Испытание тепловых сетей
план-конспект занятия

ИСПЫТАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ НА РАСЧЕТНУЮ ТЕМПЕРАТУРУ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Общие положения

Водяные тепловые сети испытывают на расчетную температуру теплоносителя. Испытание заключается в проверке тепловой сети на прочность в условиях температурных деформаций, вызванных подъемом температуры теплоносителя до расчетных значений, а также в проверке в этих условиях компенсирующей способности тепловой сети.

Испытанию на расчетную температуру теплоносителя подвергают всю тепловую сеть — от источника теплоснабжения до тепловых пунктов систем теплопотребления, включая магистральные, разводящие теплопроводы и абонентские ответвления.

Эксплуатируемые тепловые сети подвергают испытаниям на расчетную температуру теплоносителя не реже одного раза в два года.

Вновь сооружаемые тепловые сети подвергают испытаниям на расчетную температуру теплоносителя до ввода их в эксплуатацию.

Если тепловую сеть прокладывают в зимний период и она не имеет отдельного вывода с ТЭЦ, допускается проводить испытания этой сети на расчетную температуру в конце первого отопительного сезона.

Испытания действующих тепловых сетей на расчетную температуру теплоносителя, как правило, проводят непосредственно перед окончанием отопительного сезона при устойчивых суточных плюсовых температурах наружного воздуха.

Испытания на расчетную температуру теплоносителя тепловых сетей, эксплуатируемых длительное время и имеющих ненадежные участки, проводят после текущего ремонта и предварительных испытаний этих сетей на плотность, но не позднее, чем за три недели до начала отопительного сезона. Аналогичным образом испытывают отдельные тепломагистрали, подвергавшиеся ремонту.

Запрещается одновременно проводить испытания на расчетную температуру теплоносителя и на плотность.

Испытания на расчетную температуру теплоносителя проводят при расчетных значениях температуры воды, циркулирующей в подающем трубопроводе, при этом температура воды в обратном трубопроводе не должна превышать 90°С.

Необходимо строго следить за тем, чтобы высокотемпературный теплоноситель не попадал в обратный трубопровод во избежание нарушения нормальной работы сетевых насосов, условий работы компенсационных устройств и целости изоляционных конструкций.

Для снижения температуры воды, поступающей в обратный трубопровод, испытания проводят с включенными системами отопления, присоединенными через смесительные устройства и водоподогреватели, а также с включенными системами горячего водоснабжения, присоединенными по закрытой схеме и оборудованными автоматическими регуляторами температуры.

Во время испытаний на расчетную температуру теплоносителя от тепловой сети отключают:

а) отопительные системы детских и лечебных учреждений;

б) неавтоматизированные закрытые системы горячего водоснабжения;

в) системы горячего водоснабжения, присоединенные по открытой схеме;

г) системы отопления, присоединенные через элеваторы с заниженными по сравнению с расчетными коэффициентами смешения;

д) калориферные установки;

е) отопительные системы с непосредственной схемой присоединения.

На промышленных предприятиях по согласованию с отделом главного энергетика допускается во время испытаний оставлять в работе присоединенные по непосредственной схеме отопительные приборы конвективно-излучающего действия.

Режим испытаний тепловой сети на расчетную температуру теплоносителя

Для проведения испытаний температуру воды в подающем трубопроводе тепловой сети на выходе с ТЭЦ (или другого источника теплоснабжения) поднимают до расчетного значения. Снижение температуры воды, поступающей в обратный трубопровод, достигается включением систем отопления и горячего водоснабжения.

Испытания проводят методом «температурная волна», что позволяет сократить их продолжительность и уменьшить нежелательный перегрев подключенных потребителей теплоты.

Продолжительность поддержания максимальной температуры воды с учетом возможного размыва граничных зон «температурной волны» по мере удаления от ТЭЦ составляет 2 ч. При недостаточной тепловой мощности оборудования ТЭЦ, не обеспечивающей достижения расчетной температуры воды при одновременном испытании всей сети, испытания сети выполняют по частям. Давление воды в тепловой сети при испытаниях не должно превышать значений, которые имеют место при эксплуатационном режиме, т. е. во всех точках сети должно соблюдаться условие Рисп  ≤ Рэкс.

Если испытания тепловой сети на расчетную температуру теплоносителя проводят по частям, необходимо предусмотреть соответствующее снижение давления в подающем трубопроводе на выходе с ТЭЦ. Для этого в каждом конкретном случае перед началом испытаний делают оценочный гидравлический расчет для наиболее неблагоприятных точек сети.

Во всех точках подающей линии тепловой сети при испытаниях поддерживают давление, обеспечивающее невскипание воды при расчетной температуре.

На период испытаний должны быть заданы определенные параметры:

- максимальная (расчетная) температура сетевой воды на выходе с ТЭЦ;

- максимально допустимая температура обратной воды на ТЭЦ;

- давление в обратном коллекторе ТЭЦ; давление в подающем коллекторе ТЭЦ;

- ожидаемый расход сетевой воды;

- ожидаемый максимальный отпуск теплоты (с указанием, в какие часы суток);

- ожидаемый минимальный отпуск теплоты при прохождении пика температуры обратной воды после окончания испытаний (с указанием, в какие часы суток) и максимально допустимая величина подпитки.

Отклонения от заданного режима испытаний не должны превышать:

- по температуре воды в подающем коллекторе ТЭЦ (относительно максимального значения) ±2°С;

- по давлению в обратном коллекторе ТЭЦ - 0,2 кгс/см2;

- по давлению в подающем коллекторе ТЭЦ ±5%.

Температуру воды на тепловых вводах систем теплопотребления не задают; она определяется естественным охлаждением воды по длине теплопровода.

При подготовке к испытаниям следует учитывать значительные изменения объемов воды в тепловой сети при повышении и снижении температуры в процессе испытаний.

Величину ожидаемого часового прироста объема воды в тепловой сети (м3/ч) при изменении температуры можно приближенно определить по формуле:

ΔV = G(1/νt2 - 1/νt1)

где G - расход циркулирующей воды, кг/ч;

1/νt2 и 1/νt1 - плотность воды при температуре соответственно t2 и t1, кг/м3;

t1 и t2 - соответственно начальная и конечная температура воды, °С.

При испытаниях заданную величину давления в обратном трубопроводе ТЭЦ поддерживают регулированием величины подпитки и дренажа.

Скорость изменения температуры воды при испытаниях определяют при подъеме температуры в зависимости от пропускной способности дренажного трубопровода, а при снижении температуры - в зависимости от производительности подпиточного устройства. При этом скорость изменения температуры не должна превышать 30°С/ч.

Температура воды в присоединенных к тепловой сети системах отопления при испытаниях не должна превышать расчетной величины для систем отопления, а для систем горячего водоснабжения она должна быть не более 75°С.

В период испытаний с целью снижения температуры воздуха внутри помещений потребителям следует рекомендовать усиленно проветривать помещения.

Измерения и измерительная аппаратура

При испытаниях на расчетную температуру измеряют следующие параметры:

а) на ТЭЦ: температуру воды в подающем Т1 и обратном Т2 трубопроводах, давление в подающем Р1 и обратном Р2 трубопроводах, расход сетевой воды Gс, расход подпиточной воды Gп;

б) на тепловых пунктах систем теплопотребления: температуру воды в подающем t1и обратном t2 трубопроводах тепловой сети, температуру воды в подающем t3 и обратном t4трубопроводах отопительной системы, температуру воды в системе горячего водоснабжения tГ, давление в подающем Р1 и обратном Р2 трубопроводах тепловой сети;

в) в тепловой сети: величину максимального перемещения стаканов сальниковых компенсаторов на подающем трубопроводе ∆lmax (измеряют выборочно в предусмотренных программой местах).

Для измерения температуры воды при испытаниях применяют: на ТЭЦ — регистрирующие термометры, на тепловых пунктах систем теплопотребления — ртутные термометры с ценой деления 0,5-1,0°С. Для измерения давления используют: на ТЭЦ — регистрирующие манометры, на тепловых пунктах систем теплопотребления — пружинные манометры класса 1,0-1,5.

Расход сетевой и подпиточной воды измеряют с помощью нормальных измерительных диафрагм и регистрирующих расходомеров.

Расчет, изготовление и установка сужающих устройств производятся в соответствии с "Правилами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами: РД 50-213-80" и ГОСТ 26969-86.

Величину максимального перемещения стаканов сальниковых компенсаторов измеряют с помощью специальных фиксирующих приспособлений, установленных до начала испытаний, так как людям запрещается находиться в тепловых камерах и тоннелях при испытаниях на расчетную температуру.

Температуру воды, необходимую для оценки величины перемещения стакана сальникового компенсатора, измеряют на ближайшем тепловом пункте.

Для измерения максимального перемещения стакана сальникового компенсатора рекомендуется применять фиксатор перемещения.

Фиксатор  представляет собой стержень 4, один конец которого ввернут в торец стяжного болта 3 грунта-буксы 2 компенсатора, а на другой свободный конец насажены две фиксирующие шайбы 5. К трубопроводу вблизи примыкания его к стакану компенсатора приварена вилка 6. Высоту вилки выбирают в зависимости от диаметра трубы.

