Резервирование теплопотребляющих систем гостиниц и высотных построек в закрытых термических сетях

А.А. Арешкин, ГИП по теплоснабжению,
А.В. Москаленко, управляющий группы по теплоснабжению,
Н.В. Горобец, управляющий группы по теплоснабжению,
ООО «Институт «Каналстройпроект», г. Москва

Введение

Согласно СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» [1] потребители тепла по надежности теплоснабжения делятся на три категории. К первой категории относятся потребители, для которых должна быть обеспечена бесперебойная подача термический энергии, посреди их последующие объекты жилищно-коммунального сектора: поликлиники; родильные дома; детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием малышей и картинные галереи. Ко 2-ой категории — потребители (жилые и публичные строения), у каких допускается понижение температуры в помещениях на период ликвидации аварий до 12 ОС. К третьей категории — потребители, у каких допускается понижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварий до 3 ОС. Исходя из данной систематизации, в СНиП 41-02-2003 приведены нормы и технические решения по резервированию потребителей (абонентов). Для обеспечения бесперебойной подачи тепла потребителям первой категории на практике осуществляется прокладка четырехтрубного (трехтрубного) абонентского ввода от зарезервированного теплопровода, присоединенного к двум источникам тепла (двум выводам 1-го источника).

В то же время в Москве для особенных потребителей приняты более жесткие нормативные положения и технические решения, по сопоставлению с приведенными в [1]. Согласно п. 7.5 МГСН 4.16-98 «Гостиницы» [2] для гостиниц (категории 4 и 5 звезд) должна обеспечиваться бесперебойная подача тепла от 2-ух источников тепла, а согласно п. 30 МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования функциональных высотных построек и зданий-комплексов в городке Москве» [3], фактически для всех построек высотой более 75 м (включающих в себя кроме жилых и другие многофункциональные помещения) поддержание температуры в жилых помещениях более 16 ОС. Согласно п. 9.3 [3], к зданию должны быть подведены независящие основной и неотклонимый запасный ввод от термических сетей. При всем этом в [2, 3] не включен самый надежный вариант резервирования с внедрением местного аварийного источника тепла, также список мероприятий по обеспечению живучести местных теплопотребляющих систем при аварийных ситуациях [1].

Таким макаром, согласно положениям [2, 3], гостиницы (категории 4 и 5 звезд) и большая часть высотных построек (кроме чисто офисных) практически переведены в разряд потребителей первой категории соответственно с запиткой от 2-ух источников тепла (от 2-ух независящих выводов 1-го источника тепла). В текущее время в Москве запитку от 2-ух источников тепла может быть выполнить только для проектируемых абонентов, расположенных на стыке зон обслуживания этих источников, т.е. не во всех случаях. Почти всегда более реальным является вариант запитки от 2-ух независящих выводов (от 2-ух головных тепломагистралей) 1-го источника тепла.

Для критерий Москвы и Столичной обл. наименьшим уровнем резервирования термических сетей является закольцовка теплопроводов поперечником 600 мм [4], которая делается в любом случае. Потому резервирование высотных построек в конечном итоге сводится к решению вопроса подачи тепла в систему отопления при аварии на тупиковом абонентском вводе. С целью понижения издержек заместо четырехтрубного абонентского ввода может быть использовать трехтрубный абонентский ввод, что обширно употребляется на практике.

Предлагаемые схемы резервирования теплопотребляющих систем

Схема 1. Для построек с отопительной нагрузкой наименее 10 Гкал/ч и протяженными абонентскими вводами (более 300 м) экономически оправданным является разработка особых мероприятий, обеспечивающих подачу тепла на отопление с временной приостановкой (ограничением) эксплуатации системы вентиляции и ГВС. Для ИТП с независящим присоединением более обычным вариантом является временный переход на схему со сливом сетевой воды в водосток (сточную канаву) после ее использования в системе отопления строения. Предлагаемая схема присоединения системы отопления строения к термическим сетям приведена на рис. 1.

Резервирование теплопотребляющих систем гостиниц и высотных построек в закрытых термических сетях

При аварии на оборотном теплопроводе в камере запирается задвижка 7, а на ИТП — задвижки 2 и 5. Потом раскрывается задвижка 4 на отводящем теплопроводе. Задвижка 8 на перемычке в камере и задвижка 3 на перемычке на ИТП остаются закрытыми. Задвижка 6 в камере и задвижка 1 в ИТП остаются открытыми.

