Промывка отопительных систем.

Промывка отопительных систем - повышение их эксплуатационной надежности.

Введение

Наиболее распространенным смесительным устройством местных тепловых пунктов являются струйные смесители-гидроэлеваторы, которые на протяжении десятков лет считались простыми и надежными устройствами. Однако, проведенные в последнее время исследования показали, что гидроэлеваторы работают надежно только при создании для их работы определенных условий, зачастую трудновыполнимых в реальных условиях эксплуатации местных систем потребителей тепла.

Эффективность работы струйных насосов определяется отношением f3/fp1- площади сечения камеры смешения насоса к выходному сечению сопла. При малом значении f3/fp1струйные насосы работают как высоконапорные аппараты, т.е. создают большой относительный перепад давлений, но имеют малый коэффициент инжекции. При увеличении отношения f3/fp1уменьшается относительный перепад давлений, но растет коэффициент инжекции. Диаметр сопла элеватора определяется при совместном решении уравнений характеристик элеватора и отопительной системы [1], при этом диаметр выходного сечения сопла элеватора является функцией гидравлического сопротивления отопительной системы.

Гидравлическое сопротивление отопительной системы определяется из соотношения:

В реальных условиях при определении диаметра сопла элеватора пользуются номограммами, в которых величина падения давления в отопительной системе принята равной нормативной величине 10-15 кПа (1,0-1,5 м вод. ст.) при расчетном расходе воды в системе отопления. Объясняется это тем, что фактическая величина гидравлического сопротивления отопительной системы неизвестна и зависит от многих факторов (состояния системы, срока эксплуатации, качества промывки).

В то же время проведенные совместно с «Ростовтеплосетью» натурные исследования абонентских вводов, присоединенных к тепловым сетям по открытой схеме, показали, что в большинстве случаев вводы работают в нерасчетных условиях.

Так, коэффициент расхода тепла, представляющий собой отношение фактического расхода тепла к его расчетному значению, изменяется в  пределах:

Другими словами, присоединенные здания либо испытывают недостаток тепла, либо перегреваются. Как было сказано выше, это вызвано тем, что смесительные устройства на вводах выбираются без учета фактического гидравлического сопротивления систем отопления. В свою очередь, высокое гидравлическое сопротивление объясняется засоренностью системы, возникшей при монтаже и эксплуатации, а также зарастанием труб продуктами коррозии (окислы железа). В настоящее время реально существующим способом снижения S₀ отопительных систем является их промывка, осуществляемая чаще всего гидравлическим путем.

Гидравлическая промывка

Гидравлическая промывка водяных систем отопления производится: в закрытых системах теплоснабжения 1 раз в 4 года; в открытых - 1 раз в 2 года. Промывка осуществляется путем создания в системе отопления циркуляции воды со скоростью, в 2-3 раза и более (до 5 раз) превышающей рабочую скорость циркуляции.

Для определения параметров промывочного оборудования, а также последующей оценки эффективности произведенной промывки системы отопления необходимо знать величину гидравлического сопротивления отопительной системы. Величина гидравлического сопротивления отопительной системы определяется по формуле (1) при любом расходе теплоносителя: рабочем или промывочном.

Предположим, что в здании высотой 30 м потери напора в системе отопления в рабочем режиме составили 3 м вод. ст. при расходе воды 10 м³/ч. Используя зависимость (1), определя-

ем гидравлическое сопротивление отопительной системы этого здания, которое будет равно  . Для создания в системе отопления здания скорости, превышающей рабочую скорость в 2 раза, расход теплоносителя также должен быть увеличен в 2 раза и будет равен 20 м³/ч. Из зависимости (1) определяется потеря напора в системе отопления при промывочном расходе:

Таким образом, с учетом геодезической высоты здания необходимый напор на холодном водопроводе составит 42 м вод. ст. при увеличении промывочной скорости в 3 раза по сравнению с рабочей скоростью, располагаемый напор на холодном водопроводе составит уже 57 м вод. ст., т.е. обеспечить требуемые условия без дополнительных устройств невозможно.

