Электроснабжение и теплоснабжение

Государственное автономное образовательное учреждение среднего и профессионального образование

«Кузбасский техникум архитектуры  геодезии и строительства»

 

 

 

 

Реферат по дисциплине инженерные сети:

«Электроснабжение и теплоснабжение»

 

 

 

 

                                                                      Выполнила: Сизикова Н.                                                                                                         

                                                                      Проверил: Пуряев Д.А.

 

 

 

 

 

Кемерово

2013г.

Содержание

1. Теплоснабжение и горячее водоснабжение
2. Присоединение систем отопления к тепловым сетям
3. Тепловые нагрузки, принципы работы тепловых сетей
4. Котлы и котельные теплоцентрали
5. Системы и схемы горячего водоснабжения поселений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теплоснабжение и горячее водоснабжение

   Теплоснабжение, снабжение теплом жилых, общественных и промышленных зданий (сооружений) для обеспечения коммунально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителей. Различают местное и централизованное.

   Система местного. Обслуживает одно или несколько зданий, система централизованного — жилой или промышленный район. В СССР наибольшее значение приобрело централизованное. (в связи с этим термин "Т." чаще всего употребляется применительно к системам централизованного Т.). Его основные преимущества перед местным Т. — значительное снижение расхода топлива и эксплуатационных затрат (например, за счёт автоматизации котельных установок и повышения их кпд); возможность использования низкосортного топлива; уменьшение степени загрязнения воздушного бассейна и улучшение санитарного состояния населённых мест.

  Система централизованного.  Включает источник тепла, тепловую сеть и теплопотребляющие установки, присоединяемые к сети через тепловые пункты. Источниками тепла при централизованном Т. могут быть теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), осуществляющие комбинированную выработку электрической и тепловой энергии (см. Теплофикация); котельные установки большой мощности, вырабатывающие только тепловую энергию; устройства для утилизации тепловых отходов промышленности; установки для использования тепла геотермальных источников. В системах местного Т. источниками тепла служат печи, водогрейные котлы, водонагреватели (в том числе солнечные) и т. п. Теплоносителями в системах централизованного Т. обычно являются вода с температурой до 150 °С и пар под давлением 0,7—1,6 Мн/м2 (7—16 ат). Вода служит в основном для покрытия коммунально-бытовых, а пар — технологических нагрузок. Выбор температуры и давления в системах Т. определяется требованиями потребителей и экономическими соображениями. С увеличением дальности транспортирования тепла возрастает экономически оправданное повышение параметров теплоносителя. Расстояние, на которое транспортируется тепло в современных системах централизованного Т., достигает нескольких десятков км. Затраты условного топлива на единицу отпущенного потребителю тепла определяются в основном кпд источника Т. Развитие систем Т. характеризуется повышением мощности источника тепла и единичных мощностей установленного оборудования. Тепловые мощности современных ТЭЦ достигают 2—4 Ткал/ч, районных котельных 300—500 Гкал/ч. В некоторых системах Т. осуществляется совместная работа нескольких источников тепла на общие тепловые сети, что повышает надёжность, манёвренность и экономичность Т.

Горячее водоснабжение.

  Система горячего водоснабжения обеспечивается либо от отдельного источника теплоты, располагающегося у водозабора (децентрализованная), либо от тепловых сетей (централизованная). Сети горячего водоснабжения различают по способу размещения разводящих магистралей — с верхней и с нижней разводками, по трассировке — тупиковые и с циркуляционным трубопроводом.

  Децентрализованное горячее водоснабжение предполагает использование газовых, электрических водонагревателей и водогрейные котлы на твердом топливе и газе.

  Централизованное горячее водоснабжение регламентируется условиями СНиП 2.04.07-86, СНиП 2.04.01-85* и ГОСТ 2874-82. В открытых системах температура водогрейных приборов должна быть не ниже 60 °С, при закрытых системах — не ниже 50 С.

  Система горячего  водоснабжения включает в себя источник тепла, подающий трубопровод (магистральный и водоразборные стояки), циркуляционный насос, запорную и регулирующую арматуры. Систему горячего водоснабжения с верхней разводкой устраивают в промышленных зданиях с большим и постоянным потреблением горячей воды. Ее, как правило, делают тупиковой.

  Для поддержания постоянной температуры у водоразборных кранов здание оборудуют системой с циркуляционным трубопроводом. Циркуляционной системой горячего водоснабжения с нижней разводкой снабжены в настоящее время все гражданские здания. Эта система позволяет получать из кранов горячую воду в любом режиме водоразбора. В ней используют принудительный насос с обратным клапаном для одностороннего движения воды. Для выравнивания режима водопотребления в нижней части сети устанавливают баки-аккумуляторы, которые накапливают горячую воду и отдают ее по мере необходимости.

  В зданиях выше 15 этажей устраивается система горячего водоснабжения, которую разбивают на отдельные независимые подсистемы по высоте здания.

  Для горячего водоснабжения применяют трубы оцинкованные водогазопроводные по ГОСТ 3262—75*. Для открытых систем и труб диаметром более 150 мм допускают применение неоцинко-ванныхтруб по ГОСТ 10704-76 и ГОСТ 8732-78*. Водозапорная арматура диаметром до 50 мм применяется бронзовая и латунная (задвижки, вентили, краны, регуляторы).

2. Присоединение систем отопления к тепловым сетям.

  При присоединении систем отопления к тепловым сетям необходимо, чтобы давление в обратном трубопроводе сети было бы больше статического давления в системе отопления. В этом случае воздух в систему подсасываться не будет. Кроме того, к системам отопления предъявляются повышенные требования в отношении их гидравлической и тепловой устойчивости и прочности отдельных элементов систем. В зависимости от местных условий системы отопления присоединяются к тепловым сетям через водонагреватель — независимое подключение или путем подмешивания части остывшей в системе отопления воды к сетевой воде, поступающей из тепловых сетей — зависимое подключение.

 

 

Рис. 1. Независимое присоединение  к тепловым сетям:

 

1 — подающий   трубопровод,   2 — водоподогреватель,   3 —  расширительный   сосуд, 4 — циркуляционный  насос, 5 —обратный трубопровод

 

  При независимом подключении  (рис. 1 теплоноситель из наружных  тепловых сетей 1 поступает   в водоподогреватель 2 и, нагрев  в нем воду, возвращается обратно  в тепловую сеть. Нагретая в  водоподогревателе вода до температуры  105—95 или 85° С поступает в систему отопления. При этой схеме циркуляция воды в местной системе отопления осуществляется через водоподогреватель. По независимой схеме можно подключать двухтрубные и однотрубные системы отопления с естественной и насосной циркуляцией воды.

 

  При зависимом подключении  системы отопления к тепловым  сетям, транспортирующим теплоноситель  с повышенными параметрами, на  вводе в здание монтируется  элеваторный узел (рис. 2), к которому  подключается местная система.

 

 

Рис. 2. Узел управления местными системами отопления:/—трехходовый кран, 2 —задвижка, 3 — пробковый кран, 4,  12 — грязевики, 5 — обратный клапан. 6 — дроссельная шайба. V—штуцер для  термометра,  8 — термометр,  9 — манометр,  10 — элеватор, 11 — тепломер, 13 — водомер, 14 — регулятор расхода   воды,   15 — регулятор   подпара,   16 — вентили,   17 — обводная  линия

 

  Вода с температурой  выше 105° С поступает в водоструйный элеватор 10, где смешивается с частью обратной воды из местной системы. Требуемая температура смешанной воды регулируется задвижками 2. Обратная вода из системы через водомер 13 поступает в тепловую сеть. Водомер соединен с тепломером 11 штуцерами.

  Температуру воды  контролируют тремя термометрами, установленными до и после  элеватора и на обратной линии.  Давление контролируют тремя  манометрами 9, которые должны  быть установлены на одном уровне Ввод оборудован регулятором 14, автоматически поддерживающим постоянный расход воды. В отдельных случаях устанавливают регулятор подпора 15. Грязь, попадающая   в сеть,   улавливается   грязевиками 4 и (или одним на обратной линии). Расход воды после регулятора 14 регулируют дроссельной шайбой 6.

  Зависимое подключение  системы отопления к тепловой  сети с подмешиванием воды  из обратного трубопровода элеватором  может быть осуществлено, если перед узлом управления системы напор не менее 15 м вод.ст., а давление в обратном трубопроводе не выше 0,5 МПа.

  В отдельных случаях  применяют зависимое подключение  системы отопления с насосным  смешением воды. В этой схеме  водоструйный элеватор заменен  насосом, установка которого обеспечивает  большие возможности для создания  оптимальных режимов как для двухтрубных, так и однотрубных систем отопления.

3. Тепловые нагрузки, принцип работы тепловых сетей

  Сезонные тепловые  нагрузки. Для сезонного теплового  потребления характерны следующие  особенности: 

в течение года тепловые нагрузки изменяются в зависимости  от температуры наружного воздуха;

годовые расходы тепла, определяемые метеорологическими особенностям» текущего года в «районе теплоснабжения (холодная или теплая зима), имеют значительные колебания;

изменения тепловой нагрузки на отопление в течение суток  в основном за счет теплоустойчивости  наружных ограждений зданий незначительны;

расходы тепловой энергии  для вентиляции по часам суток  могут отличаться большим разнообразием  в зависимости от сменности и  режимов работы предприятий.

  При проектировании  систем теплоснабжения для существующих  городов и поселков расчетные  данные о сезонных тепловых  нагрузках следует принимать  из проектов отопления и вентиляции. Однако проектную документацию  использовать удается далеко  не всегда, так как проекты  отопления и вентиляции зданий, построенных в разное время  различными организациями, как  правило, не сохраняются. При  перспективном строительстве расчетные  расходы тепла рекомендуется  принимать из типовых проектов  с соответствующей корректировкой  по климатическим условиям района  строительства. Если проектные  материалы отсутствуют, то расходы  тепла на отопление и вентиляцию  допускается определять по укрупненным  показателям. Продолжительность  отопительного сезона для жилых  и общественных зданий определяют  числом дней с устойчивой температурой  наружного воздуха ниже -8°С.

  Круглогодовые тепловые  нагрузки. Тепловое потребление  для целей горячего водоснабжения  в течение года изменяется  сравнительно мало, но отличается  большой неравномерностью по  часам суток. Летом расход тепла  в системах горячего водоснабжения  жилых зданий по сравнению  с зимой уменьшается на 30—35%. Это  объясняется тем, что в летнее  время температура воды в холодном  водопроводе на 10—12°С выше, чем в зимний период. Кроме того, значительная часть городского населения летом в субботние и воскресные дни выезжает в загородные зоны, т. е. в те дни, когда в жилом секторе зимой наблюдаются максимальные разборы горячей воды.

  Из ориентировочного  графика расхода тепла на горячее  водоснабжение жилого района  следует, что тепловые нагрузки  на горячее водоснабжение имеют  не только резкие колебания  внутри суток, но и в течение  недели. В жилых домах, оборудованных  ваннами, максимальные расходы  тепла зимой наблюдаются в  предвыходные и предпраздничные  дни. В промышленности технологические  аппараты нередко потребляют  тепло в больших количествах  и весьма разнообразно по времени.  Это, например, различные сушильные  и пропарочные камеры, варочные  котлы, гальванические ванны и  др.

  Удельные нормы технологического  потребления тепла относят к  единице продукции; они непрерывно  изменяются в связи с постоянным  совершенствованием технологических  процессов. Поэтому расходы тепла  на производственные нужды следует  определять по материалам технологических  проектов или по ведомственным  нормам проектирования. Большое  разнообразие тепловых нагрузок  различных промышленных предприятий,  жилых и общественных зданий, несовпадение по времени их  максимумов приводит к необходимости  построения графиков теплового  потребления как для отдельных зданий, так и для района теплоснабжения в целом. Графики теплового потребления характеризуют изменение тепловых нагрузок по времени. Нормы расхода воды зависят от благоустроенности жилых домов, гостиниц и приводятся в соответствующих указаниях на проектирование горячего водоснабжения. Для отдельных жилых домов, общежитий, гостиниц и больниц расчетные тепловые нагрузки на горячее водоснабжение определяются по формулам. Исследование характера изменения тепловых нагрузок в течение года крайне важно для определения расходов топлива, рационального использования станционного оборудования, а также для технико-экономических расчетов при проектировании и эксплуатации системы теплоснабжения.

 

4. Котлы и котельные теплоцентрали

  Котельная установка представляет собой комплекс устройств,

размещенных в специальных  помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в  тепловую энергию пара или горячей  воды. Основные элементы котельной  установки - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства.

  Котел - теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры. Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

  Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают тепло воде.

  Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.