Способ управления подпиткой водяных систем централизованного водоснабжения и система для его осуществления

Способ управления подпиткой водяных систем централизованного водоснабжения и система для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С-" A-H-И-Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советскик

Соцнапнстнческнк

Республик

< 748091

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.05.77 (21) 2490115/29-33 (51) М. Кл.е с присоединением заявки №вЂ”

F 24 0 17/00

Опубликовано 15.0?.80. Бюллетень № 2Ь

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК 697.352 (088.8) по делам нэобретеннй н открытий (72) Автор изобретения

И. В. Марков

Всесоюзный Государственный трест по организации и рационализации районных электростанций и сетей (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДПИТКОЙ ВОДЯНЫХ СИСТЕМ

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ И СИСТЕМА

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Государственный квинтет (23) Приоритет—

Изобретение относится к управлению подпиткой водяных систем различного назначения, преимущественно областью использования являются водяные системы централизованного теплоснабжения крупных промышленных предприягий, городов и других объектов, работающие от одного или нескольких источников тепла и подпиточной воды.

Известен способ наладки водяных систем теплоснабжения, например способ, включающий изменение гидравлической проводимости в подаюшем и Обратном трубопрово- IO дах (1j

По этому способу рассчитывают гидравлическую устойчивость тепловой сети, выбирают место распологкения распределительных узлов, в котор:гх гидравлическая устойчивость меньше 20-76 в, а изменением гидравлической прово имости B выбранных уз лах осуществляют стабилизацию разностк давлений между под.-:ОIT«м и Обратным трубопроводами. "то o: спечивает оНТНМН32цию распределения !i по .ачtt теплоносителя 20 (сетевой воды) потребителлч, но не решает вопроса восполнения потерь сетевой воды путем подпитк I tti:;.. èÿtt: ol!IHОго контура сети при уте;ках или при преднамеренном разборе из нее на бытовые и промышленные нужды.

Известен также способ подпитки водяных систем централизованного теплоснабжения, включаюший принудительную цирку.ляцию горячей воды в контуре тепловой сети, аккумулирование ее по трассе сети и подпитку контура подпиточной водой через центральный подпиточный узел (2).

Этот способ предусматривает компенсацию потерь в сети по суммарному разбалансу поданной и возвращенной сетевой воды к источнику тепла после прохождения ее по всему тракту циркуляционного контура. При этом регулирование подачи необходимого количества подпиточной воды происходят по естественному отклонению давления в одной единственной точке сети, которая в технической литературе получила название нейтральной точки. Она, как правило, выбирается на общем коллекто".е «саса сетевых насосОВ, расположенных на исто-IHIIKe тепла. где

c H c T e +t d Te t I л О с н а б ж е н и «и и е T и >i i:.:. I . t H.-. ь н Ое давление, oT< oHe!!Hе которого от заданного является Основой для осу:.цествления act го процесса управления подпиткой. ЕcTcTRO!

НО, что .:-;Озанный способ позволивT Осъ748091

1Е и

10 п

4!

$0

5,i цествлить нормальную расюту водяной сисемы только н том случае, если источник теп1а (ТЭЦ или котельная) располагает соот егствуюшим оборудованием для подготовки подачи гарантированного количества подниточной воды, превышающего или равного общим потерям воды во всей системе.

Известна и система для осуществления способа, включающая насосно-перекачивающие установки в замкнутом циркуляционном контуре с прямым и обратным трубо- проводами, емкостями для аккумулирования воды и центральным автоматическим регулятором подпитки центрального подпиточного узла.

Цель изобретения — обеспечение возможности использования подпиточных узлов с гарантированным и негарантированным количеством воды, расположенных вдоль трассы тепловой сети, снижение затрат на создание системы и повышение ее надежности и точности управления.

Это достигается тем, что в способе управления подпиткой водяных систем централизованного водоснабжения, включающем принудительную циркуляцию горячей воды в контуре тепловой сети, аккумулирование ее по трассе сети и подпитку контура подпиточной водой через центральный подпиточный узел, дополнительно выделяют по трассе сети у мест расположения подпиточных узлов контролируемые участки, осуществляют в конце контролируемого участка с подпиточным узлом с гарантированным количеством воды дросселирование циркулируемого потока воды и поддержание постоянного давления на выходе дросселя, измеряют отклонение текущего давления перед дросселем от заданного значения, воздействуют им на процесс регулирования подпитки контролируемого участка, причем в начале контролируемых участков с негарантированным количеством воды осуществляют дрссселирование циркулируемого потока воды и поддержание давления на входе дросселя, осуществляют коррекцию процесса регулирования подпиткои контролируемых участков по сигналу разности давлений прямого и обратного цирку ируемого потока воды.

