Справочник строителя | Эксплуатация тепловых сетей

ТЕПЛОВАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЗДАНИЙ И НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ КОММУНАЛЬНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Под теплоустойчивостью зданий (помещений) понимают его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при изменяющихся тепловых воздействиях.

Как было сказано выше, в настоящее время не имеется общей, утвержденной методики оценки надежности систем коммунального теплоснабжения по всем или большинству показателей надежности.

В связи с этим для оценки надежности используются такие эмпирические показатели как интенсивность отказов (р) и относительный аварийный недоотпуск тепла (q), динамика изменения которых во времени показывает прогресс или деградацию надежности системы коммунального теплоснабжения.

Теория надежности энергетических систем дает следующие определения интенсивности отказов и недоотпуска энергии:

Интенсивность отказов «p(t)» представляет собой условную плотность вероятности возникновения отказа, определяемую для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник.

Средний недоотпуск энергии «qcp» характеризует не только все основные свойства надежности системы, но и режим ее загрузки, и представляет собой математическое ожидание не доотпуска энергии потребителям за расчетный период времени.

Определение указанных показателей для практических целей производится в течение всего времени эксплуатации систем коммунального теплоснабжения.

Анализ полученных результатов используется как при долгосрочном планировании, так и при разработке конкретных мероприятий по подготовке к очередному отопительному периоду.

Интенсивность отказов (р) определяют, как правило, за год по следующей зависимости:

Интенсивность отказов

(1)

где Мот - материальная характеристика участков тепловой сети, выключенных из работы при отказе (м2); nот - время вынужденного выключения участков сети, вызванное отказом и его устранением (ч); ΣМn · nпл - произведение материальной характеристики тепловой сети данной системы теплоснабжения на плановую длительность ее работы за заданный период времени (обычно за год). Величина материальной характеристики тепловой сети, состоящей из «n»-участков, представляет собой сумму произведений диаметров подводящих и отводящих трубопроводов на их длину. ,

Относительный аварийный недоотпуск теплоты (q) определяется по формуле:

Относительный аварийный недоотпуск теплоты

(2)

где ΣQaв - аварийный недоотпуск теплоты за год, ГДж (Гкал); ΣQ - расчетный отпуск теплоты системой теплоснабжения за год, ГДж (Гкал).

Для оценки надежности систем коммунального теплоснабжения могут использоваться (в опытном порядке) частные и общие критерии, характеризующие состояние электроснабжения, водоснабжения, топливоснабжения источников теплоты, соответствие мощности теплоисточников и пропускной способности тепловых сетей расчетным тепловым нагрузкам, техническое состояние и резервирование тепловых сетей.

Рассмотрим подробнее указанные критерии.

Надежность электроснабжения источников теплоты (Кэ) характеризуется наличием или отсутствием резервного электропитания:

при наличии второго ввода или автономного источника электроснабжения

Кэ = 1,0;

при отсутствии резервного электропитания при мощности отопительной котельной

до 5,8 МВт (5,0 Гкал/ч)

Кэ = 0,8;

св. 5,8 до 23,3 МВт (5,0 до 20 Гкал/ч)

Кэ = 0,7;

св. 23,3 МВт (20 Гкал/ч)

Кэ = 0,6

Надежность водоснабжения источников теплоты (Кэ) характеризуется наличием или отсутствием резервного водоснабжения:

при наличии второго независимого водовода, артезианской скважины или емкости с запасом воды на 12 ч работы отопительной котельной при расчетной нагрузке

Кэ = 1,0;

при отсутствии резервного водоснабжения при мощности отопительной котельной

до 5,8 МВт (5 Гкал/ч)

Кэ = 0,8;

св. 5,8 до 23,3 МВт (св. 5 до 20 Гкал/ч)

Кэ = 0,7;

св. 23,3 МВт (ев 20 Гкал/ч)

Кэ = 0,6

Надежность топливоснабжения источников тепла (Кт) характеризуется наличием или отсутствием резервного топливоснабжения:

при наличии резервного топлива

Кт =1,0;

при отсутствии резервного топлива при мощности отопительной котельной

до 5,8 МВт (5,0 Гкал/ч)

Кт = 1,0;

св. 5,8 до 23,3 МВт (5,0 до 20 Гкал/ч)

Кт = 0,7;

св. 23,3 МВт (20 Гкал/ч)

Кт = 0,5

Одним из показателей, характеризующих надежность системы коммунального теплоснабжения, является соответствие тепловой мощности источников теплоты и пропускной способности тепловых сетей расчетным тепловым нагрузкам потребителей (КБ), т.е. размером дефицита.

Величина этого показателя определяется размером дефицита:

до 10%

КБ = 1,0;

св. 10 до 20%

КБ = 0,8;

св. 20 до 30 %

КБ = 0,6;

св. 30 %

КБ = 0,3;

Одним из важнейших направлений повышения надежности систем коммунального теплоснабжения является резервирование источников теплоты и элементов тепловой сети путем их кольцевания или устройства перемычек.

Уровень резервирования (Кр) определяется отношением резервируемой на уровне центрального теплового пункта (квартала; микрорайона) расчетной тепловой нагрузки к сумме расчетных тепловых нагрузок подлежащих резервированию потребителей, подключенных к данному тепловому пункту:

Резервирование

Св. 90 до 100% нагрузки

Кр = 1,0;

»   70 »

Кр = 0,7;

»   50 »

Кр = 0,5;

»   30 »

Кр = 0,3;

менее 30 %

Кр = 0,2

Согласно СНиП при проектировании тепловых сетей подземной прокладки в непроходных каналах и при бесканальной прокладке должно предусматриваться резервирование подачи тепла в зависимости от климатических условий и диаметров трубопроводов (табл. 1).

