АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ТЕПЛОВЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 25 страниц
В избранное:

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ТЕПЛОВЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

1.1 Система управления современных насосных станций

Насосная станция - это технический комплекс оборудований и сооружений, состоящих из нескольких насосных агрегатов обеспечивающих перекачку жидкости. Насосные станции классифицируются по разным параметрам, в зависимости от выполняемой функции и характера установки существуют промышленные и бытовые.

Главным элементом промышленных насосных станций является обеспечение подачи жидкости в большом количестве. Соответственно, в связи с этим возникает нагрузка системы. Обеспечение безотказной работы должна достигаться с помощью дополнительно оборудованных установок. Промышленные насосы обладают значительной мощностью, производительностью и повышенной надежностью. Такие насосные станции устанавливают для водо- и теплоснабжения жилых зданий, промышленных сооружений, крупных сельскохозяйственных объектов, в противопожарных системах.

В загородных домах, коттеджах, дачах, а также для полива огородов, садов и теплиц используются бытовые насосные станции. Водоснабжение обеспечивается подачей воды из скважины или колодца.

Насосные станции применяются в нефтедобывающей промышленности и на месторождениях. Дожимная насосная станция (ДНС) осуществляет транспортировку смеси с кустов нефтедобывающих скважин на места сбора и переработки нефти, а также хранения уже готовой нефти.

При подаче водогазонефтяной смеси по нефтепроводу задействуются мультифазные насосы. На ДНС также присутствует техоборудование для подготовки продукции скважин - установка предварительного сброса воды (УПСВ) для разделения пластовой воды и попутного нефтяного газа. На месторождениях, которые проектируются с применением технологии поддержания пластового давления (ППД), в состав дожимных насосных станций включаются оборудование и агрегаты для закачки воды в нагнетательные скважины.

На магистральных нефтепроводах дожимные насосные станции выполняют функции транспортировки товарной нефти на большие дистанции, в системе станций также содержатся резервуарные парки для приема, учета хранения нефтепродуктов.

Насосные станции в системах пожаротушения служат для организации безопасности человека от возможного возгорания в здании, сооружении, на предприятии, промышленном объекте и т.п., а также обеспечение эффективного пожаротушения и предотвращение распространения огня.
В общем виде противопожарная станция состоит из основного и резервного насосов, нагнетательных и всасывающих коллекторы, запорной арматуры для регулирования давления и направления, шкаф управления, система датчиков.

На станциях насосы устанавливают центробежные. Резервный насос предназначен для своевременной замены основного в случае отказа последнего. Автоматика исполняет функцию мгновенного реагирования на появление пожара. Насосы оснащаются манометрами, необходимыми для регулировки давления жидкости в системе. В случае отсутствия достаточного количества жидкости в резервуаре - срабатывают датчики и подают сигнал на насосную станцию, которая в свою очередь запускает основной насос. Параметры достигают необходимых значений, и с помощью пульта управления запускается автоматика системы. В отдельных случаях, задействуют запасное оборудование.

К примеру, две системы пожаротушения водяного типа, спринклерные и дренчерные, применяют в гражданских и промышленных объектах. Эти системы успевают срабатывать до того как огонь начинает распространяться на том или ином объекте, предотвращая огромный урон. Спринклерные и дренчерные системы близки по устройству, но разные по принципу работы. Спринклерные состоят из отдельных оросителей с термодатчиками на трубопроводе. Во время срабатывания этого датчика происходит подача воды с помощью клапана по узлу, тем самым начинается первичное тушение пожара. К сожалению, данная система не идеальна и не может быть использована в местах с пониженной температурой, приводящая к обледенению труб. Немаловажный факт, что термодатчики в виде терморегулирующих колб и тепловых замков являются одноразовыми т.к. они саморазрушаются при срабатывании и нуждаются в обновлении после каждого реагирования на очаги возгорания.