Система для осуществления способа, включающая насосноперекачивающие установки в замкнутом циркуляционном контуре с прямым и обратным трубопроводами, емкостями для аккумулирования воды и центральным автоматическим регулятором подпитки центрального подпиточного узла, дополнительно снабжена на контролируемых участках подпиточными узлами с гарантированным и негарантированным количеством водь, ав гоматическ«ми регуляторами подпитки, дросселирующими регуляторами, датчикачи давлений до дросселируюших регу;,ятороо и после них, дросселями и датчика мн давлений, подпиточные узлы с гарантированным и негарантированным количеством воды и соответствующие регуляторы подпит ки включены в линии, врезаемые в обратныи трубопровод, за точкой врезания в обратном трубопроводе установлены дросселирующие регуляторы, а до точки врезания — датчик давления до дросселирующих регуляторов, два дросселя с датчиком давления межд ними установлены на линии, врезаемой меж. ду прямым и обратным трубопроводами, за дросселируюшими регуляторами контроли руемых участков с подпиточными узлами с гарантированным количеством воды установлены датчики давления после дросселирующего регулятора, соединенные с соответству юшими дросселирующими регуляторами, при ем регуляторы подпитки, установленные на

<онтролируемых участках с гарантированным количеством воды, соединены с соответствующими датчиками давлений до дросселирующих регуляторов и с датчиками давлений, регуляторы подпитки на контролируе. мых участках с негарантированным количест. вом воды соединены с датчиками давлений, а дросселируюшие регуляторы этих участков соединены с соответствующими датчиками давлений до дросселирующих регуляторов.

На чертеже схематичеСки показана система тепловодоснабжения с примерным условным построением ее пьезометрического графика, характеризующего режим работы тепловой сети.

Система содержит сетевой насос 1, уста навливаемый на стыке обратного трубопро. вода 2 с подающим трубопроводом 3, где обычно располагается водоподогревательная установка (источник тепла). 3а нейтральную точку сети обычно принимается точка 4, ðàñположенная на всасе сетевого насоса 1. Меж. ду подающим трубопроводом 3 и обратным трубопроводбм 2 в произвольной комбинации расположелы потребители тепла 5 и потребители горячей воды 6.

Система, кроме сетевого насоса 1, для общего случая содержит перекачивающий насос 7 на подающем трубопроводе 3 и перекачивающий насос 8 на обратном трубопроводе 2. Данная система имеет несколько источников .подпитки, один из которых-негарантированный — подключен к нейтральной точке 4, а друпяе — с гарантированным количеством подпиточной воды — расположены на промежуточных участках, например, в точках 9 и 10. Гарантированные источники воды рассчитаны на покрытие суммарного водоразбора и естественных утечек во всей сети. Условно каждый источник можно представить в виде узла, оборудованного подпиточной установкой. Таким о6разом, к нейтральной точке 4 подключена подпиточная установка !1, к точке 9 -- поцпиточная установка 12 и к точке 10 — под. питочная установка !3, снабженные подпигоччыми насосама !4, 15, 16 и регулятора ми подпитки 17. 18 и 19 соответственно.

748091

5О

20

° S

Так как в нейтральной гочке 4 подключена подпиточная установка 11 с негарантированным количеством воды. то в ней могут возникнуть отклонения уровня давления от заданного при перерывах или недо статках подпитки, что недопустимо, так как это приведет к срыву работы сетевого насоса 1 или опорожнению подключенных систем потребителя. С целью исключения этого поддержание давления на заданном уровне предусматривается установкой регулятора подпора 20 дроссельного типа или 21 перепускного типа, а регулятор 17 при наличии воды включается по датчику, воспринимаюшему импульс на выходе сетевого насоса 1 в точке 22. С целью локализации возникаюших при этом колебаний давления у потребителей 5 на вводах к некоторым из них, например, установлены индивидуальные регуляторы 23 расхода или напора, источник подпитки в точке 9 снабжен аккумулятором 24 подпиточной воды с регулятором 25 отбора сетевой воды из точки 9, а для подачи подпиточной воды в эту точку из аккумулятора 24 служит насос 15 и регулятор 18. Оба регулятора 25 (отбора) и 18 (подпитки) работают от своих датчиков, контролируюших отклонение давления в точке

9. Формирование этого сигнала обеспечивается регулятором 26 (дроссельного типа) либо 27 (перепускного типа), поддерживающими давление на выходе из насоса в точке 28, где установлены их датчики.

Регулятор 26 связан, кроме того, с корректирующим датчиком давления 29, расположенным на перемычке 30 между подающим трубопроводом 3 и обратным трубопроводом 2. Датчик давления 29 расположен между, диафрагмами 31 и 32.

Подпиточный узел в точке 10 в отличие от узла в точке 9 не имеет аккумулируюшей емкости и сетевых перекачивающих насосов, поэтому его аппаратурное оснащение, не считая регулятора подпитки 19, ограничивается установкой на обратной линии сети дроссельного регулятора 33, формирующего сигнал для подпитки, либо для тех же целей перепускного регулятора 34 в комплекте с дросселем 35, установленным на основном потоке сетевой воды.

Подпиточный узел в точке 10 согласно принятой пьезометрической схеме обеспечивает также поддержание линии статического давления 36 в период полного прекращения циркуляции в сети.

Эта система в целом осушествляет управ ление подпиткой следующим образом.

Подпиточиые узлы 9 и 0 с гарантированным количеством воды работают в автономном режиме, каждый поддерживая давление в своей точке на заданном уровне за счет подачи в нее через соответствующие регуляторы 18 и !9 подпиточной воды.

Сигнал, сформированный соответствую шими дроссельиыми или перепускными регуляторамн в виде пропорционального отклонения давления в контролир> мых подпиточных точках сети 9 и 10, соответственно используется для автоматического действия регуляторов подпитки 18 и 19 и регулятора отбора 25, обеспечиваюшего заполнение бака-аккумулятора 24 при избытках сетевой воды в контуре. При этом объективным признаком избытка воды, например, в точке 9, является отклонение заданного значения давления в этой точке 9 за пределы наивысшего уровня. Такое превышение давления может иметь место и при включении случайных (неучтенных) источников подпитки и при резких сокрашениях водопотребления и >течки и при работе негарантированных источников подпитки, например, в точке 4, на среднем годпиточном расходе при отключенном регуляторе 17, установка которого при малых объемах подпитки необязательна, так как лишнее количество веды будет передано по подающей линии 3 с относительно небольшим превышением давления в этой линии. Если эта лишняя вода не будет использована потребителями 6 или другими, она вызовет соответствующее повышение давления в обратной линии 2. Это повышение давления будет служить сигналом для сокрашения пода-IH подпиточной воды в уз1ах точек 9 и !0 вплоть до полного закрытия в них регуляторов подпитки 18 и 19.

Дальнейшее превышение давления после 3акрытия регуляторов 18 и 19 послужит сигналом включения сбросного регулятора 25 на заполнение аккумулятора 24.

Таким образом, новая система управле ния подпиткой позволяет передать избытки подпиточной воды по циркуляционном> контуру сети из любого подпиточного узла потребителями к аккумулирующей емкости, независимо от места их расположения, и автоматически вести процесс аккумуляции. Система управления базируется на использовании регуляторов, стабилизирующих давление в точке 4 и формирующих сигналы для подпитки в точках 9 и О. Эти регуляторы могут быть либо дроссельными 20, 26 и 33, либо перепускными 21, 27, 34.

Однако для конкретной работы узлов подпитки выбирается один из них. Выбор того или другого типа определяется условиями эксплуатации и режимом работы сети в целом. Если, например, по условиям надежности или исходя из необходимости зонального деления сети от регулятора требуется полное отключение всего потока сетевой воды, то необходимо применять регулятор дроссельного типа. Если же можно обойтись частичным контролем сетевого потока, то можно ограничиться установкой переп>скного регулятора, который по своим размерам зна чител ьно меньше дроссельного. Особениост монтажа перепускного шунтового регулятора, например 17 или 34, на прямом участке

74 Яг)91 трубонрон(>да, в c>l;I)l <ие от регуляторов 2) н 2, устанавливаемыi на обводной линии на>-псов I и 8, состоит в точ. что необходи мО м(>K;i, T >«лами т>рсзки рег>"lятОра на

;pe<>0;Ip!>B<;pB основного потг>ка воды установить J(>îñnf.-<üf<óþ диафра<му 35, сопротивление которой должно быть не меньше пг>л постыл открытого перепл скного регуляf<>(1).

Показанная на схеме линия статического давления 36 при другом характере построения пьезометрического графика сети, в том числе с зоннь>м принципом ее деления, может огеспечиваться не только из точки

1f). но и из любой другой подпиточной точки например 9.

То жс са;:ое Отнг>сится и к h(ррсктироВО!:!;>» > С,f f I 1ðîéhè регулятора 26. Этот c,) f Hçë может быть использован H для любого другого регулятора с целью приведения режима и

E f 0 работhi B <:00iBÐò0f f)H(c из .<енением реж;<ма и проводимости всег0 циркуляционIl0Г0 кзнт ра сети, НОТОра>< nflp23pляется Величинсй сигна13 оТ датчика 29.

2$

Описанная г<ринципиальная система осу

Iffe0TB00H!!я с 10сОба > правлени>I подпиткой позво;<яет загрузить наиболее экономические выгодные источники воды, значительно снизить капитальные затраты при сооружении или модернизации существующих установок по указанному типу, GTKBçBBøHñü от сооружения водоводов «источник воды — теплопроизводнтель». Система -высокоманевренная, оптимальным образом реагирующая на возможные отклонения в режиме работы, надежная, способная предотвратить с минимальным ущербом возможные аварийНЫЕ СитУа ЦИИ ПУТЕМ ВЗН И «1 НОГО РЕЗЕРВИРОвания. Потенциально система имеет все данные для полного высвобождения оперативноr0 персонала за счет комплексного решени) ао всех вопросов автоматизации ее работы.

Формула изобретения

Способ управления подпиткой водяных

iS систем централизованного водоснабжения, включающий принудительную циркуляцию горячей воды в контуре тепловой сети, аккумулирование ее по трассе сети и подпитку контура подпиточной водой через цент- ц ральный подпиточный узел, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования подпиточных узлов с гарантированным и негарантированным количеством воды, расположенных вдоль трассы тепловой сети, снижения затрат на создание системы и повышения ее надежности и экоНОМИЧНОСТИ, ДОПОЛНИТЕЛЬНО ВЫДЕЛЯЮТ ll0 трассе сети у мест расположения подпиточHf>f Х < "ЗЛОВ К(>нт)>< > 1HPV(М ЫР УчаСТКН, ОСУ<ЦЕСТ вляк>т f< к(>нне к<>нтролируемого участка с по,)пи> >иным узл<>м с гарантированным коги<чеством в >ды дросселнрованис циркулируемого пот(>ка 1<оды и поддержание постоянного давления на выходе дросселя, измеряют отклонение текущего давления перед дросселеч от заданного значения, воздействуют нм на процесс регулирования подпитки контролируемого участка, причем в начале контролируемых участков с негарантированным количеством воды осуществляют дросселирование циркулируемого потока воды с поддержанием давления на входе дросселя.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целик> повышения точности управления, осуществля)от коррекцию процесса регулирования подпиткой контролируемых участков по сигналу разности давлений прямого и обратного циркулируемого потока воды.

3. С)<стеча для осуществления способа по и. 1. включающая наслсно-перекачивающие установки в замкнутом циркуляционном контуре с прямым и обратным трубопровс>дами, емкостями для аккумулирования воды и центральным автоматическим регулятором подпитки центрального подпнточного узла, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена на контролируемых участках подпиточными узлами с гарантиp0BBHH iI и негарантированным количеством воды, автоматическими регуляторами подпитки, дросселирующими регуляторами, датчиками давлений до дросселирующих регуляторов и после ннх, дросселями и датчиками давлечий, подпнточные узлы с гарантированным и негарантированным количеством во f-.! и 000-,В<..òñòB>, югцие регуляторы подпитки включены в линии, врезаемые в обратный трубопровод, за точкой врезания в обратном трубопроводе уста новлены дросселируюшие регуляторы, а до точки врезаниядатчики давления до дросселирующих регуляторов, два дросселя с датчиком давления между ними установлены на линии, врезаемой между прямым и обратным трубопроводами, за дросс лирующими регуляторами контролируемых участков с подпиточными узлами с гарантированным количеством воды установлены датчики давления после дросселируюшего регулятора, соединенные с соответствующими дросселирующими регуляторами, причем регуляторы подпитки, установленные на контролируемых .участках с гарантированиым количеством воды, соединены с соответствующими датчиками давлений до дросселирующих регуляторов и с датчиками давлений, регуляторы подпитки на контролируемых участках с негарантированным количеством воды соединены с датчиками давлений а дросселиру<ошие регу74809l

Составитель В Алекперов

Ре иктор Г. Нечаева Техред К. ШучРрнч Корректор М Коста Заказ 4213!25 Тираж 857 Подгнсное

ILHHHIIH Государственного хоинг=--.а СССР яо делам изобретений и откр-.чтнй ! I:1035,,москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. l, 5

Филиал ППП Патенть, г. Ужгород, ул. Проектная. лят() )ы этих g Iастков с1и пи нс11ы с соотвст лву1он1ими латчнкамн лавлений цо дроссепирую1цих регуляторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свилетсльство СССР по за. явке № 235672 I /29 ЗЗ, кл. F 24 D ) 7/02, f 976.

2. Соколов Е. Я. Теплофнкация и тепловые сети. М., «Энергия», 1975, с. 53 — l65.