1.4 Рекомендации по проведению тепловых испытаний по методу неразрушающего контроля
В большинстве практических приложений необходима такая система технической диагностики, которая бы позволяла не только определять тепловые потери объектов, но и конкретно оценивать теплофизические характеристики конструкций, входящих в них. Причем такая система должна использоваться не только в период испытаний тепловых сетей на эксплуатационные теплопотери, которые должны проводиться каждые 3-5 лет, но и оценивать качество тепловой изоляции после строительных или ремонтных работ на наружных теплосетях в любое время года. К тому же необходимо так организовать оценку теплового состояния конструкций, чтобы необходимая информация поступала сразу же с исследуемого объекта.
Учитывая вышеизложенное, предлагается проект переносного прибора для определения тепловых потерь в подземных теплосетях. Данный прибор позволит определить конкретную физическую величину теплопотерь в любом сечении прокладки теплосети, а также дать прогноз о тепловом состоянии прокладки незамедлительно с места замеров.
Предлагаемый диагностический комплекс включает в себя несколько температурных датчиков (или измерителей теплового потока), способных выставляться на расстоянии 5-10 м от самого прибора в определенных точках исследуемого объекта. Сигналы с датчиков поступают в основной электронный блок, где происходит их обработка в микропроцессоре с дальнейшей выдачей необходимых результатов на цифровом индикаторе.
Питание прибора предусматривается автономное,от аккумулятора. Данный прибор может использоваться на предприятиях тепловых сетей и коммунального хозяйства, службах главного энергетика промпредприятий, имеющих собственные тепловые сети, а также в строительных организациях, занимающихся прокладкой тепловых сетей и их теплоизоляцией.
Ниже в качестве примера работы описанного выше компьютерного алгоритма приведена распечатка протокола работы программы. Многовариантные расчеты показывают, что в ряде случаев (при высоких значениях измеренных температур грунта) расчетная температура внутри канала имеет значение, близкое к температуре обратного теплоносителя. Это говорит о том, что в этой зоне теплосети канал находится в аварийном состоянии.
2 Оценка сверхнормативных теплопотерь подземной прокладки теплосети в аварийном (затопленном) состоянии
2.1 Физико-техническая постановка задачи
Согласно нормативному документу [1], определение фактических тепловых потерь через тепловую изоляцию наружных теплопроводов должно производиться в соответствии с ПТЭ периодически один раз в 5 лет. С этой целью производятся испытания тепловых сетей по специально разработанной методике. Как показывает опыт проведения подобных испытаний [2], реальные потери тепловой энергии в наружных тепловых сетях могут составлять до 25% от мощности энергоисточников. Это объясняется рядом причин различного характера.
В частности, в практике теплоснабжения достаточно часто возникает ситуация затопления подземных каналов теплосети, вызванная порывами теплопроводов, утечками теплоносителя из зданий, естественным притоком грунтовых вод и др. Ввиду сложности обнаружения утечек и трудоемкости аварийных работ каналы теплосети могут длительное время находиться в затопленном состоянии и в то же время бесперебойно функционировать, обеспечивая теплоснабжение абонентов.
Учитывая это, встает задача прогнозирования и разработки метода теплового расчета канальной прокладки теплосети в аварийном состоянии, что является весьма важным в условиях остро стоящей проблемы энергосбережения. При этом необходимо строго оценивать теплопотери подающего и обратного теплопроводов, канальной прокладки в целом и изменение температуры теплоносителя по длине затопленного участка сети в стационарном тепловом состоянии.
Подобная картина наблюдается также в затопленных подвалах зданий, когда разводящие отопительные трубопроводы, проложенные в каналах, погружены в воду. При этом если на трубах имеется теплоизоляция, то она предварительно насыщается водой и во многом теряет свои теплоизолирующие качества. В дальнейшем теплоизоляция может вообще обвалиться, и теплопотери труб становятся максимальными.
Для оценки теплопотерь канальной прокладки необходимо решить 3 задачи:
расчет теплопотерь через теплоизоляцию, которая полностью насыщена водой;
расчет теплопотерь затопленных труб, лишенных теплоизоляции;
расчет изменения температуры теплоносителя в подающей и обратной трубах внутри затопленных каналов по длине трассы.