Наладка тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления — путь к масштабному энергосбережению

В.С. Стрепетов, главный специалист-теплотехник,
ООО «Мегаград», г. Москва

О наладке тепловых сетей

Эффективность использования тепловой энергии во многих случаях недостаточна: завышены потери теплоты в тепловых сетях; разрегулировка и низкая гидравлическая устойчивость систем теплопотребления обуславливают общий перерасход тепловой энергии и теплоносителя при недогреве одних и перегреве других потребителей. Важнейшими задачами теплоэнергетиков являются разработка и внедрение в системах теплоснабжения рациональных тепловых и гидравлических режимов, технических и организационных мероприятий, обеспечивающих максимальную экономичность работы этих систем, высокую эффективность и надежность их эксплуатации, а также нормальный микроклимат в жилых, общественных и производственных помещениях.

Разработка и внедрение указанных режимов и мероприятий являются предметом наладки централизованных систем теплоснабжения, которая имеет целью разработку и внедрение комплекса технических и организационных мероприятий, обеспечивающих подачу расчетного количества теплоносителя в каждую систему теплопотребления и отдельные ее элементы, а также экономичность, надежность и безопасность эксплуатации источника теплоты и каждого звена системы теплоснабжения как при работе, так и при остановке.

В результате выполнения наладочных работ и регулировки расход теплоносителя по тепловой сети в целом и по отдельным системам теплопотребления должен соответствовать расчетному с отклонением +7-8%. Одновременно при поддержании температуры теплоносителя в подающем трубопроводе сети в соответствии с установленным графиком с допустимыми отклонениями ±1 О С должны обеспечиваться достаточный и равномерный прогрев всех отопительных и вентиляционных систем. При этом температура обратной воды от этих систем не должна превышать расчетную более чем на 2 О С.

При выполнении наладочных работ необходимо помнить, что все звенья системы теплоснабжения: сетевая теплофикационная или водоподогревательная установка источника теплоты, тепловые сети, с находящимися на них насосами или дроссельными устройствами, тепловые пункты и все системы теплопотребления составляют единую гидравлическую систему. Наладочные работы могут быть успешными лишь тогда, когда они охватывают все указанные звенья. При наличии на тепловом вводе минимально необходимого гарантированного напора возможна наладка отдельного комплекса или отдельной крупной системы теплопотребления, например промышленного предприятия.

При выполнении наладочных работ необходимо также по мере возможности разрабатывать мероприятия по совершенствованию организации эксплуатации и подготовке персонала к снижению тепловых и гидравлических потерь в сети и утечек теплоносителя, улучшения качества подпиточной воды, борьбе с внутренней и наружной коррозией, а также по организации учета, отпуска и потребления тепловой энергии.

Наладка системы централизованного теплоснабжения по технологии ее исполнения включает в себя два этапа.

На первом этапе разрабатываются технические и организационные мероприятия, обеспечивающие требуемые расходы теплоносителя через все системы теплопотребления при надежном, безопасном и наиболее экономичном для данных условий режиме работы всех звеньев системы теплоснабжения.

Первый этап включает в себя уточнение схем сетевой водоподогревательной установки источника теплоты и наружных тепловых сетей, в том числе сетей, принадлежащих потребителям тепла, а также тепловых пунктов. Для систем теплоснабжения промышленных объектов, производственных и других зданий, в которых имеются калориферные установки и технологическое оборудование, необходимо также уточнение всех схем теплопотребляющих установок.

Важнейшим элементом первого этапа является уточнение или определение тепловых нагрузок систем теплопотребления, подключенных к тепловой сети.

Применительно к системам теплопотребления промышленных зданий тепловые нагрузки определяются по каждому теплоприемнику — калориферной установке, подогревателю воды или отопительному прибору и суммируются по стоякам и ветвям.

На основании полученных данных производятся:

1) разработка графиков отпуска теплоты;

2) определение расчетных расходов сетевой воды;

3) определение фактических гидравлических характеристик водоподогревательной установки источника теплоты и тепловых сетей;

4) гидравлический расчет водоподогревательной установки источника теплоты, тепловой сети и систем теплопотребления промышленных зданий;

5) разработка гидравлического режима работы системы теплоснабжения, построение графиков давлений в тепловых сетях;

6) выбор принципиальных схем автоматического регулирования и защиты сетей и систем теплопотребления;

7) расчет смесительных и дроссельных устройств для тепловых вводов и для отдельных теплоприемников систем теплопотребления;

8) разработка технических и организационных мероприятий, направленных на обеспечение рассчитанных гидравлического и теплового режимов работы системы теплоснабжения.

Результатом наладочных работ на первом этапе являются таблицы с расчетными данными, а также схемы и графики, иллюстрирующие технические решения и рекомендуемые режимы работы тепловой сети.

Разработка мероприятий для наладки является наиболее трудоемким этапом наладочных работ. В основе ее лежит изучение проектной, исполнительной и эксплуатационной документации по всем звеньям системы и их анализ, на данных которого базируются выбор оптимальных режимов работы системы и расчет параметров работы всего оборудования.

Окончание работ по первому этапу подтверждается выдачей технического отчета «Заказчику».

На втором этапе разработанные технические решения внедряются во всех звеньях системы. При этом особое внимание уделяется мероприятиям, влияющим на гидравлический режим сети и систем.

Далее начинается регулировка систем по фактическому ее состоянию после проведения работ первого этапа.

Второй этап наладочных работ сводится к коррекции размеров отверстий дроссельных устройств и к соответствующей настройке автоматических регуляторов расхода, напора, давления и температуры. Коррекция производится на основании данных о фактическом режиме работы отдельных теплоприемников или системы теплопотребления в целом, которые определяются путем замера температуры и давления сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах на вводах тепловой сети или внутри систем теплопотребления.

К регулировке системы централизованного теплоснабжения приступают после выполнения всех мероприятий для наладки, к которым относятся: перекладка участков сети с недостаточной пропускной способностью, ввод в эксплуатацию насосных и дроссельных станций и установка всех без исключения регулирующих устройств. Попытка отрегулировать систему теплоснабжения до полного внедрения всех мероприятий, как правило, не дает положительных результатов.

Свежий пример

В начале 2012 г. по инициативе «Роскосмоса» наша компания была привлечена к выполнению работ по наладке тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления пл. № 31 космодрома «Байконур». На данный момент этот стартовый комплекс один из наиважнейших на космодроме. С теплоснабжением на площадке были проблемы. Первые от модульной котельной здания, в том числе и МИК (монтажно-испытательный корпус) перегревались, а последние недогревались, в том числе и заправочная станция. Это большое сооружение, где осуществляется заправка ракеты топливом и по нормам там должно быть зимой +18 О С. Нагреть такое большое сооружение в зимний период, когда наружная температура минус 20-30 О С и сильный пронизывающий ветер, не так просто. В зимний период ввиду плохой работы системы отопления нагреть зал удавалось на +12 О С и это притом, что были включены все системы электрического нагрева. Расход электроэнергии был в этот период значительный.

Договор на наладочные работы по пл. № 31 с «Роскосмосом» был заключен в начале июня 2012 г, и сразу начались работы по 1-му этапу. Была обследована вся тепловая сеть (воздушной прокладки), составлена ведомость дефектов и недоделок. На тепловой сети обнаружено свыше 20 перемычек, две трети из которых вообще не нужны и остались с времен монтажа сети (это примерно пятидесятые годы). Обследованы все тепловые узлы, по ним тоже выдана ведомость дефектов и недоделок с эскизами. Составлена точная расчетная схема тепловой сети с длинами, диаметрами и наличием арматуры. Выполнен гидравлический расчет тепловой сети и внутренних систем теплопотребления с отопительно-вентиляционными агрегатами, который показал, что потери гидравлические в тепловой сети в норме, а во внутренних трубопроводах с отопительно-вентиляционными агрегатами корпуса МИС (монтажно-испытательный корпус) очень большие и требуется перекладка трубопроводов на больший диаметр. Исходя из гидравлических потерь в тепловой сети и характеристик теплового насоса был составлен пьезометрический график, по которому должна работать тепловая сеть. Рассчитаны дроссельные диафрагмы (шайбы). Все эти данные были собраны в технический отчет и выданы заказчику в конце августа. После чего подрядчик и заказчик составили подробный план подготовительных работ к пуско-наладке. Заказчик, исходя из этого плана, для его исполнения нанял подрядную организацию, которая приступила к выполнению всех рекомендаций, замечаний, перекладке трубопроводов, установке дроссельных диафрагм (шайб). Все эти работы осуществлялись под надзором заказчика и пуско-наладочной организации.

К 10 октября все подготовительные работы были завершены. 15 октября тепловая сеть была запущена в работу. После 3-5 дней, когда спускался воздух и ликвидировались мелкие шероховатости, работа тепловой сети стабилизировалась. Удалось сразу выйти на расчетный гидравлический режим. На выходе из котельной было 50 м вод. ст., на обратном трубопроводе в котельной 20 м вод. ст., располагаемый напор на выходе из котельной был 30 м вод. ст., как и было определено расчетом. Перепады давлений на тепловых узлах составили от 15 м вод. ст. до 23 м вод. ст., что даже больше нормы и на некоторых тепловых узлах от избыточного перепада появился свист. Для гашения свиста пришлось устанавливать на тепловых узлах еще одну дроссельную шайбу. После чего «свисты» прекратились. Все концевые здания, включая и заправочную станцию сразу «загрели». На тепловом узле заправочной станции перепад давления между подающим и обратным трубопроводом составил 15 м вод. ст., что очень неплохо для концевого здания. Сократился расход теплоносителя примерно на 35-40%. Благодаря установленным дроссельным шайбам здания стали получать столько теплоносителя, сколько им надо для нормального теплоснабжения. В модульной котельной вместо постоянно работающих 2-х сетевых насосов, работал один, его мощности и производительности вполне хватало, даже с небольшим запасом. На заправочной станции все регистры отопления прогревались очень хорошо, а в предыдущие отопительные сезоны были чуть теплые. Исходя из того, что расход теплоносителя сократился, уменьшилась нагрузка на котлы. Расход топлива (это привозная солярка) сократился на 17%. Данные по экономии, полученной заказчиком после окончания отопительного сезона 2012-2013 гг., он не представил, сославшись на секретность.

Вся работа была выполнена за 5 месяцев одним человеком (автором), опытным наладчиком, инженером-теплотехником с 40-летним стажем. Все затраты окупились за 1 отопительный сезон, хотя работы по наладке дешевыми не считаются. Срок окупаемости может быть разный, все зависит от величины объекта и степени разрегулировки тепловой сети, но это, исходя из опыта, в любом случае не больше 2-х отопительных сезонов.

Основные трудности в работе сейчас для нас, немногих оставшихся в живых профессионалов, считаю — массовый приход в специальность махровых дилетантов, которые дискредитируют саму наладку. Тендеры и электронные торги выигрывают, как правило, фирмы, предложившие низкую цену, но весьма отдаленные от теплотехники. Профессионалы за низкую зарплату никогда работать не будут. Поэтому главной задачей на сегодня считаю — повышение профессионализма наладчиков, совершенствование системы торгов, чтобы выигрывали не те, кто меньше предложит цену, а тот, у кого больше опыта и знаний, а то порой результаты торгов доходят до абсурда.

ЖКХ в России

Наладка системы отопления

Наладка системы отопления

Любая система отопления, вновь смонтированная, подвергнутая ремонту или реконструкции, или разрегулированная в течение длительной эксплуатации, требует тепловой и гидравлической наладки.

Одной из главных задач наладки системы отопления является распределение теплоносителя по домам, а затем по стоякам и отопительным приборам (далее наз. – радиаторы) пропорционально их тепловым нагрузкам.

