15. Паровые системы централизованного теплоснабжения:

Паровые системы теплоснабжения бывают однотрубными и многотрубными, высокого и низкого давления, с возвратом и без возврата конденсата. Отопительные установки присоединяются к паропроводам как по зависимым, так и по независимым схемам; установки горячего водоснабжения присоединяются главным образом по независимой схеме, т.е. через подогреватели поверхностного и смешивающего типов.

В системах с возвратом конденсата (рис. II.8) регулирование расхода пара на отопление жилых, общественных, и промышленных зданий допускается осуществлять вручную путем открытия или прикрытия регулировочного крана. Расход пара на вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические аппараты регулируются автоматически регуляторами типа РТ или PP. Конденсатоотводчики, конденсатосборники и конденсатные насосы после отопительных систем и горячего водоснабжения устанавливаются перед отводом конденсата из абонентского узла ввода. На вентиляционных и технологических агрегатах конденсатоотводчики устанавливаются либо после каждой установки, либо после группы установок.

Системы без возврата конденсата (рис. II.9) в отопительно вентиляционной технике и горячем водоснабжении жилых домов и на промышленных предприятиях применяются редко. Потребители тепла в таких системах присоединяются непосредственно по зависимой схеме. Образующийся конденсат из отопительных приборов (рис. II.9, а и б) охлаждается до необходимой температуры хозяйственно-питьевой водой и целиком используется на горячее водоснабжение. Для быстрого приготовления горячей воды в душевых помещениях применяется непосредственное смешение холодной воды с паром в аккумуляторных емкостях или в струйных подогревателях (рис. II.9, в) и инжекторах. Использование конденсата на горячее водоснабжение предприятий экономически оправдывается при теплоснабжении от теплоцентралей низкого и среднего давлений.

Теплоснабжение без возврата конденсата допускается на небольших предприятиях, когда сбор и возврат конденсата нецелесообразен из-за большой разветвленности сборных конденсатопроводов или сложности очистки загрязненного конденсата.

Количество трубопроводов в паровых системах теплоснабжения зависит от характера работы предприятия, его мощности и назначения. На предприятиях по переработке сельскохозяйственной продукции, сушки древесины, пропарки бетона и других с резко выраженным сезонным изменением тепловых нагрузок допускается применять многотрубные паропроводы. Тогда одни паропроводы рассчитываются на средние расходы пара, другие, резервные паропроводы, — на дополнительную подачу пара при максимальных нагрузках предприятия. В таких случаях резервные паропроводы включаются при переходе предприятия, например, с летнего режима работы на зимний. Многотрубные паропроводы часто используются для раздельной подачи больших расходов пара различных параметров и для безаварийного теплоснабжения производств, не допускающих перерывов в работе.

Возврат конденсата оказывает большое влияние на экономику и организацию непрерывного теплоснабжения, так как перебои возвращаемого конденсата вынуждают иногда сокращать отпуск тепла с ТЭЦ. Возвращаемый конденсат не должен содержать механических примесей, масла и других загрязнений от технологических процессов.

Сбор и возврат конденсата производится по открытой и закрытой схемам. В открытых схемах сбора конденсат от потребителей за счет избыточного давления за конденсатоотводчиком поступает на сборный пункт, где сливается в бак, сообщающийся с атмосферой. Конденсат отводится к сборному пункту по единому сборному конденсатопроводу или по отдельным конденсатопроводам от каждого потребителя. При недостаточном избыточном давлении и температуре конденсата 100°С и более движение конденсата может создаваться за счет изменения уровней трубопровода. Такое самотечное движение конденсата чаще всего сопровождается испарением, приводящим к частичному опорожнению конденсатопровода вследствие перемещения пара в верхнем сечении трубопровода. Работа конденсатопровода неполным сечением облегчает аэрацию конденсата, что является основной причиной повышенной коррозии «сухих» самотечных конденсатопроводов по сравнению с «мокрыми» конденсатопроводами, работающими полным сечением. На открытий поверхности конденсата в баке и особенно при струйном сливе конденсата над уровнем в баке происходит интенсивное поглощение кислорода воздуха и испарение. Для уменьшения потерь тепла от испарения и конденсата в виде выпара конденсат рекомендуется охлаждать до 95 — 98°С. Ввиду больших потерь тепла и конденсата и значительной коррозии открытые схемы сбора и возврата конденсата применяются при количестве возвращаемого конденсата не более 10 т/ч и расстоянии до источника тепла до 500 м.

В закрытых схемах сбора конденсат на всех участках от потребителей до баков и от них до источника тепла должен находиться под избыточным давлением не менее 0,005 МПа. В конденсатосборниках над уровнем конденсата вследствие избыточного давления образуется паровая подушка, препятствующая присосу воздуха. Если избыточного давления за конденсатоотводчиком недостаточно для подачи конденсата в баки под необходимым давлением, то откачка конденсата от потребителей должна выполняться насосами. При откачке конденсата на сборный пункт и из него к источнику между уровнем конденсата в баке и осью насоса необходимо обеспечивать высоту, достаточную для предупреждения вскипания конденсата во всасывающем патрубке.

Система теплоснабжения, в которой в качестве теплоносителя используется пар водяной. Состоит из источника, вырабатывающего пар, паропроводов, по которым он транспортируется к потребителям, тепловых установок потребителей, где пар конденсируется и отдает свою теплоту, и конденсатопроводов, по которым конденсат превращается в паровые котлы источника. Конденсат водяного пара — ценный продукт, т.к. не содержит солей жесткости и растворенных агрессивных газов, поэтому большинство паровых систем строят с возвратом конденсата. Приготовление питательной воды для паровых котлов путем очистки ее от солей и деаэрации для удаления кислорода и углекислоты, как правило, оказывается дороже, чем сооружение системы возврата конденсата. Однако для небольших паровых систем теплоснабжения при использовании котлов с невысоким давлением может оказаться экономически выгодно полностью использовать теплоту конденсата у потребителей, после чего сбрасывать его в дренаж. У систем без возврата конденсата отсутствуют конденсатопроводы, связывающие потребителей с источником пара.

Основные потребители паровых систем — технологические установки промышленных предприятий. При пароснабжении предприятия пар обычно используют и для отопления и вентиляции зданий, а также для горячего водоснабжения. Источниками для паровых систем являются отопительно-производственные котельные и промышленные ТЭЦ. Котельные оборудуются паровыми котлами с давлением 1,4—4 МПа (14—40 атмосфер) и производство пара 10—75 т/ч. На ТЭЦ используют турбины с производственным отбором. Давление в отборе турбины в зависимости от ее типа изменяется в пределах 0,78—2,06 МПа.

Пар от источника к потребителю подают обычно по одному паропроводу. В этом случае система будет двухтрубная: паропровод —конденсатопровод. Если предприятиям промышленного узла, получающим пар от ТЭЦ, необходимы 2 уровня давлений, то экономически выгодной может оказаться трехтрубная система, состоящая из параллельных паропроводов различных давлений и общего конденсатопровода. После каждого приемника пара — теплообменного аппарата, калорифера или промышленного аппарата устанавливают конденсатоотводчик, который отводит конденсат, но не пропускает пар. Конденсат собирается в сборнике — баке конденсатном теплового пункта предприятия, откуда конденсатным насосом перекачивается в котельную или ТЭЦ.

В малых паровых системах применяют открытую схему сбора конденсата. В ней сборник конденсата сообщается с атмосферой. В результате конденсат поглощает кислород воздуха, что вызывает коррозию конденсатопроводов. Это недостаток открытой схемы. Кроме того, если в сборник поступает конденсат с давлением выше атмосферного, то происходит вторничное вскипание и возникают потери теплоты с уходящим паром. Поэтому открытые схемы используют редко. Наибольшее распространение получили закрытые схемы сбора конденсата. У них в конденсатопроводах после конденсатоотводчиков и в сборном баке автоматическом регулятором давления "до себя" (регулятором подпора) поддерживается повыенное (избыточное) давление по отношению к атмосферному. Конденсат из сборника под давлением, превышающим давление насыщения, насосом перекачивается в котельную источника пара.

Паровые системы отопления промышленных зданий и калориферы вентиляции обычно присоединяют к паровым сетям через редукторы, снижающие давление пара до требуемого значения и поддерживающие его постоянным. Системы водяного отопления присоединяют к паровым сетям через поверхностные теплообменники. Обычно через теплообменники присоединяют и системы горячего водоснабжения. Смесиельный подогрев воды в пленочных и струйных подогревателях возможен только в системах без возврата конденсата. Пар в технологические аппараты подают из паропроводов непосредственно или через редукторы н зависимости от требуемого давления.