- •© Южно-Российских государственный
- •Введение
- •1.2. Производство и потребление тепловой энергии в жкх
- •Структура производства тепловой энергии
- •1.3. Структура и основные элементы систем централизованного теплоснабжения
- •1.3.1. Теплофикация от тепловых станций
- •1.3.2. Теплоснабжение от котельных установок
- •1.3.3. Комбинированная генерация энергии – когенераци.
- •Котлу совместно с тепловым насосом.
- •1.3.4. Прямоточное однотрубное теплоснабжение
- •Водотрубно - скрубберного котла вкв – 6
- •1.4. Транспортирование теплоты. Устройства и конструктивные особенности тепловых сетей
- •Теплоносители в системах цт
- •1.4.1. Выбор трассы тепловых сетей и способы их прокладки
- •1.4.2. Устройство и оборудование теплопроводов – трубы, опорные конструкции, компенсаторы, арматура
- •Компенсирующая способность которого составляет 50 – 150 мм
- •1.4.3. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов
- •1.4.4. Борьба с коррозией в системах централизованного теплоснабжения
- •1.4.5. Защита систем цт от поражающих факторов
- •Установки
- •1.4.6. Методы очистки оборудования и трубопроводов от отложений
- •1 Вентиль; 2 фланцы
- •1.5. Классификация тепловой нагрузки
- •1.5.1. Сезонная нагрузка
- •1.5.2. Круглогодичная нагрузка
- •1.5.3. Годовой расход теплоты
- •1.5.4. Тепловые карты
- •Энергетическая эффективность теплофикации
- •2.1. Оценка эффективности теплофикации
- •Потребитель; 7 – сетевой насос; 8 – сетевой подогреватель
- •2.2. Определение расхода топлива на выработку электрической энергии и теплоты на паротурбинных тэц
- •2.3. Определение расхода топлива на раздельную выработку электрической энергии и теплоты
- •2.4. Определение абсолютной экономии топлива при теплофикации на паротурбинных тэц
- •2.5. Определение удельной экономии топлива при теплофикации от тэц
- •2.6. Метод оргрэс распределения расхода топлива на выработку электрической энергии и теплоты на тэц
- •3.Режимы регулирования систем централизованного теплоснабжения
- •3.1 Методы регулирования
- •1 Качественное регулирование; 2 качественно-количественное регулирование; 3 количественное регулирование
- •3.2. Центральное регулирование однородной тепловой нагрузки
- •Нагрузки :
- •3.3. Центральное регулирование разнородной тепловой нагрузки
- •(Обозначения те же, что и на рис. 3.3)
- •5 Суммарный расход на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
- •4Об суммарный расход в обратной линии
- •3.4. Выбор метода центрального регулирования отпуска теплоты
- •3.5. Режим отпуска теплоты от тэц
- •Гидравлические расчеты и режимы тепловых сетей
- •4.1. Задачи гидравлического расчета
- •4.2. Определение расчетных расходов воды
- •4.3. Расчетный расход воды для подпитки водяных тепловых сетей, число и емкость баков – аккумуляторов и баков запаса подпиточной воды и требования по их установке
- •4.4. Гидравлические режимы и их регулирование
- •4.5. Пьезометрический график
- •А построение пьезометрического графика; б пьезометрический график двухтрубной тепловой сети
- •4.6. Статическое состояние системы централизованного теплоснабжения
- •4.7. Аварийные ситуации в тепловых сетях
- •1 Сетевой насос; 2 подпиточный насос; 3 подогреватель сетевой воды; 4 клапан регулятора подпитки
- •4.8. Диагностирование технического состояния теплового оборудования. Определение мест утечек и повреждений
- •5. Энергосбережение и экономия тепловой энергии
- •5.1. Законодательные решения по энергосбережению
- •5.2. Влияние теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий на тепловой режим отапливаемых помещений
- •5.3. Методы снижения расхода теплоты в системе отопления
- •Альтернативные источники энергии
- •Заключение
- •Библиографический список рекомендуемой литературы
- •Оглавление
- •1. Производство и потребление тепловой энергии, тепловые сети. Классификация тепловых нагрузок……..6
- •2. Энергетическая эффективность теплофикации…...95
- •3. Режимы регулирования систем централизованного теплоснабжения…………………………………………116
- •4. Гидравлические расчеты и режимы тепловых
- •5. Энергосбережение и экономия тепловой энергии..183
1.4.4. Борьба с коррозией в системах централизованного теплоснабжения
Впервые с тяжелыми последствиями массового коррозионного поражения систем горячего и холодного водоснабжения в системе ЖКХ столкнулись в г. Москве в 1956 – 1958гг., когда системы ГВС и ХВС всех семи только что
построенных высотных зданий за 2 – 3 года эксплуатации прокорродировали до сквозных свищей и потребовали полной замены.
Замоноличенные в стенах и штробах стояки и разводки горячего и холодного водопроводов вызвали массовые протечки воды и затопление квартир и офисов.
Все это потребовало тщательного исследования процессов поражения систем и разработки защитных мер, которые легли в основу нормативных документов по строительству и эксплуатации систем ЦТ.
В формировании коррозионных отложений в трубопроводах решающую роль играют процессы кислородной коррозии, протекающей в форме электрохимической коррозии в паре «металл – вода».
Металлы, используемые при изготовлении труб, имеют в своем составе различные примеси, которые образуют ряд гальванических элементов, обуславливающих коррозию. Те частицы металла, которые являются анодами, разрушаются и переходят в раствор в виде ионов, образуя каверны и свищи.
Вследствие переменной валентности железа (двух-, трехвалентная), ионы его в коррозионном электрохимическом процессе переходят сперва в гидрат закиси железа по уравнению
Fe2+ + 2OH Fe(OH)2.
Затем при контакте с растворенным в воде кислородом гидрат закиси железа Fe(OH)2 переходит в более устойчивую форму оксида – гидрооксид железа Fe(OH)3, который отлагается на внутренней поверхности труб в виде бугристых отложений (ржавчины), по уравнению
4 Fe(OH)2 + O2 + H2O 4 Fe(OH)3.
В соответствии с этой реакцией 1 г растворенного кислорода реагирует с 2,33 г железа. Таким образом, 1 м3 водопроводной воды при исходном содержании кислорода12 мг/л способен «связать» 30 г железа переведя его в бугристые отложения ржавчины на поверхности труб и оборудования. Так как растворимость Fe(OH)2 и в особенности Fe(OH)3 в воде очень мала (4,9 10-6 и 1,9 10-9 моль/л), они выделяются на поверхности металла или находятся в объеме воды в виде коллоидных или грубодисперсных частиц.
В общем случае коррозионные отложения в системах ЦТ представляют собой вторичные продукты коррозии, состоящие из гидратированной смеси оксидов железа:
n Fe(OH)2 m Fe(OH)3 q H2O,
находящихся в смеси с продуктами первичной накипи карбонатом кальция CaCO3 ,сульфатом кальция CaSO4 , гидратом окиси магния Mg(OH)2 ,силикатом кальция.
Удельный объем гидратированных соединений железа примерно в 6 – 7 раз больше удельного объема чистого металла, что является причиной образования рыхлых оксидных отложений на поверхности труб, которые затем уплотняются и уменьшают их живое сечение, происходит зарастание трубопроводов.
В условиях эксплуатации теплосилового оборудования кислород является наиболее опасным коррозионным агентом. Скорость коррозии стальных труб прямо пропорциональна концентрации растворенного кислорода и температуре воды. Интенсивность ее оценивается по шкале интенсивности внутренней коррозии – проницаемости язв на глубину металла (табл. 1.10).
Таблица 1.10
Шкала интенсивности внутренней коррозии оборудования
Группа интенсивности |
Скорость (проницаемость) коррозии , мм/год |
Интенсивность коррозионного процесса |
1 |
0,04 |
Слабая |
2 |
0,04 0,05 |
Средняя |
3 |
0,05 0,20 |
Сильная |
4 |
0,20 |
Аварийная |
Исследованиями Ю.М. Варфоломеева было показано, что даже при незначительном содержании кислорода в воде, определяемом понятием «следы» ( 0,01 мг/л), всегда существует термодинамическая вероятность коррозии металла, особенно в присутствии трехвалентного железа Fe2O3 – так называемого железного шлама, гематита, так как он (в силу бивалентности железа) является переносчиком связанного кислорода и является причиной подшламовой язвенной коррозии металла систем теплоснабжения.
В коррозионных процессах важную роль играют стимуляторы и ингибиторы коррозии, растворенные в воде. К стимулирующим – ускоряющим коррозию соединениям относятся хлориды и сульфаты. Взаимодействуя с образовавшимися на поверхности металлов окислыми пленками, они вытесняют и замещают в них ионы кислорода, делают их хорошо растворимыми в воде и облегчают протекание коррозионного процесса.
К замедлителям – ингибиторам коррозии относят вещества, присутствие в воде которых заметно снижает электрохимические процессы. В поверхностных водах к ним следует отнести: карбонаты, фосфаты, нитраты, силикаты щелочных металлов, а также вещества органического происхождения. Оцинкование труб (протекторная защита слоем цинка 50 – 100 мкм) замедляет коррозионные процессы в 3 – 5 раз и увеличивает соответственно срок службы систем ГВС.
Коррозионная активность воды условно определяется тремя показателями, от соотношения которых зависит характеристика нагретой воды и выбор способа обработки воды для защиты централизованного горячего водопровода в закрытых системах ЦТ:
индексом равновесного насыщения воды карбонатом кальция J при 60 0С;
суммарной концентрацией хлоридов и сульфатов, мг/л
перманганатной окисляемостью органических веществ в воде, мг /л.
Выбор схемы обработки воды в тепловых сетях должен производиться в соответствии с нормативными документами СНиП 41 – 02 – 20003 и СНиП 41 – 101 – 95.