Таблица 1. Величина резервной подачи теплоты, %, в течение ремонтно-восстановительного периода после отказа

Диаметр труб тепловых сетей, мм

Время восстановления теплоснабжения, ч

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С

минус 10

минус 20

минус 30

минус 40

минус 50

Допускаемое снижение подачи теплоты, %, до

300

15

32

50

60

59

64

400

18

41

56

65

63

68

500

22

49

63

70

69

73

600

26

52

68

75

73

77

700

29

59

70

76

75

78

800-1000

40

66

75

80

79

82

1200-1400

До 54

71

79

83

82

85

 

Рекомендуется предусматривать 100%-ное резервирование (с отнесением к потребителям теплоты первой категории) жилых микрорайонов в городах (населенных пунктах) при расчетных температурах наружного воздуха для проектирования отопления:

ниже -40 °С - независимо от численности населения

от     -40 до -31 °С - при численности св. 2,0 до 5,0 тыс. чел.

от     -30 до -21 °С - при численности св. 5,0 до 10,0 тыс. чел.

от     -20 до -11 °С - при численности св. 10 тыс. чел.

При наличии нескольких источников теплоты должна быть проанализирована возможность работы их на единую тепловую сеть. В этом случае при аварии на одном из источников теплоты имеется возможность частичного обеспечения потребителей тепловой энергией из единой тепловой сети за счет других источников теплоты.

Надежность системы теплоснабжения может быть повышена путем устройства перемычек между магистральными сетями, проложенными радиально от одного или разных источников теплоты.

Перемычки используются как в нормальном, так и в аварийном режимах работы. Наличие перемычек позволяет обеспечить беспрерывное теплоснабжение и значительно снизить недоотпуск теплоты при аварии. Число и диаметры перемычек определяются исходя из режима резервирования при сниженном расходе теплоносителя.

Практика эксплуатации показывает, что при замене мелких котельных крупными источниками теплоты, мелкие котельные, находящиеся в технически исправном состоянии, целесообразно оставлять в резерве.

Существенное влияние на надежность системы теплоснабжения имеет техническое состояние тепловых сетей, характеризуемое наличием ветхих, подлежащих замене трубопроводов (Кс):

при доле ветхих сетей

до 10%

Кс = 1,0;

св. 10 до 20%

Кс = 0,8;

св. 20 до 30%

Кс = 0,6;

св. 30%

Кс = 0,5

Показатель надежности конкретной системы теплоснабжения (Кнад) определяется как средний по частным показателям Кэ, Кв, Кт, КБ, Кр и Кс:

(3)

где n - число показателей, учтенных в числителе.

Общий показатель надежности системы коммунального теплоснабжения города (населенного пункта) определяется по уравнению:

(4)

где  - значения показателей надежности систем теплоснабжения кварталов, микрорайонов города; Q1, ..., Qn - расчетные тепловые нагрузки потребителей кварталов, микрорайонов города.

Для случая, когда система централизованного коммунального теплоснабжения едина для всего города (населенного пункта), обобщенный показатель совпадает с коэффициентом, характеризующим надежность системы.

В зависимости от полученных показателей надежности отдельных систем и системы коммунального теплоснабжения города (населенного пункта) они с точки зрения надежности могут быть оценены как:

высоконадежные при Кнад - более 0,9;

надежные при Кнад - от 0,75 до 0,89;

малонадежные при Кнад - от 0,5 до 0,74;

ненадежные при Кнад - менее 0,5.

При планировании подготовки теплоснабжающих организаций к отопительному периоду необходимо также оценить их готовность к проведению аварийно-восстановительных работ в системах коммунального теплоснабжения, которая базируется на показателях:

укомплектованности ремонтным и оперативно-ремонтным персоналом;

оснащенности машинами, специальными механизмами и оборудованием;

наличия основных материально-технических ресурсов;

укомплектованности передвижными автономными источниками электропитания для ведения аварийно-восстановительных работ.

Показатель укомплектованности персоналом (Kп) определяется как отношение фактической численности к численности по действующим нормативам, но не более 1,0.

Показатель оснащенности машинами, специальными механизмами и оборудованием (Kм) принимается как среднее отношение фактического наличия к количеству, определенному по нормативам, по основной номенклатуре:

(5)

где  - показатели, относящиеся к данному виду машин, n - число показателей.

Показатель наличия основных материально-технических ресурсов (Ктр) определяется аналогично по основной номенклатуре ресурсов (трубы; компенсаторы; арматура; сварочные материалы и т.п.). Принимаемые для определения значения общего показателя частные показатели не должны быть выше 1,0.

Показатель укомплектованности автономными источниками электропитания (Кист) определяется как отношение фактического наличия (в единицах мощности - кВт) к потребности.

Обобщенный показатель готовности к выполнению аварийно-восстановительных работ также поддается оценке и определяется по уравнению:

(6)

Общая оценка готовности ведется по следующим категориям:

а)      «удовлетворительная готовность» - при Кг = 0,85-1,0; при значении любого из показателей (Кп; Км; Ктр) ниже 0,75, оценка снижается до «ограниченной готовности»;

б)      «ограниченная готовность» - при Кг = 0,74-0,84; при значении любого из показателей (Кп; Км; Ктр) ниже 0,5, оценка снижается до «неготовности»;

в)      «неготовность» - при Кг ниже 0,7.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях