Результаты применения ретроспективного анализа для гидравлических испытаний систем централизованного теплоснабжения

Результаты применения ретроспективного анализа для гидравлических испытаний систем централизованного теплоснабжения

Автор: Чичерин С.В., Жуйков А.В., Матюшенко А.И., Кулагин В.А.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Статья в выпуске: 6 т.14, 2021 года.

Бесплатный доступ

Распределение тепловой энергии с использованием различных типов магистралей имеет широкое применение и получило значительное развитие за последнее столетие. Важность их технического состояния и эксплуатационных характеристик, таких как сохранение тепловой энергии, надежность и срок службы, не вызывает сомнений. Количество повреждений на тепловых сетях чрезмерно велико. Это делает актуальным вопросы надежности теплоснабжения. Для снижения аварийности и необоснованных теплопотерь достаточно заменить только самые изношенные участки тепловых сетей. Основной метод их определения - гидравлические испытания на плотность и прочность (опрессовки). Целью данной работы стала систематизация имеющейся информации по гидравлическим испытаниям в рамках определенной системы теплоснабжения (на примере г. Омска). Дана общая информация об этом методе. Водно- химический режим тепловых сетей должен обеспечить их эксплуатацию без повреждений и снижения экономичности, вызванных коррозией сетевого оборудования, а также образованием отложений и шлама в оборудовании и трубопроводах тепловых сетей. Исходной причиной появления коррозии углеродистой стали в природных водах и при умеренных параметрах служит растворенный в ней кислород. Известно, что чистая поверхность железа очень быстро вступает в реакцию с растворенным кислородом, и скорость всего процесса определяется (лимитируется) возможностями его доставки. Заметно значительное повышение содержания кислорода в летний период, неизменно связанный с проведением гидравлических испытаний на плотность и прочность. В отдельные дни отмечаются критически высокие уровни, превышающие 50 мкг/дм3. Необходимо изменение существующего порядка заполнения и запуска системы, в частности заполнение системы только деаэрированной водой. Для получения достоверных сведений был выбран метод ретроспективного анализа данных о результатах проведения гидравлических испытаний на магистральных трубопроводах г. Омска по материалам соответствующих актов. Численно проанализирована их эффективность. Приведены отрицательные последствия проведения опрессовок. Рассмотрение сложившейся ситуации указало на целесообразность совершенствования практики их проведения, а в перспективе и возможности разработки единого подхода к этому вопросу. На основании обобщения указанного материала сделаны выводы о положительном опыте создания программного обеспечения на базе геоинформационных систем.

Еще

Теплоснабжение, тепловые сети, трубопровод, гидравлическое испытание, опрессовка, надежность, безотказность, внутренняя коррозия, кислород

Короткий адрес: https://sciup.org/146282339

IDR: 146282339   |   DOI: 10.17516/1999-494X-0339

Список литературы Результаты применения ретроспективного анализа для гидравлических испытаний систем централизованного теплоснабжения

  • Xue, P., Jiang, Y., Zhou, Z., Chen, X., Fang, X., & Liu, J. (2020). Machine learning-based leakage fault detection for district heating networks. Energy and Buildings, 223, 110161. doi:10.1016/j. enbuild.2020.110161.
  • Hong, M.-S., So, Y.-S., Lim, J.-M., & Kim, J.-G. (2021). Evaluation of internal corrosion property in district heating pipeline using fracture mechanics and electrochemical acceleration kinetics. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 94, 253-263. doi:10.1016/j.jiec.2020.10.048.
  • Слепченок В. С. Опыт эксплуатации коммунального теплоэнергетического предприятия. СПб.: ПЭИПК, 2003 [Slepchenok V. S. Opyt ekspluatatsii kommunal'nogo teploenergeticheskogo predpriyatiya. SPb.: PEIPK, 2003 (in Russian)].
  • Chicherin, S., Zhuikov, A., Junussova, L., Yelemanova, A. Multiple-fuel District Heating System of a Transportation Facility: Water Performance-based View. Transportation Research Procedia, 2021, 54, 31-38.
  • Балабан-Ирменин Ю. В. Изучение и предотвращение коррозии металла трубопроводов в воде тепловых сетей. М.: ВТИ, 2002. 42 с. [Balaban-Irmenin Yu. V. Study and prevention of corrosion of the metal ofpipelines in the water of heating networks. M.: VTI, 2002. 42 p. (in Russian)].
  • Чичерин С. В. Резервы снижения тепловых потерь сетей и повышения надежности теплоснабжения: анализ проектной и исполнительной документации. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2020, 1(78), 204-215. [Chicherin S. V. Reserves for reducing heat losses of networks and increasing the reliability of heat supply: analysis of design and executive documentation. Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Building and architecture, 2020, 1(78), 204-215 (in Russian)].
  • Куриленко Н.И., Кузьменко К. Е. Актуализация методов проведения испытаний на тепловых сетях. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2021, 23(1), 116-125. [Kurylenko N. I., Kuzmenko K. E. Actualization of testing methods on heating networks. Bulletin of the Tomsk State Architectural and Construction University. 2021, 23(1), 116-125 (in Russian)].
  • Чичерин С. В. Проблемы обеспечения теплогидравлических режимов как причина перехода на локальный источник теплоснабжения. Строительство и реконструкция. 2019, 6(86), 106-117 [Chicherin S. V. Problems of providing thermohydraulic modes as the reason for the transition to a local source of heat supply. Construction and reconstruction. 2019, 6(86), 106-117 (in Russian)].
  • Чичерин С.В., Жуйков А. В. Вспомогательное оборудование ИТП, позволяющее обеспечить качественные показатели теплоснабжения. СОК. 2020, 3(219), 42-45 [Chicherin S. V., Zhuikov A. V. Auxiliary equipment of ITP, allowing to provide high-quality indicators of heat supply. SOK. 2020, 3 (219), 42-45 (in Russian)].
  • Колосов М.В., Жуйков А. В. Оптимизация параметров и конфигураций тепловых сетей. Промышленная энергетика. 2013, 7, 21-22 [Kolosov M. V., Zhuikov A. V. Optimization of parameters and configurations of heating networks. Industrial energy. 2013, 7, 21-22 (in Russian)].
  • Carvalho, A., Costa, R., Neves, S., Oliveira, C. M., Bettencourt da Silva, R. J. N. Determination of dissolved oxygen in water by the Winkler method: Performance modelling and optimisation for environmental analysis. Microchemical Journal, 2021, 165, 106129. doi:10.1016/j.microc.2021.106129.
  • Chicherin, S., Anvari-Moghaddam, A. Adjusting heat demands using the operational data of district heating systems. Energy, 2021, 235, 121368. doi:10.1016/j.energy.2021.121368.
  • Громов Н. К. Эксплуатация тепловых сетей. Новости теплоснабжения, 2004, 6(46) [Gromov N. K. The district heating distribution system maintenance. Novosti teplosnabzheniya, 2004, 6(46) (in Russian)].
  • Липовских В. М. Опыт опрессовки трубопроводов тепловых сетей на повышенное давление. Новости теплоснабжения. 2001, 6(10). [Lipovskikh V. M. The upper pressure tests experience of district heating pipelines. Novosti teplosnabzheniya, 2001, 6(10) (in Russian)].
  • Гончаров А. М. Методы диагностики тепловых сетей, применяемые в реальных условиях эксплуатации действующих тепловых сетей ОАО МТК. Новости теплоснабжения. 2007, 6(82). [Goncharov А. M. The diagnosis process methods of the distribution system within actual maintenance of «MTK», JSC working heating utility pipelines. Novosti teplosnabzheniya, 2007, 6(82) (in Russian)].