В этом случае может быть использована передвижная промывочная установка, смонтированная на автоприцепе. Установка состоит (см. рис.) из центробежного насоса 11 диаметром 100 мм, установленного на одном валу с электродвигателем мощностью N=15 кВт и числом оборотов n=1450 об./мин. (см. рисунок). Производительность насоса 30-40 м³/ч при развиваемом напоре 40-45 м. вод. ст. На нагнетательной части насоса устанавливается задвижка 10 диаметром 100 мм и 2 манометра для возможности наблюдения за величиной напора, передаваемого на систему отопления и создаваемого насосом. Соединение насоса с отопительной системой производится специальными гибкими шлангами 12, а с городским водопроводом - с помощью обычных брезентовых пожарных рукавов 13. Дренаж загрязненной воды из системы отопления производится в ближайший водосток или колодец канализации через шланг, присоединенный к обратной линии абонентского ввода. Присоединение напорной и дренажной линии к отопительной системе производится на абонентском вводе на месте снимаемого гидроэлеватора. Подключение всасывающего патрубка насоса промывочной установки к обратной линии абонентского ввода производится на участке между задвижкой 2 и водосчетчиком (теплосчетчиком) 14, что необходимо для создания промывочной скорости движения воды в отопительной системе при ограниченной возможности водоразбора из городского водопровода. В этом случае необходимая скорость движения воды создается за счет рециркуляции обратной воды с регулировкой дренажа по величине возможной подпитки воды из городского водопровода.

Присоединение всасывающего патрубка насоса передвижной промывочной установки к обратной линии ввода служит так же для установления расчетной величины циркуляции воды в отопительной системе до и после промывки по водосчетчику (теплосчетчику), необходимого для определения начального и конечного гидравлического сопротивления отопительной системы, т.е. для оценки эффективности созданной промывки.

В случае, если водосчетчик или теплосчетчик имеют элементы измерительной системы внутри трубопровода (крыльчатые, турбинные и др.), то при промывочном режиме их рекомендуется снять и заменить патрубком во избежании повреждения и загрязнения. Давление воды на обратной линии ввода не должно превышать величины, допустимой для отопительных приборов системы отопления данного здания.

Если возможный водоразбор воды из городского водопровода не обеспечивает необходимой промывочной скорости воды в отопительной системе, промывку системы можно проводить по секциям или с рециркуляцией. В случае рециркуляции промывка производится при открытой задвижке 9, а задвижкой 8 регулируется возможный водоразбор из городского водопровода.

После промывки системы отопления производится повторное (контрольное) определение гидравлического сопротивления системы при рабочем расходе воды. Если остаточное гидравлическое сопротивление приближается к расчетному или, во всяком случае, оно обеспечивает нормальную работу элеватора, промывка на этом заканчивается.

Если же, несмотря на полное осветление дренируемой воды, остаточное гидравлическое сопротивление системы оказывается завышенным, следует проверить наличие в системе пробок (местных засоров) на линии главного (расчетного) кольца. Обнаружение местных засоров может быть произведено поочередным подключением дифманометра 15 или манометров к отдельным участкам системы, в первую очередь на отводах и у арматуры, используя для этой цели воздушные и спускные краны, установленные на разводящей сети и отдельных стояках.

Участки с большим гидравлическим сопротивлением подлежат вскрытию для осмотра и удаления местных засоров. После удаления местных засоров систему следует вновь промыть (местный засор мог задержать вынос грязи из системы) до полного осветления дренируемой воды и произвести повторное определение гидравлического сопротивления системы в целом.

Выводы

1. Струйные смесители весьма чувствительны к гидравлическому сопротивлению отопительной системы и должны приниматься с учетом фактического гидравлического сопротивления системы отопления.

2. В процессе эксплуатации гидравлическое сопротивление постоянно увеличивается, снижая эффективность отопительной системы. Наиболее реальным способом уменьшения сопротивления системы является гидравлическая промывка с использованием передвижных промывочных установок.

Литература

1. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Кравченко Г.М., Быков А.Б., Бабенков В.И. Оценка эффективности работы водяных систем отопления. Теплоэнергетика, 2004, № 4.