Лекция введение в дисциплину основные понятия
 Скачать 1.63 Mb.
|
НЕЗАВИСИМАЯ СХЕМА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА * Пояснения условных графических обозначений на схеме ИТП Независимая схема подключения теплового пункта с двухходовым клапаном регулятора перепада давления, циркуляционными насосами, закрытым расширительным баком и автоматизированной линией подпитки. Независимую схему подключеня ИТП применяют при:1 Статическое давление и/или давление в подающем и/или обратном трубопроводе тепловой сети превышают допустимое давление в системе отопления. 2 Температурный график источника тепла превышает температурный график системы отопления. Например, температурный график источника тепла 110/70, а у подключаемой по независимой схеме системы отопления 90/70. 3 В отапливаемом здании 12 или более этажей (согласно ДБН В. 2.5-67:2013). 4 Располагаемый напор на вводе тепловой сети превышает 4 м.вод.ст. (из условия преодоления гидравлического сопротивления теплообменника и регулирующей арматуры). 5 Независимая схема подключения регламентируется техническими условиями теплоснабжающей организации или техническим заданием заказчика. Принцип работы теплового пункта подключенного по независимой схемеГорячий теплоноситель поступающий от источника тепла попадает в пластинчатый теплообменник где остывая нагревает воду циркулирующую в системе отопления. Применение пластинчатого теплообменника позволяет защитить систему отопления от изменений гидравлического режима источника тепла / тепловой сети, то есть сделать её независимой. В отличие от зависимых схем, в которых вода отобранная из подающего трубопровода тепловой сети поступает в систему отопления, при независимом подключении теплового пункта вода из наружных сетей попадает в с систему едино разово при заполнении и в незначительных количествах во время подпитки компенсирующей утечки теплоносителя в системе. Независимое подключение системы отопления сокращает влияние на трубопроводы и элементы системы отопления не осевших в сетчатых фильтрах взвешенных частиц присутствующих в теплоносителе отобранном из наружных сетей. Управляет тепловым пунктом электронный контроллер, снабжённый датчиком температуры наружного воздуха, и датчиком температуры теплоносителя поступающего в систему отопления. К контролеру также подключён электропривод регулирующего клапана установленного на подающем трубопроводе источника тепла. Контроллеру задана зависимость температуры воды поступающей в систему отопления от температуры наружного воздуха, соответствие которой он с определённой периодичностью проверяет. Если по результатам опроса датчиков контроллер выяснил, что теплоноситель поступает в систему отопления с недостаточной температурой, - он посылает открывающий сигнал регулирующему клапану на подающем трубопроводе тепловой сети, при превышении температуры над заданной, контроллер прикрывает клапан вплоть до полного перекрытия подачи. Ограничение расхода теплоносителя выполнено на базе регулятора перепада давления, так же как и в первой схеме (см. выше). Циркуляцию теплоносителя в системе отопления создают два бесшумных насоса, один из которых резервный. Пара циркуляционных насосов оборудована щитом автоматизации с перечнем функций описанных в описании первой схемы. Вода при нагреве увеличивает свой объём, а при охлаждении, соответственно, уменьшает. Так как вода – жидкость практически несжимаемая, то при её нагреве в замкнутом контуре системы отопления резко повысится давление, что приведёт к разрушению наиболее слабого элемента системы отопления. Чтобы исключить разрушающее действие нагреваемой воды в замкнутом контуре системы отопления, в него добавляют расширительный бак (БР) рассчитанный на приём прироста объёма нагреваемой жидкости. Полость расширительного бака разделена на две части эластичной мембраной способной растягиваться принимая внутрь полости весь прирост объёма нагреваемой воды и сжиматься во время снижения температуры воды в системе отопления – вытесняя обратно в систему полученный ранее объём воды. На случай защиты системы отопления от аварийного повышения давления в ней, предусматривают установку предохранительных клапанов (ПК) в количестве не менее двух, один из которых резервный. Подпитка системы отопления осуществляется регулятором давления (РД) в автоматическом режиме, как только давление в нагреваемом контуре опустится ниже давления настройки регулятора.  