Системы транспортирования теплоты

Неспециализированные сведения

Около половины потребляемого индустрией горючего преобразуется на особых установках в теплоту теплоносителей — горячей воды и пара, применяемых в технологическом комплексе фирм. Другая часть горючего потребляется конкретно на фирмах.

Суммарные затраты на теплоснабжение во многих случаях превышают 50 % неспециализированных производственных затрат. Они довольно часто определяются ценой не столько применяемых энергоносителей, сколько соответствующих совокупностей теплоснабжения.

Теплоснабжение предприятий — снабжение теплотой посредством теплоносителей совокупностей отопления, вентиляции, тёплого водоснабжения промышленных технологических потребителей и зданий.

Совокупности теплоснабжения создают с учетом параметров и вида теплоносителя, большого часового расхода теплоты, трансформации потребления теплоты во времени (в течении 24 часов, года), и с учетом метода применения теплоносителя потребителями.

Совокупность теплоснабжения — совокупность устройств, являющихся источниками теплоты, тепловых сетей, использования и систем распределения (абонентских потребителей и вводов теплоты).

Источники теплоты

В совокупностях теплоснабжения употребляются следующие источники теплоты: ТЭЦ, КЭС, районные котельные (централизованные совокупности); групповые (для группы фирм, жилых кварталов) и личные котельные; АЭС, АТЭЦ, СЭУ, и геотермальные источники воды и пара; вторичные энергоресурсы (особенно на металлургических, стекольных, цементных и других фирмах, где преобладают высокотемпературные процессы).

Теплофикация есть изюминкой отечественного теплоснабжения. Теплоснабжение от всех ТЭЦ у нас снабжает около 40 % тепловой энергии, потребляемой в коммунальном хозяйстве и промышленности.

Теплофикация — централизованное теплоснабжение на базе теплоты и комбинированного производства электроэнергии на ТЭЦ.

Теплофикация выясняется более действенной если сравнивать с раздельным методом энергоснабжения при отопительных и технологических нагрузках, превышающих 300 МВт. Созданы теплофикационные турбоагрегаты мощностью 135…250 МВт, рассчитанные на высокие и сверхкритические параметры пара. Перспективны тепловые сети с применением в качестве теплоносителя перегретой воды с температурой 440…450 К. АТЭЦ также возможно помогут предстоящему формированию централизованного теплоснабжения при тепловой нагрузке, превышающей 1600 МВт. Для меньших мощностей целесообразно использование ядерных отопительных котельных.

Централизованное теплоснабжение разрешает улучшить технико-экономические показатели источников теплоты методом понижения удельных капитальных вложений, повысить их КПД, снизить стоимость и удельные расходы топлива отпускаемой тепловой энергии, содействует ответу экологических задач. Используют кроме этого малые теплофикационные установки на базе двигателей внутреннего сгорания, небольших газотурбинных установок.

В случае если расчетное теплопотребление предприятия меньше величины теплопроиз-водительности, при которой целесообразно сооружение ТЭЦ, то в качестве главного источника пароснабжения принимается промышленно-отопительная котельная с котлами низкого либо среднего давления (рис. 1.1).

Около 35 % нужной теплоты предприятия приобретают от замечательных комплексных энергетических совокупностей, снабжающих прием, аккумуляцию и трансформацию энергоносителей, и энергопотребителей. К этим совокупностям относятся станции и утилизационные установки для применения вторичных энергетических

ресурсов (ВЭР) технологических комплексов фирм. В их состав входят кроме этого совокупности, снабжающие паро- и теплоснабжение (системы).

Для централизованного теплоснабжения промышленных и жилищно-коммунальных объектов в целях покрытия пиковых нагрузок используют районные котельные, оборудованные водогрейными либо паровыми котлами низкого давления (1,2…2,4МПа).

Для получения пара производственных параметров (0,2…0,5 МПа) применяют паровые котельные (рабочее давление котлов р = 0,9…4,0 МПа); заводские ТЭЦ (р = 3,5… 14,0 МПа); утилизационные ТЭЦ (УТЭЦ), и совокупности испарительного охлаждения элементов высокотемпературного технологического оборудования. Схема совокупности пароснабжения продемонстрирована на рис. 1.2.

Во многих случаях в совокупностях теплоснабжения предприятий целесообразно использование тепловых насосов, разрешающих применять теплоту низкотемпературных источников.

Теплоносители

В зависимости от рода теплоносителя совокупности теплоснабжения дробят на водяные (в основном для теплоснабжения сезонных потребителей теплоты и горячей воды) и паровые (по большей части для технологического теплоснабжения, в то время, когда нужен высокотемпературный теплоноситель). Определение вида, парамет-

ров и нужного количества теплоносителя, подаваемого к потребителям теплоты, есть, в большинстве случаев, многовариантной задачей, решаемой в рамках параметров и оптимизации структуры неспециализированной схемы предприятия, с учетом обобщенных технико-экономических показателей (в большинстве случаев приведенных затрат), и санитарных и противопожарных норм.