Перед испытаниями при начальной температуре воды в трубопроводе шайбы подводят вплотную к вилке, а стержень смазывают тугоплавкой смазкой (например, консталином УТ-2). Во время повышения температуры воды при испытаниях вилка перемещается вместе со стаканом компенсатора и передвигает левую шайбу.

После окончания испытания и снижения температуры до начальной измеряют величину максимального хода компенсатора.

Величину теоретического перемещения стакана сальникового компенсатора определяют по формуле:

Δl = αΔtl

где α - коэффициент линейного расширения (для стали α = 1,2·10-2 мм/(м°С));

∆t - разность между максимальной и начальной температурой теплоносителя; °С; 

l - длина компенсационного участка трубопровода (от неподвижной опоры до компенсатора), м.

Величину теоретического перемещения можно также определять по номограмме .

Подготовка к испытаниям

Испытания расчетную температуру теплоносителя проводят под руководством начальника района (предприятия, цеха) теплосети или его заместителя.

До начала испытаний составляют рабочую программу испытаний, которую утверждают главный инженер предприятия тепловых сетей и согласовывают с главным инженером ТЭЦ. Изменения в графике электрической нагрузки ТЭЦ оформляет персонал ТЭЦ в установленном порядке.

В рабочей программе указывают:

а) задачи испытаний;

б) параметры испытаний;

в) схему включения оборудования ТЭЦ;

г) схему работы тепловой сети;

д) перечень подготовительных мероприятий на ТЭЦ и тепловой сети;

е) время и последовательность проведения каждого этапа испытаний;

ж) измеряемые при испытаниях параметры, интервалы измерений;

з) места установки измерительной аппаратуры;

и) перечень ответственных за обеспечение заданных режимов на ТЭЦ и в тепловой сети;

к) необходимые для испытаний транспортные средства и средства оповещения;

л) список абонентов, подлежащих отключению на время испытаний;

м) число наблюдателей, необходимых для проведения измерений на ТЭЦ и тепловых пунктах, а также дежурных по трассе тепловой сети;

н) мероприятия по оповещению абонентов;

о) мероприятия по технике безопасности.

На ТЭЦ перед началом испытаний выполняют следующие подготовительные работы:

а) проверяют готовность оборудования ТЭЦ к работе по намеченной схеме и принятию ожидаемой тепловой нагрузки;

б) выявляют состояние дренажного трубопровода (дренажный трубопровод должен быть выполнен из труб диаметром 100-200 мм с задвижкой, расположенной в удобном для обслуживания месте);

в) проверяют состояние автоматических устройств и запорной арматуры на теплофикационном оборудовании;

г) устанавливают и проверяют работу контрольно-измерительной аппаратуры, предусмотренной программой.

В тепловой сети при подготовке к испытаниям проводят следующие работы:

а) осматривают тепловую сеть, проверяют состояние сальниковых компенсаторов, фланцевых соединений, опор и других элементов, а также оборудования насосно-перекачивающих станций; неисправности, для ликвидации которых не требуется отключение теплопровода (негерметичность сальниковых уплотнений, фланцевых соединений и т. п.), устраняют до начала испытаний;

б) проверяют величину коэффициентов смешения элеваторных присоединений отопительных систем; заменяют сопла элеваторов в системах, если коэффициенты смешения оказываются ниже расчетных; при невозможности замены сопел, отопительные системы отключают; в) организуют пункты наблюдения на ряде абонентских присоединений для контроля за режимом испытаний;

г) устанавливают в пунктах наблюдения предварительно проверенную контрольно-измерительную аппаратуру и обеспечивают освещение приборов;

д) устанавливают фиксаторы перемещений в предусмотренных программой местах в тепловых камерах на сальниковых компенсаторах;

е) отключают предусмотренные программой системы теплопотребления.

Пункты наблюдения организуют на тепловых вводах систем теплопотребления, расположенных на концевых участках тепловой сети, а также на нескольких тепловых вводах по длине тепловой сети на различном удалении от ТЭЦ.

Персонал предприятия тепловой сети записывает показания приборов на пунктах наблюдения.

Выборочную проверку компенсирующей способности компенсационных участков тепловой сети выполняют в местах, где при эксплуатации наблюдались недостаточные (по оценочным измерениям) величины перемещений стаканов сальниковых компенсаторов. Компенсирующую способность участков оценивают путем сопоставления максимальных фактических перемещений стаканов сальниковых компенсаторов, измеренных при испытаниях с помощью фиксаторов, с теоретическими значениями, определенными расчетным путем.

Непосредственно перед испытаниями до начала прогрева тепловой сети (при температуре 70-80°С) настраивают смонтированные на сальниковых компенсаторах фиксаторы перемещений.

Предусмотренные программой системы теплопотребления отключают с помощью входных задвижек на подающих и обратных трубопроводах тепловых пунктов. В случае неплотности этих задвижек дополнительно отключают задвижки, установленные в тепловых камерах на ответвлении к тепловым пунктам. В местах, где задвижки не обеспечивают плотного отключения, ставят заглушки.

Из эксплуатационного персонала предприятия тепловой сети и обслуживающего персонала систем теплопотребления выделяют дежурных для наблюдения за трассой тепловой сети и своевременного выявления возможных мест повреждений.

На тепловых пунктах систем теплопотребления, находящихся во время испытаний в работе, организуют дежурство обслуживающего персонала.

Особое внимание уделяют абонентам систем с насосным подмешиванием; проводят мероприятия, обеспечивающие бесперебойную работу насосов во время испытаний.

Персонал, участвующий в испытаниях, должен быть четко распределен по пунктам наблюдения и по участкам трассы тепловой сети, ознакомлен с программой испытаний, с возлагаемыми на него обязанностями и требованиями техники безопасности.

На пунктах наблюдения персонал обеспечивают средствами связи для оперативного сообщения руководителю испытаний о величинах измеряемых параметров и возможных неполадках. Для объезда трассы тепловой сети во время испытания персоналу выделяют автотранспорт.

Абонентов оповещают о намеченных испытаниях через ответственных уполномоченных под расписку не позднее, чем за 48 ч до начала испытаний. Абонентам, системы теплопотребления которых на период испытаний подлежат отключению, сообщают время, на которое система будет отключена. До начала испытаний проверяют выполнение мероприятий по технике безопасности.

Порядок проведения испытаний

Перед началом испытаний тепловую сеть прогревают при температуре воды в подающем трубопроводе 100°С.

Продолжительность прогрева определяют, исходя из обеспечения двукратной циркуляции воды через наиболее удаленные участки испытываемой сети. Затем проводят расстановку персонала в пунктах наблюдения и на трассе тепловой сети.

В предусмотренный программой срок на ТЭЦ начинают постепенно поднимать температуру воды при строгом контроле за давлением в обратном коллекторе тепловой сети и величиной подпитки (дренажа). Заданную расчетную температуру поддерживают постоянной в течение установленного программой времени, а затем плавно снижают до 70-80°С.

Скорость повышения и снижения температуры выбирают такой, чтобы в течение всего периода испытаний соблюдалось заданное давление в обратном коллекторе ТЭЦ.

При повышении температуры поддерживают давление в обратном коллекторе сначала путем регулирования величины подпитки, а затем полным прекращением подпитки и дренированием воды из обратного коллектора.

Для создания возможного автоматического регулирования давления в обратном коллекторе ТЭЦ, в период дренирования (при неавтоматизированном дренаже) допускается повышение расхода дренируемой воды против необходимого до величины, при которой вступает в работу регулятор подпитки. Расход дренируемой воды при этом устанавливают возможно меньшим.

С начала испытаний (с момента повышения температуры) в пунктах наблюдения на тепловой сети непрерывно (с интервалом 10-15 мин.) измеряют температуру и давление.

В наиболее удаленных от ТЭЦ точках сети измерения можно начинать позднее — с учетом времени пробега воды от ТЭЦ до этих точек.

На тепловых вводах с насосным подмешиванием наблюдение за температурой воды, поступающей в отопительную систему, ведут непрерывно. При останове насосов систему отопления немедленно отключают.

Руководитель испытаний по данным, поступающим из пунктов наблюдения, следит за повышением температуры на ТЭЦ и в тепловой сети и прохождением температурной волны по участкам тепловой сети.

Для своевременного выявления повреждений, которые могут возникнуть в тепловой сети при испытаниях, особое внимание следует уделять режимам подпитки и дренирования.

Поскольку расходы подпиточной и дренируемой воды в процессе испытаний сильно изменяются, это затрудняет определение по ним момента появления неплотностей в сети. Поэтому в период неустановившегося режима необходимо анализировать причины каждого резкого увеличения расхода подпиточной и снижения расхода дренируемой воды.

Герметичность (плотность) тепловой сети при испытаниях наиболее правильно можно определить в период установившейся максимальной температуры теплоносителя. Резкое отклонение величины подпитки от начальной в этот период свидетельствует о появлении неплотности в тепловой сети и о необходимости принятия срочных мер по ликвидации повреждения.

Специально выделенный персонал во время испытаний объезжает и осматривает тепловую сеть (без спуска в тепловые камеры и туннели) и о выявленных дефектах немедленно сообщает руководителю испытаний.

При обнаружении дефектов, которые могут привести к серьезным последствиям, испытания приостанавливают до устранения этих дефектов. Системы теплопотребления, температура воды в которых при испытаниях превысила расчетную для отопления величину, а для горячего водоснабжения 75°С, немедленно отключают.

Измерения температуры и давления в пунктах наблюдения заканчивают после прохождения в данном месте температурной волны и снижения температуры в подающем трубопроводе до 100°С.

Испытания считают законченными после снижения температуры воды в подающем трубопроводе тепловой сети до 70-80°С.

Выявление дефектов

По окончании испытаний тепловую сеть тщательно осматривают:

а) измеряют величины максимального перемещения стаканов сальниковых компенсаторов в местах, где для этих целей устанавливали фиксаторы перемещений;

б) проверяют состояние компенсаторов на всей тепловой сети (герметичность сальниковых уплотнений, целость сварных соединений, наличие следов теплового перемещения);

в) определяют состояние подвижных и неподвижных опор, расположенных в доступных местах, выявляют места смещения опор и поврежденные элементы;

г) проверяют состояние запорной арматуры (целость арматуры, плотность фланцевых соединений);

д) выявляют места неплотностей теплопроводов.

Для сальниковых компенсаторов, на которых устанавливали фиксаторы перемещений, сопоставляют фактические и теоретические максимальные перемещения стаканов. Фактическая величина максимального перемещения должна составлять не менее 75% теоретического значения. Меньшая величина свидетельствует о неудовлетворительной компенсирующей способности компенсационного участка тепловой сети и необходимости принятия мер к ее устранению.

Такими причинами могут быть: просадка теплопровода, вызывающая перекос компенсатора, смещение неподвижной опоры, большие силы трения теплопровода о грунт (при бесканальной прокладке), чрезмерное уплотнение сальниковой набивки и т. п.

После проведения испытаний составляют акт, содержащий:

а) краткие данные по режиму испытаний (максимальные значения температуры воды в подающем и обратном трубопроводах на ТЭЦ, давление воды в подающем и обратном трубопроводах на ТЭЦ, расходы сетевой воды, максимальные температуры воды, достигнутые в конечных точках тепловой сети, время поддержания максимальной температуры, время пробега температурной волны до наиболее удаленных потребителей);

б) перечень выявленных по результатам осмотра дефектов и предполагаемые причины их возникновения;

в) перечень мероприятий по устранению выявленных дефектов.

Если в процессе испытаний наблюдались затруднения с поднятием температуры воды до расчетного значения, имели место большие; величины падения температуры по длине сети или возникали другие причины, мешающие обеспечению заданных режимов, все они должны быть отражены в акте. Одновременно с осмотром тепловой сети представители абонентов тепловой сети после окончания испытаний осматривают оборудование тепловых пунктов и систем теплопотребления, находившихся в работе во время испытаний.

Указания по технике безопасности

Испытания тепловых сетей на расчетную температуру теплоносителя должны производиться по наряду.

К выполнению работ допускаются работники, прошедшие инструктаж и сдавшие экзамен в объеме соответствующих разделов правил техники безопасности.

До начала испытаний следует подготовить и проверить средства оповещения для обеспечения бесперебойной связи руководителя испытаний с наблюдателями на тепловых пунктах и дежурным персоналом на тепловой сети. Персоналу при испытаниях запрещается находиться в тепловых камерах и туннелях.

Опускаться в тепловые камеры и туннели разрешается в случае крайней необходимости только по указанию руководителя испытаний.

При испытаниях запрещается производить на тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления какие-либо работы, не связанные с испытаниями.

В период испытаний на трассе тепловой сети не должны находиться строители. Для своевременного выявления мест повреждения и обеспечения безопасности для окружающих на время испытаний следует установить по указанию руководителя испытаний (исходя из местных условий) наблюдение за всей трассой тепловой сети.

Для этой цели должен быть выделен эксплуатационный персонал тепловой сети и абонентов, а также персонал соответствующих служб промышленных предприятий.

Особое внимание необходимо уделять участкам сети в местах движения пешеходов и транспорта, участкам бесканальной прокладки, участкам, где ранее наблюдались коррозионные разрушения труб.

При обнаружении в каком-либо месте тепловой сети признаков утечки теплоносителя (парение, появление горячей воды, образование промоин) следует немедленно сообщить об этом руководителю испытаний, одновременно принять меры по ограждению этого участка и организовать постоянное дежурство до конца работ по устранению повреждения.