3. Выбор и расчет тепловой схемы

В этом разделе решают вопросы:

1. Как осуществляется покрытие тепловых нагрузок, т.е. тепловые нагрузки покрываются

от котельной или от ТЭЦ?

2. Как присоединены потребители к системе теплоснабжения, т.е. используют открытую

или закрытую схемы горячего теплоснабжения?

3. Нужны ли центральные тепловые пункты (ЦТП) и если нужны то сколько ?

4. Как выглядит тепловая схема котельной ?

Первый вопрос решают на основании технико-экономического расчета. Рассчитывают два варианта:

- теплоснабжение от котельной;

- теплоснабжение от ТЭЦ.

Для каждого варианта определяют приведенные затраты и по минимуму выбирают вариант. При этом в первом варианте при определении капитальных затрат и стоимости топлива включают оборудование электрогенерирующих установок, производящих то же количество электроэнергии за год, что и на ТЭЦ и расход топлива на выработку этого количества электроэнергии. В этой составляющей принимается самое совершенное оборудование при самых высоких КПД.

На основании просчетов, выполненных проектными институтами, можно утверждать:

- если тепловые нагрузки менее 300 МВт, то экономически более целесообразно использовать котельные;

- если тепловые нагрузки более 500 МВт – то выгодней использовать ТЭЦ.

В промежутке следует использовать дополнительные факторы.

В курсовой работе задания подобраны таким образом, что тепловая нагрузка не превышает 500 МВт. Поэтому, в качестве источника покрытия тепловой нагрузки необходимо ориентироваться на котельную. Топливо для котельной студент выбирает самостоятельно.

Схема присоединения потребителей определяется качеством сырой воды и долей горячего водоснабжения в общей тепловой нагрузке. Если сырая вода имеет небольшое солесодержание и доля горячего водоснабжения велика, то используют открытую схему. При высоком солесодержании в сырой воде используют закрытую схему, т.е. сетевую воду используют лишь как теплоноситель.

После решения поставленных вопросов составляют принципиальную схему теплоснабжения и необходимое количество ЦТП. При составлении принципиальной схемы теплоснабжения необходимо руководствоваться литературой [3, 4, 10].

Составляют тепловую схему котельной (на рис. 3.1 приведена типовая схема водогрейной котельной), ЦТП (на рис.3.2 типовая приведена схема ЦТП) и выбирают основное и вспомогательное оборудование. В пояснительной записке к работе необходимо привести: принципиальную схему теплоснабжения района, схему котельной и ЦТП. Схемы должны соответствовать индивидуальному заданию по проекту.

Затем производят расчет тепловой схемы и уточняют выбор основного и вспомогательного оборудования.

Расчет тепловой схемы производят для трех режимов:

1. Расчетный или максимально зимний режим. Этот расчет позволяет решить вопрос о возможности покрытия максимальной тепловой нагрузки при работе всех агрегатов (без резерва).

2. Расчет при средней температуре наружного воздуха за отопительный период. По этому режиму определяют необходимый годовой запас топлива и технико-экономические показатели источника теплоснабжения.

3. Летний режим. В этом расчете определяют необходимое оборудование для покрытия минимальной тепловой нагрузки.

Температурный режим работы котельной определяется температурой воды подаваемой в сеть и температурой воды возвращаемой сетью. При постоянном расходе теплоносителя эта температура зависит от температуры воздухе (от метеорологических условий). При проектировании систем теплофикации задаются расчетными значениями температур, то есть температурами соответствующими наиболее холодному периоду. Исходя из рекомендаций, расчетную температуру воды на выходе из котельной необходимо принимать: не более 150 ºС (максимальная температура для водогрейных котлов по ГОСТу) и не менее 100 ºС. При этом, температура воды возвращаемой на котельную должна быть ниже на 40 – 70 ºС. Температура возврата обеспечивается необходимыми поверхностями теплообмена рекуперативных подогревателей воды в ЦТП и отопительных приборов зданиях.

После задания расчетных значений температур теплоносителя на котельной можно определить расход воды на сеть:

(3.1)

где m – расход воды на сеть, кг/с;

Q – тепловая мощность отпускаемая на сеть, Вт;

с – теплоемкость воды, Дж/кг*град;

- расчетная температура теплоносителя на выходе и на входе в котельной,

ºС.

Аналогично определяются расходы воды для сетей ЦТП. При этом перепад температур в сети отопления принимается 30 – 50 ºС.

После расчетов, на тепловых схемах необходимо указать расчетные значения тепловых мощностей (потоков), температур и расходов теплоносителя. Подробно методика таких расчетов изложена в [3; 4].