При аварии на подающем теплопроводе (от камеры до ввода) в камере запираются задвижки 6 и 7 и раскрывается задвижка 8 на перемычке, в итоге чего потребителю подается ровная сетевая вода. Потом на ИТП раскрывается задвижка 4 на отводящем трубопроводе, открываются задвижки на перемычке 3 и запираются задвижки 1 и 5. Задвижка 2 на ИТП остается открытой.

По данной схеме на ИТП подается тепло на отопление и ГВС. При нехватке тепла на отопление (при текущей температуре внешнего воздуха выше расчетной), перекрыв задвижки 9 и 10, может быть перекрыть 2-ю ступень подогревателя ГВС. В данном случае будет наблюдаться недогрев жаркой воды, т.е. краткосрочное ограничение подачи тепла на ГВС. Температура сетевой воды, сливаемой в водосток (сточную канаву), составит наименее 40 ОС, так как после системы отопления сетевая вода будет охлаждаться потоком прохладной воды, подаваемой на ГВС. В итоге будет выполнено условие слива сетевой воды в водосток [1], в связи с чем дополнительное согласование с эксплуатационными организациями по водостоку и канализации не смотрятся неотклонимыми.

Аварийный режим эксплуатации систем отопления построек со сбросом оборотной сетевой воды в водосток либо сточную канаву просит резкого роста подпитки термических сетей. Потому его может быть выполнить только при согласовании с организацией, эксплуатирующей источник тепла, и разработке специального регламента аварийной эксплуатации системы теплоснабжения, включая ИТП построек.

Схема 2. Не считая рассмотренного варианта покрытия отопительной нагрузки во время ремонтно-восстановительных работ, могут употребляться и другие способы. К примеру, может быть произвести установка электронного подогревателя, применяемого в отопительный период в качестве аварийного для системы отопления и в неотопительный период в качестве запасного для системы ГВС на время плановых отключений термических сетей (рис. 2).

Резервирование теплопотребляющих систем гостиниц и высотных построек в закрытых термических сетях

Отключение систем вентиляции и ГВС при аварии на абонентских вводах в отопительный период сопровождается понижением употребления электронной энергии высотным функциональным зданием, т.е. повышение употребления электроэнергии при аварийных ситуациях (включение аварийного электроподогревателя) отчасти компенсируется понижением употребления электроэнергии другим технологическим оборудованием (вентиляционное оборудование, насосное оборудование, кондюки, компрессоры и пр.).

Не считая этого, нужно учесть, что возможность аварий на одном абонентском вводе с его перекрытием составляет менее 1 аварии на 1 км трассы в течение 10 лет, а возможность аварий на абонентских вводах 2-ух построек сразу фактически является нулевой. Исходя из этого, также кратковременности работы аварийного электронного подогревателя (до 12 ч) в отопительный период, резервирование дополнительной мощности на источнике электроснабжения не смотрится неотклонимым.

При аварии на абонентском вводе (см. рис. 2) перекрываются задвижки 1 и 2 на входе в ИТП и задвижки 3 и 4 за подогревателем отопления. После этого открываются задвижки 5 и 6 с включением электронного подогревателя, при всем этом задвижки 7 и 8 остаются закрытыми. В итоге циркуляционная вода, подогретая в электроподогревателе, подается в систему отопления строения.

В неотопительный период при резервировании нагрузки ГВС дополнительные электронные подогреватели безпрерывно работают в течение 340-500 ч (14-21 суток). Для понижения нагрузки на запасный электронный подогреватель рекомендуется создавать установку накопительного бака жаркой воды с наполнением его в ночное время, т.е. в период малого употребления электронной энергии (отключение кондюков, освещения и т.д.). В данном случае ночное потребление электроэнергии возможно окажется наименьшим, чем в дневное время, и резервирование дополнительной мощности на источнике электроснабжения для работы электронного подогревателя в неотопительный период может не потребоваться.

При выключении теплосети на плановый ремонт перекрываются задвижки 1 и 2 на входе в ИТП, также задвижки 9 до и 10 за подогревателем ГВС с отключением циркуляционного насоса. Открываются задвижки 7, 8 и 11 с следующим включением электроподогревателя и подающего насоса. В итоге подогретая вода подается в систему ГВС строения.

