2Выбор вида теплоносителей и их параметров

2.1 Выбор вида теплоносителей

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит главным образом от типа источника теплоты и вида тепловой нагрузки.

В нашем курсовом проекте три объекта теплоснабжения: промышленное предприятие и жилой район.

Пользуясь рекомендациями [1], для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, систему теплоснабжения принимаем водяную. Это объясняется тем, что вода имеет ряд преимуществ по сравнению с паром, а именно:

а) более высокий КПД системы теплоснабжения вследствие отсутствия в абонентских установках потерь конденсата и пара, имеющих место в паровых системах;

б) повышенная аккумулирующая способность водяной системы.

Для промышленного предприятия в качестве единого теплоносителя для технологических процессов, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения применяем пар.

2.2 Выбор параметров теплоносителей

Серьезное значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. Повышение параметров теплоносителя приводит к уменьшению диаметров тепловой сети и снижению расходов по перекачке.

Повышение расчетной температуры подаваемой воды (τ₀₁) увеличивает расчетную разность температур в прямой и обратной магистрали и сокращает требуемый расход теплоносителя. Так для температурного графика τ₀₁/τ₀₂=130/70 ^оС при подведении определенного количества теплоты потребуется транспортировать воды в 3,3 раза меньше, чем для графика τ₀₁/τ₀₂=95/70 ^оС. Это позволяет уменьшить диаметры трубопроводов и сократить расходы электроэнергии на перекачку воды, что подчеркивает экономическую целесообразность применения теплоносителя с повышенными параметрами в системах централизованного теплоснабжения.

В водяных системах применяется горячая вода температурой до 100⁰С, перегретая вода – 100-200⁰С. Вода температурой свыше 150⁰С используется только технологическими потребителями для горячего водоснабжения, температура воды по СП должна быть не выше 65⁰С.

Параметры пара в системах пароснабжения определяются требующейся температурой в технологических процессах t_т.п. Принимая минимальный необходимый перепад температур в технологическом аппарате, определяем температуру греющего пара t_г.п, по которой находят давление греющего пара у потребителя:

t_г.п=t_т.п+ Δtmin = 215 +10 = 225^оС, (2.1)

где Δt_min=5-10^оС.

По t_г.п из термодинамических таблиц определяют давление пара Р_п , подаваемого в подогреватель, т.е. Р_п = 2,55МПа.

В целях исключения конденсации пара при транспорте его по паропроводам необходимо подавать пар с небольшим перегревом (10 – 20^оС).

Давление пара на выходе источника с учетом принятых гидравлических потерь составит, МПа:

, (2.2)

где - длина сети от источника до промпредприятия, м.

, МПа

а насыщения пара при давленииР_И=2,6 МПа составляетt_и=226⁰С.

3 Выбор и обоснование системы теплоснабжения и ее состав

Основное значение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества.

При выборе системы теплоснабжения учитываются технические и экономические показатели по всем элементам: источнику теплоты, сети, абонентским установкам.

В данном курсовом проекте необходимо выбрать систему теплоснабжения для промышленного предприятия и жилого района. Наиболее рациональным является выбор централизованной системы теплоснабжения, т.к. с уменьшением числа источников теплоснабжения, повышается экономичность выработки теплоты и снижаются начальные затраты и расходы по эксплуатации источников теплоснабжения.

В зависимости от числа трубопроводов, используемых для теплоснабжения данной группы потребителей, водяные системы делятся на одно-, двух-, трех- и многотрубные. В данном курсовом проекте выбираемдвухтрубную водяную систему, в которой тепловая сеть состоит из двух трубопроводов: подающего и обратного. По подающему трубопроводу горячая вода подводится от станции к абонентам, по обратному трубопроводу охлажденная вода возвращается к котельной. Эти системы по сравнению с многотрубными требуют меньших начальных вложений и дешевле в эксплуатации.

Водяные системы теплоснабжения применяются: закрытые и открытые. Выбираем закрытую систему теплоснабжения, в ней сетевая вода используется только в качестве теплоносителя, но из сети не отбирается. Преимущество закрытой системы – гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, от воды, циркулирующей в тепловой сети. Обеспечивается стабильное качество горячей воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, такое же, как качество водопроводной воды.

В зависимости от характера тепловых нагрузок абонента и режима тепловой сети выбираются схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети. Присоединение нагрузки ГВС – независимое. Для отопления принимаем зависимую схему присоединения отопительных установок с элеваторным смешением. Основными преимуществами элеватора как смесительного устройства являются простота и надежность работы. В условиях эксплуатации элеватор не требует постоянного обслуживания. Достоинство закрытой схемы – это простота и дешевизна, и при этом может быть получен несколько больший перепад температур сетевой воды в абонентской установке. Увеличение перепада температур воды уменьшает расход теплоносителя в сети, что может привести к снижению диаметров сети и экономии на начальной стоимости тепловой сети и на эксплуатационных расходах.

Все три вида нагрузки присоединяем к тепловой сети параллельно. То есть расход теплоносителя будет складываться из суммы его расходов на отдельные виды нагрузки. Всё необходимое для работы оборудование, по возможности, будем располагать в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП). Что благоприятно скажется на уровне шума и упростит обслуживание установок. Принципиальная схема такого ИТП приведена на рис. 3.1.

Рисунок 3.1 Принципиальная схема ИТП

1 – воздухораспределитель; 2 – калорифер; 3 – регуляторы расхода (по давлению и температуре); 4 – воздухозаборник; 5 – воздушник; 6 – стояки водоразборных кранов; 7 – нагревательные приборы; 8 – элеватор; 9 – моделирующее устройство (импульс температуры наружного воздуха); 10 – регулируемый циркуляционный насос; 11 – циркуляционный насос; 12 – бак-аккумулятор; 13 – ЦБ вентилятор; 14 – обратный клапан; 15 – подогреватель ГВС

Для теплоснабжения промышленного предприятия применяем паровую централизованную систему, она должна включать в себя системы сбора и возврата конденсата.

Паровую систему предусматриваем однотрубную с возвратом конденсата ( показана на рисунке 3.2). Пар по паровой сети транспортируется к тепловым потребителям. Конденсат возвращается от потребителя в котельную по конденсатопроводу. На случай аварийной ситуации предусматриваем резервную подачу пара в сеть через редукционно-охладительную установку. Сбор конденсата от теплоприемников и возврат его к источнику теплоты имеют важное значение для надежности работы котельной установки и для экономии теплоты и общей экономичности системы теплоснабжения вцелом. Систему сбора и возврата конденсата принимаем закрытую.

Температура возвращаемого конденсата 75⁰С.

Технологические потребители к паровым системам теплоснабжения присоединяются непосредственно; системы горячего водоснабжения и отопления присоединяются либо через пароводяной подогреватель, либо через струйный подогреватель.

Котельная по назначению - отопительно-производственная - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжении.

Рисунок 3.2 Однотрубная паровая система теплоснабжения с возвратом конденсата

1- паровой котел; 2- редукционно-охладительная установка; 3- потребитель (технологический аппарат); 4- теплообменник; 5 – конденсатоотводчик, 6- конденсатосборник; 7- конденсатный насос, 8 – обратный клапан; 9 – сборный бак конденсата, 10 – напорный конденсатопровод.