МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ПОВРЕЖДЕНИЙ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Утечки воды из сети восполняются умягченной, деаэрированной водой, а это требует сооружения дорогостоящих водоподготовительных установок на ТЭЦ или в котельных и дополнительных расходов материалов и энергии в процессе эксплуатации.
Задачами эксплуатационного персонала являются обеспечение высокой плотности системы и уменьшение расхода подпиточной воды являются постоянными и важнейшими.
Одно из возможных мест утечек сетевой воды — водоводяные кожухотрубного типа подогреватели горячего водоснабжения, устанавливаемые на ГТП или МТП в закрытых системах теплоснабжения, а так же отопительные водоводяные подогреватели при независимой схеме присоединения отопительных установок.
Сетевая вода часто незаконно отбирается также в системах потребителей для различных хозяйственных нужд. Для выявления утечек и незаконных отборов сетевой воды целесообразно проводить эпизодические испытания плотности системы с помощью добавки к подпиточной воде флюоресцина, который окрашивает ее в зеленый цвет, чем облегчает выявление мест утечек в сети и отбора сетевой воды в абонентских установках. Флюоресцин безвреден и поэтому с разрешения санитарных служб может при меняться для проверки плотности системы теплоснабжения.
Для проведения систематической профилактической работы по выявлению мест утечек теплоносителя из тепловых сетей закрытых систем теплоснабжения и устранения утечек может быть использована система дистанционного обнаружения утечек (СДОУ), разработанная МЭИ. Система базируется на ультразвуковых расходомерах, измеряющих расход воды по показаниям датчиков, установленных на поверхности трубопроводов. Особенность системы заключается в ее способности обнаружить участок с максимальной утечкой, после устранения которой определяется участок с несколько меньшей утечкой. Таким образом, последовательно выявляются места всех утечек от максимальной до минимальной.
Возникновение разрывов и неплотностей — одна из наиболее частых причин отказов и аварий в тепловых сетях.
Признаком разрыва или неплотности водяной тепловой сети считается падение давления в точке регулируемого давления или в нейтральной точке системы теплоснабжения, вызванное сильной утечкой воды из системы.
Для поддержания заданного давления приходится увеличивать подпитку СЦТ сверх нормального значения. Эксплуатационный персонал теплосети должен иметь четко разработанный план действий, обеспечивающий нахождение места утечки в минимальный срок.
При резком возрастании подпитки дежурный персонал теплосети устанавливает в течение 2—3 ч контроль за работой подпитывающей установки. В течение этого периода тепловой режим сети поддерживается неизменным, для того чтобы термические изменения объема воды в системе не отразились на расходе воды для подпитки.
Одновременно принимаются меры к отысканию места утечки воды. Для этого в первую очередь проводится внешний осмотр сети, при котором место утечки воды может быть обнаружено по растаявшему снегу, выступившей на поверхность воде, сильному парению по трассе теплопровода и из тепловых камер, а также характерному шуму в них при протекании воды. В первую очередь осматриваются тепловые сети, наиболее старые, сильно изношенные участки и недавно введенные в эксплуатацию. Параллельно с внешним осмотром сети на ТЭЦ проводится проверка герметичности станционной подогревательной установки (бойлерной). Следует иметь в виду, что даже при разрыве только одной из трубок сетевого подогревателя утечка сетевой воды может быть значительной. Обнаружить утечку сетевой воды в конденсатор можно различными способами, прежде всего путем химического анализа на жесткость и щелочность. При поступлении сетевой воды с конденсатом жесткость и щелочность конденсата повышаются.
Другим способом проверки герметичности сетевого подогревателя ТЭЦ является сравнение расхода пара и количества возвращаемого конденсата. Значительное их расхождение свидетельствует о наличии утечки сетевой воды.
Третий способ наблюдение за уровнем конденсата в подогревателях. При утечке сетевой воды уровень конденсата в подогревателе, где имеется утечка, устанавливается выше обычного, а при значительных разрывах трубок может произойти переполнение подогревателя конденсатом.
При значительной утечке воды в паровое пространство подогревателя возможна серьезная авария из-за попадания воды в турбину при несрабатывании аварийного поплавка. Для сигнализации разрыва или неплотности трубок все станционные подогреватели должны быть снабжены солемерами, дающими импульс на срабатывание светового или звукового сигнала. При быстром подъеме уровня конденсата подогреватель должен быть немедленно отключен.
Также, проверка герметичности подогревательной установки может проводиться посредством поочередного отключения от сети отдельных подогревателей. При отключении дефектного подогревателя утечка воды из сети прекращается.
Если при внешнем осмотре сети и проверке герметичности подогревательной установки не удается обнаружить место утечки, то выполняется детальная проверка герметичности путем поочередного отключения от сети отдельных абонентских участков тепловой сети и систем наблюдения при этом за работой подпитывающей установки. При отключении дефектного оборудования подпитка резко сокращается, а в отключенном дефектном участке наблюдается быстрое падение статического давления
В последние годы разработаны и получили практическое применение электронно-акустические приборы различных конструкций для определения мест повреждений в подземных теплопроводах и водоводах. Такой прибор состоит обычно из штанги, в нижней части которой расположен акустический датчик, в верхней — стрелочный индикатор, гнезда телефонов и ручки регуляторов уровня шума. Прибор предназначен для определения мест повреждений путем непосредственного прослушивания с поверхности грунта или поверхности дорожного покрытия по трассе теплопровода акустических шумов, излучаемых поврежденным трубопроводом.
ИСПЫТАНИЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
При приемке в эксплуатацию вновь сооруженных тепловых сетей, а также для проверки состояния действующих сетей проводятся их испытания.
Целью испытаний обычно служат:
1) проверка работы и выявление дефектов оборудования при наиболее напряженных гидравлических и тепловых режимах.
2) определение технических характеристик, необходимых для нормирования показателей тепловых сетей, насосных подстанций и т.п., а также — для разработки наиболее рациональных режимов работы СЦТ,
З) контроль фактических технических показателей состояния и режимов работы тепловой сети и элементов ее оборудования, выяснение причины их отклонения от расчетных или ранее установленных опытных значений.
Основные виды испытаний:
1) гидравлические: на прочность и герметичность (плотность), на гидравлическое сопротивление (потери давления) отдельных элементов СЦТ;
2) тепловые: на максимальную температуру теплоносителя и на тепловые потери.
Гидравлические и тепловые испытания обычно проводятся раздельно для создания условий, способствующих большей точности измерений.
Гидравлические испытании на прочность и герметичность.
Испытания на прочность и герметичность проводятся как на отдельных участках, так и на всей сети в целом. При проведении таких испытаний должны быть надежно отключены абонентские установки, испытания которых должны проводиться отдельно.
При испытаниях на прочность и герметичность участков вновь смонтированных трубопроводов вместе с арматурой создается пробное давление, превышающее рабочее на 25 %.
Пробное давление поддерживается в течение короткого периода времени (обычно 15 мин), а затем снижается до рабочего. Результаты испытания признаются удовлетворительными, если после установления рабочего давления его снижение не превышает 10 % за 2 ч.
Для определения утечки воды из испытуемого участка сети используется метод сравнения времени естественного падения давления (при обычных условиях) со временем падания давления на такое же значение при искусственном спуске воды.
Испытание проводится в следующей последовательности. Сначала определяется время, z1, с, естественного падения давления в испытуемом участке трубопровода на некоторое значение р. Давление в трубопроводе вновь повышается до первоначального, и измеряется время z2, с, при падении давления на такое же значение р, но при спуске из трубопровода некоторого количества воды W, л, в мерный бак.
При однозначной зависимости темпа па дения давления от утечки
Найденное значение Vу, л/с, количественно характеризует герметичность испытуемого участка сети при условии, что перед испытанием из него тщательно был удален воздух через воздушники, чем было исключено влияние упругой воздушной среды на темп падения давления в трубопроводе.
Определение гидравлического сопротивления.
Основное назначение этих испытаний — определение фактических гидравлических сопротивлений s отдельных участков тепловой сети и водоподогревательных установок ТЭЦ. Начальный этап этих испытаний заключается в определении высотных (геодезических) отметок характерных точек сети, на которых установлены измерители давления (манометры). Высотные отметки оси испытываемого трубопровода обычно определяются по данным инструментальной нивелировки или специальным испытанием в статическом состоянии системы, те. при отсутствии циркуляции воды в сети.
В этом случае за отметку «нуль» принимают положение манометра, показывающего наибольшее давление р0.
Высотная отметка Z, м, любой другой точки трубопровода со статическим давлением р, Па, определяется по формуле
где р — плотность воды в трубопроводе, кг/м = 9,81 м/с
Падение давления р на любом участке водяной тепловой сети при гидродинамическом режиме можно вычислить как
где р — падение давления между точками 1 и 2 по ходу теплоносителя, Па; Р1 Р2 — показания манометров в точках 1 и 2, Па; Z1 Z2 - высотные отметки точек 1 и 2, м.
Потеря напора на этом участке, м,
Гидравлическое сопротивление этого участка, Па с
где V— расход воды, м3/с.
Для повышения точности измерений целесообразно устанавливать на испытуемом участке максимально возможный расход воды.