3.1.1. Тепловые схемы источников теплоснабжения

Источники теплоснабжения характеризуются уровнем централизации и масштабами теплоснабжения. Централизация позволяет увеличить единичные мощности источников теплоснабжения и улучшить показатели системы теплоснабжения. Так при переходе от водогрейных котлов теплопроизводительностью 60 ГДж/ч на котлы – 400 ГДж/ч удельные капитальные вложения в источники теплоснабжения снижаются в 7 раз, улучшается качество теплоснабжения, уменьшается загрязнение окружающей среды. Однако при этом повышение уровня централизации теплоснабжения требует дополнительных расходов на строительство и эксплуатацию тепловых сетей.

Рис.3.3. Схема котельной с чугунными водогрейными котлами

На рис. 3.3. представлена схема небольшой котельной с водогрейными котлами, установленными раздельно для покрытия отопительной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения.

Из отопительных котлов 7 вода поступает в подающую линию отопления 6 с температурой, изменяющейся в соответствии с графиком отопления. Из котлов для горячего водоснабжения 3 вода перетекает в подающую линию 5 горячего водоснабжения с температурой 60…70°С.

До поступления в котлы горячего водоснабжения водопроводная вода 1 обрабатывается против накипеобразования в установке 2 для магнитной обработки воды. В баке – аккумуляторе 4 удаляется часть растворенных в воде кислорода, диоксида углерода и других газов. Это уменьшает интенсивность корозии в последующих участках системы. Изготовление котлов из чугуна позволяет использовать воду без предварительного обескислораживания, так как чугун практически не подвержен коррозии. Часть воды бака 4 поступает на подпитку системы отопления. Бак 4 одновременно выполняет роль расширителя для компенсации изменений объема воды, происходящих при изменении ее температуры в системе отопления. Бак-расширитель обязателен в схемах с естественной циркуляцией, когда отсутствует насос 8. В чугунных котлах не допускается температура воды выше 115°С и давления более 0,6 МПа по условиям прочности.

Крупные водогрейные котельные (рис. 3.4) обслуживают протяженные тепловые сети и поэтому возникает необходимость повышать давление воды до 2,5 МПа, а температуру – до 150°С и выше. Для таких условий чугун непригоден и используется стальные водогрейные котлы.

Рис.3.4. Схема отопительной котельной со стальными

водогрейными котлами

В водогрейный котел 9 через фильтр 13 поступает обратная сетевая вода 14. Циркуляция воды в котле поддерживается сетевым насосом 12. Предусмотрена установка регуляторов температуры сетевой воды 10 и уровня 4 в баке деаэратора 6.

Для подпитки теплосети 11 водопроводную воду 1 нагревают до 40°С в теплообменнике 2, затем умягчают в катионитовом фильтре 3, догревают в теплообменнике 5 и подают в деаэратор 6 для удаления из нее растворенных агрессивных газов. Подпиточный насос 7 через регулятор 8 нагнетает воду в контур циркуляции теплосети для восполнения потерь воды в ней, а также для компенсации горячего водоразбора при открытой системе теплоснабжения.

На рис. 3.5 показана тепловая схема промышленной котельной для снабжения потребителей паром и горячей водой.

Вырабатываемый в котле 8 пар отпускается в основном в паровые и водяные сети и частично через редукционно-охладительную установку (РОУ) 6 используется на собственные нужды котельной для подогрева воды в деаэраторе 4, сырой воды в подогревателе 14 и химически очищенной – в подогревателе 1.

Конденсат от потребителя пара возвращается в конденсатный бак 2, откуда конденсатными насосами 3 подается в деаэратор 4 атмосферного типа.

Водопитательная установка котельной состоит из насоса 12, подогревателя сырой воды 14, фильтров водоочистки 15, подогревателя 1 химически очищенной воды, деаэратора 4 и питательного насоса 5. Сырая вода после подогрева в теплообменнике 13 непрерывной продувки, связанного с сепаратором 7, перед поступлением на химводоочистку догревается в пароводяном подогревателе 14, а после него – в теплообменнике 1 до температуры 65…90°С. После нагрева в деаэраторе 4 питательная вода насосом 5 подается в котел.

Рис. 3.5. Схема промышленной котельной

Подогрев сетевой воды осуществляется в подогревателе 9 паром из котла. Конденсат подогревателя охлаждается сетевой водой, подаваемой насосом 11, в охладителе конденсата 10 до температуры 90°С и подается в деаэратор 5.

Схема отпуска теплоты с электрической станции технологическим потребителем и на коммунально-бытовые нужды показана на рис. 3.6.

Если на электростанцию возвращается основная часть незагрязненного конденсата, то применяется наиболее дешевая, простая и экономичная открытая схема (рис. 3.6,а) отпуска теплоты из регулируемого отбора 1 турбины 2 с соответствующими параметрами, а резервирование предусматривается через редукционно-охладительную установку (РОУ) 3 из линии свежего пара.

Если конденсат потребителем не возвращается или возвращается загрязненным, а очистка его нерентабельна, используют закрытую схему (рис. 3.6, б) отпуска теплоты через теплообменник 7, называемый паропреобразователем. Конденсат греющего пара при этом сохраняется на электростанции и может быть повторно использован. Паропреобразователь питается водой, не требующей глубокой очистки и , следовательно, больших затрат. Эта схема более дорога по сравнению с предыдущей из-за затрат на дополнительное оборудование и его эксплуатацию и менее экономична, так как для получения потребляемого пара того же, что и в схеме 3.6, а, потенциала, требуется греющий пар более высоких параметров, что уменьшает выработку электроэнергии на тепловом потреблении.

Если потребителю требуется перегретый пар, то схема, приведенная на рис. 3.6, б, усложняется: в ней появляется специальный паровой перегреватель, питаемый паром из более высокого отбора. Конденсат этого пара используется в паропреобразователе.

Рис. 3.6. Открытая (а) и закрытая (б) схемы отпуска теплоты с электростанции внешним потребителям

1 – регулируемый отбор; 2 – паровая турбина;

3 – редукционно-охладительная установка; 4 – тепловой потребитель;

5 – конденсатор турбины; 6 – конденсатные насосы;

7 – паропреобразователь; 8 – сетевой насос.

Коммунально-бытовое потребление (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) получает теплоту от ТЭЦ с горячей водой. Отпуск горячей воды потребителю производится по закрытой схеме. Перед поступлением в подогреватели сетевая вода может быть подогрета во встроенном пучке конденсатора.