Независимая схема ИТП с блоком подпиточных насосов Схему применяют если давление в подающем трубопроводе на вводе от источника тепла ниже статического давления системы отопления. Схема не обязательна, но рекомендуется к применению если давление в обратном трубопроводе тепловой сети, либо статическое давление источника тепла ниже статического давления системы отопления. * Пояснения условных графических обозначений на схемах Основными задачами эксплуатации являются: - обеспечение требуемого расхода теплоносителя при соответствующих параметрах; - снижение тепловых потерь и утечек теплоносителя; - обеспечение надежной и экономичной работы всего оборудования; - поддержание заданной температуры воды, поступающей в систему горячего водоснабжения; - регулирование подачи тепловой энергии (теплового потока) в системы отопления в зависимости от изменения параметров наружного воздуха с целью поддержания заданной температуры воздуха в отапливаемых помещениях; - ограничение максимального расхода воды из тепловой сети на тепловой пункт путем прикрытия клапана регулятора расхода; - поддержание требуемого перепада давлений воды в подающем и обратном трубопроводах тепловых сетей на вводе в центральные тепловые пункты или индивидуальные тепловые пункты при превышении фактического перепада давлений над требуемым более чем на 200 кПа; - поддержание минимального заданного давления в обратном трубопроводе системы отопления при возможном его снижении; - поддержание требуемого перепада давлений воды в подающем и обратном трубопроводах систем отопления в закрытых системах теплоснабжения при отсутствии регуляторов расхода тепловой энергии на отопление, на перемычке между обратным и подающим трубопроводами тепловой сети; - поддержание статического давления в системах теплопотребления при их независимом присоединении; - обеспечение защиты систем теплопотребления от повышения давления или температуры воды в них, при возможности превышения допустимых параметров; - поддержание заданного давления воды в системе горячего водоснабжения; - обеспечение защиты системы отопления от опорожнения. При эксплуатации тепловых пунктов в системах теплопотребления осуществляется: - включение и отключение систем теплопотребления, подключенных к тепловому пункту; - контроль работы оборудования; - проведение режимной наладки; - обеспечение требуемых режимными картами расходов пара и сетевой воды; - обеспечение требуемых инструкциями по эксплуатации и режимными картами параметров пара и сетевой воды, поступающих на теплопотребляющие энергоустановки, конденсата и обратной сетевой воды, возвращаемых ими в тепловую сеть; - регулирование отпуска тепловой энергии на отопительно-вентиляционные нужды в зависимости от метеоусловий, а также на нужды горячего водоснабжения в соответствии с санитарными и технологическими нормами; - снижение удельных расходов сетевой воды, утечек, сокращение технологических потерь тепловой энергии; - обеспечение надежной и экономичной работы всего оборудования теплового пункта; - поддержание в работоспособном состоянии средств контроля, учета и регулирования. Объем работ по техническому обслуживанию определяется ГОСТ 12.2.003 («Оборудование производственное» – стандарт распространяется на производственное оборудование, применяемое во всех отраслях народного хозяйства, и устанавливает общие требования безопасности, являющиеся основой для установления требований безопасности в стандартах, технических условиях, эксплуатационных и других конструкторских документах на производственное оборудование конкретных групп, видов, моделей (марок)) и необходимостью поддержания исправного состояния и периодического восстановления работоспособности оборудования теплового пункта с учетом его фактического состояния. При эксплуатации оборудования тепловых пунктов должны соблюдаться требования заводских инструкций по эксплуатации оборудования и СТО 70238424.27.010.007-2009. Система технического обслуживания тепловых пунктов - комплекс операций, проводимых эксплуатирующим персоналом по поддержанию работоспособности оборудования при использовании его по прямому назначению. При техническом обслуживании проводятся операции контрольного (осмотры, контроль работоспособности оборудования, контроль параметров его работы) и восстановительного характера (регулировка, наладка, замена вышедших из строя деталей и механизмов). Все замечания, дефекты и неисправности, выявленные при проведении работ по техническому обслуживанию, подлежат устранению. На тепловом пункте проводятся