Для окончательного решения вопроса необходимости резервирования электронной мощности на источнике электроснабжения для дополнительных электронных подогревателей рекомендуется создавать расчет электропотребления высотным функциональным зданием в 4 режимах: рабочий режим в отопительный период; рабочий режим в неотопительный период; аварийный режим в отопительный период; запасный режим в неотопительный период, после этого согласовывать резервирование мощности с эксплуатационными организациями.

Схема 3. Исходя из функциональности и престижности, ужесточение норм для гостиниц (категории 4 и 5 звезд), согласно [2], смотрится полностью оправданным решением. В то же время нормы, приведенные в [3], носят довольно противоречивый нрав и совершенно точно могут рассматриваться исключительно в случае размещения в здании гостиничных номеров (категории 4 и 5 звезд). В связи с чем предлагается при проектировании высотных жилых, административных построек и высотных гостиниц категории 1, 2 и 3 звезды (дальше по тексту — высотные строения) использовать наименее жесткие требования по резервированию.

Сначала рекомендуется разрабатывать особые мероприятия для термических пт, препятствующие резвому остыванию строения и замерзанию теплопотребляющих систем с временной приостановкой эксплуатации системы вентиляции и ГВС строения и подачей тепла исключительно в систему отопления, зачем предлагается также использовать схему, приведенную на рис. 1, при условии вероятного понижения подачи тепла на отопление до 50% (зависимо от погодных критерий региона). По мере надобности подачу тепла можно производить способом «пропуска» с повторяющейся подачей прямой сетевой воды на ИТП.

Для низкоэтажных и среднеэтажных гостиниц (категории 1, 2 и 3 звезды), на которые особые требования не распространяются, может быть использовать еще больше обыкновенные решения, зачем в ИТП довольно предугадать перемычку перед подогревателем и отдельный сливной трубопровод для отвода сетевой воды в водосток либо сточную канаву. Схема рассматриваемого варианта присоединения системы отопления строения к термическим сетям приведена на рис. 3.

Резервирование теплопотребляющих систем гостиниц и высотных построек в закрытых термических сетях

При аварии на оборотном теплопроводе сначала проводятся мероприятия, обеспечивающие бесперебойную подачу прямой сетевой воды на ИТП. Потом в камере запирается задвижка 7, а на ИТП раскрывается задвижка 4 на отводящем трубопроводе, запирается задвижка 2 на оборотном теплопроводе и остается закрытой на перемычке задвижка 3. Задвижка 6 в камере и задвижка 1 на ИТП остаются открытыми. Для отключения ГВС запираются задвижки 8 и 9.

При аварии на подающем теплопроводе сначала проводятся мероприятия, обеспечивающие бесперебойную подачу оборотной сетевой воды на ИТП. Потом в камере запирается задвижка 6, а на ИТП раскрывается задвижка 4 на отводящем трубопроводе, раскрывается задвижка на перемычке 3 и запираются задвижки 1 и 5. Задвижка 7 в камере и задвижка 2 на ИТП остаются открытыми. Для отключения ГВС запираются задвижки 8 и 9.

По мере надобности подачу тепла можно производить способом «пропуска» с повторяющейся подачей прямой либо оборотной сетевой воды на ИТП. К примеру, в течение 4 ч подавать сетевую воду в подогреватель отопления, а потом на 2 ч отключать его.

Отличительной чертой схемы, приведенной на рис. 3, от схемы, приведенной на рис. 1, является присоединение ответвления в камере без секционирующих задвижек, в итоге чего при аварии на подающем трубопроводе абонентского ввода подача тепла резко понижается (по сопоставлению с катастрофой на оборотном теплопроводе). Потому данная схема может употребляться только для предотвращения от замерзания теплопотребляющих систем строения, т.е. для поддержания температуры +3 ОС [1] снутри помещений.

