6 Схемы теплоснабжения

Процесс теплоснабжения состоит из следующих этапов:

• подготовка теплоносителя,

• транспортировка,

• использование.

Подготовку теплоносителя производят в специальных теплоприготовительных установках на ТЭЦ или в котельных. Транспортировку теплоносителя осуществляют по трубопроводам (тепловые сети). Используют теплоноситель в теплопотребляющих установках на ТЭЦ или в котельных.

6.1 Система теплоснабжения.

Комплекс установок для подготовки транспорта и использования теплоносителя классифицируют по:

• источнику тепла:

а) теплофикация (на ТЭЦ)

б) районное теплоснабжение от котельных

в) установки по использованию вторичных энергоресурсов (ВЭР)

г) индивидуальное

• теплоносителю:

а) водяные

б) паровые

в) воздушные

• способу присоединения установок горячего водоснабжения

а) открытые

б) закрытые

• способу присоединения теплопотребляющих установок

а) зависимые

б) независимые

• числу параллельно работающих линий

а) однотрубные

б) многотрубные.

Из источника тепла наибольшее распространение получили ТЭЦ и районные котельные.

По характеру тепловых нагрузок ТЭЦ подразделяется:

• городские

• промышленные

• смешанные

Радиус транспорта тепла от ТЭЦ от 15 – 20 до 40 км. Параметры пара на ТЭЦ Р = 14 – 24 МПа, t = 565 ⁰С.

Конденсационные электрические станции перестроены на ТЭЦ, путем установки теплофикационных турбин.

Районные котельные бывают городские и промышленные. Радиус транспорта тепла 2 – 3 км. КПД современной ТЭЦ и крупных районных котельных 60 – 65%.

На ТЭЦ используют турбины мощностью 50 – 250 МВт. Турбины типа Т, ПТ, конденсационные с отбором пара и с противодавлением Р.

Кроме ТЭЦ и районных котельных источники тепла могут быть установлены по использованию ВЭР, в которых для теплоснабжения используют отходящие газы промышленных печей, отработанный пар теплосилового оборудования, системы испарительного охлаждения и другие тепловые отходы.

Перспективным является использование для теплоснабжения нетрадиционных видов энергии (солнце, геотермальные воды и тепло твердых пород).

По способу присоединения установки горячего водоснабжения водяных систем бывают закрытые (замкнутые) и открытые (разомкнутые).

В закрытых, вода циркулирующая в тепловой сети используется только как теплоноситель и из сети не отбирается, а нагревает вторичный теплоноситель, который и поступает на горячее водоснабжение.

В открытых схемах циркулирующая в сети вода полностью или частично отбирается на горячее водоснабжение. Минимальное число линий в открытой схеме – одна, в закрытой – две. Обычно применяют двух трубную систему, состоящую из прямой и обратной линии.

6.2 Схемы присоединения теплопотребляющих установок к тепловым сетям.

По зависимой (рис.20) – вода из тепловой сети непосредственно поступает в прибор, по независимой – вода из сети проходит теплообменник в котором нагревает вторичный теплоноситель.

Совместное присоединение отопления к горячему водоснабжению по независимой схеме (рис.21 и рис.22): вода из сети проходит теплообменник в котором нагревает вторичный теплоноситель (давление в отопительных установках не зависит от давления в сети).

Устройства, обслуживающие отдельные здания или группу зданий (местные тепловые пункты МТП) называют абонентные вводы. Получили распространение центральные ТП, обслуживающие микрорайоны, в них размещают подогреватели, смесительные и насосные установки, приборы отпуска и учета тепла.

Применяют две схемы присоединения к тепловым сетям: зависимую и независимую. Допустимое давление в чугунных отопительных приборах 0,6 МПа, в стальных до 1 МПа.

При большой протяженности тепловых сетей и в крупных городах независимая схема предпочтительнее или обязательна. По санитарным нормам максимальная температура воды, поступающей в отопительный прибор меньше 95⁰С.

В подающей линии 150⁰С, поэтому в тепловых пунктах установлены смесительные устройства центробежного или струйного типа, т.е. к горячей прямой воде подмешивается охладительная обратная вода.

При большой неравномерности потребления горячей воды (баня, прачечная) устанавливают аккумуляторы горячей воды. Из-за больших габаритах в жилых домах аккумуляторы обычно не устанавливают. По способу присоединения установки водоснабжения бывает открытое и закрытое.

Преимущества закрытых схем:	Недостатки закрытых схем:
Водопроводная вода для горячего водоснабжения на имеет прямого контакта с сетевой водой, что обеспечивает стабильность качества горячей воды;	Сложность оборудования и абонентских вводов горячего водоснабжения (установка подогревателей);
Простой санитарный контроль от ввода до водоразборного крана;	Выпадение накипи в местном контуре водопроводной воды, особенно если жесткость более 5 мгэкв/л.
Простой контроль герметичности системы (жесткость, величина подпитки).	Коррозия местного контура установок горячего водоснабжения из-за поступления в него не деаэрированной воды (особенно при жесткости менее 2 мгэкв/л).

Преимуществ открытых систем:	Недостатки открытой схемы:
Возможность использования для горячего водоснабжения низкотемпературной отработки тепла электростанций и промышленных предприятий;	Сложность и удорожание водоподготовки;
	Усложнение эксплуатации из-за нестабильности горячего режима работы сетей, связанного с переменным расходом воды в обратной линии;
Простота и небольшая стоимость абонентских вводов и долговечность местных установок горячего водоснабжения, т.к. в них поступает умягченная деаэрированная вода;	Нестабильное количество воды поступающей на горячее водоснабжение;
	Сложность контроля герметичности системы, т.к. величина подпитки не характеризует плотность сети. Подпитка 0,5% объема воды в системе.
Возможность применения однотрубной схемы.	Усложнение и увеличение объема санитарного контроля горячей воды;

6.3 Паровые системы теплоснабжения.

Паровые системы теплоснабжения бывают с возвратом конденсата и без возврата конденсата. Наиболее распространенные однотрубные паровые системы с присоединением паровой отопительной установки по зависимой схеме.

Схемы присоединения теплопотребляющих установок к паровым тепловым сетям зависят от характера этих установок. Если пар может быть пущен непосредственно в установку, то присоединение осуществляется по зависимой схеме. Если же нет, то по независимой через пароводяные теплообменники.

Схемы присоединения теплопотребляющей установки к паровым тепловым сетям приведены на рис.23 и рис.24.

Чем проще система теплоснабжения, тем дешевле в сооружении и надежнее в эксплуатации Однотрубная паровая схема отопления и горячего водоснабжения без возврата конденсата показана на рис.25.

Наиболее простым решением является применение единого теплоносителя для всех видов тепловой нагрузки. Если тепловая схема состоит из отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, то следует применить двухтрубную водяную систему. Если имеется и технологическая нагрузка повышенного потенциала, то трех трубную систему. Если основной тепловой нагрузкой является технологическая, то в качестве теплоносителя рационально использовать пар.

Выбор теплоносителя и схемы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит от:

• характера источника тепла,

• вида тепловой нагрузки,

• типа теплоиспользующей установки.

Энергетически горячая вода выгоднее пара, применение ступенчатого подогрева воды на станциях позволяет увеличить удельную комбинированную выработку электроэнергии, в результате чего уменьшается расход топлива.

Б ольшое значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. Повышенные параметры теплоносителя приводят к уменьшению диаметра трубопровода при использовании воды и к снижению затрат энергии на перекачку.

Выбор системы теплоснабжения открытого или закрытого типа зависит от условий водоснабжения, источника тепла и от качества воды.

По затратам и энергетическим показателям двух трубная открытая и закрытая системы примерно равноценны, если у источника тепла имеется мягкая вода, то по качественным затратам открытые схемы имеют преимущества, т.а. при этом разгружается обратная линия, но вместе с тем требуется дополнительный подвод магистрального водопровода к источникам тепла. По эксплутационным расходам открытая схема несколько дороже и сложнее, т.к. нестабилен гидравлический режим, сложнее санитарный контроль и контроль герметичности.

При выборе схемы теплоснабжения в каждом отдельном случае необходимо исходить из конкретных, местных условий и производить технико-экономический расчет.