Тепловые Пункты. Требования к структуре ТСС

Требования к структуре ТСС. Крупные ТСС с несколькими источниками тепла (ИТ) имеют протяженные закольцованные тепловые сети, к которым присоединено большое число разнородных потребителей. для согласованной работы всех звеньев системы должны иметь несколько уровней регулирования (рис.7): I ступень - на источнике тепла (ТЭЦ или котельных); II ступень - в промежуточных узлах тепловой сети – контрольно-распределитель­ных (КРП) или центральных тепловых пунктах (ЦТП); III ступень - в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП); IV ступень - в абонентских теплопотребляющих установках.

При таком многоступенчатом регулировании каждая ступень облегчает работу последующей ступени. Естественно, что для успешной работы такой схемы необходимо наличие избыточности параметров на вводе в каждую из перечисленных ступеней управления.

Основное назначение теплового пункта (ТП) – подстанции - заключается в установлении и поддержании параметров теплоносителя (давления, температуры и расхода) на заданном уровне, необходимом для надежной и экономичной работы теплопотребляющих установок, питаемых от подстанций.

11.1. Тепловые пункты подразделяются на:

индивидуальные тепловые пункты (ИТП) - для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части;

центральные тепловые пункты (ЦТП) - то же, двух или более зданий.

11.2*. В тепловых пунктах предусматривается размещение оборудования, арматуры, приборов контроля, управления и автоматизации, посредством которых осуществляется:

преобразование вида теплоносителя или его параметров;

контроль параметров теплоносителя;

учет тепловых потоков, расходов теплоносителя и конденсата;

регулирование расхода теплоносителя и распределение по системам потребления теплоты (через распределительные сети в ЦТП или непосредственно в системы ИТП);

защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;

заполнение и подпитка систем потребления теплоты;

сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества;

аккумулирование теплоты;

водоподготовка для систем горячего водоснабжения.

В тепловом пункте в зависимости от его назначения и местных условий могут осуществляться все перечисленные мероприятия или только их часть.

Приборы контроля параметров теплоносителя и учета расхода теплоты следует предусматривать во всех тепловых пунктах.

11.3.Устройство ИТП обязательно для каждого здания независимо от наличия ЦТП, при этом в ИТП предусматриваются только те мероприятия, которые необходимы для присоединения данного здания и не предусмотрены в ЦТП.

11.4. В закрытых и открытых системах теплоснабжения необходимость устройства ЦТП для жилых и общественных зданий должна быть обоснована технико-экономическим расчетом.

Для промышленных и сельскохозяйственных предприятий при теплоснабжении от внешних источников теплоты и числе зданий более одного устройство ЦТП является обязательным.

11.5. В помещениях тепловых пунктов допускается размещать оборудование санитарно-технических систем зданий и сооружений, в том числе повысительные насосные установки, подающие воду на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды.

11.6. Основные требования к размещению трубопроводов, оборудования и арматуры в тепловых пунктах следует принимать по рекомендуемому приложению 7.

11.7. Присоединение потребителей теплоты к тепловым сетям в тепловых пунктах следует предусматривать по схемам, обеспечивающим минимальный расход воды в тепловых сетях, а также экономию теплоты за счет применения регуляторов расхода теплоты и ограничителей максимального расхода сетевой воды, корректирующих насосов или элеваторов с автоматическим регулированием, снижающих температуру воды, поступающей в системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

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

при - двухступенчатые схемы;

при остальных соотношениях - одноступенчатую параллельную.

11.8. Расчетная температура воды в подающих трубопроводах после ЦТП при присоединении систем отопления зданий по зависимой схеме должна приниматься равной расчетной температуре воды в подающем трубопроводе тепловых сетей до ЦТП, а при независимой схеме - не более чем на 20 С ниже принятой в системах до водоподогревателя, но не выше 150 C.

Самостоятельные трубопроводы от ЦТП для присоединения систем вентиляции при независимой схеме присоединения систем отопления допускаются только при максимальном тепловом потоке на вентиляцию более 50 % максимального теплового потока на отопление.

11.9. При расчете поверхности нагрева водо-водяных водоподогревателей для систем горячего водоснабжения и отопления температуру воды в подающем трубопроводе тепловой сети следует принимать равной температуре в точке излома графика температур воды или минимальной температуре воды, если отсутствует излом графика температур, а для систем отопления - также температуру воды, соответствующую расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления. В качестве расчетной следует принимать большую из полученных величин поверхности нагрева.

