Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Режим, необходимый для потребителя, полностью определяет режим работы источника тепла только при индивидуальной или мелкогрупповой котельной, где на отопление и горячее водоснабжение работают отдельные котлы. В этом случае режим отопительной системы, работающей по отопительному графику, может быть не связан с режимом системы горячего водоснабжения, работающей с постоянной температурой воды. Таким образом, с точки зрения возможностей проведения режима, необходимого потребителю, схема с индивидуальной котельной является оптимальной. Она не пригодна по другим мотивам — большому удельному расходу топлива, Высоким трудозатратам, отсутствию резерва и пр. Устраняя крупные недостатки мелких котельных, системы централизованного теплоснабжения вместе с тем должны давать возможность потребителю проведения необходимого ему режима. Эта задача весьма трудна и не решена в необходимой мере до сего времени.

Первые тепловые сети в городах были предназначены только для систем отопления и работали по чисто отопительному графику с Ti=130°C (рис. 4-5). Однако при этом появилось дополнительное условие качественного теплоснабжения — правильное распределение расхода циркулирующей воды по абонентским вводам в соответствии с тепловой нагрузкой и графиком температур. Это условие сравнительно легко выполнялось, так как тепловые сети были короткими и потери давления в них небольшими, расход циркулирующей воды был постоянным в течение всего сезона и мало изменяющимся по годам. Применение в этих условиях элеваторов с большими потерями давления в них обеспечивало высокую гидравлическую устойчивость тепловой сети. В таком режиме многие групповые системы теплоснабжения работают и до настоящего времени.


Положение изменилось после подключения к обычной двухтрубной сети нового потребителя с другим характером нагрузки — систем горячего водоснабжения. Необходимо было сразу же изменить форму температурного графика, так как температура воды для бытовых нужд не должна быть ниже 60 °С. Возникавший при этом перегрев отапливаемых зданий компенсировался сокращением числа часов работы сети, т. к. в теплое время отопительного сезона сети работали. с ночными централизованными пропусками. Проведенный перевод тепловых сетей на повышенную расчетную температуру подаваемой воды 150 °С позволил значительно снизить длительность пропусков (рис. 4-5, кривая 2). Потребители горячего водоснабжения должны были иметь аккумуляторы горячей воды. Однако в дальнейшем по мере расширения радиуса действия сетей от централизованных пропусков пришлось отказаться, так как остановка и последующий пуск сетей и оборудования ТЭЦ весьма трудоемки, а от аккумуляторов у потребителей проектные организации отказывались из-за трудностей их размещения.

После этого тепловые сети вынужденно перешли на применение местных пропусков для отопительных систем при круглосуточной работе сетей. Однако, как показывает практика, местные пропуски персоналом абонентов нигде не проводятся. Московской теплосети не удалось внедрить и систему автоматического выполнения таких пропусков, так как эта система требовала также дополнительных трудозатрат персонала абонента.

Таким образом, применяемый во многих тепловых сетях отопительный график с тм1Ш=604-70 °С (для открытой и закрытой систем теплоснабжения) требует специальных дополнительных устройств на вводах потребителей для снижения температуры подаваемой воды в теплый период отопительного сезона.

Присоединение к двухтрубной сети систем горячего водоснабжения изменило не только форму температурного графика, но и гидравлический режим сети. При отопительной нагрузке расход воды в сети оставался неизменным и сеть работала с постоянным расходом весь отопительный сезон. Расход тепла и воды из тепловой сети на нужды горячего водоснабжения различен в зависимости от часа суток и температуры сетевой воды, которая в свою очередь определяется в сетях температурой наружного воздуха. Суммарный расход воды в сети максимален в теплое время отопительного сезона при Тмгт = 604-70 °С и минимален при расчетной температуре. Разница между максимумом и минимумом расхода воды в сети тем больше, чем больше удельный вес нагрузки горячего водоснабжения.

