Studiu Privind Mentenanta Componentelor Mecanice din Reteaua de Termoficare de la S.a.termo Energie Bacau

Reteaua de termoficare reprezinta totalitatatea instalatiilor de producere a energiei termice precum si a energiei electrice,a retelei de distriubutie precum si a punctelor termice (PT).

Structura retelelor de termoficare este influențată de tipul , care după natura necesarului de agent termic acoperit pot fi :

-urbane

– industriale

-mixte.

Practic in realitate, nu se întâlnesc sisteme de termoficare pur industriale , pentru ca, in majoritatea cazurilor , pe lângă beneficiarii industriali se acoperă si necesarul de căldură pentru încălzire , ventilație si preparare a apei calde folosite de alti consumatori.

O retea de termoficare cuprinde:

– centrala sau centralele de termoelectrice care constituie principalele instalații de producere a agentului termic

– rețeaua de termoficare constituită din conductele de distribuție si transport , inclusiv derivațiile spre consumatori ,

– puncte termice folosite pentru transferul căldurii către instalațiile consumatorilor și care constituie elementele de legătură dintre acestea și rețeaua de termoficare.

In afară de aceste instalatii, în structura retelei de termoficare se mai pot gasi:

– statii termice urbane

– stații intermediare de pompare

– transformatoare de abur

– stații de epurare precum si de pompare a condensului reintors la centrala termoelectrica.

Cu ajutorul rețelelor de termoficare, agentul termic poate fi transportat la o distanta de mai mulți kilometri de la producător către consumator. Transportul agentului termic se face prin intermediul conductelor izolate termic In general, agentul termic este apa tratata, datorită capacității sale de a înmagazina căldură. Prin intermediul conductelor,  apă caldă este transportata către consumator. Căldura agentului termic este transferata printr-un schimbător de căldură. Apa răcita este transportata pe conductele de retur către punctele termise sau catre centrala termoelectrica si se reia procesul de încălzire al apei. Prin urmare, rețelele de distribuție a energiei termice sunt rețele cu circuit inchis.Pentru transport se folosesc conducte izolate sau conducte preizolate,izolația este deja fixata pe conducta de către producător, putinduse monta direct. Acest lucru a dus la o reducere a costurilor de fabricație și instalare, precum și un randamenta crscut a rețelelor de distribuție a agentului termic.In acest caz, s-a dovedit ca cea mai buna soluție din punct de vedere tehnic si economic, este conducta preizolata cu manta de polietilena si izolație termica din spumă poliuretanică . Combinată cu o durată de viață lungă și fara costuri mari de mentenanță. Structura exactă al conductelor variază în funcție de temperatura agentului termic și de condițiile tehnice pe care trbuie sa le indeplineasca .Conductele preizolate rigide sunt cele mai utilizate, in cazul in care agentul termic are o temperatura de până la 140 ° C.

1.2 Rolul retelelor de termoficare

Retelele de termoficare sunt entitati termice de producere a agentului termic în scopuri tehnologice sau menajere. Rolul acestora se referă la proiectarea și realizarea de soluții moderne și eficiente pentru:

– menținerea în încăperi a unei temperaturi cât mai uniforme, situată în jurul valorii cerute, atât în plan orizontal cât și în plan vertical;

– reglarea temperaturii interioare în funcție de necesități, ținând seama de inerția termică a elementelor de construcție;

– menținerea temperaturii suprafețelor elementelor de construcții astfel încât să se evite fenomenul de radiație rece și fenomenul de condensare a vaporilor de apă pe suprafața acestor elemente;

– încălzirea fără poluarea aerului din încăperi și fără poluarea mediului;

– încălzirea fără curenți perturbatori ai aerului din încăperi;

– asigurarea de soluții eficiente și economice din punct de vedere al instalațiilor și al exploatării.

Pentru aprecierea unei retele de termoficare se definește un set de cerințe, de importanță diferită. Astfel, confortul termic (apreciat prin temperatura interioară a aerului) trebuie îndeplinit cu prioritate, apoi stabilitatea și uniformitatea temperaturii interioare a aerului, temperatura interioară rezultată, ecartul de temperatură pe verticală, indicele global de confort termic, viteza curenților de aer și umiditatea relativă a aerului.

Adaptarea la utilizarea și economia de energie sunt, de asemenea, exigențe prioritare, pentru care se asigură: stabilitatea hidraulică a rețelei, măsuri pentru reglarea sarcinii termice în funcție de parametri climatici exteriori, aparatură de măsură și control pentru cunoașterea parametrilor retelei, condiții speciale pentru extinderi, funcționare parțială, avarii.

1.3 Domenii de utilizare ale retelei de termoficare

Consumatorul de energie termică este persoana fizică sau juridică, care beneficiază de energia termică produsă în sisteme de producere a energiei termice proprii sau de la sistemul de alimentare centralizat.

Una dintre problemele principale, de a cărei soluționare depinde dezvoltarea civilizației noastre, problemă care a revenit pe primul plan al preocupărilor oamenilor de știință, este asigurarea cu energia necesară dezvoltării activităților de bază, care condiționează evoluția progresivă a nivelului de trai al populației globului terestru.

Energia este consumată în două scopuri: asigurarea unei temperaturi constante corpului și asigurarea energiei mecanice necesară pentru mișcările cu care omul își procură hrana și pentru diferite deplasări.

Beneficiarul urban de energie termică, este persoana fizică sau juridică care utilizează energia termică în instalațiile proprii și sunt racordați printr-un branșament termic la sistemul de alimentare centralizată cu energie termică și fac parte din categoria consumatorilor mari de energie termica, fig.1.1.

Fig. 1.1 Beneficiari urbani

beneficiarii urbani de energie termică au ponderea cea mai mare în consumul de energie termică după consumatorii industriali. Funcție de o serie de parametri care caracterizează consumatorul urban de energie termică se aleg diverse moduri de producerea, transportul și distribuția acesteia astfel încât să existe un nivel de siguranță în alimentare cât mai ridicat și un preț pe unitatea de energie termică cât mai scăzut.

Sistemele centralizate de alimentare cu energie termică se pot amplasa în raport cu consumatorul de căldură în una din următoarele situații:

a) interioare, amplasate în centrul de greutate al consumatorului,

b) periferice, amplasate, la marginea zonei de consum,

c) exterioare, amplasate depărtate, în afara zonei de consum.

Amplasarea interioară a centralei de termoficare urbană, fig. 1.2, în regiunea clădită a orașului, cât mai aproape de zona cu cel mai mare consum termic prezintă următoarele aspecte caracteristice:

– evită magistralele de transport de diametre mari și lungi, reducând astfel, investițiile în rețeaua de termoficare precum și pierderile de căldura și presiune la transportul și distribuția energiei termice;

– permite o adaptare mai elastică la dezvoltarea în timp a consumului;

– face posibilă utilizarea pentru fiecare zonă de consum a celui mai adecvat agent termic, avantaj important mai ales dacă centrala de termoficare are caracter mixt, livrând și cantitatea de energie termică pentru acoperirea unor necesitați tehnologice;

– în situații de cogenerare poate livra energia electrică direct la medie tensiune, evitând astfel pierderile la dubla transformare de tensiune;

– terenul de amplasare este limitat și uneori achiziția lui este foarte costisitoare, ceea ce impune dezvoltarea pe verticală a centralei, și pune probleme legate de sursa de răcire și de posibilitatea alimentării cu combustibil și depozitării acestuia, în special dacă este un combustibil inferior[1].

Fig.1.2 Amplasarea interioară a centralei[2]

Amplasarea periferică a centralei de termoficare urbană, fig. 2.3, la distanțe destul de diferite de centrul de consum, la limita zonei clădite, se caracterizează prin:

– îndepărtarea centralelor de zonele urbane aglomerate permite utilizarea combustibililor inferiori, ușurând aducerea cantităților de combustibil necesar, depozitarea acestora și evacuarea zgurii și cenușii care rezultă din procesul de ardere;

– necesită instalații de epurare a gazelor mai puțin costisitoare și evită poluarea atmosferei cu gaze de ardere;

– investiții specifice mai reduse datorită costului mai redus al terenului, a dezvoltării centralei pe orizontală și a rezolvării problemelor de alimentare cu apă de răcire și combustibil;

– permite realizarea unor centrale de termoficare mai mari decât în cazul amplasării interioare, dând posibilitatea unor extinderi ulterioare ușoare;

– duce la creșterea investițiilor în rețeaua de termoficare și a pierderilor de căldură și presiune la transport, efect negativ care este însă compensat de aspectele avantajoase menționate anterior[2].

Fig. 1.3 Amplasarea periferică a centralei de termoelectrice urbană(CET Bacau)

Amplasarea exterioară a centralei de termoelectrice urbane la distanțe mai lungi de limita zonei construite nu este avantajoasă din considerentele generale care conduc la amplasarea periferică a centralelor termoelectrice urbane, suficient de departe de zona locuită pentru scopul urmărit, și de o serie de considerente speciale :

– centrala termoelectrica are și un beneficiar al energiei termice industrial, amplasându-se astfel pe platforma industrială sau este asamblată în apropierea sursei de apă de răcire sau de combustibil;

– în toate cazurile, dezavantajul distanței mari de transport se amplifică trebuind luate măsuri speciale pentru realizarea transportului agentului termic în cantitate favorabilă (creșterea parametrilor de transport, utilizarea rețelelor de transport monotubulare, etc.) [2].

Beneficiarul industrial de energie termică, fig. 2.4, este persoana juridică care utilizează energie termică cu parametri speciali, direct din sistemele de producere a acesteia și cu un nivel de siguranță în alimentare foarte ridicat. Consumatorii industriali fac parte din categoria consumatorilor mari de energie termică.

Consumatori industriali de energie termică sunt în cele mai multe cazuri concentrați pe platforme industriale cu scopul de a fi cât mai aproape de producătorul de energie termică[1].

Fig. 1.4 beneficiar industrial[]

Spre deosebire de celelalte categorii de consumatori de energie termică aceștia impun o serie de restricții furnizorului de energie termică (puteri instalate forte mari, parametri speciali ai energiei termice livrate, gradul de siguranță în alimentare foarte ridicat, etc.). În cazul consumatorilor industriali energia termică poate fi asigurată direct sau indirect.

Consumatorii industriali alimentați în mod direct cu energie termică, sunt caracterizați de faptul că aceasta, se livrează către consumator sub formă de apă fierbinte sau abur cu diverși parametri termodinamici (temperatură, debit, presiune, entalpie etc.) impuși de consumatorul industrial. Cea dea doua categorie de consumatori industriali care nu primesc energia termică în mod direct au propriile sisteme de conversie a energiei electrice în energie termică. Se pot enumera câteva tipuri de consumatori industriali care primesc în mod indirect energia termică adică prin conversia energiei electrice în energie termică:

– instalații cu radiații;

– instalații cu încălzire prin convecție;

– instalații de tip deschis (cu radiații infraroșii);

– instalații de tip închis (cuptoare);

– instalații de încălzire directă a semifabricatelor;

– instalații de încălzire a lichidelor (încălzirea sticlei lichide, încălzirea apei);

– instalații de sudare (prin puncte, cap la cap, prin cusătură, prin relief);

– instalații de producție la temperaturi înalte[1].

Consumatorul agricol de energie termică, fig. 1.5, este persoana fizică sau juridică care utilizează energia termică în instalațiile proprii menite să creeze microclimat favorabil plantelor, atunci când condițiile naturale de mediu sunt diferite de cerințele diverselor specii pe care dorim să le cultivam.

Consumatorii agricoli fac parte din categoria consumatorilor medii sau mari de energie termică.

Fig.1.5 Beneficiar agricol[1]

Sarcina principală a fiecărui consumator agricol este aceea de a facilita, crea și păstra condiții optime de temperatură pentru cultivarea plantelor, independent sau cu o dependență controlată față de condițiile climaterice exterioare. Aceste „condiții optime” se caracterizează printr-un set de factori și parametri fizici legați de natura și cerințele plantelor cultivate. Principalele fenomene care apar sunt fotosinteza și respirația plantelor.

Scopul pentru care se creează microclimatul este acela de a accelera procesele caracteristice ale plantelor, ceea ce va permite existența unei producții sezoniere în cantități maxime posibile.

Aspectele energetice dintr-o seră impun cunoașterea elementară a naturii mărimilor componente ale „climatului serei”, a particularității interdependențelor lor, a caracterului lor șanjabil la influența variațiilor climatului exterior, precum și a stadiului de dezvoltare a plantelor și a altor factori de influență.

Sistemul de încălzire a serei este format din două părți principale: partea de producere a căldurii și partea de distribuție a ei – reprezentată de instalațiile de încălzire [1].

Factorul cel mai important care trebuie întotdeauna luat în considerare atunci când se alege tipul sistemului de încălzire și cel al sursei de energie este corelarea între locațiile sursei de energie și zona de amplasare a serelor.

Consumatorul rezidențial de energie termică, fig. 1.6, este persoana fizică sau juridică din cartierele rezidențiale care nu au capacitatea de ași produce singuri energia termică necesară, utilizând-o în instalațiile proprii.

Fig. Beneficiar rezidențial[1]

Consumatorii din cartierele rezidențiale au o serie de avantaje care permit utilizarea energiei termice cu eficiență ridicată.

Caracteristicile consumatorilor rezidențiali sunt următoarele:

– construcțiile rezidențiale din România, sunt realizate în ultimele două decenii, din materiale de o calitate superioară din punctul de vedere al reducerii pierderilor de căldură;

– cartierele rezidențiale sunt amplasate în imediata vecinătate a orașelor mari, fapt ce permite racordarea la sistemele industriale de producere a energie termice;

– datorită gradului ridicat de izolare termică a clădirilor din aceste zone sarcinile termice pe unitate sunt scăzute;

– distanțele între locuințele rezidențiale sunt foarte mici fapt ce permite implementarea sistemelor centralizate de energie termică;

– suprafețele clădirilor rezidențiale permit acolo unde este cazul amplasarea de centrale proprii, fig.1.7, sau sisteme neconvenționale de producere a energiei termice[1].

Fig. Centrala de apartament pentru producerea energiei termice[1]

Sistemele individuale de alimentare cu căldură sunt caracterizate de faptul că o sursă de căldură alimentează un singur consumator, care poate fi reprezentat de o clădire sau de un apartament în cadrul unei clădiri comune. În general, sistemele individuale au un caracter relativ, dependent de conturul alimentat cu căldură și de aspectele administrativ juridice privind proprietatea. Ele se caracterizează prin faptul că, alimentează un singur consumator

2 Mentenanța și managementul mentenanței

2.1 Generalități despre mentenanță

În timp ce numeroase țări vest-europene dispun încă din anii 1980 de produse software specializate pentru mentenanță, în Romania s-a plătit mult timp tribut unor concepții absolut greșite, potrivit cărora în categoria domeniilor de activitate vizate de informatizare nu se afla și mentenanța, sau în cel mai bun caz, locul acesteia este considerat departe.

Mentenanță trebuie înțelesă ca un ansamblu de activități tehnico-organizatorice, care au ca scop asigurarea obținerii unor performanțe maxime pentru bunul considerat (utilaj, clădire, instalație, etc.).

Sectorul mecano-energetic, compartiment aflat în centrul mentenanței, nu are nici o șansă de a-și depăți condiția și de a pune bazele unei mentenanțe industriale moderne și eficiente atât de necesare, în absența computerului. Acesta este singurul instrument care permite cuprinderea și stăpânirea uriașului volum de date și informații specifice mentenanței și folosirea de metode și tehnici moderne în elaborarea strategiilor și adoptarea deciziilor.

