Acest proiect ilustrează utilizarea unui sistem de informații geografice (hartă electronică) MosMap-GIS pentru a crea sisteme informatice și grafice complexe. Aici harta este folosită pentru a forma și afișa elemente grafice. rețea de încălzire (scheme de alimentare cu căldură), în același timp, toate informațiile de rețea, inclusiv informațiile grafice, sunt stocate în baza de date a modelelor rețelei de încălzire.
O abordare similară poate fi aplicată și modelării retele de alimentare cu gaz, retele electriceși alte sisteme de puncte de linie distribuite în tot orașul.
Lucrarea a fost făcută la comandă VNIPIEnergopromși este destinat formării rețelei de încălzire a orașului pe harta electronică a Moscovei, precum și modelării caracteristicilor rețelei, la modificarea parametrilor și configurației acesteia.
Rețeaua de încălzire este formată dintr-o magistrală de încălzire (conducte cu diametru mare, până la 1400 mm) și rețele de distribuție. Pe ramuri de la linia principală, există de obicei puncte de încălzire centrală (TSC) din care apa este furnizata prin sisteme de distributie de incalzire catre cladiri rezidentiale sau alte spatii incalzite.
Această schemă de furnizare a căldurii include și instalații de producere a căldurii - CHP, RTS, KTS, case de cazane.
Structura modelului rețelei termice conține două părți: grafică și „informațională”. Graficul include: linii de secțiuni (conducte) și imagini ale punctelor rețelei de încălzire (centrale de încălzire, camere, puțuri de vizualizare etc.), precum și instalații de producere a căldurii. Partea de informații conține informații numerice și textuale asociate cu datele grafice.
Toate datele modelului de alimentare cu căldură, atât grafice, cât și informaționale, sunt conținute în baza de date model și, dacă este necesar, sunt afișate pe hartă folosind programele de model corespunzătoare.
O secțiune a unei scheme de alimentare cu căldură este o linie întreruptă corespunzătoare unui set de țevi între două obiecte punctuale, prin urmare, fiecare secțiune, în lista parametrilor săi, conține coduri ale punctelor finale. Pachetele sunt afișate pe hartă ca linii întrerupte de diferite grosimi și culori.
Introducere manuală.
A fost dezvoltat un program pentru formarea manuală a unei rețele de alimentare cu căldură din hârtie și corectarea ulterioară a acesteia.
Atenția principală a fost acordată ușurinței introducerii, de aceea pictogramele sunt folosite pentru afișarea obiectelor punctuale (cu excepția clădirilor), a căror instalare pe hartă se face prin două clicuri de mouse (prin selectarea unei pictograme din listă). și făcând clic pe hartă). În plus, pictogramele vă permit să utilizați elemente complexe grafic de afișare a obiectelor, ceea ce mărește conținutul lor informațional. O comoditate suplimentară este creată de faptul că utilizatorul însuși poate selecta, înlocui și adăuga pictograme.
Secțiunile sunt stabilite prin marcarea punctelor finale pe hartă sau în bază (în lista de obiecte), după care sunt conectate automat printr-o linie dreaptă. În plus, prin deformarea acestei linii pe hartă, se stabilește configurația ei adevărată.
Introducerea caracteristicilor „informațiilor” ale obiectului de rețea se poate face imediat după crearea acestuia, sau ulterior, pentru care trebuie să marcați acest obiect pe hartă sau în baza de date cu un clic de mouse.
Corectarea locației unui obiect punct se face prin marcarea lui și plasarea acestuia făcând clic cu mouse-ul într-un alt loc de pe hartă. În acest caz, coordonatele capetelor secțiunilor atașate acestuia sunt modificate automat în conformitate cu coordonatele obiectului.
Corectarea grafică a zonei se face prin marcarea acesteia și deformarea ulterioară a poliliniei originale.
Cu ajutorul acestui program s-a format o rețea (de la surse până la cogenerarea finală) a patru centrale termice ale Întreprinderii nr. 2 TS și C:
RTS Babushkinskaya -1, RTS Babushkinskaya -2, RTS Otradnoe, RTS Rostokino.
Intrare din medii electronice.
O rețea sau o parte a unei rețele este formată de o altă organizație și pe o altă hartă (geo-bază). În acest caz, sarcina principală este de a transfera partea grafică a rețelei de încălzire de la un geogard la altul. Pentru această sarcină, a fost dezvoltat un program care vă permite să prindeți obiecte (recalculați coordonatele) diferitelor hărți cu o precizie foarte mare (în funcție de numărul de puncte de ancorare). Astfel, secțiunile rețelei construite pe geo-baza hărții Geo Builder au fost legate de sistemul de coordonate al hărții MosMap cu o precizie de cel puțin 5 m.
La o scară mai mare, toate obiectele din rețea sunt afișate pe hartă. Obiecte punctuale - sub formă de pictograme, obiecte liniare sub formă de linii întrerupte. Grosimea și culoarea liniilor depind de caracteristicile zonelor și de modul setat pe panoul de control. Deci grosimea liniei poate depinde de diametrul conductei, în conformitate cu scara stabilită. De asemenea, acești parametri pot fi utilizați pentru afișarea diferitelor tipuri de caracteristici calculate prin programe tehnologice.
Acest mod, în funcție de tipul de evidențiere a elementelor, la rândul său este împărțit în două etape: mai întâi, elementele sunt evidențiate sub formă de pictograme reduse, fără nume de elemente, apoi la mărire, dimensiunea pictogramelor crește (imaginea interioară a pictogramei este mai bine vizibilă, ceea ce determină tipul articolului), iar de sus este afișat numele articolului. În primul caz, structura generală a rețelei este mai bine vizibilă, în al doilea mai detaliat structura părții sale evidențiate.
Este posibil să dezactivați ieșirea articolelor. Acest mod este util pentru vizualizarea rețelei în sine, identificarea contururilor etc.
Se stabilește o conexiune duplex între toate obiectele rețelei de încălzire, evidențiate pe hartă și baza de date a rețelei, astfel încât atunci când dați clic pe orice obiect de pe hartă, orice set de caracteristici ale acestui obiect și obiectele asociate acestuia, înregistrate în baza de date, este afișată pe panoul de control. Deci pentru site nu sunt evidențiate doar caracteristicile acestuia, ci și caracteristicile punctelor finale.
