Гидравлические испытания тепловой сети

ПВП
Коллективное
Производственно
Внедренческое
Предприятие
«Энерготехнология»
84626, Украина, Донецкая обл.,
г. Горловка, ул. Герцена, 18/офис 4,
КПВП «Энерготехнология»
тел./факс 52-00-37 (0624)
E-mail: office@energotechnologia.com.ua
http://www.energotechnologia.com.ua
ТЕХHИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ
САНТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ВОДЫ ЗАО «ЛИНИК»
(в сокращении)
Шифр работы: 09.103.045
2
Содержание
Реферат ...................................................................................................................................3
1. Введение ..............................................................................................................................4
2. Анализ проектных и эксплуатационных материалов по тепловой сети ПТВ ...................5
3. Гидравлические испытания ................................................................................................6
3.1. Общие положения .........................................................................................................6
3.2. Задачи испытаний ........................................................................................................7
3.3. Режим испытаний тепловой сети .............................................................................7
3.4. Подготовка к испытаниям ..........................................................................................8
3.5. Проведение испытаний ...............................................................................................8
4. Оценка результатов испытаний. .........................................................................................9
5. Выводы ..............................................................................................................................10
Список литературы .................................................................. Error! Bookmark not defined.
Перечень таблиц ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
Перечень рисунков .................................................................. Error! Bookmark not defined.
3
Реферат
Объем отчета 26 стp. Отчет содержит 20 стp. текста, 2 рисунка,
6 таблиц.
В данном отчете приводятся результаты испытаний по определению
эксплуатационных гидравлических характеристик участка трубопроводов водяной
тепловой сети промтеплофикации ЗАО «ЛИНИК».
В результате проведенных расчетов были определены коэффициенты
шероховатости внутренней поверхности испытуемых трубопроводов, пропускная
способность испытанного участка тепловой сети.
Ключевые слова: тепловая сеть, гидравлические испытания, коэффициент
шероховатости, гидравлическая характеристика.
4
1. Введение
Испытания водяных тепловых сетей сантеплофикационной воды ЗАО «ЛИНИК»
на гидравлические потери выполнены в соответствии с договором № 09.103.045,
заключенного между КПВП «Энерготехнология» и ЗАО «ЛИНИК».
Испытания на гидравлические потери водяной тепловой сети проводились с
целью определения состояния внутренней поверхности трубопроводов и их пропускной
способности.
В настоящем отчете представлены результаты испытаний водяных тепловых сетей
сантеплофикации.
В соответствии с нормативным документом «Технічна експлуатація електричних
станцій і мереж. Правила Київ 2003г.» (пункт 8.13.33.) испытания для определения
гидравлических потерь в тепловых сетях должны проводиться один раз в 5 лет по
программе, утвержденной техническим руководителем предприятия, эксплуатирующего
тепловую сеть.
В объем проведения испытаний водяной тепловой сети ЗАО «ЛИНИК» на
гидравлические потери вошли следующие работы:
 анализ эксплуатационной и проектной документации по тепловой сети;
 выбор участков сети, подлежащих испытаниям;
 расчет параметров испытаний, разработка режимов работы оборудования при
испытаниях;
 составление рабочей программы [10];
 подготовка сети и оборудования к испытаниям;
 подготовка измерительной аппаратуры;
 проведение испытаний;
 обработка данных, полученных при испытаниях и определение гидравлических
характеристик трубопроводов.
2. Анализ проектных и эксплуатационных материалов по
тепловой сети СТВ
2.1. Проектом теплоснабжения Лисичанского НПЗ (ЗАО «ЛИНИК») [4] предусмотрены
на заводе две сети горячей воды. Первая сеть – СТВ для сантехнических нужд (отопления и
вентиляции) и работает по переменному температурному графику в зависимости от
температуры наружного воздуха – температурный график сетевой воды 150/70 оС. Покрытие
тепловой нагрузки этой сети предусмотрено от бойлерной установки цеха № 21 (ТЭЦ).
Вторая сеть – ПТВ промтеплофикационная для удовлетворения потребности в тепле, в
виде горячей воды, технологических установок и для обогрева резервуарных парков и
технологических трубопроводов (для запитки водяных спутников). Эта сеть запроектирована
работать круглогодично и с постоянной температурой воды в прямом (150 оС) и в обратном
(70оС) трубопроводах.
Для покрытия тепловой нагрузки промтеплофикационной сети на площадке завода
проектом
предусмотрена
своя
водоподогревательная
установка
с
проектной
теплопроизводительностью ….. Гкал/ч. Дополнительно к этому, за счет охлаждения
производственного конденсата промтеплофикационной водой, проектом предусмотрено
получение еще порядка …… Гкал/ч тепла на расчетном режиме работы станции
централизованного отстоя конденсата (ЦОК).
