8. Разработка графиков давлений и выбор схем присоединения абонентов к тепловым сетям.

Пьезометрический график позволяет: определить напор и располагаемый напор в любой точке сети; учесть взаимное влияние рельефа местности, высоты присоединенных потребителей и потерь напора в сети при разработке гидравлического режима; выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать сетевые и подпиточные насосы, авторегуляторы.

Пьезометрический график строится для статического и динамического режимов системы теплоснабжения. При его построении за начало координат принимаем отметку оси сетевых насосов, условно считая, что она совпадает с отметкой земли на выходе теплопровода из ТЭЦ. По оси ординат откладывают значения напоров в подающей и обратной магистралях тепловой сети, отметки рельефа местности и высоты присоединяемых потребителей; по оси абсцисс строят профиль местности и откладывают длину расчетных участков теплопровода. Ось теплотрассы условно принимают совпадающей с поверхностью земли.

Рисунок 4. Пьезометрический график тепловой сети (режим 1)

Рисунок 4. Пьезометрический график тепловой сети (режим 1)

Рисунок 5. Пьезометрический график тепловой сети (режим 2)

Рисунок 5. Пьезометрический график тепловой сети (режим 2)

Далее произведем подбор диафрагм у неувязавшихся абонентов.

Диаметр диафрагм определяется по следующей формуле:

, (31)

где G - расход воды, проходящей через диафрагму, т/ч,

- избыточный напор, м.

Далее индекс при диаметре диафрагмы будет обозначать номер абонента.

Из пьезометрического графика видно, что все абоненты находятся в статической зоне непосредственного присоединения, т. е. линия статического давления для каждого абонента не превышает 60 метров. При динамическом режиме напор в обратной магистрали также не превышает 60 метров. Опорожнение системы отопления невозможно ни при статическом, ни при динамическом режиме. Располагаемый напор на вводе у абонентов достаточен для работы элеватора, следовательно, выбираем наиболее дешевую зависимую схему присоединения с элеваторным смешением.

9. Подбор основного оборудования теплоподготовительной установки тэц.

Для обеспечения отопительно-вентиляционной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения на современных ТЭЦ устанавливают конденсационные турбины с отопительным отбором типа Т. Все конденсационные турбины укомплектованы двумя горизонтальными подогревателями ПСГ. Подогревательная установка сетевой воды в данном случае состоит из четырех ступеней подогрева: встроенного в конденсатор теплофикационного пучка, подогревателей первой и второй ступеней и пикового котла. Теплофикационный пучок конденсатора чаще всего используют для предварительного нагрева подпиточной воды при открытых системах теплоснабжения и сетевой воды при закрытых системах. В качестве пиковых котлов применяют водогрейные котлы ПВТМ и КВГМ, устанавливаемые на территории станции и в тепловом районе.

Распределение тепловой нагрузки ТЭЦ между основными и пиковыми подогревателями производят исходя из заданного коэффициента теплофикации _т, который показывает долю расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ, удовлетворяемой за счет отборов турбин.

Расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин

Q_тур = _т  Q_ТЭЦ, (32)

а пикового источника

Q_пик = Q_ТЭЦ(1 - _т). (33)

Оптимальный _т при постоянной технологической нагрузке равен 0,7-0,8; при сезонной тепловой нагрузке для ТЭЦ высокого давления 0,5-,07, среднего давления 0,4-0,5.

К установке принимаем конденсационную турбину типа Т 175/215-130, [7]:

• номинальная мощность - 175 МВт;

• давление в теплофикационном отборе составляет 0,05 - 0,2 МПа;

• номинальная нагрузка теплофикационного отбора - 1006 ГДж;

• расход пара в отборе - 465 т/ч;

• площадь поверхности сетевых подогревателей - 2*5000 м².

Определяем фактический коэффициент _Т:

= 1006/(993,38 + 662,26) = 0,61

Тогда Q_пик = 459,9∙ (1-0,61) = 179,36 МВт

Q_тур = 0,61∙ 459,9 = 279,4 МВт

Рисунок 6.

Из рисунка 6 видно, что при температуре наружного воздуха, близкой к в работу включаются пиковые котлы.

Далее производим распределение тепловой нагрузки Q_тур между подогревателями нижней и верхней ступеней:

, (34)

, (35)

где _н, _в – температуры сетевой воды после подогревателей соответственно нижней и верхней ступеней, ^оС и определяются

_н = =119,6 - 6=114 ^оС, (36)

_в = =132,9 - 10 = 123 ^оС; (37)

где и- температуры насыщенного пара нижней и верхней ступеней подогревателя соответственно, определяемые по давлению пара в отборах:

при Р = 0,1 МПа = 119,6 ^оС,

при Р = 0,2 МПа = 132,9 ^оС;

= 6 ^оС и =10 ^оС - величины недогрева воды в нижней и верхней ступенях подогревателя соответственно.

