2.2. Годовой график теплофикационных нагрузок

Расход теплоты на отопление и вентиляцию зданий линейно зависит от температуры наружного воздуха, он достигает максимального значения Q^max при t_н = t_нор и снижается до нуля с повышением наружной температуры до уровня температуры воздуха внутри помещения, когда устанавливается тепловое равновесие между температурой в помещении и температурой наружного воздуха. Поскольку большинство зданий имеют внутренние тепловыделения, то рекомендуется включать системы отопления при устойчивом понижении температуры в течение трех суток подряд до t_н=8 ^оС и выключать при повышении температуры выше 8 ^оС.

В связи с тем, что расход теплоты на отопление и вентиляцию носит сезонный характер, теплоснабжение от ТЭЦ осуществляется подачей пара из отбора турбин на основной и пиковый подогреватели сетевой воды или установкой пиковых водогрейных котлов. Покрытие части теплофикационной нагрузки за счет отборного пара турбин обычно составляет 50-60 %. Остальная теплота в таких схемах получается за счет дополнительного подогрева сетевой воды в пиковых подогревателях или водогрейных котлах.

Отношение между количеством теплоты, получаемым для нужд теплофикации путем использования отборного пара турбин, и общим требуемым максимальным количеством теплоты называется коэффициентом теплофикации:

. (2.20)

Величина коэффициента теплофикации выбирается на основании технико-экономического расчета с учетом стоимости топлива, начальных параметров пара, тепловых сетей и пр. [7].

Пиковые водогрейные котлы при этом должны покрывать разницу между общей теплофикационной нагрузкой ТЭЦ и тем количеством теплоты, которое дадут турбины на нужды теплофикации:

, (2.21)

где Q_ПВК – количество теплоты от пиковых водогрейных котлов, МВт;

åQ_{ТЭЦ -} количество теплоты, отпускаемое с ТЭЦ.

Соотношение между основной и пиковой нагрузками наглядно можно показать на примере построения годового графика теплофикационных нагрузок по их продолжительности (график Россандера) (табл.П11).

Рис. 2.3. Годовой график теплофикационной нагрузки: е-а - при температурном режиме 150 - 70 ^оС; е-а’- при температурном режиме 130 - 70 ⁰С;

_{Qminоп – минимальная нагрузка основных сетевых подогревателей при обогреве их паром давлением Р = 0,12 МПа;}

_{Qрасчп – расчетная нагрузка пикового сетевого подогревателя или пикового водогрейного котла}

На рис.2.3 в левом квадранте дается зависимость часовых (секундных) расходов теплоты от температуры наружного воздуха. В правом квадранте по оси абсцисс откладывается количество часов (секунд), соответствующих различным температурам наружного воздуха, и через полученные точки на оси абсцисс проводятся вертикальные линии до пересечения с соответствующими горизонтальными линиями, идущими из левого квадранта.

Площадь, ограниченная кривой в правом квадранте, представляет собой в определенном масштабе годовой расход теплоты на теплофикацию.

Указанные на графике ординаты имеют следующие значения:

_{Qт max - максимальная теплофикационная нагрузка;}

_{Qт min - минимальная теплофикационная нагрузка, соответствующая началу и концу отопительного сезона;}

_{Qопрасч – расчетная нагрузка основных сетевых подогревателей при обогреве их паром давлением Р = 0,12 МПа.}

Площадь, расположенная под основной линией графика с-а и линией а-е, представляет собой годовой расход теплоты, покрываемой паром отбора турбины, а площадь, расположенная над линией а-е, - годовой расход теплоты, покрываемой за счет пиковых источников.

Линия а-е, разделяющая области основного и пикового источников нагрева, соответствует работе по температурному графику 150-70 °°С, а линия а’-е – температурному графику 130-70 °°С. Таким образом, наблюдается зависимость областей пикового и основного источников от температурного режима работы системы теплоснабжения.

Линии а-е и а’-е построены для основных подогревателей отборного пара турбин определенного давления. При повышении давления отборного пара в возможных пределах (до р = 0,25 МПа) время начала включения (точка а) пико- источника сдвигается влево и область пикового подогрева соответственно уменьшается.

В зимний максимум нагрузка основных подогревателей характеризуется точкой е, выше которой нагрузка покрывается пиковыми подогревателями, обогреваемыми паром давлением порядка 0,6¸ё0,8 МПа или пиковыми водогрейными котлами. Оптимальным считается такое распределение нагрузок между основным и пиковым источниками, при котором теплофикационные отборы турбин загружены наиболее полно. На рис.2.4 показаны параметры теплоносителя, соответствующие такому распределению тепловых нагрузок между основными и пиковыми подогревателями.

Рис. 2.4. Температурный график теплосети: 1- область работы пикового подогревателя; 2 - подающая линия: 3 - обратная линия; 4 - начало и конец отопительного сезона

Контрольные вопросы и задания

1. Какие тепловые нагрузки относятся к сезонной нагрузке, а какие к круглогодичной?

2. Напишите уравнение теплового равновесия здания и объясните значения входящих в него величин.

3. Что такое коэффициент инфильтрации? Как он определяется?

4. Напишите формулу определения расчетной тепловой технологической нагрузки предприятия.

5. В чем заключается сложность эксплуатации протяженных паропроводов?

6. Напишите формулы определения тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий для жилых районов.

7. Как определяется расчетный расход теплоты на отопление и вентиляцию промышленных зданий?

8. Напишите формулы для определения годового расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

9. Дайте понятие коэффициента теплофикации.

10. Как строится годовой график теплофикационных нагрузок (график Россандера)?

11. Нарисуйте температурный график теплосети.