Вентиляция, 4 – отопление, 5 – суммарная тепловая нагрузка

Рисунок 14 – Суммарный годовой график тепловых нагрузок

В левой части графика строятся линии отдельных видов нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха. При наличии технологической тепловой нагрузки в левой части графика Россандера должна появиться дополнительная линия и суммарная тепловая нагрузка региона (линия 5) будет больше. Величина суммарной тепловой нагрузки при температуре позволяет определить мощность источника тепла, а площадь под правой кривой представляет собой годовой расход тепла на регион в целом.

5. Системы централизованного теплоснабжения [7, 9]

Система централизованного теплоснабжения (обеспечение группы потребителей из одного источника тепла) является наиболее распространенной в экономике страны.

1 – источник тепла, 2 – подающий трубопровод (теплопровод),

3 – абонентский ввод, 4 - вентиляционный калорифер, 5 – абонентский подогреватель местной системы отопления, 6 – нагревательный прибор местной системы отопления, 7 – трубопроводы местной системы отопления,

8 – абонентский подогреватель системы горячего водоснабжения,

9 - местная система горячего водоснабжения, 10 – обратный трубопровод

Рисунок 15 – Схема централизованной системы теплоснабжения.

Системы централизованного теплоснабжения (рис.15) состоят из следующих основных элементов (инженерных сооружений) [7,9]:

· источников тепла (1);

· тепловых сетей (2, 10);

· абонентских вводов (3);

· местных систем теплоснабжения (4-9).

Источником тепла в централизованных системах теплоснабжения являются крупные котельные (районные котельные, АСТ) или ТЭЦ (АТЭЦ). В зависимости от типа источника тепла системы централизованного теплоснабжения разделяются на:

· системы централизованного теплоснабжения от районной котельной;

· система централизованного теплоснабжения от ТЭЦ на базе комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, которая называется теплофикацией.

Тепло от источника к потребителю транспортируется по магистральным тепловым сетям. В зависимости от вида теплоносителя тепловые сети могут быть водяными или паровыми.

На абонентских вводах происходит переход тепла из магистральных (центральных) тепловых сетей (ЦТС) в местные системы теплоснабжения (МТС). На вводах осуществляется местное (абонентское) регулирование количества и качества используемого тепла.

В зависимости от организации движения теплоносителя системы теплоснабжения могут быть:

а) замкнутыми – потребитель использует только часть тепла, а теплоноситель полностью возвращается на источник тепла;

б) полузамкнутыми – потребитель использует как часть тепла, так и часть самого теплоносителя. Остальная часть теплоносителя возвращается на источник тепла;

в) разомкнутыми – теплоноситель и его тепло полностью используется потребителем.

В зависимости от числа теплопроводов в тепловой сети системы теплоснабжения могут быть одно-, двух-, трех- и четырехтрубными. Трех-, четырех- и более трубные системы в основном используются на промышленных предприятиях.

Однотрубные системы обычно используются при разомкнутых системах теплоснабжения. Эти системы наиболее экономичны и используются в случаях, если среднечасовой расход сетевой воды (теплоносителя) совпадает с расходом воды на горячее водоснабжение (ГВС). Следует иметь ввиду, что для целей горячего водоснабжения может использоваться как сама сетевая вода (открытая система ГВС), так и вода из горводопровода, подогретая в специальных теплообменниках за счет тепла сетевой воды (закрытая система ГВС). Если расход сетевой воды превышает расход воды на горячее водоснабжение или технологию, то используются двухтрубные системы теплоснабжения. По обратному теплопроводу на источник тепла возвращается избыток сетевой воды.

В водяных системах теплоснабжения количество тепла, отпускаемого тепловому потребителю, определяется по формуле

(5.1)

где - расход сетевой воды;

- температура воды в прямой и обратной сети (магистрали).

Параметры теплоносителя в тепловой сети ЦТС значительно выше параметров воды в местных тепловых сетях: = 150 (до 180÷190)°С. В местных сетях в соответствие с санитарно-гигиеническими требованиями температура воды не должна превышать для системы отопления 95÷105°С, а в системе горячего водоснабжения – 75°С. В обратной магистрали (сети) температура теплоносителя равна 60°С.

Так как тепловая нагрузка многих потребителей зависит от температуры наружного воздуха, то возникает необходимость ее регулирования, которое осуществляется следующими способами:

· изменением температуры воды в прямой магистрали (сети) – качественный способ регулирования тепловой нагрузки;

· изменением расхода сетевой воды – количественный способ регулирования;

· одновременным изменением расхода и температуры сетевой воды – качественно-количественный способ регулирования.

Способ регулирования нагрузки сочетается с определенными методами регулирования в зависимости от места, где оно осуществляется. Так, качественный способ осуществляется непосредственно на источнике тепла (централизованный метод), качественно-количественный способ используется на абонентском вводе (местный метод регулирования). Наконец, у потребителя в основном осуществляется количественный способ регулирования (индивидуальный метод).

5.1 Источники тепла в системах централизованного теплоснабжения [4, 5]

Источниками тепла в системах централизованного теплоснабжения выступают районные котельные и теплоэлектроцентрали.

5.1.1 Районные и промышленные котельные

В районных котельных вырабатывается только один вид продукции – тепло, которое отпускается в виде пара или горячей воды. Выработка тепла осуществляется в котельных установках (паровых или водогрейных).

Принципиальная схема теплоснабжения от районных водогрейных котельных представлена на рисунке 16.

