Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Централизованное теплоснабжение предприятий, поселений и городских округов. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие
.pdf
51
При отношении нагрузок более 0,2 и качественном регулировании
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
-25-20-15-10-505
Температура наружного воздуха, °С
Температура теплоносителя
, °С
t
нк
t
н.и
1
2
1п
2п
2
1п
2п
'''
ни
t
o.111
2o.22
Г
Q
ср
ГГ
QQ
1,2
отпуска теплоты в тепловой сети поддерживается повышенный температурный
график (рис.6), который строится на основании отопительно-бытового
температурного графика.
Рис.6. Повышенный график центрального качественного регулирования для
закрытых систем теплоснабжения
Расчет повышенного температурного графика заключается в определении
перепада температур сетевой воды в подогревателях верхней
нижней
балансовой нагрузке горячего водоснабжения 6. Суточный баланс тепла на
отопление обеспечивается при расчете температурного графика по
«балансовой» нагрузке горячего водоснабжения
среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение:
где
– балансовый коэффициент, учитывающий неравномерность расхода
ступеней при различных температурах наружного воздуха и
, превышающей
, (37)
и
теплоты на горячее водоснабжение в течение суток, для закрытых систем
теплоснабжения
.
52
При постоянном расходе сетевой воды и при «балансовой» нагрузке
Г
Q
г
1 2 1 2
o
'
Q
Q
105нt
ст1
t
'''
ни
t
'''
ни
'
2
ст1
tt
2
'''
ни
t
x
2
гx
'
'
tt
tt
'
но
t
'
2x
22
'
2x
t
t
г
t
x
t
2
'
2
2П 2 2
' ' '
2П 2 2
'
но
t
'''
ни
t
21
'
2
'
1
11П1
'
1
'
1
'
П1
горячего водоснабжения
суммарный перепад температур сетевой воды в
подогревателях верхней и нижней ступени – величина постоянная:
. (38)
Задаваясь величиной недогрева водопроводной воды до температуры
греющей воды в нижней ступени подогревателя
°C, определяют
температуру нагреваемой водопроводной воды после нижней (первой) ступени
подогревателя
излома графика
при температуре наружного воздуха, соответствующей точке
:
. (39)
Перепад температур сетевой воды в нижней ступени подогревателя
при различных температурах наружного воздуха определяют по выражениям:
где
°С;
- при
- при
– температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения,
– температура водопроводной воды в отопительный период, °С.
Зная
и
, находят температуру сетевой воды в обратной магистрали
по повышенному температурному графику:
,
Перепад температур сетевой воды в верхней (второй) ступени
подогревателя при
и
:
,
Температура сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для
, (40)
, (41)
. (42)
. (43)
повышенного температурного графика:
,
. (44)
53
Определив значения температур воды в подающей и обратной
'
но
t
в
t
'
1
'
2
'
о
Q
ср
Г
Q
1,2
Г
t
x
t
Г
Q
C 2470150
200
60
1
2
'''
ни
t
'''
ни
t
1
2
1
2
'''
ни
t
ст1
t
2
'''
ни
t
;13
555
532
24
'
2
C
'
но
t
.8,22
542
570
13
2
C
'
но
t
;2,478,2270
П2
С
магистралях тепловой сети, строят повышенный температурный график (рис.6).
ПРИМЕР 1. Построить для закрытой системы теплоснабжения график центрального
качественного регулирования отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и
горячего водоснабжения (повышенный температурный график) [23]. Расчетные
температуры: – наружного воздуха
=18°С; – сетевой воды в подающей и обратной магистралях
=-25 °С; – воздуха в отапливаемых помещениях
=150 °С,
=70 °С.
Водоподогреватели горячего водоснабжения у абонентов присоединены по двухступенчатой
последовательной схеме. Расчетный тепловой поток на отопление
водоснабжение
системе горячего водоснабжения
=50 кВт, балансовый коэффициент
=55 °С, холодной воды
. Температура горячей воды в
=5 °С.
Решение. Балансовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения
=200 кВт, на горячее
=1,250=60 кВт.
Суммарный перепад температур сетевой воды в подогревателях нижней и верхней
ступеней определяют по формуле (38)
Вначале по формулам (34) и (35) рассчитывают
и
.
, и по полученным значениям
строится отопительно-бытовой температурный график (рис.5). По графику определяется
температура точки излома
, которая составляет
=+2,5 °С. При этом
=70 °С, а
=42°С. По вычисленным значениям
и
строят отопительно-бытовой температурный
график (рис.5). Принимая недогрев водопроводной воды до температуры греющей воды в
подогревателе нижней ступени равным 10 °С при
водопроводной воды после нижней (первой) ступени подогревателя:
По формулам (40) и (41) определяется перепад температур сетевой воды
, определяют температуру нагреваемой
=42-10=32 °С.
в нижней
ступени подогревателя:
- при
- при
–
–
Температура сетевой воды в обратной магистрали для повышенного температурного
графика определяется по формуле (42):
- при
–
54
- при
'''
ни
t
.291342
'
П2
C
нП2
tf
'''
ни
t
'
но
t
;2,18,2224
1
C
.111324
'
1
C
;2,1512,1150
П1
С
.811170
'
П1
C
нП1
tf
8,0
o
o
'
o
o
o
1
5,0
1 Q
t
Q
G
G
G
o
o
1о.2
G
Q
–
Строится график
температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при
(рис.6). По формуле (43) рассчитывается перепад
и
:
Температура сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для повышенного
температурного графика рассчитывается по (44):
Строится график
(рис.6).
При количественном регулировании температура сетевой воды в
подающем трубопроводе постоянна. Регулирование тепловой нагрузки
осуществляется изменением расхода воды. Задачей расчета регулирования
отпуска теплоты является определение расхода и температуры обратной воды в
зависимости от величины отопительной нагрузки:
. (46)
, (45)
4.2. Регулирование отпуска теплоты в открытых системах
теплоснабжения
В двухтрубных водяных тепловых сетях открытых систем
теплоснабжения центральное качественное регулирование отпуска теплоты, как
и в закрытых системах, осуществляют по нагрузке отопления или по
совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
Если тепловая нагрузка жилищно-коммунального сектора составляет 65%
и более от суммарной тепловой нагрузки, то регулирование отпуска теплоты
осуществляют по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
55
При меньшей нагрузке на жилищно-коммунальные нужды и отношении
15,0
'
o
ср
Г
Q
Q
регулирование осуществляют по нагрузке отопления 3.
При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по
отопительной нагрузке в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой
температурный график. В случае, если системы отопления и горячего
водоснабжения абонентов присоединяют к тепловым сетям по принципу
несвязанной подачи теплоты, расход сетевой воды на отопление
поддерживается постоянным при помощи регулятора расхода (РР). Регулятор
устанавливается перед элеватором (либо смесительным узлом) системы
отопления, и расход воды в системе отопления не зависит от переменного
расхода воды на горячее водоснабжение.
Температуру воды в подающей и обратной магистралях при зависимых
схемах присоединения систем отопления рассчитывают по формулам (35, 36).
Минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали открытых
систем теплоснабжения принимается равной 60 °С. Для этого отопительный
график срезается на уровне 60 °С.
При регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления
и горячего водоснабжения потребители системы отопления и горячего
водоснабжения присоединяются к тепловым сетям по принципу связанной
подачи теплоты. Для этого регулятор расхода РР устанавливают на подающем
трубопроводе абонентского ввода перед отбором воды на горячее
водоснабжение. Он поддерживает постоянный расход сетевой воды на ввод,
определяемый из расчетного часового расхода теплоты на отопление и
среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение.
Расход теплоты и водоразбор из подающей линии уменьшают
поступление теплоты и сетевой воды в систему отопления. Небаланс теплоты
на отопление компенсируется некоторым повышением температуры воды в
подающем трубопроводе по сравнению с отопительным графиком. При этом
56
методе регулирования строительные конструкции зданий используются в
'''
ни
t
'
но
t
'''
ни
t
'
но
t
oo
1 в
02
o
o
oo
2 в
02
o
o
05
05
,
,
QG
t t ,
G
Q
QG
t t , ,
G
Q
o
Q
o
G
=
o
'
o
o
Q
Q
Q
=
o
'
o
o
G
G
G
качестве аккумулятора теплоты, выравнивающего неравномерности суточного
графика теплопотребления.
При присоединении систем отопления к водяным тепловым сетям по
схеме (рис.4а), в периоды повышенного водоразбора на горячее водоснабжение
из подающей линии, гидравлическая разрегулировка отопительных установок
может быть устранена при установке на перемычке элеватора центробежного
насоса, который при этих режимах включается в работу.
При данном методе регулирования в тепловой сети поддерживается
температурный режим по скорректированному (повышенному)
температурному графику, который строится на основе отопительно-бытового.
Расчет скорректированного температурного графика заключается в
определении температуры воды в подающей и обратной магистралях в
диапазоне температур наружного воздуха от
+8 °С до
, при которой
температура воды в обратной магистрали равна 60 °С и более.
При температурах наружного воздуха от
до
, когда водоразбор на
горячее водоснабжение осуществляют как из подающей, так и из обратной
линии теплосети, поступление воды в систему отопления меньше расчетного
расхода. В этом случае для удовлетворения отопительной нагрузки температура
воды в подающем трубопроводе должна быть выше, чем это требуется по
отопительно-бытовому графику. Температура сетевой воды в подающем и
обратном теплопроводах для скорректированного графика определяют по 6:
(47)
где
и
определяемые как
– относительные расходы теплоты и воды в системе отопления,
;
.
57
4.3. Регулирование отпуска теплоты в системах с несколькими
т.п.от
QQ
магистралями и учетом аккумулирующей способности зданий
В системах теплоснабжения предприятий возникает необходимость в
текущем суточном, а иногда и часовом регулировании отпуска теплоты не
только в результате изменения внешних климатических условий, но и из-за
особенностей технологических процессов, сменной загрузки оборудования и
т.д. При этом проблема перерасхода тепловой энергии на нужды отопления
зданий и сооружений весьма актуальна.
Снабжение промышленных объектов тепловой энергией по нескольким
тепломагистралям с учетом тепловой аккумуляции основано на периодическом
повышении и понижении температуры теплоносителя в подающих
трубопроводах магистралей 27, 28. Расход теплоносителя в каждой
магистрали остается постоянным, что обеспечивает стабильный
гидравлический режим в тепловой сети. Температура воздуха внутри
помещений поддерживается на заданном уровне при условии, что подводимая
теплота равна тепловым потерям
. При нарушении этого баланса
возникает «натоп» или «недотоп». Использование теплоаккумулирующей
способности зданий позволяет проводить регулирование отпуска теплоты на
отопление не по текущей температуре наружного воздуха, а по средней
наружной температуре за некоторый период.
Задачей регулирования отпуска теплоты в системе теплоснабжения
является снижение энергозатрат за счет теплоаккумулирующей способности
зданий, стабилизация теплогидравлического режима в тепловых магистралях и
обеспечение потребителей требуемой теплотой в течение всего отопительного
периода.
На рис.7 изображена схема снабжения тепловой энергией потребителей
(отдельные цеха или участки предприятия) при наличии в системе нескольких
тепловых магистралей.
Система теплоснабжения, в которой имеется несколько теплоснабжаемых
районов (ТР1, ТР2, ТР3) 1, обеспечивает их тепловой энергией от
58
теплоприготовительной установки (ТПУ) 2 по отдельным тепломагистралям
(Т
, Т
, Т
1.1
1.2
) 3. Подача смешанной охлажденной воды к ТПУ предусмотрена
1.3
по трубопроводу охлажденной воды (Т
) 7, подающего её от теплоснабжаемых
2.5
районов сетевым насосом (СН) 5 из коллектора охлажденной воды (КОВ) 6. В
точке разделения потоков (ТРП) присоединены обводные трубопроводы.
Теплоприготовительная установка соединена с коллектором горячей воды
(КГВ) 9 при помощи трубопровода горячего теплоносителя (Т1) 10, из которого
по трубопроводам (Т
1.1.1
, Т
1.2.1, Т1.3.1
) горячий теплоноситель подается к ТР.
Обводной трубопровод соединен с каждой из отдельных тепломагистралей
горячей воды в точках разделения потоков ТРП1, ТРП2 и ТРП3 байпасными
трубопроводами (Т
2.4.1
, Т
2.4.2, Т2.4.3
) 11. Магистрали Т
1.1.1
, Т
1.2.1
, Т
соединяются
1.3.1
с байпасными трубопроводами при помощи регулирующих клапанов (РК1,
РК2, РК3) 12, 13, 14. Тепломагистрали горячей воды подают тепловую энергию
в теплоснабжаемые районы (ТР1, ТР2, ТР3). Из этих районов охлажденный
теплоноситель поступает в КОВ по магистралям охлажденной воды (Т
2.1
, Т
2.2
,
Т
) 15, где смешивается.
2.3
Часть теплоносителя из КОВ подается в ТПУ по трубопроводу 7 путем
переключения регулирующих клапанов, а часть по трубопроводу 8 в
теплоснабжаемые районы минуя ТПУ. В ТПУ теплоноситель нагревается до
температуры воды, обеспечивающей режим «натопа», и направляется в КГВ.
Клапаны создают в теплоснабжаемых районах попеременно режимы «натопа»
или «недотопа». В зависимости от требуемого количества теплоты у
потребителей горячий теплоноситель после ТПУ периодически направляют в
тот или иной район, а в другие районы подают либо смесь горячего
теплоносителя с водой из КОВ, либо непосредственно теплоноситель,
полученный после смешения в КОВ в зависимости от теплопотребности
районов.
59
60
В тепловых магистралях происходит попеременное повышение и
понижение температуры сетевой воды. Это позволяет использовать для
отопления аккумулирующую способность зданий и уменьшает общую подачу
теплоты в теплоснабжаемые районы за весь отопительный период, что отчасти
соответствует прерывистой подаче (регулированию пропусками) отпуска
теплоты.
Затраты энергии на перекачку теплоносителя зависят от его расхода и
гидравлического сопротивления трубопроводной системы [26]. Гидравлическое
сопротивление теплопроводов складывается из потерь на трение и местные
сопротивления. Потери зависят от квадрата скорости среды, перемещающейся
по трубе. Снижение температуры сетевой воды при постоянстве объемов в сети
приводит к понижению ее скорости и, как следствие, к падению
гидравлических потерь на преодоление сил трения, что и понижает затраты на
перекачку теплоносителя.
Стабильность гидравлического режима зависит от гидравлического
сопротивления отдельных участков тепловой сети системы теплоснабжения, от
режима расхода воды у отдельных групп потребителей, а также от переменного
расхода теплоты у абонентов [1, 4]. Стабилизация теплогидравлического
режима магистралей в системе осуществляется постоянством массового
сетевого расхода теплоносителя при различных количествах теплоты в каждой
из отдельных тепломагистралей. В теплоснабжаемые районы ТР1, ТР2, ТР3
(рис.7) горячая вода поступает при помощи сетевого насоса СН 5 и далее по
магистралям охлажденной воды 15 в КОВ 6, где смешивается. Затем часть
теплоносителя по трубопроводу 7 подается в ТПУ 2 с расходом, равным
расходу сетевой воды одной из тепломагистралей 4, например Т
оставшаяся часть расхода двух магистралей Т
и Т
1.2
по трубопроводу
1.3
1.1
, а
смешанной охлажденной воды 7, обводному трубопроводу 8 и байпасным
трубопроводам 11 поступает в тепломагистрали горячего теплоносителя Т
Т
. Подача расхода теплоносителя в ТПУ осуществляется путем переключения
1.3
1.2
и
регулирующих клапанов 12, 13 и 14. Вода, поступившая в ТПУ, нагревается до
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]