В первые годы этот удельный вес был небольшим, и при сравнительно коротких сетях это не вносило больших трудностей в распределение воды по сети. Но с ростом жилищного строительства в городах доля нагрузки горячего водоснабжения в них стала быстро нарастать.

Характерным примером в этом является рост нагрузки горячего водоснабжения в тепловых сетях Москвы. Первые установки горячего водоснабжения в московских тепловых сетях появились перед Великой Отечественной войной. В 1950 г. удельный вес среднесуточной нагрузки горячего водоснабжения составил 6,5% от суммарной, к 1960 г. он возрос до 13,5%, а к 1970 г.— до 16%.

Как известно, нагрузка горячего водоснабжения у основного потребителя — жилых зданий — неравномерна и по дням недели и, особенно, по часам суток (рис. 4-6). Отсюда неравномерность расхода сетевой воды не только в зависимости от tH, но и по часам суток. Все эти изменения в расходах сетевой воды на горячее водоснабжение отложили свой отпечаток на работе отопительных систем. Объясняется это крайне низкой гидравлической устойчивостью самих тепловых сетей и отсутствием надежных авторегуляторов на вводах потребителей.

Фактическая взаимосвязь расхода воды на вводе потребителя между системами отопления и горячего водоснабжения стала использоваться для снижения расхода воды на отопление в часы максимума горячего водоснабжения. Расход воды, идущей в систему отопления, снижается в часы вечернего максимума. Тепловые сети с учетом этого стали рассчитывать только на среднюю нагрузку горячего водоснабжения. Нагрузка горячего водоснабжения даже при учете ее по среднесуточной величине все же существенно увеличивала расход сетевой воды, а следовательно, диаметры сетей. Стремление снизить расчетные расходы сетевой воды, а также стабилизировать в некоторой степени ее расход в течение отопительного сезона привели к разработке специальных температурных графиков и двухступенчатых схем включения подогревателей горячего водоснабжения (гл. 3).



В качестве примера можно привести отчетные данные по Московской теплосети, большая часть которой работала по повышенному графику температур при двухступенчатой последовательной схеме. При расчетной норме 13 т на присоединенную 1 Гкал!ч (для tH= =2,5 °С) фактический удельный расход сетевой воды за первый квартал 1972 г. составил 12,5 т.

Если в первые годы многие тепловые сети не могли обеспечить правильного распределения и использования теплоснабжения. Расход воды из сети на типовой абонентский ввод при повышенном графике предполагается стабильным, регулировка отпуска тепла достигается температурой воды. Если отопительный график есть график регулирования по отопительной нагрузке, то повышенный и скорректированный являются графиками регулирования по суммарной нагрузке отопления и госетевой воды у потребителей, особенно промышленных, то теперь, как правило, теплосети достаточно хорошо справляются с заданным режимом работы. Доказательством этого являются как соблюдение расчетной нормы суточного и часового расхода сетевой воды, так и выдерживание в заданных пределах температуры возвращаемой на ТЭЦ воды (табл. 4-3).


Вместе с тем, расчетные расходы сетевой воды все же не достигают тех величин, которые было предположено первоначально получить при внедрении, например, повышенного графика температур. Фактически снижение удельного расхода сетевой воды было получено лишь за счет повышения ее температуры на ТЭЦ. Температура возвращаемой на ТЭЦ воды практически не понизилась. Удельный расход сетевой воды в закрытой системе теплоснабжения при регулировании по суммарной нагрузке теоретически должен быть равен расходу только на отопление и вентиляцию, т. е. примерно около 10 г на присоединенную 1 Гкал/ч. Фактически этот расход на 20—25% больше, и это завышение закономерно. Первая причина этого лежит в большом разнообразии фактического соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления, которое имеет место не только у общественных и жилых зданий, но и внутри группы жилых зданий. Определенную роль здесь играет разнобой в тепловых характеристиках новых зданий, а также привычки жителей.

