Испытание на тепловые потери.

Основное назначение таких испытаний проверка эффективности тепловой изоляции теплопроводов и установление исходных показателей для расчета тепловых потерь сети.

Испытания на тепловые потери должны проводиться при установившемся тепловом

режиме. Поэтому их целесообразно осуществлять сразу после окончания отопительного сезона, когда грунт вблизи теплопровода прогрет, благодаря чему снижается продолжительность испытаний. Если до испытаний тепловая сеть длительно не работала, то необходимо предварительно вывести ее на установившийся тепловой режим посредством длительного (до стабилизации тепловых потерь) поддержания температуры, намечаемой для проведения испытания.

Тепловые потери, кДж/с, испытуемого участка водяной тепловой сети

где V — объемный расход теплоносителя, м Dр потеря давления на участке, кПа; t — температура теплоносителя в начале и конце участка, °С; с — теплоемкость воды, с = 4, 2 кДж/(кг °С); р — плотность воды, кг/м³.

При малых потерях давления Dр вторым слагаемым пренебрегают. Удельные тепловые потери участка двухтрубной подземной тепловой сети, кДж/°С, вычисляют по приближенной формуле

где Q— тепловые потери, кдж/с, при средней температуре теплоносителей в подающем и обратном трубопроводах соответственно t₁ и t₂ч ОС; t_окр - температура окружающей среды, °С.

Тепловые потери паропроводов, кдж/с,

где G— расход пара, кг/с; -энтальпия пара в начале и конце паропровода, кдж/кг.

Тепловые испытания паропроводов существенно упрощаются, когда пар на всей длине испытуемого участка остается перегретым. Поэтому эти испытания целесообразно проводить при возможно более высоких расходах с; и температурах пара на входе в паропровод.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Системы централизованного теплоснабжения являются важными звеньями энергетического хозяйства и инженерного оборудования городов и промышленных районов. На надежность, качество и экономичность теплоснабжения городов существенное влияние оказывает организационная структура эксплуатации СЦТ этих городов.

Выбор оптимальной структуры определяется конкретно для каждого города (промышленного района) в зависимости от масштабов СЦТ, а также технических характеристик этой системы.

Наиболее целесообразно единое управление СЦТ: источниками теплоты, магистральными и распределительными тепловыми сетями. Эксплуатацией теплоиспользующих установок и систем, как правило, должны заниматься их владельцы (потребители) либо своими силами и средствами, либо с привлечением специализированных предприятий.

Возможен вариант, когда энергоснабжающая организация будет выполнять так же функции по эксплуатации теплоиспользующих установок у потребителей. Но это должно осуществляться по отдельному договору с потребителем. При этом энергоснабжающая организация будет оказывать услуги по теплоснабжению, а не продавать тепловую энергию, т.е. предметом договора теплоснабжения между энергоснабжающей организацией и потребителем будет обеспечение комфорта в отапливаемых помещениях и температуры горячей воды в водоразборных кранах, требуемой санитарными правилами, независимо от количества теплоты, израсходованной потребителем.

В этом случае процессы производства, транспортировки, распределения теплоты и ее подачи потребителям будут находиться под единым техническим и организационно-экономическим управлением одной энергоснабжающей организации. Такая форма организации эксплуатации СЦТ дает возможность снизить затраты на административное управление и эксплуатацию СЦТ в целом, исключает «ведомственные перегородки» в технологически единой системе теплоснабжения и существенно повышает ее управляемость.

Для эксплуатации городских магистральных и распределительных тепловых сетей создаются специализированные предприятия «Тепловые сети» («Теплосеть»). Эти предприятия могут быть в составе энергосистем (АО-энерго), которые эксплуатируют ТЭЦ, или в составе муниципалитетов, отвечающих за теплоснабжение городов.

В сверхкрупных СЦТ (мощностью, на пример, более 1000 Гкал/ч) возможно разделение городских тепловых сетей между АО-энерго и муниципалитетами: магистральные тепловые сети закрепляются за АО-энерго, а распределительные — за муниципалитетами. Однако такое организационное решение требует четкого технологического структурирования СЦТ с созданием на границах передачи теплоносителя от одного предприятия другому технологических узлов управления и коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителей. Одна из основных задач, которую должны решать предприятия «Тепловые сети» - организация работы СЦТ в целом с координацией действий персонала источников теплоты, собственного персонала и персонала потребителей.

Предприятие «Теплосеть» должно обеспечивать подачу теплоносителей с заданными (зафиксированными в договорах теплоснабжения) параметрами (температурой и давлениями) на границах раздела с потребителями теплоты. При этом источники теплоты должны обеспечивать задаваемые диспетчером «Теплосети» параметры теплоносителя на выводных коллекторах, а персонал «Теплосети» соответствующие параметры теплоносителя на границах раздела с потребителями.

