Подсистема "Оперативная схема" ИГС "CityCom‑ТеплоГраф"
Традиционное для геоинформационных систем (ГИС) масштабное графическое представление инженерных сетей на плане местности, созданное на основе планшетов М1:500, М1:2000 и т. д., не всегда удобно для работы персонала диспетчерской службы предприятия тепловых сетей. Диспетчеру часто бывает удобнее работать с "условной" оперативной схемой, на которой камеры переключений и другие существенные для управления элементы представлены крупными немасштабными обозначениями. При этом желательно на оперативной схеме видеть не только расположение, но и состояние динамических объектов (открытые/закрытые задвижки, включенные/отключенные насосные агрегаты и т.п.). В совокупности с гидравлической раскраской тепловой сети это дает наглядное представление о гидравлическом режиме в целом и вариантах возможных управляющих воздействий в той или иной ситуации. Очевидно, что в этом смысле требования к графическому представлению тепловых сетей на плане местности со стороны диспетчерской службы могут противоречить требованиям, например, производственно-технической службы (последняя заинтересована в максимально адекватном масштабном представлении).
Инструментальная платформа "CityCom" легко разрешает это противоречие. Архитектура базы данных системы такова, что позволяет иметь более одного графического представления для одной и той же расчетной электронной модели сети.
В частности, для имеющейся контрольной базы информационного-графического описания тепловой сети может быть создано альтернативное изображение описанной в ней модели сети – оперативная схема. На оперативной схеме ключевые для диспетчерского управления элементы могут быть представлены в том виде, как это удобно для диспетчерского персонала. При этом оба графических представления, – исходное и альтернативное, – остаются абсолютно равноправными в смысле производимых на них манипуляций. Так, если диспетчер "закроет" какую-то задвижку на оперативной схеме, то инженер ПТО на "своей", масштабной, схеме сразу же увидит и закрытую задвижку, и результат этой манипуляции в виде гидравлического режима, изменившегося в результате автоматически произведенного гидравлического расчета.
3. Организация эксплуатации тепловых сетей
При эксплуатации тепловых сетей должна быть обеспечена подача потребителям теплоносителя (воды и пара) установленных параметров в соответствии с заданным графиком при утечках теплоносителя и потерях тепла, не превышающих нормативных.
При исчерпании фактической мощности источников тепла и пропускной способности магистралей тепловой сети присоединение новых потребителей запрещается.
Границами обслуживания тепловых сетей, если нет иных документально оформленных договоренностей заинтересованных организаций, должны быть: со стороны источника тепла границы, устанавливаемые в соответствии с указаниями Правил со стороны потребителя тепла стена камеры, в которой установлены принадлежащие энергообъектам задвижки на ответвлении к потребителю тепла. Границы обслуживания тепловых сетей оформляются двусторонним актом.
Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна осуществлять контроль за техническим состоянием и исправностью трубопроводов, тепловых пунктов и другого оборудования, находящегося на балансе потребителей, а также за эксплуатационными режимами работы тепловых пунктов без права вмешательства в хозяйственную деятельность потребителя.
Организацией, эксплуатирующей тепловую сеть, должны бьпь организованы контроль за поддержанием в надлежащем состоянии путей подхода к объектам сети, а также дорожных покрытий и планировка поверхностей над подземными сооружениями.
Планировка поверхности земли на трассе тепловой сети должна исключать попадание поверхностных вод на теплопроводы.
Ввод трубопроводов тепловой сети в эксплуатацию без устройств для спуска и отвода воды из каждого секционируемого участка запрещается.
Организацией, эксплуатирующей тепловую сеть, должна бьпь обеспечена исправность ограждающих конструкций, препятствующих доступу посторонних лиц к оборудованию и к запорно-регулирующей арматуре.
Раскопка трассы трубопроводов тепловой сети или производство работ вблизи них посторонними организациями допускается только с разрешения организации, эксплуатирующей тепловую сеть, под наблюдением специально назначенного ею лица.
