1.6.2. Регулирование тепловой нагрузки

Как мы уже знаем, тепло для отопления, ГВС и бытовых нужд теплоэлектроцентраль отпускает с горячей водой.

Сетевую воду подогревают в теплообменниках поверхностного типа паром из отборов или противодавления теплофикационных турбин и подают насосами по трубопроводам горячей воды к потребителям. После отдачи тепла (охлаждения)в отопительных установках потребителей вода вновь возвращается на ТЭЦ. Система трубопроводов горячей и охлаждённой воды образует тепловую сеть. Соответственно воду, циркулирующую по тепловой сети, называют сетевой водой, насосы – сетевыми насосами, а теплообменники на ТЭЦ ― сетевыми подогревателями. Трубопроводы, по которым подаётся к потребителям горячая вода, называют подающими, а те, по которым охлаждённая вода возвращается на ТЭЦ ― обратными.

Мы же знаем, что отопительная и вентиляционная тепловые нагрузки зависят от температуры наружного воздуха. Поэтому необходимо регулировать отпуск теплоты в соответствии с изменением нагрузки.

Применяется преимущественно центральное регулирование, осуществляемое на ТЭЦ и дополняемое местными автоматическими регуляторами. При центральном регулировании применяется либо количественное регулирование, сводящееся к изменению расхода сетевой воды в подающем трубопроводе при неизменной её температуре, либо качественное, при котором расход воды остаётся постоянным, а меняется её температура.

Качественное регулирование позволяет поддерживать давление греющего пара из отборов турбины на сетевые подогреватели в соответствии с требуемой температурой сетевой воды, понижая или повышая это давление путём уменьшения или увеличения расхода пара на сетевые подогреватели. Меньше давление и температура пара в теплофикационном отборе турбины, на меньшую температуру нагреют сетевую воду в соответствии с наружной температурой воздуха, то есть в соответствии с расчётным температурным графиком. Такой метод регулирования отпуска тепла энергетически наиболее выгоден и получил преимущественное распространение.

Приведу пример температурного графика 150/70⁰С. При температуре наружного воздуха –10⁰С и расчётной температуре по г. Владивостоку –24⁰С температура прямой сетевой воды должна быть 109,6⁰С, а обратной 56,3⁰С. При –20⁰С температура прямой сетевой воды должна быть 138,6⁰С, а обратной –66,2⁰С.

1.6.3. Покрытие основной и пиковой отопительной нагрузок

На крупных ТЭЦ для повышения температуры прямой сетевой воды, идущей на отопление, применяются пиковые водогрейные котлы (ПВК).

На ТЭЦ с отопительной нагрузкой можно применять турбины с противодавлением или с конденсацией и отбором пара. Однако применение на ТЭЦ турбин с противодавлением очень ограничено, так как сезонная отопительная нагрузка не обеспечивает круглогодичного производства электроэнергии на тепловом потреблении. Поэтому возможная мощность турбин с противодавлением, отпускающих тепло на отопление и бытовых нужд, не превышает 5÷10% общей мощности теплофикационных турбин отопительного назначения. Выбор давления пара в отопительных отборах турбин зависит от графиков температуры сетевой воды и отопительной нагрузки, а также от способа покрытия пиков нагрузки: от пиковых сетевых подогревателей или от пиковых водогрейных котлов.

Для удешевления пиковые водогрейные котлы устанавливают частично на открытом воздухе, а дымовые газы из них отводят или в относительно невысокие металлические трубы, устанавливаемые на перекрытии над ними, или часто ― в основные железобетонные дымовые трубы ТЭЦ, около которых в этом случае устанавливают водогрейные котлы. Пиковые водогрейные котлы можно одновременно рассматривать как некоторой тепловой резерв вне периодов пиковой отопительной нагрузки.

Давление пара в отопительном отборе теплофикационных турбин типа Т принято регулируемым в пределах от 0,12 до 0,25 МПа, то есть выше атмосферного, чтобы исключить возможный присос воздуха. ухудшающего теплообмен в сетевых подогревателях. Пар из отбора турбины направлялся в основные сетевые подогреватели, а пиковые сетевые подогреватели обогревались паром из парогенераторов через РОУ. А РОУ всегда в этом случае неэкономичны.

В дальнейшем, особенно на современных мощных турбоагрегатах, пиковые сетевые подогреватели были заменены пиковыми водогрейными котлами, а основной подогрев сетевой воды стали осуществлять в двух последовательно включённых сетевых подогревателях, питаемых паром из двух регулируемых теплофикационных отборов турбины. Давление пара в верхнем отборе регулируется обычно в пределах 0,06÷0,25 МПа, в нижнем изменяется ― в пределах 0,05÷0,20 МПа. Давление верхнего отбора регулируют поворотной диафрагмой, устанавливаемой за камерой нижнего отбора.

Если нижний теплофикационный отбор осуществляется на отводе пара из цилиндра среднего давления турбины, то регулирующую диафрагму устанавливают перед входом пара в первую ступень ЦНД. Ступени турбины между двумя теплофикационными отборами образуют так называемый промежуточный, или теплофикационный отсек.

Теплофикационные турбины с промышленным и отопительным отбором (типа ПТ), изготовленные на УТМЗ, имеют два отопительных отбора, кроме промышленного. Часто в конденсаторе крупных турбин встроен теплофикационный пучок для подогрева сетевой воды.

В холодные дни отопительного сезона теплота к сетевой воде в сетевых подогревателях подводится из отборов турбины и от ПВК или пиковых сетевых подогревателей. ПВК или пиковые сетевые подогреватели включаются в работу, когда расходы пара в отборах достигают максимума. Это происходит при определённой температуре наружного воздуха , которая, как мы знаем, называется расчётной температурой отбора.