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

О П И С-"АНФ-Е ИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскикСоцнаттнстнческнкРеспублик 1 748091 И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) 2490115/29-3 1)М К 4 О 1700 23) При сударстеееные комнте сеср.80. Бюллетень2описания 25.07.80 53) УДК (088.8) по делам нэобретенкй и открытий2) Автор изобретен Ма Всесоюзный Государственный трест по организаци районных электростанций и сетейионализации явитель 54) СПОСО ЦЕНТРАЛ ПРАВЛЕНИЯ ПОДПИТКОЙ ВОДЯНЫХ СИСТЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к управлению подпиткой водяных систем различного назначения, преимущественно областью использования являются Водяые системы централизованного теплосабжения крупных промышленных предприятий, 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 подающем и Обратном трубопроводах 11.По этому способу рассчитывают гидравлическую устойчивость тепловой сети, вы. бирают место расположения распределительных узлов, в котор:.х гидравлическая устойчивость меньше 20-75/, а изменением гид. равлической прово-мости В Выбранных уз лах осуществляют стабилзацию разностк давлений между подоцим и обратным тру. бои роводами. Это О.спечи Вает оптимизацию распределения и Опани теплоносителя (сетевой волы) потребтел., ВО ие решает Вопроса Воспол г еэ л потерь сетевой Воды путем подпитки ц;,у;я 1,Оого контура сети при утечках ил при предамере.нох разборе из нее набытовые и промышленные нужды,Известен также способ подпитки водя. ных систем централизованного теплоснаб. жения, включающий 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 компенса. цию 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 техничес. кой литературе получила название нейтральной точки. Оиа, как правило, выбирается на общем ко:лекто",е Всаса сетевых насосов, расположеныха Ветоике тепла. где систеа телосиабже; ихВот;,и:.хальОс давление, Отклонеие которого От задаого является основой для осуществлеия Вс го процесса управлеия подпиткой. Естестве- ио, что ,:;азанньй способ позволяет Осу.30 дросселирование циркулируемого потока воды и поддержание постоянного давления на выходе дросселя, измеряют отклонение текущего давления перед дросселем от заданного значения, воздействуют им на процесс 24 регулирования подпитки контролируемого 443 цествлить нормальную раооту водяной сисемы только в том случае, если источник тепе (ТЭЦ или котельная) располагает соотегствуюшим оборудованием для подготовки л подачи гарантированного количества подниточной воды, превышающего или равного общи м потеря м 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 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 циркуируемого потока воды.Система для осуществления способа, вклюца юшая насосноперекачивающие установки в замкнутом циркуляционном контуре с прямым и обратным трубопроводами, емкостями для аккумулирования воды и центральным автоматическим регулятором подпитки центрального подпитоцного узла, дополнительно снабжена на контролируемых участках подпитоцными узлами с гарантированным и негарантированным количеством воды, ав гоматическими регуляторами под. питии, дросселируюшими регуляторами, датцнаци давлений до дросселируюших регулятороо и после них, дросселями и датчика мн давлений, подпиточные узлы с гарантиро. ванным и негарантированным количеством Е 0 14 10 2 воды и соответствующие регуляторы подпитки включены в линии, врезаемые в обратный трубопровод, за точкой врезания в обратном трубопроводе установлены дросселирующие регуляторы, а до точки врезания - датчики давления до дросселируюцих регуляторов, два дросселя с датчиком давления между ними установлены на линии, врезаемой меж. ду прямым и обратным трубопроводами, за дросселируюцими регуляторами контролируемых уцастков с подпиточными узлами с гарантированным количеством воды установ. лены датчики давления после дросселируюшего регулятора, соединенные с соответствующими дросселируюшими регуляторами, прием регуляторы подпитки, установленные на сонтролирчемых 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). За нейтральную точку сети обычно принимается точка 4, рас. положенная на всасе сетевого насоса 1. Меж ду подающим трубопроводом 3 и обратным трубопроводбм 2 в произвольной комбинации расположелы потребители тепла 5 и пот. ребители горячей воды б. 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 друюе - с гарантированным количеством подпиточной воды - расположены на промежуточных участках, например, в точках 9 и 10. Гарантированные ис. точники воды рассчитаны на покрытие суммарного водоразбора и естественных утечек во всей сети. Условно каждый источник можно представить в виде узла, оборудованного подпитоцной установкой. Таким обра. зом, к нейтральной точке 4 подключена под. питочная установка 1, к точке 9подпиточная установка 12 и к точке 10 - под. питочная установка 13, снабженные подпи. гоццыми насосам, 14, 15, 16 и регулятора. ми подпитки 17. 8 и 9 соответственно.эю15 35 40Так как в нейтральной гочке 4 полклю. чена подпиточная установкас негаран. тированным 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 иа заданном уров. не 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 регуля. тор 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 узлав точке 9 не имеет аккулулируюшей емкости и сетевых перекачивающих насосов, поэтому его аппаратурное оснашеиие, 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 и0 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 от. клонения лавления в контролиру мых под. пнточных токах сети 9 и 10, соответственно используется лля автоматического действия регуляторов подпитки 18 и 19 и регулятора отбора 25, обеспечиваюшего заполнение бака.аккумулятора 24 при избытках сетевой воды в контуре. 1 рн 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 прн включении случайных (неучтенных) источников подпитки и при резких сокрашениях волопотребления и утечки и при работе негарантированных источ. ников полпитки, например, в точке 4, на срелнем голпиточном расходе при отключенном регуляторе , установка которого при малых объемах полпитки необязательна, так как лишнее количество веды будет передано по подающей линии 3 с относительно небольшим превышением давления в этой линии. Если эта лишняя вола не будет ис. пользована потребителями 6 или другими, она вызовет соответствующее повышение давления в обратной линии 2. Это повышение давления будет служить сигналом лля сокрашения палачи подпиточной волы в уз. лах точек 9 и О вплоть до полного закрытия в них регуляторов подпитки 18 и 19. Дальнейшее превышение давления после закрытия регуляторов 18 и 19 послужит сиг: налом включения сбросного регулятора 25на заполнение аккумулятора 24,Таким образом, новая система управле ния подпиткой позволяет передать избыт. ки полпиточной воды по циркуляцнонному контуру сети из любого подпиточного узла потребителями к аккумулируюшей 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 иО. Эти регуляторы могут быть либо дросгельными 20, 26 и 33, либо перепускными 21, 27, 34. Однако лля 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 илн исходя из необходимости зональ. ного 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 перепускного регулятора, который по своим размерам зна чительно меньше дроссельного. Особенност монтажа перепускного шунтового регулятора, например 17 или 34, на прямом участкетрубоцронг)да, в Отли ие от регуляторов 2 и 2), устанавливаемых на Обводной линии наосови 8, состоит в точ, что необходи мо между т,):лгми врсзки регу;яторд ца тренгг)111)1)нгдс Осовного готокд ВОды хстацовнть дроссельную диафраг му 35, сопротивление которой должно быть не меньше полностью открытого перег)ъскного регулят 1).Показанная на схеме линия статического давления 36 прц другом характере по- фф строения пьезометрцческого графика сети, в том числе с зоцнь)м принципом ее деления, может обеспечиваться не только цз точки 1)1, цо и из любой другой подпиточцой точки например 9.Т) жс сд;)Ос Отцг)сится и 1( коррсктиро. ВОчгОму с)гнал:, полдгде)гому для изчеце.ия настройки регулятора 26. Этот сигнал может быть использован для любого дру. гого регулятора с целью приведения режцма и его рдботьг в соответстви с изменением реж ма и проводимости Всего циркуляцион- НОГО контърд сети, котора)1 Определяется Ве. личццсй сигнала от датчика 29.23Ог)цсднндя принципиальная система осч шсствлснцЯ спОсобд упрдвлециЯ подпиткой подво;)яет загрузить наиболее экономические Выгодные источники воды, значительно снизить капитальные затраты при сооружении цли модернизации существующих установок по указанному типу, отказавшись от сооружения водоводов источник воды - тепло- производитель. Система Высокоманевренндя, оптимальным образом реагирующая на возможные отклонения в режиме работы, надежная, способная предотвратить с минимальным ушербом возможные аварий- ЦЫЕ СитУД ЦЦЦ ПУТЕМ ДЗВ Их) НОГО РЕЗЕРВЦРО- вания. Потенциально система имеет все данные для полного Высвобождения оперативно го персонала за счет комплексного решени) 40 всех вопросов автоматизации ее работы.Формула изобретенияСпособ управления подпиткой водяных4 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 подпиточиых узлов с гарантированным и негарантированным количеством воды, расположенных вдоль трассы тепловой сети, снижения затрат на создание системы и повышения ее надежности и экоцомичн(сти, дополнительно Выделяют трассе сети у мест расположения подпиточних ъзлов конт 4)лируем ые участки, Осуцест вляк)т В к)ццс кнтролируемого участка с цс).гцитным узлом с гдг)антированным ко. гпчсством воды дросселнрованис циркулиру. емого пот)кд Воды и поддержание постоян. ного давления нд выходе дросселя, измеряют Отклонение текущего давления перед дросселеч от заданного значения, воздейст. вуют цм ца процесс регулирования подпитки контролируемого участка, причем в начале контролируемых участков с негарантированным количеством воды осуществляют дросселировдние 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 пря. мого и обратного ниркулируемого потока воды.3. Сгстсча для осуществления способа по и. 1, Включдюшдя наслсно-перекачиваю. шие установки в замкнутом циркуляцион. ном контуре с прямым и обратным трубопроводами, емкостями для аккумулирования воды и центральным автоматическим регулятором подпитки центрального подпиточного узла, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена на контролируемых участках подпточными узлами с гарантировдным и негарантированным количеством Воды, автоматическими регуляторами подпитки, дросселируюшими регуляторами, датчиками давлений до дросселируюших регуляторов и после них, дросселями и датчиками давлечий, подпцточные узлы с гарантированным и негарантированным количестВом воды и соответствуюгцие регуляторы подпитки включены в линии, врезаемые в обратный трубопровод, за точкой врезания в обратном трубопроводе установлены дросселируюшие регуляторы, а до точки врезаниядатчики давления до дросселирующих регуляторов, два дросселя с датчиком давления между ними установлены иа линии, врезаемой между прямым и обратным трубопроводами, за дросс"лируюшими регуляторами контролируемых участков с подпиточными узлами с гарантированным количеством воды установлены датчики давления после дросселируюшего регулятора, соединенные с соответствующими дросселируюшими регуляторами, причем регуляторы подпитки, установленные на контролируемых .участках с гарантированным количеством воды, соединены с соответствующими датчиками давлений до дросселирующих регуляторов и с датчиками давлений, регуляторы подпитки на контролируемых участках с негарантиро. ванным количеством воды соединены с датчиками давлений. а дросселируощие регу.74809 1. Авторское свилетсльство СССР по за явке2356721/29 ЗЗ, кл, Г 24 О 17/02, 976.2. Соколов Е, Я. Теплофнкация и тепловые сети. МЭнергия, 1975, с. 53 - 65. СоставителТехред К. ШТираж 857 Редактор Г. Нечае 1 а к за 4213125ляторы этих уфастков сооциненьс с соотвст с 1 ву 1 о 1 цими латниками лавлений цо цроссе. пируюц 1 их регуляторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1 ЕНИИГ 1 И Гос яо делая 11:11)35 москва Филиал ППП Пат