Тепловые схемы – Тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения

Тепловые схемы котельных

Тепловые схемы котельных

Тепловые схемы котельных с помощью условных графических изображений показывают основное и вспомогательное оборудование объединяемое линиями трубопроводов для транспортировки теплоносителей в виде пара или воды. Тепловые схемы котельных могут быть принципиальные, развернутые и рабочие или монтажные. Принципиальные тепловые схемы котельных указывается лишь главное оборудование (котлы, подогреватели, деаэраторы, насосы) и основные трубопроводы без арматуры, всевозможных вспомогательных устройств и второстепенных трубопроводов и без уточнения количества и расположения оборудования. На этой схеме показываются расходы и параметры теплоносителей.

На развернутой тепловой схеме показывается все устанавливаемое оборудование, а также все трубопроводы, соединяющие оборудование, с запорной и регулирующей арматурой. Если объединение в развернутой тепловой схеме всех элементов и оборудования котельной из-за их большого числа затруднительно, то эту схему разделяют на части по технологическому процессу. Так, например, в качестве самостоятельных схем выполняют схемы подготовки воды, продувки из паровых котлов, сбора и удаления дренажей и т. п. Это позволяет в развернутой тепловой схеме достаточно подробно и ясно отразить все главные и вспомогательные элементы оборудования котельной, а также указать диаметры всех трубопроводов.

Рабочие или монтажные тепловые схемы котельных обычно выполняют в ортогональном, а иногда отдельные сложные узлы — в аксонометрическом изображении с указанием отметок расположения трубопроводов, их наклона, арматуры, креплений, размеров и т. д. Эта схема также разделяется на части для удобства использования и облегчения монтажа оборудования, арматуры и трубопроводов.

На монтажных схемах указываются все необходимые сведения о марке стали или о материале данного узла, способах его соединения со смежными, о массе деталей или блока, т. е. составляется спецификация на все элементы, входящие в данную часть тепловой схемы. Развернутая и рабочая (монтажная) тепловые схемы котельных могут быть составлены лишь после разработки принципиальной тепловой схемы и ее расчетов, на основе которых выбирается оборудование.

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является:

• определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расходов тепла на собственные нужды, и распределение этих нагрузок между водогрейной и паровой частями котельной для обоснования выбора основного оборудования;
• определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования и определения диаметров трубопроводов и арматуры;
• определение исходных данных для дальнейших технико-экономических расчетов (годовых выработок тепла, годовых расходов топлива и др.).

Расчет тепловой схемы позволяет определить суммарную теплопроизводительность котельной установки при нескольких режимах ее работы.

По известным суммарным расходам пара и горячей воды производится выбор типа, количества и производительности котельных агрегатов. В некоторых случаях оказывается целесообразным принять два типа котла ряд технико-экономических расчетов по применению в котельных паровых и водогрейных котлов и рекомендует в котельных с общей теплопроизводительностью (пар и горячая вода) до 50 Гкал/ч устанавливать только один тип котлов — паровые котлы, а горячую воду для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения получать от пароводяных подогревателей. Для мощных котельных с общей теплопроизводительностью свыше 100 Гкал/ч может оказаться рациональным применение комбинированных паровых котлов с гибкой регулировкой паровой и водогрейной нагрузок.

После выбора котлов, производится выбор всего необходимого для их работы вспомогательного оборудования, т. е. различных теплообменных аппаратов, аппаратуры водоподготовки, насосов, баков и пр.

Все выбранное оборудование наносится на тепловую схему в виде условных обозначений, выбираемых в соответствии с действующими стандартами. Так же условными линиями изображают трубопроводы для различного вида жидкостей, пара и газа. Для удобства обозначения и чтения тепловых схем целесообразен следующий порядок размещения условных обозначений оборудования на схеме: в верхнем ряду наносят обозначения котельных агрегатов и деаэраторов, ниже теплообменников, затем насосов, далее различных емкостей или баков, а под ними дренажных, продувочных и прочих колодцев, отводящих и подводящих трубопроводов пара, воды, конденсата.

Такой принцип обозначения оборудования принят для всех приведенных ниже тепловых схем.

Достаточно большая сложность тепловых схем современных котельных установок с паровыми, водогрейными пароводогрейными котлами вынуждает вести их расчет методом последовательных приближений. Для каждого из элементов тепловой схемы составляется уравнение теплового и материального баланса, решение которого позволяет определить неизвестные расходы и энтальпии. Общая увязка этих уравнений, число которых зависит от параметров теплоносителей, системы горячего водоснабжения и ряда других условий, осуществляется составлением материального и теплового баланса деаэратора, куда сходятся основные потоки рабочего тела. Ряд величин, необходимых для увязки тепловой схемы, получают из расчета элементов н устройств, связанных со схемой. При отсутствии всех необходимых сведений на основе опыта проектирования рядом величин можно предварительно задаваться.

Так, например, для определения расхода пара или горячей воды на собственные нужды котельной Сантех-проект рекомендует предварительно принимать следующие величины расходов теплоты: на деаэрацию питательной воды и подогрев сырой и химически очищенной воды при закрытой системе теплоснабжения от 7 до 10 % суммарного отпуска тепловой энергии внешним потребителям; на потери теплоты внутри котельной 2 — 3 % той же величины. При открытой системе горячего водоснабжения расход теплоты на деаэрацию и подогрев сырой и химически очищенной воды заметно выше.

Латгипропром считает целесообразным общие расходы теплоты на собственные нужды котельной определять, исходя из расходов теплоты на отопление и вентиляцию здания котельной, на потери теплоты теплоизоляцией трубопроводов, оборудования и теплообменных аппаратов, на потери с выбрасываемой в канализацию водой (продувка котлов, собственные нужды водоподготовки), расходов теплоты на мазутоснабжение, а также на разные отдельно не учитываемые потери теплоты (выпар из деаэраторов, отбор проб, утечки через не плотности, горячее водоснабжение душевых), которые условно оцениваются в размере 0,2 % установленной теплопроизво — длительности котлов.

На основе анализа выпущенных проектов составлены упрощенные эмпирические формулы для определения перечисленных выше расходов теплоты на собственные нужды котельной. Потребности тепловой энергии внешних потребителей, как правило, определяются схемами теплоснабжения промпредприятий промышленных узлов или жилых районов городов.

При расчетах тепловых схем задаются температурой воды, идущей на химводоочистку в пределах 20 — 30 ° С, исходной воды, поступающей в котельную зимой — 5 °С, летом — 15 °С. Потери воды в тепловых сетях с закрытой системой горячего водоснабжения принимаются равными 0,5 % объема воды в сетях, а при отсутствии данных об объеме равными 1,5 принятыми больше чем на 3 % нужно повторить расчет, подставив в качестве исходных полученные значения. Это второе приближение обычно дает необходимую сходимость.

В качестве примера ниже приводится расчет тепловой схемы производственной котельной, изображенной на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Принципиальная тепловая схема производственной котельной. 1 — котел паровой; 2 — деаэратор; 3 — охладитель выпара; 4 — подогреватель химически очищенной воды; 5 — подогреватель сырой воды; 6 — охладитель продувочной воды; 7- сепаратор непрерывной продувки; 8 — питательный насос.

Зная по исходным данным расход пара на производство и обозначая через D_т, найдем количество потерянного конденсата, т/ч, если возвращаемая доля его составляет µ:

G₂=(1-μ)D_т. (5.1)

Расход пара на собственные нужды котельной состоит из расхода на подогреватель сырой и химически очищенной воды, деаэратора, на подогрев мазута, обдувку и потерь. Количество пара на подогрев воды до и после химводоочистки и на деаэратор, т/ч, можно принимать предварительно равным от 5 до 10 % расхода пара на производство:

D_св+D_хов+D_д=(0,05÷0,1)D_т. (5.2)

Расход пара на подогрев мазута D_м.х

и потери D_пот внутри котельной также предварительно принимают равным 2 — 5 % расхода пара на производство т/ч:

D_м.х+D_пот=(0,02÷0,05)D_т. (5.3)

Количество пара, расходуемого в системе мазутного хозяйства, определяется расчетом, детальное изложение которого дано в § 7.4. Можно принять суммарный расход пара на нужды мазутного хозяйства в небольших котельных равным около 3 % отпущенного количества пара. Тогда суммарное количество пара, которое должны выработать котельные агрегаты, т/ч, составит:

∑D=D_т+D_с.в+D_д+D_м.х+D_пот≈(1,07-1,13)D_т. (5.4)

Определив суммарную максимальную потребность в паре, необходимо выбрать ТНП и число котлов с учетом требований СНиП II-35-76. Количество и единичную производительность котлов устанавливаемых в котельной, следует выбирать по расчетной производительности котельной, проверяя режим работы для летнего периода года. При этом в случае выхода из строя наибольшего по производительности котла, в котельных первой категории, оставшиеся должны обеспечивать отпуск теплоты потребителям на технологическое теплоснабжение и на системы вентиляции в количестве, определенном минимально допустимыми для данных потребителей нагрузками, на отопление и горячее водоснабжение — в количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца.

В случае выхода из строя одного котла, независимо от категории котельной, количество теплоты, отпускаемой потребителям второй категории, не нормируется.

В котельных должна предусматриваться, установка не менее двух котлов, за исключением производственных котельных второй категории, в которых допускается установка одного котла. При выборе котлов следует учитывать рекомендации строительных норм и правил об однотипности котлов. Оптимальное число котлов в новых котельных следует считать равным трем.

Единичную производительность однотипных котлов определяют, не считая резервного парового котла, так, чтобы соблюсти условие

∑D/D_ед=n≈3, (5.5)

где D_е.д — номинальная производительность котла, т/ч.

При этом должно быть выдержано положение, что

D_едN≥∑D. (5.6)

Зная сепарационные устройства выбранного котлоагрегата, можно рассчитать узел продувки, взяв величину продувки р_пр из расчета подготовки воды или приняв от 2 до 10 % номинальной производительности котлов.

Количество воды, удаляемое из котла с продувкой, т/ч,

G_пр=D_ед n р_пр /100 (5.7)

Если величина G_пр ≥ 0,5 т/ч, необходимо осуществить непрерывную продувку, а при G_np>1 т/ч иметь расширитель 7 и теплообменник 6 для использования теплоты, содержащейся в воде продувки. Эту теплоту утилизируют, отделяя пар и набавляя его в деаэратор 2, а остаток воды — на подогрев сырой воды (рис.5.1).

Количество пара, т/ч, получаемое из расширителя 7, находят из балансового уравнения,

где i′_пр — энтальпия воды при давлении в котле, ккал/кг; i″_пр — энтальпия воды при давлении в расширителе, ккал/кг; i′_п -энтальпия пара при давлении в расширителе, ккал/кг; х — степень сухости пара, выходящего из расширителя, обычно равная 0,98.

Количество воды, уходящей в теплообменник 6, т/ч,

G′_пр= G_пр-D_пр (5.9)

Зная суммарную производительность котельной и количество воды, удаляемое с продувкой, можно найти количество воды, поступающее в котлы и равное расходу воды из деаэратора 2, т/ч,

G_д=∑D+G_пр (5.10)

а при наличии редукционно — охладительной установки, на которую идет G_роу, т/ч,

G_д=∑D+G_пр+G_роу.

Из деаэратора вместе с газами удаляется пар, выделяющийся из поступившей воды. По данным ЦКТИ это количество пара, обозначаемое D_вып, составляет от 2 до 5 кг на каждую 1 т аэрированной воды. Теплота, содержащаяся в выпаре, используется обычно для подогрева химически очищенной воды, направляемой в деаэратор. В крупных котельных конденсат выпара возвращают в цикл, а в мелких сбрасывают в дренаж. Следовательно, максимальное количество воды, поступающей в деаэратор из химводоподготовки, т. е. производительность последней, т/ч:

Gвпу=G₂+G′_пр+D_м.х+D_пот+D_вып (5.11)

где G₂ — количество потерянного конденсата, т/ч, а при возврате конденсата выпара и конденсата из мазутного хозяйства, если он загрязнен нефтепродуктами, т/ч:

G_впу=G₂+G′_пр+D_пот. (5.12)

Количество сырой воды, поступающей в химводоочистку из водопровода или от другого источника водоснабжения, будет больше величины G_впу, так как в самой химводоочистки имеются затраты воды на взрыхление, регенерацию, отмывку фильтров и другие нужды, составляющие от 10 до 25 % производительности водоподготовки. Следовательно, количество воды, поступающей в теплообменник 6, т/ч, составляет:

G_с.в=(1,1-1,25)G_впу (5.13)

При указанных ранее температурах сырой (исходной) воды (t′_CB ) 5 или 15 °С и найденном по последнему уравнению расходе G_C.B, принимая, в зависимости от выбранного способа ее обработки (известкование, коагуляция, катионирование и т. д.), температуру воды перед химводоочистки t′_впу и ее теплоемкость с = 1 ккал/(кг *°С), можно найти расход пара на подогреватель 5, т/ч:

где, кроме указанных выше, приняты следующие обозначения: t′_впу — температура воды перед водоподготовкой, °С; i_n — энтальпия греющего пара, ккал/кг; i_K — энтальпия уходящего конденсата, ккал/кг; η_под = 0,98 — коэффициент, учитывающий потерю теплоты теплообменником в окружающую среду.

