Система теплоснабжения с поддержанием работоспособности котельной при отключении основных магистральных трубопроводов тепловой сети
HEAT SUPPLY SYSTEM WITH MAINTENANCE OF BOILER ROOM WORKING CAPACITY WHEN THE MAIN PIPELINES OF HEAT NETWORK ARE DISCONNECTED

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения.
Известны системы теплоснабжения, состоящие из источника теплоснабжения - котельной (может быть как газовая котельная, так и на других горючих материалах - мазут, дизельное топливо), тепловой сети (магистральные и периферийные трубопроводы) и объектов теплопотребления.
Примером такой системы является система теплоснабжения по патенту RU 2204088 С1, опубликованному 10.05.2003, содержащая подающий и обратный трубопроводы, резервный бак, соединенный через подпиточный насос с обратным трубопроводом, датчик расхода, электрически соединенный с регулятором, при этом обратный трубопровод соединен через сетевой насос с теплоподготовительной установкой (водогрейным котлом), соединенной с прямым трубопроводом. Такая система является ближайшей к предложенной.
При эксплуатации схемы теплоснабжения с большой протяженностью тепловой сети иногда возникает необходимость в отключении основных магистральных трубопроводов (секторов тепловой сети) для проведения аварийно-ремонтных и ремонтно-профилактических работ. Отключение значительного числа потребителей на тепловой сети часто приводит к тому, что приходится останавливать всю котельную и выключать сетевые насосы, так как оставшийся незакрытым участок тепловой сети с подключенными к ней потребителями не в состоянии пропустить даже минимально возможный поток теплоносителя, не нарушая рабочие гидравлические режимы в котельной, поэтому отключается теплоснабжение и на тех объектах, где не ведутся ремонтные работы. Актуальность этой проблемы проявляется особенно сильно в отопительный период при сильных морозах, когда после вынужденной остановки котельной требуется заполнить водой тепловую сеть в полном объеме, сливая резервные баки горячей воды, установить необходимые как гидравлические, так и тепловые режимы котельного оборудования в котельной. На проведение этих мероприятий требуется немало времени и значительные затраты энергетических ресурсов, что в конечном итоге может привести к размораживанию как основных трубопроводов тепловой сети, так и внутренних трубопроводов на объектах теплопотребления, усложняя в целом проведение ремонтных работ.
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в создании системы теплоснабжения, не требующей остановки работы котельной и сетевых насосов при проведении аварийно-ремонтных и ремонтно-профилактических работ.
Для решения этой проблемы предлагается систему теплоснабжения, содержащую, по меньшей мере, один генератор тепла, соединенный с подающим трубопроводом, обратный трубопровод, соединенный с сетевым насосом, подключенным к генератору тепла, и первый датчик расхода, снабдить вторым датчиком расхода и соединительным трубопроводом с запорно-регулирующим клапаном (ЗРК), оба датчика расхода последовательно установлены на подающем трубопроводе, а соединительный трубопровод одним концом подсоединен к подающему трубопроводу между первым датчиком расхода, соединенным с генератором тепла, и вторым датчиком расхода, а другим концом - к обратному трубопроводу, при этом оба датчика расхода связаны с ЗРК через блок управления, выполненный с возможностью выработки сигнала на открывание ЗРК при снижении расхода, измеряемого вторым датчиком расхода, и сигнала на остановку открывания ЗРК при достижении расходом, измеряемым первым датчиком расхода, исходного значения, а также с возможностью выработки сигнала на закрытие ЗРК при увеличении расхода, измеряемого вторым датчиком расхода.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении пропускания через котельную потока теплоносителя, обеспечивающего ее работоспособность при отключении магистральных трубопроводов тепловой сети при проведении ремонтных работ. Это достигается за счет того, что внутри котельной на трубопроводах, питающих тепловую сеть, между подающим и обратным трубопроводами устанавливают соединительную перемычку с запорно-регулирующим клапаном, которая в автоматическом режиме от датчиков расхода, установленных до и после перемычки, по определенному алгоритму будет открываться, пропуская определенный поток теплоносителя, компенсируя тем самым потоки теплоносителя, которые должны были идти к потребителям на закрытом участке тепловой сети. В результате внедрения такой установки на котельной появляется возможность продолжения нормальной работы схемы теплоснабжения в целом, даже при отключении магистральных трубопроводов тепловой сети со значительным числом объектов теплопотребления на проведение ремонтных работ в этом секторе тепловой сети.
На чертеже представлена схема предложенной системы теплоснабжения.
Система теплоснабжения включает котельную 1, генератор тепла которой - водогрейный котел 2 - соединен посредством подающего трубопровода 3 (подающая ветвь) с тепловой сетью, от которой отходит обратный трубопровод 4 (обратная ветвь), соединенный через сетевой насос 5 с водогрейным котлом 2, а также с выходом подпиточного насоса 6, к входному патрубку которого подсоединен резервный бак 7 горячей воды.
1
2
1
2
4
1
2
2
3
1
1
2
4
1
Тепловая сеть состоит из секторов, например сектор 8, сектор 9, сектор 10. В помещении котельной 1 на трубопроводах 3 и 4, питающих тепловую сеть, между подающей и обратной ветвями установлена перемычка - соединительный трубопровод 11 с запорно-регулирующим клапаном 12 (ЗРК). Управление этим клапаном происходит от блока 13 управления, в который поступают сигналы от первого и второго датчиков 14 и 15 расхода, установленных на подающем трубопроводе 3. Соединительный трубопровод 11 одним концом подсоединен к подающему трубопроводу 3 между датчиками 14 и 15 расхода, а другим концом - к обратному трубопроводу 4. Датчики 14 и 15 расхода фиксируют расход проходящих через них потоков теплоносителя J и J соответственно и выдают определенный электрический сигнал в блок 13 управления. В исходном положении, когда все сектора 8, 9, 10 на тепловой сети открыты, ЗРК 12 закрыт. Расход теплоносителя J в исходном положении равен расходу J, что соответствует нормальному наполнению тепловой сети. При возникновении необходимости в проведении ремонтных работ в секторе 8 тепловой сети закрываются магистральные задвижки 16 и 17. Расход J потока теплоносителя, который производил наполнение сектора 8, уменьшается, соответственно снижаются значения расходов J и J. Второй датчик расхода 15, фиксируя снижение значения расхода J, выдает электрический сигнал на открывание ЗРК 12. Запорно-регулирующий клапан 12, открываясь, начинает пропускать через себя поток теплоносителя с расходом J, в связи с этим начинает увеличиваться расход J поток теплоносителя (так как он является суммарным, J=J+J). Когда расход J достигает исходной величины, первый датчик 14 расхода выдает соответствующий электрический сигнал в блок 13 управления, и дальнейшее открывание ЗРК 12 останавливается. В результате этих переключений расход теплоносителя, равный сумме расхода для наполнения оставшейся в работе части тепловой сети (сектора 9 и 10) плюс перетекание определенного расхода теплоносителя через ЗРК 12, сохраняется в исходном значении, что позволяет гидравлическому и тепловому оборудованию котельной 1 продолжать работать в штатном режиме.
4
2
1
1
1
2
После окончания проведения ремонтных работ на тепловой сети в секторе 8 открывают магистральные задвижки 16 и 17. Расход потока Jувеличивается, что, в свою очередь, приводит к увеличению расходов J и J. Датчик 15 расхода фиксирует это увеличение, выдает электрический сигнал в блок 13 управления, и ЗРК 12 начинает закрываться до тех пор, пока значение расхода потока J не придет к исходному состоянию. После окончательного закрытия запорно-регулирующего клапана 12 расходы потоков теплоносителя J и J выравниваются, что соответствует нормальному наполнению тепловой сети.