следующие виды технического обслуживания: - ежедневный технический осмотр; - еженедельное техническое обслуживание; - ежемесячное техническое обслуживание; - полугодовое (сезонное) техническое обслуживание. Все виды технического обслуживания проводятся обслуживающим персоналом тепловых пунктов в соответствии с графиками проведения работ, утвержденными руководителем организации, эксплуатирующей тепловые пункты. Полугодовое (сезонное) техническое обслуживание проводится в период плановых отключений магистральных тепловых сетей для проведения ремонта и подготовки к очередному периоду осенне-зимней эксплуатации (отопительному сезону). Все работы по проведению различных видов технического обслуживания на тепловых пунктах проводятся в соответствии с утвержденными регламентами технического обслуживания. Проверка функционирования систем и оборудования тепловых пунктов в заданных режимах работы с записью контролируемых параметров оперативным или оперативно-ремонтным персоналом проводится: - в летний период эксплуатации теплового пункта - не менее двух раз в сутки; - в отопительный период эксплуатации - не менее четырех раз в сутки. Подготовка тепловых пунктов к осенне-зимнему периоду эксплуатации проводится в соответствии с графиками ремонта, согласованными с теплоснабжающей организацией и органами местного самоуправления. Подготовка к новому отопительному сезону должна, как правило, начинаться после окончания предшествующего отопительного сезона и заканчиваться не менее чем за две недели до начала нового отопительного сезона. Допускается проведение работ по подготовке тепловых пунктов к отопительному периоду и во время отопительного периода, при наличии передвижных бойлерных установок у организации, эксплуатирующей тепловые сети. При этом отключение потребителей по ГВС допускается не более одного раза в год в период планового сезонного технического останова магистральных тепловых сетей. С целью проверки готовности систем отопления и системы теплоснабжения в целом к работе в отопительном периоде перед его началом проводятся пробные топки. Начало и конец пробных топок определяются графиком теплоснабжающей организации, согласовывается с органом местного самоуправления и доводится до сведения потребителей не позднее, чем за трое суток до начала пробной топки. Ремонт тепловых пунктов. Текущий ремонт теплового пункта производят ежемесячно. Объем проводимых работ зависит от назначения оборудования, режимов его работы, размера нагрузки и мощности теплового пункта, оснащения его автоматическими устройствами и приборами поддержания заданных режимов. При проведении текущих ремонтов выполняют следующие работы: осматривают узлы и оборудование, входящее в состав ТП; проводят диагностику оборудования и контролируют соответствие его технических характеристик нормативным значениям; устраняют протечки и выявленные мелкие неполадки; при необходимости меняют изношенные детали; выполняют текущий (косметический) ремонт помещения для ТП; проводят регулировку и испытания оборудования. Капитальный ремонт тепломеханического оборудования проводят с целью полного восстановления агрегатов, отдельных сборочных единиц, систем тепло- и водоснабжения для обеспечения безаварийной эксплуатации тепловых пунктов, элеваторных вводов, насосов в межремонтный период. При проведении капитальных ремонтов руководствуются информацией, занесенной в журнал технического обслуживания ТП. В нем отмечено, какие работы и когда проводились обслуживающей компанией. Перед началом ремонта проводят обследование ТП. Его результаты отражают в Акте обследования и на основании полученных данных составляют план ремонта. В зависимости от объема работ он может быть трех видов: Если ТП работает безаварийно и обследование не выявило серьезного износа оборудования, то проводят малый капитальный ремонт. В этом случае: проверяют целостность и состояние трубопроводов и соединений, при необходимости часть из них заменяют; разбирают и очищают клапаны, задвижки и другие узлы ТП, изношенные или поврежденные детали заменяют; частично разбирают, очищают и промывают теплообменники и водонагреватели; проверяют состояние проводки и электрических соединений; диагностируют работу приборов автоматики и контрольно-измерительных приборов; проверяют работу освещения; выполняют косметический ремонт помещения для ТП. Если обследование выявило серьезный износ насосного или запорного оборудования, то проводят средний капитальный ремонт. В этом случае