Количество теплоносителя (а следовательно, и теплоты), отбираемого из тепловой сети, зависит от спроса на теплоту потребителей. При этом потребители обязаны соблюдать режимы отбора (потребления) тепловой энергии и теплоносителя из СЦТ: не допускать превышения расходов теплоносителя выше договорных величин и охлаждать теплоноситель на величину не менее, указанной в договоре теплоснабжения. Только в этом случае все потребители теплоты смогут обеспечить надежное и качественное теплоснабжение (естественно, при условии нормального состояния теплоиспользующих установок). Любые серьезные нарушения в режимах подачи и использования теплоносителя будут приводить к нарушениям в теплоснабжении потребителей. Причем указанные нарушения в теплоснабжении зачастую испытывают дисциплинированные потребители, которые выполняют указания «Теплосети». Связано это с тем, что менее квалифицированные и менее дисциплинированные потребители нарушают режимы теплопотребления перерасходуют сверх договорных значений теплоноситель, перегружая при этом тепловую сеть, но не отбирают от теплоносителя тепловую энергию в полном объеме (возвращают теплоноситель на источник теплоты с температурой более высокой, чем это предусмотрено договором). В результате нарушений в режимах теплопотребления снижаются располагаемые напоры в тепло вой сети, а в случае если источником теплоты является ТЭЦ, снижается ее тепловая экономичность, потому что сокращаются объемы производства электроэнергии на тепловом потреблении.

Организация работы персонала «Теплосети» регламентируется ((Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей», «Правилами техники безопасности при обслуживании тепловых сетей», Правилами Госгортехнадзора РФ, другими нормативно-техническими документами, действующими в электроэнергетическом комплексе страны, в коммунальной и промышленной энергетике.

Основной производственной единицей «Теплосети» является сетевой район, персонал которого обычно обеспечивает эксплуатацию тепловых сетей и СЦТ от одного (в редких случаях двух) источников теплоты.

Сетевые районы осуществляют эксплуатацию находящихся на балансе (в собственности) «Теплосети» тепловых сетей, надзор за тепловыми сетями, находящимися на балансе других предприятий, например, предприятий оптовых потребителей (перепродавцов), а также обеспечивают режимы работы обслуживаемых СЦТ путем распределения теплоносителя между потребителями в соответствии с договорами теплоснабжения и указаниями диспетчерской службы «Теплосети». В задачу сетевого района входит также решение ряда проблем, связанных с продажей теплоты: организация коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителей у своих потребителей, определение объемов этой теплоты и теплоносителей для оплаты потребителями и т.п.

Диспетчерская служба (ДС) «Теплосети» создается для обеспечения согласованной работы всех звеньев СЦТ. В зависимости от масштабов СЦТ ДС может иметь разную структуру: в относительно небольших системах — одноступенчатую, а в крупных системах — двухступенчатую, состоящую из центрального диспетчерского пункта (ЦДП) и районных диспетчерских пунктов (РДП).

Для успешного выполнения их функций на диспетчерские пункты (ДП) должна постоянно поступать информация о параметрах теплоносителя в характерных точках СЦТ: на источниках теплоты, в насосных подстанциях, в узловых камерах сети, у крупных потребителей. Эти характерные точки находятся на значительном расстоянии от ДП. Поэтому для сбора информации используются средства телеизмерения по каналам связи городской телефонной сети и (или) по специальным кабельным линиям. Эти каналы связи используются не только для телеизмерений, но и для телеуправления отдельными элементами СЦТ (например, насосными подстанциями, важными коммутационными узлами в сети и т.п.).

Большое распространение получили автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ) в составе автоматизированной системы управления предприятия (АСУП). Построение АСУП на каждом предприятии является индивидуальной задачей, так как нет двух одинаковых СЦТ и двух одинаковых предприятий «Теплосеть». В то же время в решении указанной проблемы разными предприятиями есть очень много общего. Поэтому в качестве рекомендаций могут быть использованы «Основные положения по созданию автоматизированных систем управления предприятиями «Тепловые сети» (АСУ-«Теплосеть»), разработанные и утвержденные РАО ЕЭС России».

С помощью АСДУ персонал ДС предприятия «Теплосеть» выполняет много важных задач по эксплуатации СЦТ, таких как:

• разработка и оптимизация режимов от пуска тепла от ТЭЦ и котельных и контроль за их выполнением;
• разработка и оптимизация гидравлических и тепловых режимов работы тепловых сетей и контроль за их выполнением;
• телеконтроль и телеуправление оборудованием насосных подстанций, крупных коммутационных узлов в сети, блокировочных связей, дренажных насосных и т.п.;
• руководство операциями по обнаружению и локализации повреждений тепловых сетей и сетевого оборудования;
• координация работ и руководство оперативными действиями персонала источников теплоты, сетевых районов и потребителей теплоты в нормальных и аварийных ситуациях.

В целях проведения более эффективной работы по поддержанию режимов работы СЦТ в задачу сетевых районов входит также распределение теплоносителя между потребителями и контроль за режимами его потребления. Эту задачу сетевой район решает совместно с ДС.

Для поддержания высокой эксплуатационной надежности тепловых сетей и сетевого оборудования должен своевременно проводиться ремонт теплопроводов и оборудования. Ремонт осуществляется на основании результатов постоянного мониторинга и диагностики с использованием современных диагностических средств. Мелкий ремонт обеспечивается обычно силами сетевого района. Более крупные ремонты, связанные с выводом теплопроводов в ремонт в заранее запланированные сроки, выполняются силами специализированных подрядных организаций либо собственными ремонтными цехами, если объемы ремонтных работ достаточны для постоянной загрузки ремонтного персонала в течение года.

Важное место в работе «Теплосети» занимает организация аварийных ремонтов тепловых сетей. В настоящее время состояние теплопроводов в большинстве российских СЦТ недостаточно надежное. Не исключены случаи, когда в период низких наружных температур может произойти выход из строя теплопроводов с прекращением подачи теплоносителя потребителям теплоты. В большинстве крупных предприятий «Теплосеть» создаются аварийно-восстановительные службы (АВС). В задачу АВС входит ликвидация повреждений теплопроводов в кратчайшие сроки при тесном взаимодействии с сетевым районом и ДС. Для решения поставленных задач АВС должна быть оснащена соответствующими средствами механизации (автотранспортом, экскаваторами, грузоподъемными машинами и механизмами, передвижными сварочными агрегатами и т.п., включая средства малой механизации).

Эксплуатацией автотранспорта, машин и механизмов занимается служба механизации, если эта функция не централизована в АО-энерго.

В «Теплосети» эксплуатируется большое количество электротехнического оборудования: крупных и мелких электродвигателей в насосных и дренажных подстанциях, в узловых камерах, на ГТП, в трансформаторных и (или) распределительных подстанциях, питающих насосные станции, много осветительного и другого электротехнического оборудования. Для его эксплуатации создаются электротехническая служба (цех). Для эксплуатации средств автоматики, связи и АСУ, организации технологического контроля и коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителей в сетевых районах и у потребителей создаются соответствующие подразделения: служба автоматизации в измерений, служба АСУП. Их структуры зависят от объемов обслуживаемого оборудования и организации эксплуатации СЦТ.

В «Теплосети» должно быть подразделение, в задачи которого входит защита оборудования от коррозии, поддержание нормальных водно-химических режимов СЦТ, выявление причин коррозионных повреждений теплопроводов, разработка и внедрение совместно с сетевыми районами, другими службами «Теплосети» и специализированными предприятиями мероприятий, препятствующих коррозионным процессам (служба испытаний и защиты оборудования). Для координации проблем, связанных с развитием СЦТ в «Теплосети» создается служба перспективного развития (СПР), которая должна тесно сотрудничать с СПР АО-энерго и с городскими службами.

Для организации нового строительства и реконструкции тепловых сетей, осуществления контроля за этими видами работ в «Теплосети» создаются (при необходимости) отделы (группы) капитального строительства (ОКС). При малых объемах указанных работ эти функции осуществляют другие подразделения. Однако в любом случае очень важной остается функция по контролю за качеством выполнения строительно-монтажных и ремонтных работ, так как от этого во многом зависит надежность работы теплопроводов и, следовательно, надежность теплоснабжения потребителей. Указанные функции контроля осуществляют сетевые районы и группы технического надзора «Теплосети».

Важной задачей в работе Теплосети» является анализ результатов работы предприятия, в том числе учет и анализ повреждений, разработка мероприятий по совершенствованию эксплуатации, применению новой техники, обучению персонала эффективным приемам труда, разработка соответствующих нормативных документов (инструкций по эксплуатации конкретных видов оборудования и т.п.). Указанные задачи в «Теплосети» решает производственно-технический отдел (служба).

Кроме технических служб в «Теплосети», как и на любом промышленном предприятии, имеются экономические и вспомогательные службы (планово-экономический и финансовый отделы, бухгалтерия, служба снабжения и др.).

Все подразделения «Теплосети» должны работать согласованно в соответствии с положениями о каждом из них, чтобы исключить дублирование в работе и, наоборот, не оставить важный участок работы без ответственных исполнителей. Задачи по координации работы технических служб осуществляет главный инженер, а предприятия в целом — директор.

«Теплосеть» во многом влияет на надежность и качество теплоснабжения многочисленных потребителей города. Поэтому необходима активная работа «Теплосети» с городскими службами и предприятиями, несущими ответственность за теплоснабжение города, а также с промышленными потребителями, которые присоединены к тепловым сетям в данной СЦТ.

Не менее важной является работа «Теплосети» с источниками теплоты: ТЭЦ, котельными, источниками сбросной теплоты промышленных предприятий и т.п. по координации их работы в технологически единой СЦТ города.