De asemenea, puteți seta evidențierea pe hartă a valorilor numerice: lungimea sau diametrul secțiunilor. Datele sunt afișate direct pe secțiuni, dacă dimensiunea lor în cadru permite plasarea acestora. Pentru o scară mai mică, puteți folosi modul de evidențiere a caracteristicilor obiectului deasupra cursorului când faceți clic pe acesta cu mouse-ul.
Determinarea caracterului incomplet al intrării în rețea este prevăzută ca una dintre sarcinile analizei rețelei. Site-urile pentru care lipsește unul sau altul set de caracteristici pot fi afișate într-o anumită culoare. Această sarcină este utilă în formarea unei rețele.
Ca informații de intrare pentru calcul, cel mai adesea se presupune că se utilizează calea de la punctul selectat la sursă. În acest sens, a fost dezvoltat un algoritm pentru găsirea unei astfel de căi (analog al metodei undelor). Calea găsită este evidențiată pe hartă și se formează un tabel pe panoul de control cu o listă de puncte și secțiuni (în ordinea secvenței lor) cu caracteristicile acestora. Caracteristicile integrale ale traseului (lungime etc.)
Rețelele de alimentare cu căldură ale unor RTS din Moscova (la scară largă)
Legarea obiectelor punctuale de o hartă electronică
Politica companiei noastre din ultimii ani a vizat în principal înlocuirea rețelelor de încălzire uzate pentru a crește fiabilitatea alimentării cu căldură a orașului. Astăzi, diametrele conductelor operate ale rețelelor de încălzire sunt în intervalul de la 100 la 500 mm.
Majoritatea rețelelor de încălzire din izolația din vată minerală sunt așezate în canal. Dar condițiile de exploatare a conductelor de canal din orașul nostru nu sunt satisfăcătoare, mai ales în partea centrală. Acest lucru se datorează mai multor motive principale: apele subterane sunt situate foarte aproape și sunt destul de corozive; sunt multe zone joase și mlaștine în oraș; o cale ferată electrificată străbate orașul. Din păcate, în orașul Zheleznodorozhny există locuri în care practic nu există canalizare de furtună și, de fapt, canalele rețelelor noastre de încălzire acționează adesea ca elemente ale acestui sistem de canalizare. Într-una din părțile orașului - pe malul înalt al râului. Pekhorka - solurile sunt nisipoase și condițiile pentru așezarea canalelor sunt bune - canalele rețelelor de încălzire sunt uscate. Dar, din păcate, aceasta este o parte foarte mică a orașului Zheleznodorozhny și, în consecință, ponderea rețelelor de încălzire „normale” pentru așezarea conductelor este, de asemenea, mică.
În ultimii ani, pentru a îmbunătăți fiabilitatea alimentării cu căldură a orașului, în primul rând în partea centrală, Compania refuză să folosească așezarea canalului de conducte ale rețelelor de încălzire și trece în principal la așezarea conductelor fără canal în izolație din spumă poliuretanică, la Isoproflex- țevi de polietilenă reticulate de tip și țevi de tip „Kasaflex” (fabricate de compania „Polymerteplo Group”, Moscova).
Până în prezent, aproximativ 30 km de țevi au fost așezate în izolație din spumă poliuretanică în calcul cu două țevi. Am început să folosim tehnologia așezării țevilor fără canal în spumă poliuretanică în urmă cu mai bine de 15 ani. Țevile preizolate și elementele pentru ele în izolație cu spumă poliuretanică sunt achiziționate de OOO „Rețele de încălzire în Zheleznodorozhny” de la o întreprindere situată în orașul Zheleznodorozhny, ceea ce ne permite să efectuăm relocarea rețelelor de încălzire într-un timp foarte scurt datorită executarea rapidă a comenzilor de către producător. Uneori, la înlocuirea secțiunilor de conducte pe care le-am moștenit de la diverse departamente, Enterprise nu are nici măcar documentație tehnică pentru acestea. Prin urmare, obținem o imagine reală imediat după deschiderea secțiunii rețelelor de încălzire așezate în canal. Și din nou, prezența unui furnizor local de țevi în izolație cu spumă PU ne ajută să efectuăm rapid această înlocuire (de exemplu, la izolarea structurilor complexe din punct de vedere geometric), deoarece livrarea țevilor preizolate și a elementelor acestora în izolație cu spumă poliuretanică durează minim.
Nu folosim țevi în izolația PPM și nu pentru că în ceea ce privește manopera și caracteristicile tehnice acestea diferă cumva de țevile în izolația cu spumă poliuretanică, ci pentru că ne este mai convenabil să lucrăm cu un producător de țevi din spumă poliuretanică, care este situat în imediata apropiere a întreprinderilor noastre.
În timpul funcționării țevilor în izolație cu spumă poliuretanică, nu au apărut situații de urgență asupra acestora. Au existat unele avarii mecanice la izolația din spumă PU cauzate de incendii la intrarea în case, avarii în timpul săpăturilor, dar firește conductele din izolația din spumă PU nu s-au defectat niciodată. Acest lucru se datorează nu numai calității țevilor în sine, ci și culturii așezării lor. Pentru a obține calitatea cerută a așezării țevilor în izolație cu spumă poliuretanică, a trebuit să lucrăm foarte mult timp și cu minuțiozitate cu antreprenorii noștri, deoarece cerințele pentru pozarea acestor conducte sunt mult mai stricte decât pentru pozarea conductelor în izolație cu vată minerală. Numai dacă sunt îndeplinite toate cerințele prevăzute în documentația tehnică și de reglementare relevantă pentru așezarea de înaltă calitate a țevilor preizolate în izolație din spumă poliuretanică, putem garanta o durată lungă de viață a acestora.
Folosim tevi Casaflex de aproximativ 4 ani. O țeavă de acest tip este o țeavă flexibilă cu o temperatură de funcționare de până la 130 ° C. Tubul interior este ondulat și realizat din oțel inoxidabil. PPU într-o manta de hidroizolatie din polietilena este folosit ca izolatie termica. De regulă, conductele Casaflex sunt echipate cu un sistem de monitorizare la distanță on-line. Aceste țevi funcționează cu noi pe diagramele de temperatură 115/70 și 130/70 OC. Singura problemă este costul lor ridicat; Nu am avut alte intrebari legate de montarea si functionarea tevilor Casaflex. Utilizarea țevilor de acest tip este deosebit de importantă în secțiunile dificile ale rețelelor de încălzire (cu geometrie complexă a poșei).
Prezența sistemului UEC pe conducte în izolație cu spumă poliuretanică este o parte integrantă a acestei tehnologii. În ultimii 2 ani, am lucrat activ la conversia citirilor din toate secțiunile locale ale conductelor rețelelor de încălzire în izolație din spumă poliuretanică, echipată cu sistem UEC, în camera de control.
Problema „duratei de viață” reduse a conductelor de alimentare cu apă caldă, ca și cea a multor organizații de furnizare a căldurii, este una dintre principalele probleme ale Companiei. Înainte de apariția pe piață a țevilor din polietilenă reticulata, am așezat mai multe secțiuni de rețele de încălzire din țevi inoxidabile în izolație din spumă poliuretanică. Singura problemă care a apărut la aceste conducte într-unul din tronsoanele cu lungimea de 150-200 m a fost cauzată de o defecțiune la instalație, deoarece electrozii greșiți au fost folosiți în timpul sudării și îmbinările „curgeau” după un timp. În urmă cu aproximativ 10 ani, am așezat mai multe secțiuni de țevi emailate pentru alimentarea cu apă caldă, nu au apărut probleme în timpul funcționării acestora. Lungimea totală a țevilor din oțel inoxidabil și emailate astăzi este de aproximativ 2 km în termeni de două conducte.
De 7 ani folosim tevi din polietilena reticulata de tip "Isoproflex". În funcționare, nici cu ei nu au fost probleme, însă, a existat un caz curios - la intrarea în casă de la subsol, „fără adăpost” a dat foc unei țevi, în urma căreia intrarea a ars. Acum, pentru a preveni eventualele repetări ale unor astfel de situații, intrările sunt „închise”.
Singurul dezavantaj (deși sperăm că temporar) al tehnologiei de fabricare a țevilor XLPE este că diametrul maxim al acestor țevi este de doar 160 mm. Deci, de exemplu, avem o secțiune a conductei ACM cu un diametru de 219 mm și o lungime de aproximativ 200 m, deoarece polietilena reticulata în acest caz nu poate fi folosită (din motivul de mai sus), anul acesta am decis să achiziționați și instalați țevi din fibră de sticlă cu diametrul corespunzător.
De mulți ani, Compania efectuează teste hidraulice și de temperatură pe toate rețelele de încălzire. Folosim în mod activ instalații de protecție electrochimică a conductelor împotriva curenților vagabonzi, datorită prezenței unui număr mare de căi ferate în interiorul orașului. Folosim detectoare de scurgeri acustice și camere termice pentru a detecta scurgerile.
La sfârșitul anului 2007, la una dintre reuniuni ale Ministerului Locuinței și Serviciilor Comunale din Regiunea Moscova, s-a decis testarea a două metode de diagnosticare a rețelelor de încălzire la întreprinderile de furnizare a căldurii din Regiunea Moscova: metoda de diagnosticare acustică (OOO NPK Kurs-OT, Moscova) și metoda tomografiei magnetice ( STC „Transkor-K”, Moscova).
Folosim metoda diagnosticului acustic de aproximativ 6 ani iar acuratețea rezultatelor acesteia pe rețelele de încălzire sondate de noi este de 70-75%. Până acum, rezultatele acestor lucrări au fost folosite pentru a obține o concluzie cu privire la necesitatea reinstalării conductelor pe amplasament. Acum, pe baza faptului că diagnosticele identifică locurile cele mai periculoase, s-a decis efectuarea de gropi și lucrări de reparații locale corespunzătoare în locurile cu defecte critice în timpul verii. Acest lucru ne va permite să reducem numărul de accidente și să prelungim durata de viață a acestora în tronsoanele de conducte pe care nu le putem reloca în acest an.
Metoda tomografiei magnetice este nouă și neexplorată pentru noi. Din păcate, această metodă de diagnosticare și-a arătat ineficacitatea completă într-una dintre secțiunile noastre de conducte (250 mm în diametru, aproximativ 1 km lungime). După diagnosticarea locului, a fost efectuată o autopsie, care a arătat rezultate care nu coincid absolut cu rezultatele diagnosticului, adică. totul era exact invers.
În ultimii ani, volumul de înlocuire a rețelelor de încălzire în Zheleznodorozhny a crescut semnificativ. În primul rând, mulțumită implementării Programului de îmbunătățire a orașului Zheleznodorozhny, realizat de Administrația orașului în ultimii 3-4 ani. Administrația orașului a luat o decizie absolut corectă: înainte de amenajarea teritoriului, este necesară înlocuirea tuturor comunicațiilor care sunt subterane. În 2009 acest program a fost suspendat, dar sperăm ca în viitorul apropiat să fie continuat.
Clasificarea sistemelor de alimentare cu căldură și a sarcinilor termice
Combustibil, compoziția și caracteristicile tehnice ale combustibilului. Conceptul de combustibil echivalent, putere calorică mai mare și mai mică
Combustibili naturali și artificiali
Combustibilii energetici sunt substanțe inflamabile care sunt fezabile din punct de vedere economic pentru a genera căldură și energie electrică.
Toți combustibilii pot fi clasificați ca naturali sau artificiali. Combustibilii naturali includ combustibilii organici 1 extrași direct din intestinele pământului. Acestea sunt cărbune, turbă, șist, petrol, gaze naturale. Combustibilii artificiali se obțin ca urmare a prelucrării combustibililor naturali la întreprinderile de gaz, rafinarea petrolului, metalurgie. Combustibilii artificiali sunt cocs, semi-cocs, furnal, cuptor de cocs, gaze generatoare, gaz de piroliză a uleiului și păcură.
Combustibilii fosili naturali sunt resurse energetice neregenerabile, neregenerabile și neregenerabile în era geologică actuală. O trăsătură distinctivă a surselor de energie neregenerabile (cărbune, petrol, gaze) este potențialul lor energetic ridicat și disponibilitatea relativă și, în consecință, fezabilitatea extracției.
Cele mai mari resurse energetice ale combustibililor fosili sunt concentrate în cărbune. Rezervele geologice totale prognozate de cărbune tare și de cărbune brun sunt de 6000 ... 15OOO miliarde de tone de combustibil standard (tce). Resursele geologice de petrol din lume sunt de 20-30 de ori mai mici decât cărbunele, ele se ridică la 286 ... 515 miliarde t.t. Resursa de gaze naturale de pe Pământ este estimată la 177 ... 314 miliarde de tone echivalent combustibil.
