МНОГОЦЕЛЕВОЙ ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ
MULTIPURPOSE HEAT SUPPLY STATION

Изобретение относится к области теплофикации и может быть использовано при постройке, ремонте и в процессе технической эксплуатации систем теплоснабжения (отопления и горячего водоснабжения), подключаемых к теплоисточнику: центральной тепловой сети и/или автономному теплоисточнику - теплогенерирующей установке.
Известен аналог (описан в своде правил СП 41-101-95, рис.4), содержащий: перекрываемые прямой и обратный тепловые вводы, связанные с, по меньшей мере, одним теплоисточником и перекрываемые напорный и сливной участки, соединенные с теплопотребителем - системой теплоснабжения объекта, теплообменный аппарат, греющая полость которого соединена с обоими вводами перекрываемыми трубами: подводящей к аппарату и отводящей от него первичный теплоноситель, а нагреваемая полость аппарата гидравлически связана с системой теплоснабжения, содержащей вторичный теплоноситель;
перекрываемую подпиточную линию со встроенным в нее подпиточным средством, соединяющую обратный ввод со сливным участком;
напорно-циркуляционный насос, гидравлически связанный своим всасывающим патрубком со сливным участком и соединенный своим напорным патрубком опосредованно с напорным участком;
запорно-регулирующую арматуру и контрольно-измерительные приборы.
Аналогу свойственны следующие недостатки.
1. В замкнутой системе теплоснабжения отсутствует расшительный бак, компенсирующий изменения объема вторичного теплоносителя при изменении его температуры, а также нет устройства для деаэрации системы в процессе ее эксплуатации.
2. Не предусмотрены условия для технического обслуживания системы до начала ее эксплуатации и в самом процессе эксплуатации с использованием, преимущественно, штатного оборудования теплового пункта.
3. Не предусмотрены возможности использования теплового пункта в случаях:
- отказа центральной тепловой сети;
- возникновения в центральной тепловой сети режимных дефектов, затрудняющих или исключающих вообще применение теплообменного аппарата, отделяющего тепловую сеть с первичным теплоносителем от системы теплоснабжения со вторичным теплоносителем.
За ближайший аналог принят тепловой пункт (см. В.Н. Богословский, А.Н. Сканави. «Отопление», М., Стройиздат, с.228, рис.6.9), содержащий: перекрываемые прямой и обратный тепловые вводы, связанные с, по меньшей мере, одним теплоисточником, и перекрываемые напорный и сливной участки, соединенные с теплопотребителем - системой теплоснабжения объекта; теплообменный аппарат, греющая полость которого соединена с обоими вводами перекрываемыми трубами: подводящей к аппарату и отводящей от него первичный теплоноситель, а нагреваемая полость аппарата гидравлически связана с системой теплоснабжения, содержащей вторичный теплоноситель; перекрываемую подпиточную линию со встроенным в нее подпиточным средством, соединяющую обратный ввод со сливным участком; напорно-циркуляционный насос, гидравлически связанный своим всасывающим патрубком со сливным участком и соединенный своим напорным патрубком опосредованно с напорным участком; расширительный бак, подключенный к сливному участку; запорно-регулирующую арматуру и контрольно-измерительные приборы.
Ближайший аналог имеет следующие недостатки.
1. Расширительный бак выполнен открытым, и создаваемый им подпор зависит от высоты расположения бака над всасывающим патрубком насоса, что крайне неудобно (непрактично), особенно на объектах повышенной этажности. Кроме того, фактически невозможно деаэрировать систему теплоснабжения через подпорный канал такого расширительного бака, т.к. в месте врезки канала в сливной участок поток вторичного теплоносителя не замедляется и воздушная фаза из теплоносителя не выделяется.
2. Не предусмотрены условия для безаварийного ввода системы в эксплуатацию и для ее безотказного функционирования в процессе эксплуатации с использованием, преимущественно, штатного оборудования теплового пункта.
3. Не предусмотрены возможности использования теплового пункта в случаях:
- отказа центральной тепловой сети;
- возникновения в центральной тепловой сети режимных дефектов, затрудняющих или исключающих вообще применение теплообменного аппарата, отделяющего тепловую сеть с первичным теплоносителем от системы теплоснабжения со вторичным теплоносителем.
Многоцелевой тепловой пункт решает следующие задачи:
1. Круглогодичного использования многоцелевого теплового пункта в целях:
- функционирования по прямому назначению при исправном теплоисточнике, наличии режимных дефектов у теплоисточника и в случае его полного отказа;
- выполнения работ по техническому обслуживанию системы теплоснабжения в межотопительный и отопительный сезоны.
2. Объединения в одном расширительном баке трех функций:
использование бака как компонента схемы технического обслуживания системы теплоснабжения, для поддержания в системе статического давления, обусловленного высотой расположения верхней точки системы над тепловыми вводами, и деаэрации вторичного теплоносителя.
Техническим результатом, за счет которого достигается решение задач изобретения, является введение в состав теплового пункта дополнительных, перекрываемых гидравлических связей, обеспечивающих требуемые условия функционирования теплопункта направления движения используемых жидких сред, и исполнение расширительного бака герметизируемым, вентилируемым и проточным.
Для достижения необходимого технического результата, в известном тепловом пункте, содержащем: перекрываемые прямой и обратный тепловые вводы, связанные с, по меньшей мере, одним теплоисточником, и перекрываемые напорный и сливной участки, соединенные с системой теплоснабжения объекта; теплообменный аппарат, греющая полость которого соединена с обоими вводами перекрываемыми трубами - подводящей к аппарату и отводящей от него первичный теплоноситель, а нагреваемая полость аппарата гидравлически связана с системой теплоснабжения, содержащей вторичный теплоноситель; перекрываемую подпиточную линию со встроенным в нее подпиточным средством, соединяющую обратный ввод со сливным участком; напорно-циркуляционный насос, гидравлически связанный своим всасывающим патрубком со сливным участком и соединенный своим напорным патрубком опосредованно с напорным участком; расширительный бак, подключенный к сливному участку запорно-регулирующую арматуру и контрольно-измерительные приборы, предлагается расширительный бак выполнить герметизируемым и при этом вентилируемым, а также проточным, функционирующим в диапазоне давлений от менее до более атмосферного, причем теплообменный аппарат установить в сливной участок до расширительного бака, прямой ввод связать перекрываемым дважды байпасным трубопроводом с напорным участком, а обратный ввод дополнительно соединить со сливным участком перекрываемым байпасным трактом, причем перекрываемый всасывающий патрубок сообщить посредством перекрываемых коммуникаций, первой - с расширительным баком, проточная внутренняя полость которого служит гидравлическим продолжением сливного участка, второй - с байпасным трубопроводом в промежутке между обоими точками перекрытия трубопровода, третьей - с байпасным трактом в промежутке между точкой его перекрытия и сливным участком, четвертой - врезанной одним концом между точкой перекрытия всасывающего патрубка и насосом, а вторым концом связанной со сливным участком в промежутке между точкой его перекрытия и баком, причем напорный патрубок соединить посредством перекрываемых магистралей, первой - с напорным участком, второй - со сливным участком, третьей - с байпасным трактом в промежутке между точкой его перекрытия и обратным вводом, а всасывание подпиточного средства дополнительно подключить перекрываемым ответвлением от подпиточной линии к емкости, содержащей растворы препаратов, используемых при техническом обслуживании системы теплоснабжения, а напорный и сливной участки оборудовать перекрываемыми спускниками.
Предлагаемый многоцелевой тепловой пункт, показанный на схеме, содержит:
- прямой 1 и обратный 2 тепловые вводы, отделенные, соответственно, запорными задвижками 3 и 4 от центральной тепловой сети 5, например, как основного теплоисточника. К этим вводам также подключены: к прямому 1 - прямой канал 6 с секущей задвижкой 7, к обратному 2 - обратный канал 8 с секущей задвижкой 9, а к указанным секущим задвижкам, в свою очередь, подключен действующий по необходимости стационарный или мобильный автономный теплоисточник 10;
- напорный 11 и сливной 12 участки со своими задвижками 13 и 14, соответственно, сообщенные с системой теплоснабжения 15, причем в сливном участке 12 дополнительно предусмотрена точка его перекрытия - делительная задвижка 16;
- байпасный трубопровод 17 с двумя точками его перекрытия в виде первой разобщающей задвижки 18 и второй разделительной задвижки 19, соединяющей прямой ввод 1 с напорным участком 11;
- байпасный тракт 20 с точкой перекрытия в виде разобщающей задвижки 21, соединяющий сливной участок 12 с обратным вводом 2;
- теплообменный аппарат 22 (далее теплообменник), греющая (первичная) полость которого соединена с обоими тепловыми вводами 1 и 2 посредством подводящей трубы 23 с запорным краном 24 и отводящей трубы 25 с запорным краном 26, соответственно, а нагреваемая (вторичная) полость аппарата 22 сообщена со сливным участком 12;
- расширительный бак 27 с горловиной 28, в которую вставлен съемный воздушный мешок 29, причем бак 27 оборудован напорным воздушным каналом 30 с клапаном 31 и воздухоспускной линией 32 со спускным клапаном 33, а также предохранительным клапаном 34 и дренажом 35, перекрываемым затвором 36;
- подпиточную линию 37 с подпиточным средством 38, перекрываемую по всасыванию средства 38 вентилем 39, а по нагнетанию средства 38 вентилем 40, причем линия 37 связывает обратный ввод 2 со сливным участком 12, а всасывание подпиточного средства 38 дополнительно подключается ответвлением 41, перекрываемым вентилем 42, к стационарной или мобильной емкости (не показана), содержащей растворы препаратов, используемых при техническом обслуживании системы 15 и теплообменника 22, или запас теплоносителя;
- напорно-циркуляционный насос 43 с его патрубками: всасывающим 44 и напорным 45, причем патрубок 44 включает отсечной клапан 46 и фильтр 47, предохраняющий насос 43 от механических повреждений. Кроме того, патрубок 44 соединен с четырьмя перекрываемыми коммуникациями: первой 48 - с встроенным запорным устройством 49 и подключенной к баку 27, второй 50 - со встроенным запорным устройством 51 и подключенной к байпасному трубопроводу 17 между задвижками 18 и 19, третьей 52 - со встроенным запорным устройством 53 и подключенной к байпасному тракту 20 между сливным участком 12 и задвижкой 21, четвертой 54 - со встроенным запорным устройством 55 и подключенной к сливному участку 12 между задвижкой 16 и баком 27, а напорный патрубок 45 соединен с тремя напорными магистралями: первой 56 - с запорным органом 57, врезанной в напорный участок 11, второй 58 - с запорным органом 59, врезанной в сливной участок 12 между задвижками 14 и 16, третьей 60 - с запорным органом 61, врезанной в байпасный тракт 20, между задвижкой 21 и обратным вводом 2.
Кроме того, в состав многоцелевого теплового пункта входят: тепловые счетчики-расходомеры - первый 62, установленный на прямом вводе 1 и второй 63, установленный в напорном патрубке 45. Оба названных счетчика могут быть в целях большей практичности байпасироваться (байпасы не показаны).
На прямом 1 и обратном 2 вводах, напорном 11 и сливном 12 участках, на баке 27 предусматривается установка манометрических и термометрических приборов (не показаны). Перекрываемые спускники 64 и 65 врезаны в напорный 11 и сливной 12 участки, соответственно.
В целях дополнительного повышения эффективности теплового пункта в донную часть бака 27 может быть встроен, например, электроподогреватель (не показан) с мощностью порядка 10-15% от тепловой мощности сети 5 или автономного теплоисточника 10. Такой электроподогреватель удобен для операций: подогрева сред, используемых для удаления отложений из системы 15 и теплообменника 22, в качестве аварийного теплоисточника для подогрева вторичного теплоносителя и т.п.
Для упрощения описания функционировния теплового пункта в обоснованных случаях все перечисленные выше виды запорных приспособлений: задвижки, клапаны, вентили, устройства, запорные органы, краны и затвор объединены под общим термином - арматура.
Многоцелевой тепловой пункт действует на следующих режимах указанным ниже образом.
1. Ускоренный слив вторичного теплоносителя из системы 15 производится одновременно из обеих частей этой системы: напорной, связанной с напорным участком 11, и сливной, сообщенной со сливным участком 12.
Для этого открывается запорная арматура 13, 14, 19, 51, 53, 46, 49, 33, 61, включается насос 43 и при открытом воздухоспускном кранике в верхней части системы 15 (не показан) вторичный теплоноситель откачивается из системы 15 по напорному 11 и сливному 12 участкам, байпасному трубопроводу 17 и тракту 20, коммуникациям 48, 50 и 52, магистрали 60, байпасному тракту 20 и далее по двум возможным направлениям: первое - в тепловую сеть 5 через открываемую задвижку 4; второе - в, например, стационарную или мобильную емкость (не показана) через открываемые вентиль 39 и вентиль 42. По окончании операции фильтр 47 очищается, а по счетчику 63 фиксируется объем откаченного теплоносителя и сравнивается, например, с проектным значением этого объема.
Для дальнейших работ по техническому обслуживанию системы 15 более целесообразно (хотя и необязательно) удалить из бака 27 воздушный мешок 29 и в этой связи герметизировать горловину 28. Дальнейшее описание операций 2-7 выполнено при демонтированном мешке 29.
2. Проверка плотности опорожненной системы 15, выполняемая под разрежением обычно после ремонта, что минимизирует риск залива помещений водой при последующей проверке плотности (прочности) системы 15 под давлением. При этом открыта арматура 13, 14, 19, 51, 53, 49, 33 (или 31). При подключении к воздухоспускной линии 32 (или напорному каналу 30) действующего вакуумного насоса (не показан) в баке 27 и сопряженных с ним объемах теплового пункта в системе 15 давление воздуха снижается до заданного значения, меньшего атмосферного. После этого клапан 33 (или 31) закрывается и по динамике повышения давления судят о плотности (прочности) системы теплоснабжения 15, бака 27 и присоединенных к баку 27 полостях теплового пункта.
В качестве вакуумного насоса может быть использован воздушный эжектор, действующий от воздушного компрессора, они могут входить в комплект внештатного оборудования одного или нескольких тепловых пунктов для технического обслуживания системы 15.
3. Ускоренный налив теплоносителя в систему теплоснабжения 15 выполняется, например, при открытой арматуре 26, 24, 18, 51, 46, 59, 16, 31, 14, 13, открытом спускнике 64 с помощью насоса 43 через счетчик 63 по двум возможным направлениям приема теплоносителя: первое - из тепловой сети 5 через открытую задвижку 4; второе - из упомянутой емкости (не показана) через открываемые вентили 42 и 39. Далее теплоноситель движется по отводящей трубе 25 через теплообменник 22, подводящей трубе 23, байпасному трубопроводу 17, второй коммуникации 50, всасывающему патрубку 44 через фильтр 47, напорному патрубку 45 через счетчик 63, второй магистрали 58, после которой поток раздваивается: часть теплоносителя по сливному участку 12 направляется в бак 27 и заполняет его до выхода из клапана 31, а вторая часть по сливному участку 12 обратным током заполняет систему 15 до уверенного выхода из спускника 64. По наполнении всех объемов клапан 31 и спускник 64 закрываются. По показаниям счетчика 63 судят о заполнении системы, сравнивая полученные данные с предыдущими замерами и паспортными характеристиками.
Возможно иное направление приема теплоносителя через прямой ввод 1 со счетчиком 62, когда по окончании операции для большей достоверности сравнивают показания счетчиков 62 и 63 и т.д.
4. Проверка плотности (прочности) системы 15 под избыточным давлением выполняется с помощью подпиточного средства 38. Для этого, по тем же направлениям приема теплоносителя, что указаны на режиме 3, теплоноситель поступает на всасывание действующего подпиточного средства 38 и подается последним в систему 15 для повышения в ней давления сверх атмосферного до заданных значений проверки плотности (прочности) системы 15 при открытой арматуре 39, 40, 16, 14, 49, 51, 19, 13. После достижения заданного давления арматуру 19, 16, 40, 49 закрывают и по манометрическим приборам (не показаны), установленным в баке 27, на напорном 11 и сливном 12 участках отслеживают динамику снижения давления в системе 15 и баке 27, характеризующую плотность (прочность) испытуемого оборудования. В случае превышения заданных значений гидравлических испытаний избыточное давление стравливается через предохранительный клапан 34. При удовлетворительных результатах этого теста приступают к следующему режиму 5.
5. Определение гидравлического сопротивления системы теплоснабжения 15. Данный тест позволяет оценить возможности пропуска через систему заданного количества теплоносителя при соблюдении нормативного перепада давлений между напорным 11 и сливным 12 участками. Для этого открывается арматура 49, 46, 57, 13, 14, 16, включается насос 43 и по образовавшемуся таким образом гидравлическому контуру начинается циркуляция теплоносителя с заданным по счетчику 63 расходом. Ему соответствует фактический перепад давлений, измеряемый на входе в систему 15 (в напорном участке 11) и на выходе из системы 15 (в сливном участке 12).
По соотношению расхода, напора и перепадов давления судят о проходимости системы или ее элементов, в частности о наличии загрязнений внутри системы 15. При наличии последних приступают к их удалению на следующем режиме 6.
6. Удаление из системы 15 загрязнений (эксплуатационных отложений) производится, обычно, наиболее распространенным двустадийным методом: (I) - промывка прямотоком и обратным током рабочим раствором химреагента, находящемся в баке 27 для растворения части и размягчения остальных отложений (II) - пневмогидравлическая продувка системы 15 в прямом и обратном направлениях.
Промывке системы 15 и нагреваемой полости теплообменника 22 раствором химреагентов в рамках (I) стадии предшествует приготовление концентрированного раствора в емкости (не показана), подключаемой через ответвление 41 при открытом вентиле 42 на всасывание подпиточного средства 38. После открытия вентиля 40 и запуска средства 38 в бак 27 при открытом клапане 31 (или 33) закачивается раствор заданной концентрации, соответствующий виду удаляемых (растворяемых) отложений. Подачу раствора в систему 15 с помощью насоса 43 начинают с противотока, чередуя его с прямотоком. При противотоке открывается арматура 55, 59, 14, 13, 19, 51, 49 и движение раствора происходит из бака 27, через обогреваемую полость теплообменника 22, по сливному участку 12, четвертой коммуникации 54, всасывающему патрубку 44, напорному патрубку 45, второй магистрали 58, сливному участку 12, системе 15, напорному участку 11, байпасному трубопроводу 17, второй 50 и первой 48 коммуникациям обратно в бак 27. Прямоток осуществляется через открытую арматуру 49, 46, 57, 13, 14, 16, когда движение раствора происходит из бака 27 по первой коммуникации 48, всасывающему 44 и напорному 45 патрубкам, первой магистрали 56, напорному участку 11, системе 15, сливному участку 12, через нагреваемую полость теплообменника 22 и далее в бак 27.
В целях повышения эффективности промывки циркулирующие растворы химпрепаратов подогревают с помощью теплообменника 22, через греющую полость которого пропускают первичный теплоноситель, взятый из сети 5 или автономного теплоисточника 10 (более подробно операция подогрева рассмотрена ниже). Об окончании промывки растворами химпрепаратов судят по динамике снижения концентрации моющего препарата в пробах, отбираемых через спускники 64 и 65, а также по стабилизации значений перепадов давления раствора на входе и выходе системы 15. Полученные значения перепадов сравнивают с паспортными данными. В результате промывки в баке 27 накапливаются удаляемые промывкой и нерастворимые отложения. Последние удаляются из бака 27 через дренаж 35 при открытом затворе 36 под гидростатическим напором раствора в баке 27 или повышением давления путем подачи сжатого воздуха по каналу 30 или воздухоспускной линии 32 при открытых клапанах 31 или 33 соответственно, после подключения к ним компрессора (не показан), очищается фильтр 47. При необходимости, например, при промывке растворами химреагентов системы теплоснабжения 15 здания повышенной этажности, требуется создать в баке 27 повышенное (по отношению к атмосферному) статическое давление. Тогда в бак 27 через открытый клапан 31 (или 33) компрессором (не показан) закачивают сжатый воздух для образования в верхней части бака 27 воздушной подушки.
Если промывкой растворами химпрепаратов не удалось полностью удалить эксплуатационные отложения, то приступают к II стадии этой операции - к реверсивной пневмогидравлической продувке системы 15 с предварительно размягченными остаточными отложениями. Для этого в частично опорожненный бак 27 через канал 30 (или линию 32) при открытом клапане 31 (или 33) закачивают компрессором (не показан) воздух до заданного значения давления. Последнее контролируется по манометрическим приборам на баке 27 (не показаны) и с помощью клапана 34. Пневмогидравлическая промывка вначале производится противотоком. Для этого открываются арматура 16, 14, 13 и спускник 64. В этом случае воздушно-водный поток идет по направлению из бака 27 по нагреваемой полости теплообменника 22, сливному участку 12, системе 15, напорному участку 11 и через спускник 64 продуваемые отложения удаляются наружу. Затем пневмогидравлическую промывку повторяют в обратном направлении. Для этого открывается арматура 49, 51, 19, 13, 14 и спускник 65. Воздушно-водный поток идет по направлению из бака 27, по первой коммуникации 48, второй коммуникации 50, байпасному трубопроводу 17, напорному участку 11, системе 15, сливному участку 12 и выходит наружу через спускник 65.
При необходимости процесс удаления прогретых увлажненных загрязнений может быть дополнительно продолжен вакуумированием системы 15, выполняемым в порядке, описанном на режиме 2. Процесс вакуумной очистки основан на отделении отложений от подложки за счет разницы давлений над и под поверхностью отложений и/или разрушением последних за счет вскипания водных включений при резком понижении давления в системе 15. Разрушенные отложения транспортируются в направлении большего разрежения, т.е. в бак 27 по сливному участку 12 и по напорному участку 11, байпасному трубопроводу 17, второй 50 и первой 48 коммуникациям при открытой арматуре 14, 16, 13, 19, 51, 49. После снятия вакуума, например, открытием клапана 31 (или 33) собранные в баке отложения удаляются продувкой сжатым воздухом через дренаж 35. Таким образом, в процессе реверсивной химпромывки, реверсивной гидропневматической продувки и вакуумирования удаляются отложения не только из системы 15, но и нагреваемой (вторичной) полости теплообменника 22. Кроме того, циркуляция подогретого раствора через систему 15 позволяет в первом приближении дать оценку нагрева отопительных приборов (не показаны) в составе системы 15. Выполнение I и II стадий удаления отложений подогретыми средами создает предпосылки для круглогодичного проведения этой операции, что расширяет возможности технического обслуживания систем теплоснабжения, например, в сфере жилищно-коммунального хозяйства.
7. Удаление отложений из греющей (первичной) полости теплообменника 22 выполняется тем же, штатным оборудованием многоцелевого теплового пункта, путем противотока и прямотока по отношению к направлению движения первичного теплоносителя. В обоих указанных случаях бак 27 содержит предварительно подогретую воду (например, закачанную после окончания режима 6) и используется как тепловой аккумулятор, причем направление теплопотока при при химпромывке греющей полости меняется и тепло поступает из нагреваемой (вторичной) полости в греющую (первичную) полость теплообменника 22. В запас подогретой воды, находящейся в баке 27 указанным на режиме 6 образом, с помощью подпиточного средства 38 вводятся реагенты, соответствующие виду отложений в первичной полости теплообменника 22. При противотоке открывается арматура 55, 61, 26, 24, 18, 51, 49 и подогретый раствор химреагентов с помощью насоса 43 поступает из бака 27 во вторичную полость теплообменника 22, а далее раствор направляется в сливной участок 12, четвертую коммуникацию 54, всасывающий патрубок 44, с фильтром 47, напорный патрубок 45, третью магистраль 60, байпасный тракт 20, отводящую трубу 25, первичную полость теплообменника 22, подводящую трубу 23, байпасный трубопровод 17, вторую 50 и первую 48 коммуникации, а затем частично сработавшийся раствор сливается обратно в бак 27. Здесь раствор подкрепляют указанным выше образом, используя подпиточное средство 38. При прямотоке открыта арматура 49, 46, 57, 19, 18, 24, 26, 21, 16 и при действующем насосе 43 раствор, принимаемый из бака 27, движется по первой коммуникации 48, всасывающему патрубку 44 с фильтром 47, напорному патрубку 45, первой магистрали 56, байпасному трубопроводу 17, подводящей трубе 23, первичной полости теплообменника 22, отводящей трубе 25, байпасному тракту 20, сливному участку 12, затем раствор сливается в бак 27.
Промывка считается законченной, когда перестает изменяться концентрация химпрепарата в растворе и стабилизируется перепад давлений в манометрических приборах, установленных в первом 1 и втором 2 вводах при идентичном расходе раствора в обоих направлениях. В заключение указанным выше образом дренируется бак 27 и очищается фильтр 47.
8. Тепловая проба системы теплоснабжения 15 и режим ее функционирования по прямому назначению.
Данный тест осуществляют при основном - независимом варианте подключения системы 15 через теплообменник 22 к сети 5 или автономному теплоисточнику 10. До начала теста (режима 8) в горловину 28 вставляют (если он был снят ранее) воздушный мешок 29, горловину 28 герметизируют, бак 27 заполняют водой и через канал 30 при открытом клапане 31 компрессором (не показан) заполняют мешок 29 сжатым воздухом до принятого значения статического давления в системе 15. При этом возможную воздушную подушку и избыток воды в баке 27 удаляют из горловины 28 наружу через открытый клапан 33 на воздухоспускной линии 32. Избыточное давление в баке 27 стравливается через предохранительный клапан 34. Открывается арматура 49, 46, 57, 13, 14, 16, включается насос 43 и начинается циркуляция воды, принимаемой из бака 27 через первую коммуникацию 48, всасывающий патрубок 44, фильтр 47, напорный патрубок 45, счетчик 63, первую магистраль 56, напорный участок 11, систему теплоснабжения 15, сливной участок 12, нагреваемую полость теплообменника 22 и обратно в бак 27. Задействуется автономный теплоисточник 10, в качестве которого в межотопительный сезон, когда обычно не действует тепловая сеть 5, выступает стационарная или мобильная теплогенерирующая установка со своим действующим циркуляционным насосом (не показан). Подогретый первичный теплоноситель (вода) при открытой арматуре 7, 24, 26, 9 циркулирует с заданным расходом по направлению от теплоисточника 10 по прямому каналу 6, прямому вводу 1, через счетчик 62, по подводящей трубе 23, греющей полости теплообменника 22, отводящей трубе 25, обратному вводу 2 и по обратному каналу 8 возвращается в теплоисточник 10. Напор, температуры, перепады давления и температур, наблюдаются по манометрическим и термометрическим приборам, установленным на вводах 1 и 2, а расход первичного теплоносителя (воды) фиксируется по счетчику 62, который одновременно показывает количество тепла, переданного в систему 15.
Подогреваемый в теплообменнике 22 вторичный теплоноситель (а на этапе тепловой пробы - это необработанная вода) принимается действующим насосом 43 по первой коммуникации 48, всасывающему патрубку 44 через фильтр 47 и подается по напорному патрубку 45 через счетчик 63, первой магистрали 56 напорному участку 11, системе 15, сливному участку 12 через нагреваемую полость теплообменника 22 обратно в бак 27. При этом открыта арматура 49, 46, 57, 13, 14, 16. О результатах тепловой пробы судят по температурам нагрева отопительных приборов в системе 15 (не показаны), перепадам давления и температур на входе и выходе системы 15, по соотношению количества тепла, поступившего с первичным теплоносителем и израсходованного в системе 15.
В процессе циркуляции подогретого вторичного теплоносителя по системе 15 при поступлении его в бак 27 скорость потока резко снижается и это инициирует выделение воздушной фазы. Воздух поднимается в направлении горловины 28, где образуется воздушная подушка, удаляемая по воздухоспускной линии 32 через открываемый клапан 33 в атмосферу при повышенном, по отношению к атмосферному, статическом давлении в баке 27. Удаление воздуха из вторичного теплоносителя может быть интенсифицировано за счет снижения давления воздуха в баке 27, например, до атмосферного. Для этого напор насоса 43 увеличивают, прикрывая задвижку 16, стравливают избыток воздуха из мешка 29 через клапан 31 и удаляют выделившийся воздух через клапан 33. Процесс удаления воздуха может быть автоматизирован известными методами.
При удовлетворительных результатах тепловой пробы в бак 27 из емкости (не показана) по аналогии с химпрепаратами для промывки вводят растворы, например, антикоррозионных компонентов, превращающих воду в баке 27 и системе 15 во вторичный теплоноситель. Растворы компонентов вводятся по ответвлению 41 при открытом клапане 42 на всасывание средства 38, которое подает растворы по подпиточной линии 37 через открытый вентиль 40 в сливной участок 12 и далее - в бак 27.
Если тепло поступает из центральной тепловой сети 5, то автономный теплоисточник 10 не используется. В этом случае открывается арматура 3 и 4. В остальном картина движения первичного теплоносителя идентична описанной выше.
9. Функционирование системы теплоснабжения 15 в случае возникновения отказов централизованной тепловой сети 5.
9.1. Наиболее часто встречающимся видом отказов являются режимные дефекты, а именно:
первый вид дефекта - пониженный располагаемый напор в сети 5, меньший при заданном расходе первичного теплоносителя суммарного гидравлического сопротивления прямого 1 и обратного 2 вводов, подводящей 23 и отводящей 25 труб, греющей полости теплообменника 22;
второй вид дефекта - повышенное давление обратного теплоносителя в сети 5, что снижает или вообще исключает проток первичного теплоносителя через теплообменник 22.
Оба названных режимных дефекта исключают использование теплообменника 22 и вынуждают переходить на зависимую схему подключения системы 15 к сети 5 или переходить, в конечном счете, на автономный теплоисточник 10.
В случае первого вида дефекта открывается арматура 3, 18, 51, 53, 46, 57, 13, 14, 21, 4. При действующем насосе 43 поступающий на его всасывание из сети 5 теплоноситель движется по прямому вводу 1 со счетчиком 62, байпасному трубопроводу 17, второй коммуникации 50, всасывающему патрубку 44 с фильтром 47, напорному патрубку 45 со счетчиком 63, первой магистрали 56, напорному участку 11, системе 15, сливному участку 12, байпасному тракту 20 до места врезки в него третьей коммуникации 52. Здесь поток вторичного теплоносителя делится на две части, первая из которых по второй коммуникации 52 поступает во всасывающий патрубок 44, где смешивается с первичным теплоносителем, поступающим из сети 5, образуя вторичный (охлажденный) теплоноситель, а вторая часть вторичного теплоносителя, с расходом, идентичным расходу первичного теплоносителя и контролируемым по счетчику 62, направляется через обратный ввод 2 в сеть 5.
В случае второго вида дефекта открывается арматура 3, 18, 19, 13, 14, 16, 55, 61, 4. При действующем насосе 43 и герметизированном баке 27 первичный теплоноситель движется из сети 5 по прямому вводу 1 со счетчиком 62, байпасному трубопроводу 17, напорному участку 11, системе 15, сливному участку 12, четвертой коммуникации 54, всасывающему патрубку 44 с фильтром 47, напорному патрубку 45 со счетчиком 63, третьей магистрали 60, байпасному тракту 20, обратному вводу 2, поступает в сеть 5, преодолевая напором насоса 43 повышенное гидравлическое сопротивление последней. При необходимости понизить температуру прямого теплоносителя на входе в систему 15 открывается запорный орган 57 и некоторая часть обратного теплоносителя, выходящего из системы 15, проходя по первой магистрали 56, смешивается в напорном участке 11 с поступающим из сети 5 первичным теплоносителем.
Заданная в обоих видах режимных дефектов кратность циркуляции вторичного теплоносителя контролируется по разности показаний счетчиков 62 и 63 и регулировкой арматуры 51, 53 и 19, 57. Параметры: перепад давлений и температур теплоносителя на входе в тепловой пункт и выходе из него контролируются манометрическими и термометрическими приборами, установленными на прямом 1 и обратном 2 вводах (приборы не показаны).
9.2. В случае вынужденного перехода на автономный теплоисточник 10, например из-за общего отказа сети 5, теплоснабжение объекта может осуществляться также при независимом подключении теплоисточника 10 посредством прямого 6 и обратного 8 каналов к прямому 1 и обратному 2 вводам, соответственно, и далее с передачей тепла в систему 15 через теплообменник 22 описанным на режиме 8 образом.
Описанный многоцелевой тепловой пункт выгодно отличается от аналогов тем, что, будучи достроен по сравнению с ними ограниченным числом компонентов в виде перекрываемых гидравлических связей и усовершенствованным расширительным баком, он приобретает принципиально новое полезное качество - становится многоцелевым устройством, функционирующим круглогодично - в отопительный и межотопительный сезоны, причем даже в случаях недействующей центральной тепловой сети или каких-либо режимных дефектов последней.
В результате повышаются окупаемость материальных вложений в строительство, ремонт и техническую эксплуатацию систем теплоснабжения, технологическая дисциплина в сфере теплообеспечения, что особенно важно для жилищно-коммунального хозяйства, где крайне сложно поставить на «конвейер» техническое обслуживание жилого фонда.