Повышение надежности теплоснабжения

Раздел 4

Наиболее слабое звено системы теплоснабжения в настоящее время – водяные тепловые сети. Основная причина этого – наружная коррозия подземных теплопроводов, в первую очередь подающих линий водяных тепловых сетей, на которые приходится свыше 80% всех повреждений.

Значительную часть отопительного периода, а также в течении всего неотопительного периода температура воды в подающей линии водяной тепловой сети поддерживается на уровне 70 – 80 °С. При этой температуре в условиях повышенной влажности окружающей среды процесс коррозии происходит особенно интенсивно, т.к. тепловая изоляция и поверхность стальных трубопроводов находятся во влажном состоянии, а температура поверхности достаточно высока.

Процесс коррозии существенно замедляется, когда поверхность трубопроводов сухая. Поэтому целесообразно в неотопительный период проводить систематическую сушку тепловой изоляции подземных теплопроводов путем эпизодического (например, еженедельного) повышения температуры в течение довольно продолжительного времени (30 – 40 часов) в подающей линии тепловой сети до 100°С.

Наружная коррозия особенно интенсивна в местах подтопления или увлажнения теплоизоляционной конструкции, а также в анодных зонах теплопроводов, подвергающихся действию блуждающих токов.

Один из современных способов повышения надежности теплоснабжения в отопительный период заключается в отбраковке в летний период участков тепловой сети ослабленных коррозией.

Такая отбраковка производится с помощью поучасткового гидравлического испытания сети путем повышения давления. Значение этого давления выбирается из условия разрушения стенки трубы при гидравлическом испытании, если ее толщина:

,

где – расчетная толщина стенки трубы при рабочем давлении в трубопроводе ;

– запас на коррозию.

Максимальная интенсивность коррозии подземных теплопроводов обычно не превосходит 0,001 м/год. Поэтому запас на коррозию выбирается в зависимости от частоты проведения отбраковочных испытаний. При ежегодных испытаниях м. При проведении отбраковочных испытаний 1 раз в 2 – 3 года м.

Разрушение стенки трубы при испытании происходит в том случае, когда напряжение в стенке достигает значения временного сопротивления разрыву , которое для основного сортамента труб, применяемых в тепловых сетях, составляет примерно Па.

Испытательное давление можно определить с помощью уравнения:

,

где – сила внутреннего давления, действующая в осевой плоскости,

f ₀ – площадь сечения стенок трубы в осевой плоскости,

– внутренний диаметр трубопровода,

– длина трубы,

– внутреннее давление.

Все это при следующих условиях:

и ,

откуда:

Из уравнения видно, что при прочих равных условиях испытательное давление зависит от диаметра трубопровода.

Трубопроводы малых диаметров должны испытываться при более высоком давлении. Поэтому отбраковочные испытания должны проводиться отдельно для участков разных диаметров.

Для изучения и систематизации системы теплоснабжения существует несколько критериев. Приведу некоторые из них.

Количественные показатели, характеризующие надежность работы системы, вычисляемые на основе статистических данных.

а) интенсивность отказов

,

где – материальная характеристика участков тепловой сети, выключенных из работы при отказе, м²;

– время вынужденного выключения участков сети, вызванное отказом и его устранением, ч;

– произведение материальной характеристики тепловой сети данной системы теплоснабжения на плановую длительность ее работы за заданный период времени (обычно за год), м² × ч.

б) относительный аварийный недоотпуск теплоты:

,

где – аварийный недоотпуск теплоты за год;

– плановый отпуск теплоты за год.

По динамике изменения этих показателей во времени (например, из года в год) можно судить о прогрессе или деградации надежности системы теплоснабжения.