этажей.

Для коренного изменения положения дел с использованием тепла на отопление и горячее водоснабжение зданий у нас необходимо осуществить целый комплекс законодательных мероприятий, определяющих порядок проектирования, строительства и эксплуатации сооружений различного назначения.

Должны быть чётко сформулированы требования к проектным решениям зданий, обеспечивающих пониженное энергопотребление; пересмотрены методы нормирования использования энергоресурсов. Задачи по экономии теплоты на теплоснабжение зданий должны также находить отражение в соответствующих планах социального и экономического развития республики.

В числе важнейших направлений экономии энергии на перспективный период необходимо выделить следующие:

Развитие систем управления энергоустановками с использованием современных средств АСУ на базе микро-ЭВМ;

Использование сборного тепла, всех видов вторичных энергетических ресурсов;

Увеличение доли ТЭЦ, обеспечивающих комбинированную выработку электрической и тепловой энергии;

Улучшение теплотехнических характеристик ограждающих конструкций жилых, административных и промышленных зданий;

Совершенствование конструкций источников теплоты и теплопотребляющих систем.

Оснащение потребителей тепла средствами контроля и регулирования расхода позволяет сократить затраты энергоресурсов не менее, чем на 10–14%. А при учёте изменения скорости ветра - до 20%. Кроме того, применение систем пофасадного регулирования отпуска теплоты на отопление даёт возможность снизить расход теплоты на 5-7%. За счёт автоматического регулирования работы центральных и индивидуальных тепловых пунктов и сокращения или ликвидации потерь сетевой воды достигается экономия до 10%.

С помощью регуляторов и средств оперативного контроля температуры в отапливаемых помещениях можно стабильно выдержать комфортный режим при одновременном снижении температуры на 1-2 ºС. Это даёт возможность сокращать до 10% топлива, расходуемого на отопление.

За счёт интенсификации теплоотдачи нагревательных приборов с помощью вентиляторов достигается сокращение расхода тепловой энергии до 20%.

Известно, что недостаточная теплоизоляция ограждающих конструкций и других элементов зданий приводит к теплопотерям. Интересные испытания эффективности применения теплоизоляции проведены в Канаде. В результате теплоизоляции наружных стен полистиролом толщиной 5 см. тепловые потери были снижены на 65%. Теплоизоляция потолка матами из стекловолокна позволила снизить потери тепла на 69%. Окупаемость затрат на дополнительное устройство теплоизоляции - менее 3 лет. В течение отопительного сезона достигалась экономия по сравнению с нормативными решениями - в интервале 14-71%.

Разработаны ограждающие строительные конструкции со встроенными аккумуляторами на основе фазового перехода гидратных солей. Теплоёмкость аккумулирующего вещества в зоне температуры фазового перехода увеличивается в 4-10 раз. Теплоаккумулирующий материал создан из набора компонентов, которые позволяют иметь температуру плавления от 5 до 70 ºС.

В европейских странах получает распространение аккумулирование теплоты в наружных ограждениях зданий с помощью замоноличенных пластмассовых труб с водногликогелевым раствором. Разработаны также мобильные теплоаккумуляторы ёмкостью до 90 м² с заполнением их жидкостью с высокой температурой кипения (до 320 ºС). Потери тепла в наших аккумуляторах относительно невелики. Снижение температуры теплоносителя не превышает 8 ºС в сутки. Эти аккумуляторы могут быть использованы для утилизации сборного тепла промышленных предприятий и подключения к системам теплоснабжения зданий.

Использование бетона низкой плотности с наполнителями типа перлита или других лёгких материалов для изготовления ограждающих конструкций зданий позволяет в 4-8 раз повысить термическое сопротивление организаций.

11 Техника безопасности

11.1 Контроль режима работы тепловой сети

Основными техническими операциями по эксплуатации тепловых сетей является повседневное обслуживание, периодические испытания и проверки, ремонт и пуск их в действие после ремонта или консервации, а также пуск и включение потребителей тепла после окончания строительно-монтажных работ.

Своевременное и качественное выполнение перечисленных операций должно обеспечивать бесперебойное и надежное снабжение потребителей теплом в виде пара или горячей воды установленных параметров, минимальные потери теплоносителя и тепла и нормативные сроки службы трубопроводов, арматуры и строительных конструкций теплосетей.

При обслуживании общих тепловых сетей различными организациями или подразделениями должны быть четко установлены границы обслуживания. Как правило, границами участков обслуживания являются разделительные задвижки, отнесенные к одному из участков.

Работы в загазованных камерах и каналах разрешается производить по специальным нарядам с соблюдением всех установленных мер безопасности в присутствии командира подразделения (мастера) и при наличии на поверхности у люка не менее двух человек, которые должны наблюдать за работающими в камере.

Обслуживание магистралей тепловых сетей осуществляется слесарями-обходчиками. Состав бригады слесарей-обходчиков должен быть не менее двух человек, один из которых назначается старшим. Бригада слесарей-обходчиков обслуживает примерно 6-8 км магистралей со всеми камерами и оборудованием, установленными на теплопроводах.

Основной задачей слесарей-обходчиков тепловых сетей является обеспечение безаварийной и надежной работы тепловых сетей и бесперебойное снабжение потребителей тепловой энергии.

Для выполнения необходимого текущего предупредительного (профилактического) ремонта слесари-обходчики снабжаются набором необходимого инструмента, ремонтным материалом и аккумуляторными фонарями. Перед выходом на обход старший слесарь-обходчик обязан ознакомиться со схемой работы тепловых сетей и параметрами теплоносителя, получить разрешение на обход от начальника котельной и сообщить дежурному о порядке обхода на своем участке. Обход производится строго по установленному маршруту с тщательным осмотром состояния тепловых сетей.

При осмотре трубопроводов необходимо периодически выпускать воздух через специально для этой цели установленные краны (спускники) во избежание образование «воздушных мешков», проверять состояние теплоизоляции, дренажных устройств и откачивать попавшую в каналы и колодцы воду, проверять показания манометров, установленных в контрольных точках на трубопроводах (нормально манометры должны находиться в отключенном состоянии и включаться только при проверке), и фланцевые соединения: они должны быть чистыми и не иметь течи, болты должны быть соответствующих размеров, иметь только одну шайбу под гайкой и резьба их должна быть смазана маслом с графитом.

При установке паранитовой прокладки ее отверстие должно соответствовать внутреннему диаметру трубопровода. Прокладка смазывается маслом с разведенным в нем графитом. Крепление фланцевого соединения производится завинчиванием гаек накрест без применения излишних усилий. Следует периодически подтягивать болты фланцевых соединений, особенно после резких колебаний температуры теплоносителя.

На действующих теплопроводах задвижки на перемычках должны быть плотно закрыты, а на ответвлениях, где нет потребителей, - немного открыты. Неплотность закрытия задвижки определяется по шуму теплоносителя или по повышению температуры корпуса задвижки.

Все задвижки на действующих трубопроводах должны быть полностью открыты. Во избежание прикипания уплотнительных поверхностей следует периодически прокручивать закрытые задвижки и вентили, а при их полном открытии незначительно повернуть маховик в сторону закрытия.

Особое внимание при обходе обращается на состояние задвижек, вентилей, кранов и другой арматуры. Корпуса их должны быть чистыми, сальники плотно и равномерно затянуты, а шпиндели смазаны. Задвижки, вентили, краны должны постоянно находиться в таком состоянии, чтобы их можно было легко (без приложения особых усилий) открывать и закрывать. Для уплотнительной сальниковой набивки применять асбестовый промасленный и прографиченный шнур. При обнаружении дефектов и неисправностей необходимо произвести ремонт с соблюдением правил и мер безопасности.

Поле каждого обхода старший слесарь-обходчик заносит в журнал обхода результаты обхода, показания приборов и отмечает, какие виды ремонта были произведены. Все обнаруженные дефекты, которые не могут быть устранены без прекращения работы сети, но не представляющие непосредственной опасности с точки зрения надежности, заносят в журнал эксплуатации тепловых сетей и тепловых пунктов.