În ciuda rezervelor aparent destul de semnificative de combustibili fosili, consumul acestora este în prezent atât de mare încât, chiar și cu nivelul actual de utilizare a oricăruia dintre combustibili, perspectiva epuizării acestora este vizibilă în viitorul apropiat. În acest sens, tehnologiile energetice inovatoare care asigură producția ecologică și economisirea resurselor energetice, consumul echilibrat al acestora capătă o importanță deosebită.
Combustibilii solizi fosili provin din organisme vegetale și animale. În funcție de materialul sursă și de condițiile de transformare chimică, acestea se împart în humice, sapropelite și mixte.
Combustibilii humus au fost formați în principal din plante multicelulare moarte. Materia organică a acestor plante a suferit descompunere în condiții de acces limitat la aer, drept urmare s-a transformat în humus - humus.
Combustibilii sapropeliți s-au format din rămășițele plantelor inferioare (alge) și ale microorganismelor animale, care, pe lângă fibre, conțin o cantitate semnificativă de proteine, grăsimi și ceară. Când s-au descompus sub apă fără acces la aer, aceste reziduuri s-au transformat în nămol putrefactiv - sapropel, din care a avut loc ulterior formarea combustibilului solid fosil.
În condițiile opririi complete a accesului aerian și cu participarea bacteriilor, humusul a suferit modificări ulterioare și s-a transformat în combustibil fosil. Atât plantele foarte organizate, cât și microorganismele au jucat un rol semnificativ în formarea combustibililor solizi fosili amestecați.
În funcție de „epoca chimică” (perioada de timp în care au avut loc transformări chimice în masa combustibilului), se disting trei etape de formare a combustibililor solizi fosili:
Turba, adică asociat cu formarea turbei;
Cărbune brun - perioada în care turba se transformă în cărbune brun;
Cărbune - cea mai lungă perioadă de transformări chimice cu formarea cărbunelui și antracitului.
Turba este cel mai tânăr combustibil solid fosil din punct de vedere al vârstei chimice. Aparține combustibilului formării humusului și este un produs al descompunerii incomplete a reziduurilor vegetale sub apă.
Locurile de formare a turbei sunt în principal mlaștini acoperite.
După metoda de extracție, se disting turba măcinată și măcinată. Turba bulgăre este obținută sub formă de cărămizi standard prin metode de formare a mașinii și exploatare hidraulică. Turba măcinată este un pesmet de turbă cu dimensiuni cuprinse între 0,5 și 25 mm sau mai mult, obținut în timpul extracției turbei printr-o metodă de măcinare. Datorită puterii sale calorice scăzute și rezistenței mecanice scăzute, turba este un combustibil local care trebuie utilizat în vecinătatea locurilor sale de extracție.
Cărbunii bruni, după gradul de carbonizare, ocupă un intermediar
poziția exactă între turbă și cărbune. Cărbunii bruni proaspăt extrași conțin 20 până la 55% umiditate, conținut de cenușă
în ele variază foarte mult - de la 7 la 45%. Cărbuni bruni
caracterizat prin instabilitate termică, duritate mică
durabilitate și rezistență mecanică scăzută. Au o cale
intemperii în aer, transformându-se în cărbune mic,
și sunt foarte predispuse la oxidare și ardere spontană în timpul depozitării.
Datorită balastului semnificativ și puterii calorice scăzute
transportul pe distanțe lungi de cărbuni brun nu este rentabil, așa că sunt folosiți
folosit ca combustibil local.
Cărbunii bituminoși sunt produsul unei transformări mai complete a materialului organic original. Spre deosebire de cărbunii bruni, ei conțin mai mult carbon și mai puțin hidrogen și oxigen. Cărbunii bituminoși au o higroscopicitate mai mică, o densitate mai mare și rezistență mecanică și o rezistență chimică mai mare. Cărbunii bituminoși sunt extrași prin minerit și metode deschise. Acestea sunt transportate în principal pe calea ferată.
Pentru îmbunătățirea utilizării industriale, combustibilii solizi sunt supuși unor metode de prelucrare fizico-mecanice (îmbogățire, sortare, uscare, pulverizare și brichetare) și fizico-chimice (semi-cocsificare și cocsificare).
Cărbunele fosil este supus valorificării - îndepărtarea rocilor sterile, separarea mineralelor în vederea creșterii conținutului de carbon. Ca urmare, conținutul de balast și impurități nocive (conținut de sulf, umiditate și cenușă) din cărbune scade, iar căldura de ardere a acestuia crește.
Scopul sortării cărbunilor este de a împărți cărbunele extras din măruntaiele pământului în grade separate, în funcție de dimensiunea pieselor. Amenzile sortate și sortarea îmbogățirii, care nu sunt utilizate în scopuri tehnologice, sunt utilizate ca combustibil energetic. Este supus măcinării ulterioare până la o stare pulverizată sau brichetare.
Pregătirea prafului este procesul de transformare a combustibilului cocoloși într-o stare pulverizată, deoarece arderea combustibilului în stare pulverizată face posibilă utilizarea economică a combustibililor de calitate scăzută (cărbune brun, cenușă de antracit, turbă, șisturi bituminoase, deșeuri de preparare a cărbunelui) .
Brichetarea constă în faptul că finele de combustibil (lignit și cărbuni bituminoși, turbă măcinată, rumeguș etc.) sunt presate în bucăți de formă obișnuită - brichete. Cu o astfel de preparare a combustibilului, brichetele sunt arse în cuptoare pe grătare cu pierderi mai mici.
Uleiul este un lichid uleios inflamabil extras din intestinele pământului. Conform conceptelor moderne, petrolul este de origine organică; se crede că substanța inițială (părinte) pentru formarea petrolului a fost resturile fosile de origine vegetală și animală din locurile străvechilor mări de mică adâncime. Acumulându-se pe fundul mării și amestecându-se cu substanțe minerale, aceste reziduuri au format straturi groase de sedimente mâloase, în care, sub influența oxigenului, a bacteriilor și a microorganismelor, materia organică s-a descompus cu formarea de produse lichide și gazoase stabile din punct de vedere chimic. Acestea din urmă s-au acumulat treptat în straturile de roci sedimentare și sub influența temperaturii crescute a acestor straturi, presiunea și catalizatorii naturali au suferit transformări chimice ulterioare odată cu formarea petrolului.
Uleiul se află în intestinele pământului în rocile sedimentare poroase
(gresii, calcare etc.), formând rezervoare de petrol, situate
așezat la o adâncime de 5000 m și mai mult. În aceste straturi se găsește ulei
impreuna cu apa si gazul ocupand densitatea mediei
zona nudă deasupra apei. Acumulările de gaze sunt în vârf
straturi.
Petrolul se produce prin forarea sondelor - lucrari verticale cu diametrul de 0,15 ... 0,25 m, prin care patrunde pe suprafata pamantului. Uleiul este extras din rezervor într-unul din trei moduri: fântână, compresor (lift de gaz) și pompare în fundul puțului.
Metoda fântânii este utilizată în perioada inițială de funcționare a puțului. În acest caz, petrolul din formațiune prin puț este împins sub presiunea gazelor petroliere care ating 20 MPa. În timp, după încetarea curgerii naturale, uleiul este recuperat prin compresor sau pompare.
În metoda compresorului, două șiruri de țevi sunt coborâte în puț. Aerul sau gazul uleios este pompat prin canalul inelar dintre ele de către compresor la presiune ridicată. Amestecarea cu ulei, aer (sau gaz) scade densitatea acestuia, ca urmare, uleiul sub suprapresiune a formațiunii se ridică prin conducta interioară la suprafață.
Metoda de pompare în foră constă în faptul că, datorită j, extragerea petrolului din formațiune se realizează cu ajutorul unei pompe coborâte în puț la nivelul zăcământului de petrol.
Uleiul extras, după deshidratarea și desalinizarea lui, este supus prelucrării în vederea obținerii unor produse valoroase din punct de vedere tehnic - combustibili lichizi, uleiuri lubrifiante și speciale, solvenți, detergenți, coloranți, materiale plastice etc.
Distingeți între metodele fizice și chimice de rafinare a petrolului.
LA fizic includ distilarea directă sau fracționată a uleiului, pentru a chimic- diferite tipuri de procese de cracare.
Distilarea directă sau fracționată este procesul de extracție a constituenților (fracțiilor) din ulei. Distilarea uleiului este încălzirea acestuia la presiunea atmosferică până la fierbere, evaporarea parțială, selectarea și condensarea vaporilor rezultați. În urma distilării uleiului, se obțin produse petroliere ușoare (distilate) și produs rezidual - păcură. După o purificare corespunzătoare, din distilate se obțin produse comerciale: benzină, nafta, kerosen, motorină și motorină. Pacura obtinuta din distilarea uleiului isi gaseste intrebuintari diverse in functie de calitatea sa. Păcurele cu conținut ridicat de sulf sunt folosite ca combustibil pentru cazane. Transportul petrolului se realizează fie prin conducte petroliere, fie în rezervoare pe calea ferată.
Gazele naturale se acumulează în rocile scoarței terestre, formând strate purtătoare de gaze. Astfel de roci sunt structuri poroase (gresii, calcare etc.). Straturile purtătoare de gaze sunt limitate de sus și de jos de roci impermeabile la gaze.
Pentru producția de gaze, puțurile sunt forate până la formațiunea purtătoare de gaze. În acest caz, se folosesc aceleași metode de forare a puțurilor ca și în producția de petrol.
Caracteristicile termice ale combustibilului
Compoziția combustibilului. Cea mai importantă caracteristică a combustibilului, care determină o serie de indicatori utilizați pentru analiza proceselor care au loc în diferite instalații care utilizează combustibil, este compoziția combustibilului. Calitatea combustibilului solid sau lichid ca sursă de energie termică este în mare măsură determinată de compoziția sa elementară. Principalul component combustibil al acestor combustibili este carbonul. La arderea completă a 1 kg de carbon, se eliberează 34,4 MJ de căldură. Conținutul său în masa combustibilă a diferitelor tipuri de combustibil variază în limite largi (de la 50 în lemn la 95% în antracit); prin urmare, carbonul asigură ponderea predominantă a degajării de căldură a combustibilului.
A doua cea mai importantă componentă combustibilă este hidrogenul, arderea a 1 kg din care eliberează 119 MJ de căldură. Conținutul de hidrogen din masa combustibilă a combustibililor solizi și lichizi variază de la 2 (antracit) la 10,5% (pacură).
Sulful combustibil (organic și pirita), care face parte din combustibilii solizi și lichizi, este oxidat în timpul arderii combustibilului cu formarea de dioxid de sulf S0 2. În acest caz, se eliberează 9,3 MJ / kg S de căldură, ceea ce este semnificativ mai mic decât în timpul arderii hidrogenului și carbonului. Conținutul de sulf în masa combustibilă a combustibililor solizi și lichizi variază de la 0,5 la 7, în șisturile bituminoase până la 15%. Dioxidul de sulf gazos format în timpul arderii sulfului este toxic (periculos pentru viața în mediu), precum și coroziv, ducând la coroziune intensă a elementelor metalice ale instalațiilor care utilizează combustibil.
Oxigenul și azotul sunt balastul intern al combustibilului, deoarece prezența lor reduce conținutul principalelor Elemente combustibile din combustibil - carbon și hidrogen. Conținutul de oxigen al combustibilului scade pe măsură ce vârsta geologică a combustibilului crește.
Cenușa și umiditatea sunt balast extern de combustibili solizi și lichizi. O creștere a conținutului de cenușă și umiditate în masa de lucru a combustibilului duce la o scădere corespunzătoare a părții sale combustibile și, prin urmare, la o scădere a generării de căldură în timpul arderii combustibilului.
Combustibil de cenușă. Reziduul mineral incombustibil format din impuritățile combustibilului în timpul arderii este cenușa. Conținutul de impurități minerale din combustibilii solizi variază foarte mult, însumând 1 ... 2% în combustibilul lemnos, 10 ... 40% în cărbune, până la 70% în șisturile bituminoase și până la 1% în combustibilul lichid.
În timpul arderii, impuritățile minerale pot trece de la o stare solidă la una lichidă, formând o soluție numită zgură. O caracteristică importantă a cenușii este fuzibilitatea sa. În condiții de laborator, fuzibilitatea cenușii se determină prin încălzirea într-un cuptor electric în atmosferă semi-reducătoare (60% CO și 40% CO 2 ) a unei piramide de dimensiuni standard formată dintr-o probă fin zdrobită de cenușă de testare. Temperatura la care piramida începe să se îndoaie spontan sau vârful ei se rotunjește se numește temperatura de debut a deformării cenușii. Temperatura la care vârful piramidei se înclină spre baza sa se numește temperatura de înmuiere a cenușii t 2. Temperatura de început a stării de topire lichidă corespunde temperaturii la care piramida de cenușă se întinde pe suport.
În funcție de caracteristicile de fuzibilitate a cenușii, combustibilii solizi sunt împărțiți în trei grupe: cu cenușă cu punct de topire scăzut (t 3< 1350 °С), с золой средней плавкости (t 3 = 1350... 1450°С) с тугоплавкой золой (t 3 >1450 ° C). Conținutul crescut de cenușă în combustibil reduce indicatorii tehnici și economici ai centralelor de cazane prin creșterea costurilor de îndepărtare a zgurii și cenușii, curățarea suprafețelor de încălzire de contaminare, curățarea gazelor, precum și prin creșterea pierderilor de căldură cu zgură și cenușă.
Umiditatea combustibilului. În combustibilii solizi, se obișnuiește să se facă distincția între umiditatea externă și cea internă.
Sursele de umiditate externă sunt apele de suprafață și subterane, umiditatea atmosferică, care în timpul transportului și depozitării combustibilului își hidratează suprafața, pătrund în capilare și pori, care sunt dezvoltate în special în turbă și cărbune brun. Umiditatea externă poate fi îndepărtată prin uscarea combustibilului (de obicei la o temperatură de aproximativ 105 ° C).
Umiditatea internă include umiditatea coloidală și hidratată (hidrat cristalin). Umiditatea coloidală este distribuită uniform în întreaga masă de combustibil, iar cantitatea acesteia depinde de natura chimică și compoziția combustibilului.
Când este depozitat în aer, combustibilul plin de apă pierde, iar combustibilul uscat câștigă umiditate. Combustibilul cu umiditate stabilită în condiții naturale se numește uscat la aer.
O creștere a umidității duce la scăderea căldurii de ardere a combustibilului, la creșterea volumului produselor de ardere și, în consecință, la scăderea temperaturii de ardere. Ca urmare, randamentul unității cazanului scade și consumul de combustibil crește. Umiditatea ridicată înrăutățește fluiditatea combustibilului, iar iarna duce la înghețarea acestuia, ceea ce complică brusc condițiile de transport și utilizare a combustibilului.
Căldura de ardere a combustibilului. Pentru a caracteriza calitatea combustibilului, se utilizează un indicator precum căldura de ardere a combustibilului - aceasta este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a 1 kg de combustibil solid sau lichid (dimensiunea MJ / kg) sau 1 m 3 de combustibil gazos (MJ/m 3).
În combustibilii solizi și lichizi, elementele combustibile sunt parte integrantă a compușilor care sunt complecși și diferiți în structura lor chimică și nu este posibil să se țină cont de toată diversitatea acestor compuși. Este imposibil să se calculeze cu exactitate căldura de ardere a combustibililor, prin urmare, acest indicator pentru combustibili solizi și lichizi specifici este determinat experimental. În acest scop, o probă de combustibil este arsă într-o atmosferă de oxigen la presiune ridicată într-un vas special (bombă calorimetrică) și cantitatea de căldură eliberată în timpul acesteia este determinată cu ajutorul unui calorimetru de apă.
În condiții reale, produsele de ardere a combustibililor sunt copleșitoare
în cele mai multe cazuri, ele lasă centralele de cazane la o temperatură
temperatura mai mare decât temperatura la care
condensarea vaporilor de apa continuti in acestea, i.e. de mai sus
temperatura punctului de rouă. În acest caz, căldura de condensare în
aburul nu este util și nu este folosit în calculele termice
luat in considerare.
Cocs de combustibil solid și volatil. Toți combustibilii solizi, atunci când sunt încălziți fără acces la aer, suferă descompunere termică cu eliberarea de gaze inflamabile (CO, H 2 etc.) și neinflamabile (N 2, 0 2, CO 2, H 2 0). Gazele degajate sunt determinate colectiv de eliberarea de substanțe volatile. Reziduul solid care se formează după eliberarea substanțelor volatile se numește cocs. Cocsul conține carbon și impurități minerale calcinate (cenuşă). Eliberarea de substanțe volatile se referă de obicei la masa combustibilă a combustibilului și este desemnată K g. Eliberarea de substanțe volatile și proprietățile reziduului de cocs sunt caracteristici termotehnice importante ale combustibilului, care determină condițiile de organizare a arderii acestuia.
Substanțele volatile joacă un rol esențial în aprinderea combustibilului și în fazele inițiale ale arderii, de exemplu. determină în mare măsură reactivitatea combustibililor solizi (capacitatea lor de a se aprinde și arde).
Pe măsură ce vârsta geologică a combustibililor solizi naturali crește, eliberarea de substanțe volatile scade, dar crește conținutul relativ de componente combustibile din compoziția lor. În același timp, crește temperatura de început a eliberării volatilelor.
Secțiunea 5. Furnizare de căldură.
În funcție de locația sursei de căldură în raport cu consumatorii, sistemele de alimentare cu căldură se împart în:
Descentralizat a) individual;
Electric.
b) local; -centralizat.
În sistemele descentralizate, sursa de căldură și radiatoarele consumatorilor sunt fie combinate într-o singură unitate, fie plasate atât de aproape încât transferul de căldură de la sursă la radiatoarele se poate realiza practic fără o legătură industrială - o rețea de căldură.
În sistemele individuale, alimentarea cu căldură pentru fiecare cameră este asigurată dintr-o sursă separată.
În sistemele locale, căldura este furnizată fiecărei clădiri dintr-o sursă de căldură separată.
În sistemele de termoficare, sursa de căldură și receptoarele de căldură ale consumatorilor sunt amplasate separat, adesea la o distanță considerabilă, astfel încât căldura este transferată prin rețelele de căldură.
Centralizat de la: a) CET; b) camerele cazanelor.
În funcție de gradul de centralizare, sistemul de termoficare poate fi împărțit în:
Grup (furnizare de căldură dintr-o singură sursă a unui grup de clădiri);
District;
Oraș;
Intergorodskoe.
Procesul de termoficare constă din trei etape succesive:
1. Pregătirea lichidului de răcire.
2.Transportul lichidului de răcire.
3. utilizarea vehiculului de căldură.
Sarcinile termice pot fi împărțite în două grupe:
Sezonier;
Pe tot parcursul anului.
Sarcina sezonieră depinde de condițiile climatice. Aceasta include încălzirea, ventilația și aerul condiționat.
Sarcina pe tot parcursul anului - sarcina de proces și sarcina de alimentare cu apă caldă.
O rețea de căldură este o structură complexă de inginerie și construcție utilizată pentru a transporta căldură folosind un purtător de căldură (apă sau abur) de la o sursă (CHP sau centrală termică) pentru a încălzi consumatorii.
Apă caldă este furnizată în mediul urban de la colectoarele de alimentare directă cu apă a CET cu ajutorul conductelor principale de căldură. Conductele de căldură trunchiului au ramificații, la care cablurile intra-sferice sunt conectate la punctele de încălzire centrală (CHP). Echipamentul de schimb de caldura cu regulatoare este amplasat in centrala termica, care asigura alimentarea cu apa calda a apartamentelor si spatiilor.
Pentru a crește fiabilitatea furnizării de căldură, rețelele de încălzire ale CET-urilor și cazanelor învecinate sunt conectate prin jumperi cu supape de închidere, care fac posibilă furnizarea de căldură în caz de accidente și revizii ale secțiunilor individuale ale rețelelor de încălzire și surse de alimentare cu căldură. Astfel, rețeaua de încălzire a orașului este un complex complex de conducte de căldură, surse de căldură și consumatorii săi.
Conductele de căldură pot fi subterane și supraterane.
Conductele de căldură supraterane sunt de obicei așezate prin teritoriile întreprinderilor industriale și zonelor industriale care nu sunt supuse dezvoltării, atunci când sunt traversate un număr mare de șine de cale ferată, de exemplu. peste tot, unde fie aspectul nu tocmai estetic al conductelor termice nu joacă un rol important, fie accesul la inspecția și repararea conductelor termice este dificil. Conductele de căldură supraterane sunt mai durabile și mai potrivite pentru reparații.
În zonele rezidențiale, din motive estetice, se utilizează așezarea subterană a conductelor de căldură, care pot fi fără canale și conducte.
La așezarea fără canale, secțiunile conductei de căldură sunt așezate pe suporturi speciale direct la fundul canalelor de sol săpate, îmbinările sunt sudate între ele, protejate de efectele unui mediu agresiv și acoperite cu pământ. Așezarea fără canale este cea mai ieftină, cu toate acestea, conductele de căldură suferă o sarcină externă de la sol (adâncirea conductei de căldură ar trebui să fie de 0,7 m), sunt mai susceptibile la efectele unui mediu agresiv (sol) și sunt mai puțin întreținute.
În așezarea conductelor, conductele termice sunt amplasate în canale din elemente prefabricate din beton armat fabricate în fabrică. Cu o astfel de așezare, conducta de căldură este descărcată de acțiunea hidrostatică a solului, se află în condiții mai confortabile și este mai accesibilă pentru reparații.
Figura 5.2.1. Colector urban pentru conducte termice din elemente volumetrice
În măsura în care este posibil accesul la conductele de căldură, canalele sunt împărțite în travers, semi-travers și non-traversant. În pasajele (Fig. 5.2.2), pe lângă conductele de alimentare și retur a apei din rețea, sunt amplasate conducte de apă de apă potabilă, cabluri de alimentare etc. Acestea sunt cele mai scumpe canale, dar și mai fiabile, deoarece vă permit să organizați constant acces ușor pentru revizii și reparații, fără a deranja suprafețele drumurilor și trotuarele. Astfel de canale sunt echipate cu iluminare și ventilație naturală.
Figura 5.2.2. Canal fără trecere: 1 - bloc de perete, 2 - bloc de podea, 3 - pregătire beton
Canalele netrecătoare (Fig. 5.2.2) vă permit să plasați numai conductele de alimentare și retur de căldură, pentru acces la care este necesar să rupeți stratul de sol și să îndepărtați partea superioară a canalului. Majoritatea conductelor de căldură sunt așezate în canale netrecătoare și fără canale.
Conductele semiforate (Fig. 5.2.3) sunt construite în cazurile în care este necesar un acces constant, dar rar, pentru a încălzi conductele. Canalele semiforate au o înălțime de cel puțin 1400 mm, ceea ce permite unei persoane să se deplaseze în el în stare îndoită, efectuând inspecții și reparații minore ale izolației termice.
Figura 5.2.3. Semiforat din beton armat
Cel mai mare pericol pentru conductele de încălzire este coroziunea suprafeței exterioare, care apare din cauza efectului oxigenului care vine din sol sau atmosferă împreună cu umiditatea; catalizatori suplimentari sunt dioxidul de carbon, sulfații și clorurile, care sunt întotdeauna prezenți în cantități suficiente în mediu. Pentru a reduce coroziunea, conductele de căldură sunt acoperite cu izolație multistrat, care asigură o absorbție scăzută de apă, permeabilitate scăzută la aer și o bună izolare termică.
Cel mai pe deplin această cerință este îndeplinită de o structură formată din două țevi - oțel (conductor de căldură) și polietilenă, între care este plasată o structură polimerică celulară din spumă poliuretanică. Acesta din urmă are o conductivitate termică de trei ori mai mică decât materialele termoizolante convenționale.
Rețelele de căldură sunt sisteme utilizate pentru a transfera căldură din apă caldă sau abur folosind conducte de la o sursă de energie către un consumator, după care lichidul de răcire curge din nou către dispozitivul de regenerare. Un astfel de ciclu permite distribuirea corectă a căldurii către toate punctele de consum cu control constant al presiunii în rețea.
Orez. Rețele de inginerie externe. Rețea de încălzire.
La proiectarea unei rețele de încălzire, se determină sursa de alimentare cu căldură. În acest caz, se iau în considerare următorii factori:
După alegerea unei surse de căldură, proiectarea rețelelor de încălzire necesită determinarea tipului de sisteme, care sunt:
Reteaua de incalzire include:
În funcție de metoda de aplicare, rețelele de încălzire sunt împărțite în:
Tehnologia supraterană pentru instalarea comunicațiilor de căldură se realizează cu ajutorul țevilor din oțel și fontă. Sunt așezate pe suporturi de beton la diferite înălțimi față de sol. Această metodă este utilizată atunci când este imposibil să instalați țevi în pământ, dar pe lângă confortul de așezare, această tehnologie are un dezavantaj serios: pierderi semnificative de căldură în timpul frigului puternic.
La proiectarea rețelelor de încălzire la Moscova, este necesar să se țină cont de mai mulți factori importanți: densitatea dezvoltării urbane, rețelele de inginerie deja puse și în funcțiune și comunicațiile în curs de creare. Aceste lucrări sunt efectuate în compania noastră numai de către profesioniști cu respectarea strictă a regulilor și reglementărilor existente.
LLC „InzhGeoProekt +” are o experiență semnificativă în proiectarea rețelelor și sistemelor de încălzire a apei cu alte tipuri de purtători de căldură. Suntem pregătiți să îndeplinim planul de intrări de încălzire, distribuție și rețele principale, puncte de încălzire, precum și să pregătim documentația executivă necesară. Dezvoltările noastre parcurg toate etapele aprobării necesare în autoritățile orașului. De asemenea, ca parte a proiectării și așezării rețelelor de încălzire, putem întocmi toată documentația tehnică inițială pentru începerea instalării și apoi punem în funcțiune obiectul.
Dacă este necesar, puteți consulta în mod absolut gratuit specialistul nostru experimentat cu privire la toate problemele lucrărilor preliminare și costul acestora.
Documente necesare pentru proiectarea sistemelor termice:
O rețea de căldură este o structură complexă de inginerie și construcție utilizată pentru a transporta căldură folosind un purtător de căldură (apă sau abur) de la o sursă (CHP sau centrală termică) pentru a încălzi consumatorii.
Apă caldă este furnizată în mediul urban de la colectoarele de alimentare directă cu apă a CET cu ajutorul conductelor principale de căldură. Conductele de căldură trunchiului au ramificații, la care cablurile intra-sferice sunt conectate la punctele de încălzire centrală (CHP). Echipamentul de schimb de caldura cu regulatoare este amplasat in centrala termica, care asigura alimentarea cu apa calda a apartamentelor si spatiilor.
Pentru a crește fiabilitatea furnizării de căldură, rețelele de încălzire ale CET-urilor și cazanelor învecinate sunt conectate prin jumperi cu supape de închidere, care fac posibilă furnizarea de căldură în caz de accidente și revizii ale secțiunilor individuale ale rețelelor de încălzire și surse de alimentare cu căldură. Astfel, rețeaua de încălzire a orașului este un complex complex de conducte de căldură, surse de căldură și consumatorii săi.
Conductele de căldură pot fi subterane și supraterane.
Conductele de căldură supraterane sunt de obicei așezate prin teritoriile întreprinderilor industriale și zonelor industriale care nu sunt supuse dezvoltării, atunci când sunt traversate un număr mare de șine de cale ferată, de exemplu. peste tot, unde fie aspectul nu tocmai estetic al conductelor termice nu joacă un rol important, fie accesul la inspecția și repararea conductelor termice este dificil. Conductele de căldură supraterane sunt mai durabile și mai potrivite pentru reparații.
În zonele rezidențiale, din motive estetice, se utilizează așezarea subterană a conductelor de căldură, care pot fi fără canale și conducte.
La așezarea fără canale, secțiunile conductei de căldură sunt așezate pe suporturi speciale direct la fundul canalelor de sol săpate, îmbinările sunt sudate între ele, protejate de efectele unui mediu agresiv și acoperite cu pământ. Așezarea fără canale este cea mai ieftină, cu toate acestea, conductele de căldură suferă o sarcină externă de la sol (adâncirea conductei de căldură ar trebui să fie de 0,7 m), sunt mai susceptibile la efectele unui mediu agresiv (sol) și sunt mai puțin întreținute.
În așezarea conductelor, conductele termice sunt amplasate în canale din elemente prefabricate din beton armat fabricate în fabrică. Cu o astfel de așezare, conducta de căldură este descărcată de acțiunea hidrostatică a solului, se află în condiții mai confortabile și este mai accesibilă pentru reparații.
Figura 5.2.1. Colector urban pentru conducte termice din elemente volumetrice
În măsura în care este posibil accesul la conductele de căldură, canalele sunt împărțite în travers, semi-travers și non-traversant. În pasajele (Fig. 5.2.2), pe lângă conductele de alimentare și retur a apei din rețea, sunt amplasate conducte de apă de apă potabilă, cabluri de alimentare etc. Acestea sunt cele mai scumpe canale, dar și mai fiabile, deoarece vă permit să organizați constant acces ușor pentru revizii și reparații, fără a deranja suprafețele drumurilor și trotuarele. Astfel de canale sunt echipate cu iluminare și ventilație naturală.
Figura 5.2.2. Canal fără trecere: 1 - bloc de perete, 2 - bloc de podea, 3 - pregătire beton
Canalele netrecătoare (Fig. 5.2.2) vă permit să plasați numai conductele de alimentare și retur de căldură, pentru acces la care este necesar să rupeți stratul de sol și să îndepărtați partea superioară a canalului. Majoritatea conductelor de căldură sunt așezate în canale netrecătoare și fără canale.
Conductele semiforate (Fig. 5.2.3) sunt construite în cazurile în care este necesar un acces constant, dar rar, pentru a încălzi conductele. Canalele semiforate au o înălțime de cel puțin 1400 mm, ceea ce permite unei persoane să se deplaseze în el în stare îndoită, efectuând inspecții și reparații minore ale izolației termice.
Figura 5.2.3. Semiforat din beton armat
Cel mai mare pericol pentru conductele de încălzire este coroziunea suprafeței exterioare, care apare din cauza efectului oxigenului care vine din sol sau atmosferă împreună cu umiditatea; catalizatori suplimentari sunt dioxidul de carbon, sulfații și clorurile, care sunt întotdeauna prezenți în cantități suficiente în mediu. Pentru a reduce coroziunea, conductele de căldură sunt acoperite cu izolație multistrat, care asigură o absorbție scăzută de apă, permeabilitate scăzută la aer și o bună izolare termică.
