Модернизация теплового пункта в системе централизованного теплоснабжения

Горячев С.В., канд. техн. наук, Оренбургский государственный университет

Россия, г. Оренбург

Аннотация

В статье рассматриваются методы повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения. Главное внимание уделяется модернизации тепловых пунктов и тепловых сетей. Эффективность функционирования системы зависит от многих факторов. Наиболее проблемные места системы теплоснабжения РФ рассмотрены в работе.

Ключевые слова: Тепловой пункт, тепловые сети, теплоснабжение, автоматизированные индивидуальные тепловые пункты, эффективность теплоснабжения.

Abstract: The article discusses methods for improving the efficiency of district heating systems. The main attention is paid to the modernization of heating stations and heating networks. The effectiveness of the system depends on many factors. The most problematic areas of the heat supply system of the Russian Federation are considered in the work.

Keywords: Heat point, heat networks, heat supply, automated individual heat points, heat supply efficiency.

Современный мегаполис не может обходиться без развитой системы централизованного теплоснабжения, которая с точки зрения термодинамической эффективности является самой предпочтительной в современных условиях. централизованное теплоснабжение тепловая сеть

Неэффективное теплоснабжение приводит к огромному перерасходу энергетических, материальных и финансовых ресурсов. В условиях постоянного увеличения цен на энергоносители эффективное использование энергетических ресурсов стало одним из самых актуальных и приоритетных направлений государственной политики.

Большинство действующих в городах России систем теплоснабжения спроектированы и построены несколько десятилетий назад, поэтому имеют высокую степень физического и морального износа -- по некоторым экспертным оценкам, до 70 % и более. Устаревшие системы теплоснабжения подвержены частым авариям, не способны обеспечить требуемых параметров теплоносителя и нуждаются в модернизации или полной замене.

Эффективность функционирования систем централизованного теплоснабжения во многом зависит от режимов работы тепловых сетей и систем теплопотребления. Поэтому задача оптимизации режимов, проведения наладки и регулирования тепловых и гидравлических режимов в сложных системах крупных городов является весьма актуально

Применение элеваторных узлов тормозит внедрение в системах теплоснабжения энергосберегающих мероприятий, таких как комплексное автоматическое регулирование параметров теплоносителя в здании и адекватную этим задачам конструкцию системы отопления, обеспечивающих точность и стабильность комфортных условий и экономичный расход тепла.

Также в течение нескольких лет теплоснабжение в районах массовой застройки осуществляется от ТЭЦ или мощных тепловых станций через центральные тепловые пункты (ЦТП).

ЦТП - это центральный тепловой пункт, то есть аналогичный распределитель тепла, как и ИТП, но гораздо более мощный, больший по размерам и обеспечивающий подачу тепла на несколько домов или целый квартал. Он обычно занимает отдельно стоящее здание.

Недостатки ЦТП (центральных тепловых пунктов):

1. частые жалобы населения на низкую температуру в помещениях, а также отсутствие каких-либо действий для устранения причин возникновения;

2. повышенный расход тепловой энергии на все здания, снабжающиеся от данного ЦТП (центрального теплового пункта).

3. частое плановое и аварийное отключение.

4. отсутствие автоматических систем контроля.

5. для установки требуется территория больших размеров, что приводит к нерациональному использованию городского пространства.

В результате этого тепловые сети в ходе работы могут превысить расчетный расход воды как минимум на 30%.

Основные мероприятия по модернизации центральных тепловых пунктов.

Рассмотрим мероприятия по энергосбережению непосредственно в ЦТП. Большинство энергосберегающих мероприятий в тепловых пунктах направлены на экономию энергоресурсов у конечных потребителей. К основным мероприятиям по модернизации ЦТП относятся следующие [2] :

• использование оборудования частотнорегулируемого привода на насосах холодного и горячего водоснабжения (ХВС и ГВС);

• автоматизация ЦТП;

• диспетчеризация;

• замена кожухотрубных теплообменников на пластинчатые;

• внедрение систем автоматического регулирования зависимых систем отопления.

Изучим ЦТП №5 г. Оренбург, который был построен в 1975 г. Он предназначен для бесперебойного обеспечения тепловой нагрузкой 16 жилых зданий и 7 административных. Наружные тепловые сети (ТС) до ЦТП принадлежат филиалу ПАО «Т Плюс» в г. Оренбург, после ЦТП - потребителям тепловой энергии.