кроме работ, выполняемых при малом капитальном ремонте, проводят замену неисправного оборудования с последующей наладкой. Если обследование выявило серьезный износ или несоответствие технических характеристик оборудования, входящего в состав ТП, то проводится большой капитальный ремонт. При этом меняют изношенное или неисправное оборудование, а также контрольно-измерительные приборы, автоматику, электропроводку, трубопроводы и выполняют капитальный ремонт помещения для ТП. Во время производства большого капитального ремонта проводится двухэтапная наладка всех систем тепло- и водоснабжения. В настоящее время применяют поузловой метод капитального ремонта тепловых пунктов, при котором демонтируют отдельные блоки насосов, водонагревателей, автоматики и т. д. и заменяют их исправными. Демонтированные блоки доставляют на специализированные предприятия, где производят ремонтно-восстановительные работы. При ремонте основного оборудования теплового пункта, чтобы обеспечить бесперебойное тепло- и водоснабжение, включают в работу резервные инженерные системы или подключают передвижные бойлерные установки (ПБУ). В зависимости от сложности ремонтных операций ремонт производят либо непосредственно на объекте (замена сальниковой набивки, замена уплотнений в корпусах задвижек, регуляторах, насосах, зачистка внутренних полостей оборудования и другие работы), либо в механических мастерских. Лекция 6. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ Система автоматизации тепловых пунктов – комплекс устройств, благодаря которому тепловой пункт становится еще более эффективным и простым в процессе эксплуатации. Автоматика четко следит за текущими рабочими параметрами, корректирует их в соответствии с реальными потребностями, своевременно реагирует на отклонения от нормальных показателей, предотвращая аварийные ситуации. Внедрение современных и комплексных систем автоматизации и диспетчеризации на тепловых пунктах: • повышает энергоэффективность объекта; • обеспечивает централизованный учет тепло- и энергоресурсов; • обеспечивает высокое качество коммунальных услуг и комфортные условия для потребителей; • снижает расходы на эксплуатацию: – снижает коммунальные платежи; – увеличивает сроки службы оборудования. Автоматизация ТП выполняют следующие функции: Автоматическая корректировка положения клапанов регулировки, насосов, отвечающих за циркуляцию воды, электромагнитных ограничителей в соответствии с реальными потребностями и текущими параметрами работы комплекса; Обеспечение дистанционного контроля над рабочими параметрами, осуществление управления в соответствии с определенными алгоритмами; Стабилизация рабочих характеристик и режимов; Максимальная точность регулировки текущих параметров; Стабилизация и оптимизация работы; Достижение максимальной безопасности и защиты оборудования от вероятных сбоев, связанных с непредвиденными отклонениями от нормативных значений; Ограничивается предельный расход теплоносителя в соответствии с сигналами, подаваемыми счетчиками; Гидравлическое оборудование надежности защищается от превышений давления; Исключение сухого хода насосов. Основные элементы автоматизации ТП Оборудование автоматизации индивидуальных тепловых пунктов аналогично оборудованию автоматизации других систем управления климатом (отопления или вентиляции), она осуществляется с помощью применения следующих элементов: Контроллеры. С их помощью которых осуществляется управление всей системой, на этапе пуско-наладочных работ, они программируются на исполнение алгоритма, разработанного технологами. Контроллеры получают данные с датчиков ТП, формируют управляющие сигналы для циркуляционных насосов, приводов клапанов, иных элементов. Контроллеры системы могут быть с жестко прошитым ПО – для типовых решения или свободно программируемые – для индивидуальных решений, которые более предпочтительны с точки зрения экономической эффективности – об этом ниже. Контроллеры как правило имеют различные возможности для регулирования параметров, в т.ч. и ПИД-регулирование, программное обеспечение контроллеров известных фирм, имеет встроенные функции по адаптации и оптимизации алгоритмов для различного оборудования;  Датчики температуры, давления, расхода, применяемые в ТП как правило наиболее дорогостоящие и имеющие с высокую степень надёжности показаний и отказоустойчивости. Важно, чтобы используемые для автоматизации ТП датчики обладали малой инерционностью, т.