Автоматичне регулювання

Література

Тема 2.1 Теплові схеми ТГУ

Кількість годин - 2 години

Кількість лекцій - 1(Лекція - 1-а)

Лекція 2.1

1 Класифікація теплових схем. Загальні положення

2 Теплові схеми ТГУ з паровими котлоагрегатами

3 Теплові схеми ТГУ з водогрійними котлоагрегатами

4 Графік теплових навантажень за рік

1 Класифікація теплових схем ТГУ. Загальні положення

Теплові схеми - графічне зображення основного і допоміжного устаткування ТГУ, що об'єднуються лініями трубопроводів робочого тіла відповідно до послідовності його прямування в установці.

Класифікують теплові схеми відповідно до характеру роботи ТГУ, до режиму роботи теплової мережі, до типів встановлених котлоагрегатів, до складності виконання:

а) теплові схеми опалювальних, виробничих і виробниче-опалювальних котелень;

б) принципові, розгорнуті і робітничі (монтажні) теплові схеми.

Принципова теплова схема вказує умовно лише основне устаткування і трубопроводи, не уточнюючи кількість і розташування устаткування; характеризує сутність основного технічного процесу перетворення енергії і використовування в установці теплової енергії робочого тіла.

Розгорнута теплова схема містить усе встановлене устаткування, а також усі трубопроводи з розташованою на них арматурою.

Робоча (монтажна) теплова схема виконується в ортогональній або аксонометричній проекції з вказівкою відміток розташування трубопроводів, їхнього нахилу, арматури, кріплень, розмірів і ін.

Слід зазначити, що розгорнуту і робочу теплові схеми можна скласти тільки після розробки принципової теплової схеми і її розрахунків.

2 Теплові схеми ТГУ з паровими котлоагрегатами

Котельні установки з паровими котлоагрегатами характерні тим, що вони є опалювальне-виробничими, які забезпечують: технологічних споживачів паром заданих параметрів (D_спож), а також відпускають теплову енергію у вигляді гарячої водою на опалення Q_о, вентиляцію Q_{. в} і гаряче водопостачання Q_гв шляхом підігріву води в спеціальному пароводяному підігрівнику (бойлері).

Такі котельні можуть бути також чисто опалювальними або чисто виробничими.

Теплова схема котельні (ТГУ) з паровими котлоагрегатами для закритої системи теплопостачання подана на рис. 2.1.1 і на рис.1.74[3].

1. Сумарна паропродуктивність (D_сум) парових котлоагрегатів (1), що виробляють насичену або перегріту пару з параметрами (Р₁,t₁) розподіляється в такий спосіб: а) відпустка пари технологічним споживачам 2 (D_спож); б) витрата пари на підігрів води теплової мережі 14 (D_б); в) витрата пари на деаератор 12 (D_д); г) витрата пари на підігрів сирої води (D_св); д) витрата пари на власні потреби котельні (D_вп) Dвп=Dобд+Dмаз+...; е) внутрішньокотельні втрати (D_втр).

2. У схему надходять: а) конденсат від технологічних споживачів 2 (G_спож) через бак конденсату 17; б) вода з зворотного трубопроводу (G_зв); в) вихідна вода з водопроводу або інших джерел 4 (G_св.).

3. Заданий тиск пари Р_спож, що відпускається споживачам, підтримується редукційною установкою (3).

4. Необхідна кількість живильної води забезпечується системою хімводоочистки (ХВО - 9) і термічним деаератором(12).

Рисунок 2.1.1 Принципова теплова схема ТГУ з паровими котлоагрегатами

5. Підігрів вихідної води передбачається в підігрівнику сирої води (7) і в охолоднику продувальної води(6), хімоочищеної води в підігрівнику(10) і в охолоднику випару (11).

6. З деаератора (12) частина деаерованої води (Gд) використовується в якості живильної води для парових котлів (G_п..в) за допомогою живильного насоса (8) і частина для підживлення теплової мережі (G_підж) за допомогою підживленого насоса (13).

7. Для забезпечення нормального водяного режиму котлів передбачено безупинне продування котлової води (G_пр) з відводом продувальної води в сепаратор безупинного продування (5). Пара з сепаратора (4) витратою (D_пр) подається в деаератор(12), а сепарована вода витратою (G'_пр) подається в охолодник продувальної води (6) звідкіля в дренажну мережу котельні при температурі 40-50 ^оС.

8. У колонку деаератора (16) надходить: а) хімочищена вода (G_хв); б) конденсат від технологічних споживачів (G'_спож); в) конденсат від бойлерів(14) води теплової мережі (G'_б); г) конденсат від підігрівника сирої води(7) (G'_св); д) випар з сепаратора (D_пр); е) пара з парової лінії котла (D_д).

9. Випар, який утворюється в процесі термічної деаерації, видаляється з верхньої частини колонки деаератора витратою (Dвип) в охолодник випару (11), конденсат з якого відводиться в дренажну мережу котельні.

10. Пароводяний підігрівник (14) забезпечує двоступінчастий підігрів води теплової мережі від (Т_зв) до температури (Т_пр), з якою вода надходить у лінію теплової мережі та циркулює в ній за допомогою насоса 16.

Примітка: Характерною відмінністю принципової теплової схеми ТГУ для відкритої системи теплопостачання від вже розглянутої закритої є виділення самостійного деаератора підживленої води, збільшення витрат води на ХВО і теплоти на підігрівник сирої води.

Хімочищена вода після I-ого ступеня зм'якшення надходить у деаератор підживлення, а після II-ого ступеня зм'якшення в деаератор для живлення котлів.

3 Теплова схема з водогрійними котлоагрегатами

Котельні з водогрійними котлоагрегатами характерні тим, що вони є чисто опалювальними, які забезпечують відпустку теплової енергії для опалення, вентиляції і гарячого водопостачання без проміжного теплоносія.

Теплова схема котельні з водогрійними котлоагрегатами подана на рис. 2.1.2 і на рис. 1.75[3].

Рисунок 2.1.2 Теплова схема водогрійної котельні

Сумарна теплопродуктивність водогрійних котлоагрегатів (1), які виробляють гарячу воду з температурою 95, 130, 150, 180, 200 ^о розподіляється в такий спосіб: а) до споживачів опалення, вентиляції або гарячого водопостачання (у тепломережу); б) до підігрівника сирої води, ХВО; в) до вакуумного деаератора; г) у мазутне господарство й інші потреби; д) до насоса рециркуляції;

У схему надходить: а) додаткова вода з водопровідної мережі для підживлення(G_{с. в.});б) зворотна вода тепломережі (G_зв);

Необхідна кількість підживленої води забезпечується системою ХВО (7) і вакуумним деаератором (10), який працює при р=0,03...0…0,0075 МПа.

Для одержання вакууму слугує установка з замкнутим циркуляційним контуром води, що складається з водяного ежектора(11), насоса (13), бака (12), що заповнюється до пуску установки сирою водою.

Підігрів вихідної води (Gсв) передбачається в підігрівнику (6) до t = 25^оС, а після ХВО в підігрівнику ХВО (8) до t = 60 ^o.

Вода з деаератора з t = t_н подається в бак деаерованої води (10), а після за допомогою підживленого насоса (5) подається в зворотну лінію тепломережі на усмоктувальну лінію сіткового насоса (4).

У колонку деаератора надходить тільки хімочищена вода, а для підігріву води до температури насичення_н подається гаряча вода з котла.

Випар, що утворився в результаті деаерації, видаляється з верхньої частини колонки деаератора через охолодник випару до водяного ежектора і бака технічної води (12), з якого викидається в атмосферу

Для підтримки постійної температури води (120-150^оС) за котлом і температури води, що йде в теплову мережу відповідно до температурного графіка використовується лінія підмішування (3) (лінія перепуску).

Для захисту сталевого водогрійного котла від корозії температура води на вході підтримується в межах 70-120^оС (у залежності від концентрації сірки в паливі) за допомогою лінії рециркуляції і насоса рециркуляції (2) гарячої води з вихідного колектора котла у вхідний.

Тема 2.2 Методика розрахунку теплової схеми котельні

Кількість годин - 2

Кількість лекцій - 1(Лекция- 2-а)

Лекція 2.2

1 Задача і цілі розрахунку теплових схем

2 Загальні принципи розрахунку теплової схеми

3 Методика розрахунку теплової схеми котельні з водогрійними котлоагрегатами

4 Методика розрахунку теплової схеми котельні з паровими котлоагрегатами

5 Оцінка теплової економічності теплової схеми

1 Задача і цілі розрахунку теплових схем

· Основною ціллю розрахунку теплової схеми котельні є: визначення загальних теплових навантажень, що складаються з зовнішніх навантажень і витрат теплоти на власні потреби; визначення усіх теплових і матеріальних потоків, необхідних для вибору допоміжного устаткування і визначення діаметрів трубопроводів і арматури;

· визначення вихідних даних для подальших техніко-економічних розрахунків (кількість теплової енергії виробленої за рік, річних витрат палива й ін.).

Розрахунок теплової схеми дозволяє: визначити сумарну теплопродуктивність(паровидатність) котельної установки при декількох режимах її роботи. Згідно з відомою сумарною витратою пари (гарячої води) проводиться вибір типу, кількості і продуктивності котлоагрегатів.

Після вибору котлоагрегатів проводиться вибір усього необхідного для їхньої роботи допоміжного устаткування, тобто різноманітних теплообмінників, насосного парку, устаткування водопідготовки, баків і ін.

Все обране устаткування відображається на тепловій схемі у виді умовних позначень, що вибираються відповідно до чинних стандартів. Так само умовними лініями зображують трубопроводи для різноманітного виду рідин, пари і газу.

2 Загальні принципи розрахунку теплових схем котелень

Достатньо велика складність теплових схем сучасних котельних установок змушує проводити їхній розрахунок методом послідовних наближень. Для кожного з елементів теплової схеми складаються рівняння теплового і матеріального балансу, рішення яких дозволяє визначити невідомі витрати, энтальпії (або температури).

Послідовність розрахунку слідуюча: ознайомлення з завданням на проектування; визначення й упорядкування принципової теплової схеми; підготування вихідних даних, необхідних для розрахунку; розрахунок витрат робочих середовищ і визначення сумарної потужності встановлених котлоагрегатів; визначення кількості встановлених котлоагрегатів; визначення досконалості теплової схеми шляхом розрахунку к.к..д. нетто і к.к..д. брутто ТГУ і відсотка теплової енергії на власні потреби.

У завданні на проектування вказується: а) тип котельні згідно з призначенням (опалювальна, опалювально-виробнича, виробнича); б) тип системи теплопостачання.

На підставі (а), (б) визначається варіант теплової схеми, при цьому варто використовувати систему умовних позначень:

- пар з тиском до 1,4 МПа;

- пар з тиском до 0,6 МПа;

- пар з тиском до 0,25 МПа;

- вода живильна;

- конденсат;

- вода сира (вихідна);

х1 х1 - вода химочищена після I- го ступіня;

х2 х2 - вода химочищена після ІІ- го ступіня;

- вода продувна;

- вода дренажна;

3 Методика розрахунка теплової схеми котельні з водогрійними

Дата добавления: 2014-01-11