11.10. При расчете поверхности нагрева водоподогревателей горячего водоснабжения температуру нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя в систему горячего водоснабжения следует принимать равной 60 С.

11.11.Для скоростных секционных водо-водяных водоподогревателей следует принимать противоточную схему потоков теплоносителей, при этом греющая вода из тепловой сети должна поступать:

в водоподогреватели систем отопления - в трубки;

то же, горячего водоснабжения - в межтрубное пространство.

В пароводяные водоподогреватели пар должен поступать в межтрубное пространство.

Для систем горячего водоснабжения при паровых тепловых сетях допускается применять емкие водоподогреватели, используя их в качестве баков-аккумуляторов горячей воды при условии соответствия их емкости, требуемой при расчете для баков-аккумуляторов.

Кроме скоростных водоподогревателей допускается применять водоподогреватели других типов, имеющие технические и эксплуатационные характеристики не ниже, чем у скоростных, в том числе пластинчатые.

11.12*.Число водо-водяных водоподогревателей следует принимать:

два параллельно включенных, каждый из которых должен рассчитываться на 100 % теплового потока - для систем отопления зданий не допускающих перерывов в подаче теплоты;

два, рассчитанных на 75 % теплового потока каждый, - для систем отопления зданий, сооружаемых в Северной строительно-климатической зоне;

один - для остальных систем отопления;

два параллельно включенных в каждой ступени подогрева, рассчитанных на 50 % теплового потока каждый, - для систем горячего водоснабжения.

При максимальном тепловом потоке на горячее водоснабжение до 2 МВт допускается предусматривать в каждой системе подогрева один водоподогреватель горячего водоснабжения, кроме зданий, не допускающих перерывов в подаче теплоты на горячее водоснабжение.

Для промышленных и сельскохозяйственных предприятий установка двух параллельно включенных водоподогревателей горячего водоснабжения в каждой ступени для хозяйственно-бытовых нужд может предусматриваться только для производств, не допускающих перерывов в подаче горячей воды.

При установке в системах отопления, вентиляции или горячего водоснабжения пароводяных водоподогревателей число их должно приниматься не менее двух, включаемых параллельно; резервные водоподогреватели предусматривать не следует.

Для технологических установок, не допускающих перерывов в подаче теплоты, должны предусматриваться резервные водоподогреватели, рассчитанные на тепловой поток в соответствии с режимом работы технологических установок предприятия.

11.13. На трубопроводах следует предусматривать устройство штуцеров с запорной арматурой: условным проходом 15 мм для выпуска воздуха в высших точках всех трубопроводов и условным проходом не менее 25 мм - для спуска воды в низших точках трубопроводов воды и конденсата.

11.14.Грязевики в тепловых пунктах следует предусматривать:

на подающем трубопроводе при вводе в тепловой пункт;

на обратном трубопроводе перед регулирующими устройствами и приборами учета расходов воды и тепловых потоков - не более одного.

В ИТП грязевики предусматриваются независимо от наличия их в ЦТП.

11.15. В тепловых пунктах не допускается устройство пусковых перемычек между подающим и обратным трубопроводами тепловых сетей и обводных трубопроводов для насосов (кроме подкачивающих), элеваторов, регулирующих клапанов, грязевиков и приборов для учета тепловых потоков и расхода воды.

Регуляторы перелива и конденсатоотводчики должны иметь обводные трубопроводы.

11.16. Для защиты от коррозии и накипеобразования трубопроводов и оборудования централизованных систем горячего водоснабжения, присоединяемых к тепловым сетям через водоподогреватели, следует предусматривать обработку воды в соответствии с рекомендуемым приложением 21, осуществляемую, как правило, в ЦТП. В ИТП допускается применение только магнитной и силикатной обработки.

11.17.Обработка воды не должна ухудшать ее качество, указанное в ГОСТ 2874-82.

Реагенты и материалы, применяемые для обработки воды, имеющие непосредственный контакт с водой, поступающей в систему горячего водоснабжения, должны быть разрешены Госкомсанэпиднадзором России для использования в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения.

11.18. При установке банков-аккумуляторов для систем горячего водоснабжения в тепловых пунктах с вакуумной деаэрацией необходимо предусматривать защиту внутренней поверхности баков от коррозии и воды в них от аэрации путем применения герметизирующих жидкостей; при отсутствии вакуумной деаэрации внутренняя поверхность баков должна быть защищена от коррозии за счет применения защитных покрытий или катодной защиты.

