Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике
Представлено обгрунтування необхідності модернізації гідравлічних схем котелень у населених пунктах. Представлена схема установки гідравлічних роздільників у гідравлічних схемах теплових мереж в котельнях і у вузлах введення теплопостачання будівель....
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2011
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60336 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике / В.Г. Демченко, О.В. Дуняк, В.В. Шлехт // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 3 — С. 75-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-60336 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-603362014-04-15T03:01:34Z Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике Демченко, В.Г. Дуняк, О.В. Шлехт, В.В. Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Представлено обгрунтування необхідності модернізації гідравлічних схем котелень у населених пунктах. Представлена схема установки гідравлічних роздільників у гідравлічних схемах теплових мереж в котельнях і у вузлах введення теплопостачання будівель. Представлено обоснование необходимости модернизации гидравлических схем котельных в населенных пунктах. Представлена схема установки гидравлических разделителей в гидравлических схемах тепловых сетей в котельных и в узлах ввода теплоснабжения зданий. The alternative upgrade of hydraulic circuit designs of boiler-houses is presented. In paper various installation circuit designs of hydraulic separators are resulted. Namely circuit designs for thermal networks in boiler-houses and buildings. 2011 Article Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике / В.Г. Демченко, О.В. Дуняк, В.В. Шлехт // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 3 — С. 75-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60336 697.341 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| spellingShingle |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Демченко, В.Г. Дуняк, О.В. Шлехт, В.В. Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике Промышленная теплотехника |
| description |
Представлено обгрунтування необхідності модернізації гідравлічних схем котелень у населених пунктах. Представлена схема установки гідравлічних роздільників у гідравлічних схемах теплових мереж в котельнях і у вузлах введення теплопостачання будівель. |
| format |
Article |
| author |
Демченко, В.Г. Дуняк, О.В. Шлехт, В.В. |
| author_facet |
Демченко, В.Г. Дуняк, О.В. Шлехт, В.В. |
| author_sort |
Демченко, В.Г. |
| title |
Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике |
| title_short |
Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике |
| title_full |
Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике |
| title_fullStr |
Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике |
| title_full_unstemmed |
Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике |
| title_sort |
применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60336 |
| citation_txt |
Применение гидравлических разделителей в коммунальной теплоэнергетике / В.Г. Демченко, О.В. Дуняк, В.В. Шлехт // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 3 — С. 75-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT demčenkovg primeneniegidravličeskihrazdelitelejvkommunalʹnojteploénergetike AT dunâkov primeneniegidravličeskihrazdelitelejvkommunalʹnojteploénergetike AT šlehtvv primeneniegidravličeskihrazdelitelejvkommunalʹnojteploénergetike |
| first_indexed |
2025-07-05T11:28:10Z |
| last_indexed |
2025-07-05T11:28:10Z |
| _version_ |
1836806192994713600 |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №3 75
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
УДК 697.341
Демченко В.Г., Дуняк О.В., Шлехт В.В.
Институт технической теплофизики НАН Украины
ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАЗДЕЛИТЕЛЕЙ
В КОММУНАЛЬНОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ
Представлено обгрунтування
необхідності модернізації гід-
равлічних схем котелень у насе-
лених пунктах. Представлена схе-
ма установки гідравлічних роз-
дільників у гідравлічних схемах
теплових мереж в котельнях і у
вузлах введення теплопостачання
будівель.
Представлено обоснование не-
обходимости модернизации гид-
равлических схем котельных в на-
селенных пунктах. Представлена
схема установки гидравлических
разделителей в гидравлических схе-
мах тепловых сетей в котельных и в
узлах ввода теплоснабжения зданий.
The alternative upgrade of
hydraulic circuit designs of boiler-
houses is presented. In paper various
installation circuit designs of hydraulic
separators are resulted. Namely circuit
designs for thermal networks in boiler-
houses and buildings.
f0 – коэффициент отношения объема котловой
воды к общему объему теплоносителя в
тепловых сетях;
Q – расход котловой воды через котельную;
N – номинальная мощность котельной;
V – объем воды;
ΔP – перепад давления;
ГВС – горячее водоснабжение.
