В настоящее время на большинстве предприятий нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслей существует проблема регулирования гидравлического режима тепловых сетей.
В разрегулированных тепловых сетях не все потребители обеспечиваются необходимым гидравлическим перепадом, что подтверждается эксплуатационными показателями - завышенная (по сравнению с температурным графиком) температура обратной теплофикационной воды, связанная с избыточной циркуляцией сетевой воды через потребителей, расположенных в непосредственной близости от теплоисточника. При этом потребители, наиболее удалённые от теплоисточника, не обеспечиваются необходимым количеством теплоносителя.
Для предотвращения данной ситуации необходимо ограничение расходов теплоносителя через потребителей до необходимых величин при помощи установки дроссельных устройств.
Это мероприятие необходимо для исключения перетопов, подпора потребителей, имеющих различные гидравлические сопротивления, образования застойных зон в тепловых сетях, предотвращения опрокидывания циркуляции в системе.
В настоящий момент наиболее приемлемым и наиболее эффективным решением является установка клапанов-регуляторов в системах спутникового обогрева трубопроводов, оборудования, приборов КИП. Это связано с особенностями эксплуатации теплоспутников на объектах нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслей, а именно:
- отсутствие у эксплуатационного персонала достоверных данных о трассировке, протяженности, диаметрах, местах запитки и распитки теплоспутников;
- постоянные изменения в схемах обогрева - в связи с непрерывной модернизацией производства происходит замена оборудования, установка нового оборудования, требующего обогрева, демонтаж старого оборудования;
- нестабильный гидравлический режим в магистральных тепловых сетях, вызванный непрерывной модернизацией производства, вводом новых объектов и ликвидацией старых;
- отсутствие должного контроля за системой обогревов со стороны производственного персонала, так как данная система является вспомогательной, в технологических регламентах и производственных инструкциях не прописывается достаточное количество требований для эксплуатации системы теплофикации.
Данные обстоятельства не позволяют произвести расчёт и установку дроссельных диафрагм (шайб) для наладки гидравлического режима системы, так как для этого требуется расчёт гидравлических сопротивлений всех потребителей системы, а также корректировка отверстий дроссельных шайб всех потребителей при любых изменениях схемы обогрева.
Следует иметь в виду, что дроссельные диафрагмы применимы для систем, в которых производится качественное регулирование отпуска тепла к потребителям. В системах промтеплофикации нагрузка потребителей зависит не только от температуры окружающего воздуха, но и от режима работы обогреваемого оборудования (нормальная работа- простой/останов-горячая циркуляция – резерв). Для обеспечения необходимой тепловой нагрузки таких потребителей при температуре теплоносителя, заданной температурным графиком (в зависимости от температуры наружного воздуха), также необходимо менять расход теплоносителя.
Установка клапанов-регуляторов температуры в системе технологических обогревов позволяет произвести наладку гидравлического режима в условиях динамично меняющейся системы, позволяет сократить расход циркулирующей воды в системе теплофикации предприятия, снизить температуру обратной теплофикационной воды. Эффектом от внедрения клапанов-регуляторов температуры в системах спутниковых обогревов является:
- сокращение потребления электроэнергии на привод сетевых насосов системы теплофикации;
- сокращение тепловых потерь от трубопроводов теплофикационной воды за счёт снижения температуры обратных трубопроводов. При значительной протяженности тепловых сетей предприятий нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслей и, как правило, при неудовлетворительном состоянии тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей и обогреваемых трубопроводов, величины сокращения тепловых потерь могут достигать существенных величин;
- сокращение избыточного количества тепла, затрачиваемого на обогрев, до необходимых величин. В разрегулированных системах, особенно в "голове" сети, обогрев отдаёт избыточное количество тепла (за счёт высокой средней температуры по длине обогрева увеличена теплоотдача), которое не требуется по технологии.То есть, снижая температуру обогреваемого оборудования в допустимых пределах, достигается экономия тепловой энергии в системе теплофикации.
- увеличение располагаемого напора в тепловых сетях. Данное обстоятельство особенно актуально при введении в эксплуатацию новых объектов. Разрегулированные тепловые сети вынуждают при строительстве новых объектов принимать решения о создании дополнительных локальных контуров теплоснабжения, об увеличении мощности сетевых насосов существующих теплопунктов, перекладке существующих тепловых сетей с увеличением диаметров магистральных трубопроводов. Любое из этих решений требует значительных капитальных вложений для реализации, при этом ситуация с нехваткой теплофикационной воды часто возникает даже после проведённой реконструкции тепловой сети, так как вопросу регулировки тепловых сетей уделяется недостаточно внимания.
- нормализация температуры в системах водяного обогрева приборов КИП. В результате оснащения клапанами-регуляторами температуры обогревов приборов КИП исключается чрезмерное нагревание или охлаждение этих приборов. Так как водяные обогревы приборов КИП характеризуются сверхмалыми расходами теплоносителя (5-50 кг/ч), то на таких обогревах в большинстве случаев применяются клапаны-регуляторы специальной конструкции.
Допускается также применение клапанов-регуляторов температуры в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения при отсутствии разделения систем промышленных обогревов и систем обогрева санитарно-технического назначения (совмещенные системы промтеплофикации и отопительной воды).
Условия эксплуатации системы промтеплофикации делают практически невозможным поддержание температуры теплоносителя в обратном трубопроводе в соответствии с температурным графиком, разработанным для системы отопления и вентиляции при качественном регулировании отпуска тепла.
Большое количество теплоспутников проложены с технологическими трубопроводами, температура продукта в которых при нормальной эксплуатации незначительно ниже или даже превышает температуру теплоносителя, циркулирующего через спутник. Назначение таких теплоспутников - предотвращение размораживания оборудования при останове в зимний период. Температура теплофикационной воды на выходе из таких теплоспутников практически всегда будет незначительно отличаться от температуры на входе (а в некоторых случаях даже превышать её).
Аналогичная ситуация с обогревом резервуаров - при закачке или рециркуляции горячего продукта через резервуар тепловая нагрузка на обогрев будет минимальной, при длительном хранении продукта в резервуаре тепловая нагрузка на обогрев возрастает.
В связи с особенностью работы системы промтеплофикации рекомендуется создание отдельного контура, независимого от системы отопления, приточной вентиляции, ГВС.
Если было принято решение о подключении промышленных обогревов к системе теплофикации, несущей отопительную и вентиляционную нагрузку, нужно быть готовым к тому, что температура обратной теплофикационной воды будет всегда превышать утверждённый температурный график.
Используемое оборудование:
Регуляторы температуры BW для систем промтеплофикации
Блоки автоматического регулирования параметров теплоносителя БАРПТ