Температура сетевой воды на входе в подогреватель нижней ступени отличается от температуры воды в обратном теплопроводе у станции ввиду добавки подпиточной воды, а также за счет предварительного нагрева в теплофикационном пучке конденсатора.

, (38)

где 20 ^оС – ориентировочный перепад температуры сетевой воды в теплофикационном пучке конденсатора;

- температура сетевой воды в обратном трубопроводе при расходе G_d и расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t_o;

G_подп – расчетный расход подпиточной воды с температурой _подп, принимаемой 40^оС в зимний период.

Зная теплопроизводительность подогревателей нежней и верхней ступеней и расход сетевой воды, производим поверочный расчет водоподогревателей, заключающийся в определении коэффициентов теплопередачи.

Среднелогарифмическая разность температур сетевой воды у подогревателей:

, (39)

. (40)

Коэффициент теплопередачи подогревателей:

, (41)

. (42)

Подбор пиковых котлов производим по величине суммарной пиковой тепловой нагрузки Q_пик.

Число пиковых котлов определяем по формуле

, (43)

где - единичная теплопроизводительность одного пикового котла.

К установке принимаем 3 пиковых котла типа КВГМ - 50, [6]:

• расчетная теплопроизводительность - 58 МДЖ/с;

• поверхность нагрева - 1468 м²;

• расчетный расход воды - 342 кг/с;

• вид топлива - газ или мазут;

• КПД при расчетной производительности - 91%.

Требуемый напор сетевых насосов H_р определяется по

H_р = H_п.у + H_l,tot + H_аб = 10 + 38,06 + 30 = 78,06 м. (44)

где H_п.у – потери напора в водоподогревательной установке источника теплоты и пиковой котельной H_п.к.:

H_п.у = H_п.к = 10 = 10 м; (45)

H_l,tot - суммарные потери напора в подающем и обратном теплопроводах тепловой сети (от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя):

H_l,tot = H_п + H_о = 19,03 + 19,03 = 38,06 м;

H_аб - потери напора у абонента:

H_аб = H_к + H_с = 20 + 10 = 30 м, (46)

где H_к = 20 м - потери напора в абонентской установке при элеваторном присоединении,

H_с = 10 м - потери напора в микрорайонных сетях;

Подача сетевых насосов G_d = 3917 т/ч.

Определяем характеристику сопротивления сети

Задаваясь различными расходами воды при постоянной характеристике сопротивления сети, находим напор в ней. По полученным данным строим график (см. рис. 7). К установке принимаем 2 сетевых насоса, один из которых резервный, типа СЭ - 2500 - 60, [6]:

• подача – 4000 м³/ч;

• напор – 80 м;

• мощность – 800 кВт;

• КПД – 80 %;

При летнем режиме подача сетевых насосов G_d^s = 1337 т/ч.

Требуемый напор сетевых насосов определяется по

; (47)

К установке принимаем 2 сетевых насоса, один из которых резервный, типа Д1250 - 14, [6]:

• подача – 1300 м³/ч;

• напор – 10 м;

• мощность – 70 кВт;

• КПД – 80 %.

Требуемый напор подпиточных насосов устанавливается исходя из необходимости поддержания определенного статического напора в тепловой сети и обеспечения условий невскипания воды в трубопроводе тепловой сети.

H_п.р = H_ст + H_б = 39 + 26,67 – 5 = 60,67 м (48)

где H_ст - статический напор в тепловой сети, м;

H_б - высота установки подпиточных баков относительно оси насосов, м;

- сумма потерь напора в тепловой сети и в подпиточной линии, м.

= 10,83 + 10,83 + 5 = 26,67 м,

Подача подпиточных насосов определяется по

, (49)

где - среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение; V - суммарный объем воды в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также непосредственно в тепловой сети, [5]:

(50)

К установке принимаем 4 подпиточных насоса типа 12Д-9, один из которых резервный, работающих параллельно, [6]:

• подача – 680 м³/ч;

• напор – 60 м;

• мощность – 140 кВт;

• КПД – 80 %.

Подберем бустерные насосы. H = 25 ÷ 30 м, . К установке принимаем 4 насоса типа Д800 - 28, работающих параллельно, [6]:

• подача – 770 м³/ч;

• напор – 30 м;

• мощность – 80 кВт;

• КПД – 84 %.

Рисунок 7. Гидравлическая характеристика насосов и тепловых сетей.