10881

91

учетом размещения необходимых запорных, регулирующих и измерительных устройств. Для помещений, к отделке которых предъявляются повышенные требования, и для всех сетей с трубопроводами из полимерных материалов (кроме трубопроводов в санитарных узлах) следует предусматривать скрытую прокладку. Прокладку трубопроводов следует предусматривать с уклоном не менее i=0,002.

Арматура систем горячего водоснабжения бывает запорная (в т. ч. спускная), регулирующая, обратная (см. п. 1.6.1.), водоразборная (смесители, душевые лейки). В точках водоразбора с холодной и горячей водой следует предусматривать установку смесителей с раздельной подводкой холодной и горячей воды.

Подающие и обратные трубопроводы систем горячего водоснабжения, кроме подводок к приборам, следует прокладывать в тепловой изоляции для уменьшения потерь теплоты.

Дополнительный материал для СРС: http://www.time-nn.ru/support/?action=printprod&prod_id=6002; formyla-remonta.ru; http://santechnik.org.ua/stati/otoplenie/systemy-otopleniya

1.9 Источники теплоты в системах теплоснабжения

Схему теплоснабжения для промышленных предприятий следует выбирать исходя из условий обеспечения надежности, экономичности и непрерывности подачи тепловой энергии с учетом возможности текущих изменений в процессе производства. Должны быть также предусмотрены условия для расширения сооружений теплоснабжения.

Выбор источников теплоты, режима их работы и планирование теплоснабжения производят на основании суммарных часовых, суточных и годовых рас-

ходов теплоты. Главная задача при проектировании систем теплоснабжения − определение расчетных тепловых нагрузок потребителей теплоты.

Определив годовую потребность в теплоте для отопления, решают вопрос о ее источниках. Таким источником может быть районная или заводская котель-

92

ная. Обычно заводские котельные сооружают для обеспечения теплотой не только самого предприятия, но и близлежащих потребителей.

В зависимости от характера тепловых нагрузок котельные установки подразделяют на:

отопительные, вырабатывающие теплоту для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;

производственно-отопительные − для систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологических целей;

производственные − для технологических целей.

Тепловые нагрузки при расчете котельных и выборе оборудования нужно определять главным образом для следующих режимов:

максимально зимний − для средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки; по этому режиму определяется расчетная теплопроизводителъностъ котельной;

средний за отопительный период − для средней температуры наружного воздуха за отопительный период;

летний − определяется расходом теплоты на технологические цели и горячее водоснабжение.

Число устанавливаемых котельных агрегатов не должно быть меньше двух и больше четырех−шести. Как правило, следует устанавливать однотипные агрегаты с одинаковой теплопроизводителъностью. При мало колеблющейся тепловой нагрузке предпочтение нужно отдавать котельным агрегатам с большей производительностью.

Вотопительно-производственных и производственных котельных резервные котельные агрегаты устанавливают в тех случаях, когда по условиям технологических процессов перерыв в теплоснабжении не допускается. В отопительных котельных резервные котлы не устанавливают.

Взависимости от типа котлов котельные подразделяют на водогрейные, паровые и комбинированные (смешанные).

93

Назначение и конструкции котельных установок

Котельная установка служит для выработки пара с заданными параметрами для паровых двигателей (турбин, поршневых машин), а также для нужд производства или отопления. В зависимости от назначения котельные установки бывают энергетические (обслуживающие электрические станции), производственные, производственно-отопительные и отопительные. Назначение котельной установки обусловливает ее производительность и параметры вырабатываемого пара или горячей воды.

Исходным рабочим телом для получения пара в котельной установке яв-

ляется вода, а исходным носителем энергии − топливо. Теплота, выделяющаяся при сжигании топлива, передается через металлические поверхности теплообменных аппаратов воде и пару. Основными составляющими процесса производства пара в котельных установках являются горение топлива, теплообмен между продуктами горения и рабочим телом и образование пара.

Основными видами химического топлива являются органические топлива: природный газ, угли, торф, горючие сланцы, продукты переработки нефти. По способу получения различают естественное (природное) топливо, искусственное топливо и топливные отходы. В зависимости от агрегатного состояния топливо разделяют на твердое, жидкое и газообразное.

Котельная установка состоит из котельных агрегатов и вспомогательных устройств.

К основным элементам оборудования котельной установки (рис. 1.58) относятся:

паровой котел 7 − обогреваемый топочными газами закрытый теплообменный аппарат, служащий для получения насыщенного пара давлением более 1 МПа, используемого вне самого аппарата;

топка 6 − топливосжигающее устройство, в котором происходит выделение теплоты в процессе горения топлива;

пароперегреватель 8 − обогреваемый топочными газами теплообменный аппарат, предназначенный для перегрева насыщенного пара;

94

экономайзер 12 − теплообменный аппарат для подогрева питательной воды (до ее поступления в котел) за счет использования теплоты продуктов сгорания;

воздухоподогреватель 14 − теплообменный аппарат для подогрева воздуха (перед его поступлением в топочное устройство) за счет использования теплоты продуктов сгорания.

Рис. 1.58. Котельная установка: 1 − вагонетка для подвоза топлива; 2 − металлическая решетка; 3 − бункер для топлива; 4 − механизм подачи топлива в топку; 5 − колосниковая решетка; 6 − топка; 7 − вертикально-водотрубный паровой котел; 8 − пароперегреватель; 9 − паропровод насыщенного пара; 10 − паропровод перегретого пара; 11 − пылезолоуловитель; 12

−водяной экономайзер; 13 − трубопровод питательной воды; 14 − воздухоподогреватель; 15 − дутьевой вентилятор; 16 − питательный насос; 17 − дымовая труба; 18 − молниепровод; 19 − сборный боров; 20 − боров от других котлов; 21 − поворотная заслонка регулирования тяги; 22

−золовой бункер; 23 − шлаковый бункер; 24 − вагонетка для удаления шлака и золы.

Совокупность перечисленных выше основных элементов оборудования представляет собой котельный агрегат (сокращенно котлоагрегат).

К вспомогательным элементам оборудования котельной установки относятся:

тяговая установка, отсасывающая дымовые газы из газоходов котлоагрегатов и выбрасывающая их через дымовую трубу 17 в атмосферу;

дутьевая установка, представляющая собой вентилятор 15, который

95

нагнетает воздух по воздухопроводам в топку; питательная установка, состоящая из питательных насосов 16 и трубо-

проводов, предназначенных для питания котлоагрегатов водой;

водоподготовительная установка, предназначенная для химической очистки питательной воды;

паропроводы − стальные трубопроводы 9 и 10 для транспортирования пара соответственно между элементами котлоагрегатов и от котлоагрегатов к потребителям;

топливоподающее устройство (для твердого топлива - вагонетка) 1 − для подачи топлива с топливного склада в котельную;

топливный бункер 3 (топливохранилище) − для образования некоторого запаса топлива в котельной;

золоудаляющее устройство (элементы 22...24) для удаления из котлоагрегатов золы и шлаков и транспортирования их из котельной на отвалы;

золоулавливающее устройство − аппараты 11 для улавливания летучей золы из дымовых газов на выходе их из котлоагрегатов в целях борьбы с засорением окружающей среды частицами золы, вылетающими из дымовых труб.

Производительность котельной установки складывается из паропроизводительности отдельных котлов, входящих в ее состав.

Паропроизводительность котла − это количество пара (в тоннах или килограммах), производимого котлом в единицу времени. Этот параметр обозначают буквой D и измеряют в т/ч, кг/ч или кг/с.

Важной характеристикой котла является его поверхность нагрева F, измеряемая в квадратных метрах (м2).

Поверхностью нагрева котла называют площадь всех поверхностей метал-

лических стенок, омываемых с одной стороны горячими газами, а с другой, − рабочим телом (водой или пароводяной смесью). Поверхность нагрева обычно подсчитывают со стороны, обогреваемой газами.

Поверхность нагрева, получающая теплоту главным образом в результате

излучения пламени или горящего слоя топлива, носит название радиационной..

96

Радиационные поверхности нагрева, воспринимающие теплоту исключительно за счет излучения в топке, называют топочными экранами. Поверхность нагрева, которой теплота передается главным образом в результате соприкосновения с этой поверхностью горячих движущихся газов, носит название конвективной.

Рис. 1.59 Принципиальная схема газовоздушного тракта котельного агрегата, работающего на природном газе: К1 – котел ДЕ 16-14 ГМ; К2 – водяной экономайзер; К3 – дутьевой вентилятор; К4 – дымосос; К5 – дымовая труба

Водогрейные котлы устанавливают на ТЭЦ для покрытия пиковых нагрузок в теплофикационных системах, а также в районных и заводских котельных в качестве основных источников теплоты в системах централизованного теплоснабжения. Котлы представляют собой прямоточные агрегаты, подогревающие непосредственно воду, циркулирующую в тепловых сетах. В пиковом режиме осуществляется подогрев сетевой воды до температуры от 104 до 150 оС, а в основном режиме − от 70 до 150 оС.

Для теплоснабжения отдельных коммунально-бытовых зданий или их групп выпускают чугунные секционные котлы. Максимальное рабочее давление в та-

ких котлах − 0,6 МПа, температура воды − до 115 оС. Котлы могут работать на каменных углях и антрацитах. При оборудовании котлов соответствующими топливосжигающими устройствами могут использоваться природные газы и

98

1.10Особенности гидравлического расчета водяных тепловых сетей

Взадачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давлений в различных точках сети и потерь давления на участках. В курсовой работе, когда располагаемый перепад в тепловой сети не задан, удельные потери давления в магистральных трубопроводах рекомендуется принимать в пределах 30 – 80 Па/м, для ответвлений – по располагаемому давлению, но не более 300 Па/м.

Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, а диаметры обратного теплопровода и падение давлений в нем принимаются такими же, как и в подающем. Гидравлический расчет производят в следующей последовательности:

- выбирают на трассе тепловых сетей расчетную магистраль, как правило, наиболее протяженную и загруженную, соединяющую источник теплоты с дальними потребителями;

- разбивают тепловую сеть на расчетные участки, определяют согласно разделу 4 расчетные расходы теплоносителя Gd и измеряют по генплану длину участков;

- разрабатывают расчетную схему трубопроводов в соответствии с изложенными выше рекомендациями;

- задавшись удельными потерями давления на трение Δр (30 – 80 Па/м), исходя из расходов теплоносителя на участках, по таблицам или номограммам, составленным для труб с коэффициентом шероховатости Кэ = 0,5 мм, находят диаметр теплопровода, действительные удельные потери давления на трение и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 3,5 м/с, диаметр труб независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься не менее 32 мм.

Пример гидравлического расчета тепловой сети.

Требуется произвести гидравлический расчет двухтрубной тепловой сети

закрытой системы теплоснабжения микрорайона города. На схеме сети, приведенной на рис.4.1 указаны номера и длины участков, расходы воды, поступа-

99

ющей в каждое здание и проходящей по каждому участку G, кг/ч. Запорная арматура - задвижки - установлены на выходе из источника теплоты, в узлах ответвлений к каждому зданию, П-образные компенсаторы устанавливаются между неподвижными опорами.

РЕШЕНИЕ. Выполняют нумерацию участков основной магистрали от источника до наиболее удаленного потребителя. Определяют расчетные расходы теплоносителя по участкам путем суммирования расходов по трассе.

Рис.1.61. Расчетная схема тепловой сети.

Расчёт выполняют в табличной форме (см. табл.1.1- 1.2).

100

Гидравлический расчет магистрали водяной тепловой сети

Расчет эквивалентных длин основной магистрали