Управление системой теплоснабжения

Заключение

Индивидуальное автоматическое регулирование с использованием термостатического регулятора в настоящее время начинают применять повсеместно, так как при нем наиболее заметно можно сократить расход теплоты на тепловое снабжение.

...

Содержание

Введение 3
1. Тепловое снабжение как отрасль строительной техники 5
2. Регулирование системы теплового снабжения 8
3. Управление работой системы теплового снабжения 16
Заключение 20
Список используемой литературы 21

Введение

Потребление энергии в Российской Федерации, как и во всем мире, неуклонно возрастает и, в первую очередь, для обеспечения теплотой инженерных систем зданий и сооружений. Известно, что на тепловое снабжение гражданских и производственных зданий расходуется более одной трети всего добываемого в нашей стране органического топлива. За последнее десятилетие в ходе проведения экономических и социальных реформ в Российской Федерации произошли значительные изменения в структуре топливно-энергетического комплекса государства. Весьма значительно снижается использование в теплоэнергетике твердого топлива, оно заменяется более дешевым и экологическим природным газом. С другой стороны, наблюдается постоянный рост стоимости всех типов топлива. Связано это как с переходом к условиям рыночной эк ономики, так и осложнением добычи топлива при освоении глубоких месторождений в новых отдаленных районах Российской Федерации. В связи с этим все более актуальной и значимой в масштабах государства становится решение задач экономного расходования теплоты на всех этапах от ее выработки до потребителя.
Основными среди тепловых затрат на коммунально-бытовые нужды в домах (вентиляция, тепловое снабжение, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха) являются издержки на тепловое снабжение. Это объясняется условиями эксплуатации зданий в период отопительного сезона на большей части территории Российской Федерации, когда тепловые потери через их наружные ограждающие конструкции весьма превышают внутренние тепловыделения. Для поддержания требуемой температурной обстановки приходится оборудовать здания отопительными установками или системами.
Целью этой деятельности является теоретическое обоснование необходимости управления системой теплового снабжения.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить ряд задач, таких как:
• рассмотреть теплоснабжение как отрасль строительной техники;
• охарактеризовать особенности регулирования системы теплоснабжения;
• описать основные положения управления работой системы тепло-снабжения.
Объектом является система теплоснабжения, предметом – особенности управления ею.

Пусковое регулирование осложняется трудностями контроля расхода воды в отдельных элементах системы. Косвенно итог регулирования оценивают по температуре воды, которая выходит из какого-либо элемента системы. При соблюдении расчетного расхода температура воды tо при известных теплотехнических показателях элемента, текущих и расчетных температурных условиях должна быть близка к полученной расчетным путем. О температуре воды в расчетной точке системы с достаточной точностью (±2 ОС) судят по температуре поверхности трубы, измеряя ее переносным электрическим термометром или ручным одноточечным потенциометром с термопарой в качестве датчика. При этом считают, что температура поверхности стальной тонкостенной неизолированной трубы незначительно отличается от температуры воды в измеряемой точке.
Пусковое регулирование местного воздушного теплоснабжения (с отопительными агрегатами) связано с обеспечением необходимого распределения теплоносителя (воды или пара) по калориферам агрегатов (в водовоздушных калориферах итог регулирования можно контролировать по температуре tо) с проверкой расчетной подачи вентиляторов. Струйная подача воздуха в помещение может привести к превышению допустимых температуры и скорости движения воздуха в рабочей зоне. Проверка этих параметров в ходе испытания предопределяет выбор способа подачи воздуха (наклонной или сосредоточенной струей).
Наладка рециркуляционного воздухонагревателя заключается в обеспечении требуемого количества циркулирующего воздуха. Способ регулирования нагревателя зависит от применяемого теплоносителя (вода или пар).
В ходе регулирования воздушно-тепловых завес проверяют соответствие подачи вентилятора проектному значению, скорость и температуру воздушной струи, а также уровень шума от работающего агрегата.
Регулирование центральной системы воздушного теплоснабжения в основном связано с обеспечением проектного расхода воздуха в ответвлениях системы и воздухораздающих устройствах и наладкой воздухонагревателей. Способы проведения этой деятельности и используемые при этом измерительные приборы рассматриваются в дисциплине “Вентиляция”. Во время пусковой проверки такой системы следует убедиться, что охлаждение воздуха при его движении по каналам и воздуховодам находится в допустимых пределах.
Систему парового теплоснабжения после окончания монтажных работ тщательно промывают и продувают паром. Перед пуском системы теплоснабжения необходимо проверить работу предохранительных устройств, редукционных клапанов, конденсатоотводчиков. Пуск системы парового теплоснабжения (особенно высокого давления) начинают с обеспечения расчетного давления пара путем соответствующей установки редукционного клапана. Теплоотдачу отопительных приборов при низком давлении регулируют при открытой пробке тройника на конденсатной подводке прибора с помощью вентиля на паровой подводке до тех пор, пока поступление пара через конденсатопровод не прекратится.
Регулирование расхода пара в отдельных ответвлениях и частях системы парового теплоснабжения проводят с помощью вентилей или путем установки дросселирующих шайб, обеспечивая полную конденсацию пара в отопительных приборах.
Эксплуатационное регулирование системы теплоснабжения проводят с целью обеспечения тепловой подачи в отапливаемые помещения, соответствующей текущей тепловой потребности.
Способы регулирования различаются также в зависимости от применяемого в системе теплоносителя. В зависимости от места проведения регулирования в системе теплоснабжения различают центральное, групповое, местное и индивидуальное регулирование.
В системе водяного теплоснабжения центральное регулирование осуществляют на тепловой станции (ТЭЦ, котельной) по так называемому отопительному графику, устанавливающему связь между параметрами теплоносителя (температура при качественном или расход при количественном регулировании) и температурой наружного воздуха, как основного критерия, который определяет переменный характер составляющих теплового баланса здания в течение отопительного сезона (рис. 2.1). Построение графика ориентировано на обезличенное здание в районе действия тепловой станции при расчетной температуре внутреннего воздуха 18 ОС (расчетная температура согласно СНиП в наиболее представительном помещении – в рядовой жилой комнате жилого дома).
Рисунок 2.1 - Отопительный график качественного регулирования
температуры теплоносителя2
Центральное регулирование на тепловой станции при теплоснабжении различных по назначению зданий (общественные, жилые, производственные и др.) и режиму теплопотребления их инженерных систем (теплоснабжение, горячее водоснабжение, вентиляция и др.) не может обеспечить устойчивой деятельности систем теплоснабжения.
Устойчивость деятельности повышается при приближении места проведения регулирования к тепловому потребителю за счет более полного учета различных критериев, которые определяют тепловая потребность помещений отапливаемых зданий. Так, при групповом регулировании в ЦТП появляется возможность распределять теплоту по уточненным температурным графикам, что способствует повышению экономичности теплоснабжения каждого здания. При местном регулировании в тепловом пункте здания учитывают особенности режима его эксплуатации, ориентацию по сторонам горизонта, действие ветра и солнечной радиации.
При индивидуальном регулировании у каждого отопительного прибора можно независимо и наиболее точно реагировать на изменение температурной обстановки в отдельных помещениях.
Большой экономический эффект достигают при прерывистом отоплении зданий с переменным режимом деятельности со снижением температуры внутреннего воздуха в нерабочий период времени (к примеру, в учебных зданиях) или в ночные часы (в жилых зданиях).
Регулирование при этом осуществляют, используя одну систему теплоснабжения или две системы (к примеру, водяную и воздушную), когда одна из них действует постоянно, а другую выключают периодически.
Способы регулирования систем водяного теплоснабжения отличаются параметром, по которому оценивают требуемую тепловую подачу в систему. Чаще всего таким параметром является температура наружного воздуха (регулирование “по возмущению”). Индивидуальное регулирование проводят, контролируя температуру внутреннего воздуха в отапливаемом помещении (регулирование “по отклонению”). Местное (пофасадное) регулирование осуществляют с применением того и другого способов. Возможен также способ изменения тепловой подачи в систему теплоснабжения в зависимости от температуры теплоносителя, возвращающегося из части системы или системы в целом. Как известно, эта температура - показатель изменения температурной обстановки в отапливаемых помещениях, и он может быть заранее рассчитан.
При эксплуатации систем воздушного теплоснабжения, главным образом, используют качественное регулирование, осуществляемое путем изменения температуры подаваемого в помещение воздуха при переменном тепловом режиме деятельности нагревающего устройства. Достигается это путем изменения расхода теплоносителя через калорифер с помощью регулирующих устройств или запорно-регулирующей арматуры.
Центральное регулирование систем парового теплоснабжения из-за невозможности изменения в широком диапазоне давления пара, а значит, и его температуры, осуществляют пропусками.
Вследствие такого регулирования может быть значительная неравномерность температуры воздуха в отапливаемых помещениях, что во многих случаях недопустимо по гигиеническим соображениям.
В системе парового теплоснабжения при незначительном давлении пара перед отопительным прибором (около 2000 Па) эффективным может быть индивидуальное регулирование с помощью установленных у приборов вентилей.
3. Управление работой системы теплоснабжения
В зданиях и сооружениях в зависимости от их назначения поддерживают постоянный или переменный тепловой режим. В зданиях с постоянным тепловым режимом системы теплоснабжения работают круглосуточно, с переменным режимом - прерывисто.
Поддержание необходимых температурных условий в течение суток, недели, отопительного сезона обеспечивают путем изменения тепловой подачи в помещения. Работа системы теплоснабжения эффективна, когда тепловая подача соответствует тепловым потребностям в каждый момент времени. Для этого система теплоснабжения должна обладать достаточной тепловой мощностью и способностью изменять тепловую подачу в помещения в широких пределах. Работа такой системы нуждается в управлении: ручном или автоматическом.
Для управления работой систему теплоснабжения снабжают контрольно-измерительными приборами, сигнальными устройствами, централизуют управление запорно-регулирующей арматурой и отопительными установками.
Контрольно-измерительные приборы (КИП) позволяют измерять и устанавливать соответствие деятельности систем действительным потребностям. Дистанционная сигнализация обеспечивает передачу показаний КИП в центр управления (диспетчерский пункт), где происходят обработка данных наблюдений и принятие решений по проведению регулирования.
Из диспетчерского пункта осуществляют управление исполнительными механизмами - регулирующими органами для необходимого изменения деятельности отдельных приборов, узлов и частей системы теплоснабжения.
Наиболее совершенным решением является система автоматического управления (АСУ) теплоснабжением здания по заданной программе. При применении АСУ уменьшается численность обслуживающего персонала, улучшаются условия его работы, уменьшаются энергетические затраты на теплоснабжение.
В крупных зданиях и сооружениях принято проектировать автоматизацию и диспетчеризацию деятельности систем теплоснабжения, которые основаны на следующих принципах:
- автоматическое регулирование - для узлов, в которых требуются постоянное в данный момент времени поддержание регулируемой величины (температуры, давления), а также автоматическая защита от аварии (к примеру, при возможности превышения рабочего давления для отопительных приборов);
- дистанционное управление из диспетчерского пункта - для удаленных отопительных установок;
- ручное управление (остановка, пуск, переключение) - в местах нахождения обслуживающего персонала или редко переключаемых узлов (сетевые задвижки, краны).
Рядом с тепловым пунктом здания размещают диспетчерский пункт, куда передаются сигналы (в том числе светом и звуком), где они обрабатываются и откуда осуществляются управление узлами, агрегатами и установками, а также общая координация деятельности инженерного оборудования здания.
Более полно реализуются перечисленные принципы при автоматизации деятельности систем водяного теплоснабжения и, прежде всего, с целью экономии тепловой энергии. Системы проектируют с автоматическим регулированием теплового потока по зданию в целом или по каждому фасаду, или по крупным помещениям с неравномерным поступлением в них теплоты.
Кроме того, предусматривают контроль и автоматизацию деятельности следующих основных узлов систем теплоснабжения (применительно к водяному теплоснабжению зданий):
- измерения и регистрации температуры воды в основных магистралях системы теплоснабжения, температуры воздуха в контрольных помещениях;