Источники и системы теплоснабжения / Литература источники / 0604236_50295_lyalikov_b_a_istochniki_i_sistemy_teplosnabzheniya_promyshle (1)

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

20. Проверяется расход химически очищенной воды на подпитку теплосети:

– для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

Gхов = Gут −Gгрд =11,1−2,1 = 9,0 т/ч;

– для летнего режима

Gхов = Gут −Gгрд = 4,7 −1,9 = 2,8 т/ч.

21.Расход теплоты на подогрев сырой воды:

–для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

Qс..в. = 0,00116 Gηс.в (tхов − tс.в. )= 0,00116 130,98,9 (21−5)= 0,4 МВт;

– для летнего режима

Qс..в. = 0,00116 Gηс.в (tхов − tс.в. )= 0,00116 05,,989 (21,3 −15)= 0,1 МВт.

22.Расход теплоты на подогрев химически очищенной воды:

–для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

Qхов = 0,00116 Gηхов (tховд − tхов'' )= 0,00116 0,989 (70,4 −49,8)= 0,2 МВт;

– для летнего режима

Qхов = 0,00116 Gηхов (tховд − tхов'' )= 0,00116 0,982,8 (56,4 −53,8)= 0,01 МВт.

23.Расход теплоты на деаэратор:

–для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

24. Расход теплоты на подогрев химически очищенной воды в охладителе деаэрированной воды:

–для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

Qохл = 0,00116 Gηхов (tхов'' − tхов' )= 0,00116 0,998 (49,8 −21)= 0,3 МВт;

–для летнего режима

Qохл = 0,00116 Gηхов (tхов'' − tхов' )= 0,00116 02,98,8 (53,8 −21,3)= 0,1 МВт.

101

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

25.Суммарныйрасходтеплоты, необходимыйвводогрейныхкотлах:

–для максимально зимнего режима

∑Q = Q +Qс..в. +Qхов +Qд −Qохл = 66,6 +0,4 +0,2 +0,04 −0,3 = 67 МВт;

–для режима наиболее холодного месяца

∑Q = Q +Qс..в. +Qхов +Qд −Qохл = 51,5 +0,4 +0,2 +0,04 −0,3 = 51,7 МВт;

–для летнего режима

∑Q = Q +Qс..в. +Qхов +Qд −Qохл =12 +0,1+0,04 +0,01−0,1 =12,1 МВт.

26.Расход воды через водогрейные котлы:

–для максимально зимнего режима

Gк =860 (t1вк − t2вк )=860 (120 −70)= 208 т/ч.

27.Расход воды на рециркуляцию:

–для максимально зимнего режима

28.Расход воды по перепускной линии:

–для максимально зимнего режима

102

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

29.Расход сетевой воды

–для максимально зимнего режима

Gобр = Gвн −Gут = 554,7 −11,1 = 543,6 т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

Gобр = Gвн −Gут = 604,7 −11,1 = 593,6 т/ч;

– для летнего режима

Gобр = Gвн −Gут = 229,3 −4,7 = 224,6 т/ч. 30.Расчетный расход воды через котлы

– для максимально зимнего режима

Gк' = Gобр +Gут +Gгрпод +Gрец −Gпер = 543,6 +11,1+6 +164,6 −0 = 725,3 т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

Gк' = Gобр +Gут +Gгрпод +Gрец −Gпер = 593,6 +11,1+6 +313 −196 = 727,7 т/ч;

– для летнего режима

Gк' = Gобр +Gут +Gгрпод +Gрец −Gпер = 224,6 + 4,7 +1+98,5 −120 = 208,8 т/ч. 31. Расход воды, поступающей к внешним потребителям по прямой

линии:

– для максимально зимнего режима

G' = Gк' −Gгрд −Gгрпод −Gрец +Gпер = 725,3 −2,1−6 −164,6 +0 = 552,6 т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

G' = Gк' −Gгрд −Gгрпод −Gрец +Gпер = 727,7 −2,1−6 −313 +196 = 602,6 т/ч;

– для летнего режима

G' = Gк' −Gгрд −Gгрпод −Gрец +Gпер = 208,8 −1,9 −1−98,5 +120 = 227,4 т/ч.

32. Разница между найденным ранее и уточненным расходом воды внешними потребителями:

– для максимально зимнего режима

– для режима наиболее холодного месяца

103

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

Разница между найденным ранее и уточненным расходами воды через котлы незначительна (< 0,5 %), поэтому выполненный расчет считается законченным.

Расчет тепловой схемы котельной для других режимов проводится аналогично рассмотренному примеру.

В соответствии с расчетом тепловой схемы к установке принимаются три котла КВ-ГМ-20. По данным завода-изготовителя мощность одного котла составляет 23,2 МВт при расходе воды через него 247 т/ч. Расчетный расход сетевой воды через один водогрейный котел при максимально зимнем режиме – 725,3/3 = 241,7 < 247 т/ч. В связи с этим, со-

храняя температуру воды на выходе из котлов t1вк = 150 °С, необходимо при эксплуатации увеличить расход воды, подаваемой рециркуляционным насосом, на 5,3 т/ч через каждый котел. Это приведет к увеличению температуры воды на входе в котел, что несколько уменьшит коррозию конвективных поверхностей нагрева котлов, но увеличит расход электроэнергии на привод рециркуляционного насоса.

При летнем режиме теплоснабжение потребителей будет обеспечено одним котлом, который будет загружен примерно на 52 %. При режиме наиболее холодного месяца в работе будет находиться три котла. В случае выхода из строя одного котла подачу теплоты на вентиляцию общественных зданий и потребителям второй категории, присоединенных к котельной, придется сократить на 51,5 – 23,2 2 = 5 МВт, что, в соответствии со СНиП, допускается. Поэтому в котельной достаточно установить три котла, не предусматривая резервного котла.

Характеристики паровых и водогрейных котлов для различных видов топлива приводятся в Прил. 5 (табл. П.5.1– П.5.5).

104

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА

5.1. Общие положения

Допускается устройство центральных тепловых пунктов (ЦТП) для присоединения систем теплопотребления одного здания, если для этого здания требуется устройство нескольких ИТП.

Для промышленных и сельскохозяйственных предприятий, при теплоснабжении от внешних источников теплоты и числе зданий более одного, устройство ЦТП является обязательным, а при теплоснабжении от собственных источников теплоты необходимость сооружения ЦТП следует определять в зависимости от конкретных условий теплоснабжения. Мощность ЦТП не регламентируется.

Центральный тепловой пункт (ЦТП) сооружают для нескольких зданий квартала или микрорайона, что позволяет вынести циркуляционные насосы систем горячего водоснабжения и весь узел приготовления горячей воды из подвалов домов в отдельно стоящее здание. Отопительные системы в каждом здании присоединяют к квартальной сети через элеваторы или через групповые водонагреватели. Применение ЦТП позволяет снизить давление в тепловых сетях после ЦТП, освобождает значительное число обслуживающего персонала и улучшает качество обслуживания, сокращает количество автоматических регуляторов.

Для жилых и общественных зданий необходимость устройства ЦТП определяется конкретными условиями теплоснабжения района строительства на основании технико-экономических расчетов. В закрытых системах теплоснабжения рекомендуется предусматривать один ЦТП на микрорайон или группу зданий с расходом теплоты в пределах 12–35 МВт (по сумме максимального теплового потока на отопление и среднего теплового потока на горячее водоснабжение).

При теплоснабжении от котельных мощностью 35 МВт и менее рекомендуется предусматривать в зданиях только ИТП.

Теплоснабжение промышленных и сельскохозяйственных предприятий от ЦТП, обслуживающих жилые и общественные здания, предусматривать не рекомендуется.

В состав проекта теплового пункта включается:

•краткое описание схем присоединения потребителей теплоты;

•расчетные расходы теплоты и теплоносителей по каждой системе (для горячего водоснабжения – средний и максимальный), МВт;

105

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

•виды теплоносителей и их параметры (рабочее давление, МПа, температура, °С) на входе и на выходе из теплового пункта;

•давление в трубопроводе на вводе и выводе хозяйственнопитьевого водопровода, МПа;

•тип водоподогревателей, поверхность их нагрева, м2, число секций или пластин по ступеням нагрева и потери давления по обеим средам;

•тип, количество, характеристики и мощность насосного оборудо-

вания.

•количество и установленную вместимость баков-аккумуляторов горячего водоснабжения и конденсатных баков, м3;

•тип и число приборов регулирования и приборов учета количества теплоты и воды, потери давления в регулирующих клапанах;

•установленную суммарную мощность электрооборудования, ожидаемое годовое потребление тепловой и электрической энергии;

•общую площадь, м2, и строительный объем, м3, помещений теплового пункта.

5.2.Методика расчета подогревательных установок

5.2.1.Водоводяные подогреватели отопительных установок

Задачей расчета независимой схемы присоединения является определение поверхности нагрева и числа секций подогревателя.

Алгоритм расчета скоростного подогревателя следующий:

1. Задается скорость нагреваемой воды (vx = 0,5 ÷ 2 м/с) и определяется площадь сечения трубок

где Gх – расход воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч (определяется по тепловой мощности системы отопления);

ρх – плотность воды в системе отопления.

2.По полученному значению fтр выбирается ближайший типоразмер подогревателя и основные его характеристики: внутренний диаметр корпуса – Dв, число трубок – z, наружный и внутренний диаметр трубок

–dн/dв, поверхность нагрева одной секции – S, площадь живого сечения трубок и межтрубного пространства – fтр и fмт.

3.Так как у выбранного подогревателя площадь живого сечения трубок будет отличаться от рассчитанной, то необходимо уточнить скорость нагреваемой воды

106

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

где Gг – расход сетевой воды, кг/ч, который может быть определен из теплового баланса подогревателя.

