Испытания тепловых сетей

Испытания тепловых сетей бывают пусковые и эксплуатационные. Пусковые испытания проводят после сооружения новых сетей или капитального ремонта. Предназначены они для определения годности сооружения к эксплуатации. В процессе эксплуатации в трубах и оборудовании накапливается шлам, трубопроводы корродируют, защитные свойства тепловой изоляции изменяются. Допустимое изменение различных характеристик сооружения периодически проверяется эксплуатационными испытаниями. Пусковые и эксплуатационные испытания разделяются на опрессовку, гидравлические и тепловые испытания и испытания на максимальную температуру теплоносителя.

Опрессовка предназначена для определения плотности и механической прочности трубопроводов, арматуры и оборудования. Пусковая опрессовка бесканальных сетей и в непроходных каналах проводится в два этапа: предварительно и окончательно. Предварительная опрессовка выполняется по мере окончания работ короткими участками до установки на трубопроводах сальниковых компенсаторов, задвижек и до закрытия каналов или засыпки траншей. Целью опрессовки является проверка прочности сварки под пробным избыточным давлением 1,6 МПа в течение времени, необходимого для осмотра и простукивания стыков. Обстукивание ведется молотками массой 1,5 кг на ручке длиной 500 мм, удары наносятся по обеим сторонам шва на расстоянии от стыка примерно 150 мм.

Окончательная опрессовка делается после завершения всех работ и установки на трубопроводах всех элементов оборудования, но до наложения тепловой изоляции. При монтаже сетей из бесшовных труб допускается тепловая изоляции до испытания, но с оставлением сварных стыков свободными от изоляции. Избыточное давление опрессовки доводится до 1,25 Р_раб (Р_раб – рабочее давление), но не менее 1,6 МПа в подающих трубопроводах и 1,2 МПа в обратных трубопроводах. Длительность опрессовки определяется временем, необходимым для осмотра сетей.

Опрессовку оборудования подстанций, тепловых пунктов совместно с местными системами производят в два приема. Отключенные от сетей оборудование и трубопроводы заполняются водой из городского водопровода, необходимое давление испытания создается напором опрессовочных насосов с ручным или механическим приводом. Вначале в системе нагнетается рабочее давление для проверки плотности сварных и фланцевых соединений оборудования, арматуры и трубопроводов. Затем избыточное давление доводится до 1,25 от рабочего, но не ниже норм, установленных для каждого вида оборудования, необходимого для проверки прочности. Продолжительность испытания тепловых пунктов и отходящих от них трубопроводов принимается не менее 10 мин.

Результаты испытания сетей и тепловых пунктов на каждом этапе считаются удовлетворительными, если во время их проведения не обнаруживается падение давления свыше установленных пределов, а в сварных швах, в фланцевых соединениях и арматуре отсутствуют разрывы, течи воды и запотевания. При обнаружении разрывов и других повреждений вода сливается (из сетей за время не более 1 ч); дефектные швы вырубаются и перевариваются; неплотности устраняются затяжкой болтов, сменой набивки. После чего опрессовку повторяют. Действующие тепловые сети опрессовываются ежегодно в конце отопительного сезона для выявления дефектов и после выполнения капитального ремонта.

Гидравлические испытания предназначены для определения фактических гидравлических характеристик новой сети и оборудования пунктов или изменения этих характеристик в процессе эксплуатации. При гидравлических испытаниях одновременно измеряют давление, расход и температуру теплоносителя в характерных точках (места изменения диаметров, расходов воды, сетевые перемычки) сети. В контрольных точках устанавливают образцовые манометры, ртутные термометры с ценой деления 1°С и нормальные измерительные диафрагмы. Испытания проводят при отключенных тепловых пунктах на максимальных и сокращенных до 80% от максимальных расходах воды. Циркуляция воды в сетях и ответвлениях обеспечивается включением концевых перемычек.

Потери давления на исследуемых участках подающих и обратных трубопроводов рассчитывают по формуле:

, (14.2)

где P₁, P₂ – показания манометров в начале и конце участка, Па;

z₁, z₂ – геодезические отметки в точках расположения манометров, м;

– плотность теплоносителя при соответствующей температуре, кг/м³.

По данным замеров давления в подающем и обратном трубопроводах строят действительный пьезометрический график, а по расходам воды на участках определяют расчетный график давления. Сравнением устанавливают отклонения действительного и расчетного пьезометрических графиков.

Тепловые испытания проводят с целью определения фактических потерь теплоты в сетях и сопоставления их с расчетными и нормативными значениями. Необходимость тепловых испытаний диктуется естественным разрушением тепловой изоляции, замены ее на отдельных участках, а также изменениями конструкций. Испытания проводят в конце отопительного сезона, когда вся конструкция теплопровода и прилегающий грунт прогреты достаточно равномерно. Перед испытаниями восстанавливают разрушенную изоляцию, осушают камеры и каналы, проверяют работу дренажных устройств, тепловые пункты потребителей отключают, циркуляцию воды производят через перемычки.

Во время испытаний замеряют расходы и температуры теплоносителя в начале и конце исследуемого участка подающего и обратного трубопроводов. Устанавливают устойчивый режим циркуляции, при котором снимают несколько показаний через 10 мин.

Фактические удельные потери теплоты определяют по формулам

; (14.3)

, (14.4)

где q_ф1, q_ф2 – фактические удельные потери теплоты в подающем и обратном трубопроводах, кВт/м; G₁, G_п –. усредненные расходы сетевой воды соответственно в подающем трубопроводе и подпиточной воды, кг/ч; τ₁₁, τ₁₂ – усредненные температуры воды в начале и конце подающего трубопровода, °С; τ₂₁, τ₂₂ – то же, обратного трубопровода; l – длина участка, м.

Сравнением фактических теплопотерь с расчетными устанавливают качество изоляции. Для сопоставления с нормативными потерями фактические теплопотери пересчитывают по среднегодовым температурам воды в подающем и обратном трубопроводах и среднегодовой температуре окружающей среды. Тепловые потери паропроводов определяют по изменению энтальпии, влажности пара и количеству выпадающего конденсата. Тепловые и гидравлические испытания сетей проводят через 3 – 4 года.

Испытания на максимальную температуру теплоносителя проводят с целью контроля надежности конструкции, работы компенсаторов, смещения опор, для определения действительных напряжений и деформаций наиболее нагруженных элементов сети. Испытания проводят раз в два года в конце отопительного сезона при отключенных потребителях с циркуляцией теплоносителя через концевые перемычки.

В период испытания температура теплоносителя повышается со скоростью 30°С в час, в концевых точках сети максимальная температура выдерживается не менее 30 мин.

По мере разогрева трубопроводов через определенные интервалы времени замеряют перемещения фиксированных точек на трубах, плеч П-образных и стаканов сальниковых компенсаторов. Фактические перемещения элементов сети сравнивают с расчетными и по ним устанавливают действительные напряжения в характерных точках. Если разность расчетных и фактических удлинений трубопроводов превышает 25% расчетного удлинения, то должны быть предприняты поиски мест защемления труб, просадки или сдвига неподвижных опор и других причин, вызвавших это различие.