Обычно повышенный график температур рассчитывается на p — Qi. cp/QoO.154-0,2. Фактически величина р колеблется в пределах от 0 до 0,5. На рис. 4-9 в качестве примера приведены полигоны частот по нескольким районам Московской теплосети. Один из них (второй) является районом новой застройки, два других — смешанной.

При р = 0,44-0,5, как показывают расчеты и опыт, суточные колебания температуры воздуха у потребителя превышают допустимые и потребители обычно переходят на смешанные схемы вместо последовательных. Это увеличивает расчетный расход воды.


Второй причиной завышения удельного расхода сетевой воды является применение в последовательных двухступенчатых схемах для переключения подогревателя второй ступени регуляторов прямого действия (РР московской конструкции), а это вызывает увеличение на 10%. сум

марного расхода сетевой воды на ввод. В некоторых городах из-за недостатка производства регуляторов такие схемы вообще эксплуатируются на ручном управлении.

Для того чтобы определить весомость названных причин, проведем примерный расчет удельного расхода сетевой воды. Примем обычный в настоящее время для городских сетей органический состав тепловой нагрузки:



К определенной таким образом величине следует сделать 5%-ную добавку на неточность распределения воды. Таким образом, расход воды составит 12 т, или 12/10,3=1,17 по отношению к расходу на отопление и вентиляцию.

Снижение удельного расхода на 1 т может дать применение регуляторов непрямого действия, например рекомендуемых ОРГРЭС типа РД-За с РК>2. Это, конечно, вызовет как увеличение капитальных затрат на вводы, так и трудозатрат на обслуживание. Можно привести следующие цифры. Стоимость регулятора РР 100—134 руб., стоимость комплекта регулятора РД-За с РК-2 диаметром 80 мм 390 руб. Растут и затраты.

Для сравнения полученного удельного расхода воды 12 г определим соответствующие расходы при смешанной и параллельной схемах присоединения установок горячего водоснабжения.

При отопительном графике с тМакс=150°С и тМин— = 70°С расход при смешанной схеме составит:

8,15 + 2,15+ (0,2Х 18,2) = 14 т, или 1,17%. по отношению к расходу 12 т.

При параллельной схеме и том же графике он равен:

8,15+2,15+ (0,2X20) = 14,3 г, или 1,19%. к 12 т

Таким образом, удельный расход при двухступенчатой последовательной схеме лежит посредине между теоретическим и расходом при смешанной схеме. Расход сетевой воды при параллельной схеме с перепадом температур сетевой воды 70—20°С практически равен расходу при смешанной схеме.

Следует отметить, что наладка и Корректировка последовательных двухступенчатых схем значительно сложнее, нежели смешанных и параллельных. Это объясняется тем, что при последовательной схеме температура возвращаемой из системы отопления воды, по которой обычно контролируется и корректируется режим установок, весьма неустойчива по часам Суток, является функцией нагрузки горячего водоснабжения И времени хода воды по системе отопления. Конечно, это в определенной степени увеличивает неточность распределения воды и, следовательно, ее удельный расход.

На рис. 4-10 приведен тепловой режим центрального теплового пункта за субботний день 1966 г. при —2,7°С. Как видно из рисунка, колебания в температуре подаваемой воды ТЭЦ ть связанные с электрическим графиком нагрузки, существенно усиливаются работой 2-й ступени подогревателя горячего водоснабжения (toi). Все это приводит к значительному колебанию температуры воды до и после системы отопления.


В табл. 4-4 приведены данные об изменении температуры обратной воды по часам суток в зависимости от температуры наружного воздуха для этого же ЦТП, обеспечивающего теплоснабжение 20 жилых и общественных зданий. Тепловые нагрузки ЦТП по максимуму составляют: на отопление 3,17 и на горячее водоснабжение 3,4 Гкал/ч. Колебания температуры обратной воды весьма велики, что сильно осложняет регулировку.