5. Определяются коэффициенты теплоотдачи для греющей и нагре-

где tср – среднее значение температуры теплоносителя в подогревателе, определяемое как

где tн, tк – температура теплоносителя соответственно на входе и выходе из подогревателя, °С;

v – скорость движения теплоносителя, м/с;

dэкв– эквивалентный диаметр, который для нагреваемой воды равен внутреннему диаметру трубок, а для греющей воды определяется по формуле

где μ – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок; принимают по табл. 5.1.

107

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

Поскольку центральное регулирование отпуска теплоты осуществляется по преобладающей отопительной нагрузке, расчет подогревателей, подключенных по независимой схеме, не вызывает затруднений.

Сложнее обстоит дело с расчетом подогревателей горячего водоснабжения. Подключение их к тепловым сетям на тепловых пунктах осуществляется в зависимости от соотношения максимального часового расхода теплоты на горячее водоснабжение Qmax и расчетного расхода теплоты на отопление Q0:

–при Qmax/Q0 ≥ 1,2 применяется параллельная схема;

–при 0,6 < Qmax/Q0 < 1,2 применяется двухступенчатая смешанная

схема;

–при 0,1 ≤ Qmax/Q0 ≤ 0,6 применяется двухступенчатая последовательная схема.

Каждая схема имеет свои особенности расчета. Определение поверхности подогревателей и количества для всех схем осуществляется по единому алгоритму, описанному выше. Индивидуальным является распределение температур теплоносителей и тепловых нагрузок по ступеням.

Подогреватели горячего водоснабжения должны обеспечивать заданную теплопроизводительность при любых температурных режимах сетевой воды. Наиболее неблагоприятный режим соответствует точке излома температурного графика регулирования. Поэтому при всех схемах подключение их к тепловым сетям производится по параметрам сетевой воды, соответствующим точке излома.

Исходными данными для расчета подогревателей обычно являют-

ся: максимальный расход воды на горячее водоснабжение Qmax; расчетные температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях

при расчетной на отопление температуре наружного воздуха τ10 и τ20; температуры холодной и горячей воды tx и tг; расчетная отопительная нагрузка Q0.

108

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

5.2.2.Тепловой пункт с параллельным подключением подогревателей

При параллельном подключении подогревателей горячего водоснабжения расход сетевой воды равен сумме расходов воды на отопление и горячее водоснабжение.

Расчетную теплопроизводительность подогревателя горячего водоснабжения принимают равной максимальной тепловой нагрузке при отсутствии баков-аккумуляторов или средней нагрузке горячего водоснабжения при наличии аккумуляторов.

Расчетные расходы воды определяются по формулам:

– сетевой воды на горячее водоснабжение

где τ1''' , τ'2'' – температуры сетевой воды в подающей и обратной магист-

ралях в точке излома температурного графика регулирования, °С. Необходимая поверхность нагрева определяется аналогично ото-

пительным подогревателям.

5.2.3.Тепловой пункт с двухступенчатым смешанным подключением подогревателей

Особенностью двухступенчатого смешанного подключения подогревателей горячего водоснабжения является использование теплоты воды после системы отопления в первой по ходу нагреваемой воды ступени. Это позволяет снизить расход сетевой воды на нужды горячего водоснабжения по сравнению с параллельной схемой. Отработанная сетевая вода II-й ступени смешивается с водой после системы отопления и также направляется в I-ю ступень.

Расчет подогревателей при смешанной схеме включения производится из условия, что температура сетевой воды на выходе из II-й ступени равна температуре воды после системы отопления (τ2г = τ20), а недогрев водопроводной воды в I-й ступени подогревателя составляет tн = 5 °С. При этих условиях, когда температура обратной сетевой воды максимальна (τ20 = 70 °С) нагрев водопроводной воды до τг = 60÷65 °С происходит только в I-й ступени.

Выбор расчетной теплопроизводительности производится так же, как и в параллельной схеме. Расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения распределяется на обе ступени подогревателя:

109

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

где tпи – температура водопроводной воды после I-й ступени при точке излома температурного графика;

В соответствии со схемой подключения подогревателей на II-ю ступень поступает сетевая вода в количестве, требующемся на нужды горячего водоснабжения − Gрг, а на I-ю ступень поступает вода после системы отопления Gро и после II-й ступени подогревателя − Gрг.

Такимобразом, расчетныерасходыводы, определяютсяпоформулам:

– сетевой воды на нужды горячего водоснабжения

Здесь τ10,и, τ20,и – температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях в точке излома графика регулирования, а τ10 и τ20 – при расчетных условиях.

Температура сетевой воды после I-й ступени подогревателя определится из уравнения теплового баланса этой ступени

Таким образом, зная температуры теплоносителей на входе и выходе, вычисляются среднелогарифмические температурные напоры. Да-

110