Дренчерные установки более совершенны, система не должна быть постоянно заполненной водой - она подается только при срабатывании сигнала датчика. В отличие от выпускных элементов ОТВ (огнетушащего вещества) спринклерных систем, дренчеры многоразовые.
Различается и целевое назначение этих двух систем. Спринклерные системы реагируют на изменение окружающих параметров объекта с высоким риском возгорания. Дренчеры включаются автоматически или вручную, позволяя тушить пожары сразу для больших площадей. Система второго типа может эксплуатироваться для помещений с низкими температурами, так как вода в трубы подается после сигнала с пульта управления. Также следует отметить, что дренчерная система срабатывается практически моментально, тогда как для спринклеров требуется время на разрушение терморегулирующей колбы или замка.

Спринклерная система состоит из отдельных спринклеров, то есть оросителей, которые вмонтированы в трубопровод с циркулирующей под давлением водой. При срабатывании термодатчика, встроенного в ороситель, происходит его разрушение, вода начинает поступать наружу для первичного тушения. При вытекании воды давление в системе падает, срабатывает общая управляющая система и включается насос, подающий воду к месту возгорания.
В состав системы спинклерного пожаротушения входят:
oo трубопровод со специальными клапанами;
oo оросители с термодатчиками;
oo резервный и основной насосы;
oo водяные резервуары;
oo контрольно-сигнальные устройства.
Система этого типа подходит не для всех объектов, например, для помещений с электрооборудованием ее применять нельзя, тут требуется порошковое, а лучше газовое пожаротушение. Не используются системы этого типа для заправочных станций и складов, где хранится бензин. К минусам также стоит отнести необходимость установки новых датчиков после каждого срабатывания, так как они разрушаются.

Насосные станции систем водоснабжения и канализации представляют собой комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами потребителя.

Состав сооружений, их конструктивные особенности, тип и число основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из принципов комплексного использования водных ресурсов и охраны природы с учетом назначения насосной станции и предъявляемых к ней технологических требований.

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяются на станции I подъема, II подъема, подкачивающие и циркуляционные.

Насосные станции I подъема забирают воду из источника водоснабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню либо другие сооружения в зависимости от принятой схемы водоснабжения. На промышленных предприятиях с процессами, предъявляющими различные требования к качеству воды, на одной и той же насосной станции могут быть установлены насосы, подающие воду, как на очистные сооружения, так и непосредственно на предприятия без очистки.

Насосные станции II подъема служат для подачи очищенной воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды. В некоторых случаях насосы I и II подъема могут быть размещены на одной станции, что позволяет уменьшить расходы на строительство и эксплуатацию. Однако такое решение не всегда возможно и зависит от вида водоисточника, наличия и типа очистных сооружений, от рельефа местности и т.п.

Назначение насосных станций в схемах канализации заключается в подъеме сточной воды на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет подавать эти воды самотеком. Канализационные насосные станции устраивают также для того, чтобы избежать большого заглубления самотечного коллектора. В этом случае сточные воды из заглубленного коллектора подаются в другой, расположенный выше.

Подкачивающую насосную станцию (ПНС) также называют повысительной или промежуточной насосной станцией. Такая станция предназначена для перекачивания и повышения давления чистой воды в системе водоснабжения. Установка данного оборудования -- ПНС -- обеспечивает решение задач хозяйственно - бытового и противопожарного водоснабжения не только одного или нескольких зданий промышленного, административного или жилого назначения (в том числе, повышенной этажности), но и целых населённых пунктов и предприятий.

Режим работы подкачивающей станции может быть круглосуточным. В таком случае, её подключают непосредственно к трубопроводу, и она будет запускаться каждый раз, когда давление в трубах начнёт ослабевать. В производственных трубопроводах такую схему используют чаще всего.
В жилых комплексах напор воды падает в определённые часы, когда происходит максимальное водопотребление. В таком случае, режим работы подкачивающей станции может быть ступенчатым. Тогда группу насосов подключают к трубопроводу не напрямую, а через накопительный резервуар. Как только уровень жидкости в нём падает до определённой отметки, поплавковые датчики дают команду на запуск и подкачку воды. Расстояния от насосной станции до жилых и общественных зданий принимаются с учетом норм допустимого уровня шума в жилой застройке.

Насосные станции в тепловых сетях предназначены для увеличения располагаемого напора, повышения расхода теплоносителя и изменения давления в трубопроводах теплосети. Автоматизация и телемеханизация насосных станций должны обеспечивать бесперебойную работу станции в отсутствии постоянного обслуживающего персонала. В начальный период эксплуатации (1 - 2 года) насосные станции обычно находятся под постоянным наблюдением эксплуатационного персонала, что необходимо учитывать при компоновке помещений.

В здании насосной станции предусматриваются: машинный зал, в котором размещаются насосные агрегаты; помещение распределительных устройств; щитовое помещение; трансформаторные камеры; мастерская для производства мелкого ремонта; помещения для эксплуатационного персонала; санитарный узел. Расстояние от насосной станции до жилых и общественных зданий принимаются с учетом норм допустимого уровня шума в жилой застройке.

Коллекторы трубопроводов и запорная арматура в насосных станциях тепловых сетей в отличие, например, от насосных станций системы водоснабжения, не резервируются. В подкачивающих насосных в зависимости от режима работы тепловой сети на трубопроводах подающей и обратной сетевой воды могут быть установлены регулятор давления, регулятор рассечки, обратный и сбросной клапаны. Обратные клапаны, а также регулирующие клапаны и другие устройства, в которых происходит потеря давления, устанавливают на напорных трубопроводах насосов. Их не рекомендуется устанавливать на всасывающих линиях насосов во избежание кавитации. Вокруг насосов рекомендуется предусматривать обводную линию для сохранения циркуляции в тепловых сетях в случае остановки насосов. В этом случае на обводной линии устанавливается обратный клапан.

Для защиты от загрязнения оборудования и приборов, перед ними (считая по ходу теплоносителя) располагаются грязевики, фильтры. Запорная арматура позволяет осуществить ремонт или произвести замену оборудования и арматуры без выключения всей насосной. Минимальное число рабочих подкачивающих насосов в насосных станциях принимается равным двум. Независимо от числа рабочих насосов должна быть предусмотрена установка одного резервного насоса.

1.2 Система теплоснабжения в г. Усть-Каменогорск.
Современный уровень систем городского теплоснабжения не что иное, как сложный комплекс инженерных сооружений. Источниками теплоты служат теплоэлектроцентрали или крупные котельные, имеющие высокие КПД, транспортирующие и распределяющие теплоноситель по тепловым сетям протяженностью 10-15 км, с максимальным диаметром труб 1000-1400 мм, обеспечивающим подачу потребителям теплоносителя в требуемых количествах и с требуемыми параметрами.
Централизация теплоснабжения городов составляет 70-80%. В крупных городах с преимущественно современной застройкой уровень использования ТЭЦ в качестве источников теплоты для жилищно-коммунального сектора достигает 50-60%.
Крупные централизованные системы снабжения имеют несколько источников теплоты, связанных резервными тепломагистралями, обеспечивающими маневренность и надежность их функционирования. В централизованные системы снабжения входят и системы теплоснабжения зданий, связанные с ней единым гидравлическим и тепловым режимами и общей системой управления. Однако ввиду многообразия технических решений теплоснабжения зданий их выделяют в самостоятельную техническую систему, называемую системой отопления. Поэтому централизованные системы снабжения начинается источником теплоты и заканчивается абонентским вводом в здание.
В составе тепловых сетей имеются трубопроводы; компенсаторы, для восприятия температурных расширений; отключающая, регулирующая и предохранительная арматура, устанавливаемая в специальных павильонах и камерах; тепловые пункты, в т.ч. и районные; насосные станции.
Средой теплоносителя в системах теплоснабжения служит горячая вода или водяной пар. От источников выработки тепловой энергии теплоноситель транспортируют по теплотрассам. Горячая вода транспортируется к потребителям по подающим трубам, передает в теплообменниках свое тепло, а затем охлажденная возвращается по обратной системе к источнику тепла. Теплоноситель постоянно циркулирует между потребителями тепловой энергии и ее источником.
Основное преимущество воды как теплоносителя в значительно меньшем расходе энергии на транспортирование единицы теплоты в виде горячей воды, чем в виде пара, что обусловливается большей плотностью воды. Снижение расхода энергии дает возможность транспортировать воду на большие расстояния без существенной потери энергетического потенциала. В крупных системах температуpa воды понижается примерно на 1° на пути в 1 км, тогда как давление пара (его энергетический потенциал) на том же расстоянии примерно на 0,1 -- 0,15 МПа, что соответствует 5-10°С. Поэтому давление пара в отборах турбины у водяных систем ниже, чем у паровых, что приводит к сокращению расхода топлива на ТЭЦ. К другим достоинствам водяных систем относятся возможность центрального регулирования подачи теплоты потребителям путем изменения температуры теплоносителя и более простая эксплуатация системы (отсутствие конденсатоотводчиков, конденсатопроводов, конденсатных насосов). К достоинствам пара следует отнести возможность удовлетворения и отопительных и технологических нагрузок, а также малое гидростатическое давление.
Учитывая достоинства и недостатки теплоносителей, водяные системы используют для теплоснабжения жилых массивов, общественных и коммунальных зданий, предприятий, использующих горячую воду, а паровые - для промышленных потребителей, которым необходим водяной пар. Водяные централизованные системы снабжения - основные системы, обеспечивающие теплоснабжение городов.

Город Усть-Каменогорск расположен в месте слияния рек Иртыш и Ульба в районе Калбинского горного хребта в Восточном Казахстане. Теплоснабжением в городе занимается компания АО Усть-Каменогорские тепловые сети (далее - АО "УК ТС"). Компания занимается производством, передачей, распределением и снабжением тепловой энергией более ста тысяч потребителей на протяжении 38 лет.
Производственные объекты АО УКТС располагаются на 13 площадках, включая 11 площадок в пределах города и две площадки в селе Меновое.
Объекты Компании располагаются в разных районах города и включают следующие сооружения:
oo 6 действующих котельных для централизованного теплоснабжения, в том числе 5 угольных котельных и 1 местная электрокотельная.
oo 411,868 км. канала теплосетей (линейное расстояние), включая 98,249 км.канала магистральных трубопроводов централизованного теплоснабжения и 313,619 км.канала распределительных сетей.
oo 4 центральных тепловых пункта, подключенных к Котельной № 3, включая 3 пункта в поселке Аблакетка и 1 пункт в микрорайоне Промбаза.
oo 14 насосных станций для обеспечения необходимого гидравлического режима в сетях централизованного теплоснабжения.
oo Отстойник золы, расположенный в 3,4 км к юго-западу от Котельной № 2.
Поставка тепловой энергии производится от основного источника в городе от ТОО Усть-Каменогорская ТЭЦ (УК ТЭЦ).
Компания предоставляет услуги централизованного теплоснабжения 199,5 тыс. человек в г. Усть-Каменогорск (около 62,3% общей численности населения города), в том числе 6,1 тыс. человек, проживающим в частных домах. Общая отапливаемая площадь составляет 8,66 млн. м2, включая государственные учреждения и коммерческие предприятия. Общее число зданий, подключенных к системе централизованного теплоснабжения, составляет 6004 (по состоянию на июль 2019), в том числе:
oo 1 601 многоквартирных жилых домов;
oo 2 224 частных домов;
oo 1 853 прочие не бюджетные организации;
oo 90 больниц и зданий здравоохранения;
oo 132 образовательных учреждений;
oo 344 другие бюджетные организации.
В 2019 г. Компания произвела 240,1 тыс. Гкал тепловой энергии, при этом расход угля составил 75,198 тыс. тонн из угольного разреза Каражыра каменноугольного бассейна Семей. Это около 10,4 % всей передаваемой и распределяемой тепловой энергии. Остальной объем тепловой энергии (2068,1 Гкал) закупался от Усть-Каменогорской ТЭЦ.
Информация по доступным мощностям, согласно существующей схеме работы тепломагистралей, по состоянию на 31.03.2021г.

Источник

Располагаемая мощность, Гкалчас
Присоединенная нагрузка, Гкалчас
Остаток мощности теплоисточника по договорной нагрузке профицит (+), дефицит (-), Гкалчас
ТОО УК ТЭЦ, Котельная №2
736,85
947,174
-210,324
Котельная №3
40,21
19,022
21,188
Котельная №4
6,33
3,904
2,426
Котельная №6
3,66
3,551
0,109
Котельная №7
2,93
1,182
1,748
Котельная №9
1,92
1,497
0,423
Котельная №105
8,42
4,431
3,989
ТОО Согринская ТЭЦ

57

33,033

23.967

Автоматизированная система управления позволит контролировать все технологические процессы с помощью современных проборов в реальном времени. Также она обеспечит персонал полной и своевременной информацией о текущих процессах, позволит спланировать оптимальные режимы эксплуатации оборудования и его необходимых ремонтов. Кроме того, автоматизация в целом повысит уровень надежности и безопасности теплоснабжения города.

АСУ ТП насосных станций предназначена для экономичного, надежного и качественного управления теплоснабжением за счет:
oo автоматизации и соответствующего повышения эффективности управления технологическим оборудованием
oo сокращения эксплуатационных издержек
oo работы технологического оборудования без эксплуатационного персонала (переход к безлюдной технологии).

Цели и задачи:
oo Реализация оптимальных режимов теплоснабжения теплоносителя (в части транспортировки) за счет ведения функций автоматического управления технологическим оборудованием и автоматического регулирования технологических параметров насосной станции
oo Предотвращение или снижение ущерба от аварий вследствие оперативного выявления мест возникновения и характера аварий и, следовательно, сокращение времени на их локализацию, ликвидацию и устранение их последствий
oo Вывод на экраны диспетчерского пункта достоверной и своевременной технологической информации для ведения оперативного контроля и управления оборудованием, а также вывод ретроспективной технологической информации для возможности анализа, оптимизации и планирования работ по эксплуатации оборудования насосной станций и его ремонтов
oo Снижение производственных издержек вследствие:
oo экономии электроэнергии за счет регулирования частоты вращения двигателей насосов (при использовании частотно-регулируемых приводов)
oo снижения количества аварийных ситуаций, продолжительности вынужденных простоев оборудования и затрат на его ремонт за счет устранения человеческого фактора при управлении технологическим оборудованием и автоматической диагностике всех элементов системы
oo снижения затрат на сервисное обслуживание системы в целом благодаря унификации решения, использования однотипных аппаратных и программных средств
oo оптимизации загрузки оборудования и процесса планирования ремонтов вследствие наличия в системе информации по наработке оборудования
oo снижения ненормативных расходов (потерь, небалансов) энергоресурсов за счет ведения технического учета энергоресурсов, своевременного и быстрого обнаружения, локализации и устранения аварийных ситуаций
oo прямой экономии денежных средств за счет внедрения безлюдной технологии (возможности работы насосной станции без эксплуатационного персонала).

Объектами управления АСУ ТП являются повысительные, понижающие, перекачивающие насосные станции, функционирующие на прямых или обратных трубопроводах тепловой сети.
АСУ ТП представляет собой функционально законченную систему, предназначенную для выполнения широкого комплекса информационно-управляющих функций:

oo измерение и отображение на панели оператора основных технологических параметров насосной станции в объеме требований СНиП 41-02-2003 (температура, давление, расход, уровень и т.д.)
oo регистрация и отображение на панели оператора состояния (положения) исполнительных механизмов и дискретных датчиков насосной
oo дистанционное ручное (с панели оператора) и автоматическое управление насосами, в том числе оснащенными устройствами плавного пуска и частотно-регулируемыми приводами (пуск и останов, автоматический ввод резерва, групповое управление, динамическое назначение насосов в группе, ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.