В конструкции бака следует предусматривать устройство, исключающее попадание герметизирующей жидкости в систему горячего водоснабжения.

11.19. Для тепловых пунктов следует предусматривать приточно-вытяжную вентиляцию, рассчитанную на воздухообмен, определяемый по тепловыделениям от трубопроводов и оборудования. Расчетную температуру воздуха в рабочей зоне в холодный период года следует принимать не выше 28 °С, в теплый период года - на 5 С выше температуры наружного воздуха по параметрам А.

При размещении тепловых пунктов в жилых и общественных зданиях следует производить проверочный расчет теплопоступлений из теплового пункта в смежные с ним помещения. В случае превышения в этих помещениях допускаемой температуры воздуха, установленной СНиП 2.04.05-91*, следует предусматривать мероприятия по дополнительной теплоизоляции ограждающих конструкций смежных помещений.

11.20. В полу теплового пункта следует устанавливать трап, а при невозможности самотечного отвода воды - устраивать водосборный приямок размером не менее 0,50,50,8 м. Приямок должен быть перекрыт съемной решеткой.

Для откачки воды из водосборного приямка в систему канализации, водостока или попутного дренажа следует предусматривать один дренажный насос. Насос, предназначенный для откачки воды из водосборного приямка, не допускается использовать для промывки систем потребления теплоты.

11.21. В тепловых пунктах следует предусматривать мероприятия по предотвращению превышения уровней шума, допускаемых для помещений жилых и общественных зданий.

Тепловые пункты, оборудуемые насосами (кроме бесшумных), не допускается размещать смежно, под или над помещениями жилых квартир, спальных и игровых детских дошкольных учреждений, спальными помещениями школ-интернатов, гостиниц, общежитий, санаториев, домов отдыха, пансионатов, палатами и операционными больниц, помещений с длительным пребыванием больных, кабинетами врачей, зрительными залами зрелищных предприятий.

11.22.Минимальные расстояния в свету от отдельно стоящих наземных ЦТП до наружных стен перечисленных помещений должны быть не менее 25 м.

11.23. Тепловые пункты по размещению на генеральном плане подразделяются на отдельно стоящие, пристроенные к зданиям и сооружениям и встроенные в здания и сооружения.

11.24. Встроенные в здания тепловые пункты, как правило, следует размещать в отдельных помещениях у наружных стен зданий.

11.25. Из теплового пункта должны предусматриваться выходы:

при длине помещения теплового пункта 12 м и менее и расположении его на расстоянии менее 12 м от выхода из здания наружу - один выход в соседнее помещение, коридор или лестничную клетку, а при расположении теплового пункта на расстоянии более 12 м от выхода из зданий - один самостоятельный выход наружу;

при длине помещения теплового пункта более 12 м - два выхода, один из которых должен быть непосредственно наружу, второй - в соседнее помещение, лестничную клетку или коридор.

Помещения тепловых пунктов потребителей пара должны иметь не менее двух выходов независимо от габаритов помещения.

11.28. При размещении тепловых пунктов в производственных и складских зданиях их следует отделять от других помещений согласно требованиям СНиП 2.09.02-85*.

Тепловые пункты, размещаемые в помещениях категории Г и Д производственных и складских зданий, а также административно-бытовых зданиях промышленных предприятий, в жилых и общественных зданиях, должны отделяться от других помещений перегородками или ограждениями, предотвращающими доступ посторонних лиц в тепловой пункт.

Схемы и оборудование ТП зависят от вида теплоносителя и характера теплопотребляющих установок.

При паровом теплоносителе основное оборудование ТП состоит из паровых коллекторов, приборов для регулирования и контроля параметров пара (давления, температуры и расхода), теплообменников для использования первичного пара и пара вторичного вскипания, конденсатосборных баков и насосных установок для откачки конденсата.

При водяном теплоносителе основное оборудование ТП состоит из водоструйных (элеваторных) и центробежных насосов, водо-водяных теплообменников, аккумуляторов горячей воды, приборов для регулирования и контроля параметров сетевой воды (давления, температуры и расхода), приборов и устройств для защиты от коррозии и накипеобразования местных установок горячего водоснабжения.

ТП оснащаются приборами контроля и учета тепла и теплоносителя, а также автоматическими устройствами для регулирования отпуска тепла и поддержания заданных параметров теплоносителя в абонентских установках.

