Организация подпитки котельных

15 10 2024 Статья

При эксплуатации тепловых сетей неизбежны потери теплоносителя (ТН). Они возникают в ходе технологического процесса, при ремонте или обслуживании оборудования, в результате протечек, а также в рамках расхода на собственные нужды. Суммарно потери сопровождаются снижением объема циркулирующей жидкости и падением рабочего давления в системе. Поддерживать необходимый объем ТН позволяет система подпитки. Ранее в блоге мы рассказывали подробнее об организации автоматической подпитки котельных.

Подпитка обеспечивает постоянство давления, расхода теплоносителя и температуры внутри систем отопления и ГВС. А также снижает уровень теплопотерь и повышает безопасность работы оборудования за счет уменьшения нагрузки на теплообменники и насосы.

Средства контроля и управления

Стабильная работа системы теплоснабжения невозможна без контроля параметров теплоносителя. Они обеспечивают эффективность теплоснабжения, безопасность работы оборудования котельной, снижение потерь теплоносителя. Основными средствами контроля являются:

  • контрольно-измерительные приборы (манометры, сигнализаторы, датчики давления, счетчики, расходомеры) — определяют текущие значения параметров среды для соблюдения режимов безаварийной эксплуатации котельной установки;
  • запорная арматура, регуляторы давления и расхода электронные и прямого действия, защитная (клапаны) — для обслуживания и управления работой оборудования, находящегося под давлением;
  • пускорегулирующая аппаратура (промежуточные реле, пускатели с контакторами, частотные преобразователи) — вспомогательные элементы между источником импульса и исполнительным механизмом. Служат для коммутации (переключения) электрических сигналов, их стабильной передачи с целью защиты от перегрузок в электронных устройствах, электродвигателях.

Для оценки количества поступающего потребителям и возвращаемого в котельную ТН используются расходомеры. Если измерительные приборы на линии не установлены, основным методом выявления потерь теплоносителя становится контроль давления в прямом и обратном трубопроводах.

Причины падения давления

Инфографика: Причины падения давления теплоносителя

Падение давления — прямое следствие потерь ТН. Причинами этих потерь могут выступать:

  • нарушение герметичности контура: прорывы трубопроводов, внешние повреждения или естественный износ;
  • несанкционированный отбор ТН: слив из радиаторов отопления горячей воды для бытовых нужд;
  • неисправность оборудования: выход из строя подпиточных устройств, клапанов, задвижек вследствие коррозии или неквалифицированного обслуживания и ремонта.

Падение рабочего давления внутри системы необходимо вовремя выявлять, а причины — своевременно устранять.

Диагностика потерь ТН

Для выявления утечек сетевого теплоносителя применяются различные физико-химические методы.

  1. Использование труб с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией и системой оперативно-диспетчерского контроля (СОДК).

СОДК задействуется при прокладке магистральных теплосетей и представляет собой механизм из пары проводников, вмонтированных в оболочку из пенополиуретана (ППУ). Химически нейтральный ППУ — популярный изоляционный материал. Он значительно снижает теплопотери, защищает внешнюю поверхность металлических труб от коррозии. В сухом состоянии обладает практически бесконечным электрическим сопротивлением. Однако при попадании влаги проводимость вспененной оболочки повышается, а приборы, подключенные к СОДК, фиксируют резкое снижение сопротивления изоляции.

Рисунок участка трубы в ППУ-изоляции

Рисунок участка магистральной трубы в ППУ-изоляции с СОДК

В случае выхода ТН за пределы трубопровода СОДК определяет приблизительное место утечки. Это позволяет оперативно направить бригаду для устранения неполадки.

  1. Подкрашивание теплоносителя пищевым красителем.

Простой и эффективный метод диагностики утечек в теплосетях. Для этой цели используют растворы реагента (красителя), которые вводятся в систему подпитки насосом-дозатором и безопасны как для оборудования, так и для экологии. При прорыве трубопровода или теплообменника подкрашенный теплоноситель выходит наружу, и по его цвету можно определить источник утечки. Например, красный или зеленый цвет может указывать на неполадки в системе отопления. В то же время чистая вода будет сигнализировать о проблемах в системе холодного или горячего водоснабжения.

В случае выявленных повреждений труб важно параллельно выполнить:

1) Ремонт или замену трубопроводов.

Объем ремонтных работ зависит от степени повреждения труб. Для поверхностного ремонта достаточно изолировать ограниченные участки протечек наложением временных хомутов или установкой заглушек. Порыв или обширная коррозия требуют замены отдельного участка или всего трубопровода.

2) Восполнение потерь теплоносителя.

Далее рассмотрим источники восполнения, особенности водоподготовки и создание запаса ТН.

Источники водоснабжения для восполнения потерь ТН

В зависимости от расположения котельной и местонахождения доступных ресурсов используются различные варианты водоснабжения для организации подпитки:

  • водопровод (централизованная система холодного водоснабжения);
  • скважина или собственный водозабор;
  • резервная (оборотная) емкость.

Вода, поступающая из городского или поселкового водозабора, обычно уже частично подготовлена: отфильтрована и обеззаражена. После прохождения через установку водоподготовки она становится пригодной для дальнейшего использования. Такая вода подходит для автоматической подпитки системы отопления.

Водой из собственных скважин или водозаборов котельные запитываются в случае отсутствия доступа к источнику централизованного водоснабжения. В такой воде обычно содержатся высокие концентрации металлов, аммиака и его соединений, солей жесткости. Поэтому в систему водоподготовки дополнительно вводят фильтры с ионообменными смолами для умягчения и обессоливания воды. Водоподготовка в таком случае требует дополнительных затрат по времени, ресурсам и техническому обслуживанию.

В отдаленных котельных или в случае, когда давление в водопроводе не соответствует требованиям, устанавливают резервные емкости с запасом ТН. Если давление в городском водопроводе ниже, чем в котельной, прямая подпитка невозможна из-за риска обратного хода ТН из системы отопления в водопровод с питьевой водой. Поэтому зачастую проще и безопаснее использовать оборотные емкости, куда сбрасываются излишки уже подготовленной воды — во время эксплуатации или при запуске установки.

Накопление запаса ТН

При необходимости ТН можно накапливать для последующего использования по назначению. Запас представляет собой определенное количество подпиточной воды, способное обеспечить бесперебойную работу и эксплуатацию системы. Накопленный ТН помогает поддержать постоянство давления в системе при небольшом прорыве или течи оборудования, пока устраняются неисправности.

Часто функцию накопительного бака выполняет деаэратор. В качестве аккумулятора также может выступать собственно система — если ее емкость достаточна для того, чтобы работать какое-то время без подпитки, на собственных резервах, без снижения эффективности.

Водоподготовка

Поступающая в котельную вода содержит механические нерастворимые примеси, агрессивные химические вещества, органику. Даже небольшое их количество ускоряет коррозионный износ котельного и насосного оборудования, значительно снижает теплоотдачу в системах отопления и ГВС из-за образования накипи на внутренней поверхности стенок и труб. Поэтому для нормализации физико-химических свойств вода проходит необходимую комплексную обработку перед запуском в систему.

  1. Механическая водоподготовка (фильтрация).

    В процессе фильтрования воду для автоматической подпитки системы отопления и ГВС очищают от механических включений. На каждой из ступеней удаляются частицы определенного размера — начиная с более крупных фракций и заканчивая мелкими примесями. Последняя ступень обеспечивает наиболее тонкую очистку воды.

  2. Умягчение (Na-катионирование).

    Позволяет предотвратить образование отложений нерастворимых солей на внутренних стенках трубопроводов и теплообменников системы отопления. В процессе Na-катионирования из воды извлекаются ионы кальция и магния с заменой их на ионы натрия. В результате ионообменной реакции снижается жесткость воды.

  3. Аэрация (обезжелезивание).

    На этом этапе вода активно насыщается кислородом. Растворенные в ней железо и марганец вступают в реакцию с молекулами кислорода, образуя окислы, которые после осаждения удаляются фильтрованием.

  4. Удаление свободного кислорода (деаэрация).

    На завершающем этапе из воды удаляют агрессивные газы (свободный кислород, углекислоту) с помощью пара. Таким образом удается предотвратить коррозию, образование накипи, повысить износостойкость и теплоэффективность оборудования.

Подогретая в теплообменнике вода с температурой не ниже 80 °C поступает в атмосферный деаэратор (102-104 °C). Пар подается в головку деаэратора вместе с водой. На тарелках с колпачками особой формы вода нагревается до нужной температуры. На этом этапе начинается деаэрация посредством барботажа — продавливания пара через слой жидкости. Происходит контролируемое кипение, в результате которого пузырьки пара увлекают за собой остатки кислорода и поддерживают температуру. Пары с остаточным кислородом выводятся через охладитель выпара, а выделяющееся тепло возвращается для повторного использования.

Схема атмосферного деаэратора

Схема деаэратора атмосферного давления в системе водоподготовки

Существуют и другие виды деаэраторов. Например, вакуумные, в которых кислород удаляется за счет понижения давления при более низких температурах кипения (около 80-90 °C). Щелевые деаэраторы работают по принципу давления насыщения, когда вода закипает в процессе прохождения сквозь узкие щели.

Водоподготовка — важная составляющая обслуживания котельной. Она требует значительных ресурсов, включая дополнительные фильтры, реагенты, тепловую энергию. Поэтому готовый теплоноситель имеет высокую ценность и должен использоваться максимально эффективно.

Заключение

Правильно организованная водоподготовка для котельных позволяет избежать таких последствий, как:

  • несоответствие качества ТН санитарным нормам;
  • повышенный расход химических реагентов;
  • снижение эффективности ресурсообеспечения;
  • невосполнимые финансовые потери.

Следование режимам водоподготовки —- это условие бесперебойной и безопасной работы котельной. Исключается перегрев оборудования вследствие образования на стенках твердых отложений, теплообмен происходит без лишних потерь. Значительно увеличивается срок службы основных узлов оборудования, требуются меньшие временные затраты на очистку, обслуживание и ремонт.

Если в системе нет накипи и осадка, оборудование работает с максимальной теплопередачей, быстрее достигаются рабочие значения температуры и давления при оптимальном расходе ресурсов. Обеспечивается стабильная работа системы даже в условиях сезонных перепадов температур.

Таким образом, подготовка воды повышает долговечность оборудования, его эффективность, позволяет повысить экономичность системы и снизить энергозатраты.

Автоматизированная информационно-измерительная система Элдис — ваш главный помощник в контроле качественных и количественных показателей энергоресурса на всех этапах его существования от источника до потребителя, а также автоматическом выявлении и локализации мест утечек энергоресурсов.

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы подтверждаете свое согласие на обработку
Закрыть
Поиск
Пожалуйста, поверните ваше устройство в вертикальное положение
Мы используем cookie на нашем сайте. Если вы продолжите навигацию по сайту, это значит, что вы с этим согласны.