Как известно, основной недостаток работы по повышенному графику состоит в применении усложненных схем присоединения у всех тех потребителей, у которых р существенно отличается от принятого при расчете графика. Именно для этих потребителей нужно изменять расход сетевой воды и ее температуру. Необходимые для этого автоматическая аппаратура и бесшумные насосы пока не выпускаются. Такие установки вынуждены работать с нарушением режима. Величины этих нарушений при графике, рассчитанном для р=0,25, видны из рис. 4-11.


Как ясно из рисунка, например, при р—0,5 температура воздуха в отапливаемых помещениях будет составлять от 18 до 24 °С, при р=0,4 от 18 до 21 °С (без учета внутренних тепловыделений).

Если рассмотреть величины этих нарушений совместно с полигоном частот величин р на рис. 5-5, то станет ясно, что весьма многие, если не большинство потребителей работают в нерасчетных условиях и годовой перерасход тепла на отопление колеблется у них в пределах 4-8%.


Повышенный график температур не является универсальным и может применяться только в том случае, если у преобладающего количества потребителей имеется нагрузка горячего водоснабжения. В районах старой застройки городов такие условия бывают не всегда. Так, например, из девяти московских районов в четырех такие условия отсутствуют. Нагрузка горячего водоснабжения в этих районах, конечно, есть, но далеко не у всех потребителей. В двух из этих районов примерно половину тепловой нагрузки дают промышленные предприятия, в которых нагрузка горячего водоснабжения всегда незначительна, два других являются центральными районами города, где старые жилые здания не имеют систем горячего водоснабжения или оборудованы газово- донагревателями.

Фактически почти все тепловые сети при низких температурах наружного воздуха не выдерживают принятого графика температур. В большинстве случаев это вызывается причинами, зависящими от ТЭЦ, но отмечено, что 10%-ное сокращение отпуска тепла потребителям (т1—135 вместо 150 °С) обычно не вызывает сколько-нибудь серьезных нарушений в теплоснабжении. Причина этого, по нашему мнению, лежит в обычном отсутствии ветра в этот период [Л. И], а также в том, что 10%-ное снижение отпуска тепла если и вызывает через 2—3 суток понижение температуры воздуха на 3—4°C, то вместо обычных 20—21 °C температура составит все же 16—17 °С.


Если эти периоды при нормально работающих ТЭЦ весьма непродолжительны, то периоды теплой погоды в отопительном сезоне бывают как в начале его и в конце, так весьма часто и в середине сезона. Продолжительность таких периодов, во время которых отопительные системы должны работать с местными пропусками, составляют обычно не менее 20% общей продолжительности сезона отопления. Как указывалось раньше, обычно потребители в этот период систем отопления не отключают. Во избежание массового перегрева зданий теплосети в эти периоды вынуждены применять центральное регулирование. Обычно оно состоит в понижении на 5—10°С температуры подаваемой воды в ночные часы и некотором снижении ее давления для понижения расхода. При протяженной и загруженной тепловой сети и то и другое мероприятия неравномерно сказываются на условиях работы потребителей. Последние по ходу воды от ТЭЦ потребители обычно при этом недополучают нужного им расхода тепла, и вода нужной температуры приходит к ним с запозданием. Единственным критерием для проведения этих режимов служит суточная норма отпуска тепла от ТЭЦ потребителям.

Говоря о суточном отпуске тепла и производной от него температуре возвращаемой на ТЭЦ сетевой воды, многие авторы и практические работники ошибочно оперируют ими как детерминированными величинами, производными от ?н- Зависимость этих величин от дня недели, наличия ветра хотя и признается, но в графиках не учитывается. Еще более неопределенным является режим использования установок приточной вентиляции, удельный вес которых в тепловой нагрузке все более возрастает. Часовой, суточный и годовой отпуски тепла при громадном разнообразии тепловых нагрузок, большой протяженности и значительном водяном объеме сетей являются величинами не детерминированными, а вероятностными и, следовательно, должны определяться методами математической статистики.

Крупная теплоснабжающая система является своеобразным кибернетическим «черным ящиком», процессы в котором в значительной мере не определены, а взаимосвязи очень сложны. Поэтому все производимые гидравлические и тепловые расчеты по обычным мето дам являются весьма приближенными.

Надежность теплоснабжения прежде всего определяется возможностью бесперебойной подачи определенного, заданного количества тепла каждому потребителю за определенный отрезок времени. При всей тривиальности такой задачи она не является простой. Как известно, необходимый, заданный отпуск тепла потребителю в водяных сетях осуществляется путем подачи определенного количества горячей воды. Именно на этот расход воды рассчитаны диаметры тепловых сетей и превышение запланированного расхода воды каким-либо одним или группой потребителей неминуемо приводит к недодаче соответствующего количества воды другому потребителю. Известно, что в отличие от сетей водопровода увеличение расхода воды из тепловой сети, работающей при тМакс= 150°С, например, вдвое увеличивает подачу тепла на отопление только на 23%.

Таким образом, увеличение расхода сетевой воды потребителем, не принося ему существенного увеличения расхода тепла (и притом бесполезного, а иногда вредного), вместе с тем ставит в весьма трудное положение другого потребителя.

Если, например, два потребителя первоначально получали равное количество воды и тепла, а затем один из них стал получать 1,5 нормы, а другой только 0,5 от нее, то первый получит 1,14 нормы тепла, а второй только 0,35 нормы. Это вместе с тем снизит общий отпуск тепла и приведет к завышению температуры возвращаемой воды. Таким образом, неправильное распределение воды по сети недопустимо для потребителей и вредно для ТЭЦ, так как уменьшает отпуск тепла и ведет к повышению давления пара в отборах турбин.

Для потребителей, обладающих заметной теплоаккумулирующей способностью, как, например, для зданий коммунального назначения, подача сетевой воды и тепла на отопление может колебаться в течение суток достаточно существенно, так как теоретические расчеты и практический опыт говорят, что колебания температуры воздуха в отапливаемых помещениях в этих случаях Обычно лежат в допустимых пределах. Для таких потребителей, следовательно, возможно соблюдать лишь норму суточной подачи воды и тепла. При наличии аккумуляторов достаточной емкости то же относится и к системам горячего водоснабжения. Однако в последние годы местные аккумуляторы в системах горячего водоснабжения применяются крайне редко.

Вентиляционные приточные системы, как не имеющие никакой аккумулирующей способности, должны получать расход теплоносителя из сети синхронно с его потребностью. То же относится к таким потребителям, как теплицы или промышленные здания с большим остеклением и малыми внутренними тепловыделениями.

Рост радиуса действия сетей, диаметров теплопроводов в последние годы дополняется быстрым развитием систем горячего водоснабжения и приточной вентиляции. В Московской теплосети, например, тепловая нагрузка сетей распределяется по видам потребления следующим образом (при —26 °С):


Трудности распределения горячей воды по многочисленным и разнородным потребителям могут быть преодолены автоматизацией их работы. Однако некоторые необходимые авторегуляторы пока еще не разработаны, широкое изготовление других не освоено. Качество выпускаемых регуляторов недостаточно высокое. Регуляторы требуют постоянного наблюдения.

В условиях современного отсутствия авторегуляторов трудности распределения сетевой воды по многочисленным тепловым пунктам естественно привели работников эксплуатации к стабилизации гидравлического режима тепловой сети, что достигается постоянством расхода воды на каждом (или почти каждом) тепловом пункте потребителя. Стабильность гидравлического режима до сего времени является непреложным законом при эксплуатации тепловых сетей. Отклонения от этого правила обычно имеют место лишь в сетях с непосредственным водоразбором, где неравномерный разбор воды в жилых домах создает колебания как в абсолютных давлениях, так и в перепадах давлений на абонентских вводах. Однако и в этих сетях суточный график подачи сетевой воды на абонентский ввод обычно соблюдается достаточно точно. Стабильность подачи воды предусматривается и при разработке графиков регулирования сетей. По графикам с практически постоянным расходом воды работают много лет тепловые сети Москвы.

