Система теплопостачання населеного пункту чи його частини

Реферат: Система теплопостачання населеного пункту чи його частини включає не менше однієї котельні, до кожної з яких підключена мережа теплопостачання і кожна з яких оснащена засобами контролю і управління її роботою та системами обслуговування і забезпечення водою та паливом. В котельнях встановлені твердопаливні котли довгого горіння з пристроями розпалювання. Система забезпечення котельних паливом включає склад для запасу твердого палива, засоби транспортування його до котельних та засоби завантаження палива в котли і засоби відбору з них попелу. Система теплопостачання оснащена центральним пультом моніторингу і управління, до якого лініями зв'язку підключені котельні, склад палива та транспортні засоби. UA 113488 U (54) СИСТЕМА ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ НАСЕЛЕНОГО ПУНКТУ ЧИ ЙОГО ЧАСТИНИ UA 113488 U UA 113488 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, з одного боку, належить до теплоенергетики, а з другого - комунального господарства, а більш конкретно вона належить до систем опалення та гарячого водопостачання житлових будинків, торгівельних підприємств та соціально-культурних об'єктів у містах, мікрорайонах міст або селищах міського типу. Відомо, що у сучасних містах теплопостачання споживачів здійснюється переважно від централізованих систем. У централізованих системах генерація тепла здійснюється потужними окремими джерелами (ТЕЦ або котельними), а подача теплоносія в системи теплоспоживання здійснюється по спеціальних трубопроводах (теплових мережах). При цьому теплові мережі мають значну протяжність та оснащені тепловими пунктами, насосними станціями, засобами автоматики і системою управління. Основним їх недоліком є значні втрати до (2(Н30) % тепла в мережах при експлуатації, причому ці втрати зростають у міру зношування мереж. Значними є також витрати на обслуговування мереж, які також зростають з часом. При новому будівництві централізованих систем, крім значних фінансових витрат на будівельні роботи, матеріали та придбання обладнання, необхідно вирішувати проблем по відведенню землі для будівництва котельні та прокладання мереж. Останніми роками, на фоні зростання ціни на теплоносії, спостерігається тенденція до все більшого розповсюдження локальних (місцевих) систем, особливо при новому будівництві та реконструкції комунального господарства, на базі автономних джерел, якими є модульні котельні, їх часто застосовують при будівництві об'єктів, у порядку так званого "ущільнення існуючої забудови". Найзручнішими для використання в локальних системах є модульні газові транспортабельні котельні, які можуть працювати в автоматичному режимі і контролюватися дистанційно без присутності персоналу та не потребують частого обслуговування. Вони не потребують для свого розміщення окремої будівлі і можуть встановлюватися на невеликій відкритій площадці безпосередньо біля споживача або групи споживачів тепла, тобто практично зникає потреба в мережі трубопроводів. В статті: С. А. Чистович. - Технологические схемы систем теплофикации, теплоснабжения и отопления [1], де у розділі 1 наведено порівняльний аналіз централізованих та децентралізованих систем теплопостачання і вказано, що локальні системи теплопостачання на основі автономних котельних дозволяють вирішити проблеми опалення міст або їх районів, як при новій забудові, так і при реконструкції існуючих систем. Основою такої локальної системи опалення є модульна автономна газова котельня, до якої підключена група споживачів тепла, сконцентрованих у одному місці недалеко один від одного. Для охоплення району міста чи всього населеного пункту встановлюється кілька котельних, відповідно до кількості споживачів та їх потреб у тепловій енергії. Газові модульні котельні не забруднюють атмосферу міст, прості в обслуговуванні та працюють під управлінням автоматизованих систем. Найближчою серед відомих, за технічною суттю та досягнутим результатом, до запропонованої є система теплопостачання [2]. Відома система виконана у вигляді модуля для опалення та гарячого водопостачання окремих будівель, чи їх групи. Вона має два і більше водогрійних котли, і є спорудою контейнерного типу. Як водогрійні котли використовуються газові автоматичні водогрійні котли потужністю 100 кВт, що живляться природнім газом низького тиску та водою з водопроводу. Даний модуль може бути складовою в системі модулів. Суттєвим недоліком описаної системи теплопостачання є те, що модульні газові котельні неможливо використати у віддалених від газових магістралей місцях. Крім цього, зростання ціни природного газу знижує інтерес до таких котелень і стає серйозним стимулом для все більшого використання твердого палива, у тому числі і у модульних котельнях. Задачею запропонованої корисної моделі є удосконалення системи теплопостачання населеного пункту чи його частини шляхом використання твердопаливних котелень та об'єднання їх єдиною системою моніторингу і керування та загальною системою забезпечення паливом. Поставлена задача вирішується тим, що у системі теплопостачання населеного пункту чи його частини, що включає не менше однієї котельні, до кожної з яких підключена мережа теплопостачання, і кожна з яких оснащена засобами контролю і управління її роботою і системами обслуговування і забезпечення водою та паливом, згідно з корисною моделлю, встановлені в котельнях твердопаливні котли довгого горіння з пристроями розпалювання, в систему забезпечення котельних паливом включити склад для запасу твердого палива, засоби транспортування його до котельних та засоби завантаження палива в котли і засоби відбору з них попелу, при цьому систему теплопостачання оснастити центральним пультом моніторингу і управління, до якого підключити котельні, склад палива та транспортні засоби. Доцільно котли виконати з вертикальною камерою горіння і з верхнім завантаженням палива та верхньою подачею повітря. 1 UA 113488 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Технічним результатом від запропонованих удосконалень є значне зменшення витрат на створення системи опалення та можливість використання доступного і дешевого твердого палива. Спільними суттєвими ознаками корисної моделі з прототипом слід вважати: Система теплопостачання населеного пункту чи його частини; Система включає не менше однієї котельні, до кожної з яких підключена мережа теплопостачання; Кожна з котелень оснащена засобами контролю і управління її роботою, системою обслуговування і забезпечення водою та паливом. Новими суттєвими ознаками корисної моделі у порівнянні з прототипом є такі: В котельнях встановлені твердопаливні котли довгого горіння; Котли оснащені пристроями розпалювання; Система забезпечення котельних паливом включає склад для запасу твердого палива, засоби транспортування його до котельних та засоби завантаження палива в котли і засоби відбору з них попелу. Запропонована система теплопостачання оснащена центральним пультом моніторингу і управління роботою котельних, складу палива та засобів транспортування. Суть винаходу пояснюється кресленнями: На Фіг. 1 зображена схема розміщення об'єктів запропонованої системи у населеному пункті. На Фіг. 2 зображена схема запропонованої системи теплопостачання населеного пункту. Запропонована система теплопостачання населеного пункту чи його частини включає модульні не менше ніж одну модульну котельну 1, до кожної з яких підключена мережа 2 теплопостачання споживачів 3. Всі котельні підключені до централізованого пульта моніторингу і дистанційного управління їх роботою, який розташований у центральному диспетчерському пункті 4. Запас палива зберігається у центральному складі 5, а доставка палива до котельних забезпечується засобами транспортування 6, наприклад автомобілями або тракторними причепами. Кожна котельня являє собою модуль із змонтованим в ньому твердопаливними котлами 7 (не менше двох) і допоміжним обладнанням та оснащена системами обслуговування і забезпечення їх водою і паливом. Кожен котел та котельня в цілому оснащена засобами контролю параметрів роботи і системою автоматичного управління котлами та котельнею для чого в котельні встановлено пульт 8. Модуль котельні являє собою зварену каркаснокоробчасту конструкцію, обшиту огороджувальними конструкціями у вигляді тришарових "сендвіч"-панелей з мінеральним негорючим утеплювачем. Котли розміщені в модулі і підключені паралельно до зовнішньої мережі опалення. При створенні запропонованої системи теплопостачання найдоцільніше використати котельню, яка захищена патентом України на корисну модель № 105539. Дана котельня оснащена твердопаливними котлами довгого горіння з вертикальною камерою горіння і верхнім завантаженням палива, які виконані згідно з патентом України на корисну модель № 105233. Котли всіх котелень оснащені пристроями розпалювання, що захищені патентом України на корисну модель № 107684. Система забезпечення котельних паливом включає центральний склад 5 з запасом твердого палива, транспортні засоби 6 для доставки палива від складу до котельних та необхідний персонал для обслуговування котелень, забезпечений засобами завантаження палива в котли і знаряддями відбору з них попелу. Всі котельні та склад за допомогою ліній зв'язку 8 підключені до центрального пульту 9 управління роботою всієї системи теплопостачання. Транспортні засоби оснащені лінією 10 мобільного зв'язку з диспетчером та персоналом, задіяним в системі забезпечення котельних паливом. До допоміжного устаткування котельні відноситься устаткування, що забезпечує автоматичну і безпечну роботу котельні відповідно до ТУ У 28.323164313.006-2001, а саме: насоси, розширювальні мембранні баки, установка водо-підготовки та пульт автоматичного управління котлами, оснащений набором датчиків, які дозволяють контролювати роботу кожного котла і котельні в цілому. Виходячи з наведеного вище видно, що споживачі тепла об'єднані у кілька груп від Г1, Γ2 і до Γn, кожна з яких приєднана до котельні і отримує від неї тепло. Система 11 забезпечення котельних паливом складається із складу палива, транспортних засобів та засобів завантаження палива в котли і засоби відбору з них попелу (будь якої придатної для цього конструкції), а також відповідний персонал. Шляхи подачі палива на фіг. 2 позначені лініями 12. В процесі роботи запропонованої системи теплопостачання населеного пункту чи його частини котельні 1 забезпечують нагрівання води за рахунок згоряння в їх котлах 7 твердого палива (вугілля, торфу, брикетів, дров, тирси, відходів деревообробки та ін.). Нагрітий теплоносій (вода) від котлів надходить до споживачів 3 по мережі 2. Запас палива зберігається 2 UA 113488 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на центральному складі 5 і у міру витрачання поповнюється шляхом централізованих закупівель. Паливо від складу доставляється транспортними засобами 6 (автомобілями) до котельних по командах, які диспетчер дає персоналу (операторам). Рішення про необхідність наповнення котлів паливом приймає диспетчер на основі інформації про стан кожного з котлів, відображеної на центральному пульті 9 у приміщенні диспетчерського пункту 4. У залежності від виду палива цикл горіння у котлі довгого горіння триває від доби до трьох діб і протягом цього часу процес проходить стабільно і не потребує корекції. При цьому параметри теплоносія, який подається споживачам підтримуються у визначених межах автоматизованою системою керування роботою кожного з котлів та кожної котельні в цілому. По закінченні кожного циклу горіння у котлах котельні диспетчер направляє транспортний засіб з паливом до котельні, а черговий оператор котельних, по команді диспетчера, очищає котли від попелу та заправляє їх паливом. Розпалювання котлів здійснюється системою управління роботою котельні або диспетчером дистанційно з центрального пульта управління котельними. При цьому диспетчер, виходячи із конкретних обставин, розпалює і вводить у роботу один або кілька котлів котельні. Таким чином, диспетчер визначає послідовність обслуговування котелень і дає команди черговому оператору котельних на їх обслуговування, водію транспортного засобу надає команди на послідовність доставки палива до котельних. При виникненні нештатних ситуацій в системі теплопостачання диспетчер виявляє це по показаннях приладів моніторингу та контролю параметрів системи на центральному пульті і визначає необхідні заходи по виправленню ситуації. При цьому він через засоби зв'язку дає команди та інструкції обслуговуючому персоналу по ліквідації нештатної ситуації. Основною перевагою запропонованої системи є використання для виробництва тепла доступного та дешевого твердого палива. Можливість розташування котельних у безпосередній близькості до споживачів тепла знімає багато проблем, що пов'язані з мережами теплопостачання. При цьому використання твердопаливних котлів довгого горіння дозволяє автоматизувати їх роботу та забезпечує можливість дистанційного керування ними. Використання пристроїв для розпалювання дає можливість вводити в роботу котли автоматично системою управління роботою котельні або дистанційно по сигналу з диспетчерської. Використання котлів з вертикальною камерою горіння і верхнім завантаженням палива спрощує і полегшує процес їх обслуговування, насамперед завантаження палива. Таким чином, запропонована система теплопостачання населеного пункту, чи його частини, має всі позитивні якості систем на природному газі, але використовує дешеве тверде паливо та не прив'язана до ліній газопостачання. Джерела інформації: прийняті до уваги 1. С.А. Чистович.- Технологические схемы систем теплофикации, теплоснабжения и отопления. Журнал "Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика.- № 7.-2007.- С. 10-26. 2. UA № 2211 по МПК - F24D 10/00 - (Прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Система теплопостачання населеного пункту чи його частини, що включає не менше однієї котельні, до кожної з яких підключена мережа теплопостачання і кожна з яких оснащена засобами контролю і управління її роботою та системами обслуговування і забезпечення водою та паливом, яка відрізняється тим, що в котельнях встановлені твердопаливні котли довгого горіння з пристроями розпалювання, система забезпечення котельних паливом включає склад для запасу твердого палива, засоби транспортування його до котельних та засоби завантаження палива в котли і засоби відбору з них попелу, при цьому система теплопостачання оснащена центральним пультом моніторингу і управління, до якого лініями зв'язку підключені котельні, склад палива та транспортні засоби. 2. Система теплопостачання населеного пункту чи його частини за п. 1, яка відрізняється тим, що твердопаливні котли виконані з вертикальною камерою горіння і з верхнім завантаженням палива. 3. Система теплопостачання населеного пункту чи його частини за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій розпалювання виконаний автоматизованим і включений до системи управління котельні. 3 UA 113488 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4