Практика теплоснабжения продемонстрировала последовательность преимуществ воды как теплоносителя если сравнивать с паром: температура воды в совокупностях теплоснабжения изменяется в широких пределах (300…470 К). Более полно употребляется теплота на ТЭЦ, отсутствуют утраты конденсата, меньше утраты теплоты в сетях, теплоноситель владеет теплоаккумулирующей свойством. К тому же, водяные совокупности теплоснабжения имеют следующие недочёты: требуется большой расход электричества на перекачку воды; имеется возможность утечки воды из совокупности при аварии; громадная плотность теплоносителя и твёрдая гидравлическая связь между участками совокупности обусловливают возможность появления механических повреждений совокупности при превышения допустимого давления; температура воды может оказаться ниже заданной по технологическим условиям.

Пар имеет постоянное давление 0,2…4 МПа и соответствующую (для насыщенного пара) температуру, и громадную (многократно), если сравнивать с водой, удельную энтальпию.

Для теплофикации в качестве теплоносителя возможно использован отработавший пар тепловых электростанций (ТЭС), что разрешает снизить на 40… 100 г/(кВт • ч) удельный расход условного горючего на отпущенную энергию.

При выборе в качестве теплоносителя пара либо воды учитывается следующее. Транспортирование пара сопровождается тяжелыми потерями теплоты и давления, исходя из этого паровые совокупности вероятны в радиусе до тридцати километров, а радиус действия водяных совокупностей достигает 50 км. Эксплуатация протяженных паропроводов весьма сложна (перекачки конденсата и необходимость сбора и др.). Помимо этого, паровые совокупности имеют более большую удельную цена сооружения паропроводов, паровых котлов, эксплуатационных затрат и коммуникаций если сравнивать с водяными совокупностями теплоснабжения.

Область применения в качестве теплоносителя тёплого воздуха (либо его смеси с продуктами сгорания горючего) ограничена некоторыми технологическими установками, к примеру, сушильными, и совокупностями кондиционирования и вентиляции воздуха. Расстояние, на которое целесообразно транспортировать тёплый воздушное пространство в качестве теплоносителя, не превышает 70…80 м.

Для снижения и упрощения затрат на трубопроводы в совокупностях теплоснабжения нужно использовать теплоносители одного вида.

Совокупности транспортирования теплоты

По методу обеспечения тепловой энергией совокупности смогут быть одно- и многоступенчатыми (рис. 1.3). В одноступенчатых схемах потребители теплоты присоединяются конкретно к тепловым сетям 1 при помощи местных либо личных тепловых пунктов 5. В многоступенчатых схемах между потребителями и источниками теплоты размещают центральные тепловые (либо контрольно-распределительные) пункты 6. Эти пункты предназначены для регулирования и учёта расхода теплоты, ее распределения по местным совокупностям приготовления и потребителей теплоносителя с требуемыми параметрами. Пункты оборудуются

подогревателями, насосами, арматурой, контрольно-измерительными устройствами. Помимо этого, на таких пунктах время от времени осуществляются перекачка и очистка конденсата. Предпочтение отдают схемам с центральными тепловыми пунктами 7, обслуживающими группы строений 5 (рис. 1.4).

При многоступенчатых совокупностях теплоснабжения значительно снижаются затраты на их постройку, обслуживание и эксплуатацию в связи с уменьшением (по

сравнению с одноступенчатыми совокупностями) числа местных подогревателей, насосов, регуляторов температуры и пр.

Совокупности теплоснабжения играются большую роль в обычном функционировании предприятий. Они имеют последовательность своеобразных изюминок. Двухтрубные закрытые водяные совокупности тёплого водоснабжения с водо-подогревателем (рис. 1.5, а) обширно распространены при теплоснабжении однородных потребителей (совокупностей отопления, вентиляции, трудящихся по однообразным режимам, и др.). К потребителям теплоты вода направляется по подающему трубопроводу 2, она подогревает воду из под крана в теплообменнике 5 и по окончании охлаждения по обратному трубопроводу / поступает на ТЭЦ либо в котельную. Подогретая вода из под крана поступает к потребителям через краны 4 и в аккумулятор 3 подогретой воды, предназначенный для сглаживания колебаний расхода воды.

В открытых совокупностях теплоснабжения (рис. 1.5, б) для тёплого водоснабжения конкретно употребляется вода, всецело отработанная (деаэрирован-ная, умягченная) на ТЭЦ, в связи с чем контроля и системы водоподготовки усложняются, увеличивается их цена. Вода в двухтрубной совокупности тёплого водоснабжения с циркуляционной линией (от ТЭЦ либо котельной) подается по теплопроводу 2, а обратная — по трубопроводу 1 . Вода по трубе поступает в смеситель 6, а от него к аккумулятору 3 и через краны 4 к потребителям теплоты. Для исключения возможности попадания воды из подающего трубопровода 2 конкретно в обратный трубопровод 1 по трубе 8 предусмотрен обратный клапан 7.