Источник теплоснабжения ЦТП - Сакмарская ТЭЦ. Температурный график отпуска тепловой энергии - 150-70 °С.

Система теплоснабжения закрытая двухтрубная. Максимальная тепловая нагрузка: 11.9453 Гкал/ч. Температура теплоносителя на вводе в ЦТП составляет: в зимний период - T= 130 °С, Т₂ = 70 °С.

Система ГВС - независимая, через теплообменники по двухступенчатой параллельной схеме, с температурным графиком 65/5°C. Регулирование температурного графика количественное и осуществляется седельным регулирующим клапаном с электроприводом. Управление клапаном происходит при помощи регулятора температуры в зависимости от температуры нагреваемого контура теплообменника.

Система Отопления - зависимая, с температурным графиком 130/70°C.

Автоматизация систем управления в ЦТП № 5 осуществляется для достижения следующих целей:

- минимизация затрат на транспортировку и распределение тепловой энергии;

- повышение оперативности управления теплоэнергетическими объектами, создание элементов автоматизированной системы управления централизованным теплоснабжением (АСУТ);

- повышение качества и надежности услуг централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения потребителей, путем осуществления локального автоматического и автоматизированного оперативного диспетчерского управления оборудования ЦТП, с оптимизацией режимов их работы;

- снижение операционных расходов, переход к «бюджетным технологиям», в связи с отказом от постоянного присутствия в ЦТП оперативного обслуживающего персонала;

- оперативный контроль технического состояния оборудования ЦТП и трубопроводов внутриквартальных (распределительных) тепловых сетей;

- сбор, накопление и анализ данных о режимах работы оборудования ЦТП, для формирования корректирующих воздействий в целях:

a) повышения общей эффективности работы системы теплоснабжения;

b) управления ремонтами и техническим перевооружением оборудования и трубопроводов;

c) повышение эффективности работы персонала по ремонту и техническому обслуживанию оборудования.

Для поддержания необходимого давления на выходе из ЦТП в систему теплоснабжения квартала на подающем трубопроводе квартала установлен регулятор давления VGS211F с электроприводом М1500 производства "Schneider Electric Industries SAS". (Рис. 1. а).

На обратном трубопроводеиз системы теплоснабжения квартала регулятор давления "до себя" VFG 2 с регулирующим блоком AFA производства Danfoss. (Рис.1, в)

Регулирующим органом системы ГВС служит клапан V222 с исполнительным механизмом - электроприводом М22А производства "Schneider Electric IndustriesSAS"^^. 1. б).

Для поддержания необходимого перепада давления во внешнем контуре ГВС устанавливаем регулятор перепада давления РА-М производства "КПСР" (Республика Беларусь) VFG2 cрегулирующим блоком AFP производства Danfoss. (рис.1. б)

Для измерения температуры устанавливаем датчики температуры ДТС035.М-50М производства ООО "ПО Овен" (Россия);

Для измерения давления устанавливаем датчики давления XMLGO16D21 производства "Schneider Electric Industries SAS".

Рисунок 1. Регулирующие клапаны: а - регулятор давления на систему отопления VGS211F; б - регулятор перепада давления VFG2 и регулирующий клапан V222; в - регулятор давления «до себя» VFG2

Предложенная система автоматического регулирования обеспечивает экономию тепловой энергии при внедрении погодного регулирования на ЦТП (за счет учета теплопоступлений и от устранения перетопа зданий в осенневесенний период) составит 10%, а также снижение затрат электроэнергии на транспорт тепловой энергии и теплоносителя на 15%.

По результатам проведенной работы получим техническое перевооружение оборудования ЦТП, с обеспечением заявленных выше целей и ожидаемых изменений, обеспечение потребителей качественным ресурсом в соответствии с действующими нормативами.

Использованной источники:

1. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: ФЗ № 261. 2 Государственная дума. М., 23 ноября 2009.

2. О реконструкции центральных тепловых пунктов (ЦТП) департамента энергетики и энергосбережения: постановление №2 243 правительства Москвы

3. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года: гос. программа РФ; утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2010 г. № 2446-р

4. Ф. Немцев. «Теплоэнергетические установки и теплоснабжение», Москва, «Высшая школа», 1984 год.

5. Соколов Е.Я. «Теплофикация и тепловые сети.» М., Энергоиздат, 1982 г.

Размещено на Allbest.ru