11.2 Ремонтные работы отдельных узлов тепловой сети

После каждого обхода старший слесарь-обходчик докладывает начальнику смены о результатах обхода и состоянии тепловых сетей. Следует немедленно докладывать по команде о дефектах, неустранимых собственными силами, дефектах которые могут вызвать аварию в сети, и при обнаружении утечки большой разницы давлений в начале и конце теплопровода.

Обслуживающий персонал должен знать величину допустимой утечки теплоносителя (не более 0,25% вместимости теплосети и непосредственно присоединенных к ней систем теплопотребления) и добиваться минимальных потерь теплоносителя. При обнаружении утечки по показаниям приборов следует ускорить обход и осмотр магистралей и колодцев. Если утечка не обнаружена, с разрешения начальника теплового хозяйства производится поочередное отключение участков тепловой сети для определения дефектного участка.

11.3 Эксплуатационные инструкции для обслуживающего персонала

а) Инструкция по правилам и мерам безопасности для слесаря тепловых сетей.

Все работы по обслуживанию теплотрассы выполнять с уведомления начальника котельной.

Открывать и закрывать крышки люков, смотровых колодцев следует специальными крючками длинной не менее 500 мм.

Открывать и закрывать крышки люков непосредственно руками, гаечными ключами и другими ключами запрещается!

В случае, если работающий в колодце почувствовал себя плохо, необходимо немедленно его поднять на поверхность, для чего наблюдающий за ним с поверхности, который должен неотлучно находиться у люка и быть снабжен всеми необходимыми приспособлениями.

Работа в колодцах и камерах при температуре воздуха выше 50 ºС и спуск и производство работ в колодцах, в которых уровень воды превышает 200 мм над уровнем пола при температуре воды 50º С не допускается.

Не допускается также работа под давлением воды в трубопроводах.

Прежде чем закрыть люк по окончании работы, ответственный за работу должен проверить, не остался ли случайно внутри колодца, канала кто-либо из рабочих.

При работе в колодцах теплотрассы в целях защиты от наезда транспорта и обеспечения безопасности пешеходов, места производства работ следует ограждать для чего применять:

А Штатный барьер высотой 1,1 м, окрашенный в белый цвет и красными параллельными полосами шириной по 0,13 м;

Б Дорожные специальные переносные знаки:

Запрещающий (въезд запрещен)

Предупреждающий (ремонтные работы)

Красные флажки на треугольной основе.

В темное время суток на штакетниках и щитовых ограждениях следует дополнительно вывешивать красные фонари по краям ограждений в верхней их части.

Для освещения колодцев и каналов применять аккумуляторные фонари. Использовать открытый огонь ЗАПРЕЩАЕТСЯ!

б) Должностная инструкция слесаря по обслуживанию тепловых сетей.

Слесарь по обслуживанию тепловых сетей непосредственно подчиняется начальнику котельной, мастеру и инженеру.

Слесарь по тепловым сетям отвечает:

За нормальное функционирование теплотрассы;

За своевременный ремонт обнаруженных дефектов на теплотрассе, откачку воды из колодцев;

За выполнение правил техники безопасности при ремонтах и осмотрах теплотрассы;

За выполнение инструкции и содержанию тепловых сетей.

Слесарь по тепловым сетям обязан:

Обслуживать оборудование тепловых сетей с трубопроводами диаметром до 500 мм;

Ежедневно производить обход трасс подземных и наземных тепловых сетей и внешним осмотром проверить отсутствие утечки воды через трубопроводы и арматуру;

Наблюдать за состоянием внешней поверхности теплотрасс с целью предохранения трубопроводов от затопления верхними или грунтовыми водами;

Проверять состояние попутных дренажей колодцев, очищать дренажные колодцы и трубы, откачивать воду из камер и колодцев;

Осматривать оборудование в камерах и надземных павильонах;

Обслуживать и ремонтировать текущим ремонтом запорную и регулирующую арматуру, спускные и воздушные краны, сальниковые крышки и другое оборудование и сооружения тепловых сетей;

Проверять камеры на загазованность;

Производить текущий ремонт, гидравлические и тепловые испытания тепловых сетей, контролировать режим их работы;

Знать внутренние разводки сетей отопления;

Не уходить без разрешения с дежурства и не заниматься посторонними делами на дежурстве;

Слесарь по тепловым сетям должен знать:

Схему обслуживания участка, расположение трубопроводов сети теплоснабжения колодцев и задвижек;

Устройство и принцип работы тепловых сетей;

Особенности работы на оборудовании, находящегося под давлением;

Назначение и места установки арматуры, компрессоров, средств измерений обслуживаемого участка;

Виды и привила производства земляных, такелажных, ремонтных и монтажных работ;

Слесарное дело;

Основы теплотехники;

Меры техники безопасности при обслуживании тепловых сетей.

Список используемых источников

1. Гаджиев Р.А., Воронина А.А. Охрана труда в тепловом хозяйстве промышленных предприятий. М. Стройиздат, 1979.

2. Манюк В.И. и др. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. М.Стройиздат, 1988.

3. Панин В.И. Справочное пособие теплоэнергетика жилищно-коммунального хозяйства. М. Стройиздат, 1970.

4. Справочное пособие. Водяные тепловые сети. М. Энергоатомиздат,1988.

5. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под ред. А.А.Николаева. М. Стройиздат, 1965.

6. Тепловые сети. СНиП 2.04.07-86. М. 1987.

7. Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Киев “Будивельник”, 1968.

8. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и теплопроводов. / Госстрой СССР. –М: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

9. Б.М. Хрусталев, Ю.Я. Кувшинов, В.М. Копко. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. –М: Издательство ассоциации строительных Вузов. 2005.

Таблица 10 – Гидравлический расчет тепловой сети

Система теплоснабжения предназначена для удовлетворения нужд граждан в отоплении, вентиляции и обеспечении горячей водой. Она должна быть организована в соответствии с установленными требованиями. Ключевые предписания присутствуют в законе № 190-ФЗ . Рассмотрим некоторые его положения.

Общая характеристика

Указанный выше федеральный закон определяет юридическую основу экономических отношений, которые обусловлены производством, потреблением, передачей теплоэнергии, тепломощности, теплоносителя с применением систем теплового снабжения от источника к конечному потребителю. Положения документа регламентируют полномочия органов госвласти и территориального управления по регулированию и контролю в данной сфере. Закон № 190-ФЗ также устанавливает обязанности и права пользователей энергии и обслуживающих предприятий.

Особенности обеспечения

Как показывает практика, потребление тепла осуществляется более неравномерно, чем использование горячей воды. Это обуславливается сезонностью подачи энергии гражданам. Так, в летнее время помещения не отапливаются, однако горячая вода используется. Длительность сезона подачи тепла устанавливается в зависимости от климатических условий. В качестве источников энергии могут выступать котельные и электростанции. Горячая вода является теплоносителем. К ее чистоте предъявляются высокие требования. Они связаны с тем, что при повышенной температуре примеси выпадают в осадок, вследствие чего сети теплоснабжения выходят из строя. Для предотвращения таких ситуаций у источников энергии устанавливаются сложные сооружения химической очистки.

Система теплоснабжения

В ее состав входит источник энергии, передающие элементы и устройства, потребляющее оборудование. Системы теплоснабжения классифицируются по различным признакам. В качестве критериев выступают:

1. Степень централизации. Различают централизованные и децентрализованные системы. В последних подача энергии осуществляется от мелких
2. Род теплоносителя. По этому критерию различают водяные и паровые установки.
3. Методы выработки энергии. Теплоснабжение города может осуществляться комбинированным либо раздельным способом. В первом случае нагрев воды производится совместно с выработкой электроэнергии.
4. Метод подачи воды. Она может осуществляться открытым способом. В этом случае вода направляется к водоразборным приборам непосредственно из теплосети. Подача может быть и закрытой. В таком случае вода из теплосетей применяется только в качестве греющей среды для бойлеров. Из них она поступает в местную магистраль.
5. Число трубопроводов. Теплосети могут быть одно-, двух- и многотрубными.
6. Метод обеспечения пользователей энергией. Схемы теплоснабжения могут быть одно- и многоступенчатыми. В первом случае потребители подсоединяются непосредственно к магистрали. Многоступенчатые предполагают установку контрольно-распределительных и центральных пунктов. По требованию пользователей в них может корректироваться температура воды.

