Наладка гидравлического режима тепловой сети – нераскрытый потенциал энергосбережения в сфере ЖКХ
А. В. Воробьев, главный специалист отдела энергоаудита и технической экспертизы КОГУП «Агентство энергосбережения»
Тепловые сети после монтажа и во время долгой эксплуатации нуждаются в проведении гидравлической наладки для правильного распределения потоков рабочей среды по системе. Очень часто в процессе эксплуатации сети подвергаются изменениям (прокладываются новые ответвления или ликвидируются существующие, присоединяются новые потребители или изменяется нагрузка у потребителей). Все это оказывает серьезное влияние на гидравлический режим системы. Одной из главных проблем теплоснабжения является неравномерное распределение тепла между потребителями. На практике абоненты часто самовольно устанавливают дополнительные радиаторы или изменяют схемы их подключения, что приводит к нарушению теплового и гидравлического режима работ тепловой сети. Для решения данной проблемы необходимы расчет и наладка гидравлического режима работы сетей.
Гидравлический режим систем теплопотребления определяется параметрами установленных насосов и пропускной способностью трубопроводов тепловых сетей и систем теплопотребления. Рабочая точка работы системы устанавливается на основе указанных факторов. Поэтому если не будет проведена гидравлическая регулировка, расход теплоносителя через систему отопления не будет соответствовать расчетному для каждого потребителя и велика вероятность отсутствия его циркуляции в наиболее удаленных от источника участках тепловой сети. Нарушение теплового и гидравлического режимов тепловой сети ведет к изменению температурного графика в системе отопления отдельных потребителей. Данное изменение температурного графика является частой причиной недотопа или перетопа. Последствия таких изменений у потребителей проявляется в виде ухудшения условий в отапливаемых помещениях.
Если расход теплоносителя в системе теплопотребления значительно завышен, то имеет место перерасход электроэнергии на сетевых насосах и заниженное значение температуры сетевой воды после водонагревательного оборудования и, как следствие, низкое качество и надежность всех абонентов системы теплоснабжения. Сетевой насос изначально был подобран в проектной организации, которая осуществляла проектирование тепловой сети и расчет тепловой нагрузки потребителей, очень часто с перспективой развития строительства и соответственно подключения новых потребителей. После монтажа системы теплоснабжения эксплуатирующая организация не анализирует работу котельной и тепловой сети с целью снижения затрат на выработку единицы тепловой энергии.
Большинство руководителей не уделяет внимания данному виду деятельности экспертных организаций по причине неполного понимания необходимости проведения гидравлической наладки и стоимости этой работы. В основе наладки заложен гидравлический расчет. Результатами данного расчета является подбор и установка балансировочных клапанов для каждого потребителя, а также окончательная настройка клапанов после их установки
Конечно, при упоминании балансировочных клапанов многие сразу подумают про их стоимость и, разумеется, тут же вспомнят про шайбы. Но шайбирование ушло в далекое прошлое по причине обязательной и необходимой корректировки результатов гидравлического расчета с поправкой на техническое состояние внутренней поверхности трубопроводов. При наладке данным способом на месте проводится корректировка результатов расчета для обеспечения необходимого расчетного расхода теплоносителя у потребителя путем рассверливания шайб с предварительным сливом и последующим заполнением всей системы. Балансировочные же клапана одновременно являются не только регулирующей, но и запорной арматурой. Таким образом, при использовании балансировочных клапанов таким проблем не возникает и их достаточно установить один раз, а корректировка расхода осуществляется выставлением расчетного расхода теплоносителя для каждого потребителя путем корректировки перепада давления за счет изменения положения штока балансировочного клапана. Балансировочные клапаны, как и дроссельные шайбы, могут засоряться, но для восстановления их работы достаточно очистить сопутствующий фильтр, исключая слив всей системы. Как показывает практика, после 3–4 лет эксплуатации система теплоснабжения с установленными ранее дроссельными шайбами работает без гидравлической регулировки из-за отказа от использования. Причинами являются частые засорения и дальнейшее рассверливанию для обеспечения потребителей необходимым количеством тепловой энергии, что влечет за собой установку более мощного насоса. Такое решение ведет к увеличению удельной нормы расхода электроэнергии на отпуск единицы тепла и возвращает систему в первоначальное состояние гидравлического режима работы тепловой сети, не окупая первоначальных затрат.
Монтаж балансировочных клапанов осуществляется подобно установке стандартной запорной арматуры. После монтажа и запуска системы теплоснабжения ведется наладка системы теплоснабжения на основе гидравлического расчета с помощью специализированного портативного расходомера. На каждом участке тепловой сети выставляется требуемый расчетный расход теплоносителя с учетом дополнительных условий трубопроводов (загрязненность внутренних поверхностей, дополнительные местные сопротивления и т. д.) для правильного распределения тепловой энергии между потребителями. После проведенной гидравлической наладки у существующего насоса уменьшается КПД с одновременным увеличением удельной нормы расхода электрической энергии. Как известно из курса физики, напор и расход насоса являются основными множителями для расчета электрической мощности. Для решения данной задачи осуществляется замена сетевого насоса и подбирается, как правило, импортный насос ведущих производителей для получения максимального КПД сетевого насоса при работе его в рабочей точке, которая образуется при пересечении его характеристики с характеристикой сети, которая была получена на основе гидравлического расчета. Номенклатурный ряд импортных насосов имеет широкий диапазон для выбора насоса и в последние годы вытесняет отечественные насосы с рынка продаж. Отечественные насосы так же могут являться заменой существующих насосов до гидравлической наладки при условии совпадения требуемых параметров с характеристикой насоса. Но поскольку они имеют очень узкий ряд параметров, то в большинстве случаев неэффективны.
Стоимость работ по гидравлическому расчету и наладке системы теплоснабжения в каждом случае индивидуальна и зависит от количества потребителей тепловой энергии, а также от технических характеристик тепловой сети.
