Справочник строителя | Производство и потребление тепла

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ (ЦТП)

В связи с массовым жилищным строительством возникла необходимость сооружения укрупненных, центральных тепловых пунктов (ЦТП), для которых отводились специальные земельные участки, как правило, в центре жилых микрорайонов. В закрытых системах теплоснабжения тепловую мощность такого ЦТП на микрорайон или группу зданий рекомендуется принимать от 12 до 35 МВт (по сумме максимального теплового потока на отопление и среднечасового потока на горячее водоснабжение).

Со временем в ЦТП стали размещать не только теплоэнергетическое оборудование, но и водопроводное, насосное противопожарное, электротехническое и низковольтное оборудование, проведя диспетчеризацию и превратив их в энергетические центры обслуживания населения. При этом, после ЦТП прокладывались четырех-, шести-, восьмитрубные распределительные тепловые сети к зданиям, а часто и водопроводные, противопожарные и другие линии и коммуникации. Понятие ЦТП расширилось.

ЦТП - пункт подключения систем тепловодоснабжения микрорайона к распределительным сетям городской тепловой сети и водопровода и управления системами отопления, вентиляции и водоснабжения зданий.    

Несмотря на сложность и насыщенность коммуникациями дворовых разводок, это в целом повысило эффективность и культуру инженерного благоустройства городов и поселков, позволило установить дистанционные контроль и управление процессами энергоснабжения, исключило тепловое, шумовое и электромагнитное воздействие на человека, что неизбежно сопутствовало индивидуальным тепловым пунктам и местным установкам.

Системы горячего водоснабжения при закрытой системе теплоснабжения присоединяют через скоростные секционные водо-водяные подогреватели (рис. 1).

Рисунок 1. Общий вид горизонтального секционного кожухотрубного водоподогревателя (ВВП) с опорами-турбулизаторами по ГОСТ 27590: 1 - секция ВВП; 2 - калач; 3 - переход; 4 - блок опорных перегородок; 5 -трубки; 6 - перегородка опорная; 7 - кольцо; 8 – пруток

Каждый из них состоит из нескольких последовательно включенных секций, в которых происходит противоток сетевой и водопроводной воды. Для возможности очистки трубок от накипи и загрязнений нагреваемая водопроводная вода подается в трубки, а сетевая протекает в межтрубном пространстве.

Определяющим критерием для выбора схем присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения в закрытых системах ЦТ было принято соотношение максимальных нагрузок горячего водоснабжения  и отопления .

Так при их соотношении:

применяют одноступенчатую последовательную схему с предвключенным или параллельно включенным подогревателем (детские сады, административные и общественные здания с небольшой нагрузкой ГВС, рис. 2);

применяют двухступенчатые смешанные или последовательные схемы (жилые микрорайоны, небольшие промпредприятия и др.). В этих схемах подогреватель ГВС разделен на две ступени, в каждой из которых обычно содержится по три-шесть секций (рис. 3);

применяют одноступенчатую параллельную схему (в банях, прачечных, крупных гостиницах и промышленных предприятиях с сосредоточенной нагрузкой ГВС, рис. 2).

Схема, представленная на рис. 2, применяется при отсутствии регуляторов расхода теплоты на отопление (как правило, в групповых и квартальных котельных мощностью менее 35 МВт), стабилизация расхода воды на отопление достигается регулятором перепада давлений (поз. 4).

Рисунок 2. Одноступенчатая предвключенная (А - открыта, Б - закрыта) или параллельно включенная (А - закрыта, Б - открыта) схема присоединения водоподогревателей ГВС с зависимым присоединением систем отопления при отсутствии регуляторов расхода теплоты на отопление и теплосчетчика в ЦТП и ИТП в закрытых СЦТ: 1 - ВВП; 2 - повысительно-циркуляционный насос ГВС (пунктиром - циркуляционный насос); 3 - регулирующий клапан с электроприводом; 4 - регулятор перепада давлений (прямого действия); 5 - водомер холодной воды; 6 - регулятор подачи теплоты на отопление, ГВС и ограничения максимального расхода сетевой воды на ввод; 7 - обратный клапан; 8 - корректирующий подмешивающий насос; 9 - теплосчетчик; 10 - датчик температуры; 11 - датчик расхода воды; 12 - сигнал ограничения максимального расхода воды из тепловой сети на ввод; 13 - датчик давления воды в трубопроводе; 14 - регулятор ограничения максимального расхода воды на ввод (прямого действия); 14а - датчик расхода воды, а виде сужающего устройства (камерная диафрагма); 15 - регулятор подачи теплоты на отопление; 16 - задвижка, нормально закрытая; 17 - регулятор подачи теплоты на ГВС (прямого действия); 21 - водомер горячеводный; А и Б - задвижки переключений

ПРИМЕЧАНИЕ. Экспликация приведена для рис. 2, 3 и 6.

Когда нагрузка ГВС существенно превышает отопительную, подогреватели горячего водоснабжения устанавливают на тепловом пункте по так называемой одноступенчатой параллельной схеме, при которой подогреватель горячего водоснабжения присоединяется к тепловой сети параллельно системе отопления.

Постоянство температуры водопроводной воды в системе горячего водоснабжения на уровне 55-60 °С поддерживается регулятором температуры РПД прямого действия, который воздействует на расход греющей сетевой воды через подогреватель. В ряде случаев у абонента устанавливаются баки-аккумуляторы горячей воды.

При параллельном включении расход сетевой воды равен сумме ее расходов на отопление и горячее водоснабжение. При последовательной схеме он равен только ее расходу на отопление. Тепловая нагрузка горячего водоснабжения при этом покрывается частичным охлаждением сетевой воды, поступающей в систему отопления.

В смешанной схеме первая ступень подогревателя ГВС включена последовательно с системой отопления на обратной линии сетевой воды, а вторая ступень присоединена к тепловой сети параллельно с системой отопления. При этом предварительный подогрев водопроводной воды происходит за счет охлаждения сетевой воды после системы отопления, что уменьшает тепловую нагрузку второй ступени и снижает общий расход сетевой воды на горячее водоснабжение.

Начиная с 1980-х годов, в связи со строительством зданий повышенной этажности (12 этажей и больше) и ужесточением требований к надежности теплоснабжения стали развиваться так называемые изолированные схемы присоединения систем отопления с помощью водо-водяных подогревателей.

Циркуляция воды в таких системах отопления осуществляется специальным циркуляционным насосом, а гидравлический режим становится изолированным от режима в тепловой сети. Ограничение максимально допустимого в обратной линии теплосети пьезометрического напора в 0,6 МПа (60 м вод. ст.) при этом снимается, что повышает ее маневренные возможности и надежность теплоснабжения в целом.

Подпитку такой изолированной системы производят за счет сетевой воды под давлением в трубопроводах тепловой сети. Статический режим ее в этом случае поддерживается уровнем воды в закрытом расширительном сосуде системы отопления (рис. 3).

Рисунок 3. Принципиальная схема применения автоматического регулятора РУНТ 312 в ЦТП для теплоснабжения систем отопления и горячего водоснабжения зданий: 1 - водо-водяной теплообменник для нагрева циркуляционной воды в системе отопления здания; 2 - два циркуляционных насоса (один запасной) с электронным управлением частоты вращения для системы отопления; 3 - датчик контроля температуры наружного воздуха; 4 - датчик контроля начальной температуры воды в системе отопления; 5 - датчик контроля уровня воды в системе отопления; 6 - два подпиточных насоса (один резервный) подачи воды из системы теплоснабжения для подпитки контура циркуляции системы отопления; 7 - автоматический запорный клапан на трубопроводе забора подпиточной воды из обратного трубопровода системы централизованного теплоснабжения; 8 - водо-водяной теплообменник первой ступени нагрева водопроводной воды на горячее водоснабжение здания; 9 - водо-водяной теплообменник второй ступени нагрева водопроводной воды на горячее водоснабжение здания; 10 - датчик контроля температуры воды горячего водоснабжения на уровне 60 °С; 11 - насосы (один резервный) циркуляции воды в системе горячего водоснабжения здания; 12 - автоматический вентиль на трубопроводе подачи горячей воды из подающего трубопровода сети теплоснабжения

Еще в 1954 г. проф. Е.Я. Соколовым была предложена схема двухступенчатого последовательного подогрева воды для горячего водоснабжения.

В двухступенчатой последовательной схеме обе ступени подогревателя ГВС включены последовательно с системой отопления: первая ступень - после системы отопления, вторая - до системы отопления (рис. 3, 4). Регулятор расхода, установленный параллельно второй ступени подогревателя, поддерживает постоянным суммарный расход сетевой воды на абонентский ввод независимо от расхода сетевой воды на вторую ступень подогревателя. В часы максимальных нагрузок ГВС вся или большая часть сетевой воды проходит через вторую ступень подогревателя, охлаждается в ней и поступает в систему отопления с температурой, ниже требуемой. При этом система отопления недополучает теплоту. Этот недоотпуск теплоты в систему отопления компенсируется в часы малых нагрузок горячего водоснабжения, когда температура сетевой воды, поступающей в систему отопления, выше требуемой при этой наружной температуре. Для этого теплоснабжающим организациям пришлось разработать и ввести в практику регулирования так называемый повышенный температурный график отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Рисунок 4. Двухступенчатая последовательная схема присоединения ВВП ГВС с зависимым присоединением систем отопления при отсутствии регуляторов расхода теплоты на отопление в ЦТП и ИТП в закрытых СЦТ 1-21 - см. рис. 2

В двухступенчатой последовательной схеме суммарный расход сетевой воды меньше, чем в смешанной схеме, благодаря тому, что в ней используется не только теплота сетевой воды после системы отопления, но и теплоаккумулирующая способность зданий. Поэтому двухступенчатая схема со смешанным включением подогревателей в настоящее время применяется реже последовательной. Снижение расходов сетевой воды способствует снижению удельной стоимости наружных тепловых сетей.

Зависимость расходов сетевой воды на ИТП при различных схемах присоединения подогревателей ГВС и максимальной нагрузке горячего водоснабжения показана на рис. 5.

Рисунок 5. Расходы сетевой воды на ИТП при различных схемах присоединения подогревателей горячего водоснабжения и максимальной нагрузке горячего водоснабжения. Температурный график отопительный. Расчетная нагрузка отопления Q_o = 1,16 МВт (1 Гкал/ч) при t_н = -22 °С; нагрузка ГВС: средняя  = 0,364 МВт (0,314 Гкал/ч); максимальная  = 0,728 МВт (0,628Гкал/ч).

Как следует из рисунка, наибольшие расходы сетевой воды отмечаются при параллельной схеме, а наименьшие при последовательной схеме включения подогревателей ГВС.

Горячее водоснабжение в открытых СЦТ должно присоединяться к подающему и обратному трубопроводам двухтрубных водяных тепловых сетей через регулятор смешения воды (рис. 6) для подачи в систему ГВС воды заданной температуры. Отбор воды для ГВС из трубопроводов и приборов систем отопления не допускается. Циркуляционный трубопровод системы ГВС рекомендуется присоединять к обратному трубопроводу тепловой сети после отбора воды в систему ГВС (схема а), при этом на трубопроводе между местом отбора воды и местом подключения циркуляционного трубопровода должна предусматриваться диафрагма, рассчитанная на гашение напора, равного сопротивлению системы ГВС в циркуляционном режиме.

Рисунок 6. Схемы присоединения систем ГВС и отопления при зависимом (а) присоединении систем отопления через элеватор (пунктиром - циркуляционным насосом) с учетом теплоты по тепломеру и независимом (б) - с учетом теплоты по водомеру в открытых системах ЦТ: 1-21 - см. рис. 2, 4; 23 - регулятор подпитки; 24 - предохранительный клапан; 25 - циркуляционный насос отопления; 26 - водоструйный элеватор; 27 - регулятор смешения горячей воды; 28 - тепломер двухпоточный трехточечный; 29 - дроссельная диафрагма

При открытой системе теплоснабжения местная разводка горячего водоснабжения присоединяется через автомат-смеситель к подающему и обратному трубопроводам тепловой сети (рис. 6).

При закрытой и открытой схемах теплоснабжения системы горячего водоснабжения жилых зданий присоединяются без баков-аккумуляторов горячей воды.

В банях, прачечных, крупных гостиницах и на промышленных предприятиях с сосредоточенной нагрузкой ГВС, как правило, устанавливают такие баки.

Бак-аккумулятор горячей воды (БАГВ) - емкость, предназначенная для хранения горячей воды в целях выравнивания суточного графика расхода воды в системах теплоснабжения, а также для создания и хранения запаса подпиточной воды на источниках теплоты.

При давлении в обратном трубопроводе теплосети, недостаточном для подачи воды в систему ГВС, на трубопроводе после регулятора смешения следует предусматривать повысительно-циркуляционный насос (рис. 6, б), при этом установка диафрагмы не требуется.

Устройство индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) обязательно в каждом жилом и общественном здании независимо от наличия ЦТП, при этом в ИТП предусматриваются только те функции, которые необходимы для присоединения систем потребления теплоты данного здания и не предусмотрены в ЦТП.

ИТП - пункт подключения систем отопления, вентиляции и водоснабжения здания к распределительным сетям системы тепловодоснабжения микрорайона.

При теплоснабжении от котельных мощностью 35 МВт и менее рекомендуется предусматривать в зданиях только ИТП. На каждый тепловой пункт должен составляться технический паспорт.

В промышленных зданиях проектируют только ЦТП. Двухступенчатая смешанная схема ЦТП промышленного предприятия аналогична представленной на рис. 4.

Промышленные потребители с паровой нагрузкой могут присоединяться к паровым теплосетям как по зависимой схеме - с непосредственной подачей пара в системы теплопотребления с изменением, или без изменения параметров пара, так и по независимой схеме - через пароводяные подогреватели. Использование для целей ГВС паровых водонагревателей барботажного типа не разрешается.

В промышленных ЦТП допускаются устройства закрытых систем сбора и возврата конденсата, а также использование теплоты конденсата для собственных нужд предприятия.

Подбор оборудования системы сбора конденсата (трубопроводы, арматура, баки, насосы, редукционные и охладительные устройства и др.) должен производиться в соответствии с требованиями нормативных документов.

Приведенные схемы присоединения потребителей теплоты к тепловым сетям не охватывают всех возможных вариантов. Могут применяться и другие схемы присоединения, обеспечивающие минимальные расходы воды в тепловых сетях, экономию теплоты за счет применения регуляторов расхода и ограничителей максимального расхода сетевой воды, корректирующих насосов или элеваторов с автоматическим регулированием, снижающих температуру воды, поступающей в системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях