Основная статья находится здесь: https://vk.com/wall630185026_848
Аварии, происходящие в тепловых сетях, в первую очередь объясняют изношенностью труб и низким качеством их ремонта.
☝🏻При этом не упоминается, что при аварии был сформирован гидроудар. Гидроударом называется резкое повышение давления в трубопроводе.
Маштабы бедствия аварий приведены в Прил. 1, 3 – аварии на ТЭЦ-1 в Пензе, на ТЭЦ-23 в Москве с увечьями и жертвами, людей обливает кипятком😱: https://vk.com/video630185026_456239142
В Уфе на теплотрассе «БашРТС» вновь прорвало трубу. Авария произошла у ТЦ «Июнь», 34 многоэтажки остались без отопления:
Несколько машин провалилось в яму с кипятком на парковке в Новосибирске не далеко от перекрёстка улиц Фрунзе и Семьи Шамшиных упали два автомобиля: https://vk.com/wall-173169882_3952
☝🏻Следует отметить, что каждый год перед отопительным сезоном производятся гидравлические испытания теплосетей повышенным давлением для выявления неисправностей на трубопроводах и свищей. Выходит так, что гидравлические испытания сети выдержали, а через некоторое время происходит авария.
Оправдание аварии старением труб является неуместным. За короткое время они не могут состариться.
☝🏻Изношенность трубы проявляется в образовании свища - это всего-лишь точечная коррозия на одном из участков металлического трубопровода, но не разрушение (Прил. 2):
❗Убедительным доказательством является авария на ТЭЦ-1 в г. Пензе (Прил. 3), разрушение труб DN 600 (Прил. 3.1), где новые трубы оказались скрученными.
❗Гидравлический удар способен вызывать образование продольных трещин в трубах, что может привести к их расколу, или повреждению других элементов трубопровода (Прил. 4, 5):
Также гидроудары чрезвычайно опасны и для другого оборудования, такого как теплообменники, насосы и сосуды, работающие под давлением.
☝🏻Обращаю внимание на Прил. 6, в котором показано изменение расхода теплоносителя на подпитку при формировании гидроудара и Прил. 7, в котором показан колебательный характер изменения давления в тепловой сети.
❗Из приложений 6, 7 следует, что в системе возникли автоколебания.
Приложения 6, 7 так же наглядно показывают, что не работает автоматическое регулирование, так как целью автоматического регулирование является удержание параметров с заданной точностью, которая задается разрешающей способностью регулятора.
☝🏻Визуально, при работающем регулировании, должны наблюдаться постоянные значения параметров.
Рассмотрим процесс формирования гидроудара.
Чтобы разобраться, необходимо рассматривать систему «котел – тепловая сеть – домовая сеть» с точки зрения автоматического регулирования, как имеющую контуры положительной обратной связи (ПОС). В системе «котел - тепловая сеть - домовая сеть» реализованы контуры ПОС, так как они способствуют выделению тепла.
☝🏻Но контуры ПОС обладают таким свойством, что они легко могут перейти в неустойчивое состояние.❗
☝🏻Условием устойчивости контура ПОС является равенство единице его коэффициента передачи.
В Прил. 8 приведена эквивалентная схема системы «котел – тепловая сеть – домовая сеть» с указанием контуров ПОС. Следует отметить, что сами контуры – ПОС, а регуляторы в них работают по принципу контура отрицательной обратной связи (ООС).
Рассмотрим механизм возникновения автоколебаний.
В Прил. 9 показана схема регулятора с отрицательной обратной связью.
Система работает так, чтобы все время сводить к нулю рассогласование (ошибку регулирования):
e(t) = Хзад(t) – Х(t) -> к нулю.
Пример
Допустим Х(t) изменилось на ∆x. ∆x пройдя через контур ООС, на выходе регулятора будет иметь знак минус (-∆x).
При сложении -∆x + ∆x = 0, то есть, регулируемый параметр не изменяется.☝🏻
При ПОС в схеме -1 заменяется на +1.
Тогда e(t) = Хзад(t) + Х(t).
Пример
Допустим Х(t) изменилось на ∆x. ∆x пройдя через контур ПОС, на выходе регулятора знак сохраняет (+∆x).
При сложении +∆x + ∆x = 2∆x, то есть, регулируемая величина возрастает, что приводит к колебательности, гидроудару.❗
В Прил.10 приведен оценочный расчет повышения давления при гидроударе:
❗Как видно из расчета, давление при гидроударе может доходить до бесконечности!
Физически гидроудар формируется следующим образом: при возникновении колебаний расхода воды в трубопроводе начинают вибрировать и стенки трубопровода. В момент встречи стенки трубопровода с поверхностью воды, которая является несжимаемой, формируется отдача - гидроудар, при котором и создается высокое давление. Высокое давление разрушает или скручивает трубопроводы.
В настоящее время используются формулы Н.Е. Жуковского для определения параметров ударной волны, возникающей при резком открытии/закрытии задвижек трубопроводов.
Объяснение аварий в тепловых сетях формированием гидроударов из-за автоколебаний с точки зрения автоматического регулирования является новизной и заслуживает внимания.
Свою компетентность подтверждаю патентом на изобретение № 2715118 https://patenton.ru/patent/RU2715118C2
