книги из ГПНТБ / Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция учеб. для вузов
.pdfтопливо даже при интенсивном дутье. При антраците |
во внешней |
||
топке — неподвижные колосники |
(площадь |
прозоров |
20%); при |
буром угле или торфе — колосники уже |
поворотные |
(площадь |
|
прозоров — 10—12%)). |
|
|
|
В небольших установках тяга |
создается |
дымовой трубой, бла |
годаря чему воздух, поступающий в топку, и дымовые газы про ходят через котлоагрегат. В крупных установках на газоходе до полнительно предусматривают дымососы-вентиляторы, устанавли ваемые до трубы.
Отдельно стоящие трубы в местных котельных сооружаются лишь при отсутствии каналов в стенах и как временные, до при соединения системы к теплоцентрали. В последнем случае целесо образны легко демонтируемые стальные трубы, для устойчивости снабжаемые растяжками.
Широкое применение в крупных котельных получили сейчас барабанные и прямоточные котлы. Барабанные в основном состоят из большого числа параллельных стальных труб, ввальцованных в горизонтальные цилиндрические барабаны. Прямоточные котлы,
наоборот,— из |
длинных |
трубчатых |
змеевиков; отсутствие |
бара |
||||||||||||
банов |
упрощает |
их |
конструкцию. |
Прямоточные водогрейные |
||||||||||||
котлы |
служат |
для |
теплоснабжения; |
их |
производительность |
до |
||||||||||
100 Гига кал/ч |
с нагревом воды до 150° С. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Поверхность |
нагрева |
котлов |
определяется |
по |
выражению |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
р ^ Ь 1 ± і т { |
и г Х |
і |
|
|
|
(9-1) |
||||
где 1,14-1,2 — коэффициент, |
Я |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
учитывающий |
бесполезные |
потери |
||||||||||||||
тепла |
трубопроводами, |
котлами |
и пр.; Q — расчетная |
тепловая |
||||||||||||
нагрузка на |
котельную, |
ккал/ч; |
q — часовой |
съем тепла с 1 мг |
||||||||||||
поверхности |
нагрева |
котла, ккал |
(по табл. 9-1). |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
9-1 |
||
|
Средний |
съем |
тепла q с поверхности |
нагрева, |
ккал/м"-ч |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С ж и г а е м ое топливо |
|
|
|
|||
|
Котлы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж и д к о е |
|
||
|
|
|
|
бурый |
у г о л ь |
|
торф |
|
антрацит |
|
и |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
газообразное |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
топливо |
||
Ч у г у н н ы е |
с внутренними |
топ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ками |
|
|
|
|
|
|
2 000—3 000 |
3 000-5 000 |
6 000-7 000 |
7 000-8 000 |
||||||
То ж е , с |
внешними топками . . |
7 000—9 000 |
8 000—10 000 |
10 000-12 000 |
10 000-13 000 |
Малометражные котлы ВНИИСТО можно устанавливать не посредственно на пол котельной, остальные — только на фунда менты. При высоких грунтовых водах газоходы не заглубляют в грунт. Площадь сечения горизонтального газохода (борова) про порциональна обслуживаемой поверхности нагрева котлов
f= 0,0055FK [м2]. |
(9-2) |
150
Площадь внутристенных дымовых каналов и труб небольших котельных
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(9-3) |
где а — коэффициент, равный |
0,03,— для |
внутренних |
каналов и |
|||||||
отдельно |
стоящих кирпичных |
труб; |
0,04 — для |
отдельно |
стоящих |
|||||
(сильно |
охлаждающихся) металлических |
труб; |
h — высота |
от ко |
||||||
лосниковой решетки до устья трубы |
(устье |
не менее |
чем на |
1 м |
||||||
выше крыши здания), м. |
|
|
|
ккал/ч) |
|
|
|
|||
Для |
больших котельных |
(более |
500 000 |
определение |
||||||
сечений дымовых труб и газоходов |
ведется |
с учетом |
сопротивле |
|||||||
ния тягового |
тракта. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Местная |
котельная — комплекс |
помещений: |
котельный |
зал, |
склад топлива, санузел с душем, умывальником и унитазом. Же
лательна и мастерская — комната |
кочегара1 . |
|
Хотя бы одна из стен котельного зала |
должна |
иметь естественное освещение |
и приток наружного воздуха (на горение |
топлива |
и вентиляцию) через откры |
ваемые проемы. Местная котельная должна иметь собственный выход с там буром во двор (наружные лестницы или выделенные марши лестничной клетки) и бункеры для загрузки топлива. В мелких котельных их насосные и теплообмен ники могут размещаться в основном котельном зале. При расходе топлива более 5 т/ч его подают ленточными транспортерами (наклонные эстакады), при расходе более 40 т/ч сооружают бункерные галереи. При расчетной ta не ниже +5° С допускаются котельные открытого типа.
