Промывка тепловых сетей: гидропневматический метод по РД 34.20.327-87

1. Что такое гидропневматическая промывка тепловых сетей и когда она нужна

1.1 Какую задачу решает промывка

1.2 Когда промывка обязательна, а когда — по ситуации

1.3 Где применяется метод: диаметры и протяжённость участков

1.4 Гидропневматическая и гидравлическая промывка — в чём разница

1.5 Гидропневматическая промывка сети и гидрохимическая очистка оборудования — сравнение

2. Кто отвечает за промывку и что нужно подготовить

2.1 Руководитель работ и рабочая программа промывки

2.2 Какие средства применяются для промывки тепловых сетей

2.3 Подготовительные мероприятия на ТЭЦ и в сети

3. Расчёт режима промывки тепловой сети

3.1 Соотношение воздух/вода m и скорость смеси V

3.2 Формулы расчёта давления и подачи компрессора

3.3 Пример расчёта режима по методике РД 34.20.327-87

4. Порядок проведения гидропневматической промывки

4.1 Заполнение сети и вывод на режим

4.2 Циклы подачи воздуха: 15–20 минут с паузами

4.2 Критерий окончания промывки — полное осветление смеси

5. Требования техники безопасности при промывке тепловых сетей

6. Часто задаваемые вопросы о промывке тепловых сетей

6.1 Обязательна ли гидропневматическая промывка тепловых сетей?

6.2 Нужна ли лицензия для промывки тепловых сетей?

6.3 Сколько времени занимает промывка одного участка?

6.4 Чем гидропневматическая отличается от гидравлической?

6.5 Можно ли промывать оба трубопровода одновременно?

6.6 Что делать, если остаются накипь или ржавчина?

6.7 Выполняет ли CIPTEC гидропневматическую промывку тепловых сетей?

7. Сеть промыли — что делать с оборудованием на тепловых пунктах

Цель промывки — очистить трубопроводы от того, что накопилось за время строительства и эксплуатации: строительно-монтажного мусора, окалины со сварных швов, ржавчины и отложений на внутренней поверхности труб. Эти загрязнения повышают гидравлическое сопротивление сети, забивают арматуру и теплообменное оборудование на тепловых пунктах у потребителей, а в открытых системах теплоснабжения ещё и портят качество горячей воды.

Согласно РД 34.20.327-87, гидропневматическую промывку проводят:

• по окончании строительства тепловой сети;
• после капитального ремонта;
• после перекладки трубопроводов;
• при заметном росте гидравлического сопротивления участка;
• при загрязнённости или неприятном запахе сетевой воды — особенно в открытых системах теплоснабжения.

Первые три пункта — это не рекомендация, а требование. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок (п. 6.2.17) прямо предписывают: трубопроводы тепловых сетей перед пуском в эксплуатацию после монтажа, капитального или текущего ремонта с заменой участков подвергаются очистке — водяные сети закрытых систем и конденсатопроводы гидропневматической промывкой, а сети открытых систем теплоснабжения и горячего водоснабжения — гидропневматической промывкой и дезинфекцией с последующей повторной промывкой питьевой водой. О промывке составляется акт, и без него сеть не подключают к эксплуатации.

РД 34.20.327-87 охватывает трубопроводы диаметром до 500 мм. Для промывки более крупных диаметров нужна отдельная проектная проработка — готовых расчётных таблиц методика для них не даёт.

Чтобы водовоздушная смесь набрала нужную скорость, сеть промывают отдельными участками, а не целиком:

РД 34.20.327-87 прямо называет гидропневматический способ более рациональным, чем «обычная» гидравлическая промывка одной водой без подачи воздуха: простота проведения сочетается здесь с достаточной эффективностью и экономичностью по времени и расходу промывочной воды.

Гидропневматическую промывку по РД 34.20.327-87 иногда путают с гидрохимической (химической) промывкой — но по факту это два метода, которые решают разные задачи. Технически прогнать реагент через сам трубопровод тепловой сети тоже можно — химия не разбирает, где котёл, а где труба. На практике для целой сети это редко оправдано: участок по РД 34.20.327-87 тянется на 500–1000 м, а заполнить такой объём активным реагентом, а потом нейтрализовать и утилизировать отработанный раствор — задача чуть сложнее, чем прогнать через тот же объём воду с воздухом.

Гидропневматическую промывку проводят под руководством специально назначенного ответственного лица — руководителя работ, действующего по наряду. До начала работ составляется рабочая программа промывки, которую утверждает главный инженер предприятия тепловых сетей и согласовывает главный инженер ТЭЦ (источника тепла).

В рабочей программе должно быть отражено:

• задачи промывки и параметры режима по каждому участку;
• схема включения оборудования ТЭЦ и схема промывки тепловой сети;
• схема подключения компрессоров к сети;
• места установки арматуры, средств измерений, перемычек, штуцеров для воздуха и дренажных отводов;
• порядок открытия секционных задвижек и перемычек;
• тип и подача сетевых насосов и компрессоров;
• перечень ответственных лиц и количество наблюдателей на ТЭЦ, компрессорной установке и в местах сброса смеси;
• необходимые транспортные средства;
• геодезические отметки в начале и конце участков — они понадобятся для расчёта давления (см. раздел «Расчёт режима»);
• мероприятия по технике безопасности.

Без утверждённой программы к промывке не приступают: именно она задаёт очерёдность участков и последовательность операций.

Тепловые сети промывают не «на глаз» — весь процесс контролируется приборами. РД 34.20.327-87 требует:

• технические пружинные манометры типа ОБМ класса точности 0,6 — для давления воды, воздуха и смеси;
• стандартные сужающие устройства (измерительные диафрагмы) с расходомерами переменного перепада давлений класса 1,5 — для расхода воды и воздуха;
• действующие поверочные клейма на всех средствах измерения; расчёты сужающих устройств должны быть проверены в территориальных органах Госстандарта.

Из оборудования нужны сетевые насосы водоподогревательной установки (подача воды) и стационарные или передвижные компрессорные установки (источник сжатого воздуха). На воздухопроводе обязательны задвижка, обратный клапан и штуцера с вентилем для манометров — до и после клапана.

Перечень подготовительных мероприятий делится на две части.

На ТЭЦ: разработка схемы включения оборудования при промывке, проверка готовности оборудования, проверка и установка средств измерения, проверка источника промывочной воды.

В тепловой сети: осмотр сети (места подключения компрессоров, сброса смеси, наличие арматуры и перемычек), отключение ответвлений от промываемой магистрали, организация пунктов наблюдения в местах подачи воздуха и сброса смеси, установка в этих пунктах средств измерения. На время промывки нужен выделенный автотранспорт для объезда трассы.

Все системы теплопотребления промываемой магистрали отключают первыми же задвижками со стороны сети — на подающем и обратном трубопроводах. Отдельное правило, которое легко упустить: совместная промывка тепловой сети и систем теплопотребления абонентов не допускается — это разные объекты с разными режимами.

В основе расчёта — соотношение объёмных расходов воздуха и воды:

m = L / G

где L — расход сжатого воздуха, м³/ч, а G — расход воды, м³/ч.

Наибольший эффект промывки достигается при m = 2 ÷ 5 и скорости водовоздушной смеси V = 1,5 ÷ 5 м/с. Слишком маленький m — воздуха мало, турбулентность недостаточна, отложения не отрываются от стенок; слишком большой — компрессор работает вхолостую, а качество промывки не растёт пропорционально. Продолжительность промывки при этом определяется не заранее заданным временем, а осветлённостью воды — об этом критерии подробнее в разделе «Порядок проведения» ниже.

По таблицам Приложения 1 методики — для заданного диаметра, скорости V и соотношения m — выбирают реально достижимый расход воды и воздуха и удельные потери давления смеси Δhсм. Дальше расчёт идёт в несколько шагов.

Потери давления на промываемом участке:

ΔPсм = Δhсм · lпр · β · 10⁻⁵ (МПа)

где lпр — приведённая длина участка (для Dу ≤ 350 мм lпр = 1,5·lл, для Dу 400–500 мм lпр = 1,7·lл, lл — фактическая длина участка), а β — поправочный коэффициент на шероховатость трубы из Приложения 3.

Потери давления в дренажном отводе:

ΔPдр = Kсм · Δhв · lдр.пр · 10⁻⁵ (МПа)

где Kсм — переводной коэффициент, зависящий от m (4,1 при m=2; 5,1 при m=3; 5,8 при m=4; 6,4 при m=5); Δhв — удельные потери в дренажном отводе по номограммам Приложения 2; lдр.пр — приведённая длина дренажного отвода.

Давление в конце участка:

P₂ = 0,05 + ΔPдр (МПа)

Давление в начале участка — то, что должна обеспечить компрессорная установка:

P₁ = P₂ + ΔPсм + Z / 100 (МПа)

где Z — разность отметок оси трубопровода между вводом и сбросом, м; со знаком «+», если точка сброса выше точки ввода, и «−», если ниже.

Расчётная подача компрессоров:

Lком = Lвозд / 60 (м³/мин)

где Lвозд — расход воздуха, м³/ч. По этому значению подбирают тип и количество компрессоров.

Проще всего увидеть, как это работает, на конкретном примере из самой методики.

Условие: промыть участок магистрали Dу 400 мм длиной 900 м. Скорость водовоздушной смеси V = 2,5 м/с, фактическая эквивалентная шероховатость трубы K = 3,0 мм, дренажная труба Dу 200 мм длиной 12 м, точка сброса на 2 м выше точки ввода (Z = +2 м).

1. Принимают соотношение m = 3.
2. По таблице Приложения 1 (V = 2,5 м/с, Dу 400 мм, m = 3) реально достижимые значения: расход воды 300 м³/ч, расход воздуха 900 м³/ч, Δhсм = 5,6 кгс/(м²·м).
3. Поправочный коэффициент на шероховатость по Приложению 3: β = 1,66.
4. Приведённая длина участка (Dу 400 мм → коэффициент 1,7): lпр = 1,7 × 900 = 1530 м. Потери давления на участке: ΔPсм = 5,6 × 1530 × 1,66 × 10⁻⁵ = 0,142 МПа (1,42 кгс/см²).
5. Удельные потери в дренажном отводе Dу 200 мм при расходе 300 м³/ч (Приложение 2): Δhв = 45 кгс/(м²·м); приведённая длина отвода: lдр.пр = 1,5 × 12 = 18 м. При m = 3 коэффициент Kсм = 5,1: ΔPдр = 5,1 × 45 × 18 × 10⁻⁵ = 0,041 МПа (0,41 кгс/см²).
6. Давление в конце участка: P₂ = 0,05 + 0,041 = 0,091 МПа (0,91 кгс/см²).
7. Давление в начале участка (Z = +2 м, сброс выше ввода): P₁ = 0,091 + 0,142 + 2/100 = 0,253 МПа (2,53 кгс/см²).
8. Расчётная подача компрессоров: Lком = 900 / 60 = 15 м³/мин — по методике для такой подачи нужны два компрессора ДК-9.

Промывка идёт строго по составленной программе:

1. Отключаются системы абонентов, участок переключается на промывку по общей схеме.
2. Тепловая сеть заполняется водой.
3. Включаются насосы, давление воды доводится до расчётного значения P₁, затем открывается задвижка на дренажном трубопроводе.
4. Включается компрессорная установка, расход воздуха доводится до расчётного значения.

Отдельно методика подчёркивает: совместная гидропневматическая промывка тепловой сети и систем теплопотребления не допускается — это два разных этапа, которые нельзя совмещать.

Промывка ведётся не непрерывно: через каждые 15–20 минут подача воздуха в участок прекращается на 5 минут, после чего режим восстанавливается. Такое чередование помогает смеси эффективнее вымывать отложения, а не «пробивать» один и тот же канал в осадке.

Промывку участка прекращают не по таймеру, а по результату: до полного осветления водовоздушной смеси на выходе из дренажного отвода. После этого ещё 15 минут участок промывают одной водой без воздуха, и только затем переходят к следующему участку магистрали.