е. быстротой реакции на изменения параметров. Оптимальный вариант – использование датчиков с постоянной времени менее 4 с. В контурах ГВС с циркуляцией рекомендуют также передавать в систему показания датчика температуры холодной воды, который предварительно информирует контроллер о параметрах воды подмеса, и позволяет внести корректировку в алгоритм управления; Регулирующие клапаны и их приводы это – исполнительные устройства системы автоматизации. Могут быть со ступенчатой или плавной регулировкой, двух- или трех-ходовые. В зависимости от типа устройства и от задач, управление осуществляется либо цифровыми, либо аналоговым сигналами. Важные характеристики - диапазон управления клапана, время срабатывания привода, количество часов наработки на отказ привода, который за время работы испытывает большое количество переключений. Качество выполнения самого клапана и его привода в значительной степени влияет на качество всей системы автоматизации; Циркуляционные насосы с частотными преобразователями. Применение частотного преобразователя позволяет регулировать мощность циркуляционного насоса, в зависимости от потребностей системы. При регулировании с помощью задвижки, насос работает всегда с одним расходом, а изменение расхода теплоносителя в системе осуществляется изменением сечения трубопровода (управление скоростью автомобиля с помощью педали тормоза, при полностью выжатой педали газа). При частотном регулировании, изменение расхода теплоносителя осуществляется изменением скорости вращения лопастей в циркуляционном насосе. Подходы к автоматизации ТП. При решении задачи автоматизации теплового пункта, необходимо учитывать следующие особенности работы ТП: регулировка и поддержание температуры, расхода или перепада давления теплоносителя в зависимости от времени года, суток и с учетом выходных и праздничных дней, а также протоколирование и передача данных на центральный диспетчерский пульт и пр. Эти задачи можно выполнить с учетом потребления внутри объекта (дороже при строительстве, но дешевле при эксплуатации) или с «условным» учетом. Локальная автоматизация. Предполагает «условный» учет параметров работы систем. Как правило, такие системы поставляются в комплекте с оборудованием (комплектные щиты автоматизации) и имеют определенное число пользовательских настроек. Разработка собственного алгоритма управления не доступна для пользователя. Учитывают работы внешних систем по параметрам на «входе» потоков в ТП. Автоматизация с учетом работы потребителей тепла работает в рамках системы автоматизации и диспетчеризации здания. В таких системах проектом предусматриваются индивидуальные щиты автоматизации на основе свободно программируемых контроллеров. Пользователь имеет возможность разработать собственный алгоритм управления, в котором будут учитываться такие параметры как присутствие людей в помещениях или текущее (мгновенное) потребление воды в контурах ГВС. Все зависит от задачи заказчика. Очевидно, разработка и стоимость индивидуальных щитов выше стоимости комплектных щитов. Экономический эффект от автоматизации. Экономический эффект от внедрения автоматизации ТП достигается за счёт следующих факторов (речь идет об автоматизации с учетом работы потребителей): снижения потерь тепловой энергии за счет уменьшения площади и температуры наружной поверхности теплообменников. снижения потерь тепловой энергии за счет увеличения коэффициента теплопередачи теплообменников, снижения требуемого температурного напора и расхода теплоносителя для подогрева воды; снижения расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя за счет оптимальной циркуляции горячей воды, обеспечиваемой применением эффективных циркуляционных насосов и программного управления насосами и температурой горячей воды. уменьшения расхода тепловой энергии в системе отопления за счет внедрения эффективной автоматической системы пофасадного регулирования расхода ТЭ по температуре наружного воздуха. Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт дает возможность снизить сумму оплаты за тепло и потребление ГВС на 25 %. Требования к автоматизации тепловых пунктов по нормам. Требования к автоматизации тепловых пунктов представлены в следующих нормативных документах: в разделе 14 СП 124.13330.2012 «Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003» (данный раздел действует на добровольной основе, в соответствии с приказом Росстандарта от 02 апреля 2020 года №687. в разделе 8 СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов». |