Повышение технико – экономической эффективности работы тепломеханического оборудования теплосетей в условиях ТЭЦ

                  

 

                        для жидкого теплоносителя (воды) при  

 

             

 

                Рисунок 6.  Номограмма для определения   числа Рейнольдса

 

 

 

 

При гидравлических расчётах трубопроводов тепловых сетей  величину эквивалентной шероховатости  принимают:

     1) для водяных тепловых сетей = 0,5 мм

     2) для паропроводов =0,2 мм

     3) для конденсаторопроводов = 1,0 мм

     Потерю давления на трение  и в местных сопротивлениях, а  также пропускную способность  существующих тепловых сетей  с учётом изменения

эквивалентной шероховатости в процессе эксплуатации определяют на основании испытаний  по формулам:

                                     ΔH = Δ,    кгс/.                                        (24)

                                        G=, т/ч                                                  (25)

В  формулах (24), (25) приняты следующие обозначения:

Δ - полная потеря давления на трение и в местных сопротивлениях в существующих тепловых сетях по данным замеров в натуре в кгс/;

 расход теплоносителя,  при котором замеряли потерю  давления, в т/ч.

 

      2.3.  Расчетные расходы теплоносителя  

 

      Зимний расчётный часовой расход  сетевой воды для гидравлического  расчёта двухтрубных водяных  сетей принимают равным сумме  расчётных зимних часовых расходов  воды потребителями, которые,  в свою очередь, равны сумме  расчётных часовых расходов воды  на отопление, вентиляцию и  горячее водоснабжение, определяемых  по формулам.

     Летний расчётный часовой расход  сетевой воды для гидравлического  расчёта двухтрубных водяных  тепловых сетей принимают равным  сумме летних расчётных часовых  расходов воды потребителями  на горячее водоснабжение, определяемых  по формулам, приведённым в таблице  10.       

     Зимний и летний расчётные  часовые расходы сетевой воды  для гидравлического расчёта  отдельных тепловых сетей для  горячего водоснабжения принимают  равными сумме зимних и летних  расчётных часовых расходов воды  потребителями на горячее водоснабжение,  определяемых по формулам.

      Зимний расчётный часовой расход  пара для гидравлического расчёта  паропроводов определяют как  сумму расчётных максимальных  тепловых расходов пара потребителями  на технологические процессы, отопление,  вентиляцию и горячее водоснабжение.

       Расчётный часовой расход пара  для гидравлического расчёта  паропроводов насыщенного пара  определяют, учитывая дополнительный  расход пара, который идёт на  возмещение конденсирующего пара.

     

 

    Номограмма для определения коэффициента  сопротивления трения в переходной  области    Re<

 

                         

 

Рисунок 7

 

 

 

     

     2.4. Схемы тепловых  сетей

 

Тепловые сети являются одним из узлов комплекса сооружений системы централизованного теплоснабжения, включающего источник тепла, тепловую сеть и местные системы потребителей тепла. По своему назначению тепловые сети в соответствии с классификацией подразделяются на следующие категории:

  магистральные — от источника тепла до территории промышленных предприятий и микрорайонов (или кварталов) населенных мест;

 распределительные — от магистральных тепловых сетей по территории промышленных предприятий и микрорайонов (или кварталов) населенных мест до узлов ответвлений тепловых сетей к отдельным зданиям;    

 ответвления к отдельным зданиям — от распределительных тепловых сетей (в отдельных случаях от магистральных) до ввода в здание (до обреза фундамента или стены здания).

Схемы тепловых сетей в зависимости  от взаимного размещения источников тепла и потребителей могут быть:

       1. Лучевыми (радиальными) с прокладкой от одного источника тепла отдельных магистралей в районы размещения тепловых потребителей (рисунок 8), эти магистрали  могут    быть   одинарными   или   дублированными.

При теплоснабжении от нескольких источников лучевые магистрали, как правило, соединяются между собой перемычками (рисунок 9).

     Перемычки между магистралями  одного или нескольких источников тепла предназначены для проведения летних ремонтов с наименьшим ограничением потребителей бытового горячего водоснабжения.

      2. Кольцевыми с прокладкой от  источника тепла к одной группе потребителей не менее двух магистралей, соединяющихся между собой в районе размещения потребителей, обеспечивая   двухстороннюю   подачу   тепла.

        Лучевые схемы с дублированными  магистралями или кольцевые применяются  для подачи тепла к потребителям,  не допускающим  перерывов в подаче  тепла.

В зависимости от теплоносителя  тепловые сети подразделяются на водяные, паровые и сети сбора и возврата конденсата   (конденсатопроводы).

Водяные тепловые сети могут быть закрытыми и открытыми в зависимости от способа подачи тепла к местным системам горячего водоснабжения.

В закрытой системе вода в местную систему  горячего водоснабжения поступает из системы питьевого водопровода и подогревается в водоводяных подогревателях, установленных на вводе тепловой сети в каждое здание или группу зданий

 В открытой системе вода для местной системы горячего водоснабжения отбирается непосредственно из тепловой сети на вводе ее в каждое здание или группу зданий.

 

 

                  

 

 

 

 

                    

 

 

 

 

                                                         

                   1 — источник тепла,  2 — магистраль   3 — перемычки

 

 

                                                 

Рисунок 8 - Лучевая  схема тепловых сетей города при  одном источнике тепла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

             

 

                                         1, 2, 3, 4 — источники тепла

 

 

Рисунок 9 - Схема тепловых  сетей  города при нескольких источниках тепла

 

 

Отобранная из тепловых сетей вода компенсируется таким же количеством  воды на ТЭЦ или в котельной. Водяные  сети подразделяются на одно, двух, трех- и четырехтрубные.

    Однотрубные водяные сети применяют  для централизованной подачи воды на бытовое горячее водоснабжение или на технологические процессы при установке у всех потребителей местных баков аккумуляторов горячей воды, рассчитанных на подачу среднечасового (за сутки) количества воды, или же при присоединении потребителей с круглосуточным непрерывным расходом воды.

 В однотрубных системах для  совместной подачи тепла на  отопление, вентиляцию и горячее  водоснабжение вода, охлажденная в системах отопления и вентиляции, используется полностью для бытового горячего водоснабжения.

 Равенство в расходах воды, поступающей от источника тепла и использованной на горячее водоснабжение, достигается повышением ее температуры до 180— 200° С, увеличением полезного перепада температур, подачей от основного источника тепла базовой нагрузки и местным аккумулированием горячей воды после систем отопления.

      Разработаны   две   принципиально   различные  схемы однотрубных  тепловых сетей   — с прокладкой  одной трубы до каждого потребителя  (рисунок 10)  и с прокладкой   одной   трубы только на транзитном участке магистрали.

Во второй схеме источник тепла, снимающий пику тепловой нагрузки, размещается в районе тепловых потребителей в узле перехода однотрубной магистрали в двухтрубные тепловые сети.

Первая  схема может быть реализована  без слива, если у всех потребителей отношение среднечасовой (за неделю) нагрузки горячего водоснабжения к  расчетной часовой нагрузке отопления составляет не менее 0,55—0,65. Вторая схема может быть всегда выполнена без слива воды. При отношении среднечасовой (за  неделю)  нагрузки горячего   водоснабжения к расчетной часовой нагрузке отопления порядка 20-25% эта схема обеспечивает коэффициент теплофикации около 0,5 (по данным с сайта http://www.skladrabot.ru/).

Двухтрубные водяные сети являются основными  для совместной подачи тепла на отопление, вентиляцию и бытовое горячее  водоснабжение жилых районов  и промышленных предприятий (рисунки 11, 12).

Двухтрубные бытовые сети применяются так  же для подачи воды на бытовое горячее  водоснабжение или технологические  процессы, когда суточный режим воды приводит к остыванию воды ниже допустимых пределов и при этом отсутствует  возможность установки у потребителей местных баков аккумуляторов.

  Согласно рисунку 11  принципиальная схема  двухтрубной  водяной тепловой сети   открытого типа включает следующие  составляющие: 1 — турбина; 2 — пиковый котел; 3 — подогреватель сетевой воды; 4 — конденсатор; 5—химводоочистка; 6- подогреватель подпиточной воды; 7 — вакуумный деаэратор; 8 — бак-аккумулятор; 9 — подпиточные насосы; 10 — сетевые насосы;    11 — трубопровод воды питьевого водопровода; 12 — обратный трубопровод; 13 — подающий трубопровод; 14 — энергетический котел; 15 — смеситель; 16 — бак-аккумулятор местной системы горячего водоснабжения; 17 — циркуляционный насос местной системы горячего водоснабжения; 18 — калорифер системы вентиляции. 

 

 

                             

1 — турбина; 2 — химводоочистка; 3 — сетевые насосы: 4 — подогреватели сетевой воды; 5 — деаэратор; 6 — пиковый котел; 7—энергетический котел; 8 — местные системы потребителей

 

 

Рисунок  10. Принципиальная схема однотрубной  водяной сети при теплоснабжении от ТЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 11 - Принципиальная схема двухтрубной  водяной сети с непосредственным водоразбором на горячее водоснабжение—открытая система. Источник тепла - ТЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

      Рисунок 12 - Принципиальная схема  закрытой двухтрубной водяной  сети

 

 

      На схеме, изображенной на рисунке 12, указаны основные компоненты  двухтрубной водяной теплосети закрытого типа: 1— трубопровод подпиточной воды; 2 — подпиточный насос; 3 — первая группа сетевых насосов; 4 — первая ступень сетевых подогревателей; 5 — вторая группа сетевых насосов; 6 — вторая ступень сетевых подогревателей;   7 — пиковый котел; 8— котел энергетический; 9 — турбина.

 

2.5. ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ

 

Перенос теплоты и холода по трубопроводам  осуществляют при помощи жидкостей  или газов, называемых теплоносителями. При централизованном теплоснабжении в качестве теплоносителя применяют, как правило, воду. Она недорога, практически несжимаема, способна переносить количество теплоты при равных объемах почти в 100 раз больше, чем водяной пар. В то же время имеет ряд недостатков, усложняющих проектирование и эксплуатацию систем. Ее плотность, объем и вязкость зависят от температуры; температура кипения – от давления; кислородорастворимость – от температуры и давления. Кроме того, она имеет большую плотность и вступает в химические и электрохимические реакции с металлами, что заставляет защищать инженерные системы от их разрушения. Одним из методов защиты систем от деструктивных воздействий воды является применение оборудования, соответствующего ее качеству. Контактирующие с водой элементы, как обязательное минимальное требование, выполняют из устойчивых к коррозии металлов: специальной латуни, хромированной стали, нержавеющей стали. Уплотнители изготавливают из устойчивых к растворенным в воде химическим веществам: бутадиенакрилонитрильного и этиленпропиленового каучука, фторопласта.

Несмотря  на специально подготовленное оборудование, к качеству воды предъявляют высокие  требования, особенно, в современных  автоматически регулируемых инженерных системах здания. Регулирование и  контроль параметров воды в них осуществляют отверстиями и каналами весьма малых  проходных сечений. От их состояния  зависит эффективность работы системы  в целом и ее элементов в  частности, поэтому качество воды должно быть не нормативно декларируемым, а  реализованным на практике. Особенно это относится к нашей стране, где только начинается процесс перехода от морально и физически устаревших систем к новым системам, а также  осуществляется попытка их совмещения.

По отечественной  норме для закрытых и открытых систем теплоснабжения с вакуумной  деаэрацией необходимо использовать воду питьевую по ГОСТ 2874-82, а при наличии  термической деаэрации в закрытых системах допускается применение технической  воды. Такое нормирование по ряду важных показателей зачастую не обеспечивает должной защиты систем от коррозии, которая способствует загрязнению  теплоносителя. Но даже при высоком  исходном качестве теплоносителя, в  современных системах теплоноситель  необходимо дополнительно фильтровать  от загрязнений, попадающих при монтаже  и эксплуатации оборудования.