Тепловые нагрузки котельных

Режим теплопотребления отдельных предприятий существенно влияет на выбор оборудования котельной и эффективность его использования. Количество и единичная мощность устанавливаемых котлов зависят от суммарных тепловых нагрузок котельной и режима потребления тепла.

Расход тепла предприятиями всех отраслей промышленности характеризуется большой неравномерностью. Теплопотребление технологических процессов и промышленной вентиляции неравномерно в течении суток, в течении месяца и в течении года (рис.2.66). Суточная неравномерность потребления пара обусловлена спецификой технологических процессов и режимом работы предприятия. Предприятия с непрерывным технологическим процессом (нефтеперерабатывающие и химические заводы, алюминиевое производство и т.д.) имеют меньшую суточную неравномерность. Предприятия, работающие в две смены (например, предприятия легкой промышленности), имеют большую суточную неравномерность. В месячных графиках неравномерность проявляется из-за влияния выходных, праздничных дней, организационных факторов (требования плана, плановые ремонты). Годовые графики потребления пара у всех предприятий имеют сезонную неравномерность, возникающую вследствие изменения температуры воздуха в течение года (увеличивается температура поступающего сырья, топлива, воды, температуры открытых установок), сменности производства, плановых ремонтов и т.д.

Теплопотребление системами отопления и вентиляции в ЖКХ имеет сезонный характер, так как зависит только от изменений температуры окружающего воздуха (рис. 2.67). Тепло на отоплению и вентиляцию расходуется только в течение отопительного сезона (начало и конец отопительного сезона при температуре +8ºС).

Расход тепла системами горячего водоснабжения ЖКС неравномерен в течении в течение недели и суток, так как он зависит от бытовых условий населения. Теплопотребление систем горячего водоснабжения промпредприятий имеет суточную неравномерность.

Транспорт тепла к потребителям

Централизация теплоснабжения приводит к необходимости развития тепловых сетей, увеличения их протяженности, что увеличивает затраты на транспорт тепла от теплоисточников до потребителей. Для уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат необходимо правильно выбрать теплоноситель. Для подачи тепла промышленным и жилищно-коммунальным потребителям чаще всего используют водяной пар и горячую (перегретую до 150 или 180 ºС) воду. Причем требования, предъявляемые к теплоносителям промышленными и жилищно-коммунальными потребителями различаются.

1. Промышленность

Для осуществления технологических процессов широко используется водяной пар. В зависимости от вида производства это пар с давлением от 0,5 до 1,5 МПа. Пар таких параметров используется в нагревательных, выпарных и сушильных установках.

Пар низкого давления (0,3-0,6 МПа) используется для нагрева воды, жидкого топлива и т.д. в рекуперативных подогревателях. В этом случае пар имеет преимущества по сравнению с водой. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к подогревательному материалу через металлическую стенку в 1,5-2 раза больше, чем от воды. Температура греющей среды в паровом подогревателе постоянна на всем пути нагреваемой среды, а в водяном подогревателе уменьшается к выходу из подогревателя, следовательно, средняя разность температур между греющей и нагреваемой средой в паровом подогревателе будет больше. Эти два фактора обуславливают сокращение поверхности нагрева парового подогревателя по сравнению с водяным подогревателем, что приводит к уменьшению капитальных и эксплуатационных затрат (меньше количество устанавливаемых подогревателей и связывающих их трубопроводов).

Транспорт тепла от источников до потребителей осуществляется по паропроводам. Возврат конденсата осуществляется по конденсатопроводам.

Транспорт пара является относительно дорогим и имеет свои недостатки:

1. большие потери давления и тепла.

Потери давления приводят к необходимости снижения скорости пара, увеличению диаметра трубопроводов и значительному завышению давления выдаваемого пара, что увеличивает стоимость отпускаемого тепла.

Потери тепла паропроводами ограничивают дальность транспорта пара (8-10 км) из-за конденсации его в паропроводах. Транспорт пара по паропроводам с большой влажностью приводит к гидравлическим ударам, разрушающим арматуру и трубопроводы. Пар с повышенной влажностью приводит к коррозии оборудования потребителей.

2. сложность эксплуатации протяженных паропроводов (необходимость организации дренажа трубопроводов по расе, сооружения и эксплуатации станций сбора и перекачки конденсата).

3. относительно высокая стоимость сооружения паропроводов из-за высокого расхода металла и повышенной стоимости строительных конструкций (эстакады, каналы). Прокладка паропроводов и конденсатопроводов бесканальным способом не проводится.

Рабочие параметры теплоисточников (паровых котлов) принимают исходя из требуемого давления пара с учетом потерь давления по трассе.

Для обеспечения теплом систем отопления и вентиляции предприятий чаще всего используется воа с максимальной температурой 180 ºС. В системах централизованного теплоснабжения вода имеет перед паром ряд преимуществ:

1. возможность применения ВК (экономия капитальных затрат);

2. при получении в котельной горячей воды с помощью паровых подогревателей сетевой воды весь конденсат греющего пара сохраняется в цикле, что сокращает расходы на восполнение потерь конденсата и уменьшает стоимость отпускаемого тепла.

3. уменьшение затрат при сооружении трубопроводов.

Таким образом, для технологических процессов промышленных предприятий, протекающих при температуре не выше 150ºС, выгоднее использовать воду, а не пар.

2. Жилищно-коммунальный сектор

В системах централизованного теплоснабжения жилищно-коммунального сектора теплоносителем является перегретая вода с перепадом температур 150-70º и 180-70ºС. В централизованных котельных отопительного типа подогрев воды осуществляется в ВК. В производственно-отопительных котельных – либо в ВК, либо в подогревателях сетевой воды паром. Преимущества воды как теплоносителя в системе ЖКС такие же, как в промышленном комплексе.