1 – водогрейный котел, 2 – насос рециркуляции, 3 и 10 – регулирующие клапаны,

4 – перемычка из обратной магистрали в прямую, 5 – трехходовой

регулирующий клапан, 6 – датчик наружной температуры воздуха,

7 – сетевой насос, 8 – химводоочистка, 9 – подпиточный насос, 11 – грязевик

Рисунок 16 – Принципиальная схема теплоснабжения от РК

с водогрейными котлами

Рециркуляция, осуществляемая с помощью насоса 2, необходима для подогрева воды на входе в котельную установку до температуры выше температуры точки росы для исключения конденсации водяных паров продуктов сгорания топлива на низкотемпературных поверхностях котла (для исключения коррозии).

Перемычка 4 предназначена для понижения температуры сетевой воды в прямой магистрали ПМ. Качественное регулирование тепловой нагрузки осуществляется с помощью регулирующего клапана 5 по показаниям датчика температуры наружного воздуха 6.

Восполнение потерь теплоносителя в тепловых сетях в результате утечек или разбора воды тепловым потребителем осуществляется водой, подготовленной в химводоочистке 8. Подпиточная вода подается с помощью насоса 9. Количество подпиточной воды регулируется с помощью клапана 10 по показаниям перепада давлений до и после сетевого насоса 7.

В схеме централизованного теплоснабжения от паровой котельной (рис.17) обычно готовятся два теплоносителя (пар и вода) и используются два вида теплосетей – паровые (ПТС) и водяные (ВТС).

Пар отпускается непосредственно из паровых котлов через паровые тепловые сети, отработавший на производстве теплоноситель в виде конденсата возвращается на районную котельную. Горячая вода на паровых котельных подогревается в сетевых подогревателях 2 и подается в водяные тепловые сети с помощью сетевых насосов 7.

1 – паровой котел, 2 – сетевой подогреватель, 3 – конденсатосборник,

4 – питательный насос, 5 – химводоочистка, 6 – насос подпиточный,

7 – сетевой насос, 8 – грязевик, 9 – регулирующий клапан

Рисунок 17 – Принципиальная схема теплоснабжения от паровой

котельной

Конденсат из обратной магистрали паровой теплосети и сетевого подогревателя подается в конденсатосборник 3, откуда питательным насосом 4 подается в паровой котел 1. Потери теплоносителя (конденсата) в ПТС и в сетевом подогревателе водяной теплосети восполняются подпиточной водой из химводоочистки 5.

В тепловую схему промышленных котельных, кроме паровых котлов, для покрытия пиковых тепловых нагрузок могут включаться и пиковые водогрейные котлы, устанавливаемые после сетевых подогревателей.

Для подготовки сетевой воды используются сетевые подогреватели или бойлеры.

Сетевые подогреватели представляют собой кожухотрубчатые пароводяные теплообменники. Поверхности нагрева выполняются из труб малого диаметра, размещенных внутри цилиндрического корпуса (кожуха). Трубки закрепляются между верхней (4) и нижней (7) трубными досками. Вода подается внутри труб, а пар – в межтрубное пространство. Для удлинения пути движения пара внутри корпуса установлены паровые перегородки 8. Пар отдает воде тепло, конденсируется на стенках труб, стекает вниз и удаляется из подогревателя. Вода делает два хода вдоль поверхностей нагрева, делая поворот в нижней водяной камере 7 (двухходовой теплообменник). Верхняя водяная камера 4 имеет перегородку 3, которая разделяет ее на две части.

В сетевых подогревателях используются прямые трубки, что облегчает очистку их внутренних поверхностей от отложений (сетевая вода по сравнению с питательной водой более загрязнена различными примесями).

Хол. вода

Гр. пар

Гор. вода

Конд.гр. пара

1 – корпус (кожух), 2 и 6– верхняя и нижняя водяные камеры,

3 – водяная перегородка, 4 и 7 – верхняя и нижняя трубные доски,

5 – трубчатые поверхности нагрева, 8 – паровые перегородки

Рисунок 18 – Конструкции сетевых подогревателей (бойлеров)

Следует отметить, что сетевые подогреватели выполняются как вертикального, так и горизонтального типа. Последние обеспечивают более удобную компоновку оборудования на ТЭЦ и сокращение длины подводящих трубопроводов отбора пара.

5.1.2 Схемы отпуска тепла от ТЭЦ

Водяной пар от ТЭЦ может поступать непосредственно из противодавленческой турбины типа «Р», на выходе из которой давление и температура отработавшего пара соответствует требованиям потребителя.

1 –парогенератор, 2 – редукционно-охладительная установка (РОУ),

3 – паровая турбина, 4 – электрогенератор, 5 – потребитель тепла,

6 – питательный бак, 7 насос обратного конденсата, 8 – питательный насос

Рисунок 19 – Тепловая схема ТЭЦ с турбинами типа «Р»

Свое название эти турбины получили в связи с тем, что конечное давление пара превышает атмосферное. На ТЭЦ с турбинами типа «Р» потери тепла в холодный источник отсутствуют (нет конденсатора). Роль конденсатора выполняет потребитель, который возвращает конденсат на ТЭЦ после использования физического тепла и скрытой теплоты парообразования в технологическом процессе.

Водяной пар и горячая вода также вырабатывается на ТЭЦ с турбинами типа «Т» (с отбором пара из промежуточных ступеней турбины для целей теплофикации) и типа «ПТ» (с отбором пара для промышленных целей и для теплофикации).

1 – парогенератор, 2 – РОУ, 3 – турбина, 4 – электрогенератор, 5 – конденсатор,

6 – питательный бак, 7 и 8 – питательный и конденсатный насосы,

Дата добавления: 2014-01-04