Тепловые потери на водяных тепловых сетях г. Ростова-на-Дону

НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 697.34

ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ НА ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ г. РОСТОВА-на-ДОНУ

© 2009 г. Г.М. Кравченко, С.П. Карпенко

Ростовский государственный строительный университет

Rostov State Building University

Рассмотрено определение эксплуатационных тепловых потерь на небольшом участке трубопровода тепловой сети, по результатам тепловых испытаний можно дать анализ общего состояния тепловых сетей в г. Ростове-на-Дону. Работа представляет интерес для научно-технических работников, работающих в области теплоэнергетики.

Ключевые слова: нормативные и фактические тепловые потери; тепловые испытания; циркуляционное кольцо; расход сетевой и подпиточной воды; измерение температур в контрольных точках.

The article presents calculations of operational heat loss in a pipe of a heating network, as well as the results of thermal tests in the pipes, which allow to give an evaluation of the overall condition of district heating networks in the city of Rostov-on-Don. The study may be of interest to scientists and technicians occupied in the field of thermal power.

Keywords: normative and actual heat loss; thermal testing, circulation ring; network and make-up flow rate; measuring temperature at check points.

С целью определения эксплуатационных тепловых потерь на тепловых сетях г. Ростова-на-Дону фирмой ОРГРЭС (филиал ОАО «Инженерный центр ЕЭС») и филиалом ОАО «ЮГК ТГК-8» «Ростовская городская генерация» проведены тепловые испытания на участках Западного, Центрального и Северного районов РТС. Испытаниям подвергались два последовательно соединенных циркуляционных кольца: Ростовская ТЭЦ-2-ПНС «Темерник» и ПНС «Темер-ник» - РК-1 (рисунок), при этом общая длина сетей составляла около 17 километров.

Т1Г-ИП

------G— -

ТК-104 ТК-117

?t3

L=2204 и

L-1924 ж

Dy 1000

ТК-139

Поддержание и контроль заданной температуры с необходимой точностью осуществлялось на РК-1, циркуляция осуществлялась с помощью сетевых насосов, установленных на ТЭЦ-2. Тепловые испытания проводились в установившемся режиме теплопередачи от сетевой воды к окружающей среде при температурах сетевой воды, определенных из соответствия температурных условий работы сети при испытаниях и в среднегодовых условиях, а также расходе сетевой воды, обеспечивающем необходимое снижение температуры по участкам для получения необходимой точности измерений.

ТК-2001 №К-1)

----------м-

? t5

L=3369 н

L=S978к

тпг н с

ft?

t5G~

ТК-1Д7

f tio

-----f.-tu--- J-tU-

L=14llи

1-2191i

TK-118

L=22t2 [ L-2504 1

L=7664 1

Условные обозначения: --подающий трубопровод

- обратный трубопровод

- место измерения температуры

- место измерения расхода

- перемычка

?

G

Параметры при испытаниях:

Участок от РТЭЦ-2 до ПНС

Gи = 600 т/ч -расход сетевой воды; Gп = 63т/ч - макс. расход подпиточной воды; Л = 65,8оС - температура в подающем тр/пр на РТЭЦ-2; t2 = 56,5оС - температура в обратном тр/пр на РТЭЦ-2;

Участок от ПНС до ТК-2901 (РК-1) Gи = 238 т/ч - расход сетевой воды; Gп = 12 т/ч - макс. расход подпиточной воды; t7 = 62,9оС - температура в подающем тр/пр на ПНС; <9 = 60,1оС - температура в обратном тр/пр на ПНС.

Принципиальная схема установки средств измерения при испытаниях на тепловые потери

участков магистрали от РТЭЦ-2

Сопоставление потерь тепла на испытанных участках с тепловыми потерями по нормам проектирования

Наименование участка Тип прокладки Изоляция Средняя температура окружающей среды за период испытаний, t^, оС Фактические тепловые потери, приведенные к среднесезонным условиям, 2ирг, ккал/ч Нормативные тепловые, приведенные к среднесе-зонным условиям, бнф г, ккал/ч Соотношение фактических и определенных по нормам тепловых потерь, К

Циркуляционное кольцо РТЭЦ-2- ПНС

От РТЭЦ-2 до ТК-104

Подающий трубопровод

РТЭЦ-2-ТК-104 Надземная Мин. вата 7,6 614 648 532 266 1,2

Обратный трубопровод

РТЭЦ-2-ТК-104 Надземная Мин. вата 7,6 462 087 443 555 1,0

От ТК-104 до ТК-138. Подающий и обратный трубопроводы

ТК-104-ТК-139 Непроходной Мин. вата Бесканальная ППУ 9,5 1 272 529 1 692 298 0,8

От ТК-138 до ПНС

Подающий трубопровод

ТК-139-ПНС Надземная ППУ 7,6 273 416 224 816 1,2

Обратный трубопровод

ТК-139-ПНС Надземная ППУ 7,6 161 796 175 424 0,9

Циркуляционное кольцо ПНС^ТК-2901 (РК-1) Подающий и обратный трубопроводы

ПНС-ТК-167 Надземная Мин. вата, ППУ, штукатурка а/ц, бесканальная ППУ 9,5 1 164 208 538 336 2,2

