Гидравлическая устойчивость работы водяных тепловых сетей и способы ее повышения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ

Гидравлическая устойчивость работы водяных тепловых сетей и способы ее повышения

В.А. Чупрынин, генеральный директор

А.Г. Иванов, начальник Северо-Западного участка, ООО «ОргкоммунЭнерго»

Состояние систем теплоснабжения во многих районах РФ с позиции гидравлического режима можно оценить как неудовлетворительное, о чем свидетельствуют многочисленные сообщения об аварийных ситуациях и замерзающих районах, поселках. Причинами служат многочисленные проблемы, накопившиеся за годы эксплуатации систем, без выполнения своевременных мероприятий по их решению.

В настоящей статье авторы коснулись редко освещаемого в специальной литературе вопроса - устойчивости гидравлического режима или гидравлической устойчивости работы водяных систем теплоснабжения. Редко встречаются цифры, характеризующие тепловую сеть в отношении устойчивости к возмущениям или разрегулированию режима работы. Зачастую этот показатель работы систем теплоснабжения не содержится в проектных документах тепловых сетей, не просчитывается при многочисленных изменениях в схемах при их развитии и реконструкции. Несмотря на это, вопрос актуален и достаточно сложен.

Оценка гидравлической устойчивости тепловых сетей

Проблема оценки гидравлической устойчивости состоит в комплексном подходе ее изучения и осложняется ведомственной разобщенностью организаций, эксплуатирующих отдельные основные части единой системы теплоснабжения.

С позиции сбора данных и анализа результатов режима работы системы, ее можно условно разделить на составные части:

- источник теплоснабжения со своим оборудованием (теплофикационная установка, котлы, насосы, ХВО и т.п.);

- тепловые сети и их оборудование;

- системы теплопотребления.

Каждая из этих частей характеризуется своим гидравлическим сопротивлением в зависимости от сочетания работающего оборудования, его характеристик работы и расхода теплоносителя - горячей воды. Сопротивление системы теплоснабжения во многом зависит от числа включенных систем теплопотребления, схем присоединения отопительных и нагревательных приборов и т.п. Сопротивление сетей и оборудования теплогенерирующего источника должно преодолеваться сетевыми насосами, установленными на источнике и подкачивающих насосных станциях магистральных тепловых сетей.

Количественно гидравлическая устойчивость для тепловых систем оценивается коэффициентом гидравлической устойчивости:

где: - потери напора в системе тепло-потребления;

- потери напора в тепловой сети от теплоисточника до потребителя;

- располагаемый напор в тепловой

сети на выходе из источника.

Коэффициент гидравлической устойчивости зависит от числа и величины гидравлического сопротивления систем подключенных потребителей тепла и обратно пропорционален величине располагаемого напора, развиваемого насосами.

Коэффициент гидравлической устойчивости может изменяться от «0» до «1», т.к. ?Нрасп ? ?Нпот, при этом выполняется непременное условие работы системы - напор, развиваемый насосами в теплоисточнике, должен преодолевать гидравлическое сопротивление сети и систем теплопотребления.

Система считается более гидравлически устойчивой, чем выше значение коэффициента «К», что имеет место при снижении потерь напора в сетях до потребителя и может вызвать увеличение количества перекачиваемой сетевой воды сверх нормативных объемов, т.е. повлечь гидравлическую разрегулировку системы.

Регулировка системы оценивается отношением расходов:

где: Gф - фактический расход сетевой воды в системе;

Gр - расчетный расход сетевой воды при проектном температурном графике.

Зависимость между степенью разрегулировки гидравлического режима Х и коэффициентом гидравлической устойчивости К выражается формулой:

Так, по теплоисточникам г. Вологды и населенных пунктов Вологодской области можно рассчитать степень разрегулировки Х и коэффициент К, подключенных к ним тепловых сетей. Результаты сведены в таблицу.

Например, система отопления потребителя с приборами М-140и М-140АО имеет гидравлическое сопротивление 1 м и располагаемый напор до источника тепла составляет 100 м. В этом случае К = 0,1. Если при помощи диафрагмы или регулирующего органа повысить сопротивление сети потребителя до 15 м.в.ст., то при этом К = 0,39, т.е. гидравлическая устойчивость повысится в 4 раза и потребитель в крайнем случае получит теплоносителя в 2,58 раза больше нормы за счет соседних систем теплопотребления. При возросшей гидравлической устойчивости в 4 раза степень разрегулировки гидравлического режима сократилась почти в 40 раз.

Анализ формулы (3) позволяет сделать вывод, что гидравлическая система со степенью разрегулировки X=1, или хорошо отрегулированная система, в которой фактически расход теплоносителя соответствует расчетному значению, имеет коэффициент устойчивости равный К= 1, т.е. наилучший показатель по устойчивости.

сопротивление теплоснабжение гидравлический устойчивость

Способы повышения гидравлической устойчивости

Всякая регулировка должна начинаться с определения гидравлической устойчивости системы.

Для выравнивания (повышения) гидравлической устойчивости наиболее эффективным и малозатратным вариантом является комплексная регулировка гидравлического режима на основании расчетных данных и проектных решений. Для избежания гидравлической разрегулировки отдельных абонентов или отопительных систем с открытым водоразбором применяют элеваторы (или циркуляционные насосы на перемычке вместо элеваторов), обеспечивая постоянство расхода сетевой воды у потребителя. Сокращение расхода сетевой воды при регулировке системы способствует уменьшению потерь в сети, что увеличивает гидравлическую устойчивость последней.

Повышение гидравлической устойчивости сети возможно проведением дополнительного дросселирования потока воды в индивидуальных тепловых узлах потребителей и смешивающих устройствах (индивидуальное регулирование), а так же в тепловых камерах магистральных тепловых сетей на квартальных ответвлениях (местное регулирование) и теплоисточнике (нейтральное регулирование).

Размещено на Allbest.ur