По методу подачи теплоносителя совокупности теплоснабжения подразделяют на закрытые, в которых теплоноситель не расходуется и не отбирается из сети, а употребляется лишь для транспортирования теплоты, и открытые, в которых теплоноситель всецело либо частично отбирается из сети потребителями.

Закрытые водяные совокупности характеризуются стабильностью качества теплоносителя, поступающего к потребителю (уровень качества воды как теплоносителя соот-

ветствует в этих совокупностях качеству водопроводной воды); простотой санитарного контроля установок контроля герметичности и горячего водоснабжения совокупности. К недочётам таких совокупностей относятся эксплуатации вводов и сложность оборудования к потребителям; коррозия труб из-за поступления недеаэрированной водопроводной воды; возможность выпадения накипи в трубах.

В открытых водяных совокупностях теплоснабжения возможно использовать одно-

трубные схемы с низкопотенциальными тепловыми ресурсами, каковые более долговечны. К недочётам открытых водяных совокупностей направляться отнести необходимость повышения мощности водоподготовительных установок, рассчитываемых на выплату затрат воды, отбираемой из совокупности; нестабильность санитарных показателей воды; усложнение контроля герметичности и санитарного контроля совокупности.

В зависимости от числа трубопроводов (теплопроводов), передающих теплоноситель в одном направлении, различают одно- и многотрубные совокупности теплоснабжения. В частности, водяные совокупности теплоснабжения подразделяют на одно-двух — , трех — и многотрубные, причем по минимальному числу труб смогут быть открытая однотрубная совокупность и закрытая двухтрубная.

Совокупность тёплого водоснабжения может иметь струйный (эжекторный) подогреватель (рис. 1.6). вода из под крана по магистрали 2 подается к подогревателю 3 и потом в расширительный бак-аккумулятор 4. В данный же бак из паропровода 1 через вентиль 6 поступает пар, что снабжает дополнительный подогрев воды при барботаже пара. Из бака 4 вода направляется к потребителям теплоты 5.

Водяные тепловые сети используют в основном для снабжения теплотой отопительно-промышленных потребителей и вентиляционных систем низкопотен-

циальной теплоты (до 515 К).

Паровые сети используют в основном для обеспечения промышленных потребителей теплоты повышенного потенциала (выше 373 К).

Совокупности пароснабжения предприятий снабжают производство пара требуемых параметров, транспортирование и подачу его к потребителям, возврат и сбор конденсата.

В паровой схеме теплоснабжения с возвратом конденсата (рис. 12.7) пар от ТЭЦ либо котельной поступает по паропроводу 2 к потребителям теплоты 3 и конденсируется. Конденсат через особое устройство — конденсатоотводчик 4 (обеспечива-

ет пропуск лишь конденсата) попадает в бак 5, из которого конденсатным насосом 6 возвращается к источнику теплоты по трубе 1. В случае если в паропроводе давление ниже требуемого технологическими потребителями, то во многих случаях оказывается действенным использование компрессора 7.

Конденсат может не возвращаться к источнику теплоты, а употребляться потребителем. Схема тепловой сети в аналогичных случаях упрощается, но на ТЭЦ либо в котельной появляется недостаток конденсата, для устранения которого нужны дополнительные затраты.

По числу параллельно проложенных паропроводов паровые совокупности бывают одно- и двухтрубные. В первом случае пар при однообразном давлении к потребителям подается по неспециализированному паропроводу, что разрешает осуществлять теплоснабжение, в случае если тепловая нагрузка остается постоянной в течение года и допустимы перерывы в подаче пара. При двухтрубных совокупностях должно быть бесперебойное снабжение абонентов паром разного давления при переменных тепловых нагрузках.

Для проектируемых производств годовую потребность пара (т/год) возможно оценить по формуле

(1.1)

где qQ — удельный расход теплоты на производство продукции, кДж/ед.прод., на расчетную единицу количества продукции; П — годовой выпуск продукции, ед .прод ./год; и — энтальпии пара и конденсата в совокупности пароснабжения, кДж/кг.

проектирования и Методы расчёта паровых сетей, предназначенных для транспортирования пара к потребителям и воображающих собой разветвленную совокупность паропроводов, снабженную арматурой, дренажными устройствами для отвода конденсата, компенсаторами тепловых удлинений и другими устройствами, приводятся в особой литературе.

К тому же, для оценочных расчетов воображают интерес сведения об оптимальных удельных трансформациях давления ( ) и температуры пара ( ), отнесенных на 1 км паропровода, значительно зависящих от давления пара у потребителя (р2), часового расхода пара (Дп): при р2 = 2,0 МПа = 0,025…0,030 МПа/км; при р2 = 0,5 МПа = 0,065…0,08 МПа/км; при Дп = 100…150т/ч

= 4…7К/км; при Дп = 600…900 т/ч =1,5.-2,5 К/км.

Тепловые схемы совокупностей теплоснабжения разрабатываются с учетом требований разработки производства при условии наиболее обеспечения охраны и полного использования теплоты внешней среды.

HUBTEX — обработки и системы транспортировки листового стекла, погрузчики стекла


Также читать:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: