8677

11

2.2. Теплопотребление на вентиляцию

Расчетные тепловые потоки на вентиляцию Qv, Вт определяются по проектам соответствующих производств, а при отстутствии этих материалов - по формуле:

Qv max= qv Vн (tв –t н.в. ) Vн - наружный объём здания, м3;

tв – то же, что при расчете Q0 max , ° С;

qv - удельная вентиляционная 'тепловая характеристика здания, Вт/(м3 0С), принимается по справочным данным для зданий различного назначения в зависимости от технологического процесса;

tн.в. - расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (средняя температура наиболее холодного периода),° С .

Исключение представляют производственные помещения с большим выделением вредностей. Для них расчетная температура наружного воздуха для вентлияции принимается равной расчетной температуре для отопления (tн.в.= tо).

Пример 2

Определить расчётные расходы теплоты на вентиляцию механосбороч-

вентиляционная тепловая характеристика здания в зависимости от объёма здания принимается q v=0,48 Вт/(м3 · град). Расчётный расход теплоты на вентиляцию цеха определяется по формуле (2.3):

Qv max = qv·Vн·( tв – t нв )= 0.17·22032 ּ(15+17) = 119854,08Вт =0,12 МВт

Здесь qv = 0.17 Вт /(м3 ·град) принята по прил. В при Vн =10…50 тыс. м3; в цехе отсутствуют внутренние тепловыделения.

12

2.3. Теплопотребление на горячее водоснабжение

Расчетный тепловой поток на горячее водоснабжение производственных зданий, Вт определяют по формуле

где а — норма потребления горячей воды на единицу потребления в л; m — количество единиц потребления в сутки;

tc — температура холодной воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения (tc = +5 ° С);

th - температура горячей воды (th = 55 ° С)

Т - время максимума водоразбора в сутки, зависящее от режима пользо-

При отсутствии необходимых данных время зарядки можно принимать равным 3 ч в смену.

2.4. Теплопотребление на технологические нужды

Для производственного теплоснабжения применяются пар и горячая вода. Потребителями пара являются варочные котлы, сушилки, выпарные установки, пропарочные камеры, подогреватели продукта, а также паровые молоты, прессы и приводы. Давление пара, применяемого для различных производственных процессов, колеблется в пределах от 0,2 до 4,0 МПа. Горячая вода на промышленных предприятиях используется для выпаривания, сушки, нагревания и отмывки материалов. Температура горячей воды для различных произ-

13

водственных процессов составляет от 20—30 до 180—200° С.

Суточные графики расхода теплоты технологическими потребителями разнообразны по своему характеру. У предприятий, имеющих непрерывный трехсменный режим теплопотребления, суточный график будет заполнен равномерно, а у предприятий, работающих в одну или две смены или периодически, режим потребления теплоты и суточный график будут неравномерными.

Зависимость расхода теплоты от количества выпускаемой продукции можно выразить следующей формулой

Qтех = Qo + qП

где Qтех - расход теплоты за какой-то промежуток времени, за который выпущено П единиц продукции;

Qo - расход теплоты, не зависящий от количества выпускаемой продук-

ции;

Q - удельный расход теплоты на единицу продукции.

Значения удельного расхода теплоты на единицу готовой продукции для большинства производств приводятся в различной справочной литературе, в частности (11)

В реальном проектировании вид и параметры теплоносителя для технологических нужд, а так же количество теплоты и режим теплопотребления устанавливаются специалистами, разрабатывающими технологический раздел проекта в соответствии с технической документацией на технологическое оборудование.

При определении расчетного теплового потока на технологические цели обязательно следует учитывать несовпадение максимумов теплопотребления.

Пример 3.

Определить расход теплоты на подогрев 20 м3 песка влажностью 20% (по весу) от -20 ° С до 30 ° С, расходуемого на заводе железо-бетонных изделий ежечасно на приготовление товарного бетона; объемный вес сухого песка γ = 1600 кг/м3, удельная теплоемкость с=0,838 кДж/(кг ·°С), удельная теплоемкость

14

воды с = 4,187 кДж/(кг ·°С), а льда с = 2,1 кДж/(кг ·°С), скрытая теплота таяния льда 335,2 кДж/кг.

Решение.