О способностях резервирования на примере Москвы

В последние годы в термических сетях ОАО «Московская теплосетевая компания» (ОАО «МТК») резко снизились утечки сетевой воды, что связано с широкомасштабной подменой сальниковых компенсаторов на сильфонные и постепенным переходом на шаровую арматуру. В итоге на термических станциях ОАО «Мосэнерго» образовался резерв мощности на системах химводоочистки, который может обеспечить перевод на открытую систему приблизительно до 3% нагрузки (временно). Для более массивных станций ТЭЦ-21, ТЭЦ-22, ТЭЦ-23, ТЭЦ-25 и ТЭЦ-26 данная величина приблизительно составляет 65 Гкал/ч; для ТЭЦ-12, ТЭЦ-16, ТЭЦ-20 — 30 Гкал/ч; для ТЭЦ-8, ТЭЦ-9, ТЭЦ-11, ТЭЦ-27 — 15 Гкал/ч. Анализ термических нагрузок проектируемых высотных построек указывает, что термическая нагрузка на отопление большинства из их изредка превосходит 10 Гкал/ч. Исходя из этого, также низкой вероятности аварий на абонентских вводах 2-ух и поболее потребителей сразу, фактически все термические станции ОАО «Мосэнерго» способны обеспечить предлагаемый аварийный режим эксплуатации термических сетей и систем отопления высотных построек на период проведения ремонтных работ (до 12 ч). Таким макаром, в случае присоединения функциональных высотных построек к термическим сетям ОАО «МТК» вопрос резервирования подачи тепла для отопления может быть решать разными методами.

Краткосрочный перевод термических сетей, присоединенных к источникам тепла ОАО «Московская объединенная энергетическая компания» (ОАО «МОЭК»), на открытую систему теплоснабжения выполнить нереально, что связано с малой мощностью систем химводоочистки. В связи с этим целенаправлено подачу тепла абонентам при обычной эксплуатации производить от источников тепла ОАО «МОЭК», а на период проведения ремонтно-восстановительных работ от источников тепла ОАО «Мосэнерго», т.е. резервирование абонентов производить от термических сетей ОАО «МТК».

Открытые системы теплоснабжения с водоразбором сетевой воды из термических сетей многие годы употребляются в огромнейших городках страны, в связи с чем предлагаемые технические решения по резервированию абонентов со сливом сетевой воды в водосток либо сточную канаву издавна апробированы и обширно употребляются на практике.

Лучшая редакция положения по резервированию для нормативнометодической документации

С целью оптимизации технических решений по теплоснабжению гостиниц и функциональных высотных построек рекомендуется расширить трактовку по резервированию теплопотребляющих систем построек, к примеру в последующей редакции.

1. Для гостиниц (категории 4 и 5 звезд) и высотных построек с гостиничными номерами (категории 4 и 5 звезд) нужно обеспечить бесперебойную работу систем отопления без понижения подачи тепла и с вероятным отключением систем вентиляции (кондиционирования), термических завес и ГВС на период ликвидации аварии в термических сетях (до 12 ч). При всем этом допускается обеспечить бесперебойную работу систем отопления с внедрением последующих технических решений:

а) прокладка четырехтрубного (трехтрубного) абонентского ввода от закольцованной теплосети 2-ух источников тепла (2-ух независящих тепломагистралей);

б) при соответственном технико-экономическом обосновании установка аварийных электронных (газифицированных) котлов и теплонасосных установок;

в) переход на однотрубную подачу тепла с следующим сливом сетевой воды после использования в системе отопления строения в сточную канаву (водосток).

Для высотных жилых и административных построек и высотных гостиниц (категории 1, 2 и 3 звезды), не считая отключения систем вентиляции, термических завес и ГВС, допускается, зависимо от погодных критерий, снижать до 50% подачу тепла на отопление.

2. Для низкоэтажных и среднеэтажных гостиниц (категории 1, 2 и 3 звезды) нужно предугадывать мероприятия, препятствующие замерзанию систем отопления с вероятным отключением систем вентиляции (кондиционирования), термических завес и ГВС на период ликвидации аварии в термических сетях (до 12 ч). При всем этом допускается обеспечить аварийную работу систем отопления (со понижением нагрузки зависимо от погодных критерий) с внедрением технических решений, изложенных выше в п. 1 (а-в).

3. Для гостиниц (категории 4 и 5 звезд) и высотных построек с гостиничными номерами (категории 4 и 5 звезд) нужно обеспечить бесперебойную работу систем ГВС на период проведения планового ремонта термических сетей в неотопительный период (от 14 до 21 суток). При всем этом допускается обеспечить бесперебойную работу систем ГВС с внедрением технических решений, изложенных выше в п. 1 (а, б).

Литература

1. СНиП 41-02-2003 Термические сети.

2. МГСН 4.16-98 Гостиницы.

3. МГСН 4.19-2005 Временные нормы и правила проектирования функциональных высотных построек и зданий-комплексов в городке Москве.

4. Арешкин А.А. Резервирование термических сетей подземной прокладки в закрытых системах теплоснабжения // Анонсы теплоснабжения. 2009, № 8. С. 42-47.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru