Факторы, влияющие на температуру обратной сетевой воды

Н.Н. Киселев, начальник энергоинспекции филиала «Энергонадзор»; О.Л. Житко, заместитель начальника энергоинспекции филиала «Энергонадзор», РУП «Гомельэнерго», Республика Беларусь

На температуру обратной сетевой воды (ОСВ) большое влияние оказывают техническое состояние систем теплоснабжения потребителей и организация их эксплуатации. Причины, определяющие это влияние, многочисленны: от ошибок при проектировании систем до человеческого фактора. В статье рассматриваются основные нарушения, приводящие к изменению температурного графика, а также меры, необходимые для восстановления оптимального температурного режима.

Как показывает практика, персонал потребителей тепловой энергии, поставляемой РУП «Гомельэнерго», не способен чётко ориентироваться в причинах превышения температуры обратной сетевой воды, и, как правило, узнаёт о нарушении температурных режимов в системе теплоснабжения только по результатам рейдов Энергонадзора. Рейды по проверке режимов теплопотребления осуществляются работниками Энергонадзора согласно графиков в рамках мониторинга выполнения потребителями договорных условий, проверки работоспособности систем автоматического регулирования (САР) или во исполнение требований Постановления Совета Министров Республики Беларусь от 30 октября 2012 г. № 1105 «Об утверждении перечня мероприятий технического (технологического, поверочного) характера».

С целью предотвращения подобных нарушений, нашими специалистами был подготовлен перечень основных причин отклонений температуры ОСВ и предложены меры по их устранению.

Причины превышения ОСВ можно разделить на следующие основные группы:

– влияние отклонений параметров теплоносителя на теплоисточниках (районных отопительных котельных);

– ошибки при проектировании;

– отказ в работе или неисправность теплотехнического оборудования тепловых узлов;

– влияние технического состояния систем теплоснабжения при неудовлетворительной эксплуатации или техническом (физическом) износе оборудования;

– человеческий фактор: самовольное вмешательство в работу или изменение схемы системы теплопотребления либо некомпетентность (отсутствие специализированного обслуживающего персонала или договора со специализированной организацией).

Подробнее основные нарушения, влияющие на температуру ОСВ, и мероприятия по приведению температуры обратной сетевой воды в соответствие с температурным графиком, представлены в таблице.

Таблица. Причины превышения температуры обратной сетевой воды и мероприятия по её приведению в соответствие с температурным графиком.

№	Нарушения, приводящие к повышению температуры ОСВ	Последствия нарушений	Меры по поддержанию температурного графика
1	Отклонения параметров теплоносителя на теплоисточниках (районных отопительных котельных)
1.1	Несоблюдение параметров теплоносителя с превышением температуры прямой сетевой воды более чем на 3 °С	Нарушение гидравлического и температурного режимов работы системы теплоснабжения, что приводит к переизбытку тепловой энергии	Привести параметры теплоносителя в соответствие с температурным графиком
1.2	Неправильный расчёт сужающих устройств в сторону увеличения входного профиля	Нарушение гидравлического и температурного режимов работы системы теплоснабжения, что приводит к переизбытку тепловой энергии на объектах и неспособности САР поддерживать	Подать заявку в энергоснабжающую организацию (ЭСО) на перерасчёт сужающего устройства. Изготовить и установить сужающее устройство в присутствии представителя ЭСО
1.3	Неоперативное реагирование на резкие изменения климатических условий (повышение температуры наружного воздуха)	Нарушение гидравлического и температурного режимов работы систем теплоснабжения, что приводит к поступлению теплоносителя с завышенными значениями температуры.	Принять оперативные меры по расхолаживанию теплоносителя до значений, соответствующих температурному графику
2	Ошибки при проектировании
2.1	Неправильный выбор схемы подключения подогревателей горячего водоснабжения (ГВС) (без учёта нагрузки ГВС)	Возможно повышение температуры ОСВ, особенно в часы минимального разбора горячей воды	В зависимости от необходимой нагрузки ГВС выбрать одну из 4 схем подключения водоподогревателей: — предвключенную, — параллельную, — двухступенчатую смешанную или двухступенчатую параллельную
2.2	Схема подключения насоса смешения не обеспечивает оптимальную циркуляцию теплоносителя. Насос смешения теплоносителя, согласно проектным решениям, может устанавливаться как на трубопроводах прямой, обратной сетевой воды, так и на перемычке или линии подмеса элеватора (последний вариант нежелателен)	Нарушение гидравлического и температурного режимов работы систем теплоснабжения	Проверить соответствие температуры смеси температурному графику. Оптимизировать схему установки насоса смешения совместно с проектной организацией
2.3	Неправильный выбор схемы подключения систем принудительно отопительной вентиляции (ПОВ)	Параметры теплоносителя после ПОВ негативно влияют на параметры ОСВ	Проверить правильность проектного решения совместно с проектной организацией
2.4	Неправильно выполнен гидравлический расчёт параметров насоса смешения	Не обеспечивается циркуляция теплоносителя согласно заданному режиму, что приводит к несоответствию фактических параметров теплоносителя расчётным	Произвести перерасчёт гидравлического режима работы системы теплоснабжения совместно с проектной организацией
2.5	Неправильно подобран насос смешения (без учёта характеристик этого оборудования)	Не обеспечивается циркуляция теплоносителя согласно заданному режиму	Приобрести и смонтировать насос, соответствующий проектным расчётам
2.6	Неправильно произведён расчёт коэффициента пропускной способности клапана САР (КVS, м 3 /ч)	Некорректная работа системы теплоснабжения, что может привести как к недостатку, так и переизбытку теплоты	Проверить расчёт подбора регулирующего клапана по формуле: , м 3 /ч
3	Отказ в работе или неисправность теплотехнического оборудования тепловых узлов
3.1	Отказ в работе системы автоматического регулирования отопления и/или ГВС, и/или ПОВ	Процесс работы системы теплоснабжения становится неуправляемым	Выявить причину отказа в работе САР. В кратчайшие сроки провести ремонт. На период ремонта открыть байпасную линию
3.2	Залипание регулирующего клапана из-за несоблюдения графика профилактики оборудования	Нерасчётное для данной температуры наружного воздуха поступление теплоносителя, приводящее к «перетопу» или глубокому расхолаживанию помещения, вплоть до размораживания удалённых точек	Произвести ремонт клапана. На период ремонта постоянно контролировать температурный режим в помещениях, в т.ч. в праздничные и выходные дни
3.3	Поломка механических частей регулирующего клапана или его привода	Нерасчётное для данной температуры наружного воздуха поступление теплоносителя, приводящее к «перетопу» или глубокому расхолаживанию помещения, вплоть до размораживания удалённых точек	Произвести ремонт клапана. На период ремонта постоянно контролировать температурный режим в помещениях, в т.ч. в праздничные и выходные дни
3.4	Отказ в работе шкафа управления	Регулирующий клапан становится неуправляемым, вплоть до фиксирования в определённом положении, нерасчётном для конкретных условий температурного режима	Произвести ремонт клапана. На период ремонта клапана осуществлять постоянный контроль температурного режима в помещениях, в т.ч. в праздничные и выходные дни
3.5	Неработающий регулятор температуры на ПОВ	Несоответствие параметров теплоносителя температурному графику	Отключить систему ПОВ на время выполнения работ по ремонту или замене САР
3.6	Неработающий регулятор температуры на ГВС	Несоответствие параметров теплоносителя температурному графику	Отключить систему ГВС на время выполнения работ по ремонту САР
3.7	Отказ в работе насосов подмеса, циркуляции	Нарушение гидравлического режима	Выполнить ремонт или замену насосного оборудования
4	Влияние технического состояния систем теплоснабжения при неудовлетворительной эксплуатации или техническом (физическом) износе оборудования
4.1	Не проведена гидропневматическая промывка систем теплоснабжения или промывка 3–5-кратным объёмом циркулирующего в единицу времени теплоносителя до светлой воды	Возникают дополнительные гидравлические сопротивления и ухудшается теплообмен через трубопроводы и отопительные приборы	Произвести гидропневматическую промывку системы отопления с контролем качества путём вырезки наиболее отдалённого отвода и очистки отопительных приборов, прежде всего в нижних точках системы отопления
4.2	Некачественная гидропневматическая промывка системы отопления или не проведение очистки отопительных приборов после выполнения промывки	Возникают дополнительные гидравлические сопротивления, ухудшается теплообмен через отопительные приборы, в т.ч. за счёт выпадения отложений в нижних частях отопительных приборов, углах, изгибах трубопроводов	Произвести гидропневматическую промывку с контролем качества и очисткой отопительных приборов, прежде всего в нижних точках системы отопления
4.3	Отсутствие гидравлической наладки внутренней системы отопления по стоякам	Увеличивается циркуляция теплоносителя через «малые» кольца, что может привести в т.ч. к «перетопу» данных колец и «недотопу» дальних	Произвести расчёт гидравлического режима и установить шайбы на ветках системы отопления
4.4	Механические нарушения в конструкции установленного в тепловом узле оборудования (западание щёк запорной арматуры, клапанов регулирующей арматуры)	Нарушение гидравлического режима и, как следствие, изменение параметров температуры теплоносителя	Провести ремонт или замену тепломеханического оборудования теплового пункта
4.5	Утечка теплоносителя через неплотную или незакрытую арматуру байпасных линий	Нарушение гидравлического режима и, как следствие, изменение параметров температуры теплоносителя	Провести ремонт или замену дефектной арматуры или проверить её закрытие
5	Самовольное вмешательство в работу или изменение схемы системы теплопотребления. Отсутствие специализированного обслуживающего персонала или договора со специализированной организацией об обслуживании
5.1	Самовольное вмешательство в работу или изменение схемы системы теплопотребления при проведении потребителями энергосберегающих мероприятий по установке стеклопакетов, уплотнению или замене дверных проемов, термореновации зданий, утеплению чердачных помещений и др.	Повышение термического сопротивления ограждающих конструкций зданий	Подать заявку в ЭСО на перерасчет сужающего устройства. Изготовить и установить сужающее устройство в присутствии представителя ЭСО. Внести изменения в договор на теплоснабжение
5.2	Самовольное вмешательство в работу или изменение схемы системы теплопотребления при отключении потребителем отдельных помещений от систем теплоснабжения	Нарушение температурных параметров теплоносителя в связи с отсутствием дополнительного объёма тепловой энергии	При кратковременном отключении – внести корректировку в работу САР, при длительном (на отопительный сезон) – пересчитать сужающее устройство (см. п.5.1)
5.3	Самовольное вмешательство в работу или изменение схемы системы теплопотребления при замене отопительных приборов с заниженным или завышенным относительно расчётного ЭКМ*	Нарушение расчётного режима теплопотребления	Привести в соответствие с проектом или пересчитать сужающее устройство по разводящим трубопроводам
5.4	Самовольное вмешательство в работу или изменение схемы системы теплопотребления при переключении отопительных приборов с противотока на прямоток	Ухудшение теплообмена крайних секций, что может привести к снижению теплоотдачи	Пересчитать сужающее устройство, в т.ч. по разводящим трубопроводам
5.5	Некорректно рассчитанный диаметр сопла элеватора**	Коэффициент смешения не обеспечивает оптимальный подмес с линии обратной сетевой воды	Пересчитать и заменить сопло элеватора
5.6	Не проводились профилактические мероприятия по очистке тепломеханического оборудования	Дополнительные гидравлические сопротивления ухудшают циркуляцию теплоносителя и, как следствие, теплоотдачу	Выполнить профилактику оборудования
5.7	Несвоевременная корректировка графика работы САР	Самопроизвольное изменение параметров в системе теплоснабжения	Провести корректировку настройки САР
5.8	Случайное отключение отопительных приборов или трубопроводов системы отопления зданий	Снижение тепловой нагрузки на объект	Выявить и включить в работу отключенные участки. При необходимости провести корректировку настройки САР
5.9	Самовольное подключение новых объектов к участку сети	Нарушение гидро- и температурного режимов. С целью поддержания температурного режима потребитель, как правило, отключает САР от электрической сети	Подать заявку в ЭСО на перерасчёт сужающего устройства. Изготовить и установить сужающее устройство в присутствии представителя ЭСО
5.10	Не подключен регулятор САР после проведения профилактических работ	Неуправляемый процесс работы системы теплоснабжения, что приводит к отклонению температуры ОСВ	Подключить САР к электрической сети. Проверить его работу путём извлечения датчика термосопротивления (ТСП) на промежуток времени
5.11	Отсутствие периодического контроля работы регуляторов САР, что не позволяет своевременно выявить выход из строя регулятора на протяжении определённого промежутка времени	Отклонение параметров температуры от температурного графика	Осуществлять ежедневный контроль работы САР, в т.ч. с проверкой соответствия температуры теплоносителя температурному графику
5.12	Нарушения в установке датчиков температуры как на трубопроводах, так и для измерения температуры наружного воздуха	Недостаточное погружение ТСП в гильзу или смещение датчика температуры наружного воздуха от проектного решения	Проверить глубину погружения ТСП. Датчик температуры наружного воздуха установить согласно требованиям***
5.13	Нарушение режимов смешения теплоносителя. Установка укороченного сопла или самовольные врезки в трубопровод подмеса	Нарушение режимов подмеса, гидравлического режима и, как следствие, изменение параметров температуры	Установить сопло согласно номеру или конструкции элеватора. Демонтировать самовольные врезки в линию подмеса
5.14	Ошибки при монтаже водоподогревателя по смешанной схеме подключения	Повышение температуры обратной сетевой воды за водоподогревателем	Провести перемонтаж водоподогревателя согласно паспорту и проекту

* Эквивалент квадратного метра. Эквивалентным квадратным метром называют условную поверхность нагрева прибора, отдающую 435 ккал/ч тепла при разности средних температур теплоносителя и воздуха, равной 64,5 °С, и пропуске через прибор 17,4 кг/ч воды. Исчисление поверхности нагрева отопительных приборов в ЭКМ позволяет сопоставлять их теплоотдачу.

** Коэффициент смешения – отношение разницы температур прямой сетевой воды и смеси к разнице температур смеси и обратной сетевой воды. Коэффициент смешения, как правило, находится в диапазоне 1,4-1,6.

*** Датчик температуры наружного воздуха устанавливается на северной стороне здания в защитном кожухе, исключающем влияние ветра, на расстоянии не менее 100 мм от стены здания на высоте не менее 3 м от поверхности земли.

ЦТП РУП «Гомельэнерго», г. Гомель, проспект Октября, 53. Фото: В. Коломиец, гомельский городской журнал «Белка», belkagomel.by

Как видно из таблицы, причины превышения температуры ОСВ во многом обусловлены недостаточной квалификацией работников, отвечающих за эксплуатацию систем теплоснабжения потребителей. Поэтому для того, чтобы обеспечить соблюдение температурного графика подачи теплоносителя, потребитель должен особое внимание уделять наличию теплотехнического персонала и его технической грамотности или заключить договор со специализированной организацией на обслуживание или ремонт САР. При достаточно высоком уровне автоматизации систем теплоснабжения желательно предусмотреть обменный фонд для оперативной замены дефектных регуляторов температуры. Отдельно хочется подчеркнуть, что корректность работы систем регулирования тепловой энергии во многом зависит от ежедневного контроля за состоянием оборудования регуляторов температуры.

По материалам публикации в научно-практическом журнале «Энергетическая стратегия», № 2, 2017 г.