2.2. Фактический температурный график водяной тепловой сети СТВ ……. оС.
Регулирование отпуска тепла осуществляется по качественному методу – при
постоянном расходе сетевой воды в зависимости от изменения наружной температуры
воздуха меняется температура воды в подающем трубопроводе.
По данным ООО «ЛИНИК» [8]
расчетная нагрузка СТВ составляет … Гкал/ч,
расчетный расход сетевой воды при этом - …. т/ч (при температурном графике …. оС). В тоже
время по ……………………………………..
Испытания на гидравлические потери тепловой сети СТВ не проводились, отсутствует
документация по гидравлическим режимам работы сети и бойлерной установки ТЭЦ.
Какая-либо документация по фактическим тепловым нагрузкам административных
зданий, технологической установки (УПП цех №3), собственных нужд, а также нагрузкам
горячего водоснабжения отсутствует.
Выявлено отсутствие расчетных и исполнительных схем тепловой сети СТВ с указанием
диаметров, длин и т.п.
2.3. Краткое описание водоподогревательной установки станции ТЭЦ
2.3.1. Бойлерная установка котлотурбинного цеха ТЭЦ (цех №»21) предназначена для
покрытия тепловой нагрузки сети СТВ завода и эксплуатируется в основном в зимний период.
СТВ используется для обогрева:
 административных зданий;
 технологической установки (УПП цех №3);
 нагрева воды для собственных нужд;
 нагрева воды для бытовых нужд и нужд общепита (горячего водоснабжения).
2.3.2. Бойлерная установка цеха №21 состоит из трех сетевых подогревателей: одного
пикового бойлера типа ПСВ 315-14-23 и двух основных типа ПСВ 200-7-15 [7].
Характеристика пикового бойлера ПСВ 315-14-23 (из паспорта):
 ……………………………………………..
Характеристика основного бойлера ПСВ 200-7-15 (из паспорта):
6
 ………………………………………………..
2.3.3. Подача сетевой воды на бойлера осуществляется тремя сетевыми насосами типа
ЗВ-200×2 и одним насосом типа 4К-6.
Характеристика насоса ЗВ-200×2(из паспорта):
 ……………………………………….
Характеристика насоса 4К-6 (из паспорта):
 ……………………………………….
2.3.4. В отопительный период эксплуатации бойлерная установка ТЭЦ работала со
следующими параметрами:
 ……………………………………….
2.4. Краткое описание тепловой сети СТВ
2.4.1. Тепловая сеть сантеплофикационной воды эксплуатируется в отопительный
период. В летний период возможна подача теплоносителя СТВ по линии ПТВ через перемычку
в кварталах 12-7 диметром 300 мм на горячее водоснабжение.
2.4.2. Существующая система теплоснабжения эстакадная, радиальная водяная закрытая
централизованная, регулирование температуры теплоносителя качественное в зависимости от
температуры наружного воздуха.
Прокладка трубопроводов тепловой сети - надземная.
2.4.3 Компенсация тепловых удлинений трубопроводов тепловой сети осуществляется
при помощи П-образных компенсаторов,
а также используются повороты трассы
(самокомпенсация).
Общая протяженность тепловых сетей сантеплофикации L=…………… м.
2.4.4 Для подготовки и проведения гидравлических испытаний Заказчиком были
представлены эксплуатационные схемы подачи горячей воды потребителям, схема бойлерной
установки котлотурбинного цеха ТЭЦ. Материальная характеристика тепловой сети
сантеплофикации выдана на основе отчета по энергетическому обследованию [8]. .
2.5. Тепловая сеть СТВ ведена в эксплуатацию в конце ……………………………
За
весь
период
эксплуатации
тепловых
……………………………………………………………….
сетей
СТВ
не
проводились
Исходя из вышеприведенного анализа для уменьшения расходования энергетических
ресурсов (в 2-3 раза) на эксплуатацию водяной тепловой сети СТВ, предлагается:
1. Выполнить …………………………………………………………….
3. Гидравлические испытания
3.1. Общие положения
Испытания проводились в соответствии с «Рабочей программой по испытаниям на
гидравлические потери сетевой воды водяной тепловой сети СТВ ЗАО «ЛИНИК» [10],
разработанной КПВП «Энерготехнология» и согласованной с Заказчиком и с Государственной
инспекцией по энергетическому надзору за режимами потребления электрической и тепловой
энергии в Луганской области.
Для непосредственного проведения испытаний было получено разрешение Главного
государственного инспектора Луганской государственной инспекции охраны труда в
химической промышленности.
7
3.1.1. Гидравлический режим работы тепловой сети должен обеспечивать в каждой ее
точке и присоединенной к ней системе расчетный расход теплоносителя, соответствующий
тепловой нагрузке, при параметрах, безопасных для их работы.
3.1.2. Для разработки такого режима эксплуатационный персонал тепловой сети должен
знать заранее ее гидравлическую характеристику, т.е. какие гидравлические потери при том или
ином расходе теплоносителя можно ожидать на каждом участке в подающем или обратном
трубопроводах сети. С этой целью трубопроводы тепловой сети до ввода их в эксплуатацию
должны подвергаться гидравлическим испытаниям.
3.1.3. Испытания по определению гидравлических потерь в тепловых сетях должны
проводиться не реже чем один раз пять лет [1].
3.2. Задачи испытаний
3.2.1 Гидравлические испытания водяной тепловой сети проводятся с целью
определения фактических гидравлических характеристик трубопроводов, их пропускной
способности по состоянию их внутренней поверхности.
3.2.2 Основными гидравлическими характеристиками трубопровода являются:
 гидравлическое сопротивление трубопровода, S (ч2/м5 или м/(м3/ч)2;
 коэффициент гидравлического сопротивления (трения) λ;
 расчетный коэффициент сопротивления λ ;
р
 эквивалентная шероховатость трубопровода К , мм.
э
3.3.3. Оценка состояния трубопроводов по результатам испытаний проводятся при
сравнении расчетной и фактической пропускной способности испытанного участка тепловой
сети, при сравнении фактического коэффициента сопротивления λф с расчетной величиной λр,
соответствующей значению Кэ=…. мм для данного диаметра труб.
3.3.4. Гидравлические испытания наряду с определением гидравлических характеристик
трубопроводов позволяют выявить участки, где повышенное
сопротивление вызвано
засорением, неисправностями запорной арматуры, пережимами диаметров.
3.3. Режим испытаний тепловой сети
3.3.1. На все время проведения испытаний необходимо обеспечить поддержание
стабильного режима по расходу и давлению на выводах ТЭЦ. Для обеспечения достаточной
точности результатов испытаний необходимо, чтобы величина подпитки не превышала ….%
количества воды, циркулирующей в сети. Испытания должны быть приостановлены до
устранения причин повышенной утечки воды из сети.
3.3.2. На конце испытываемых магистральных трубопроводов вварена циркуляционная
перемычка, соединяющая подающий и обратный трубопроводы. На перемычке установлены
задвижки.
3.3.3. На период испытаний задаем следующие параметры:
 расчетный расход сетевой воды – ….. т/ч;
 температура циркуляционной воды должна быть не выше ….. оС.;
 давление в испытуемом трубопроводе при данном расходе воды не должно
превышать ……. кгс/см2.
3.3.4. На время испытаний от тепловой сети СТВ должны быть ………………..
8
3.4. Подготовка к испытаниям
3.4.1 Испытания на гидравлические потери выбирались магистральные трубопроводы,
являющиеся характерными для данных тепловых сетей по срокам и условиям эксплуатации. По
согласованию с Заказчиком, для проведения гидравлических испытаний выбрана магистраль
…………………………………..
3.4.2. Гидравлические испытания по определению эксплуатационных гидравлических
характеристик тепловой сети проводились согласно методическим указаниям [2]. Для
гидравлических испытаний была составлена фактическая схема испытываемых трубопроводов
(рис.1). Длины и диаметры трубопроводов были замерены по месту.
Материальная характеристика испытываемой тепловой магистрали и коэффициенты
местных сопротивлений участков представлены в таблицах 1,2.
3.4.3. Проведен расчет параметров испытаний. В задачу расчета испытаний входит
определение расхода воды, выбор перемычки, необходимой для пропуска расчетного расхода,
выбор пределов измерений манометров и точек измерения давления на сети.
3.4.4. Гидравлические испытания проводим при двух режимах: при расчетном расходе и
при расходе, сокращенном до …….. от расчетного.
В рабочей программе приведены четыре гидравлических режима работы испытуемого
циркуляционного кольца: два статических и два динамических [10].
3.4.5. Участок испытываемых трубопроводов имеет надземную прокладку и оборудован
П-образными компенсаторами.
3.4.6. Для замера расхода сетевой, температуры воды на ТЭЦ использованы
…………………………….
3.4.7. Для замера давлений сетевой воды в точках наблюдения ТН-1 ÷ ТН-4 на
подающем и обратном трубопроводах установлены технические манометры класса
……………………………………….
