XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Темой статьи является повышение эффективности системы подпитки водогрейной котельной.

Подпитка водогрейных котельных в большинстве случаев осуществляется за счет подпиточных насосов. Однако, при возникновении аварийных ситуаций, производительности подпиточных насосов не всегда хватает для поддержания работы котельной в штатном режиме. Данная проблема может привести к нарушению гидравлического режима котельной, как следствие, к останову котельной по автоматике безопасности (падение расходов воды через котлы ниже допустимых / падение давления воды на выходе из котлов).

Повышение эффективности системы подпитки котельной заключается в установке дополнительной насосной станции аварийной подпитки, в которой будут установлены 2 насоса KSB Etanorm G 100 - 160 G 11, оснащенных системой частотного регулирования, и насосами К 45/30 и НКУ-250, работающих с прямого пуска, так же будут установлены баки-аккумуляторы (4шт.) диаметром 10430 мм, высотой11930 мм и объемом 1000м³ каждый.

Введение

Жилищно-коммунальный сектор потребляет огромное количество теплоты на технические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде горячей воды вырабатывается теплоцентралями, производственными и районными отопительными котельными.

В настоящее время, когда произошло повышение цен на топливо (и происходит по сей день) требуется серьёзная перестройка в проектировании эксплуатации отопительных котельных. Пути и перспективы развития энергетики определяется энергетической программой, одной из первоочередных задач которой является коренное совершенствование энергохозяйств на базе экономии ресурсов, экономия топлива и энергии на собственные нужды. Отопительные котельные должны обеспечивать бесперебойное и качественное теплоснабжение потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надёжности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально запроектированной тепловой схемы котельной.

Описание системы аварийной подпитки

Сетевая вода с баков аккумуляторов подается насосом №1(2,3,4) в коллектор обратной сетевой воды.

Принцип работы: Сетевая вода обратного коллектора 1-й очереди постоянно циркулирует из баков аккумуляторов аварийной подпитки / в баки аккумуляторы аварийной подпитки. Циркуляция осуществляется за счет давления в прямом коллекторе и работы насосов аварийной подпитки №1(2,3,4),подающих воду с баков аккумуляторов в коллектор обратной сетевой воды. Насосы АП №1,4 оснащены системой частотного регулирования, т.е в зависимости от давления в обратном коллекторе, насосы нагружаются/разгружаются поддерживая постоянным давление 1,1 кгс/см². При возникновении аварийной ситуации на трассе (разрыв трубопровода),давление в обратном коллекторе падает, Насосы АП №1,4 начинают нагружаться, тем самым поднимая давление в обратном коллекторе до установленного, при этом в работу могут быть включены насосы №2,3 с прямого пуска. Так же на насосной установлен клапан аварийной подпитки №3,он находится на линии заполнения аккумуляторных баков, в штатном режиме работы котельной он всегда открыт. При возникновении аварийной ситуации (резкое падение давления в обратном коллекторе), клапан №3 закрывают со щита управления вручную, тем самым прекращая заполнение баков аккумуляторов, при этом резко нагружая НАП №1,4 – это происходит за счет того, что датчик давления в обратном коллекторе установлен после клапана аварийной подпитки №3, т.е. при закрытии клапана - датчик показывает давление в обратном коллекторе 0,0 кгс/см² поэтому частоные насосы аварийной подпитки №1,4 начинают нагружаться с максимальной скоростью, стремясь восстановить заданное на датчике давление 1,1 кгс/см².

Заполнение баков-аккумуляторов производится сетевой водой от трубопровода Ду150, соединяющего баки аккумуляторы с коллектором обратной сетевой воды в районе узла “А” 1, 3 очереди. Во время эксплуатации задвижки №1 и 2 постоянно открыты, и баки-аккумуляторы работают как сообщающиеся сосуды.

Технические характеристики оборудования:

Характеристика насосов:

№ Ст.	Тип насоса	Подача м3/ч	Напор м.вод.ст.	Наличие системы частотного регулирования
1	KSB Etanorm G 100 - 160 G 11	250	32	Есть
2	К 45/30	30-54	30	НЕТ
3	НКУ-250	250	32	НЕТ
4	KSB Etanorm G 100 - 160 G 11	250	32	Есть

Баки-аккумуляторы №1,2,3,4 - металлические цилиндрические вертикальные

емкости диаметром 10430 мм, высотой11930 мм и объемом 1000м³ каждый. Рабочий объем 4-х баков – 4000 м³ .

С наружной стороны на баки нанесена теплоизоляция, с внутренней стороны баки обработаны антикоррозионным материалом. Баки-аккумуляторы оборудованы переливной трубой, обеспечивающей пропускную способность всех труб, подводящих воду на заполнение.

На баках установлены вестовые трубы, исключающие образование вакуума или повышение давления при опорожнении или заполнении баков. На тепловой щит №1 выведена световая сигнализация “уровень низок”, ”уровень высок”.

Технологические ограничения, меры безопасности

Основные меры по обеспечению безопасности:

При пуске и во время работы насоса необходимо проверить наличие и исправность ограждений вращающихся частей, надёжность соединений арматуры, фланцев.

Температура корпуса подшипников насоса НКУ-250 не должна превышать 50°С, для насосов типа К45/30 -не более 70°С, для насосов типа KSB Etanorm G 100 - 160 G 11 – не более 90 °С.

При работающем насосе запрещается прикасаться к вращающимся частям вала, муфты, снимать ограждения, обтирать корпус и детали насоса. Перед пуском насоса проверить исправность арматуры, манометров, клапанов.

Открывать и закрывать задвижки и вентили с применением удлиняющих рычагов запрещается.

При разболчивании фланцевых соединений ослабление болтов следует производить осторожно, постепенным отвертыванием гаек с противоположных сторон фланца во избежание возможного выброса горячей воды в случаях неполного дренирования.

При уплотнении фланцевых соединений трубопроводов подтяжку болтов разрешается производить при избыточном давлении не выше 5 кгс\см². Затяжку болтов следует производить постепенно и поочередно с диаметрально противоположных сторон.

Добивку сальников арматуры допускается производить при избыточном давлении в трубопроводе не более 0,2 кгс\см² и температуре воды не выше 45^оС.

Для уплотнения фланцевых соединений использовать паронит марки ПОН толщиной не менее 2 мм.

Режим нормальной эксплуатации системы

Необходимо контролировать высоту заполнения баков до предельно допустимого уровня, не допуская утечки воды в переливную трубу. В зимнее время во избежание замерзания в трубопроводах баков и насосной должна поддерживаться непрерывная циркуляция воды. В процессе эксплуатации слесарь контролирует состояние баков-аккумуляторов: ежедневный наружный осмотр, при смотре обращается внимание на состояние тепловой изоляции, отсутствие течей, состояние подводящих и отводящих трубопроводов, компенсирующих устройств, состояние шва сварки нижнего пояса к днищу. Выявленные дефекты должны быть занесены в журнал технического обслуживания.

Для создания защитной пленки и предотвращения насыщения сетевой воды кислородом в баки-аккумуляторы подается герметик из бака герметика или прямым заливом через смотровые окна.

5.2. Запорная арматура и оборудование системы во время эксплуатации находятся в следующем состоянии:

- задвижки №1, 2, 3, 4, 1ПА-1, 2ПА-1, 3ПА-1, 4ПА-1, 1ПА-2, 1ПА-2А, 2ПА-2, 3ПА-2А, 4ПА-2, 4ПА-2А, 13, 14, 16, 17 – открыты, задвижки № 9, 12, 15, 3ПА-2 - закрыты.

- насос № 1(4) находится в режиме частотного регулирования, поддерживает давление в обратном трубопроводе котельной в заданных пределах.

- насос № 4(1) находится в дежурном режиме, включается автоматически при понижении давления в обратном трубопроводе котельной ниже заданного на 0,2 кгс/см².

- насос №2 находится горячем резерве, включается и отключается по усмотрению начальника смены.

-насос №3 находится в горячем резерве. Включается начальником смены в аварийных ситуациях для компенсации значительных утечек сетевой воды. После включения насоса дистанционно со щита открывается задвижка № 3ПА.

Принципиальная схема трубопроводов насосной аварийной подпитки.

Заключение

По результатам работы можно сделать вывод о том, что установка насосной аварийной подпитки, убережет котельную от останова, при возникновении аварийных ситуаций на трассе, тем самым увеличит эффективность котельной в целом.

Литература

1. СТП 19-02-04 Стандарт предприятия. Эксплуатационная документация.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

3. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок, Москва 2003 г. ИНФРА-М;

4. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей РД 34.03.201-97;

5. Положение о системе ППР котлов, котельного оборудования и трубопроводов объектов предприятия П 19-1-111-07;

6. Положение об организации обучения и проверки знаний рабочих организаций поднадзорных ФСЭТАН. РД-03-20-2007;

7. Правила по охране труда при эксплуатации тепловых энергоустановок.

Код для цитирования: Скопировать