Нижние индексы:
кв – котловая вода;
тс – тепловые сети.
Анализ состояния гидравлического баланса
тепловых сетей населенных пунктов показыва-
ет, что в последние годы произошли значитель-
ные изменения распределения теплоносителя,
вызванные изменением тепловых нагрузок на
источники теплоснабжения. В конце девянос-
тых годов прошлого столетия шло массовое
отключение потребителей от ведомственных
котельных, что привело к увеличению нагрузки
на коммунальные котельные и, как следствие,
к перебоям в теплоснабжении и горячем водо-
снабжении объектов. Начиная с 2000 года си-
туация изменилась и часть потребителей, от-
ключившись от центрального теплоснабжения
городов, перешли на автономные системы теп-
лоснабжения.
Таким образом, между объёмом воды в
котельных установках и в тепловых сетях
имеет место отсутствие гидравлической ба-
лансировки. Данная тенденция в теплоснаб-
жении населённых пунктов продолжается и се-
годня.
О преимуществах и недостатках автоном-
ного и центрального теплоснабжения между
специалистами идут многолетние споры. По
нашему мнению, основанному на составлении
программ модернизации теплоснабжения об-
ластей Украины и проектов оптимизации теп-
лоснабжения населённых пунктов, модерни-
зация системы центрального теплоснабжения
даёт больший экономический и природоохран-
ный эффект, чем массовое строительство авто-
номных котельных.
Важным фактором для принятия мер по
снижению затрат на потребление топлива и
электроэнергии является сравнение фактиче-
ского расхода теплоносителя через группу кот-
лов в котельной и расчетного оптимального
протока (рис. 1). Известно, что на работу кот-
лов большое влияние оказывает значение коэф-
фициента отношения общего объема котловой
воды в котельной к общему объему теплоноси-
теля в тепловых сетях (f0) [1, 2]. При этом если
f0 ≤ 10 %, то необходимо принимать дополни-
тельные меры для поддержания температуры
теплоносителя на входе в котлы выше + 50 °С,
что предотвращает образование конденсата в
котлах и в дымовых трубах. Образование кон-
денсата в котлах значительно ухудшает экс-
плуатационные характеристики котельного
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №376
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
оборудования и, как результат, приводит к пе-
рерасходу топлива и существенно укорачивает
срок службы оборудования.
Сегодня центральные котельные обеспе-
чивают тепловой энергией до 80 % потребите-
лей в городах Украины. Анализ работы пред-
приятий Теплокоммунэнерго показывает, что
фактический расход теплоносителя через ко-
тельное оборудование в среднем на 30 % ниже,
чем значение расчетного номинального про-
тока, вследствии чего котельное оборудование
не успевает нагреть теплоноситель до темпе-
ратуры выше 70 °С (рис. 1). Кроме того, про-
веденный анализ показывает, что значения
коэффициента f0 намного ниже, чем 10 % и в
среднем составляют от 1,9 до 3,1 %.
Для улучшения работы гидравлической
схемы тепловых сетей и для обеспечения
постоянной работы котлов в оптимальном
режиме, а также для обеспечения устойчиво-
го автоматического регулирования параметров
теплоносителя в котловом контуре и в контуре
тепловых сетей, в существующую гидравли-
ческую схему рационально установить гидрав-
лический разделитель (рис. 2).
Гидравлический разделитель конструктив-
но представляет собой вертикально либо го-
ризонтально установленную перемычку боль-
шого диаметра. За счет большого диаметра
(по отношению к диаметру трубопровода кот-
лового контура) быстро гасится скорость теп-
лоносителя. Гидравлическое сопротивление
такого устройства пренебрежительно мало по
отношению к сопротивлению контуров отоп-
ления и котла. Таким образом, между котлом
и контурами отопления появляется буфер с
практически нулевым сопротивлением, то есть
контуры отопления никаким образом не будут
оказывать влияние на контур котла и расход
теплоносителя через котел.