3.4.8. На время проведения испытаний все подключенные к теплосети потребители
………………………..
3.5. Проведение испытаний
3.5.1. До начала проведения испытания выполнены следующие работы:
а) на ТЭЦ:
……………………………………………………….
3.5.2. Перед испытаниями определялись геодезические поправки на положение
манометров в точках наблюдения при остановленных сетевых насосах (статическом режиме) и
поддержания заданного давления в обратном коллекторе ТЭЦ при помощи подпиточных
насосов. Отметки определялись при двух статических режимах, т. е. при двух значениях
давления в обратном коллекторе, отличающихся между собой на ……..кгс/см2.
…………………………………………………….
3.5.3. Динамические режимы являлись основным этапом испытаний при котором
определялись наибольшие потери напора на участках испытываемой сети. В первом режиме на
9
ЦОК
поддерживался
расход
сетевой
……………………………………………..
воды
в
циркуляционном
режиме
3.5.4. Во время испытаний при максимальном расходе измерялись параметры воды:
………………………………………
3.5.5. По окончании испытаний по всем участкам подающего и обратного трубопроводов
проверено соответствие результатов при максимальном расходе воды и сниженном расходе.
Проверку производим по формуле:
…………………………………….
Результаты проверки сведены в таблицу 5.
4. Оценка результатов испытаний.
4.1. Обработка данных, полученных при испытаниях, проводилась в соответствии с
методическими указаниями [2].
4.2. Геодезические поправки
точек наблюдения определялись по показаниям
манометров, при статическом режиме. Вычисления поправок производились по формуле:
…………………………
4.3. Потери напора на участке испытываемых трубопроводов определялись по формуле:
……………………………………………..
Потери напора на местные сопротивления определялись по формуле:
………………………………………………….
Линейные потери напора на участке определялись как разность между полными
потерями напора на участке и потерями напора на местные сопротивления:
…………………………………..
Величина удельных потерь напора на участке определена по формуле:
…………………………………………..
Далее определяется коэффициент сопротивления по формуле:
…………………………………
Затем вычисляется относительный коэффициент сопротивления:
………………………………
Величины эквивалентной шероховатости рассчитывались по формуле:
………………………………..
10
4.4. Результаты расчета указанных величин сведены в таблицы 3, 4, 6. График напора в
теплой сети представлен на рисунке 2.
4.5. Отношение расчетного сопротивления участка теплосети к фактическому
сопротивлению показало, что ………………………………………..
4.6. Испытания показали следующие величины эквивалентной шероховатости:
 …………………………………………….
4.7. Фактические значения эквивалентной шероховатости необходимо использовать при
разработке гидравлических режимов тепловой сети.
5. Выводы
5.1. Результаты расчетов гидравлических испытаний показали:
 фактический коэффициент гидравлического сопротивления для труб теплосети λф
завышен по подающему в …. раза, по обратному в ….. раза по сравнению с
нормативной величиной λр, соответствующей расчетной величине эквивалентной
шероховатости К=….. мм.
 пропускная способность подающих трубопроводов снизилась до ……., по
обратному до …..% по сравнению с новыми трубопроводами.
5.2. В процессе обработки данных испытаний на гидравлические потери выявлены
следующие величины эквивалентной шероховатости трубопроводов:
для подающего трубопровода Кэ=….. мм;
для обратного трубопровода Кэ=…… мм.
5.3 Средняя величина эквивалентной шероховатости внутренней поверхности
подающего и обратного трубопроводов равна Кэ= …… мм.
5.4 Для снижения гидравлического сопротивления трубопроводов и для повышения
пропускной способности тепловой сети рекомендуется следующее:
 ……………………………………………
5.5. Результаты испытаний можно распространять на трубопроводы с аналогичными
сроками и условиями эксплуатации.
5.6. Полученная величина эквивалентной шероховатости в соответствии с [1] должна
использоваться при проведении гидравлических расчетов трубопроводов до …………….
5.7. Гидравлическая и тепловая характеристики сети в процессе эксплуатации
непрерывно меняются. После проведения испытаний и получения результатов (коэффициентов
шероховатости) необходимо провести разработку гидравлических режимов тепловой сети.
5.8. Исходя из анализа эксплуатационной и проектной документации для уменьшения
расходования энергетических ресурсов (в 2-3 раза) на эксплуатацию водяной тепловой сети
СТВ, предлагается:
1. Выполнить наладку водяной тепловой сети СТВ с разработкой энергетических
характеристик и нормативных показателей ее работы, для чего необходимо:
1.1
Обследование
наружной
водяной
теплосети
СТВ.
Составление
…………………………………………………………..
2. Разработать ………………………………………...
11