Разработано Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС" и ОАО "Объединение ВНИПИэнергопром"

Исполнители Е.М. ШМЫРЕВ, К.Н. САБУРОВ, А.Р. СИ­МОНОВ (АО "Фирма ОРГРЭС"), А.Л. КАНИНА (ОАО "Объединение ВНИПИэнергопром")

Утверждено Департаментом стратегии развития и

научно-технической политики РАО "ЕЭС России"

06.07.98

Первый заместитель начальника А.П. БЕРСЕНЕВ

Настоящий руководящий документ предназначен для организаций, эксплуатирующих источники теп­ловой энергии и тепловые сети.

© СПО ОРГРЭС, 2000

УДК 621.311

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ В СИСТЕМАХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ ИХ РАБОТЫ

РД 153-34 1-20365-98

Введено впервые

Вводится в действие с 01.06.2000

Настоящие Методические указания устанавливают поря­док подготовки, проведения и обработки результатов испы­таний систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) при моделировании в водяной тепловой сети нестационарных гидравлических режимов.

Методические указания распространяются на водяные СЦТ с открытыми и закрытыми системами горячего водо­снабжения (ГВС) с температурой теплоносителя не более 150°С и рабочим давлением не более 2,4 МПа (24 кгс/см²).

Методические указания обязательны для исполнения в дочерних и зависимых акционерных обществах РАО "ЕЭС России", эксплуатирующих тепловые сети и источники тепла.

Методические указания могут быть использованы персо­налом:

организаций, эксплуатирующих теплопотребляющие ус­тановки и тепловые сети потребителей, подключенные к теп­ловым сетям или источникам тепловой энергии АО-энерго или дочерних АО-электростанций РАО "ЕЭС России";

проектных, наладочных и других организаций, выполня­ющих работы на указанных энергообъектах.

Методические указания могут применяться в СЦТ с ис­точниками тепловой энергии, тепловыми сетями, системами теплопотребления, эксплуатируемыми организациями вне зависимости от их форм собственности и ведомственной принадлежности:

на стадиях разработки технических заданий на проекти­рование, а также выполнения анализа, экспертизы проектов реконструируемых объектов СЦТ при определении необхо­димости выполнения специальных мероприятий по защите оборудования СЦТ от недопустимых изменений давления сетевой воды;

при выборе оборудования для использования в различ­ных элементах действующих СЦТ с учетом требований безо­пасности данного оборудования и оборудования других эле­ментов СЦТ;

при определении достаточности уже имеющихся на объек­тах действующих СЦТ средств защит от недопустимых изме­нений давления сетевой воды;

при необходимости взаимоувязки действия защитных устройств и средств авторегулирования, расположенных в различных элементах СЦТ, и их взаимного влияния;

при определении объема оснащения различных элемен­тов единой СЦТ средствами защиты от недопустимых изме­нений давления сетевой воды оборудования.

1. Общие сведения

1.1. Развитие СЦТ при увеличении единичной мощности источников тепловой энергии сопровождалось увеличением объемов циркулирующей воды, протяженности тепловых сетей, количества сетевых и перекачивающих насосов, за­порной и регулирующей арматуры и обусловило увеличение вероятности отказов того или иного элемента оборудования. Соответствующие этим отказам неустановившиеся гидрав­лические процессы, как показал опыт эксплуатации и расче­ты, сопровождаются возникновением давлений, недопусти­мых по условиям прочности оборудования источника тепло­вой энергии, тепловых сетей и потребителей тепла.

1.2. Неустановившимся движением жидкости называется такое движение, при котором какая-нибудь из его характе­ристик в точках рассматриваемого пространства (скорость, давление и др.) изменяются с течением времени.

1.3. Неустановившийся гидравлический режим, опреде­ляющий переход гидравлической системы от одного стацио­нарного режима к другому (например, послеаварийному ста­ционарному гидравлическому режиму), называется переход­ным гидравлическим режимом.

1.4. В зависимости от инерционных свойств трубопровод­ной системы и характеристик возмущающего воздействия неустановившиеся (переходные) гидравлические процессы могут иметь характер гидравлического удара или квазиста­ционарного режима. Первые характеризуются существенны­ми значениями мгновенных давлений и вызываются, как правило, аварийным отключением (включением) сетевых и перекачивающих насосных агрегатов под нагрузкой, несанк­ционированным закрытием (открытием) запорно-регулирующей арматуры, вызванными разрывами трубопроводов, понижением давления в отдельных точках системы до давле­ния насыщения водяного пара. Квазистационарные режимы вызываются монотонными длительными возмущениями, на­пример плановым закрытием головных задвижек трубопро­водов при отключении магистралей.

1.5. Наибольшую опасность для оборудования СЦТ пред­ставляют гидравлические режимы, имеющие характер гид­равлического удара. Процессы изменения расходов и давле­ний, происходящие в этих режимах, развиваются за относи­тельно короткие промежутки времени (0,5-30 с) и со значи­тельными амплитудами.

1.6. Возможность возникновения неустановившихся гид­равлических режимов в СЦТ, сопровождающихся возникно­вением недопустимых давлений, обусловливает необходи­мость применения методов защиты в указанных режимах.

Выбор защитных устройств и мероприятий при неуста­новившихся гидравлических режимах в СЦТ необходимо базировать на данных расчетных или экспериментальных исследований неустановившихся гидравлических режимов при наиболее часто встречающихся в практике эксплуата­ции возмущениях, вызванных отказами в работе оборудова­ния СЦТ. При этом рассматривается, как правило, задача комплексной защиты СЦТ.

Под "комплексной защитой" оборудования СЦТ понима­ется система защит, предотвращающая возникновение недо­пустимых давлений на оборудовании водоподогревательной установки источника тепловой энергии, тепловых сетей, си­стем теплопотребления.

1.7. Разработано и экспериментально апробировано несколь­ко методик расчета переходных гидравлических режимов в СЦТ, позволяющих выполнять расчетное исследование.

В частности, ОАО "Объединение ВНИПИэнергопром" с участием СЭИ СО РАН разработаны методика и программа гидравлического расчета параметров переходных гидравли­ческих режимов, которая с достаточной точностью позволя­ет моделировать гидродинамические процессы в СЦТ при различных возмущениях исходных режимов работы систе­мы. С помощью программы осуществляются расчеты в СЦТ различной степени сложности.

На основе указанной методики разработана упрощенная методика определения параметров нестационарных процес­сов СЦТ [1] и [2], которая имеет ограниченное применение в основном в СЦТ с одним источником тепловой энергии и ограниченным количеством насосных станций.

В АО "Фирма ОРГРЭС" используется программа "DROP" теплогидравлического расчета параметров переходных режи­мов СЦТ, в том числе с учетом возможного вскипания и пос­ледующей нестационарной конденсации сетевой воды, раз­работанная на базе программного комплекса "ROSA" Науч­но-исследовательским и конструкторским институтом энерго­техники (Минатом России).

Кроме того, АО "Фирма ОРГРЭС", "Уралтехэнерго" и дру­гими наладочными организациями разрабатываются рекомен­дации по системам защит на основании данных эксперимен­тальных исследований.

Для определения комплексной системы защит СЦТ от недопустимых изменений давлений в зависимости от конфи­гурации СЦТ, протяженности тепловых сетей, количества источников тепловой энергии, насосных станций в тепловых сетях, сложности рельефа местности следует применять рас­четный, экспериментальный или совместный расчетно-экс-периментальный метод.

Использование в ряде случаев только экспериментально­го метода ограничено следующим:

необходимостью значительного объема измерений и при­борного обеспечения соответствующих работ, что возможно только при развитой системе телемеханизации, причем с обеспечением достаточной точности измерений и скорости опроса первичных преобразователей; малоинерционностью измерительных цепей;

необходимостью задействования на период испытаний практически всего тракта сетевой воды, включая источник тепла и магистральные тепловые сети с насосными станци­ями, что трудно осуществить на практике ввиду необходи­мости проведения сложных работ по подготовке тепловой сети (отключения потребителей тепла, открытия циркуляци­онных перемычек и др.) с привлечением большого числа персонала;

в связи с трудностями, а в ряде случаев с невозможнос­тью создания всех вероятных возмущений гидравлического режима из-за их большого количества, а при ориентации лишь на максимальные возмущения (например, полное отключе­ние сетевых насосов источника тепловой энергии) — невоз­можностью их осуществления на практике без риска повреж­дения оборудования.

1.8. Для защиты оборудования СЦТ разработаны и при­меняются противоударные устройства. Среди устройств, обес­печивающих понижение давления за счет сброса теплоноси­теля в дренажные емкости, наибольшее применение нашли гидрозатворы-переливы, быстродействующие сбросные клапаны, разрывные мембраны.

Помимо этого используются мероприятия, позволяющие исключить или уменьшить повышение давления в аварий­ных переходных гидравлических режимах. К таким мероп­риятиям относятся внесение изменений в схему электроснаб­жения электродвигателей, устройство системы динамической защиты (в случае наличия в СЦТ нескольких насосных стан­ций или двухступенчатой схемы сетевых насосов), установка обратных клапанов на обводных линиях насосных станций, изменение времени и закона закрытия (открытия) запорно-регулирующих устройств.

1.9. В настоящих Методических указаниях приведены тре­бования к объему, техническим средствам и условиям прове­дения испытаний, а также рекомендации по составлению программы испытаний, выбору возмущающих воздействий на сеть при проведении испытаний и обработке полученных результатов.

1.10. При проведении испытаний следует учитывать тре­бования ПТЭ [3] и ПТБ [4].