ТП сооружаются как местные или индивидуальные (ИТП) – для каждого здания, так и центральные (ЦТП или ГТП) – для группы зданий. ЦТП широко применяются на промышленных предприятиях, а также в районах жилой застройки.

КРП разделяют тепловые сети на магистральные и распределительные. Присоединение КРП к кольцевой магистральной сети осуществляется в точке установки на ней секционирующих задвижек. Это позволяет обеспечивать бесперебойную подачу тепла потребителям при повреждениях на участках магистральных сетей, т.е. КРП, кроме функции управления, осуществляет и функцию резервирования. Оптимальная тепловая нагрузка КРП составляет 25-60 МВт (21,5 – 51,6 Гкал/ч) и обеспечивает теплоснабжение нескольких жилых микрорайонов или промышленных комплексов.

На рис.8 приведена схема контрольно-распределительного пункта.

Рис.2. Схема контрольно-распределительного пункта при подключении к кольцевой магистральной сети с несколькими источниками тепла.

Распределительные сети за КРП могут быть двух- трех- и четырехтрубными. При четырехтрубных распределительных сетях КРП выполняет функции ЦТП.

Независимо от схемы распределительных сетей на КРП устанавли­ваются смесительные насосы, регуляторы температуры и давления, а также приборы учета и контроля.

Наличие КРП позволяет ослабить жесткую зависимость режимов работы распределительных сетей и местных тепловых пунктов от режима работы магистральных сетей. Это позволяет организовывать различные режимы функционирования в сетях разного уровня (магистральных и распределительных): понизить рабочее давление в распределительной сети и повысить температурный график в магистральной сети. Повышение температурного графика в магистральной сети при наличии КРП позволяет обеспечить резервирование потребителей без дополнительных затрат, связанных с увеличением диаметров или параллельной прокладкой.

Присоединение потребителей через ЦТП наибольшее распространение получило в закрытых системах теплоснабжения. В этом случае в ЦТП устанавливаются подогреватели воды на горячее водоснабжение (г.в.с.) и циркуляционные насосы, а также при необходимости узлы водоподготовки. Тепловая нагрузка ЦТП обычно составляет 2-10 МВт (1,7 – 8,6 Гкал/ч).

На рис.9 показана принципиальная схема ЦТП жилого микрорайона. Система теплоснабжения закрытая, независимая. Тепло подводится к ЦТП по двухтрубной тепловой сети. По трубопроводам I и II (подающему и обратному) осуществляется подача тепла на отопление, а по трубопроводам Ш и IV – на горячее водоснабжение.

Вода из подающего трубопровода тепловой сети проходит через фильтр-грязевик 16 и тепломер 10 и поступает в подогреватель отопительной системы 3, в котором сетевая вода подогревает воду, циркулирующую в системе отопления микрорайона. Циркуляция этой воды осуществляется насосом системы отопления 4.

На ЦТП осуществляется количественное регулирование расхода тепла на отопление с помощью регулятора системы отопления. В качестве импульса для регулирования отопительной нагрузки микрорайона использована внутренняя температура устройства 8, моделирующего тепловой режим отапливаемых зданий. С помощью управляющего прибора 9 импульс, полученный от моделирующего устройства 8, преобразуется в усилие, воздействующее на регулирующий клапан 7, который изменяет расход сетевой воды.

Водопроводная вода, используемая для горячего водоснабжения, проходит через водомер 12, а затем через установку для обработки воды 11, назначением которой в зависимости от качества воды является снижение коррозийной активности воды и (или) защита системы горячего водоснабжения от накипеобразования. После этого вода проходит через двухступенчатую подогревательную установку горячего водоснабжения. Регулирование подогрева этой воды в верхней ступени осуществляется регулятором температуры 6, с помощью которого поддерживается постоянная температура воды, подаваемой на горячее водоснабжение. Циркуляция воды в системе горячего водоснабжения микрорайона осуществляется циркуляционным насосом 5.

Сооружение ЦТП также разделяет сети на внешние – двухтрубные и внутриквартальные – четырехтрубные (иногда трехтрубные: две подающих линии – на отопление и горячее водоснабжение и один обратный общий трубопровод). При установке ЦТП в открытых системах в них устанавливаются узлы смешения воды на г.в.с. и циркуляционные насосы. Если в системе теплоснабжения принято независимое присоединение систем отопления, то на ЦТП устанавливаются водо-водяные подогреватели отопления.

