Vandens šildymo sistemos ir šilumos tiekimas

Normaliam technologinių procesų funkcionavimui, patogiam žmogaus buvimui patalpose turi būti sudarytos sąlygos, atitinkančios technologines ir sanitarines bei higienos normas. Komfortą patalpose užtikrina inžinerinės šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemos, šilumos tiekimas, prie kurių yra vykdomos vandens centralizuotos šilumos tiekimo sistemos.

Patalpų šilumos balansas turi būti palaikomas visą šildymo sezoną ir vartotojai turi gauti reikiamą šilumos kiekį, nepriklausomai nuo to, koks valdymo būdas prie šilumos šaltinio naudojamas, kaip suprojektuoti šilumos vamzdžiai ir kokia pastato šiluminė apsauga. yra. Rusijos miestuose ir gyvenamuosiuose rajonuose pagrindiniai centralizuoto šildymo sistemų šilumos energijos vartotojai yra gyvenamųjų, administracinių ir visuomeninių pastatų šildymo sistemos. Pramonės objektai taip pat sunaudoja šilumos energiją šildymui iš centralizuotų sistemų.

Dauguma didelių vandens šildymo sistemų buvo suprojektuotos ir pastatytos 1950-1970 m. Miestų gyvenamųjų rajonų, pavyzdžiui, Lipecko ir kitų, šilumos tiekimo sistemose, įmonių šilumos tiekimo sistemose, pavyzdžiui, OJSC NLMK, OJSC Svobodny Sokol, šilumos tiekimo reguliavimas daugiausia yra centrinis ir kokybinis. šildymo apkrova. Tinklo vandens temperatūrų projektavimo grafikas 150/70 °C, pastatų šildymo sistemos prijungiamos prie šilumos tinklų pagal hidrauliškai priklausomą schemą.

Pastaraisiais metais sukurtų šilumos tiekimo sistemų eksploatavimo sąlygos gerokai skiriasi nuo projektinių. Naujų pastatų statyba, esamų tiek civilinių, tiek pramoninių pastatų rekonstrukcija dažniausiai apsieina be esminės esamų inžinerinių gyvybės palaikymo tinklų rekonstrukcijos.

Rekonstruojamuose ir naujai statomuose objektuose intensyviai įrengiami automatizuoti šilumos punktai. Pastatų ir statinių įrengimas šilumos tiekimo kontrolės punktais neatmeta centrinio kokybės reguliavimo, o tik papildo jį abonentiniu reguliavimu. Abonentų reguliavimas, kaip taisyklė, numato arba kiekybinį, arba kiekybinį-kokybinį šilumos energijos kainos pokytį. Pradėjus naudoti tokius įrenginius, lauko temperatūrų laikotarpiu nuo šildymo sezono pradžios temperatūros iki temperatūros grafiko lūžio taško temperatūros vandenyje pastebimas tinklo vandens suvartojimo pokytis. šilumos tinklai. Kuo reikšmingesnis aušinimo skysčio srauto pokytis tinkle, tuo didesnė įrenginių su automatizuotais abonentų įėjimais dalis. Vandens srauto svyravimai lemia vandens šildymo tinklo hidraulinį išsidėstymą.

Patalpų šilumos balansas turi būti palaikomas visą šildymo sezoną, o vartotojai turi gauti reikiamą šilumos kiekį, nepriklausomai nuo reguliavimo būdo.

Kartu su naujai paleidžiamais pastatais esamomis šilumos tiekimo sistemomis šiluminė energija tiekiama daugeliui pastatų ir statinių, kuriuose nėra abonentinio papildomo šilumos tiekimo reguliavimo. Energijos tiekimas šildymo sistemoms laikotarpiu, kai lauko temperatūra viršija grafiko lūžio tašką, atliekama šilumnešiu, kurio temperatūra viršija reikalaujamas reikšmes.

Tokio objektų konglomerato, prijungto prie vienos centralizuotos vandens šilumos tiekimo sistemos, buvimas neleidžia centralizuotai ekonomiškai ir energetiškai pagrįstai reguliuoti šilumos tiekimą pastatų šildymo apkrovai ir lemia šilumos energijos perviršį.

Pastaraisiais metais įmonės, gaminančios šiluminę energiją, pretekstu taupyti kurą, mažinti nuostolius tinkluose ar dėl kitų priežasčių, ėmėsi sumažinti numatomą tinklo vandens temperatūrą. Temperatūra sumažinama nuo 150 ° C iki 140, 130 ° C ir žemesnė tiek staigios aušinimo, tiek šildymo laikotarpiu, tai yra, jie nupjauna temperatūros grafiką arba perjungia į žemesnės temperatūros grafiką. Pavyzdžiui, tokia įmonė kaip OJSC Novolipetsko metalurgijos gamykla (OJSC NLMK) gauna šiluminę energiją iš savo CHPP ir CHPP teritorinės gamybos įmonės Nr. 4 (TGC-4) ir dirba pagal 105/70 °C temperatūros grafiką, 130 °C. / 70°C. Lipecko metalurgijos gamykla „Svobodny Sokol“ šilumą gauna iš nuosavos šiluminės elektrinės ir Lipecko miesto energetikos įmonės (LGEK) katilinės (115/70 °C), Centrolito gamykla šilumą gauna iš pramoninės katilinės (115/70 °C). C). Per pastaruosius dvejus ar trejus metus vis dažniau naudojamasi „atkarpa“ ir yra siejama su masiniu polimerinių vamzdynų įvedimu į pastatų šildymo sistemas jų rekonstrukcijos, taip pat naujos statybos metu. Dėl „išjungimo“ ir perjungimo į žemesnės temperatūros grafiką aušinimo skysčio temperatūrų skirtumas mažėja, todėl pastatų ir konstrukcijų, skirtų aukštesnei aušinimo skysčio temperatūrai, šildymo sistemoms „nepatiekiamas“ reikiamas šilumos kiekis. .

Šilumos energijos tiekėjai dėl sumažėjusio temperatūrų skirtumo šilumos „nepateikimą“ bando kompensuoti didindami aušinimo skysčio debitą, įtraukdami eksploatuoti papildomas siurbimo grupes. Taikoma temperatūros „ribinė“ temperatūra prie vienos ar kitos lauko temperatūros lydi vienkartinis tinklo vandens suvartojimo padidėjimas visam lauko temperatūrų diapazonui nuo ribinės temperatūros iki projektinės šildymo temperatūros.

Per didelis vandens suvartojimas tinkluose tokiais atvejais siekia 40-50% projektinio debito. Tačiau ne visada įmanoma kompensuoti šilumos trūkumą didinant srautą. Padidėjęs tinklo vandens suvartojimas pažeidžia stabilų sistemos hidraulinį režimą ir lemia šildymo tinklo nesuderinamumą. Tokiais atvejais tiekiamos šilumos kokybė gerokai skiriasi nuo standartinės. Temperatūros grafiko nukirpimas sutrumpina šildymo sezono laikotarpį, kai atliekama centralizuota kokybės kontrolė.

Taigi, jei šildymo sezono trukmė yra apie 6 mėnesius per metus, centrinis kokybės reguliavimas vykdomas 2-4 mėnesius, o 2-4 mėnesiai šildymo sezono metu iškrenta iš bet kokio reguliavimo.

Abonento papildomo reguliavimo ir temperatūros „atjungimo“ nebuvimo įtakos centrinės kokybės kontrolės trukmei šildymo sezono metu įvertinimas Lipecko miesto klimato sąlygoms, naudojant temperatūros „išjungimo“ pavyzdžius. grafiką nuo 150/70 °C iki 130, 115 ir 95 °C.

Tik 51,4% tiekiamo šilumos kiekio per visą šildymo laikotarpį taikoma centralizuota šildymo apkrovos kokybės kontrolė. 27,6% tiekiamo šilumos kiekio taikomas abonentinis reguliavimas arba jo nebuvimas, o 21% - nereguliavimas dėl vykdomo „atjungimo“.

Esant „atjungimo“ sąlygoms nuo 150/70 °C iki 130 °C, 68,9% šildymo sezono metu tiekiamos šilumos yra kontroliuojama centralizuotai. „Ribos“ nuo 150 °C iki 115 °C – 60,3% ir „ribinės“ sąlygos esant 95 °C – 35,8% tiekiamos šiluminės energijos.

Taigi, jei šildymo sezono trukmė yra apie 6 mėnesius per metus, centrinis kokybės reguliavimas vykdomas nuo dviejų iki keturių mėnesių, o du keturi mėnesiai šildymo sezono metu iškrenta iš bet kokio reguliavimo. Nuolatinis temperatūros grafiko „nujungimas“ su vėlesniu tinklo vandens suvartojimo padidėjimu ir abonentų koregavimu pas vartotojus pažeidžia stabilų šilumos tinklų hidraulinį režimą ir sukelia jo nesutapimą.

Siekiant aprūpinti pastatus ir statinius reikiamu šiluminės energijos kiekiu esant esamoms lauko oro temperatūroms visą šildymo sezoną, siūlomas vartotojų aprūpinimo periodiniu maksimaliu šilumos tiekimo būdas. Šiluminės energijos tiekimas vartotojams vykdomas per keletą šilumos tinklų su uždaromaisiais vožtuvais.

Yra žinoma, kad pastatų šilumos kaupimo pajėgumo panaudojimas leidžia reguliuoti šilumos tiekimą šildymui ne pagal esamą lauko temperatūrą, o pagal vidutinę tam tikro laikotarpio lauko temperatūros reikšmę, su atitinkamu laiko poslinkis .

Šilumos tiekimo organizavimas grindžiamas nesikeičiančiu vandens šildymo tinklo hidrauliniu režimu ir pastatų bei statinių gebėjimu kaupti šiluminę energiją.

Prie šilumos šaltinio yra: šilumos paruošimo mazgas, šaldomo vandens kolektorius, kuriame maišomas iš atskirų magistralinių grįžtamųjų vamzdynų einantis šilumnešis, karšto vandens kolektorius, uždarymo vožtuvai.

Siūlomas šilumos tiekimo vartotojams su periodiniu maksimaliu šilumos tiekimu būdas yra toks. Tinklo siurblys užtikrina stabilų hidraulinį režimą visoje sistemoje. Padidinto temperatūros potencialo šilumnešis per tam tikrą (pirmą) numatomą laikotarpį tiekiamas iš šilumos paruošimo įrenginio (HPU) į vieną iš atskirų linijų. Šilumos nešiklio srautas ir temperatūra palaikomi pastovūs, o tinklo vandens srautas nukreipiamas į likusias linijas, aplenkiant šilumos ruošimo įrenginį aplinkkeliu. Aušinimo skystis patenka į kitas linijas ir turi mišinio, susidariusio atšaldyto vandens kolektoriuje (CWH), temperatūrą. Laikui bėgant (pirmasis atsiskaitymo laikotarpis) mišinio temperatūra mažės, todėl šildomose patalpose sumažės patalpų oro temperatūra. Uždarymo vožtuvų perjungimo signalas yra vidinio oro temperatūra pas vartotojus, o kitą atsiskaitymo laikotarpį aušinimo skystis tiekiamas į kitą zoną iš šaltinio, kurio temperatūra yra aukštesnė ir pan.

Kiekvieno tinklo tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose periodiškai didėja ir mažėja aušinimo skysčio temperatūra. Sistema, išnaudodama pastatų ir konstrukcijų galimybę tam tikrą laiką kaupti ir išleisti šiluminę energiją, periodiškai tiekia vartotojams kiek pervertintą šilumos kiekį.

Taigi kiekvieno tinklo tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose periodiškai didėja ir mažėja aušinimo skysčio temperatūra. Sistema, išnaudodama pastatų ir konstrukcijų galimybę tam tikrą laiką kaupti ir išleisti šiluminę energiją, periodiškai tiekia vartotojams kiek pervertintą šilumos kiekį. Siūlomu šilumos tiekimo būdu periodiškai didėja ir mažėja aušinimo skysčio temperatūra, kai šiluma tiekiama individualiais šilumos tinklais į šilumos tiekimo zonas (TR) esant stabiliam hidrodinaminiam sistemos režimui.

Siūlomas šilumos tiekimo vartotojams su periodiniu maksimaliu šilumos tiekimu centralizuotose šilumos tiekimo sistemose būdas sukurs stabilų hidraulinį režimą vandens tinkluose ir užtikrins šilumos tiekimo reguliavimą viso šildymo sezono metu.

1. Sokolovas E.Ya. Šilumos tiekimas ir šilumos tinklai. - M .: MEI leidykla, 2001 m.

2. Sterligovas V.A., Manukovskaja T.G., Loginovas V.V., Ermakovas O.N., Kramčenkovas E.M. Šilumos energijos tiekimo vartotojams centralizuotose sistemose būdas. Patentas pav. KI Nr. 2334173 C1, R24B 3/02 (2006.01).