Мобильная установка воздушного охлаждения теплоносителя в трубопроводах тепловых сетей

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к области централизованного теплоснабжения зданий и сооружений и прилегающей территории, и в частности к установкам для охлаждения теплоносителя в трубопроводах тепловых сетей при проведении технологических операций и регламентных работ на трубопроводах.
Из источника RU2683199 C1, F24D 3/08, 26.03.2019, известна система централизованного теплоснабжения здания и прилегающей территории, включающая прямой и обратный трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с контурами локальных систем теплоснабжения здания, использующих высокотемпературный теплоноситель и включающих контур системы горячего водоснабжения с узлом предварительного нагрева поступающей на водоразбор горячей воды, систему циркуляции сетевого теплоносителя.
При проведении технологических операций и регламентных работ на трубопроводах ТС зачастую возникает необходимость снижения температуры теплоносителя до заданного уровня, обусловленная рядом факторов. В частности, при проведении работ по внутритрубной диагностике технического состояния трубопроводов ТС необходимо снижение температуры теплоносителя до 40°С, что связано с техническими требованиями эксплуатации внутритрубных диагностических комплексов. Также снижение температуры теплоносителя требуется при проведении ежегодных гидравлических испытаний трубопроводов ТС на прочность и плотность, а также других регламентных испытаний.
Так, например, из RU110167 U1, F22B 37/00, 10.11.2011, известна система консервации трубопроводов тепловых сетей, в которой производят изоляцию части трубопровода, подлежащего консервации, с помощью запорной арматуры, через дренажные устройства и производят удаление сетевой воды. Затем сжатым осушенным воздухом при давлении производят продувку части трубопровода до тех пор, пока через второй дренажный узел не прекратит выходить вода. Данная система позволяет произвести консервацию трубопровода с возможностью осуществления контроля за процессами коррозии на консервируемых участках. Однако данная система не предусматривает охлаждение удаленного теплоносителя из трубопровода.
В настоящее время расхолаживание трубопроводов тепловых сетей осуществляется путем замещения теплоносителя в подающем трубопроводе на теплоноситель из обратного трубопровода, с дальнейшим охлаждением теплоносителя, путем циркуляции через распределительные тепловые сети. Такой способ расхолаживания является довольно эффективным и позволяет расхолодить достаточно протяженные участки тепловых сетей за относительно небольшой промежуток времени.
Однако, в некоторых случаях, охлаждение теплоносителя стандартным методом не представляется возможным. При этом отсутствует возможность монтажа установки воздушного охлаждения теплоносителя на месте проведения работ. В этом случае прибегают к расхолаживанию при естественном остывании. Процесс естественного остывания может занять до 3-х суток, что неминуемо приведет к экономическим потерям и возможному возникновению недовольства абонентов.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в создании мобильной установки воздушного охлаждения теплоносителя в трубопроводах тепловых сетей до заданного уровня, которая объединяет все необходимое оборудование на единой опорной металлоконструкции, которая выполнена с возможностью перевозки грузовым транспортным средством, не требует подключения дополнительного оборудования и установки на месте на месте проведения работ.
Заявленный технический результат достигаются за счет использования мобильной установки воздушного охлаждения теплоносителя в трубопроводах тепловых сетей, содержащей жестко скомпонованные на единой опорной металлоконструкции насосное оборудование, состоящее из циркуляционного насоса и вихревого самовсасывающего насоса, драйкулер, трубопроводную арматуру, контрольно-измерительные приборы, расширительный бак и шкаф управления, при этом насосное оборудование соединено трубопроводами через систему фильтров, клапанов и заслонок с драйкулером и расширительным баком, а шкаф управления соединен с контрольно-измерительными приборами и электроприводной арматурой и расположен в задней части опорной металлоконструкции в закрытой, изолированной от остального оборудования нише, при этом подключение установки к трубопроводам тепловых сетей осуществляется с помощью гибких напорно-всасывающих рукавов.
Компоновка всего необходимого оборудования мобильной установки воздушного охлаждения теплоносителя на единой опорной металлоконструкции позволяет повысить мобильность установки, за счет возможности транспортировать установку грузовыми транспортными средствами и использовать прямо на месте проведения работ тепловой сети, без необходимости использовать дополнительное оборудование, готовить площадку под установку и подключать ее к сетям электроснабжения, и, следовательно, позволяет сократить время охлаждения теплоносителя трубопровода.
Для перемещения установки с помощью кранового оборудования она оснащается проушинами, выполненными на опорной конструкции.
Опорная металлоконструкция выполнена в виде сварной рамы из стального профильного металлопроката. Габаритные размеры рамы определяются из максимальных габаритных размеров драйкулера, а также исходя из максимальных габаритных размеров грузовой платформы шасси.
Оборудование, используемое в установке, скомпоновано на опорной металлоконструкции таким образом, чтобы оператор установки мог иметь свободный доступ к насосному оборудованию, трубопроводной арматуре, к контрольно-измерительному оборудованию и к шкафу управления, как во время эксплуатации, так и во время регламентных работ по ремонту и обслуживанию.
Мобильность установки предполагает ее регулярное перемещение с объекта на объект и использование на открытом участке, соответственно оборудование установки будет подвержено воздействию внешних механических воздействий, осадков и вибрационных нагрузок. Использование шкафа управления защищает электрооборудование от внешних механических воздействий, а так же защищает от осадков, а для снижения воздействия вибрации опорная конструкция оснащается виброопорами.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена мобильная установка воздушного охлаждения теплоносителя.
На фиг. 2, представлено насосное оборудование, используемое на установке.
На фиг. 3, представлен общий вид участка трубопровода магистральной тепловой сети места и грузовая платформа автомобиля с установкой.
