В.Б. Воздвиженский, главный специалист,
А.В. Петрухин, заместитель начальника цеха Автоматизации,
Филиал № 12 «Теплоэнергосервис» ОАО «МОЭК», г. Москва
Действующие в настоящее время «Правила технической эксплуатации тепловых электроустановок» (ПТЭ), как известно, ограничивают предельно допустимое значение утечки теплоносителя, которое составляет 0,25% среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных к ней системам теплопотребления (п. 6.2.29). Данная норма утечки не учитывает расход воды на заполнение теплопроводов и систем тепло- потребления при плановом ремонте.
За последние годы в результате применения трубопроводов в ППУ изоляции, шаровой арматуры, пластинчатых теплообменников и другого современного оборудования при ремонте теплосетей и ЦТП ОАО «МОЭК» удалось значительно снизить утечки теплоносителя и, как следствие, расходы подпиточной воды.
В целях повышения экономичности работы находящихся в эксплуатации систем теплоснабжения, в настоящее время в ОАО «МОЭК» действуют принятые «внутренние» нормативы расхода подпиточной воды в тепловых сетях. Данные нормативы введены с учетом состояния оборудования ЦТП и тепловых сетей выделенного района теплоснабжения раздельно для отопительного и межотопительного периодов. Так, например, для ГТЭС «Строгино» принятые нормативные значения утечек теплоносителя в отопительный период составляют 0,024% объема тепловой сети (4,5 м3/ч), а для КТС-48 такой норматив составляет 0,25%, что соответствует ПТЭ.
Производительность химводоочистки и соответствующего оборудования для подпитки закрытых теплосетей выбирается на стадии проектирования из расчета 0,75% от известного объема воды в тепловых сетях, либо из расчета объема ориентировочно 50-66 м3 на
1 Гкал/ч. На вышеупомянутой ГТЭС «Строгино» установлены три деаэратора подпитки теплосети, суммарная производительность колонок которых составляет 210 м3/ч. Производительность подпиточных насосов с частотно-регулируемым приводом (ЧРП) составляет 3×100 м3/ч. Таким образом, принятые в ОАО «МОЭК» нормативные значения утечек теплоносителя для ГТЭС «Строгино» в несколько десятков раз отличаются от существующей мощности установленного оборудования на деаэрационно-пита- тельной установке (ДПУ).
Проектная принципиальная технологическая схема ДПУ на ГТЭС «Строгино» представлена на рис. 1. На греющем трубопроводе сетевой воды подогревателя химочищенной воды перед вакуумным деаэратором установлены два регулирующих клапана М2.1 (Ду 125) и М2.2 (Ду 65), функцией которых является поддержание значения температуры нагреваемой воды на уровне 75-80 ОС. Уровень воды в деаэраторном баке поддерживается регулирующими клапанами М1.1 (Ду 125) и М1.2 (Ду 65), смонтированными на трубопроводе химочищенной воды. При низких и переменных расходах подпиточной воды (порядка 1 м3/ч), которые определяются работой клапана М1.2, регулятор М2.2 не в состоянии обеспечить постоянство необходимой температуры, что существенно ухудшает качество деаэрации. Диаграмма изменения температуры нагреваемой воды представлена на рис. 2, из которой видно, что имеют место существенные отклонения до 17 ОС от уставки 80 ОС как в большую, так и в меньшую сторону. Значительные колебания температуры можно объяснить тем, что при расходах порядка 1-2 м3/ч и небольшой скорости греющей среды в трубах (около 0,03 м/с), с учетом теплопотерь в теплообменнике (1% от теплопроизводительности), имеет место снижение температуры изначально задаваемой регулятором, а затем, как следствие, рост по мере ликвидации запаздывания.
Для решения проблемы поддержания постоянной температуры химочищенной воды перед колонками вакуумного деаэратора были внесены корректировки в настройки коэффициентов регулирования и подобраны оптимальные значения постоянных времени интегрирования и дифференцирования ПИД-регуляторов, входящих в подсистему АСУ ДПУ
После изменения коэффициентов регулирования удалось значительно улучшить постоянство температуры химочищенной воды, что отражено на рис. 3.
Для обеспечения надежного регулирования температуры химочищенной воды перед вакуумным деаэратором в любом диапазоне, в том числе при отсутствии расхода подпиточной воды, можно предложить схему с использованием существующего оборудования ДПУ и дополнительной установкой двух циркуляционных насосов небольшой производительности (рис. 4). Данные насосы также используются также для подогрева воды в деаэрационных баках после простоя оборудования на период ревизии или ремонта. Блок регуляторов уровня М1.1 и М1.2 переносится на трубопровод химочищенной воды перед теплообменником. После регуляторов уровня монтируется обратный клапан для исключения влияния напорной линии циркуляционных насосов. Для более качественного регулирования температуры при низких расходах следует установить регулирующий клапан М2.3 небольшого диаметра, порядка Ду 25. Следует отметить, что циркуляцию теплоносителя можно организовать при помощи насосов подпитки, однако, их производительность и напор определяются установленным ЧРП по датчику обратной связи, смонтированному на трубопроводе обратной сетевой воды.
Выводы
На стадии проектирования деаэрационно- питательных установок РТС и КТС следует предусматривать режим с низким значением расхода подпиточной воды, а также режим отсутствия утечек теплоносителя. Для решения проблемы поддержания постоянства температуры химочищенной воды можно предложить использовать схему с дополнительной циркуляцией воды в деаэраторных баках.
Литература
1. «Правила технической эксплуатации тепловых электроустановок». Москва, 2003 г.
2. Приказ по МОЭК № Р-134/11 от 17.05.2011 г.