Схемы теплоснабжения: типы

Существует два способа подачи сырья. В первом случае теплоноситель для горячей воды и отопления поступает по одному трубопроводу. В такой ситуации по обратной магистрали идет меньше сырья, чем по прямой. Для второй устанавливается трубопровод только для отопления. Горячую воду пользователи получают непосредственно в своих помещениях, нагревая ее бойлерами или иными установками. В качестве источника энергии в этом случае может выступать вода из системы отопления или другое топливо, к примеру, газ. В настоящее время в некоторых населенных пунктах газовые котлы установлены практически в каждой квартире.

Современная инфраструктура

В настоящее время новой планировки осуществляется, как правило, с помощью сложных инженерных сооружений. В их состав включены компенсаторы, которые воспринимают температурные удлинения, регулирующее, отключающее, предохранительное оборудование. Последнее устанавливается в специальных павильонах или камерах. Современное включает в себя насосные станции, районные энергетические пункты и проч.

Существующие сложности

В настоящее время специалисты обозначили круг проблем, которые затрудняют создание эффективного механизма теплоснабжения в городах. К таким сложностям относят:

1. Существенный моральный и оборудования.
2. Высокая степень потерь в магистралях.
3. Массовое отсутствие у граждан учетных приборов и регуляторов.
4. Завышенные оценки тепловой нагрузки.
5. Пробелы в нормативно-правовой базе.

Все эти вопросы требуют скорейшего решения.

Актуализация схемы теплоснабжения

Развитие объектов инфраструктуры в населенных пунктах направлено на удовлетворение потребностей населения наиболее экономичными методами при минимальном негативном влиянии на природу. Данная деятельность осуществляется согласно схеме теплоснабжения. Она должна соответствовать документации территориального планирования, проекту размещения объектов в границах населенного пункта. Органами, уполномоченными законодательством, ежегодно осуществляется разработка, утверждение и . В документации должны присутствовать:

Ключевые показатели

В процессе разработки схемы теплоснабжения необходимо обеспечить ее безопасность. Она определяется показателями:

1. Резервирования.
2. Бесперебойной работы и надежности источников, оборудования.

В системе должен обеспечиваться баланс энергии и нагрузки с учетом резервирования и в расчетных, и в вероятных погодных условиях. При этом во внимание принимается наличие запасных источников энергии, принадлежащих пользователям.

Правила

Требования, предъявляемые к содержанию схем, а также порядок их разработки устанавливается актами, утвержденными правительством. Территориальные правила, принятые в соответствии с этими документами, должны обеспечить открытость процедуры, участие в ней представителей обслуживающих предприятий и потребителей. В качестве ключевых критериев принятия решения относительно развития схемы теплоснабжения выступают:

1. Гарантия надежности поступления энергии к пользователям.
2. Минимизация расходов.
3. Приоритет комбинированного метода выработки электро- и теплоэнергии. При этом принимается во внимание экономическая обоснованность соответствующего решения.
4. Учет инвестиционных проектов организаций, ведущих регулируемую деятельность в области теплоснабжения, энергосбережения и повышения энергоэффективности предприятий, а также проектов регионального и муниципального значения.
5. Согласование документации с другими программами развития инженерно-технической инфраструктуры, в том числе связанной с газификацией.

Дополнительно

При реализации проекта по увеличению мощности источников энергии не за счет тарифов, оплаты за подключение к магистрали либо бюджетных средств поставки допускается осуществлять по ценам, установленным соглашением. При этом должен быть договор с потребителями на период, не превышающий 12 мес. Величина, на которую была повышена мощность, должна быть согласована с регулирующим органом. Органам местного самоуправления исполнительные региональные структуры формируют Его составление осуществляется по форме и в порядке, утвержденном федеральным институтом власти, имеющим полномочия на реализацию госполитики в области теплоснабжения.