Классификация тепловых схем

Содержание.

1. Классификация тепловых схем.

2. Производственно-отопительные котельные с паровыми котельными агрегатами

2.1 Закрытая двухтрубная система теплоснабжения

2.2 Закрытая четырехтрубная система теплоснабжения

3. Задание

4. Расчет тепловых нагрузок и расхода топлива

5. Расчет тепловых схем котельной

6. Теплообменники

7. Баки и емкости

8. Трубопроводы и арматура

9. Насосы

10. Оборудование водоподготовки

11. Тягодутьевые машины

12. Дымовые трубы

13. Мазутное хозяйство

14. Технико-экономические показатели котельной

Библиографический список

Приложение 1

Приложение 2

Классификация тепловых схем

Тепловая схема представляет собой графическое изображение оборудования котельной, соединяемого линиями различных трубопроводов. В прин­ципиальной тепловой схеме основное оборудование и трубопроводы показывают условно, не учитывая их количество и расположение. Развернутая теп­ловая схема содержит все оборудование, трубопроводы и арматуру. На рабочей, или монтажной, схеме показываются все отметки расположения оборудования и трубопроводов, их уклоны, размеры, марка арматуры, тип креплений и т.д.

По характеру тепловых нагрузоккотельные подразделяются на производственные, производственно-отопительные и отопительные.

Производственные — предназначены для получения пара или горячей воды, используемых в технологических процессах предприятий, заводов и фабрик. Для технологических процессов, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производственных корпусов и административных зданий от­пуск пара зависит от характера производства, количества смен работы, вре­мени года, количества возвращаемого конденсата и его температуры, расхода пара на собственные нужды, потерь энергоносителя и других причин. Произ­водственные котельные установки до 58 МВт проектируются с паровыми котлами, а при больших технологических нагрузках (по горячей воде) могут включать как паровые, так и водогрейные котельные агрегаты;

Производственно-отопительные — предназначены для обеспечения тепловой энергией производственных и технологических потребителей предприятий, а также отопления, вентиляции и горячего водоснабжения промышленных, общественных и жилых зданий и сооружений.

При общей тепловой нагрузке котельной менее 58 МВт рекомендуется устанавливать только паровые котлы одинаковой тепловой мощности, и в этом случае горячая вода теплосети подготавливается в паровых сетевых подогревателях. В более мощных котельных целесообразно устанавливать даровые котлы для получения пара для технологических нужд, а также водогрейные котлы для получения горячей воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Для технологических целей требуется обычно сухой насыщенный пар давлением 0,6... 1,2 МПа, потребление которого зависит от мощности и режима работы предприятия. В летнее время расход пара на производственные нужды обычно уменьшается, что обусловлено повышением температуры ис­ходного сырья, воды, воздуха, используемых в технологическом процессе, а также снижением тепловых потерь в окружающую среду от ограждающих конструкций теплотехнического оборудования. В нижеприведенных расчетах тепловых схем технологическая нагрузка условно принята с коэффициентами 0,8...0,9 в зимнем режиме и 0,7...0,8 в летнем режиме от максимальной тех­нологической нагрузки Q_ТНв максимально-зимнем режиме. Расход теплоты на отопление и вентиляцию Q_О.В зависит от температуры наружного воздуха t_Н.В, а потребление теплоты на горячее водоснабжение Q_Г.В - от суточного графика (максимум расхода утром и вечером) и от дня недели.

Подогреватели системы горячего водоснабжения могут быть подключе­ны по независимой (параллельной) схеме включения теплообменников горя­чего водоснабжения и системы отопления, а также по зависимой (последова­тельной или смешанной) схеме. Основное преимущество последовательной и смешанной схем теплового пункта заключается в более глубоком охлажде­нии обратной сетевой воды, что обеспечивает снижение ее расчетных расхо­дов. Однако в рассматриваемых тепловых схемах расчет выполнен для неза­висимой (параллельной) схемы включения теплообменников.

Отопительные— предназначены только для обеспечения нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение коммунально-бытовых потребителей. Отопительные котельные установки имеют паровые или водогрейные котлы. Разработаны и применяются в основном три схемы котельных: отопительная с паровыми котлами, теплофикационная и отопительная с водогрейными котлами.

Отопительная котельная с паровыми котлами работает так же, как и производственно-отопительная, за исключением нагрузки на технологиче­ские производство. Установки включают паровые водонагреватели (или бой­леры) для подготовки сетевой воды.

Теплофикационная котельная имеет подогреватель-бойлер, устанавливаемый над паровым котлом, на высоте 1,5...2 м от горизонтальной оси верхнего барабана парового котла. Пар из верхнего барабана поступает непосредственно в бойлер, где отдает теплоту сетевой воде, а образующийся конденсат самотеком стекает в нижний барабан котла. Малый расход питательной воды постоянный возврат конденсата из бойлера позволяют резко уменьшить величину непрерывной продувки и расход продувочной воды. В результате отпадает необходимость в установке сепаратора (расширителя) непрерывной продувки, а вся продувка производится непосредственно в барботер.

Особенностью теплофикационной котельной является, наряду с малым расходом воды на питание парового котла, возможное закипание воды при прохождении через чугунный водяной экономайзер, что недопустимо, так как это будет сопровождаться гидравлическими ударами, которые могут по­вредить экономайзер. Поэтому через экономайзер прокачивается не пита­тельная вода, а вода тепловой сети; теплофикационный экономайзер в этом случае и определяет название «теплофикационная котельная». При использо­вании чугунных экономайзеров в качестве теплофикационных следует учи­тывать, что при одинаковых прочих условиях (например, при одинаковом количестве сжигаемого топлива) через них будет проходить воды примерно в десятки раз больше, чем через питательные экономайзеры. Сетевую воду в этих случаях следует пропускать по трубам экономайзера параллельными потоками.

В отопительных котельных с водогрейными котлами подогрев сетевой воды осуществляют непосредственно в водогрейных котельных агрегатах. Благодаря этому капитальные затраты ниже, чем в отопительных котельных с паровыми котельными агрегатами, а тепловые схемы проще. Однако отсутст­вие пара усложняет процессы нагрева мазута, требуется вакуумная деаэрация воды.

По способу подачи воды системы теплоснабжения разделяются на закрытые и открытые, двух- и четырехтрубных и другие.

В закрытых системах вода тепловой сети используется только как теплоноситель в теплообменниках для подогрева холодной водопроводной воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, а вода из теплосети не отбирается.

Главные преимущества закрытой системы теплоснабжения: стабильное качество горячей воды и простота контроля плотности системы. Основные недостатки — сложность оборудования и эксплуатации абонентских вводов горячего водоснабжения; коррозия установок из-за поступления в них не деаэрированной водопроводной воды, а также образование накипи и шлама в трубопроводах горячего водоснабжения.

В открытых системах теплоснабжения вода забирается непосредственно из тепловой сети и подается в систему горячего водоснабжения. Котельная установка в этом случае имеет дополнительные элементы: бак-аккумулятор, для создания запаса воды на горячее водоснабжение в часы максимального ее расходования потребителями, перекачивающие насосы и др. Основные преимущества открытых систем теплоснабжения: простые и недорогие абонентские вводы горячего водоснабжения, их долговечность; возможность исполь­зования однотрубных линий. Недостатки — усложнение и удорожание обо­рудования водоподготовки и подпиточных устройств; нестабильность воды, поступающей в водоразбор, по санитарным показателям (цветность, запах); усложнение контроля утечек теплоносителя и герметичности системы.

Двухтрубные системы теплоснабжения имеют общий подающий трубопровод горячей воды для отопления вентиляции и горячего водоснабжения и общий обратный трубопровод и применяются в основном при тепловых нагрузках более 58 МВт.

Четырехтрубные системы теплоснабжения применяются при нагрузках до 58 МВт и при небольшом радиусе расположения потребителей. Котельная имеет две водонагревательные установки: одна — для подогрева воды систе­мы отопления и вентиляции, другая — для подогрева воды системы горячего водоснабжения.

Тепловые потребители могут присоединяться непосредственно к тепло­вым сетям через центральные тепловые пункты (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (абонентские вводы), в которых осуществляется приготов­ление и подача горячей воды нужных параметров для целей отопления, вен­тиляции и горячего водоснабжения.

Подача воды на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения осуществляется через водо-водяные теплообменники, в которых водо­проводная вода подогревается до температуры +60...65 °С. В открытых системах теплоснабжения вода на горячее водоснабжение отбирается непосредственно из тепловой сети.

Система отопления присоединяется к тепловой сети по одной

- независимой, когда нагрев воды осуществляется в теплообменнике;

- зависимой, с непосредственным подключением местной системы к тепловой сети;

- с подключением через элеватор, в котором смешивается вода из подающего и обратного трубопроводов, и таким образом достигается нужная температура воды, идущей на отопление;

- с установкой подмешивающего насоса на перемычке между подающей и обратной линией.

Тепловые нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в тепловых сетях регулируются централизованно с помощью изменения:

- температуры воды в подающем трубопроводе без регулирования расхо­да воды (качественное регулирование);

- расхода сетевой воды при сохранении постоянной температуры воды в подающем трубопроводе (количественное регулирование);

- температуры воды в подающем трубопроводе с соответствующим из­менением расхода воды (качественно-количественное регулирование).

Для корректирования регулирования (центрального) в тепловых сетях проводится дополнительно групповое местное регулирование на централь­ных тепловых пунктах, тепловых пунктах зданий, а также местное, индиви­дуальное регулирование на отдельных приборах. В рассматриваемых тепло­вых схемах котельных в тепловых сетях принято качественное регулирова­ние тепловой нагрузки.