Мобильная установка (фиг. 1) содержит жестко скомпонованные на единой опорной металлоконструкции (1) все необходимое оборудование для воздушного охлаждения теплоносителя в трубопроводах тепловых сетей на месте проведения работ, а именно насосное оборудование (2), состоящее из циркуляционного насоса (3) и вихревого самовсасывающего насоса (4), драйкулер (5), трубопроводную арматуру (6), контрольно-измерительные приборы, расширительный бак (7) и шкаф управления (8). Все используемое оборудование мобильной установки находится в функционально-конструктивном единстве.
Насосное оборудование (2) соединено трубопроводами через систему фильтров, клапанов и заслонок с драйкулером (5) и расширительным баком (7).
Трубопроводная арматура (фиг. 2) содержит заслонки (9), обратные клапана (10), вентили, сетчатые фильтры, перепускной клапан (11) и кран сброса воздуха (12).
Шкаф управления (8) соединен с контрольно-измерительными приборами и электроприводной арматурой и расположен в задней части опорной металлоконструкции в закрытой, изолированной от остального оборудования нише (см. фиг. 1, 3).
Контрольно-измерительные приборы (фиг. 2) включают датчики давления (13), датчики потока (14), расходометр, датчики уровня (15) и датчики температуры (16). Контрольно-измерительные приборы обеспечивают возможность управления и настройки параметров работы как в ручном, так и в автоматическом режиме.
При этом на представленных фигурах представлен только частный вариант возможного расположения трубопроводной арматуры и контрольно-измерительных приборов на используемом оборудовании мобильной установки, при этом, специалисту очевидно, что для обеспечения функционирования мобильной установки они могут располагаться в различных необходимых местах используемого оборудования установки.
Работа установки осуществляется следующим образом.
Для транспортировки мобильной установки ее с помощью крана погружают на грузовую платформу автомобиля и перевозят к месту проведения работ. Грузовой автомобиль подъезжает к месту проведения технологических операций и регламентных работ на трубопроводах тепловой сети. Магистральные тепловые сети с помощью задвижек разделяются на секции оптимальной длины в диапазоне 0,5-3 км. Задвижки обычно устанавливают в местах присоединения распределительных сетей к магистральным. На фиг. 3 изображен обесточенный участок трубопровода магистральной тепловой сети и подключенная к нему установка. Поскольку все необходимое оборудование для воздушного охлаждения теплоносителя скомпоновано на единой опорной металлоконструкции, расположенной на грузовой платформе автомобиля, то для начала работы мобильной установки не требуется ее подключение к дополнительному оборудованию и ее установка на месте на месте проведения работ. С помощью гибких напорно-всасывающих рукавов (17, 18) мобильная установка соединяется с трубопроводом тепловой сети - циркуляционный насос (3) с подающей трубой (19), а вихревой самовсасывающий насос (4) с обратной трубой (20). Подключения установки к трубопроводам при помощи гибких рукавов, делает его универсальным по сравнению со стационарными устройствами для охлаждения. Для присоединения гибких рукавов (17, 18) к трубопроводу, трубопровод должны иметь точки подключения, краны сброса воздуха, сливные патрубки, оборудованные запорной арматурой (краны, заслонки, вентили (22)). При этом подающий и обратный трубопроводы соединены между собой технологической перемычкой (21).
Циркуляционный насос (3) забирает теплоноситель из подающей трубы (19) обесточенного участка тепловой сети и подает его в драйкулер (5). После выхода из драйкулера (5), охлажденный теплоноситель попадает в обратную трубу (20) и через технологическую перемычку (21) выдавливает теплоноситель в освободившееся пространство подающей трубы (19).
В процессе замещения происходит перемешивание теплоносителя. Циркуляция теплоносителя через драйкулер повторяется до тех пор, пока его температуре не достигнет необходимого значения. Управления и настройки параметров работы установки осуществляется оператором как в ручном, так и в автоматическом режиме.
В процессе остывания теплоносителя его объем начинает уменьшаться. С уменьшением объема понижается давление в системе. Падение давления в закрытой системе, если оно достигнет отрицательного значения, может привести к деформации трубопровода в его слабых местах, например в местах присоединения гибких рукавов, или схлопыванию трубок драйкулера. Для предотвращения подобных аварийных ситуаций в системе установки предусмотрен долив необходимого для поддержания нормального рабочего давления количества теплоносителя из участка трубопровода вне зоны перекрытия или из трубопровода распределительных тепловых сетей (23). К подпитывающему трубопроводу (23) установка также подключается с помощью гибкого рукава (24). Долив происходит в автоматическом режиме по мере уменьшения объема теплоносителя в системе. Если в питающем трубопроводе давление достаточное для подачи в систему, то по сигналу датчика нижнего уровня (15) установленного в расширительном баке (7) открывается заслонка с электроприводом и теплоноситель поступает в систему. Если давление в подпитывающем трубопроводе (23) отсутствует, или не достаточное для пополнения системы, после открытия заслонки (9) с электроприводом по сигналу датчика давления (13) подключается вихревой самовсасывающий насос (4) и система пополняется. Остановка пополнения системы происходит по сигналу датчика (13), когда рабочее давление достигнет нормального уровня.
Энергообеспечение установки осуществляется при помощи дизель-генераторных установок.
Таким образом, использование мобильной установки воздушного охлаждения теплоносителя, позволяет объединить все необходимое оборудование на единой опорной металлоконструкции, которая выполнена с возможностью перевозки грузовым транспортным средством, не требует подключения дополнительного оборудования и установки на месте на месте проведения работ, и, следовательно, позволяет сократить время охлаждения теплоносителя трубопровода.