Расчет системы отопления

Первый этап наладки: расчет системы отопления, цель которого — определить, какие расходы теплоносителя необходимо пропускать по вводному узлу каждого дома, а затем по стоякам и отопительным приборам при расчетных условиях, то есть:

• при расчетных тепловых потерях через наружные ограждения (стены, окна, потолки, полы) отапливаемого помещения;
• при установленных радиаторах с расчетными поверхностями нагрева;
• при расчетной температуре теплоносителя в подающем трубопроводе;
• при расчетных величинах напоров воды в подающем и обратном трубопроводах на выводах источника теплоснабжения,

Выбор способа регулирования расхода теплоносителя

Второй этап наладки: выбор способа регулирования расхода теплоносителя, который должен поступать в систему отопления каждого дома, и установка соответствующего оборудования..

Расход теплоносителя регулируется одним из четырех способов или одновременно несколькими из них в зависимости от конкретных условий:

1. Выбором типа и производительности гидроэлеватора (диаметра его сопла) (см. статью «Элеваторный узел»);
2. Выбором диаметра дроссельных диафрагм и места их установки — на подающем или обратном трубопроводе (или на обоих трубопроводах) в зависимости от необходимого для системы гидравлического режима (профессиональное жаргонное название дроссельной диафрагмы – «шайба», а процесс их установки – «шайбирование»);
3. Установкой на стояках, кроме запорной арматуры, дополнительно балансировочных (регулирующих) клапанов или дроссельных диафрагм, позволяющих проводить балансировку системы отопления (этот способ эффективен, но пока еще имеет ограниченное распространение);
4. Выбором автоматических устройств регулирования расхода и температуры теплоносителя.

Проверка правильности и эффективности системы отопления

Третий этап наладки: проверка правильности и эффективности выполненной наладки и, при необходимости, проведение дополнительной регулировки.

Основными показателями правильности наладки системы отопления являются:

— соответствие фактических расходов воды расчетным значениям в подающем и обратном трубопроводах дома, в отдельных стояках дома и в отдельных радиаторах. Эти расходы воды могут быть определены как непосредственно по показаниям соответствующих приборов-расходомеров, так и расчетным методом по результатам измерений трех фактических температур: теплоносителя на входе и выходе из здания, в отдельных стояках дома и в отдельных радиаторах и температуры воздуха в помещении (как определить фактический расход воды через радиатор в вашей квартире, см. статью «Неисправность отопления в вашей квартире»).

Показателем правильности наладки служит коэффициент относительного расхода воды, который должен находиться в пределах 0,9 — 1,15 (расчетный расход воды принимается за единицу);

— соответствие фактической температуры воздуха в помещениях нормативным (расчетным) значениям. Усредненное значение замеренных температур не должно быть ниже расчетного более чем на 0,5 °С или выше расчетного более чем на 2 °С.

После установки или замены сопл элеваторов или дроссельных диафрагм на тепловых вводах следует проверить температуру воздуха не менее чем в 15 % помещений.

В случае, если коэффициент относительного расхода воды отличается от нормы 0,9 — 1,15 или усредненное значение замеренных температур воздуха в помещениях ниже расчетного более чем на 0,5 °С или выше расчетного более чем на 2 °С, должна быть произведена смена сопел элеваторов и дроссельных диафрагм, а также настройка автоматических регуляторов температуры.

Результаты испытаний оформляются актом и вносятся в паспорт системы отопления и здания.

Если уважаемые коллеги заинтересуются более подробными сведениями о наладке систем отопления, Вы можете воспользоваться следующей литературой:

1. СНиП 41-02-2003 Тепловые сети.
2. Отраслевой стандарт ОСТ 36-68-82 1982 г. Тепловые сети. Режимная наладка систем централизованного теплоснабжения
3. Типовая инструкция по технической эксплуатации тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения МДК 4-02.2001
4. И. Манюк Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. В М. Стройиздат, 1988.
5. Е.Я. Соколов Теплофикация и тепловые сети. М. Энергоиздат, 1982.

Составил специалист ЖКХ Юрий Калнин