ТК-167-ТК-183Л3 «Динамо» Бесканальная ППУ 9,5 285 497 285 442 1,0

ТК-183/13 (Динамо) -ТК-2901 (РК-1) Непроходной. Мин. вата, ППУ, штукатурка а/ц, бесканальная ППУ 9,5 428 634 448 222 1,0

Проведенные испытания условно могут быть разбиты на три этапа:

- предварительный, необходимый для прогрева теплоизоляционных конструкций и грунта до достижения установившегося режима теплообмена; продолжительность этапа зависит от степени первоначального прогрева грунта и может находиться в пределах не менее 2тк, где тк - время пробега частиц воды по испытываемым кольцам,

_ Vр10-3

3,6G„

где Gи - расчетный расход воды в циркуляционном кольце во время испытаний, определяется по формуле (13) [1], кг/с; V - суммарный объем труб испытываемого циркуляционного кольца в пределах от выхода до входа их в теплоподготовительную установку, м3; р - плотность воды в испытываемом кольце при средней температуре теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, кг/м3;

- основной, когда проводятся измерения расходов и температур сетевой воды во всех контрольных точках, при этом отклонения расхода сетевой воды в циркуляционном кольце не должно превышать ±2 % от расчетного значения, а температура воды в подающей линии должна быть постоянной, с точностью ± 0,5 оС. Продолжительность данного этапа по нормативам (2-8) Тк [1];

- заключительный - позволяет уточнить расчетное время пробега воды по циркуляционному кольцу путем кратковременного изменения температуры сетевой воды на выходе из источника тепла (метод «температурной волны»).

В результате испытаний определяются тепловые потери для каждого из участков испытываемого кольца - отдельно по подающей и обратной линиям, Вт:

О 1

Qп.и = с(Ос - °^пн - ^)10 ;

3О .

Qо.и• = с(Ос - - От-3,

где Ос - усредненный расход сетевой воды в подающей линии на выходе из теплоподготовительной установки, т/ч; Оп - усредненный расход подпиточной воды, т/час; ^ и ^ - усредненные температуры воды в начале и конце подающего трубопровода на участке, оС; ^ и ^ - усредненные температуры воды в начале и конце обратного трубопровода на участке, оС. При обработке результатов испытаний предполагалось, что нехарактерных отрезков трубопровода на испытанном участке нет.

Полученные по результатам испытаний фактические тепловые потери, пересчитанные на среднегодовые температурные условия работы тепловой сети -формулы (20) - (22) [1] сравниваются со среднегодовыми тепловыми потерями, рассчитанными по нормам для испытанных участков данной тепловой сети -формулы (23) - (25) [1].

Соотношения фактических и определенных по нормам тепловых потерь определяются:

- для участков подземной прокладки

- для участков надземной прокладки

K —

Q

ср.ч н.и

QH

K —

Qcp4

•он.п.и

QHp4

Qcp4

K — У^ н.о.и

Q

ср.ч

Результаты расчетов фактических тепловых потерь и потерь по нормам, а также коэффициентов К представлены в виде таблицы.

Исходя из того, что в соответствии с требованиями [1], доля испытанных участков составляет 20 % от материальной характеристики сети, приведенные в таблице данные могут использоваться для анализа состояния тепловых сетей в Ростовской городской генерации в целом.

Литература

1. Методические указания по определению тепловых потерь в водяных тепловых сетях. РД 34.09.255-97. М:РАО ЕЭС России, 1998. 17 с.

2. Испытания водяных тепловых сетей г. Ростов-на-Дону на тепловые потери: технический отчет /Филиал ОАО «Инженерный центр ЕЭС. Фирма ОРГРЭС». М., 2007. 29 с.

Поступила в редакцию 16 июня 2009 г.

Кравченко Геннадий Михайлович - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Теплогазоснабжение», Ростовский государственный строительный университет. Тел. 8 (863)225-07-59.

Карпенко Светлана Павловна - аспирант, специалист отдела разработки проектов, ООО «ЛУКОЙЛ-Энергоинжиниринг». Тел. 8 (86350)4-85-79.

Kravchenko Gennadiy Mikhaylovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department Chair of heat and gas supply. Rostov State Building University. Ph. 8 (863)225-07-59.

Karpenko Svetlana Pavlovna - post-graduate student, LUKOIL-Energy Engineering, Ltd. Project Development Dpt. Ph. 8 (86350)4-85-79.