Установка средств автоматического регулирования в ЦТП зависит от типа и характеристик подключаемых потребителей. При однотипной застройке в ЦТП устанавливаются средства автоматического регулирования отпуска тепла по возмущению (изменение метеоусловий, отбора воды на горячее водоснабжение, гидравлического режима в тепловой сети) При разнотипных потребителях средства автоматического регулирования отпуска тепла размещают в абонентских вводах, а в ЦТП устанавливают только узел г.в.с. (подогреватели, регулятор температуры).

В ИТП (на одно – два здания) устанавливается только то оборудование, которое не было по каким-либо причинам установлено в ЦТП. Обычно это относится к системам отопления зданий.

Нагрузка отопления может присоединять по трем схемам:

1) зависимое непосредственное присоединение - температурный график в сети равен графику в отопительной системе (рис.10);

2) зависимое присоединение через элеватор смешения - график в отопительной сети ниже графика в тепловой сети, но гидравлический режим в отопительной сети зависит от гидравлического режима тепловой сети (рис.11);

3) независимое присоединение - через отопительный подогреватель. При этом рас­считываются температурные графики в первичном (тепловая сеть до подогревателя отопления) и вторичном (отопительная внутриквартальная сеть после подогревателя) контурах. График в отопительной сети также ниже графика тепловой сети (как минимум на величину недогрева в подогревателе при одинаковых температурных графиках во внутренней и внешней сетях), либо в тепловой сети может быть принят график 150/70, а в отопительной 95/70 но гидравлические режимы в сетях первичного и вторичного контуров не зависят друг от друга (рис.12).

Индивидуальное автоматическое регулирование отопительной нагрузки (в ИТП) может осуществляться с помощью регулируемых элеваторов (с дроссельной иглой или двухсопловых) или насосов с регулируемым числом оборотов. Применяется также установка двух смесительных устройств – насоса и элеватора. Регулирование осуществляться по качественно-количественному графику путем одновременного изменения расхода воды из тепловой сети и коэффициента смешения.

Нагрузка горячего водоснабжения в закрытых системах присоеди-няется в основном по: параллельной схеме (рис.13); двухступенчатой последовательной (рис.14); двухступенчатой смешанной (рис.15).

В открытых системах разбор воды на горячее водоснабжение производится непо­средственно из сети. При этом ТП могут быть:

1) оборудованы регуляторами температуры (т.к. осуществляется смешение воды из подающего и обратного трубопроводов); При этом гидравлический режим в сети меняется в течение всего отопительного сезона в зависимости от доли отбора теплоносителя на горячее водоснабжения из подающего трубопровода (комбинированный график регулирования).

2) неавтоматизированные, когда отбор на ГВС осуществляется либо полностью из подающего трубопровода, либо полностью из обратного в зависимости от температуры теплоносителя. Гидравлический режим в сети меняется в момент перехода отбора из подачи на обратку и наоборот. Внутри этих периодов расход в тепловой сети остается постоянным;

3) на практике встречаются случаи, когда отбор на ГВС в течение всего года осуществляется только из подающей магистрали или только из обратки. В случае если отбор на ГВС производится только из подачи, применяют температурные графики со срезкой (температура в подаче не должна превышать 100^оС из условия предотвращения ожогов);

4) присоединение ГВС к обратному трубопроводу применяется при значительных расходах воды на горячее водоснабжение . При этом догрев воды до необходимой температуры производят в подогревателе. Такое присоединение (рис.16) позволяет снизить разрегулировку системы отопления, так как величина водоразбора не будет влиять на расход воды в ОС.

Применение местного регулирования непосредственно на теплопотребляющих установках требует большого количества индивидуальных регуляторов, что связано с большими начальными затратами. Поэтому в большинстве случаев регулирование ограничивается двумя - тремя ступенями - центральным и групповым (ЦТП и ИТП).

Условные обозначения:

1-циркуляционный насос DP-F

2-электронный регулятор температуры

(контроллер) ECL-300

3-погружной датчик температуры

воды ESMU

4-датчик температуры наружнего

воздуха ESM-10

5-регулятор перепада давления AIP

6-теплообменник SWEPGX-7Mx57

7-манометр МП4-У

8-термометр

9-мембранный расширительный бак

VAREM

10-клапан регулирующий VB-2

11-прессостат KPI-35

12-регулятор расхода воды

13-теплообменник SWEPGC-16Mx62