1. Расход теплоты на подогрев сухого песка составит:

Q = Q1 + Q2 = 372 + 670,4 = 1042,4 кВт

2.5. Построение графика часовых расходов теплоты

Суммарный график часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение строится путем сложения соответствующих ординат.

Рис. 1. График потребления теплоты на отопление, вентиляцию, технологические нужды и горячее водоснабжение производственных зданий

15

3. Паровые системы теплоснабжения. 3.1. Системы с возвратом конденсата.

Паровые централизованные системы теплоснабжения применяются, как правило, в промышленных предприятиях. В городах они могут применяться как исключение при особенно неблагоприятном рельефе местности (большая разность геодезических отметок, наличие оврагов и т.п.).

Паровые системы могут быть с возвратом и без возврата конденсата. На промышленных предприятиях широко применяется паровая система с возвратом конденсата, изображенная на рис. 2.

В1

Рис. 2. Паровая система с возвратом конденсата

I - паропровод; II - конденсатопровод; а - паровая система отопления; б - водяная система отопления с пароводяным подогревателем; в - система горячего водоснабжения с пароводяным подогревателем; г - система технологического пароснабжения с возвратом конденсата; д - система технологического потребления пара с пароструйным компрессором и возвратом конденсата;

Пар от котельной или ТЭЦ поступает в паропровод 1, а далее по нему к потребителям теплоты. Конденсат от потребителей теплоты возвращается по конденсатопроводу II в источник теплоты. Конденсат возвращается под давление конденсатных насосов, установленных у абонентов.

16

На рис. 2 показаны различные схемы присоединения абонентов - потребителей теплоты.

На схеме а показано непосредственное присоединение паровой системы отопления к паровой сети. Пар из паропровода поступает в нагревательные приборы 3, в которых отдает скрытую теплоту парообразования и к конденсируется. Конденсат проходит конденсатоотводчик 6 и собирается в бак 8, из которого конденсатным насосом 9 перекачивается по конденсатопроводу к источнику теплоты.

Калориферы установки приточных вентиляционных систем и систем кондиционирования воздуха присоединяются по аналогичной схеме.

Схема б представляет собой водяную систему отопления, присоединенную к паровой сети с применением пароводяного подогревателя. В пароводяном подогревателе 10 пар нагревает воду, циркулирующую в системе отопления. Конденсат из подогревателя через конденсатоотводчик сливается в конденсатный бак, откуда насосом перекачивается по конденсатопроводу II к источнику теплоты. Циркуляция теплоносителя в водяной системе отопления создается насосом Н2.

На схеме в показано присоединение системы горячего водоснабжения с применением пароводяного подогревателя 10, аналогичного подогревателю в предыдущей схеме.

Технологические потребители пара присоединяются непосредственно (схема г) или с применением компрессора (схема д), если давление пара в сети ниже давления, требуемого технологическими потребителями. Конденсат от технологических потребителей возвращается по нормальной схеме, если пар не смешивается с подогреваемой средой.

17

3.2. Системы без возврата конденсата.

На рис. 3 показана паровая система без возврата конденсата. По этой схеме конденсат используется на месте, у потребителя для горячего водоснабжения. В этом случае упрощаются сети, но на ТЭЦ или в паровой котельной должна быть смонтирована установка по подготовке питательной воды для котлов, компенсирующая потери конденсата.

1

Рис. 3. Паровая система без возврата конденсата А - водяная система отопления с пароинжекторным присоединением и

системой горячего водоснабжения; Б - паровая система отопления и система горячего водоснабжения; В - система горячего водоснабжения со струйным подогревателем; Т7 - паропровод; В1 - вода из водопровода.

На схеме А показано присоединение системы водяного отопления к паровой сети с одновременным решением вопроса снабжения горячей водой для бытовых целей. Пар из паропровода поступает в струйный инжектор 1, при помощи которого производится подсасывание воды из обратной магистрали отопительной системы с одновременным подогреванием воды паром. При не-

18

достаточном нагреве воды в инжекторе 1 можно включить в работу инжектор 2, что обычно и применяют при низких температурах наружного воздуха.

Избыток воды поступает в расширитель-аккумулятор 3, откуда вода поступает в систему горячего водоснабжения. При давлении пара ниже статического давления отопительной системы инжекторы устанавливаются в верхних частях зданий.

