Электроприводы для тепловых сетей и ЦТП: подбор для узлов учёта и автоматизации теплопунктов

Электроприводы для тепловых сетей выбирают иначе, чем для холодного водоснабжения: арматура ЦТП и теплопунктов работает с теплоносителем температурой до 150 °С и выше, а регулирующие клапаны узлов учёта переключаются заметно чаще, чем задвижки на воде. Материал посвящён распределительным тепловым сетям, ЦТП и ИТП — то есть участку от тепловых пунктов до потребителя; вопросы электроприводов на самих источниках теплоснабжения (ТЭЦ, ГРЭС, котельные) рассмотрены отдельно и здесь не дублируются. Ниже — отраслевая специфика подбора привода для ИТП, ЦТП и распределительных тепловых сетей.

Чем тепловые сети отличаются от общего ЖКХ-водоснабжения

В материалах про электроприводы для систем водоснабжения и ЖКХ речь идёт в основном о запорной арматуре на холодной и питьевой воде: редкие переключения, отсутствие высокой температуры среды, стандартные требования к герметичности. Тепловые сети и тепловые пункты — принципиально другой режим эксплуатации:

• теплоноситель — горячая вода или пар с температурой, регламентированной температурным графиком тепловой сети (например, 150/70, 130/70, 105/70 °С);
• арматура и её привод устанавливаются вблизи трубопроводов и оборудования, температура окружающей среды в помещении теплового пункта заметно выше, чем на открытой трассе водоснабжения;
• регулирующие клапаны узла учёта и автоматики теплопункта, как правило, работают в режиме постоянной модуляции, а не в режиме редкого «открыл — закрыл»;
• от точности регулирования напрямую зависит температурный график на выходе из ЦТП и качество теплоснабжения потребителей.

Нормативная база

Проектирование и эксплуатация тепловых сетей регулируются СП 124.13330.2012 «Тепловые сети» (актуализированная редакция СНиП 41-02-2003). Свод правил распространяется на теплосети, транспортирующие горячую воду с температурой до 200 °С и давлением до 2,5 МПа, а также водяной пар с температурой до 440 °С и давлением до 6,3 МПа включительно, от источника тепла до входных задвижек тепловых пунктов включительно. Расчётные параметры давления и температуры для выбора труб и арматуры теплосети определяются по этому документу и по температурному графику конкретного источника теплоснабжения.

Температура теплоносителя и её значение при подборе привода

Температурный график тепловой сети — это зависимость температуры прямого и обратного теплоносителя от температуры наружного воздуха. Типовые графики для крупных ТЭЦ — 150/70 °С и 130/70 °С, для котельных меньшей мощности — 105/70 °С или 95/70 °С. Точка излома графика (температура, ниже которой регулирование переходит на количественный способ через изменение расхода) зависит от совместной нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Для подбора арматуры и привода важны два параметра:

1. расчётная температура среды в трубопроводе (по температурному графику источника и с учётом возможной «срезки» графика);
2. температура в помещении теплового пункта, где фактически установлен привод — как правило, она определяется вентиляцией и обогревом самого ЦТП, а не температурой теплоносителя внутри трубы, если привод не примыкает вплотную к горячей арматуре.

Уточнение теплостойкости конкретной модели электропривода DAUME для условий вашего теплопункта — это отдельный технический вопрос к поставщику: диапазон рабочих температур привода и климатическое исполнение должны быть подтверждены паспортом на конкретную модель, а не общими сведениями о теплосетях.

Циклы регулирования: почему теплопункт — это не задвижка на воде

В ЦТП и ИТП электропривод чаще всего работает не как запорный орган, а как исполнительный механизм регулирующего клапана в контуре автоматики: клапан подмешивает теплоноситель для поддержания температуры в подающем трубопроводе после теплообменника, регулирует температуру ГВС по факту разбора воды, компенсирует изменение температуры наружного воздуха. Это означает:

• заметно большее количество циклов «открыть/закрыть на небольшой угол» за сутки по сравнению с запорной арматурой холодного водоснабжения — точное соотношение зависит от конкретной схемы автоматики теплопункта;
• работу в режиме позиционирования по аналоговому или дискретному сигналу от контроллера теплового пункта, а не в режиме «открыто/закрыто» по команде диспетчера;
• повышенные требования к точности позиционирования и к ресурсу коммутационных элементов привода при частых реверсах.

Особенности выбора привода именно для регулирующих клапанов — с обратной связью 4–20 мА, позиционером и требованиями к точности — разобраны в статье про электроприводы для регулирующих клапанов. Для тепловых сетей эти требования дополняются высокой температурой среды и частотой циклов регулирования, характерной именно для теплопунктов.

Узел учёта тепла: где ставится привод и что он должен уметь

В узле учёта тепла электропривод обычно устанавливается на регулирующем или балансировочном клапане в связке с теплосчётчиком и контроллером. Задачи привода в этой точке:

• отработка команды на изменение расхода или температуры по сигналу от узла учёта или диспетчерской системы;
• сохранение положения при отключении питания (важно для аварийных ситуаций на тепловой сети — резкий сброс давления, отключение сетевого насоса);
• интеграция в АСУ ТП теплопункта по проводному сигналу или цифровому протоколу, если узел учёта телеметрирован.

Варианты интеграции привода в систему автоматизации — аналоговый сигнал, дискретные команды или протокол верхнего уровня — рассмотрены в материалах об аналоговом и дискретном сигнале электропривода и о протоколах MODBUS и PROFIBUS в электроприводах.

ЦТП vs распределительные и квартальные сети: разница в задачах привода

Для запорной арматуры на входе и выходе теплового пункта критерии подбора привода ближе к общим принципам, изложенным в статье как правильно выбрать электропривод для запорной арматуры. Для регулирующих контуров ЦТП и узлов учёта на первый план выходят точность позиционирования и ресурс при частых циклах.

Что уточнять у поставщика при подборе привода для теплосети

• расчётную температуру теплоносителя по температурному графику вашего источника теплоснабжения и температуру в помещении, где фактически будет установлен привод;
• требуемый тип сигнала управления — дискретный (открыть/закрыть) для запорной арматуры или аналоговый/позиционный для регулирующих клапанов;
• ожидаемое число циклов включения в сутки — для регулирующих клапанов теплопункта оно, как правило, заметно выше, чем для запорной арматуры на трассе;
• степень защиты корпуса привода, если он устанавливается в подвальном или влажном помещении теплового пункта — критерии подбора IP разобраны в статье о степенях защиты IP для электроприводов;
• требования к моментным и концевым выключателям при частой реверсивной работе — настройка описана в материале о настройке концевых и моментных выключателей;
• класс кабеля и его термостойкость, если трасса прокладки проходит рядом с горячими трубопроводами — см. как выбрать кабель для электропривода арматуры.

Конкретные модели электроприводов DAUME, их температурные диапазоны, крутящий момент и исполнение по IP подбираются под техническое задание объекта — с учётом реального температурного графика тепловой сети, схемы автоматизации теплопункта и типа арматуры, на которую устанавливается привод.

Читайте также

• электроприводы для систем водоснабжения и ЖКХ
• электроприводы для регулирующих клапанов
• аналоговый или дискретный сигнал электропривода
• протоколы MODBUS и PROFIBUS в электроприводах
• как правильно выбрать электропривод для запорной арматуры

Нужна помощь с подбором электропривода?

Пришлите параметры арматуры: тип, DN, требуемый крутящий момент, напряжение питания, допустимое время хода и условия эксплуатации. Мы поможем подобрать подходящий электропривод и проверить совместимость с арматурой.

Оставить заявку на подбор электропривода