В общем виде возможность обеспечения заданного расхода теплоносителя каждому потребителю в нормальных и аварийных условиях можно назвать гидравлической управляемостью тепловой сети. Поскольку гидравлический режим является основой эксплуатации тепловых сетей, то гидравлическая управляемость тепловой сети характеризует по существу управляемость сети вообще.

Управляемость современных сетей крайне недостаточна, и поэтому их гидравлический режим практически настроен на сохранение постоянного расхода сетевой воды, заданного при регулировке. Всякое центральное или местное изменение расхода сетевой воды приводит к нарушению расхода воды у потребителей. При изменении расхода воды на ТЭЦ изменение расхода сетевой воды у потребителей не будет пропорциональным, так как остается неизменным график расхода воды на горячее водоснабжение; при изменении расхода воды в какой-либо точке сети (у потребителя) изменение расхода воды у потребителей также не будет пропорциональным из-за различного изменения располагаемых напоров у потребителей.

Регулирование таких сетей, особенно при разнородной тепловой нагрузке, становится весьма трудоемким, расход сетевой воды на ТЭЦ как по часам, так и по суткам меняется совершенно незначительно, сетевая вода в ночные часы возвращается на ТЭЦ с завышенной температурой. Указанное положение можно подтвердить на примере Московской теплосети. Подавляющая часть отопительных установок, значительное количество установок приточной вентиляции и все подогреватели горячего водоснабжения работают в этой сети с авторегуляторами (правда, простейшего типа). Контроль за работой установок потребителей осуществляет довольно значительное количество квалифицированного персонала.

Выше мы указывали, что в целом в тепловых сетях достигнуто весьма неплохое выполнение графика температуры обратной воды.. Однако сам этот график ориентирован именно на эту гидравлическую неустойчивость тепловой сети и не может в данных условиях быть рассчитан иначе. Для характеристики тех потерь, которые имеют место в гидравлически неустойчивой сети, можно привести данные о распределении сетевой воды по потребителям Московских ТЭЦ, имеющим водомеры, за два месяца их работы (табл. 4-6). Из таблицы видно, что общее количество потребителей, получающих количество сетевой воды по расчетной норме (за норму принимался суточный расход воды, соответствующий норме расхода тепла ±10% на неточность нормы), составляет 32%. Такое неточное распределение не может не приводить к бесполезному расходу тепла потребителями, к перерасходу электроэнергии на перекачку, к завышению температуры воды, возвращаемой на ТЭЦ.


Несмотря на изменение расхода сетевой воды на установках горячего водоснабжения и вентиляции, суммарный расход сетевой воды на ТЭЦ изменяется в очень малой степени. В табл. 4-7 показаны пределы колебаний суммарного расхода сетевой воды в пределах каждых суток трех месяцев 1972 г. по одной из Московских ТЭЦ. Средний расход составлял за указанный период около 16 500 т/ч


Та же картина наблюдается и в часовых расходах сетевой воды по суткам. На рис. 4-12 приведены часовые расходы сетевой воды за сутки 6 февраля 1971 г. (при tn=—5°С) и 13 февраля 1971 г. (при /н= — 15°С). За исключением 8-го района, где тепловые сети не имели полной нагрузки, во всех остальных районах расход воды практически совершенно постоянен.

Конечно, всякие методы центрального регулирования сети при разнообразном характере потребителей тепла неизбежно связаны с определенными потерями в экономичности работы ТЭЦ и перерасходом тепла у потребителей. Равномерность расхода сетевой воды на ТЭЦ, неизбежная при гидравлически неустойчивой сети, приводит к общему завышению температуры возвращаемой на ТЭЦ сетевой воды, а при закрытой системе теплоснабжения— и к деформации температурного режима по часам суток.