В организации, эксплуатирующей тепловую сеть, должны быть составлены: план тепловой сети (масштабный); оперативная и эксплуатационная (расчетная) схемы; профили теплотрасс по каждой магистрали.
Ежегодно должны корректироваться план, схемы и профили в соответствии с фактическим состоянием тепловой сети.
Оперативная схема тепловых сетей, а также настройка автоматики и устройств технологической защиты должны обеспечивать: подачу потребителям теплоносителя заданных параметров в соответствии с договорами на пользование тепловой энергией; оптимальное потокораспределение теплоносителя в тепловых сетях; возможность осуществления совместной работы нескольких источников тепла на объединенную тепловую сеть и перехода при необходимости к раздельной работе источников; преимущественное использование наиболее экономичных источников.
Всем тепломагистралям, камерам (узлам ответвления), подкачивающим, подпиточным и дренажным насосным, узлам автоматического регулирования, неподвижным опорам, компенсаторам и другим сооружениям тепловой сети должны быть присвоены эксплуатационные номера, которыми они обозначаются на планах, схемах и пьезометрических графиках.
На эксплуатационных (расчетных) схемах подлежат нумерации все присоединенные к сети абонентские системы, а на оперативных схемах, кроме того, секционирующая и запорная арматура.
Арматура, установленная на подающем трубопроводе (паропроводе), должна быт обозначена нечетным номером, а соответствующая ей арматура на обратном трубопроводе (конденсатопроводе) следующим за ним четным номером.
Каждый район тепловых сетей должен иметь перечень газоопасных камер и проходных каналов. Перед началом работ такие камеры должны быть проверены для обнаружения газа. Газоопасные камеры должны иметь специальные знаки, окраску люков и содержаться под надежным запором.
Все газоопасные камеры и участки трассы должны быть отмечены на оперативной схеме тепловой сети.
Надзор за газоопасными камерами должен осуществляться в соответствии с "Правилами безопасности систем газоснабжения Украины".
Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна осуществлять техническую приемку тепловых сетей, тепловых пунктов и систем теплопотребления, принадлежащих потребителю, после их монтажа или ремонта, при этом потребитель должен выполнять гидравлическое испытание на прочность и плотность собственного оборудования давлением, не превышающим максимально допустимое пробное давление для данных сетей, арматуры и нагревательных приборов в соответствии с "Правилами эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей".
Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна организовать постоянный контроль за качеством обратной сетевой .
Трубопроводы тепловых сетей до ввода их в эксплуатацию после монтажа или капитального ремонта должны быть подвергнуты очистке: паропроводы продувке со сбросом пара в атмосферу; водяные сети в закрытых системах теплоснабжения и конденсатопроводы гидропневматической промывке; водяные сети в открытых системах теплоснабжения гидропневматической промывке и дезинфекции с последующей повторной промывкой питьевой водой. Повторная после дезинфекции промывка должна производиться до достижения показателей сбрасываемой воды, соответствующих санитарным нормам на питьевую воду.
Подключение тепловых сетей потребителей и систем теплопотребления, не прошедших гидропневматическую промывку, а в открытых системах теплоснабжения также дезинфекцию, запрещается.
Все вновь смонтированные трубопроводы тепловых сетей до ввода в эксплуатацию должны быть подвергнут гидравлическому испытанию на плотность и прочность.
Заполнение сетевых трубопроводов, их промывка и повторная промывка, дезинфекция (для отрытых систем теплоснабжения), включение системы циркуляции, продувка и прогрев паропроводов и операции по пуску водяных или паровых тепловых сетей, а также любые испытания сети или отдельных ее элементов и конструкций должны выполняться под руководством ответственного лица по специально разработанной’ технической программе, утвержденной руководством организации, эксплуатирующей тепловые сети, и согласованной с руководством энергообъекта источника тепла.
Трубопроводы тепловых сетей должны заполняться водой температурой не выше 70 o C при отключенных системах теплопотребления.
Наружная поверхность трубопроводов и металлических конструкций тепловых сетей (балки, опоры, мачты, эстакады и др.) должна быть защищена стойкими антикоррозионными покрытиями.
Ввод в эксплуатацию тепловых сетей после окончания строительства или капитального ремонта без наружного антикоррозионного покрытия труб и металлических конструкций запрещается.
Трубопроводы тепловых сетей, арматура, компенсаторы и фланцевые соединения должны быть покрыты тепловой изоляцией в соответствии с проектом.
Применение в тепловых сетях гидрофильной засыпной изоляции, а также набивной изоляции при прокладке трубопроводов в гильзах (футлярах) запрещается.
Ввод в эксплуатацию тепловых сетей при неработающем понижающем дренаже запрещается. Проходные каналы, а также крупные узловые камеры, в которых установлено электрооборудование, должны иметь электроосвещение. Приточно-вытяжная вентиляция проходных каналов должна быть в исправном состоянии.
Все соединения труб тепловых сетей должны быть сварными, за исключением мест применения фланцевой арматуры. Использование для компенсаторов и арматуры хлопчатобумажных и пеньковых набивок запрещается.
При надземной прокладке тепловых сетей задвижки с электроприводами должны быть размещены в помещении или заключены в кожухи, защищающие арматуру и электропривод от атмосферных осадков и исключающие доступ посторонних лиц.
Присоединение к тепловым сетям установок горячего водоснабжения с неисправными регуляторами температуры воды, а также теплопотребляющих систем с неисправными приборами учета запрещается.
Для контроля за состоянием оборудования тепловых слей и режимом их работы регулярно по графику должен производиться обход теплопроводов и тепловых пунктов.
Организация, эксплуатирующая тепловые сети, обязана выявлять дефекты строительных конструкций, трубопроводов и оборудования тепловой сети, осуществлять контроль за их состоянием и за состоянием тепловой изоляции и антикоррозионного покрытия с применением современных приборов и методов диагностики, а также путем осмотра, опрессовок, испытаний на максимальную температуру теплоносителя и других методов. В организации, эксплуатирующей тепловые сети, должен осуществляться учет всех повреждений и выявленных дефектов по всем видам оборудования и анализ вызвавших их причин.
Периодичность проведения работ по контролю за состоянием оборудования тепловой сети определяется техническим руководителем организации, эксплуатирующей тепловые сети.
На водяных тепловых сетях и конденсатопроводах должен быть организован систематический контроль за внутренней коррозией трубопроводов путем анализов сетевой воды и конденсата, а также по индикаторам внутренней коррозии, устанавливаемым в наиболее характерных точках (на выводах с ТЭЦ, концевых участках, в двух-трех промежуточных узлах магистрали).
Неработающая тепловая сеть должна заполняться только химически очищенной деаэрированной водой.
Из паропроводов насыщенного пара конденсат должен непрерывно отводиться через конденсатоотводчики.
Работа конденсатоотводчиков на общий конденсатопровод без установки обратных клапанов запрещается.
Секционирующие задвижки и запорная арматура в нормальном режиме должны быть в полностью открытом или полностью закрытом положении; регулировать ими расход теплоносителя запрещается.
Среднегодовая утечка теплоносителя из водяных тепловых сетей должна быть не более 0,25% среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления в час независимо от схемы их присоединения (за исключением систем горячего водоснабжения, присоединенных через водоподогреватели). Сезонная норма утечки теплоносителя устанавливается в пределах среднегодового значения.
При определении утечки теплоносителя не должен учитываться расход воды на наполнение теплопроводов и систем теплопотребления при их плановом ремонте и подключении новых участков сети и потребителей.
После ремонта до начала отопительного сезона должно быть проведено гидравлическое испытание сетей в целях проверки плотности и прочности трубопроводов и установленной запорной и регулирующей арматуры минимальное значение пробного давления должно составлять 1,25 рабочего давления. При этом значение рабочего давления устанавливается техническим руководителем организации, эксплуатирующей тепловые сети. В каждом конкретном случае значение пробного давления устанавливается техническим руководителем организации, эксплуатирующей тепловые сети, в допустимых пределах, указанных выше.