Перепад давления ΔP определяется гидрав-
лическим сопротивлением разделителя. Кроме
того, это значение является постоянной величи-
ной, не зависящей от количества одновременно
работающих насосов во вторичном контуре.
При расчётах гидравлического разделителя
обычно применяют два метода для определения
оптимальных размеров – метод трёх диаметров
и метод чередующихся патрубков.
Расчётом определяют диаметр и длину
разделителя (или диаметр подводящих патруб-
ков). Гидравлический разделитель подбирает-
Рис. 1. Влияние снижения расхода котловой воды на температуру теплоносителя.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №3 77
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
ся, исходя из максимально возможного прото-
ка воды в системе (куб. м/час) и обеспечения
минимальной скорости воды в разделителе и в
подводящих патрубках.
Кроме отношения объёмов котловой и
сетевой воды при подборе и расчёте гид-
равлического разделителя необходимо учи-
тывать, что скорость протока теплоносителя
через него не должна превышать 0,2 м/с, что
обеспечивается распределением контуров по-
требителя на расстоянии 3…4 диаметров по-
дающего трубопровода от тепловой сети. Это
позволяет выравнивать значения давления и
температур между тепловой сетью и потреби-
телем.
Практический опыт показывает, что при-
менение гидравлического разделителя настоя-
тельно рекомендуется, если без разделителя пе-
репад давления между подающим и обратным
коллекторами ΔP > 0,4 метра водяного столба.
Внутри гидравлического разделителя мо-
жет происходить перемешивание входящей и
обратной воды, и он может работать в трех ре-
жимах, в зависимости от количества воды, цир-
кулирующей в котловом и сетевом контурах.
В связи с тем, что скорость движения те-
плоносителя в гидравлическом распределителе
достаточно мала (меньше 0,1 м/с), будет наблю-
даться явление стратификации теплоносителя
по температуре. Очевидно, что теплоноситель
Рис. 2. Существующая (а) и модернизационная (б) гидравлические схемы котельной:
1 – котел; 2 – сетевой насос; 3 – гидравлический разделитель;
4 – насос котловой воды; 5 – бак мембранный; 6 – манометр; 7 – обратный клапан;
8 – запорная арматура; 9 – автоматический клапан отвода воздуха,
10 – корректирующий подмешивающий насос; 11 – потребитель.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №378
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
имеет более высокую температуру в верхней
части разделителя, что необходимо учитывать
при выполнении присоединения подающих ли-
ний контуров отопления.
Установка гидравлического разделителя и
вспомогательного оборудования, необходимого
для его работы, обеспечивает:
• работу котлов в оптимальном режиме;
• поддержание значения температуры теп-
лоносителя на входе в котел выше 50 °С;
• автоматическое удаление воздуха из сис-
темы;
• удаление шлама в нижней части гид-
равлического разделителя;
• работу сетевого насоса только на теп-
ловые сети (потребителя) минуя котловой
контур;
• оптимальную работу котлового контура
независимо от подключения или отклю-
чения потребителей тепловой энергии.
Наряду с установкой гидравлического раз-
делителя в котельной, целесообразно устанав-
ливать гидравлические разделители на узле
ввода теплоснабжения здания (группы зданий)
[3]. Схема установки гидравлического раздели-
теля на узле ввода потребителя тепловой энер-
гии представлена на рис. 3.
После установки гидравлического раздели-
теля и дополнительного оборудования на узле
ввода теплоснабжения здания (группы зданий)
также обеспечивается:
• автоматическое индивидуальное регу-
лирование потребления тепловой энергии
потребителями с различной тепловой наг-
рузкой (отопление, вентиляция и ГВС);
• гидравлическая устойчивость работы
тепловых сетей при автоматическом регу-
лировании потребления тепловой энергии;
• автоматическое удаление воздуха;
• шламоудаление.
Например, установка гидравлического раз-
делителя на центральной котельной Жашков-
ского предприятия тепловых сетей Черкасской
области в 2010 г. позволило получить экономию
природного газа в объеме 60 тыс. м3 (акт вне-
дрения от 09 декабря 2010 г.), что в денежном
Рис. 3. Схема установки гидравлического
разделителя на узле ввода теплоснабжения
здания: 1, 2 – распределительный коллектор;
3 – насос; 4 – гидравлический разделитель;
5 – автоматический клапан отвода воздуха;
6 – кран для удаления шлама.
выражении составило 102 тыс. грн. на протяже-
нии 1440 часов эксплуатации и окупило затра-
ты на проектирование, изготовление, монтаж
и наладку оборудования менее чем за 2 месяца
эксплуатации.
Ожидаемая годовая экономия природного
газа от внедрения гидравлических разделите-
лей в котельных нескольких регионов пред-
ставлена в табл. 1.
Выводы
Применение гидравлических разделителей
в коммунальной теплоэнергетике:
• обеспечит экономию потребления при-
родного газа;
• улучшит эксплуатационные характерис-
тики котельного оборудования;
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №3 79
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Табл. 1. Ожидаемая годовая экономия природного газа после внедрения гидравлических
разделителей в котельных
Регион Капиталовложения на внедрение
разделителей, тыс. грн.
Экономия природного газа
после внедрения, тыс. м3/год
г. Днепропетровск и область 6670 1120,0
г. Запорожье и область 1810 343,7
г. Житомир и область 4040 788,5
• увеличит срок службы котельного обо-
рудования;
• улучшит качественные показатели по-
ставляемой потребителям тепловой энергии;
• ожидаемая экономия энергоресурсов за
счет внедрения – от 5 % до 10 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Демченко В.Г. Технические возможно-
сти повышения эффективности эксплуатации
котельного оборудования // СОК – 2007. – № 7.
– С. 18-22.
2. Heinz Jablonowski. Termostatventil – Praxis.
Genter Verlag Stuttgard – 1994. –254 p.
3. Махов Л.М. Использование гидрав-
лического разделителя при децентрализо-
ванном теплоснабжении зданий // Журнал
«АВОК». – 2000. – № 4. – С. 60-67.
Получено 14.02.2011 г.
УДК 644.1
Сафьянц С.М., Колесниченко Н.В., Веретенникова Т.Е.
Донецкий национальный технический университет
ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ИСТОЧНИКА ТЕПЛОЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С
РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАГРУЗОК НА БАЗЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
Застосування когенерації в
якості джерела теплоелектропо-
стачання дозволяє отримати знач-
ну економію палива. Проте недо-
ліком є постійність співвідношен-
ня виробленого тепла та електро-
енергії. У роботі представлені ре-
зультати дослідження принципової
схеми міні-ТЕЦ з регулюванням
навантажень за допомогою тепло-
насосної установки. Ця технологія
дозволяє підвищити енергетичну
ефективність когенерації і знизити
споживання природного газу.
Применение когенерации в ка-
честве источника теплоэлектроснаб-
жения позволяет получить значи-
тельную экономию топлива. Однако
недостатком является постоянство
соотношения производимого тепла
и электроэнергии. В работе пред-
ставлены результаты исследования
принципиальной схемы мини-ТЭЦ
с регулированием нагрузок при по-
мощи теплонасосной установки.
Данная технология позволяет по-
высить энергетическую эффектив-
ность когенерации и снизить потре-
бление природного газа.
Application of cogeneration as a
source of heat-power-supply allows
to receive considerable economy of
fuel. However a defect is constancy
of correlation of producible heat and
electric power. The article presents
the research results of the mini-CHP
fundamental chart with the load control
by heat pumps. This technology
allows to promote power efficiency
of cogeneration and reduce the
consumption of natural gas.
bт – удельный расход натурального топлива
на производство тепловой энергии,
3м кг
МВт ч
⋅
⋅
;
КГУ
элN – электрическая мощность, вырабатывае-
мая когенерационными установками, МВт;
ТНУ
элN – электрическая мощность, потребляемая
|