На рис. 4-13 приведены расчетный график температур и его выполнение (точками) по ТЭЦ № 16 за период январь — март 1972 г., причем на график нанесены точки только за те сутки, в которые практически выполнялся график температур подаваемой воды, Как видно из рисунка, фактические среднесуточные температуры возвращаемой на ТЭЦ воды достаточно близко соответствовали расчетным. Однако при построении самого расчетного графика температур исходили из практически постоянного расхода воды и фактический расход циркулирующей воды был именно таковым (около 16 500 т/ч). Как указывалось выше, расход сетевой воды, необходимый для обеспечения тепловых нагрузок горячего водоснабжения и вентиляции, неравномерен по часам суток. С учетом этого графики среднесуточного расхода сетевой воды и температуры возвращаемой воды прошли бы значительно ниже. На рис. 4-13 пунктиром показан тот график температур возвращаемой воды, который может быть реализован при точном соответствии в подаче тепла и сетевой воды каждому потребителю.


При закрытой схеме теплоснабжения особенно неприятна для ТЭЦ деформация температур возвращаемой воды по часам суток. На рис. 4-14 приведены графики фактических температур сетевой воды по пяти крупным районам Московской теплосети за 6 и 13 февраля 1971 г. По всем районам видно значительное повышение температур возвращаемой сетевой воды в ночные часы — оно доходит до 12—15 °С. Вследствие большой длины хода воды по протяженной сети максимальный подъем температуры достигает коллектора ТЭЦ только к 5—7 часам утра. Помимо нарушения экономичностй такой подъем температуры Возвращаемой воды снижает электрическую мощность турбин типа Т-100 в часы электрического максимума.

Турбины Т-50-130 или Т-100-130 обычно работают на теплофикационных пучках в конденсаторах, т. е. практическн с противодавлением. Повышенная температура возвращаемой воды снижает возможную электрическую нагрузку турбогенераторов. На рис. 4-15 приведен график температур подаваемой и возвращаемой на ТЭЦ сетевой воды и электрической нагрузки турбогенератора Т-100-130 на ТЭЦ № 20 Мосэнерго. Недобор электрической мощности в часы утреннего максимума равен 10 Мет, или 10% от установленной мощности.


Необходимо сказать, что в определенной степени такому режиму температур способствует и принятая в сетях этой ТЭЦ типовая схема последовательного включения подогревателей горячего водоснабжения. Известно, что режим работы этой схемы основан на выравнивании суточного отпуска тепла и расхода воды: в ночные часы при отсутствии разбора горячей воды производится «на- топ» помещений и, следовательно, неизбежно повышается температура возвращаемой воды.


В открытых системах теплоснабжения график отпуска тепла более близок к графику потребителей, так как разбор воды из сети потребителями должен практически мгновенно (при отсутствии аккумуляторов) восполняться подпиточным устройством ТЭЦ. Однако нагрузка приточной вентиляции также будет деформировать график температур возвращаемой воды.

Одним из существенных отличительных особенностей крупных систем теплоснабжения является их постоянный рост во времени. Так, например, в Московских тепловых сетях ежегодный прирост тепловой нагрузки составляет около 10%. Этот прирост, определяемый главным образом распределением новостроек по территории города, неодинаков по районам снабжения ТЭЦ и происходит как в летний, так и в отопительный период.

Присоединение новых крупных, сосредоточенных потребителей, особенно в концевых участках сети, в течение отопительного сезона приводит к необходимости новой регулировки всей сети. В таких крупных системах теплоснабжения, питаемых обычно от нескольких ТЭЦ, нельзя рассчитывать на постоянное наличие резервной тепловой мощности на каждой ТЭЦ. Это привело бы при обычных схемах ТЭЦ к недогрузке отборов турбин. Наиболее правильный метод теплофикации крупных городов должен протекать примерно по следующей схеме. Тепловая мощность существующих в городе ТЭЦ используется полностью как в ее расчетном тепловом районе, так и за счет временного присоединения части смежных районов. При вводе тепловой мощности на новой ТЭЦ на нее переводится сразу же та часть тепловой нагрузки, которая ранее обеспечивалась от старой ТЭЦ. В целях наиболее быстрого использования вновь вводимой мощности может быть переведена и часть нагрузки старой ТЭЦ, что может повысит аТэц с 0,5 до 0,6—0,7 и не приведет к заметному снижению ее экономичности. Переключение части тепловых нагрузок на новую ТЭЦ вместе с тем позволяет продолжать присоединение новых потребителей в районе старой ТЭЦ.

На рис. 4-16 приведена упрощенная схема, иллюстрирующая описанный метод. От тепловой магистрали ТЭЦ № 1, пропускная способность которой временно недоиспользована из-за отсутствия потребителей, прокладывается теплопровод А—Б в соседний район. Таким образом, полностью используется тепловая мощность ТЭЦ № 1. После этого вводится тепловая мощность на ТЭЦ № 2 и для ее быстрейшего использования переключается тепловая нагрузка в районе ее действия и частично из района действия ТЭЦ № 1. Присоединение потребителей, таким образом, осуществляется постоянно в обоих районах. Этот метод в большом количестве случаев использовался в Москве и именно благодаря ему удавалось достигать быстрого использования тепловых мощностей ТЭЦ и обеспечения теплом новостроек и других городских потребителей.


Переключение тепловых нагрузок при существующих неуправляемых сетях обычно проводится только перед началом отопительного сезона, что дает возможность произвести заблаговременную наладку сетей. Такое же переключение в процессе отопительного сезона, как правило, невозможно, хотя и было бы по условиям ремонта оборудования ТЭЦ или устранения повреждений в сетях весьма желательным.

Подводя итоги, следует сказать, что при всех достижениях в практике эксплуатации крупных систем теплоснабжения нельзя не видеть существенных дефектов. Эти дефекты заключаются в трудности ручного распределения воды, в принудительной стабилизации ее расхода в течение отопительного сезона, в невозможности центрального регулирования в теплое время отопительного сезона {Л. 3].

Трудности ручного распределения воды не дают возможности даже при наличии резервных связей в сетях осуществить необходимый режим как при параллельной работе источников тепла, так и во время ликвидации повреждений, когда изменяется вся гидравлическая цепь подачи воды. Эти недостатки можно в известной мере преодолеть автоматизацией работы установок потребителя. Однако, как показывает многолетний опыт эксплуатации сетей, такая задача является весьма трудной.

Эти трудности состоят, во-первых, в разбросанности регуляторов по большому количеству объектов и, во- вторых, в относительной сложности необходимых регуляторов, особенно для систем отопления. Эта сложность определяется как работой в протяженной сети с большой разницей давлений, так и температурным графиком, рассчитанным на смешанную тепловую нагрузку.

Применение в большом количестве сложных регуляторов в рассредоточенных по местности объектах требует использования высоконадежных устройств с большим межремонтным ресурсом, с минимальным наблюдением (например, с осмотром 1—2 раза в неделю). Таких авторегуляторов промышленность пока не выпускает. Выпускаемые авторегуляторы в большинстве своем требуют очень частого вмешательства и притом весьма квалифицированного персонала. Таким персоналом потребители тепла и теплосети располагать не могут.

Отсюда возникает задача всемерного снижения количества авторегуляторов, размещения необходимых регуляторов в относительно небольшом количестве пунктов, эксплуатируемых персоналом тепловой сети.

Гидравлический и тепловой режимы на абонентских вводах должен быть в максимально возможной степени приближен к необходимому для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. В этом случае эффект от применения такого режима может быть получен в короткое время, а внедрение дополнительных авторегуляторов на вводах и приборах отопительных систем может проводиться постепенно.

Таким образом, для повышения надежности и экономичности крупных систем теплоснабжения должна быть изменена вся техническая структура тепловых сетей, изменен температурный и гидравлический режим их работы. Только путем пересмотра действующих норм и правил возможно добиться более правильного сочетания интересов ТЭЦ, тепловых сетей и потребителей.

Громов Н. К. Городские теплофикационные системы. М., «Энергия», 1974

Экспертиза

на главную