Одновременное проведение гидравлических испытаний тепловых сетей на прочность и плотность и испытаний на максимальную температуру теплоносителя запрещается. Для гидравлических испытаний на прочность и плотность трубопроводы тепловых сетей должны заполняться водой температурой не выше 45 o C. На время проведения испытаний тепловой сети пробным давлением тепловые пункты и системы теплопотребления должны быть надежно отключены.
Определение фактических тепловых и гидравлических потерь в тепловых сетях должно осуществляться в соответствии с действующими методическими указаниями. Объем и периодичность испытаний тепловых сетей на потенциал блуждающих токов должны соответствовать "Инструкции по защите тепловых сетей от электрохимической коррозии".
Технологические защиты должны быть включены в эксплуатацию постоянно. Отключение устройств технологической защиты во время работы тепловой сети производится с разрешения технического руководителя организации, эксплуатирующей тепловые сети, с оформлением в оперативной.
Для двухтрубных водяных тепловых сетей в основу режима отпуска тепла должен быть положен график центрального качественного регулирования.
При наличии нагрузки горячего водоснабжения минимальная температура воды в подающем трубопроводе сии должна быть: для закрытых схем не ниже 70 o C; для открытых схем горячего водоснабжения не ниже 60 o C.
Гидравлические режимы водяных тепловых сетей должны разрабатываться ежегодно для отопительного и летнего периодов; для открытых систем теплоснабжения в отопительный период режимы должны разрабатываться при максимальном водоразборе из подающего и обратного трубопроводов и при отсутствии водоразбора. Мероприятия по регулированию расхода воды у потребителей должны быть составлены для каждого отопительного сезона.
Очередность сооружения новых магистралей и насосных станций, предусмотренных схемой теплоснабжения, должна определяться с учетом реального роста присоединяемой тепловой нагрузки, для чего в организации, эксплуатирующей тепловую сеть, должны быть разработаны гидравлические режимы системы теплоснабжения на ближайшие 3-5 лет.
В тепловых сетях должны быть предусмотрены мероприятия для обеспечения теплоснабжения потребителей при выходе из строя насосных станций и отдельных участков основных магистралей.
Давление воды в любой точке подающей линии водяных тепловых сетей, в трубопроводах и оборудовании источника тепла, тепловых сетей и тепловых пунктов и в верхних точках непосредственно присоединенных систем теплопотребления при работе сетевых насосов должно обеспечивать с запасом не менее 0,5 кгс/см 2 (50 кПа) невскипание воды при ее максимальной температуре.
Давление воды в обратной линии водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно быть в любой точке не ниже 0,5 кгс/см 2 (50 кПа). Давление воды в обратной линии должно быть не выше допустимого для трубопроводов и оборудования источника тепла, тепловых сетей и тепловых пунктов и для непосредственно присоединенных систем теплопотребления.
Статическое давление в системах теплоснабжения должно быть таким, чтобы обеспечивать заполнение водой трубопроводов тепловой сети, а также всех непосредственно присоединенных систем теплопотребления. Статическое давление должно быть не выше допустимого для трубопроводов и оборудования источника тепла, тепловых сетей и тепловых пунктов и непосредственно присоединенных систем теплопотребления. Статическое давление должно быть определено условно для температуры воды от 1 до 100 o C.
При аварийном прекращении электроснабжения сетевых и перекачивающих насосов организация, эксплуатирующая тепловую сеть, должна обеспечить давление в тепловых сетях и системах теплопотребления в пределах допустимого уровня. При возможности превышения этого уровня должна быть предусмотрена установка специальных устройств, предохраняющих систему теплоснабжения от гидроударов. Ремонт тепловых сетей должен производиться в соответствии с утвержденным графиком (планом) на основе результатов анализа выявленных дефектов, повреждений, периодических осмотров, испытаний, диагностики и ежегодных опрессовок. График ремонтных работ должен быть составлен исходя из условия одновременного ремонта трубопроводов тепловой сети и тепловых пунктов. Организация, эксплуатирующая тепловые сети, должна систематически заменять аварийные трубопроводы, а также выполнять другие работы, направленные на повышение надежности эксплуатации оборудования и сетей, эффективности использования отпущенного тепла, уменьшение потерь тепла и сетевой воды.
1. Белецкий Б.Ф. Технология прокладки трубопроводов и коллекторов различного назначения. – М.: Стройиздат, 1992.
2. Василенко А.И. Теплогазоснабжение и вентиляция жилых зданий: Учеб.пособие. -Ростов н/Д, 1996. -70 с.: ил.
3. Г. Н. Музалевская Инженерные сети городов и населенных пунктов 2006 г
4. Малицкий Л.С., Куканов В.И. Проектирование и строительство подземных инженерных сетей / МАДИ.- М., 1987.
5. Федоров Н.Ф., Веселов С.В. Городские подземные сети и коллекторы – М.: Стройиздат, 1972.
6. Шарапов В.И., Теплоэнергетика и теплоснабжение.- Ульяновск, 2002.
информация для инженеров и проектировщиков
Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. Схема тепловой сети определяется наличием источника теплоснабжения, их тепловой мощностью, а также размещением источников теплоснабжения относительно потребителей теплоты. Также выбор схем тепловых сетей зависит от величин тепловых нагрузок потребителей теплоты, от характера тепловых потребителей и от вида теплоносителя. Схема тепловой сети должна обеспечивать надежность подачи теплоты и точность ее распределения между потребителями. Протяженность тепловой сети должна быть минимальна, а конфигурация должна быть по возможности простой и экономична в эксплуатации.
Наиболее простой и часто применяемой является радиальная схема (тупиковая) тепловой сети.
Принципиальная схема радиальная
1 – потребители теплоты
2 – тепловые сети
3 – источник теплоснабжения (котельная, ТЭЦ)
Радиальные тепловые сети характеризуются постепенным уменьшением диаметров трубопровода по мере удаления от источника теплоснабжения и снижения расхода сетевой воды. На трубопроводах тепловых сетей размещаются секционирующие задвижки на расстоянии от 1000 до 1500 м друг от друга. Секционирующие задвижки также устанавливаются на ответвлениях потребителей теплоты. Назначение секционирующей задвижки – это локализация места аварии тепловой сети и отключение потребителей. Радиальные тепловые сети наиболее просты и требуют больших капитальных и эксплуатационных затрат.
Главный недостаток радиальных тепловых сетей – отсутствие резервирования, т.е. при аварии на одном из участков, например, на схеме участок “Б-Г”, прекращается подача теплоты всем потребителям, расположенным после точки (участка) ”Г”.
Повышение надежности радиальных тепловых сетей возможны следующими методами:
- Совместная работа нескольких источников теплоснабжения на общую радиальную тепловую сеть.
- Резервирование отдельных элементов радиальной тепловой сети (4 вместо 1 подающего трубопровода, который рассчитан на пропуск 100% расхода сетевой можно проложить 2 трубопровода, каждый из которых рассчитан на пропуск 50% расхода сетевой воды).
- Использование технических мероприятий, повышающих вероятность безотказной работы отдельных элементов тепловой сети (например, антикоррозионная защита трубопроводов, использование стальной запорной арматуры вместо чугунной).
- Установка дублирующих перемычек между тепловыми сетями соседних районов.
- Использование щадящего режима при работе радиальной тепловой сети (например, работа систем теплоснабжения на пониженных температурных графиках τ01 0 C, τ02 0 C).
Однако повышение надежности радиальных тепловых сетей приводит к их значительному удорожанию и должно быть обосновано технико-экономическим расчетом.
Непрерывность подачи теплоты потребителям достаточно хорошо обеспечивается кольцевой схемой тепловой сети.
Принципиальная схема кольцевой тепловой сети
В кольцевых тепловых сетях предусматривается прокладка дублирующих магистральных участков (”А-А’-Г’-Е’-Ж”), а также предусматривается прокладка перемычек (например, ”В-В’; Г-Г’; Д-Д’; Е-Е’ ”). И в случае аварии на одном из участков потребитель будет получать тепловую энергию по дублирующей магистрали участкам через перемычки.
Кольцевание повышает надежность тепловых сетей, но приводит к значительному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат. Выбор схема тепловой сети определяется технико-экономическим обоснованием с обязательным учетом надежности обеспечения потребителей тепловой энергией.
Потребители теплоты по надежности теплоснабжения разделяются на 3 категории:
- Потребители недопускающие перерыва подачи требуемого количества теплоты и недопускающие снижения температуры внутреннего воздуха в помещениях зданий (больницы, родильные дома, детские-дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, галереи, шахты и т.д.).
- Потребители, допускающие снижение температуру внутреннего воздуха на период ликвидации аварии. Допустимое снижение температуру внутреннего воздуха на период ликвидации аварии составляет для жилых, общественных, административно-бытовых зданий до 12 0 С, для промышленных зданий до 8 0 С.
- Все остальные потребители теплоты (склады, гаражи, хранилища).
При авариях на тепловых сетях или на источнике теплоснабжения снижение подачи теплоты потребителям 2 и 3 категории приведено в таблице.
Допустимое снижение подачи теплоты потребителям 2 и 3 категории при аварийном режиме теплоснабжения
| Наименование |
показателя
Расчетное время ликвидации аварии и полного восстановления теплоснабжения составляет от 15 до 54 часов (в зависимости от места возникновения аварии и сложности повреждения).
Согласно СНиП 41-02-2003 ”Тепловые сети”. Все тепловые сети населенных пунктов и промышленных предприятий подразделяются на:
- магистральные тепловые сети – предназначены для транспортировки теплоносителя от источников теплоснабжения до вводов в жилые районы или до вводов на территорию промышленных предприятий.
- распределительные тепловые сети – предназначены для транспортировки теплоносителя от магистральных тепловых сетей до тепловых пунктов жилых районов или промышленных предприятий.
- квартальные тепловые сетиилимежцеховые тепловые сети– предназначены для транспортировки теплоносителя от тепловых пунктов до зданий жилых районов или цехов промышленных предприятий.
Принципиальные схемы магистральной, распределительной и квартальной тепловых сетей.
Принципиальная схема тепловых сетей жилых микрорайонов
1 — потребители теплоты (здания)
2 – источники теплоснабжения
3 – участки магистральной тепловой сети
4 – распределительные тепловые сети
5 – квартальные тепловые сети
6 – центральные тепловые пункты
Принципиальная схема тепловых сетей с индивидуальными тепловыми пунктами
На рисунках приведены схемы радиальная магистральная распределительная и квартальная тепловых сетей для 2-х жилых районов при наличии 2-х источников теплоснабжения.
Для каждого жилого района предусматривается подача теплоты от любого источника теплоснабжения (посредством переключения задвижек на магистральной и распределительной тепловых сетях). Магистральные тепловые сети и распределительные тепловые сети транспортируют теплоноситель для всех видов теплового потребления, т.е. в одном трубопроводе находится сетевая вода и для отопления, и для вентиляции, и для горячего водоснабжения и возможно даже для технологических нужд потребителей теплоты.
Магистральные тепловые сети и распределительные тепловые сети прокладываются, как правило, 2-х трубными, квартальные и межцеховые сети транспортируют теплоноситель для каждого вида теплового потреблении по отдельности, т.е. отдельно прокладываются сети для отопления (так называемые отопительные тепловые сети), отдельно прокладываются сети для горячего водоснабжения (сети горячего водоснабжения), также на промышленных предприятиях могут прокладываться сети для покрытия технологической тепловой нагрузки.
Квартальные и межцеховые тепловые сети прокладываются либо 4-х трубные, либо много трубные, при наличии жилых районов или на промышленных предприятиях, индивидуальных тепловых пунктах практически стираются отличия между распределительными и квартальными тепловыми сетями, т.е. распределительные тепловые сети в этом случае прокладываются в самих жилых кварталах, или между цехами в промышленных предприятиях.