На схеме Б приводится присоединение системы парового отопления и использование конденсата для горячего водоснабжения. Конденсат из нагревательных приборов попадает через конденсатоотводчики 6 в аккумулятор и из него в систему горячего водоснабжения.

При низких давлениях пара аккумулятор устанавливается в нижней части здания и конденсат стекает в него самотеком. Для подачи конденсата в систему горячего водоснабжения в этом случае используется насос. По такой же схеме могут присоединяться к паровой сети калориферные установки вентиляционных систем и технологическое оборудование.

На схеме В показано присоединение системы горячего водоснабжения к паровой сети при помощи струйного подогревателя (эжектора). В эжектор поступает пар и водопроводная вода. Подогретая вода поступает в аккумулятор и из него в систему горячего водоснабжения. По этой схеме возможен дополнительный подогрев воды непосредственно в баке-аккумуляторе барботажным способом, т.е. выпуском пара в воду при длительном отсутствии водоразбора.

Для компенсации потерь конденсата, различного рода утечек пара в паропроводах, продувки пара в котлах, на ТЭЦ и в котельных предусматривается ВПУ. Схема водоочистки выбирается в зависимости от качества исходной воды и требований, предъявляемых к воде для питания котлов. Кроме того, принимаются во внимание качество и количество возвращаемого конденсата. В некоторых случаях качество загрязненного конденсата можно улучшить применением устройств, например, для маслоудаления, удаления прокладочных материалов, попавших в конденсат, от окислов железа и др.

19

Методы подготовки воды в ВПУ для питания паровых котлов несколько отличаются от методов подготовки воды для подпитки тепловых сетей в сторону более полного удаления из воды растворенных солей, газов и окислов железа и более глубокого умягчения.

4. Сбор и возврат промышленного конденсата

Для обеспечения надежной и постоянной работы систем теплоснабжения промышленного предприятия большое значение имеет разработка рациональной схемы сбора конденсата пара. Сбор и транспортировка конденсата сопряжены с определенными капитальными и эксплуатационными затратами, а возвращаемый конденсат частично загрязнен. Несмотря на это, возврат его на теплопроизводящие предприятия в большинстве случаев оправдывается экономически, так как повышается степень использования выработанного пара и уменьшаются затраты на химическую очистку подпиточной воды.

Системы сбор конденсата делятся на открытые и закрытые. В открытых системах конденсат соприкасается с атмосферой, в закрытых - вся сеть изолирована от атмосферы и находится под избыточным давлением. Открытые системы относительно дешевы, однако из-за насыщения конденсата кислородом воздуха их рекомендуется применять при количестве возвращаемого конденсата не более 10 т/ч и расстоянии до источника теплоты не более 0,5 км. Закрытые системы более дороги, сложнее в эксплуатации, но значительно долговечнее открытых.

Схемы транспортировки конденсата подразделяются на самотечные и напорные, работающие за счет давления, создаваемого перекачивающими насосами. На промышленных предприятиях, как правило, применяются обе схемы; их выбор обусловлен давлением конденсата после конденсатоотводчи-

крытых систем нижний предел температуры не нормируется.

20

Теплота конденсата утилизируется в охладителях конденсат и расширительных баках, где образуется пар вторичного вскипания ,который используется для подогрева воды, идущей на нужды горячего водоснабжения или теплоснабжения.

У абонентов (в отдельных цехах) конденсат собирается в сборных баках, откуда перекачивается насосами в общую конденсатную сеть и подается к источнику теплоты.

Рассмотрим подробней одну из схем абонентской установки сбора конденсата.

Абонентские установки для возврата конденсата состоят из конденсатоотводчиков, сборников конденсата, конденсатных насосов и трубопроводов.

Наиболее простая открытая схема сбора конденсата выглядит следующим образом.

Рис. 4. Схема открытой системы сбора конденсата.

Конденсат от теплоиспользующего аппарата 1 проходит конденсатоотводчик 2 и поступает в бак сбора конденсата 3, который через специальную трубу 5 сообщается с атмосферой. Из бака конденсат насосом 4 перекачивается в конденсатопровод и, далее в источник теплоты.

Помимо опасности насыщения конденсата кислородом воздуха настоящая схема имеет еще один существенный недостаток - потери в атмосферу пара вторичного вскипания и уходящей с ним теплоты.