Una din atribuțiile importante ale managementului unei societăți comerciale este întreținerea și reparația utilajelor, echipamentelor și clădirilor. Un rol deosebit de important îl are întreținerea utilajelor de care depinde desfășurarea neântreruptă a activităților de producție, respectarea termenelor de livrare a produselor fabricate, de menținere a costurilor de producție la un nivel minim.

Creșterea gradului de înzestrare tehnică a societăților comerciale, prin sporirea nivelului de mecanizare și în special a celui de automatizare a procesului de producție impun existența unui compartiment puternic de întreținere în cadrul unității.

Organizarea acestui compartiment se raportează la locul pe care îl ocupă în structura organizatorică și la atribuțiile ce îi revin.

Dintre acestea reținem:

a) menținerea mijloacelor de muncă mecanice la parametrii normali de funcționare, prin prevenirea și înlăturarea efectelor uzurii fizice;

b) executarea unor lucrări de modernizare a mașinilor, utilajelor șsi instalațiilor pentru a înlătura efectele uzurii morale;

c) asigurarea lucrărilor de reparații folosind piesele de schimb procurate de la unitati specializate sau executate în cadrul unității respective;

d) executarea unor mașini, utilaje sau instalații, pe baza de concepție proprie, prin autoutilare;

e) efectuarea adaptării utilajelor existente la noile cerințe;

f) furnizarea de informații cu privire la utilaj și echipament;

g) efectuarea de reparații urgente;

h) efectuarea de lucrari de întreținere preventivă.

Pentru efectuarea unei activități ordonate, complete și eficiente se elaboreaza programul activității de întreținere. El poate fi conceput pe an sau pe semestru. În el sunt cuprinse activitățile curente, reparațiile capitale si reconditionarile, precum și proiectele speciale. Eficiența muncii compartimentului de întreținere se apreciaza prin compararea cheltuielilor de timp efectuate pentru lucrările de întreținere, cu orele-normă acordate[10].

2.2 Sisteme de mentenanță

La baza organizării modului de desfășurare a activităților de mentenanță stau aspecte legate de amplasarea societații, profilul de activitate, caracteristicile mijloacelor de producție existente etc.

Abordarea sistemică presupune considerarea următoarelor forme de organizare a mentenanței care, în funcție de resursele alocate și de obiectivele urmărite, sunt destinate a asigura disponibilitatea optimă a sistemelor tehnice (fig. 2.1):

Fig. 2.1 Sisteme de mentenanță [10]

a) Mentenanța preventivă

Mentenanța preventivă este „mentenanța care are ca obiect reducerea probabilităților de defectare sau degradare a unui bun sau serviciu”. Principalele tipuri de mentenanță preventivă sunt următoarele:

– mentenanța sistematică, respectiv „mentenanța realizată prin activități de întreținere, reparații curente, revizii și reparații capitale, constituite într-un plan tehnic normat de intervenții, specific fiecărui tip de utilaj în parte”;

– mentenanța condițională, cu semnificația „mentenanței realizate prin intermediul urmăririi parametrilor de uzură ai elementelor sau subansamblurilor cheie ale utilajelor, prin intermediul unor instrumente specifice (analizoare de uzură, de vibrații, de ulei etc.)”, urmând ca intervențiile de mentenanță să fie realizate înainte de apariția defectului;

– mentenanța previzionară, care reprezintă „mentenanța preventivă subordonată analizei de evoluție urmărită de parametrii semnificativi ai degradării bunului, ce permite întârzierea și planificarea intervențiilor”.

O modalitate de comparare a eficienței sistemelor menționate anterior se poate realiza prin intermediul costurilor totale medii de mentenanță pe unitatea de timp.

b) Mentenanța corectivă

– mentenanța corectivă reprezintă „ansamblul de activități realizate după defectarea unui mijloc de producție sau după degradarea funcției sale în mod neprevăzut. Aceste activități constau în localizarea defectelor și diagnosticul acestora, repunerea în funcțiune cu sau fără modificări și controlul bunei funcționări”. Se descompune în două subtipuri:

– mentenanța curativă, care reprezintă „activități de mentenanță corectivă, care au ca obiectiv repunerea unui mijloc de producție într-o stare specifică de funcționare, care îi permite îndeplinirea funcțiilor sale”. Aceste activități pot fi reparații, modificări sau amenajări care au ca obiect suprimarea defecțiunilor;

– mentenanța paliativă (paleativă), ce presupune „activități de mentenanță corectivă destinate a permite unui mijloc de producție, în mod provizoriu, îndeplinirea integrală sau parțială a funcțiilor sale”. Se apelează în mod curent la depanare, această mentenanță paliativă fiind în principal constituită din acțiuni cu caracter provizoriu care trebuiesc urmate de acțiuni curative[10].

2.3 Nivelele de complexitate ale activităților de mentenanță

Din punctul de vedere a complexității activităților desfășurate, se întâlnesc următoarele categorii de activități de mentenanță:

– activități de mentenanță de nivelul I;

– activități de mentenanță de nivelul II;

– activități de mentenanță de nivelul III.

La nivelul activităților de mentenanță de nivelul I se vor întâlni activități de mentenanță relativ simple, care vor fi efectuate în principal de operatori de producție, în cadrul procesului de automentenanță. În acest mod vor fi rezolvate sarcini curente de întreținere, cum ar fi:

– curățirea de ansamblu și a zonei de lucru a echipamentului;

– păstrarea ordinii la locul de muncă;

– lubrifierea;

– reglarea unor parametri de funcționare;

– verificarea nivelului fluidelor, a tensiunii de strângere a diferitelor componente, a întinderii curelelor de transmisie etc.;

– întocmirea unor fișe ce vor conține date referitoare la parametrii tehnologici obținuți și timpul efectiv de funcționare, precum și arhivarea acestora;

– alte activități preventive, de mică dificultate.

Efectuarea acestor activități nu necesită îndemânări deosebite din partea operatorilor de producție; singura problemă ar fi cea a disponibilității acestora de a realiza sarcini care prin tradiție reveneau unor personae specializate în acest sens.

Activitățile de mentenanță de nivelul II, au un grad mai ridicat de dificultate, prin urmare nu se rezolvă prin automentenanță ci vor fi efectuate de către mentenori, specialiști în prestarea de activități de întreținere și reparații specifice, și se referă la:

– activități curente corective;

– intervenții preventive-sistematice, cu grad ridicat de dificultate;

– amplasări/reamplasări ale utilajelor.

În cadrul activităților de mentenanță de nivelul III, se realizează consultanța și supervizarea activităților de mentenanță de înaltă calificare sau cu grad redus de repetitivitate, apărute în mod excepțional. Acest gen de activități cad fie în sarcina experților din compartimentul de mentenanță, fie a celor din terțe firme sau a constructorilor utilajelor sau instalațiilor respective, pe perioada de garanție sau post-garanție[10].

2.4 Concepul de defect

În practică se utilizează noțiunile de neconformanță și defecțiune care având înțelesuri apropiate și nefiind identice, se impune a fi definite. Neconformanța este o abatere a unei caracteristici de calitate de la nivelul dorit sau stare, care apare cu o severitate suficientă ca produsul sau serviciul asociat să nu îndeplinească cerința unei specificații.

Defectul este o abatere a unei caracteristici de calitate de la nivelul dorit, sau stare, care apare cu o severitate suficientă ca produsul sau serviciul asociat să nu satisfacă cerințele de utilizare dorite, normale sau rațional previzibile. Defectul este evenimentul fundamental în teoria fiabilității și a mentenanței. Se constată că termenul de “neconformanță” este apt pentru a fi folosit de controlul calității la producători sau la recepția unui produs, iar cel de “defect” în exploatare. O

transmisie poate, de exemplu, să fie neconformă dar să nu fie defectă. O defecțiune are întotdeauna asociată o neconformanță[11].

Evoluția unui defect în timp poate fi importantă. În cazul unui obiect conținând multe defecte mici, ipoteza că acestea nu modifică repartiția energiei în obiect este aproape întotdeauna adevărată. Dacă însă obiectul conține defecte mari, repartiția energiei înmagazinate se schimbă esențial, apărând fenomenul de concentrare a tensiunilor. Cazul se regăsește când în material există fisuri sau incluziuni, de asemenea când sunt modificări importante de dimensiuni sau formă.

În afara sarcinii la care sunt supuse, obiectele reale sunt influențate și de mediu. Se constată că între mediul ambiant și obiect are loc un schimb de energie și de materie, care conduce frecvent la modificarea rezistenței și apariția defectelor.

Producția de energie termică din cadrul retelei de termoficare se realizează prin:

Centrala termolectrica de zonă (CET) având puterea termică instalată de – MW, produce agent termic cu parametri 110/60oC. Centrala termoelectrica de zonă este formată dintr-o instalația de cogenerare compusa din 2 motoare termice 3×1,5 MWe și 2 cazate de apă fierbinte (14 + 8 MWt)si respective vechea instalatie a centralei termoelectrice având în dotare un cazan de apă fierbinte de 116 MWt.Din 52 centrale termice (PT), 15 de module termice de 9 module termice de bloc Aceste puncta etrmice sunt echipate cu cca. 300 de cazane de diverse tipuri, utilizează ca și combustibil gazul natural și au o putere termică instalată totală de aproximativ 400 MW. Agentul termic este apa caldă cu parametri 90/70oC.

.

Schema funcțională a unei centrale termice

Indiferent dacă central termica deservește un singur apartament sau o zonă întreagă, structura de bază nu diferă în mod esențial. În alcătuirea unei centrale termice intră cazanele, pompele, elementele de legătură și de distribuție, gospodăria de combustibil, elementele de evacuare a produselor arderii, instalațiile de automatizare.

Funcționarea unei centrale termice, fig. 2.7, se bazează pe conversia unei forme oarecare de energie în energie termică. Forma primară de energie cea mai utilizată în prezent este de natură chimică (hidrocarburi, cărbuni, gaze). Într-o măsură mai redusă se utilizează combustibili organici de origine vegetală (lemn și deșeuri). Căldura produsă, transpusă pe agenții purtători, are o dublă utilizare: încălzirea încăperilor și furnizarea apei calde[1].

Fig. 2.7 Schema simplificată a unei retele termice [1]

Cazanul centralei, în care se menține o presiune ridicată, primește o cantitate de caldură, rezultată din arderea unor combustibili. Apa din cazan se transformă în abur saturat, care este supraîncălzit în supraîncălzitor. Aburul supraîncălzit, cu conținut de căldură mărit și cu presiune ridicată, trece în conducta de abur pentru a ajunge în turbină.

În turbină, aburul se destinde de la presiunea înaltă (de intrare) la presiunea scăzută (de ieșire), aceste destinderi sunt determinate de presiunea din condensator. În timpul acestei destinderi aburul elibereaza o cantitate de energie care se transforma în lucru mecanic la arborele turbinei. După ce a produs lucru mecanic în turbină, aburul intră în condensator unde se transformă în apă numit condensat.

Pentru favorizarea condensarii este necesar să se mențină în condensator o temperatură scăzută și o presiune corespunzătoare. În acest scop se folosește un circuit de apă de racire în care lucrează o pompă de circulație. Ejectorul are rolul de a extrage din condensator aerul care a pătruns prin neetanșeități sau care este conținut în aburul venit de la turbină.

Condensatul obținut în condensator este reintrodus în circuitul termic, adică este folosit din nou pentru alimentarea cu apă a cazanului. În acest scop condensatul este trimis de pompa de condensare în rezervor și de aici este trimis în cazan cu ajutorul pompei de alimentare.

Energia termică astfel obținută în centrala termică este transmisă prin intermediul conductelor de distribuție în punctele termice.

Punctul termic este un ansamblu de echipamente și instalații prin intermediul cărora se transferă energia termică din rețeaua termică primară în rețeaua termică secundară, cea a instalațiilor de încălzire de la consumator, adaptându-se condițiile funcționale ale sursei de energie termică la condițiile de alimentare a consumatorilor, fig..[].

Generalități despre energie termica si transfer termic

Energia termică este energia conținută de un sistem fizic și care poate fi transmisă sub formă de căldură altui sistem fizic pe baza diferenței dintre temperatura sistemului care cedează energie și temperatura sistemului care primește energie. Exemple: energia aburului, energia apei calde sau fierbinți, energia gazelor calde, etc.

Caldura este adesea confundată cu energia termica . Când un sistem termodinamic primește căldură, temperatura și energia sa termică crește, iar când cedează căldură, temperatura și energia sa termică scade. Căldura și energia termică doar par a fi sinonime. De fapt, în timp ce energia termică este o funcție de potențial, căldura este o formă de schimb de energie. Un corp poate conține energie internă sub diferite forme, însă nu se poate defini noțiunea de căldură conținută de un corp.

De asemenea, în termodinamică, pentru studiul căldurii, în locul noțiunii de energie termică, greu de definit, se preferă noțiuni ca energie internă, lucru mecanic, entalpie, entropie, noțiuni care pot fi definite exact fără a recurge la noțiunea de mișcare moleculară.

În fizică și termodinamică, căldura, simbolizată prin Q, este energia transferată între un sistem termodinamic și mediul înconjurător, între două sisteme termodinamice sau între diferite părți ale aceluiași sistem termodinamic, în cursul unei transformări termodinamice în care parametrii externi rămân constanți. Transferul de căldură are loc sub influența unei diferențe de temperatură. Principiul al doilea al termodinamicii stipulează că acest transfer se face de la sine doar de la temperatura mai înaltă la temperatura mai joasă. Există trei căi pe care are loc fenomenul de transmitere a căldurii: conducția termică, convecția termică și radiația termică. În general, într-un proces real de transmitere a căldurii apar toate cele trei moduri de transmitere a căldurii simultan, dar de multe ori căldura transmisă prin unul sau chiar două mecanisme este suficient de mică pentru a fi neglijabilă.

. Părților componente și caracteristici tehnice ale unui punct termic

Schimbătoarele de căldură reprezintă aparate care au drept scop transferul de căldură de la un fluid la altul în procese de încălzire, răcire, fierbere, condensare sau în alte procese termice în care sunt prezente două sau mai multe fluide cu temperaturi diferite.

Alegerea celui mai adecvat tip de schimbător de căldură trebuie să se facă ținând seama de condițiile impuse de procesul tehnologic în care urmează a fi încadrat, de caracteristicile și parametrii agenților termici, de eficiența economică, de posibilitățile de amplasare, avându-se în vedere avantajele și dezavantajele pe care le prezintă fiecare tip și domeniile preferențiale de utilizare. Condiții pe care trebuie să le îndeplinească un schimbător de căldură sunt:

– să nu perturbe condițiile funcționării optime a procesului tehnologic în care este introdus, problema deosebită fiind aceea a respectării cu strictețe a regimului de temperatură cerută de acel proces;

– să realizeze un schimb de căldură cât mai intens între cei doi purtători de energie;

– să aibă pierderi de căldură cât mai mici către mediul ambiant, adică o bună izolație termică față de acest mediu;

– să prezinte în exploatare o siguranță și securitate maximă care sunt determinate, între altele, de posibilitatea unui control ușor și a unui reglaj corespunzător al temperaturilor, de ușurința deservirii, de respectarea condițiilor de securitate a aparaturii și a personalului de exploatare;

– să fie, pe cât posibil, ușor de construit și de montat, cât mai compact și să necesite o investiție cât mai redusă;

– să prezinte o eficiență economică cât mai mare, pentru obținerea căreia o importanță deosebită o are alegerea celor mai adecvați purtători de căldură și a parametrilor acestora în măsura în care purtătorii și parametrii lor nu sunt impuși de procesul tehnologic în care este încadrat schimbătorul de căldură respectiv.

Schimbătoarele de căldură sunt de o mare diversitate, iar clasificarea lor se face în funcție de principiul și particularitățile lor de funcționare, de destinația lor, de particularitățile lor constructive[3].

Principalele criterii de clasificare a schimbătoarelor de căldură sunt:

a) după modalitățile de parcurgere a traseului a celor două fluide prin schimbătorul de căldură avem:

– schimbătoare de căldură cu trecere simultană prin aparat a fluidului mai cald și a fluidului mai rece;

– schimbătoare de căldură cu trecere nesimultană prin aparat a celor două fluide;

b) după modul de transmitere a căldurii, schimbătoarele de căldură cu trecere simultană prin aparat a celor două fluide sunt:

– schimbătoare de căldură de suprafață, în care schimbul de căldură între cele două fluide are loc prin intermediul unui perete care separă cele doua fluide;

– schimbătoare de căldură cu amestec;

c) după caracterul fizic al modului de transmitere al căldurii avem:

– schimbătoare de căldură de radiație;

– schimbătoare de căldură de convecție;

– schimbătoare de căldură mixte de radiație și convectie.

Acest criteriu de clasificare se aplică numai la schimbătoarele de căldură de suprafață la care corpul cald, care cedează căldura, este un gaz.

d) după direcțiile și sensurile relative de circulație a agenților termici în schimbătoarele de căldură se deosebesc:

– schimbătoare de căldură în echicurent, în care ambii agenți circulă în aceeași direcție și în același sens;

– schimbătoare de căldură în contracurent, în care cei doi agenți circula în sensuri opuse;

– schimbătoare de căldură în curent încrucișat, în care unul dintre agenți circulă pe o direcție perpendiculară pe direcția de circulație a celuilalt agent;

– schimbătoare de căldură în curent mixt, în care unul sau ambii agenți termici își schimba o dată sau de mai multe ori direcția sau sensul de curgere;

e) după numărul de treceri ale agenților termici prin schimbătorul de căldură:

– schimbătoare de căldură cu o singură trecere a fiecărui agent termic;

– schimbătoare de căldură cu mai multe treceri, în care unul sau ambii agenți termici sunt obligați, prin forma țevilor în care circulă sau prin pereți despărțitori ori transversali față de axa geometrică a aparatului, să-și schimbe, o singură dată sau de mai multe ori, sensul și direcția de circulație în aparat.

f) după starea de agregare a agenților termici se deosebesc:

– schimbătoare de căldură în care ambii agenți sunt în stare gazoasă, denumite schimbătoare de căldură gaz-gaz cu specificarea numelui celor două gaze;

– schimbătoare de căldură în care ambii agenți sunt în stare lichidă, denumite schimbătoare de căldură lichid-lichid, cu specificarea numelui celor două lichide;

– schimbătoare de căldură în care unul dintre agenți este un gaz, iar celalalt este un lichid, denumite schimbătoare de căldură gaz-lichid sau lichid-gaz, cu specificarea numelui celor două fluide[6].

De regula, în denumire se specifică întâi agentul mai cald și în al doilea rând agentul mai rece.

g) după materialul de construcție folosit, schimbătoare de căldură de suprafață se împart în:

– schimbătoare de căldură metalice;

– schimbătoare de căldură ceramice;

h) după poziția aparatului se deosebesc:

– schimbătoare de căldură verticale;

– schimbătoare de căldură orizontale;

i) după modul de asamblare, schimbătoărele de căldură de suprafață se împart în:

– schimbătoare de căldură formate dintr-un singur element;

– schimbătoare de căldură formate din mai multe elemente asamblate între ele, montate în serie;

j) după modul de preluare a dilatarilor termice, schimbătoarele de căldură de suprafață se împart în: – schimbătoare de căldură rigide, care permit compensarea dilatării termice a elementelor componente;

– schimbătoare de căldură semielastice, care permit compensarea parțială a dilatării;

– schimbătoare de căldură elastice, care permit compensarea totală a dilatării;

k) după transformările fizice ale agenților termici în procesul de schimb de căldură la trecerea prin schimbător, avem:

– schimbătoare de căldură fără schimbarea stării de agregare a celor doi agenți termici;

– schimbătoare de căldură cu schimbarea starii de agregare a unuia sau a ambilor agenți termici;

l) după transformările chimice ale agenților termici la trecerea prin schimbător, se deosebesc:

– schimbătoare de căldură în care nici unul din agenți nu suferă nici o transformare chimică;

– schimbătoare de căldură în care unul sau ambii agenți termici suferă transformări chimice;

m) după destinația lor, se obisnuiește ca schimbătoarele de căldură să se împartă în:

– încălzitoare, când scopul principal este încălzirea unui mediu fluid dat;

– răcitoare, când scopul principal este răcirea unui mediu fluid dat;

n) după configurația suprafeței de schimb de căldură, schimbătoarele de căldură metalice se împart în: – schimbătoare de căldură cu suprafață netedă;

– schimbătoare de căldură cu suprafață extinsă prin aripioare, nervuri sau proeminențe aciculare;

– schimbătoare de căldură tubulare, din țevi drepte, în formă de U, de serpentină sau de spirală, arcuite;

– schimbătoare de căldură cu plăci sau lamele .

Schimbătoarele de căldură cu plăci lucrează cu presiuni relativ mici pentru ambele fluide, ele fiind ușoare și cu gabarit mic în raport cu aria de transfer,

Schimbător de căldură cu placi

Batiul schimbătorului de căldură este alcătuit dintr-o placă fixă (1) numită și placă cadru, pe care sunt fixate toate elementele de legătură, și de care sunt fixate atât bara de susținere(2), cât și cea de ghidare(3), o placă mobilă (6), câte o bară de ghidare superioară, inferioară și picioare de sprijin. Tiranții(prezoanele)(4) de strângere sunt folosiți pentru a strînge pachetul de plăci (5). Toate prezoanele sunt filetate și acoperite cu un material anticoroziv fiind protejate cu manșoane din plastic, ceea ce permite o demontare ușoară. Dimensiunea și numărul tiranților depinde de tipul de schimbător de căldură.

Aparatul este prevăzut cu un sistem de ghidare în cinci puncte, care asigură o aliniere corespunzătoare a plăcilor și a garniturilor, permițând folosirea unor presiuni de lucru mari, fără pericolul apariției scurgerilor. Acest sistem de ghidare, împreună cu armăturile plăcilor, simplifică glisajul acestora, ceea ce este deosebit de important pentru întreținere, în special în cazul pachetelor de plăci foarte mari, care altfel ar fi dificil de închis și etanșat. Părțile componente ale cadrului se confecționează din oțel carbon obișnuit[3].

Pachetul de plăci este compus din plăci nervurate, cu un canal de garnitură pe margine si de jur împrejurul orificiilor. Numărul și mărimea plăcilor sunt determinate de debitul fluidelor, de proprietățile fizice ale celor două fluide, de căderea de presiune din aparat și de regimul de temperatură. Canalele din plăci formează între ele un unghi care poartă numele de unghi Chevron. Acest unghi este invers la două plăci alăturate, astfel încât între două plăci adiacente să se formeze un număr cât mai mare de puncte de contact, care să intensifice transferul de căldură. Valorile uzuale ale unghiului Chevron sunt cuprinse între 25…65.

În funcție de aplicație, se pot folosi plăci de oțel inoxidabil, de titan sau grafit,

Plăci de schimbătoare de căldură

Garnitura specială se gasește fixată în canalul de garnitură, , cu care sunt prevăzute plăcile. Garniturile asigură ca cele două fluide să nu se amestece și să fie dirijate pe un anumit traseu prin aparat. Plăcile asigură treceri paralele prin aparat, iar garniturile sunt astfel proiectate încât pot să asigure diverse tipuri de curgeri (echicurent, contracurent etc). Garniturile sunt alese astfel încât să fie compatibile cu parametrii de regim, mediu chimic și alte condiții posibile care trebuie avute în vedere.

Garnitură și canalul de garnitură

Garniturile sunt fixate în dispozitive speciale situate la intervale regulate, dispuse în jurul plăcii. Fixarea garniturilor se face prin diverse procedee: tip eclisă (clip-on) fig. 3.4 sau cu dinte .

Fixare tip eclisă Fixare cu dinte

Dispozitivele de prindere sunt pur și simplu introduse în locașul respectiv la montare și apoi scoase la demontare, operații care pot fi făcute foarte simplu în punctul termic. Acest mod de lucru simplifică montajul, eliminând adezivul și reducând atât costurile, cât și timpul de nefuncționare al utilajului. Garniturile pot fi fabricate din materiale cum ar fi Viton, Nitril (NBR) sau EPDM (unele în varianta teflonată)

Schimbatoarele de căldură cu placi prezintă urmatoarele avantaje importante:

– plăcile schimbătorului de căldură promovează o turbulență ridicată: cele ondulate prin continua schimbare a direcției de curgere și a vitezei fluidului, iar cele cu canale în V, asamblate cu plăci ondulate, imprimă o mișcare de swirl fluidelor. Turbulența, creată prin oricare din aceste metode, elimină zonele stagnante, reducând astfel riscul unei funcționări proaste;

– principiul constructiv al acestor aparate conduce la o greutate mică și un gabarit redus, deci au o compactitate ridicată, astfel încât sunt necesare fundații mai mici (deci investiții inițiale mai mici) iar spațiul necesar este mult redus (de exemplu, spațiul ocupat este 1/5…1/2 din cel al unui schimbător de căldură tubular;

– construcția modulară a aparatului conduce la o mare flexibilitate a acestuia, fiind ușor de intervenit și de modificat suprafața de schimb de căldură;

– cadrul de fixare și susținere, împreună cu placa mobilă, permit un acces deosebit de ușor la întreaga suprafață de schimb de căldură, reducând timpul de oprire și micșorând costurile de întreținere;

– contactul de tip metalic dintre plăci micșorează riscul apariției vibrațiilor, prelungind viața aparatului și mărind siguranța în funcționare;

– montarea garniturilor fără adeziv simplifică asamblarea și permite o schimbare rapidă a garniturilor, chiar pe loc, ceea ce reduce costurile de întreținere și micșorează timpul de

imobilizare al instalației;

– forma garniturilor minimizează riscul pierderilor interne, cele externe putând fi ușor de detectat;

– titanul are proprietăți de “auto-reparare”, în cazul în care stratul de la suprafață se strică, materialul îl reface imediat, astfel încât coroziunea sau eroziunea nu pot acționa;

– turbulență ridicată, împreună cu o curgere în contracurent a celor două fluide, permite obținerea unor coeficienți ridicați de transfer de căldură, care sunt aproximativ de trei ori mai mari decât cei pentru un schimbător de căldură tubular;

– depunerile în cazul acestor aparate sunt mult mai reduse decât în cazul aparatelor multitubulare deoarece, pe de o parte turbulența ridicată menține particolele solide în suspensie, iar pe de altă parte vitezele sunt uniform distribuite peste toată placa, neexistând zone de stagnare;

– datorită accesului rapid la suprafața de schimb de căldură, curățarea suprafețelor se face foarte ușor[7].

Pompele de circulație a agentul termic secundar asigură presiunea necesară circulației apei în instalațiile de încălzire ale consumatorilor.

Fig. 3.5 Pompă de circulație

Pompele folosite au un randament ridicat, fiabilitate mare și un nivel redus de zgomot și vibrații. În instalațiile de încalzire se folosesc pompe cu montaj direct pe conductă (“pompă de țeavă”).

Pompa trebuie amplasată astfel încât să se asigure în bune condiții dezaerisirea instalației, precum și prescripția ca pe conductele de siguranță să nu existe nici o armătură sau o stangulare a secțiunii. Pentru a respecta condițiile de siguranță, pompele trebuie intercalate totdeauna după punctul de racordare a conductei de siguranță de tur sau înainte de punctul de racordare a conductei de retur.

Armăturile de închidere sau de reținere ce se montează pe circuitul pompei nu trebuie să influențeze asupra siguranței instalației. Pompele asigura circulatia agentului termic secundar de la colector – schimbatoare – consumatori. Pentru a asigura o bună funcționare a instalațiilor de încălzire centrală cu apă caldă, este necesar să se realizeze evacuarea aerului care rămâne în instalație la umperea ei cu apă, sau care se degajă din apă în timpul funcționării. Aerul care nu se evacuează se adună în conducte sau în corpurile de încălzire, formând așa-numiții saci de aer care împiedică circulația apei. Prin pantele care se dau conductelor orizontale, aerul este condus spre cele mai înalte puncte ale instalatiei, de unde prin vasul de expansiune sau vasele de dezaerisire se evacuează în atmosferă. Aerul poate fi evacuat centralizat prin conducte de dezaerisire sau local prin robinete de dezaerisire.

Realizarea presiunii statice necesare și preluarea variației de volum rezultate din dilatarea apei din instalațiile de încălzire impune folosirea vaselor de expansiune închise, fig. 3.6. Acestea sunt racordate pe circuitul secundar al schimbătotului de căldură, la conducta de retur.

Vas de expansiune

În cadrul unei instalații de încălzire centrală funcționând cu apă caldă, vasul de expansiune are următoarele funcții importante:

– de preluare a variațiilor de volum rezultate din dilatarea și contracția apei din întreaga instalație de încalzire (cazane , conducte , corpuri de incalzire), ca urmare a încălzirii apei de la o temperatura de + 10 0C până la + 95 …100 0C, sau a răcirii apei de la + 90 …100 0 C până la + 10 0C, atunci când se oprește funcționarea instalației;

– de a realiza colectarea și evacuarea aerului din instalație;

– de a asigura cazanele, schimbătoarele de căldură, întreaga instalație împotriva pericolului ca presiunea în instalație să crească peste presiunea admisibilă, evitând astfel pericolul de explozie;

– de a asigura nivelul maxim, cât și nivelul minim al apei din instalație, în așa fel încât, la nivelul maxim, apa să nu depașească partea de sus a vasului, iar la nivelul minim, să nu scadă prea mult, pentru ca aerul să nu patrundă în instalație. În timpul încălzirii și al răcirii apei, instalația de încălzire rămâne tot timpul plină, variind numai nivelul apei în vasul de expansiune.

Instalațiile de încălzire centrală cu apă caldă pot fi prevăzute cu vase de expansiune deschise sau vase de expansiune închise .

Pentru evitarea colmatării schimbătoarelor de căldură cu placi este obligatorie montarea filtrelor de impurităti care au rolul de a reține impuritățile din agenții termici primar și secundar. Filtrele se vor monta încadrate de vane de închidere cu scopul de a le izola și a permite curațarea acestora[7].

Filtru de impurități și vane de izolare

Filtru de impurități, fig. 3.8, este alcatuit din: corpul filtrului(1), sita filtrului(2), garnitura filtru(3), șurub de golire(4), capac filtru(5).

Filru de impuritați în secțiune

Vanele de izolare (armăturile de închidere), prevăzute pentru separarea aparatelor sau a unor porțiuni din instalații, se montează în locuri accesibile, iar cele care se manevrează mai des se amplasează astfel încât să se ajungă la ele fără intermediul unei scări.

Cunoașterea parametrilor funcționali ai instalațiilor de încălzire (temperatură, presiune, debit, etc.) se face prin montarea obligatorie a aparaturii de măsură și control. Datele despre temperatura, din istalațiile de încălzire, sunt preluate de la termometre, care sunt montate în teci metalice

Termometru indicator

Termometre indicatoare sunt instalate:

– la cazanele de apă caldă pe conductele de ieșire;

– la schimbătoarele de căldură;

– în cazul unui singur aparat – pe intrarea și ieșirea circuitelor primar și secundar;

– în cazul mai multor aparate, montate alăturat și racordate în paralel, câte un singur termometru pe circuitele principale primar și secundar și câte un termometru pe ieșirea circuitelor primar și secundar din fiecare aparat;

– în cazul mai multor aparate racordate în serie, câte un termometru pe circuitele primar și secundar;

– pe distribuitoarele instalațiilor de încălzire cu apă caldă sau fierbinte;

– pe toate ramurile care intră în colectoarele instalațiilor de încălzire cu apă caldă sau fierbinte;

– pe ieșirea generală din colectoare;

– pe ieșirea din reductoarele de presiune.

Gradul de precizie minim al termometrelor cu citire directă este de ± 0,5ºC. Montarea termometrelor indicatoare se face în scopul reglării și controlului ocazional al instalațiilor.

Presiunea din instalațiile de încălzire se măsoara cu ajutorul manometrelor indicatoare, fig.. Acestea sunt montate pe:

– distribuitoarele și colectoarele instalațiilor de încălzire cu apă cu circulație prin pompe;

– aspirație și refularea pompelor de circulație, adaos, amestec, etc.;

– pe conductele de tur de la cazanele de apă caldă sau apă fierbinte;

– la intrarea și ieșirea în și din reductoarele și regulatoarele de presiune;

– pe rezervoarele închise sub presiune (rezervoare închise de condensat, vase de

expansiune închise, etc.);

– înainte și după filtrele de impurităț.

Manometru de presiune

Clasa de precizie a manometrelor și limitele maxime de lucru sunt în conformitate cu normele și standardelor în vigoare. Un alt scop al instalării manometrelor indicatoare este și acela al verificării echilibrării hidraulice a circuitelor de conducte, precum și a căderilor de presiune în aparate cu rezistență hidraulică mare și variabilă în timp[

În scopul realizării economiei de energie și stabilirii unor relații corecte între distribuitorul și consumatorul de căldură se prevede contorizarea consumului de căldură în instalațiile de încălzire centrală. La centralele termice se contorizează – obligatoriu – căldura furnizată separat diferitelor categorii de consumatori de căldură: pentru încălzire centrală, pentru prepararea centralizată a apei calde de consum sau pentru alte scopuri, iar pentru aceeași categorie de consumatori contorizarea se va face pe ramurile de distribuție de la sursa termică. La punctele termice se contorizează – obligatoriu – căldura primită de la sursa de căldură; contorizarea căldurii furnizate va fi făcută la consumatori. Contoarele de energie termică, , sunt aparate de măsură alcătuite din traductor de debit (mecanic sau cu ultrasunete), calculator (integrator) de energie termică și pereche de termorezistențe[9].

Contor de energie termica

Traductorul de debit, atât cel mecanic , ,cât și cel cu ultrasunete, măsoară volumul de apă vehiculat prin conductă.

Traducor de debit cu ultrasunete

Perechea de termorezistențe, una amplasată pe conducta de tur iar cealaltă pe conducta de retur, măsoară temperaturile de tur, respectiv retur ale agentului termic pentru încăzire. Pentru apă caldă menajeră una dintre termorezistențe este amplasată pe conducta de apă caldă, iar cealaltă pe conducta de apă rece. Integratorul de energie termică, fig., preia informațiile de volum și de temperatură în scopul calculării și afișării căldurii consumat.

Integrator de energie termică

Apa de adaos folosită pentru umplerea și completarea cu apă a instalațiilor din centrale și puncte termice se contorizează separat. Aparatele folosite sunt contoarele de apa caldă, precizia de măsurare este cl. B, iar poziția de motaj va fi pe orizontală.

Contor de apa calda

Rețelele termice servesc la transportul agenților termici (apă caldă, apă fierbinte sau abur) de la centralele și punctele termice la instalațiile interioare de încălzire. Rețelele se compun din:

– conductele propriu-zise (de regulă metalice) și fitingurile aferente (coturi, curbe, ramificații, reducții, etc.);

– termoizolația conductei și protecția acesteia;

– elemente pentru preluarea eforturilor provenite din dilatare (compensatoare de dilatare);

– armături de închidere, reglare, golire, dezaerisire;

– elemente de susținere (suporți ficși și mobili);

– elemente auxiliare de construcție (canale termice, cămine, estacade).

Stabilirea configurației și traseului rețelei termice se face pentru a se asigura transportul și distribuția energiei termice în condiții de eficiență, siguranță și economicitate. La stabilirea traseului rețelei termice se va urmări obținerea unor lungimi minime de conducte, avându-se grijă să rezulte un număr cât mai redus de intersecții cu celelalte rețele și cu căile de circulație. Schemele de distribuție pot fi de doua tipuri:

– schemă ramificată (radială);

– schemă inelară.

Alegerea tipului de schemă de distribuție se face în funcție de amplasarea, mărimea și importanța consumatorilor, de constrângerile impuse de teren și de celelalte rețele, urmărindu-se asigurarea unei bune echilibrări hidraulice a rețelei și a unor costuri de investiție și consumuri de materiale reduse

Generalități despre mentenanță

În timp ce numeroase țări vest-europene dispun încă din anii 1980 de produse software specializate pentru mentenanță, în Romania s-a plătit mult timp tribut unor concepții absolut greșite, potrivit cărora în categoria domeniilor de activitate vizate de informatizare nu se afla și mentenanța, sau în cel mai bun caz, locul acesteia este considerat departe.

Mentenanță trebuie înțelesă ca un ansamblu de activități tehnico-organizatorice, care au ca scop asigurarea obținerii unor performanțe maxime pentru bunul considerat (utilaj, clădire, instalație, etc.).

Sectorul mecano-energetic, compartiment aflat în centrul mentenanței, nu are nici o șansă de a-și depăți condiția și de a pune bazele unei mentenanțe industriale moderne și eficiente atât de necesare, în absența computerului. Acesta este singurul instrument care permite cuprinderea și stăpânirea uriașului volum de date și informații specifice mentenanței și folosirea de metode și tehnici moderne în elaborarea strategiilor și adoptarea deciziilor.

Una din atribuțiile importante ale managementului unei societăți comerciale este întreținerea și reparația utilajelor, echipamentelor și clădirilor. Un rol deosebit de important îl are întreținerea utilajelor de care depinde desfășurarea neântreruptă a activităților de producție, respectarea termenelor de livrare a produselor fabricate, de menținere a costurilor de producție la un nivel minim.

Creșterea gradului de înzestrare tehnică a societăților comerciale, prin sporirea nivelului de mecanizare și în special a celui de automatizare a procesului de producție impun existența unui compartiment puternic de întreținere în cadrul unității.

Organizarea acestui compartiment se raportează la locul pe care îl ocupă în structura organizatorică și la atribuțiile ce îi revin.

Dintre acestea reținem:

a) menținerea mijloacelor de muncă mecanice la parametrii normali de funcționare, prin prevenirea și înlăturarea efectelor uzurii fizice;

b) executarea unor lucrări de modernizare a mașinilor, utilajelor șsi instalațiilor pentru a înlătura efectele uzurii morale;

c) asigurarea lucrărilor de reparații folosind piesele de schimb procurate de la unitati specializate sau executate în cadrul unității respective;

d) executarea unor mașini, utilaje sau instalații, pe baza de concepție proprie, prin autoutilare;

e) efectuarea adaptării utilajelor existente la noile cerințe;

f) furnizarea de informații cu privire la utilaj și echipament;

g) efectuarea de reparații urgente;

h) efectuarea de lucrari de întreținere preventivă.

Pentru efectuarea unei activități ordonate, complete și eficiente se elaboreaza programul activității de întreținere. El poate fi conceput pe an sau pe semestru. În el sunt cuprinse activitățile curente, reparațiile capitale si reconditionarile, precum și proiectele speciale. Eficiența muncii compartimentului de întreținere se apreciaza prin compararea cheltuielilor de timp efectuate pentru lucrările de întreținere, cu orele-normă acordate.

Sisteme de mentenanță

La baza organizării modului de desfășurare a activităților de mentenanță stau aspecte legate de amplasarea societații, profilul de activitate, caracteristicile mijloacelor de producție existente etc.

Abordarea sistemică presupune considerarea următoarelor forme de organizare a mentenanței care, în funcție de resursele alocate și de obiectivele urmărite, sunt destinate a asigura disponibilitatea optimă a sistemelor tehnice (fig. 4.1):

Sisteme de mentenanță

a) Mentenanța preventivă

Mentenanța preventivă este „mentenanța care are ca obiect reducerea probabilităților de defectare sau degradare a unui bun sau serviciu”. Principalele tipuri de mentenanță preventivă sunt următoarele:

– mentenanța sistematică, respectiv „mentenanța realizată prin activități de întreținere, reparații curente, revizii și reparații capitale, constituite într-un plan tehnic normat de intervenții, specific fiecărui tip de utilaj în parte”;

– mentenanța condițională, cu semnificația „mentenanței realizate prin intermediul urmăririi parametrilor de uzură ai elementelor sau subansamblurilor cheie ale utilajelor, prin intermediul unor instrumente specifice (analizoare de uzură, de vibrații, de ulei etc.)”, urmând ca intervențiile de mentenanță să fie realizate înainte de apariția defectului;

– mentenanța previzionară, care reprezintă „mentenanța preventivă subordonată analizei de evoluție urmărită de parametrii semnificativi ai degradării bunului, ce permite întârzierea și planificarea intervențiilor”.

O modalitate de comparare a eficienței sistemelor menționate anterior se poate realiza prin intermediul costurilor totale medii de mentenanță pe unitatea de timp.

b) Mentenanța corectivă

– mentenanța corectivă reprezintă „ansamblul de activități realizate după defectarea unui mijloc de producție sau după degradarea funcției sale în mod neprevăzut. Aceste activități constau în localizarea defectelor și diagnosticul acestora, repunerea în funcțiune cu sau fără modificări și controlul bunei funcționări”. Se descompune în două subtipuri:

– mentenanța curativă, care reprezintă „activități de mentenanță corectivă, care au ca obiectiv repunerea unui mijloc de producție într-o stare specifică de funcționare, care îi permite îndeplinirea funcțiilor sale”. Aceste activități pot fi reparații, modificări sau amenajări care au ca obiect suprimarea defecțiunilor;

– mentenanța paliativă (paleativă), ce presupune „activități de mentenanță corectivă destinate a permite unui mijloc de producție, în mod provizoriu, îndeplinirea integrală sau parțială a funcțiilor sale”. Se apelează în mod curent la depanare, această mentenanță paliativă fiind în principal constituită din acțiuni cu caracter provizoriu care trebuiesc urmate de acțiuni curative

Concepul de defect

În practică se utilizează noțiunile de neconformanță și defecțiune care având înțelesuri apropiate și nefiind identice, se impune a fi definite. Neconformanța este o abatere a unei caracteristici de calitate de la nivelul dorit sau stare, care apare cu o severitate suficientă ca produsul sau serviciul asociat să nu îndeplinească cerința unei specificații.

Defectul este o abatere a unei caracteristici de calitate de la nivelul dorit, sau stare, care apare cu o severitate suficientă ca produsul sau serviciul asociat să nu satisfacă cerințele de utilizare dorite, normale sau rațional previzibile. Defectul este evenimentul fundamental în teoria fiabilității și a mentenanței. Se constată că termenul de “neconformanță” este apt pentru a fi folosit de controlul calității la producători sau la recepția unui produs, iar cel de “defect” în exploatare. O

transmisie poate, de exemplu, să fie neconformă dar să nu fie defectă. O defecțiune are întotdeauna asociată o neconformanță.

Evoluția unui defect în timp poate fi importantă. În cazul unui obiect conținând multe defecte mici, ipoteza că acestea nu modifică repartiția energiei în obiect este aproape întotdeauna adevărată. Dacă însă obiectul conține defecte mari, repartiția energiei înmagazinate se schimbă esențial, apărând fenomenul de concentrare a tensiunilor. Cazul se regăsește când în material există fisuri sau incluziuni, de asemenea când sunt modificări importante de dimensiuni sau formă.

În afara sarcinii la care sunt supuse, obiectele reale sunt influențate și de mediu. Se constată că între mediul ambiant și obiect are loc un schimb de energie și de materie, care conduce frecvent la modificarea rezistenței și apariția defectelor.

Înainte de începerea lucrului, indiferent de felul reparației se impune studiul cărții tehnice a instalatiei care trebuie reparata și determinarea ordinii de demontare-montare necesare intervenției.

să nu se folosească forța de muncă în exces la demontarea pieselor;

lagărele se vor verifica atent, se vor transporta cu grijă și nu se vor forța la demontare;

garniturile de etanșare se demontează, nu se rup;

șuruburile și prezoanele nu se vor strânge inegal și nu se forțează strângerea;

în vederea montării lagărele și piesele fretate nu se vor încălzii în exces;

toate piesele se demontează fără lovire și vor fi manipulate cu grijă;

toate piesele și suprafețele din zona de lucru se vor curăța foarte bine;

curățarea pieselor asamblate nu se face cu aer comprimat pentru a se evita fixarea impurităților între piesele cu mișcare relativă și apariția uzurii premature a acestora;

nu se va lăsa niciodată utilajul demontat fără să fie acoperit cu o folie;

în caz de nevoie, se vor folosi ciocane de plastic pentru demontare;

pentru ungere se va folosi ulei curat;

pentru ștergerea pieselor nu se va folosi material care lasă scame;

după îndoirea la cald a țevilor acestea se vor curăța interior de zgură;

-în vederea ridicării releveelor pieselor acestea vor fi bine curățate și șterse;

piesele demontate se vor așeza în ordinea prevăzută de schema de montaj, toleranțele și ajustajele specificate in cartea tehnica a utilajului se vor respecta cu strictețe la montare.

materialele pentru execuția pieselor de schimb se vor utiliza după confirmarea calității lor;

să se repare, modernizeze și completeze dispozitivele de curățare si protecție;

să se profite de momentul reparației pentru înțelegerea concepției turbocompresorului, pentru desenarea pieselor cu anduranță scăzută și aflarea cauzelor defecțiunilor;

se vor face propuneri pentru modernizarea pieselor care se uzează mai rapid și se va cere părerea celor care au efectuat repararea asupra exploatării PT

Indiferent de sistemul organizatoric adoptat pentru Compartimentul de mentenanță și indiferent de sistemul de planificare al activităților de mentenanță, personalul compartimentului de mentenanță trebuie să definească și să întocmească, o serie de documente și lucrări pregătitoare.

Dintre lucrările și documentele considerate ca necesare și indispensabile amintim următoarele:

planul anual de mentenanță

volumul lucrărilor de reparatie în conformitate cu planul de mentenanța

numarul de lucrători necesari realizarii planului de mentenanța

lucrările de reparații care se pot executa în atelierele proprii;

stabilirea necesarului de colaborări pentru asigurarea reparațiilor;

planul de piese de schimb executabile în atelierele proprii;

necesarul de materiale de întreținere și reparații care trebuie aprovizionat;

necesarul de aparataj electric și de automatizare care trebuie aprovizionat.

Eficiența acestor lucrări pregătitoare se asigură prin următoarele activități:

depunerea la timp a acestor necesaruri la serviciile funcționale ale societății comerciale;

urmărirea obținerii materialelor și pieselor cerute precum și întocmirea contractelor de colaborare și de aprovizionare pentru materialele și piesele necesare;

urmărirea introducerii în planul societății comerciale proprii a pieselor de schimb posibil de a fi executate în regim intern.

Activitati de mentenanta Tabelul