Введение

Рациональное использование топлива, тепловой и электрической энергии в системах централизованного теплоснабжения является одной из важнейших задач, стоящих перед экономикой нашей страны.

В систему централизованного теплоснабжения входят:

– источники – теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) и котельная;

– тепловые сети (трубопроводные связи), по которым осуществляется транспорт пара или горячей воды;

– теплоприемники потребителей промышленных предприятий и жилищно-коммунального сектора. Жилищно-коммуналь-ные потребители используют теплоту на отопление, вентиляцию, кондиционирование и хозяйственно-бытовые нужды, а производственные – еще и на технологию.

В структуре источников теплоснабжения котельными отпускается потребителям приблизительно 45 % теплоты, теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) – 43 % теплоты, а остальное количество теплоты – местными источниками теплоснабжения.

Для снабжения промышленных предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора теплотой используются водяной пар низкого давления и перегретая вода температурой 130 С, 150 С и реже 180 С. Пар низкого давления (0,3 1,5 МПа) берут из паровых котлов или из отборов паровых турбин, в которых срабатывается пар высокого давления (9 МПа или 13 МПа) до низкого давления и вырабатывается при этом электроэнергия. Горячую воду получают путем подогрева исходной воды до нужной температуры паром низкого давления в пароводяных подогревателях или непосредственно в водогрейных котлах.

Дисциплина “Источники теплоснабжения” охватывает круг вопросов, содержащих назначение, классификацию котельных и ТЭЦ, их параметры, тепловые схемы и их расчет, выбор основного и вспомогательного оборудования, энергетические и экологические характеристики.

В учебно-методическом пособии приведена программа дисциплины и вопросы по ней, позволяющие закреплять пройденный материал, использовать его для более глубокого и самостоятельного изучения. Приведенные здесь же методические указания предназначены для приобретения знаний и навыков по расчету тепловой схемы водогрейной котельной для закрытой системы теплоснабжения и выбору оборудования.

1. Рабочая программа и контрольные вопросы по дисциплине “Источники теплоснабжения”

1. Общие сведения о системах теплоснабжения

Классификация систем теплоснабжения. Понятие открытой и за­крытой водяной теплосети. Методы определения тепловых нагрузок на технологию, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Годовой график теплофикационных нагрузок. Температурный гра­фик теплосети.

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.

Назовите преимущества и недостатки паровых и водяных систем централизованного теплоснабжения.

12. Сравните закрытые и открытые системы теплоснабжения. Каковы их преимущества и недостатки?

13. С помощью изменения каких параметров возможно осуществить центральное регулирование тепловой нагрузки в водяных сетях систем теплоснабжения?

14. Напишите формулы определения температуры воды перед и после отопительной установки, после смесительного насоса-элеватора при качественном регулировании отпуска теплоты.

15. Нарисуйте и поясните температурные графики качественного регулирования отопительной нагрузки.

16. Как осуществляется регулирование температуры воды в подающей магистрали при температуре наружного воздуха больше температуры, соответствующей точке излома температурного графика?

17. Изобразите и поясните графики изменения температур, расходов теплоты и воды при комбинированном регулировании отопительной нагрузки.

18. Покажите пункты автоматизации в двухтрубной водяной системе централизованного теплоснабжения и объясните их назначение.

1.2. Котельные

1.2.1. Промышленные паровые котельные

Назначение и состав оборудования. Система возврата конденсата. Характеристики, анализ и расчет тепловой схемы котельной.

1.2.2. Отопительные водогрейные котельные

Одноконтурные и двухконтурные водогрейные котельные. Пико­вые водогрейные котельные ТЭЦ. Назначение и состав оборудова­ния. Особенности работы водогрейных котельных в открытой и за­крытой системах теплоснабжения. Характеристики, анализ и расчет тепловых схем водогрейных котельных.

1.2.3. Производственно-отопительные котельные

с паровыми и водогрейными котлами

Назначение и состав оборудования. Характеристики, анализ и рас­чет тепловых схем. Распределение нагрузок между котлоагрегатами.

Контрольные вопросы и задания

19. Назначение котельных.

20. По каким признакам классифицируются котельные?

21. Нарисуйте принципиальную тепловую схему котельной с паровыми котлами. Покажите направление движения пара и воды.

22. Перечислите элементы сетевой установки.

23. Назовите основные параметры режимной карты парового котла.

24. Дайте краткую характеристику паровых котлов, устанавливаемых в котельных.

25. Нарисуйте принципиальную тепловую схему водогрейной котельной. Поясните элементы схемы.

26. Представьте схему установки сетевых и рециркуляционных на­сосов к водогрейным котлам. Как осуществляется регулирование тем­пературы сетевой воды в подающем трубопроводе?

27. Отличие тепловых схем водогрейных котельных, работающих на открытую и закрытую схемы ГВС.

28. Поясните схему включения вакуумных и атмосферных деаэраторов.

29. В чем заключается особенность работы котлов КВ-ГМ в пиковом и основном режимах?

30. Нарисуйте принципиальную схему котельной с паровыми и водогрейными котлами. Поясните принцип работы.

31. Назначение и особенности работы пароводогрейных котлов.

32. С какой целью выполняется расчет тепловых схем котельных для 4 режимов? Охарактеризуйте эти режимы.

33. Последовательность расчета тепловых схем с паровыми и водогрейными котлами.

34. Какие методы используются для оптимального распределения нагрузки между котлами? Поясните их.

35. Перечислите энергетические и экономические характеристики котельных.

1.3 Теплоэлектроцентрали

1.3.1. Классификация электрических станций

Теплоэлектроцентрали промышленных предприятий, назначение и характеристики. Основные структурные схемы ТЭЦ.

1.3.2. Отпуск теплоты от ТЭЦ

Распределение тепловой нагрузки на ТЭЦ. Коэффициент теплофи­кации и его оптимальная величина. Построение годового графи­ка теплофикационных нагрузок (график Россандера) и его выполнение.

1.3.3. Тепловая схема ТЭЦ

Назначение и состав оборудования. Регенеративный подогрев питательной воды. Теплофикационные установки.

1.3.4. Методики расчета тепловых схем ТЭЦ

Построение процесса расширения пара в проточной части турбины, расчет расхода пара на турбину. Составление уравнений материального и теплового балансов. Определение минимальной электрической мощности ТЭЦ.

1.3.5. Определение показателей энергетической

эффективности ТЭЦ

Определение расхода топлива на выработку тепловой и электрической энергии на паротурбинных ТЭЦ. Годовые показатели ТЭЦ. Экологические показатели ТЭЦ

Контрольные вопросы и задания

36. Назначение тепловой схемы ТЭЦ.

37. Поясните методику составления тепловой схемы ТЭЦ.

38. Из каких установок и агрегатов состоит теплоэлектроцентраль?

39. Укажите основные типы турбин, устанавливаемых на ТЭЦ, начальные параметры пара, параметры пара в отборах, номинальную электрическую мощность.

40. Какие основные особенности конденсационных турбин типа П и Т и турбин с противодавлением типа Р? Назовите области применения указанных турбин.

41. Нарисуйте схему включения испарительной установки в систему подогрева сетевой воды теплофикационной турбины. Объясните принцип ее работы.

42. Нарисуйте схему парообразовательной установки. Объясните принцип ее работы.

43. Нарисуйте и поясните схему главных паропроводов неблочной ТЭЦ с переключательной магистралью.

44. Нарисуйте и поясните схему питательных трубопроводов ТЭЦ с поперечными связями.

45. Назначение и принцип действия редукционно-охлади-тельных установок на ТЭЦ.

46. Напишите формулы для определения расхода топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии на паротурбинной ТЭЦ.

47. Определите удельный расход условного топлива на выработку теплоты на ТЭЦ. Что означает в этой формуле коэффициент 34,1 кг/ГДж?

48. Определите удельный расход условного топлива на комбинированную выработку электрической энергии.

49. Напишите формулу для определения годовой выработки электроэнергии на технологическом и отопительном теплопотреблении.

50. Как определяется годовой расход условного топлива на отпуск электроэнергии и теплоты с ТЭЦ?

51. Перечислите основное оборудование ТЭЦ.

52. Какими условиями следует руководствоваться при выборе основного оборудования ТЭЦ?