  • Babiarz B. Niezawodnosc podsystemu dostawy ciepla. Journal of KONBiN, 2015, 3 (35), 15-22.
  • Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» Москва, 2002. [SANPIN2.1.4.1074-01 Potable Water - Hygienic Requirements for Water Quality in Central Potable Water Supply Systems - Quality Control]. Moscow, 2002 (in Russian)].
  • Lund H. et al. 4th Generation District Heating (4GDH): Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems. Energy, 2014, 68, 1-11.
  • Орехов В. Н. Методика сокращения сроков опрессовки тепловых сетей на примере ОАО «ТЕВИС» г. Тольятти. Новости теплоснабжения, 2011, 10(134). [Orekhov V. N. Shortening a pressure test cycle of the district heating distribution system within «TEVIS», JSC. Novosti teplosnabzheniya, 2011, 10(134) (in Russian)].
  • Рожков Р. Ю. Управление режимом теплоснабжения в зоне эксплуатационной ответственности ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга». Новости теплоснабжения, 2012, 1(137). [Rozhkov R.YU. The administering the heating regime of the «St. Petersburg Heating Grid», JSC operation area. Novosti teplosnabzheniya, 2012, 1(137) (in Russian)].
  • Матвеев В.И., Алибеков С. Я. Последствия проведения гидравлических испытаний и альтернативные пути обеспечения надежной эксплуатации тепловых сетей. Новости теплоснабжения. 2007, 8(84). [Matveyev V. I., Аlibekov S.YA. The pressure test adverse effect and alternatives of ensuring the district heating systems failure-free maintenance. Novosti teplosnabzheniya, 2007, 8(84) (in Russian)].
  • Скоробогатых В.Н., Попов А. Б., Жарикова О. Н., Ротмистров Я. Г., Агапов Р. В., Алимов Х. А. Определение оптимальных параметров гидравлических испытаний тепловых сетей. Новости теплоснабжения, 2008, 7. [Skorobogatykh V. N., Popov А. B., ZHarikova O.N., Rotmistrov YA. G., Аgapov R. V., Аlimov KHA. Selecting the rational testing mode of heating utility pipelines hydraulic tests. Novosti teplosnabzheniya, 2008, 7 (in Russian)].
  • Плешивцев В.Г., Пак Ю. А., Глухих М. В., Филиппов Г. А. и др. Анализ влияния скорости коррозии на изменение конструктивной прочности труб тепловых сетей и установление кинетической зависимости влияния этих изменений на уровень напряжений при рабочих и испытательных давлениях. Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2009, 3, 43-51. [Pleshivtsev V. G., Pak Уи.А., Glukhikh M. V., Filippov G. А. et al. The impact analysis of the corrosion rate на изменение alteration in strength of heating utility pipelines dependence of the impact of these changes on the value of collapsing pressure during working and trial pressure operation. Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzheniye, 2009, 3, 43-51 (in Russian)].
  • Nilsson S. F. New developments in pipes and related network components for district heating. Advanced District Heating and Cooling (DHC) Systems, 2016, 01, 191-214.
  • Hlebnikov A. et al. Damages of the Tallinn district heating networks and indicative parameters for an estimation of the networks general condition. Scientific Journal of Riga Technical University. Environmental and Climate Technologies, 2010, 5(1), 49-55.
  • Zhou S., O'Neill Z., O'Neill C. A review of leakage detection methods for district heating networks. Applied Thermal Engineering, 2018. 137, 567-574. doi:10.1016/j.applthermaleng.2018.04.010.
  • Hossain K., Villebro F. Forchhammer SUAV image analysis for leakage detection in district heating systems using machine learning. Pattern Recognition Letters, 2020, 140, 158-164. doi: 10.1016/j. patrec.2020.05.024.
  • Пути решения проблемы повышения качества и надежности горячего водоснабжения потребителей в зоне эксплуатационной ответственности ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга». Режим доступа: http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=230 (дата обращения: 27.02.2021). [The ways to deal with an improving hot water supply system performance and reliability of the «St. Petersburg Heating Grid», JSC operation area] Available at: http://www.energosovet.ru/bul_stat. php?idd=230 (accessed 27 February 2021) (in Russian)]^ro
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp