Expanzní automaty Variomat Giga v rozsáhlých soustavách CZT

Modernizace tepláren a soustav CZT, jejich vzájemné propojování a přechod z parních rozvodů na horkovodní sítě přinášejí nové požadavky také na udržování přetlaku. S rostoucím vodním objemem soustavy a počtem provozně propojených zdrojů je důležitý nejen výkon expanzního automatu, ale také hydraulická koncepce, způsob řízení a komunikace s nadřazeným systémem MaR.

Příkladem jsou realizace expanzních automatů Variomat Giga v propojené soustavě Planá nad Lužnicí – Tábor a v projektu GreenNet Teplárny Liberec.

Propojená soustava CZT Planá nad Lužnicí a Tábor

Propojení horkovodních soustav Plané nad Lužnicí, Sezimova Ústí a Tábora vytvořilo z pohledu udržování přetlaků v soustavě specifickou úlohu, neboť se propojily dvě původně nezávislé, rozsáhlé soustavy v obou městech.

Ve zdroji v Plané nad Lužnicí jsou osazeny Variomaty Giga GH 110 a atypicky řešený Variomat Giga GH 100-S pro zdroj o tepelném výkonu 67 MW s celkem sedmi základními a přídavnými nádobami GG a GF o objemech 5000 a 10 000 litrů. V Táboře pracují dva Variomaty Giga GH 100 s celkem jedenácti nádobami GG a GF o objemu 5000 litrů.

Hlavní řídicí funkci zajišťuje Variomat Giga GH 100S v Plané nad Lužnicí, který pracuje v zapojení Master-Slave se starším automatem GH 110. Táborské automaty jsou prostřednictvím I/O modulů řízeny z nadřazeného systému MaR a podle aktuálního provozního stavu pomáhají kompenzovat změny objemu vody v celé propojené soustavě.
Nejde tedy pouze o několik samostatných expanzních automatů, ale o společně navrženou koncepci udržování přetlaku otopné vody.

Průmyslový automat pro velké soustavy

Rozsáhlé sítě zásobování teplem vyžadují robustní průmyslové provedení expanzních automatů, které zajistí maximální spolehlivost. Občas se setkáváme s tím, že je jeden velký průmyslový automat nahrazován několika menšími, standardními modely. Ty jsou však dimenzovány na zcela jiné zatížení v běžných budovách, čemuž odpovídají výkony čerpadel i dimenze přepouštěcích ventilů. Mírná počáteční úspora se pak často mnohonásobně prodraží na nákladech za údržbu, kratší životnosti a zejména na snížené spolehlivosti celého systému udržování tlaku.

Variomat Giga je konstruován pro aplikace s vysokými výkony zdrojů a přetlaky v systému. Hydraulická jednotka využívá dvě průmyslová čerpadla a dvě paralelní, automaticky regulované přepouštěcí větve. Systém zajišťuje udržování tlaku, automatické doplňování vody a podle konfigurace také odplyňování systémové vody. Pro více zařízení lze využít koordinované řízení Master-Slave a prostřednictvím I/O modulů také vazbu na nadřazenou MaR.

Významnou součástí systému jsou nádoby GG a GF s butylovým vakem. Systémová voda je ve vaku oddělena od okolního vzduchu, čímž se minimalizuje průnik vzdušného kyslíku do otopné vody. Omezení dalšího přísunu kyslíku snižuje riziko kyslíkové koroze potrubních rozvodů, výměníků a dalších kovových částí soustavy a přispívá k jejich dlouhodobé životnosti.

GreenNet Liberec

Další významnou aplikací je projekt GreenNet Teplárny Liberec, spojený s přechodem z původní parní distribuční sítě na horkovodní systém.

V první etapě byl pro tepelný výkon zdroje 30 MW instalován Variomat Giga GH 150 se čtyřmi nádobami GG a GF o objemu 10 000 litrů. Ve třetí etapě přibyl další Variomat Giga GH 150 pro dalších 30 MW tepelného výkonu, doplněný pěti nádobami GG a GF o objemu 10 000 litrů.

Udržování přetlaku v systému o celkovém výkonu 60 MW je tak řešeno dvojicí průmyslových automatů Variomat Giga GH 150 zapojených Master-Slave a celkem devíti velkoobjemovými nádobami s butylovým vakem.

U rozsáhlých systémů CZT rozhoduje koncepce

Při návrhu udržování přetlaku v soustavách CTZ nelze vycházet pouze z tepelného výkonu zdroje nebo požadovaného expanzního objemu. Významnou roli hraje hydraulické uspořádání celé sítě, provozní režimy zdrojů, umístění jednotlivých zařízení a způsob komunikace s nadřazeným řízením.

Realizace v Plané nad Lužnicí, Táboře a Liberci ukazují rozdílné možnosti využití Variomatu Giga. Od udržování přetlaku u velkého zdroje až po koordinovanou spolupráci několika automatů v rozsáhlých propojených soustavách.

V těchto aplikacích je vedle vlastního zařízení důležitá také technická podpora při návrhu, konfiguraci řízení a uvádění systému do provozu. Právě u výkonů v řádu desítek megawattů se ukazuje, že udržování přetlaku je vhodné posuzovat jako samostatný technologický celek – od hydraulického návrhu a řízení až po způsob skladování expandované vody a ochranu kvality vody v celé soustavě.

Reflex Solutions Pro – software pro rychlý návrh zařízení REFLEX