Расчет теплообменника 6, утилизирующего теплоту воды от продувк

www.kotel-kv.com

как читать чертежи и что они значат

О значении теплового пункта в общей системе теплоснабжения много говорить не надо. Тепловые схемы тепловых узлов задействованы как в сети, и так и в системе внутреннего потребления.

Понятие о тепловом пункте

Экономичность использования и уровня подачи тепла к потребителю напрямую зависит от правильности функционирования оборудования.

По сути, тепловой пункт представляет собой юридическую границу, что само по себе предполагает обустройство его набором контрольно-измерительной техники. Благодаря такой внутренней начинке определение взаимной ответственности сторон становится более доступным. Но прежде чем разобраться с этим, необходимо понять, как функционируют тепловые схемы тепловых узлов и для чего их читать.

Как определить схему теплового узла

При определении схемы и оборудования теплового пункта опираются на технические характеристики местной системы теплопотребления, внешней ветки сети, режима работы систем и их источников.

В этом разделе предстоит ознакомиться с графиками расхода теплоносителя – тепловой схемой теплового узла.

Подробное рассмотрение позволит понять, как производится подключение к общему коллектору, давление внутри сети и относительно теплоносителя, показатели которых напрямую зависят от расхода тепла.

Важно! В случае присоединения теплового узла не к коллектору, а к тепловой сети расход теплоносителя одной ветки неизбежно отражается на расходе другой.

На рисунке изображены два типа подключений: а – в случае подключения потребителей непосредственно к коллектору; б – при присоединении к ветке тепловой сети.

Чертеж отражает графические изменения расходов теплоносителя при наступлении таких обстоятельств:

А – при подключении систем отопления и водоснабжения (горячего) к коллекторам теплоисточника по отдельности.

Б – при врезке тех же систем к наружной тепловой сети. Интересно, что присоединение в таком случае отличается высокими показателями потери давления в системе.

Рассматривая первый вариант, следует отметить, что показатели суммарного расхода теплоносителя возрастают синхронно с расходом на снабжение горячей водой (в режиме І, ІІ, ІІІ), в то время как во втором, хоть рост расхода теплового узла и имеет место быть, вместе с ним показатели расхода на отопление автоматически понижаются.

Исходя из описанных особенностей тепловой схемы теплового узла, можно сделать вывод, что в результате суммарного расхода теплоносителя, рассмотренного в первом варианте, при его применении на практике составляет около 80 % расхода при применении второго прототипа схемы.

Место схемы в проектировании

Проектируя схему теплового узла отопления в жилом микрорайоне, при условии, что система теплоснабжения закрытая, уделите особое внимание выбору схемы соединения подогревателей горячего водоснабжения с сетью. Выбранный проект будет определять расчетные расходы теплоносителей, функции и режимы регулирования, прочее.

Выбор схемы теплового узла отопления в первую очередь определяется установленным тепловым режимом сети. Если сеть функционирует по отопительному графику, то подбор чертежа производится исходя из технико-экономического расчета. В таком случае параллельную и смешанную схемы тепловых узлов отопления сравнивают.

Особенности оборудования теплового пункта

Чтобы сеть теплоснабжения дома исправно функционировала, на пункты отопления дополнительно устанавливают:

• задвижки и вентили;
• специальные фильтры, улавливающие частицы грязи;
• контрольные и статистические приборы: термостаты, манометры, расходомеры;
• вспомогательные или резервные насосы.

Условные обозначения схем и как их читать

На рисунке выше изображена принципиальная схема теплового узла с подробным описанием всех составляющих элементов.

Номер элемента	Условное обозначение
1	Трехходовой кран
2	Задвижка
3	Кран пробковый
4,12	Грязевик
5	Клапан обратный
6	Шайба дроссельная
7	V-образный штуцер для термометра
8	Термометр
9	Манометр
10	Элеватор
11	Тепломер
13	Водомер
14	Регулятор расхода воды
15	Регулятор подпара
16	Вентили в системе
17	Линия обводки

Обозначения на схемах тепловых узлов помогают разобраться в функционировании узла путем изучения схемы.

Инженеры, ориентируясь на чертежи, могут предположить, где возникает поломка в сети при наблюдающихся неполадках, и быстро ее устранить. Схемы тепловых узлов пригодятся и в том случае, если вы занимаетесь проектированием нового дома. Такие расчеты обязательно входят в пакет проектной документации, ведь без них не выполнить монтаж системы и разводку по всему дому.

Информация о том, что такое чертеж тепловой системы и как его принимать на практике, пригодится каждому, кто хотя бы раз в своей жизни сталкивался с отопительными или водонагревающими приборами.

Надеемся, приведенный в статье материал поможет разобраться с основными понятиями, понять, как определить на схеме основные узлы и точки обозначения принципиальных элементов.

fb.ru

3.1.1. Тепловые схемы тэс

Процесс преобразования тепловой энергии в электрическую энергию отражается на упрощенных (принципиальных) или полных тепловых схемах.

Принципиальная тепловая схема ТЭС показывает основные потоки теплоносителей, связанные с основ­ным и вспомогательным оборудова­нием в процессах преобразования теплоты сжигаемого топлива для выработки и отпуска электроэнергии и теплоты потребителям. Практически принципиальная тепловая схема сводится к схеме пароводяного тракта ТЭС (энергоблока), эле­менты которого обычно представляют в условных изображениях.

Упрощенная (принципиальная) тепловая схема теплоэнергетической установки, работающей на угле, представлена на рис. 3.1.

Уголь подается в топливный бункер 1, а из него — в дробильную установку 2, где превраща­ется в пыль. Угольная пыль поступает в топку парогенератора (парового котла) 3, имеющего систему трубок, в которых цир­кулирует химически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода

Рис. 3.1. Упрощенная тепловая схема паротурбинной

пылеугольной ТЭС и внешний вид колеса паровой турбины

нагревается, испаряется, а образовавшийся насы­щенный пар доводится в пароперегревателе до температуры 400—650 °С и под дав­лением 3…25 МПа поступает по паропроводу в паровую турби­ну 4. Параметры перегретого пара T₀, P₀ (температура и давление на входе в турбину) зависят от мощности агрегатов. На КЭС весь пар идет на выработку электроэнергии. На ТЭЦ одна часть пара полностью используется в турбине для выработки электроэнергии в генераторе 5 и затем поступает в конденсатор 6, а другая, имеющая большую температуру и давление, отбирается от промежуточной ступени турбины и исполь­зуется для теплоснабжения (на рис. 3.1 штриховая ли­ния). Конденсат насосом 7 через деаэра­тор 8 и далее питательным насосом 9 подается в парогенератор. Количество отбираемого пара зависит от потребности предприя­тий в тепловой энергии.

Полная тепловая схема (ПТС) отличается от принципиальной тем, что на ней полностью отображаются оборудование, трубопроводы, запорная, регулирующая и защитная арматура. Полная тепловая схема энергоблока состоит из схем отдельных узлов, в том числе дается общестанционный узел (баки запасного конденсата с перекачивающими насосами, подпитка тепловой сети, подогрев сырой воды и т.п.). К вспомогательным трубопроводам относятся трубопроводы обводные, дренажные, сливные, вспомогательные, отсосов паровоздушной смеси. Обозначения линий и арматуры ПТС следующие:

3.1.1.1. Тепловые схемы кэс

Большинство КЭС нашей страны используют в ка­честве топлива угольную пыль. Для выработки 1 кВт∙ч электроэнергии затрачивается несколько сот грам­мов угля. В паровом котле свыше 90 % выделяемой топливом энергии передается пару. В турбине кине­тическая энергия струй пара пере­дается ротору (см. рис. 3.1). Вал турбины жестко соединен с валом генератора. Современные паровые турбины для ТЭС являются быстроходными (3000 об/мин) высокоэкономичными машинами с большим ресурсом работы.

КЭС большой мощности на органическом топливе строятся в настоящее время в основном на высокие начальные параметры пара и низкое конечное давление (глубокий вакуум). Это дает возможность уменьшить расход теплоты на единицу выработанной электроэнергии, так как, чем выше начальные параметры P₀ и T₀ перед турбиной и ниже конечное давление пара P_к, тем выше КПД установки. Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру – до 650 °С и давление – до 25 МПа.

На рисунке 3.2 представлены типичные упрощенные тепловые схемы КЭС на органическом топливе. По схеме рисунка 3.2, а подвод теплоты к циклу осуществляется только при генерации пара и подогреве его до выбранной температуры перегрева t_пер; по схеме рисунка 3.2, б наряду с передачей теплоты при этих условиях, теплота подводится к пару и после того, как он отработал в части высокого давлении турбины.

Первую схему называют схемой без промежуточного перегрева, вторую – схемой с промежуточным перегревом пара. Как известно из курса термодинамики, тепловая экономичность второй схемы при одних и тех же начальных и конечных параметрах и правильном выборе параметров промежуточного перегрева выше.

По обеим схемам пар из парового котла 1 направляется в турбину 2, находящуюся на одном валу с электрогенератором 3. Отработавший пар конденсируется в конденсаторе 4, охлаждаемом циркулирующей в трубках технической водой. Конденсат турбины конденсатным насосом 5 через регенеративные подогреватели 6 подается в деаэратор 8.

Деаэратор служит для удаления из воды растворенных в ней газов; одновременно в нем, так же как в регенеративных подогревателях, питательная вода подогревается паром, отбираемым для этого из отбора турбины. Деаэрация воды проводится для того, чтобы довести до допустимых значений содержание кислорода и углекислого газа в ней и тем самым понизить скорость коррозии металла в трактах воды и пара. В то же время, деаэратор в ряде тепловых схем КЭС может отсутствовать. При этом так называемом нейтрально–кислородном водном режиме в питательную воду подаются в определенном количестве кислород, пероксид водорода или воздух; деаэратор в схеме при этом не нужен.

Рис. 3.1. Типичные тепловые схемы паротурбинных

конденсационных установок на органическом топливе без

промежуточного перегрева пара (а) и с промежуточным

перегревом (б)

Деаэрированная вода питательным насосом 9 через подогреватели 10 подается в котельную установку. Конденсат греющего пара, образующийся в подогревателях 10, перепускает каскадно в деаэратор 8, а конденсат греющего пара подогревателей 6 подается дренажным насосом 7 в линию, по которой протекает конденсат из конденсатора 4.

Описанные тепловые схемы являются в значительной мере типовыми и незначительно меняются с ростом единичной мощности и начальных параметров пара.

Деаэратор и питательный насос делят схему регенеративного подогрева на группы ПВД (подогреватель высокого давления) и ПНД (подогреватель низкого давления). Группа ПВД состоит, как правило, из 2–3 подогревателей с каскадным сливом дренажей вплоть до деаэратора. Деаэратор питается паром того же отбора, что и предвключенный ПВД. Такая схема включения деаэратора по пару широко распространена. Поскольку в деаэраторе поддерживается постоянное давление пара, а давление в отборе снижается пропорционально снижению расхода пара на турбину, такая схема создает для отбора запас по давлению, который реализуется в предвключенном ПВД. Группа ПНД состоит из 3–5 регенеративных и 2–3 вспомогательных подогревателей. При наличии испарительной установки (градирни) конденсатор испарителя включается между ПНД.

КЭС, производящие только электричество, име­ют невысокий КПД (30 – 40 %), так как большое количество выработанного тепла сбрасывается в атмосферу через конденсаторы пара, градирни, теряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора.

studfile.net

как читать чертежи и что они значат

О значении теплового пункта в общей системе теплоснабжения много говорить не надо. Тепловые схемы тепловых узлов задействованы как в сети, и так и в системе внутреннего потребления.

Понятие о тепловом пункте

Экономичность использования и уровня подачи тепла к потребителю напрямую зависит от правильности функционирования оборудования.

По сути, тепловой пункт представляет собой юридическую границу, что само по себе предполагает обустройство его набором контрольно-измерительной техники. Благодаря такой внутренней начинке определение взаимной ответственности сторон становится более доступным. Но прежде чем разобраться с этим, необходимо понять, как функционируют тепловые схемы тепловых узлов и для чего их читать.

Как определить схему теплового узла

При определении схемы и оборудования теплового пункта опираются на технические характеристики местной системы теплопотребления, внешней ветки сети, режима работы систем и их источников.

В этом разделе предстоит ознакомиться с графиками расхода теплоносителя – тепловой схемой теплового узла.

Подробное рассмотрение позволит понять, как производится подключение к общему коллектору, давление внутри сети и относительно теплоносителя, показатели которых напрямую зависят от расхода тепла.

Важно! В случае присоединения теплового узла не к коллектору, а к тепловой сети расход теплоносителя одной ветки неизбежно отражается на расходе другой.

На рисунке изображены два типа подключений: а – в случае подключения потребителей непосредственно к коллектору; б – при присоединении к ветке тепловой сети.

Чертеж отражает графические изменения расходов теплоносителя при наступлении таких обстоятельств:

А – при подключении систем отопления и водоснабжения (горячего) к коллекторам теплоисточника по отдельности.

Б – при врезке тех же систем к наружной тепловой сети. Интересно, что присоединение в таком случае отличается высокими показателями потери давления в системе.

Рассматривая первый вариант, следует отметить, что показатели суммарного расхода теплоносителя возрастают синхронно с расходом на снабжение горячей водой (в режиме І, ІІ, ІІІ), в то время как во втором, хоть рост расхода теплового узла и имеет место быть, вместе с ним показатели расхода на отопление автоматически понижаются.

Исходя из описанных особенностей тепловой схемы теплового узла, можно сделать вывод, что в результате суммарного расхода теплоносителя, рассмотренного в первом варианте, при его применении на практике составляет около 80 % расхода при применении второго прототипа схемы.

Место схемы в проектировании

Проектируя схему теплового узла отопления в жилом микрорайоне, при условии, что система теплоснабжения закрытая, уделите особое внимание выбору схемы соединения подогревателей горячего водоснабжения с сетью. Выбранный проект будет определять расчетные расходы теплоносителей, функции и режимы регулирования, прочее.

Выбор схемы теплового узла отопления в первую очередь определяется установленным тепловым режимом сети. Если сеть функционирует по отопительному графику, то подбор чертежа производится исходя из технико-экономического расчета. В таком случае параллельную и смешанную схемы тепловых узлов отопления сравнивают.

Особенности оборудования теплового пункта

Чтобы сеть теплоснабжения дома исправно функционировала, на пункты отопления дополнительно устанавливают:

• задвижки и вентили;
• специальные фильтры, улавливающие частицы грязи;
• контрольные и статистические приборы: термостаты, манометры, расходомеры;
• вспомогательные или резервные насосы.

Условные обозначения схем и как их читать

На рисунке выше изображена принципиальная схема теплового узла с подробным описанием всех составляющих элементов.

Номер элемента	Условное обозначение
1	Трехходовой кран
2	Задвижка
3	Кран пробковый
4,12	Грязевик
5	Клапан обратный
6	Шайба дроссельная
7	V-образный штуцер для термометра
8	Термометр
9	Манометр
10	Элеватор
11	Тепломер
13	Водомер
14	Регулятор расхода воды
15	Регулятор подпара
16	Вентили в системе
17	Линия обводки

Обозначения на схемах тепловых узлов помогают разобраться в функционировании узла путем изучения схемы.

Инженеры, ориентируясь на чертежи, могут предположить, где возникает поломка в сети при наблюдающихся неполадках, и быстро ее устранить. Схемы тепловых узлов пригодятся и в том случае, если вы занимаетесь проектированием нового дома. Такие расчеты обязательно входят в пакет проектной документации, ведь без них не выполнить монтаж системы и разводку по всему дому.

Информация о том, что такое чертеж тепловой системы и как его принимать на практике, пригодится каждому, кто хотя бы раз в своей жизни сталкивался с отопительными или водонагревающими приборами.

Надеемся, приведенный в статье материал поможет разобраться с основными понятиями, понять, как определить на схеме основные узлы и точки обозначения принципиальных элементов.

autogear.ru

Тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения

Тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения

Выбор системы теплоснабжения (открытая или закрытая) производится на основе технико-экономических расчетов. Пользуясь данными, полученными от заказчика, и методикой, изложенной в § 5.1, приступают к составлению, затем и расчету схем, которые называются тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения, поскольку максимальная теплопроизводительность чугунных котлов не превышает 1,0 — 1,5 Гкал/ч.

Так как рассмотрение тепловых схем удобнее вести на практических примерах, ниже приведены принципиальные и развернутые схемы котельных с водогрейными котлами. Принципиальные тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения, работающей на закрытую систему теплоснабжения, показана на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Принципиальные тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения.

1 — котел водогрейный; 2 — насос сетевой; 3 — насос рециркуляционный; 4 — насос сырой воды; 5 — насос подпиточной воды; 6 — бак подпиточной воды; 7 — подогреватель сырой воды; 8 — подогреватель химии чески очищенной воды; 9 — охладитель подпиточной воды; 10 — деаэратор; 11 — охладитель выпара.

Вода из обратной линии тепловых сетей с небольшим напором (20 — 40 м вод. ст.) поступает к сетевым насосам 2. Туда же подводится вода от подпиточных насосов 5, компенсирующая утечки воды в тепловых сетях. К насосам 1 и 2 подается и горячая сетевая вода, теплота которой частично использована в теплообменниках для подогрева химически очищенной 8 и сырой воды 7.

Для обеспечения температуры воды перед котлами, заданной по условиям предупреждения коррозии, в трубопровод за сетевым насосом 2 подают необходимое количество горячей воды, вышедшей из водогрейных котлов 1. Линию, по которой подают горячую воду, называют рециркуляционной. Вода подается рециркуляционным насосом 3, перекачивающим нагретую воду. При всех режимах работы тепловой сети, кроме максимально зимнего, часть воды из обратной линии после сетевых насосов 2, минуя котлы, подают по линии перепуска в количестве G пер в подающую магистраль, где вода, смешиваясь с горячей водой из котлов, обеспечивает заданную расчетную температуру в подающей магистрали тепловых сетей. Добавка химически очищенной воды подогревается в теплообменниках 9, 8 11 деаэрируется в деаэраторе 10. Воду для подпитки тепловых сетей из баков 6 забирает подпиточный насос 5 и подает в обратную линию.

Даже в мощных водогрейных котельных, работающих на закрытые системы теплоснабжения, можно обойтись одним деаэратором подпиточной воды с невысокой производительностью. Уменьшается также мощность подпиточных насосов, оборудование водоподготовительной установки и снижаются требования к качеству подпиточной воды по сравнению с котельными для открытых систем. Недостатком закрытых систем является некоторое удорожание оборудования абонентских узлов горячего водоснабжения.

Для сокращения расхода воды на рециркуляцию ее температура на выходе из котлов поддерживается, как правило, выше температуры воды в подающей линии тепловых сетей. Только при расчетном максимально зимнем режиме температуры воды на выходе из котлов и в подающей линии тепловых сетей будут одинаковы. Для обеспечения расчетной температуры воды на входе в тепловые сети к выходящей из котлов воде подмешивается сетевая вода из обратного трубопровода. Для этого между трубопроводами обратной и подающей линии, после сетевых насосов, монтируют линию перепуска.

Наличие подмешивания и рециркуляции воды приводит к режимам работы стальных водогрейных котлов, отличающимся от режима тепловых сетей. Водогрейные котлы надежно работают лишь при условии поддержания постоянства количества воды, проходящей через них. Расход воды должен поддерживаться в заданных пределах независимо от колебаний тепловых нагрузок. Поэтому регулирование отпуска тепловой энергии в сеть необходимо осуществлять путем изменения температуры воды на выходе из котлов.

Для уменьшения интенсивности наружной коррозии труб поверхностей стальных водогрейных котлов необходимо, поддерживать температуру воды на входе в котлы выше температуры точки росы дымовых газов. Минимально допустимая температура воды на входе в котлы рекомендуется следующая:

• при работе на природном газе — не ниже 60°С;
• при работе на малосернистом мазуте — не ниже 70°С;
• при работе на высокосернистом мазуте — не ниже 110°С.

В связи с тем, что температура воды в обратных линиях тепловых сетей почти всегда ниже 60°С, тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения предусматривают, как отмечено ранее, рециркуляцинонные насосы и соответствующие трубопроводы. Для определения необходимой температуры воды за стальными водогрейными котлами должны быть известны режимы работы тепловых сетей, которые отличаются от графиков или режимных котлоагрегатов.

Во многих случаях водяные тепловые сети рассчитываются для работы по так называемому отопительному температурному графику типа, показанного на рис. 2.9. Расчет показывает, что максимальный часовой расход воды, поступающей в тепловые сети от котлов, получается при режиме, соответствующем точке излома графика температур воды в сетях, т. е. при температуре наружного воздуха, которой соответствует на низшей температура воды в подающей линии. Эту температуру поддерживают постоянной даже при дальнейшем повышении температуры наружного воздуха.

Исходя из изложенного, в расчет тепловой схемы котельной вводят пятый характерный режим, отвечающий точке излома графика температур воды в сетях. Такие графики строятся для каждого района с соответствующей последнему расчетной температурой наружного воздуха по типу показанного на рис. 2.9. С помощью подобного графика легко находятся необходимые температуры в подающей и обратной магистралях тепловых сетей и необходимые температуры воды на выходе из котлов. Подобные графики для определения температур воды в тепловых сетях для различных расчетных температур наружного воздуха — от -13°С до — 40°С разработаны Теплоэлектропроектом.

Температуры воды в подающей и в обратной магистралях,°С, тепловой сети могут быть определены по формулам:

где t_вн — температура воздуха внутри отапливаемых помещений,°С; t_H — расчетная температура наружного воздуха для отопления,°С; t′_H — изменяющаяся во времени температура наружного воздуха,°С;π′_i — температура воды в подающем трубопроводе при t_н°С; π₂ — температура воды в обратном трубопроводе при t_н°С;tн — температура воды в подающем трубопроводе при t′_н,°С; ∆т — расчетный перепад температур, ∆t = π₁ — π₂,°С; θ =π_з -π₂ — расчетный перепад температур в местной системе,°С; π₃ = π₁+ aπ₂ / 1+ a — расчетная температура воды, поступающей в отопительный прибор, °С; π′₂ — температура воды, идущей в обратный трубопровод от прибора при t’_H,°С; а — коэффициент смещения, равный отношению количества обратной воды, подсасываемой элеватором, к количеству сетевой воды.

Сложность расчетных формул (5.40) и (5.41) для определения температуры воды в тепловых сетях подтверждает целесообразность использования графиков типа показанного на рис. 2.9, построенного для района с расчетной температурой наружного воздуха — 26 °С. Из графика видно, что при температурах наружного воздуха 3°C и выше вплоть до конца отопительного сезона температура воды в подающем трубопроводе тепловых сетей постоянна и равна 70 °С.

Исходными данными для расчетов тепловых схем котельных со стальными водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения, как указывалось выше, служат расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение с учетом тепловых потерь в котельной, сетях и расхода теплоты на собственные нужды котельной.

Соотношение отопительно-вентиляционных нагрузок и нагрузок горячего водоснабжения уточняется в зависимости от местных условий работы потребителей. Практика эксплуатации отопительных котельных показывает, что среднечасовой за сутки расход теплоты на горячее водоснабжение составляет около 20 % полной теплопроизводительности котельной. Тепловые потери в наружных тепловых сетях рекомендуется принимать в размере до 3 % общего расхода теплоты. Максимальные часовые расчетные расходы тепловой энергии на собственные нужды котельной с водогрейными котлами при закрытой системе теплоснабжения можно принять по рекомендации [9] в размере до 3 % установленной теплопроизводительности всех котлов.

Суммарный часовой расход воды в подающей линии тепловых сетей на выходе из котельной определяется, исходя из температурного режима работы тепловых сетей, и, кроме того, зависит от утечки воды через не плотности. Утечка из тепловых сетей для закрытых систем теплоснабжения не должна превышать 0,25 % объема воды в трубах тепловых сетей.

Допускается ориентировочно принимать удельный объем воды в местных системах отопления зданий на 1 Гкал/ч суммарного расчетного расхода теплоты для жилых районов 30 м^₃ и для промышленных предприятий — 15 м³.

С учетом удельного объема воды в трубопроводах тепловых сетей и подогревательных установках общий объем воды в закрытой системе ориентировочно можно принимать равным для жилых районов 45 — 50 м³, для промышленных предприятий — 25 — 35 MS на 1 Гкал/ч суммарного расчетного расхода теплоты.

Рис. 5.8. Развернутаые тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения.

1 — котел водогрейный; 2 — насос рециркуляционный; 3 — насос сетевой; 4 — насос сетевой летний; 5 — насос сырой воды; 6 — насос конденсатный; 7 — бак конденсатный; 8 — подогреватель сырой воды; 9 — подогреватель химически очищенной воды; 10 — деаэратор; 11 — охладитель выпара.

Иногда для предварительного определения количества утекающей из закрытой системы сетевой воды эту величину принимают в пределах до 2 % расхода воды в подающей линии. На основе расчета принципиальной тепловой схемы и после выбора единичных производительностей основного и вспомогательного оборудования котельной составляется полная развернутая тепловая схема. Для каждой технологической части котельной обычно составляются раздельные развернутые схемы, т. е. для оборудования собственно котельной, химводоочистки и мазутного хозяйства. Развернутая тепловая схема котельной с тремя водогрейными котлами КВ -ТС — 20 для закрытой системы теплоснабжения показана на рис. 5.8.

В верхней правой части этой схемы размещены водогрейные котлы 1, а в левой — деаэраторы 10 ниже котлов размещены рециркуляцинонные ниже сетевые насосы, под деаэраторами — теплообменники (подогреватели) 9, бак деаэрированной воды 7, подпилочные насосы 6, насосы сырой воды 5, дренажные баки и продувочный колодец. При выполнении развернутых тепловых схем котельных с водогрейными котлами применяют обще станционную или агрегатную схему компоновки оборудования (рис. 5.9).

Общестанционные тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения характеризуется присоединением сетевых 2 и рециркуляционных 3 насосов, при котором вода из обратной линии тепловых сетей может поступать к любому из сетевых насосов 2 и 4, подключенных к магистральному трубопроводу, питающему водой все котлы котельной. Рециркуляцинонные насосы 3 подают горячую воду из общей линии за котлами также в общую линию, питающую водой все водогрейные котлы.

При агрегатной схеме компоновки оборудования котельной, изображенной на рис. 5.10, для каждого котла 1 устанавливаются сетевые 2 и рециркулярные насосы 3.

Рис 5.9 Общестанционная компоновка котлов сетевых и рециркуляционных насосов.1 — котел водогрейный , 2 — рециркуляционный , 3 — насос сетевой, 4 — насос сетевой летний.

Рис. 5-10. Агрегатная компоновка котлов КВ — ГМ — 100, сетевых и рециркуляционных насосов. 1 — насос водогрейный; 2 — насос сетевой; 3 — насос рециркуляционный.

Вода из обратной магистрали поступает параллельно ко всем сетевым насосам, а нагнетательный трубопровод каждого насоса подключен только к одному из водонагревательных котлов. К рециркуляционному насосу горячая вода поступает из трубопроводом за каждым котлом до включения его в общую падающую магистраль и направляется в питательную линию того же котлоагрегата. При компоновке при агрегатной схеме предусматривается установка одного для всех водогрейных котлов. На рис.5.10 линии подпиточной и горячей воды к основным трубопроводам и теплообменником не показаны.

Агрегатный способ размещения оборудования особенно широко применяется в проектах водогрейных котельных с крупными котлами ПТВМ — 30М, КВ — ГМ 100. и др. Выбор обще станционного или агрегатного способа компоновки оборудования котельных с водогрейными котлами в каждом отдельном случае решается, исходя из эксплуатационных соображений. Важнейшими из них из компоновки при агрегатной схеме является облегчение учета и регулирования расхода и параметра теплоносителя от каждого агрегата магистральных теплопроводов большого диаметра и упрощение ввода в эксплуатацию каждого агрегата.

Котельный завод Энергия-СПБ производит различные модели водогрейных котлов. Транспортирование котлов и другого котельно-вспомогательного оборудования осуществляется автотранспортом, ж/д полувагонами и речным транспортом. Котельн

www.kotel-kv.com

Схемы тепловых сетей | Мир инженера

Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. Схема тепловой сети определяется наличием источника теплоснабжения, их тепловой мощностью, а также размещением источников теплоснабжения относительно потребителей теплоты. Также выбор схем тепловых сетей зависит от величин тепловых нагрузок потребителей теплоты, от характера тепловых потребителей и от вида теплоносителя. Схема тепловой сети должна обеспечивать надежность подачи теплоты и точность ее распределения между потребителями. Протяженность тепловой сети должна быть минимальна, а конфигурация должна быть по возможности простой и экономична в эксплуатации.

Наиболее простой и часто применяемой является радиальная схема (тупиковая) тепловой сети.

Принципиальная схема радиальная

1 – потребители теплоты

2 – тепловые сети

3 – источник теплоснабжения (котельная, ТЭЦ)

Радиальные тепловые сети характеризуются постепенным уменьшением диаметров трубопровода по мере удаления от источника теплоснабжения и снижения расхода сетевой воды. На трубопроводах тепловых сетей размещаются секционирующие задвижки на расстоянии от 1000 до 1500 м друг от друга. Секционирующие задвижки также устанавливаются на ответвлениях потребителей теплоты. Назначение секционирующей задвижки – это локализация места аварии тепловой сети и отключение потребителей. Радиальные тепловые сети наиболее просты и требуют больших капитальных и эксплуатационных затрат.

Главный недостаток радиальных тепловых сетей – отсутствие резервирования, т.е. при аварии на одном из участков, например, на схеме участок “Б-Г”, прекращается подача теплоты всем потребителям, расположенным после точки (участка) ”Г”.

Повышение надежности радиальных тепловых сетей возможны следующими методами:

1. Совместная работа нескольких источников теплоснабжения на общую радиальную тепловую сеть.
2. Резервирование отдельных элементов радиальной тепловой сети (4 вместо 1 подающего трубопровода, который рассчитан на пропуск 100% расхода сетевой можно проложить 2 трубопровода, каждый из которых рассчитан на пропуск 50% расхода сетевой воды).
3. Использование технических мероприятий, повышающих вероятность безотказной работы отдельных элементов тепловой сети (например, антикоррозионная защита трубопроводов, использование стальной запорной арматуры вместо чугунной).
4. Установка дублирующих перемычек между тепловыми сетями соседних районов.
5. Использование щадящего режима при работе радиальной тепловой сети (например, работа систем теплоснабжения на пониженных температурных графиках τ₀₁<=90⁰C, τ₀₂ <=60⁰C).

Однако повышение надежности радиальных тепловых сетей приводит к их значительному удорожанию и должно быть обосновано технико-экономическим расчетом.

Непрерывность подачи теплоты потребителям достаточно хорошо обеспечивается кольцевой схемой тепловой сети.

Принципиальная схема кольцевой тепловой сети

В кольцевых тепловых сетях предусматривается прокладка дублирующих магистральных участков (”А-А’-Г’-Е’-Ж”), а также предусматривается прокладка перемычек (например, ”В-В’; Г-Г’; Д-Д’; Е-Е’ ”). И в случае аварии на одном из участков потребитель будет получать тепловую энергию по дублирующей магистрали участкам через перемычки.

Кольцевание повышает надежность тепловых сетей, но приводит к значительному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат. Выбор схема тепловой сети определяется технико-экономическим обоснованием с обязательным учетом надежности обеспечения потребителей тепловой энергией.

Потребители теплоты по надежности теплоснабжения разделяются на 3 категории:

1. Потребители недопускающие перерыва подачи требуемого количества теплоты и недопускающие снижения температуры внутреннего воздуха в помещениях зданий (больницы, родильные дома, детские-дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, галереи, шахты и т.д.).
2. Потребители, допускающие снижение температуру внутреннего воздуха на период ликвидации аварии. Допустимое снижение температуру внутреннего воздуха на период ликвидации аварии составляет для жилых, общественных, административно-бытовых зданий до 12⁰С, для промышленных зданий до 8⁰С.
3. Все остальные потребители теплоты (склады, гаражи, хранилища).

При авариях на тепловых сетях или на источнике теплоснабжения снижение подачи теплоты потребителям 2 и 3 категории приведено в таблице.

Допустимое снижение подачи теплоты потребителям 2 и 3 категории при аварийном режиме теплоснабжения

Наименование показателя	Температура наружного воздуха, расчетная для проектирования (tН.РО.0С)
	-10	-20	-30	-40	-50
Допустимое снижение подачи теплоты %, до	78	84	87	89	91

 

Расчетное время ликвидации аварии и полного восстановления теплоснабжения составляет от 15 до 54 часов (в зависимости от места возникновения аварии и сложности повреждения).

Согласно СНиП 41-02-2003 ”Тепловые сети”. Все тепловые сети населенных пунктов и промышленных предприятий подразделяются на:

1. магистральные тепловые сети – предназначены для транспортировки теплоносителя от источников теплоснабжения до вводов в жилые районы или до вводов на территорию промышленных предприятий.
2. распределительные тепловые сети – предназначены для транспортировки теплоносителя от магистральных тепловых сетей до тепловых пунктов жилых районов или промышленных предприятий.
3. квартальные тепловые сети или межцеховые тепловые сети – предназначены для транспортировки теплоносителя от тепловых пунктов до зданий жилых районов или цехов промышленных предприятий.

Принципиальные схемы магистральной, распределительной и квартальной тепловых сетей.

Принципиальная схема тепловых сетей жилых микрорайонов

1 — потребители теплоты (здания)

2 – источники теплоснабжения

3 – участки магистральной тепловой сети

4 – распределительные тепловые сети

5 – квартальные тепловые сети

6 – центральные тепловые пункты

Принципиальная схема тепловых сетей с индивидуальными тепловыми пунктами

На рисунках приведены схемы радиальная магистральная распределительная и квартальная тепловых сетей для 2-х жилых районов при наличии 2-х источников теплоснабжения.

Для каждого жилого района предусматривается подача теплоты от любого источника теплоснабжения (посредством переключения задвижек на магистральной и распределительной тепловых сетях). Магистральные тепловые сети и распределительные тепловые сети транспортируют теплоноситель для всех видов теплового потребления, т.е. в одном трубопроводе находится сетевая вода и для отопления, и для вентиляции, и для горячего водоснабжения и возможно даже для технологических нужд потребителей теплоты.

Магистральные тепловые сети и распределительные тепловые сети прокладываются, как правило, 2-х трубными, квартальные и межцеховые сети транспортируют теплоноситель для каждого вида теплового потреблении по отдельности, т.е. отдельно прокладываются сети для отопления (так называемые отопительные тепловые сети), отдельно прокладываются сети для горячего водоснабжения (сети горячего водоснабжения), также на промышленных предприятиях могут прокладываться сети для покрытия технологической тепловой нагрузки.

Квартальные и межцеховые тепловые сети прокладываются либо 4-х трубные, либо много трубные, при наличии жилых районов или на промышленных предприятиях, индивидуальных тепловых пунктах практически стираются отличия между распределительными и квартальными тепловыми сетями, т.е. распределительные тепловые сети в этом случае прокладываются в самих жилых кварталах, или между цехами в промышленных предприятиях.

 

world-engineer.ru

3.2.2. Тепловые схемы котельных с паровыми котлами и их расчет

Отпуск пара технологическим потребителям часто производится от производственных котельных, в которых вырабатывается насыщенный или слабо перегретый пар с давлением до 1,4 или 2,4 МПа. Пар используется технологическими потребителями и в небольшом количестве – на приготовление горячей воды, направляемой в систему теплоснабжения. Приготовление горячей воды производится в сетевых подогревателях, устанавливаемых в котельной.

Принципиальная тепловая схема производственной котельной с отпуском небольшого количества теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в закрытую систему теплоснабжения показана на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Тепловая схема производственной котельной: 1 – паровой котел; 2 – расширитель непрерывной продувки; 3 – насос сырой воды; 4 – барботер; 5 – охладитель непрерывной продувки; 6 – подогреватель сырой воды; 7 – химводоочистка; 8 – питательный насос; 9 – подпиточный насос; 10 – охладитель подпиточной воды; 11 – сетевой насос; 12 – охладитель конденсата; 13 – сетевой подогреватель; 14 – подогреватель химически очищенной воды; 15 – охладитель выпара; 16 – атмосферный деаэратор; 17 – редукционно-охладительная установка

Насос сырой воды подает воду в охладитель продувочной воды, где она нагревается за счет теплоты продувочной воды. Затем сырая вода подогревается до 20–30 °C в пароводяном подогревателе сырой воды и направляется на химводоочистку. Химически очищенная вода направляется в охладитель деаэрированной воды и подогревается до определенной температуры. Дальнейший подогрев химически очищенной воды осуществляется в подогревателе паром. Перед поступлением в головку деаэратора часть химически очищенной воды проходит через охладитель выпара деаэратора.

Подогрев сетевой воды производится паром в последовательно включенных двух сетевых подогревателях. Конденсат от всех подогревателей направляется в головку деаэратора, в которую также поступает конденсат, возвращаемый внешними потребителями пара.

Подогрев воды в атмосферном деаэраторе производится паром от котлов и паром из расширителя непрерывной продувки, в котором котловая вода частично испаряется вследствие снижения давления. Продувочная вода после использования в охладителе непрерывной продувки сбрасывается в продувочный колодец (барботер).

Деаэрированная вода с температурой около 104 °С питательным насосом подается в паровые котлы. Подпиточная вода для системы теплоснабжения забирается из того же деаэратора, охлаждаясь в охладителе подпиточной воды до 70 °С перед поступлением к подпиточному насосу. Использование общего деаэратора для приготовления питательной и подпиточной воды возможно только для закрытых систем теплоснабжения ввиду малого расхода подпиточной воды в них. В открытых системах теплоснабжения расход подпиточной воды значителен, поэтому в котельной следует устанавливать два деаэратора: один для приготовления питательной воды, другой – подпиточной воды. В котельных с паровыми котлами, как правило, устанавливаются деаэраторы атмосферного типа.

Для технологических потребителей, использующих пар более низкого давления по сравнению с вырабатываемым котлоагрегатами, и для подогревателей собственных нужд в тепловых схемах котельных предусматривается редукционная установка для снижения давления пара (РУ) или редукционно-охладительная установка для снижения давления и температуры пара (РОУ).

Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами выполняется для трех режимов: максимально-зимнего, наиболее холодного месяца и летнего. В основе расчета тепловой схемы котельной с паровыми котлами, лежит решение уравнений теплового и материального балансов, составляемых для каждого элемента схемы. Вид уравнения теплового баланса зависит от количества участвующих в теплообмене сред, их фазового состояния и происходящих фазовых превращений. Если в рассчитываемом элементе схемы не происходит изменения фазового состояния нагреваемой и охлаждаемой сред, уравнение теплового баланса описывается формулой (3.1).

Если охлаждаемый теплоноситель меняет свое фазовое состояние, то уравнение теплового баланса примет вид

,

(3.2)

где – соответственно, начальная и конечная удельные энтальпии (теплосодержания) охлаждаемого теплоносителя, кДж/кг.

Если меняет свое фазовое состояние нагреваемый теплоноситель

,

(3.3)

где – соответственно, начальная и конечная удельные энтальпии нагреваемого теплоносителя, кДж/кг.

Если оба теплоносителя меняют свое фазовое состояние

,

(3.4)

По результатам расчета из каталогов подбираются котельные агрегаты с требуемыми паропроизводительностью и параметрами пара.

studfile.net