Тепловые сети — это совокупность устройств и трубопроводов, предназначенных для передачи и распределения теплоносителя (горячей воды или пара) от источников тепловой энергии к конечным потребителям. Тепловые сети являются основным звеном системы теплоснабжения и в значительной степени определяют надёжность, качество и экономичность подачи тепла потребителям.
Определение и основные компоненты
Тепловые сети — это система трубопроводов, другого дополнительного оборудования и вспомогательных сооружений, обеспечивающих доставку теплоносителя от генератора тепла (котельной, ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, ГрЭС, АЭС) к конечному потребителю. Затем охлаждённый теплоноситель направляется обратно в генератор, где повторно нагревается.
Под тепловой сетью понимают:
- Трубопроводы с оборудованием
- Сооружения на сетях (насосные, дроссельные станции)
- Тепловые пункты
Классификация тепловых сетей
По способу организации:
Централизованные тепловые сети — имеют один или несколько источников тепла, которые обслуживают несколько зданий или районов. Они подключены к крупным поставщикам тепла (ТЭЦ, котельным), снабжающим теплоносителем массу объектов.
Децентрализованные (местные) тепловые сети — обеспечивают доставку теплоносителя потребителям от небольших автономных котельных (миникотельных в частных домах, жилых комплексах, коттеджных поселках, на муниципальных или коммерческих объектах).
По функциональной роли:
Магистральные тепловые сети — предназначены для транзитного транспортирования теплоносителя от источников генерации к распределительным узлам. Они охватывают всю территорию населённого пункта, имеют большие диаметры (500-1400 мм) и представляют собой закольцованную сеть. Магистральные сети соединяют источники теплоты с районными тепловыми пунктами и являются основными теплопроводами.
Распределительные (квартальные и микрорайонные) тепловые сети — подводят тепло от узлов распределения (центральных тепловых пунктов) к точкам ответвлений и отдельным потребителям.
Ответвления — служат для подачи теплоносителя отдельным потребителям от распределительных сетей.
По типу теплоносителя:
Водяные тепловые сети — используют горячую воду в качестве теплоносителя, наиболее распространённы для коммунальных хозяйств. По нормативам водяные сети должны проектироваться как двухтрубные (с подающей и обратной трубой).
Паровые тепловые сети — используют пар в качестве теплоносителя, применяются в основном для промышленных объектов, энергетических установок и больших объектов, где требуется высокая температура.
По способу прокладки:
Подземные тепловые сети — прокладываются под землёй и подразделяются на:
- Канальные — трубы находятся в специально подготовленных желобах, лотках или каналах из железобетона
- Бесканальные — изолированные пенополиуретаном, полиэтиленовой или пенополимерминеральной оболочкой трубы укладываются непосредственно в грунт
Подземная прокладка активно применяется в черте населённых пунктов и способствует лучшей организации городского пространства.
Надземные (воздушные) тепловые сети — прокладываются на эстакадах или других опорах и используются за пределами города или для промышленных магистралей. Надземная прокладка является более долговечной из-за уменьшения наружной коррозии, при ней легче контролировать состояние трубопровода и проводить ремонты, однако её применение в городах ограничено архитектурными соображениями.
По количеству подающих и обратных труб:
Двухтрубные сети — включают две линии: подающую и обратную трубы, наиболее распространённый тип.
Однотрубные сети — допускаются при технико-экономическом обосновании для надземной прокладки при длине транзита до 5 км.
Трёхтрубные сети — не самый распространённый тип прокладки, используется только для специальных зданий с особыми требованиями.
Многотрубные сети — применяются при технико-экономическом обосновании, например, для отдельной подачи теплоносителя для разных нужд.
Категории потребителей по надёжности теплоснабжения
Согласно нормативным документам (СП 124.13330.2012), потребители теплоты подразделяются на три категории:
Первая категория — потребители, не допускающие перерывов в подаче расчётного количества теплоты и снижения температуры воздуха в помещениях. К ним относятся больницы, родильные дома, детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, картинные галереи, химические и специальные производства, шахты и т.п..
Вторая категория — потребители, допускающие снижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварии, но не более 54 часов:
- жилые и общественные здания до 12°С
- промышленные здания до 8°С
Третья категория — остальные потребители.
Элементы тепловых сетей
Основным элементом тепловых сетей являются теплопроводы, по которым движется теплоноситель. Кроме того, в состав тепловых сетей входят:
- Компенсаторы — устройства для восприятия температурных удлинений трубопроводов
- Неподвижные и подвижные опоры — для закрепления трубопроводов
- Подземные камеры — для размещения задвижек, компенсаторов, спускных и воздушных кранов
- Центральные тепловые пункты (ЦТП) — обеспечивают теплом и горячей водой район или микрорайон
- Насосные и дроссельные станции — для управления потоками теплоносителя
Ограничения и особенности
Общая протяжённость магистральной теплотрассы обычно ограничена 10-20 километрами и не превышает 40 километров. Это ограничение связано с:
- Возрастанием доли потерь тепла с расстоянием
- Необходимостью применения улучшенной теплоизоляции
- Потребностью в дополнительных перекачивающих насосных станциях для обеспечения перепадов давления
- Требованиями к прочности трубопроводов
Надёжность и иерархическая структура
Разделение тепловых сетей на два иерархических уровня (магистральные и распределительные) облегчает эксплуатацию и служит основой для создания автоматизированной системы управления. Верхний иерархический уровень (магистральные сети) выполняется с резервными связями, объединяющими источники теплоты, и образует единую управляемую систему. Это обеспечивает требуемые эксплуатационные, гидравлические и тепловые режимы, совместную работу источников теплоты и взаимное резервирование.