Анализ работы насосных подстанций, применяемых в водяных тепловых сетях



Для обеспечения бесперебойной и правильной работы крупных тепловых сетей, а также тепломагистралей, располагающихся в районах со сложным рельефом местности, необходима установка насосных подстанций.

Насосной подстанцией называют сложный технический комплекс оборудований и сооружений, предназначенных для перекачивания теплоносителя в магистральных тепловых сетях, а также для увязки гидравлических режимов.

Главным элементом насосной подстанции является насосная установка, которая содержит один или несколько насосов, запорную арматуру, приводной двигатель, нагнетательную и всасывающую систему трубопроводов и измерители технологических параметров [1].

Состав сооружений, тип, количество основного и дополнительного оборудования назначается, отталкиваясь от принципов применения водных ресурсов и охраны природы с учетом предназначения насосной подстанции и технологических требований, предъявляемых к ней. Схема подстанции и размещение определяется теоретическим назначением.

Насосные подстанции подразделяются на:

1. Насосно-перекачивающая подстанция на обратке.

Даная подстанция применяется для уменьшения давления в конце сети. При этом профиль трассы должен быть достаточно ровным и с большой протяженностью тепловых сетей или при резком снижении рельефа местности в конце тепловой сети. Целесообразно устанавливать перекачивающую подстанцию посередине трассы [2].

Рис. 1. Схема изменения давления в тепловой сети с ПНС на обратке при ровном профиле: 1 — нет ПНС; 2 — ПНС работает; 3 — не работает СН2 на ПНС (ПНС — подкачивающая насосная станция; СН — смесительный насос)

2. Насосно-перекачивающая подстанция на подаче.

Даная подстанция применяется при ровном профиле и протяженной трассе или увеличенном к концу тепловой сети рельефе местности. Перекачивающая подстанция на подаче служит для повышения расхода воды в конце сети, облегчает эксплуатацию, экономит электроэнергию, уменьшает напор сетевых насосов, обеспечивает требуемый перепад давления в конце сети.

Рис. 2. Схема изменения давления в тепловой сети с ПНС на подаче при ровном профиле: 1 — пьезометр без ПНС; 2 — пьезометр с работающей ПНС; 3 — пьезометр с неработающей ПНС

3. Смесительные подстанции.

Такие подстанции ставят на ответвлениях распределительных трубопроводов для того, чтобы снизить температуру воды в подаче или на транзитных магистралях. Напор смесительных насосов должен быть выше на 5–10 м расчетного перепада для нормальной работы сети. Насосы находятся на перемычке между обраткой и подачей [2].

Рис. 3. Схема изменения давления в тепловой сети со смесительной подстанцией: 1 — пьезометр для элеваторного присоединения систем отопления; 2 — пьезометр для безэлеваторного присоединения со смесительным насосом; ΔН_сн — уменьшение напора сетевых насосов на ТЭЦ; КСР — клапан смещения и рассечки

4. Подогревательная подстанция.

Даная подстанция устанавливается для гидравлической изоляции некоторых частей системы.

Рис. 4. Схема изменения давления в тепловой сети с подогревательной подстанцией

5. Дросселирующая подстанция.

Даная подстанция устанавливается в тех случаях, когда не целесообразно повышать давление на магистральных участках, чтобы снабдить конечного абонента.

Рис. 5. Схема изменения давления в тепловой сети с дросселирующей подстанцией

6. Повысительная подстанция.

Применяется для теплосетей большой длины, где перепад давлений является недостаточным (менее 10 м) и в случае, когда давление в прямых трубопроводах становится меньше величины статического напора. Даная подстанция увеличивает давление после насоса.

Рис. 6. Схема и пьезометрический график тепловой сети с повысительной подстанцией

7. Понизительная подстанция.

Необходимость в использовании подстанции появляется только тогда, когда давление в обратных трубопроводах превосходит допустимое. Эта подстанция уменьшает давление «до себя».

Рис. 7. Схема и пьезометрический график тепловой сети с понизительной подстанцией: 1 — без насоса; 2 — включена насосная подстанция

По способу соединения насосов выделяются насосные подстанции:

– с индивидуальной работой насосов (характерен для станций с низкими требованиями к надежности работы, небольшими мощностями насосов);

– с совместной работой насосов.

Чтобы получить необходимые технологические показатели используют последовательное, параллельное и комбинированное соединение.

Самым распространенным соединением насосов является параллельное, которое применяется в системах водоснабжения и водоотведения [3].

В ходе нашей работы были рассмотрены основные виды насосных подстанций, применяемых в водяных тепловых сетях. Проанализировав каждый вид подстанций и его предназначение, мы можем сделать вывод, что насосная подстанция носит индивидуальный характер в зависимости от ряда требований, которым нужно соответствовать в той или иной ситуации. Наиболее применяемыми на практике являются повысительные насосные подстанции.

Литература:

1. Манюк, В.И., Каплинский, Я. И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник / В. И. Манюк. — М.: Стройиздат, 1988. — 432 с.
2. Применение подстанций в водяных тепловых сетях. — URL: https://studopedia.ru/3_92421_primenenie-podstantsiy-v-vodyanih-teplovih-setyah.html (дата обращения: 12.05.2019).
3. Карелин, В. Я., Минаев, А. В. Насосы и насосные станции. Учеб. для вузов / В. Я. Карелин. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1986. — 320с., ил.