Удобство обслуживания требует ширины проходов между кот лами 0,7-—1,0 м, а у с т е н — 1 , 0 - М ,5 м. Для экономии площади котлы спаривают. Расстояние перед фронтом котлов ВНИИСТОМч — 1,5-4-2,2 м, для котлов «Универсал» — 3-^3,5 м, а за котлами соответственно — 0,4 и 1,5 м. Котлы устанавливают вдоль единой фронтальной линии. Высота котельного зала на 1 м выше высоты котлов, но не менее 3 м. Перекрытия над местной котельной не сгораемые и газонепроницаемые. Полы бетонные, а в бытовых по мещениях дощатые.
Рис. 9-8 — планировка местной котельной с чугунными секцион ными котлами: двумя водогрейными и одним паровым с гори зонтальным цилиндрическим сухопарником; на рис. 9-9 — то же, но для отдельно стоящей котельной. Для возмещения расхода воз духа, забираемого на дутье, в верхней зоне котельной установлены жалюзи.
Зная часовой расход топлива qT (кг/ч) для котельной, опреде ляют необходимую площадь для хранения твердого топлива
600 (7т |
(9-4) |
|
У Ж |
||
|
где 600 — продолжительность работы котельной, обеспечиваемая топливом, хранящимся на складе, ч; у т и /іт — плотность в кг/м3 и допускаемая высота,в м для топлива (см. табл. 5 - 1) .
1 Приемы планировки крупных котельных даны в специальной литературе. Нормы проектирования котельных—см. СН 350—66, СНиП П-Г. 9-65.
151
" L |
|
|
p |
m |
|
І1 |
||
[ |
|
|
|
|
||||
|
щ . |
|
|
TA |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
H B |
|
Рис. 9-8. Планировка |
|
местной |
отопительной котельной |
|||||
1 — водогрейный |
котел; |
2 — паровой; |
3 — верстак; |
4—бункер; |
||||
5 — д ы м о в о й |
н |
вытяжной |
каналы; |
fi |
— с к л а д топлива: |
7 — ко |
||
тельный зал; |
S — п о м е щ е н и е |
насосной; 9 — вытяжные |
каналы |
|||||
|
|
из |
санузла |
и |
душевой |
|
ч
M |
/ |
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
Л |
/, |
|
|
|
|
|
|
|
•20,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
U/ - |
|
|
|
|
|
Рис. '9-9. |
Отдельно |
стоящая |
котельная |
|
|||
/ — котел «Универсал-6» |
водогрейный; |
2 — т о |
ж е , паровой; |
3 — г а з о х о д ы |
от котлов; 4- |
||
сборный газоход; |
5 — отдельно |
стоящая труба; |
6 — |
неподвижные |
жалюзи |
ч7 I
Ѵ9
Рис. 9-10. Тепловая схема коммунальной ТЭЦ
Площадь складского помещения назначается с добавлением площади проходов. При отдельно стоящих котельных допускается хранение топлива под навесом, открыто; снаружи размещают зо лоуловители, дутьевые устройства, химводоочистку и т. п.
§ 28. Сведения о КЭС и ТЭЦ
Устраиваются два типа тепловых электростанций: конденсаци онные (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Первые вырабаты вают только электроэнергию, вторые — и электроэнергию, и тепло для централизованного теплоснабжения. По начальному давлению пара ТЭЦ делятся на среднего, высокого, повышенного и сверх высокого давления (35, 90, 130, 240 ати). На рис. 9-10 —схема коммунальной ТЭЦ.
Пар высокого давления из котла поступает в теплофикацион ную турбину 2. Отработавший пар направляют в подогреватель / / , где он нагревает воду тепловых сетей до требуемой температуры. Из подогревателя вода поступает в тепловую сеть 13 непосредст венно или после догрева в пиковом котле 12. Охладившись в сис темах потребителей тепла, сетевая вода по теплопроводу 8 воз
вращается на ТЭЦ для нового подогрева. Она проходит |
грязевик |
9, сетевой насос 10, основной подогреватель 77, пиковый |
котел 12 |
и вновь поступает в систему теплоснабжения. При входе на ТЭЦ сетевая вода пополняется «добавочной водой из водоподготовки 14
подпиточным насосом |
15. через регулятор давления 16. Перемычка |
|||
с терморегулятором |
18 |
служит |
для регулирования |
температуры |
воды за подогревателем |
/ / . Из |
последнего конденсат |
пара насо |
сом 17 подается в главный деаэратор ТЭЦ, включенный в систему регенерации 6. Неиспользованный в отборе пар проходит во вто
рую часть турбины |
2 с электрогенератором |
3, |
где |
расширяется |
до 0,03—0,05 ати, и |
поступает в конденсатор |
4 |
(с |
охлаждающей |
водой из водопровода 19). Здесь отработавший пар конденсиру
ется в жидкость и насосом |
|
5 подается в систему регенерации |
6 |
|||||
для подогрева, |
дегазации |
и |
пополнения химически |
очищенной |
||||
в водоподготовке 7 водой. |
|
|
|
|
|
|||
Тепловые балансы |
КЭС |
и ТЭЦ приведены в табл. |
9-2. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
9-2 |
||
|
Примерные |
балансы тепла для КЭС и ТЭЦ, % |
|
|
|
|||
|
|
Статьи |
расхода |
тепла |
К Э С |
Т Э Ц |
||
|
|
|
|
|
|
15 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
3,5 |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
0 |
|
Тепло, |
превращенное в электроэнергию |
40 |
33 |
|
||||
Тепло, |
отданное теплоснабжению |
|
0 |
47 |
|
|||
П р и м е ч а н и е . |
Полный к. п. д . для К Э С — 40?;. для Т Э Ц — 80°;. |
|
|
|
153
§ 29. Схемы и оборудование централизованного теплоснабжения
Устраиваются в о д я н ы е , |
п а р о в ы е и |
с м е ш а н н ы е |
сис |
|
темы теплоснабжения. |
Как |
правило, теплосети прокладываются |
||
двухтрубными. Вторая |
труба — для возврата |
охлажденной |
воды |
(при паре — для конденсата).
Сооружают «закрытые» и «открытые» системы теплоснабже ния. В закрытых системах теплообмен между сетевым и местным теплоносителями происходит через разделяющую стенку водона гревателя, давление в теплосети не зависит от давления в местной системе или от ее высоты; вся сетевая вода возвращается на ТЭЦ. В открытых системах часть воды расходуется на горячее водо снабжение (непосредственный водозабор).
Теплосети делятся на районные и общие. Первые обслужи вают определенный район. Их недостаток — невозможность гиб кого покрытия тепловых нагрузок за счет соседних ТЭЦ или ис
пользования |
промышленных тепловых отходов. В общих |
сетях — |
||||||
большие |
возможности |
(работа всех |
источников тепла |
на |
единую |
|||
сеть). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловая |
сеть — чаще двухступенчатая |
(рис. 9-11) |
с |
магист |
||||
ральными |
и |
распределительными |
трубопроводами. Первая сту |
|||||
пень (магистральная) |
отделена |
от |
второй |
(распределительной) |
подогревателями. В магистральных трубопроводах выгодно при менять теплоносители высоких температур (180, 200°С), а в рас пределительных— более низких (по местным условиям).
Конфигурация сетей лучевая — а и кольцевая — б (рис. 9-12). Хотя кольцевая система обычно протяженнее и дороже лучевой,
однако она более надежна в аварийных |
ситуациях. |
|
|
||||||
Протяженность теплосетей значительна; важным является рас |
|||||||||
пределение |
в них давлений |
(рис. 9-13). Линии г — е, а-—ж пока |
|||||||
зывают падение давлений в подающей и обратной |
магистралях, |
||||||||
график — статические |
и динамические |
давления, |
передаваемые по |
||||||
теплосети |
в системы |
абонентов. |
Весь |
отрезок |
а — г —давление, |
||||
развиваемое насосами, е — ою — свободное давление |
на вводе |
наи |
|||||||
более удаленного |
абонента |
(потери в |
нем). Ответвления от ли |
||||||
ний г — е, а — ж к |
точкам 1—3 характеризуют гидравлические |
со |
|||||||
противления в местных системах. |
|
|
|
|
|
||||
Если к тепловым сетям |
все абоненты присоединены через элеваторы, то в се |
||||||||
тях статическое давление |
определяется |
самой |
высокой отметкой уровня |
воды |
в местных |
системах. При перегретой воде это давление включает в себя и давле |
|||
ние, паров |
перегретой воды. |
Графики строят, |
чтобы контролировать |
давление |
у абонентов (6 ати— предел |
прочности приборов),-наличие в системах |
с пере |
||
гретой водой давления не меньше чем давление |
парообразования. |
|
Сейчас широко применяется теплоснабжение с вводами в квар тальные тепловые пункты. От них теплоноситель подается к теплоцентрам (абонентским вводам) отдельных зданий. Вводы раз мещаются в отдельном помещении (примерно 3,0X6,0 м, высотой не менее 1,8 м с проходами у оборудования не менее 1,0 м) в первом или подвальном этажах здания. Манометры, термомет-
154
Рис. 9-11. Двухступенчатая схема теплоснабжения
/ — ТЭЦ: |
2 — районная котельная; |
3 — |
||
подогревательно - |
распределительные |
|||
станции; |
4 — потребители |
тепла; |
5 — |
|
насосные; |
6 — магистрали; |
7 — р а с п р е |
||
делительные |
трубопроводы |
|
Рис. 9-12. Конфигурация тепло вых сетей
о— —о
ТЭЦ
Рис. 9-13. График давлений в водяных тепловых сетях
/ — план тепловой |
сети; / / |
— профиль; |
/ / / — липни статиче |
||
ского давления; |
1—3 — абоненты; |
А—В — точки |
ответвления |
||
к абонентам, вертикальные |
отрезки |
от |
точек |
1—3 — высоты |
|
|
местных систем |
|
|
ры, предохранительные устройства и расходомеры должны обес печить учет расходуемого тепла и контроль, эксплуатационную подрегулировку системы абонента (изменением параметров, вре менным отключением абонентов — пропусками).
На рис. 9-14 и 9-15 — схемы вводов.
Теплопроводы |
прокладывают под |
землей на |
глубине |
0,5— |
1,0 м (рис. 9-16). |
На производственных |
площадках |
или вне |
горо |
дов и поселков допустима воздушная прокладка на эстакадах и
мачтах, |
по стенам каменных зданий, на надземных опорах (1,0— |
1,5 м от |
земли). |
155
|
|
Рис. 9-14. |
Схема |
парового |
ввода |
|
|
|||||
/ — пар |
на |
технологические |
нужды; |
2 — п а р |
на |
вентиляцию; 3 — пар |
||||||
на отопление; 4— закрытый конденсационный |
бак; 5 — гидрозатвор; fi — |
|||||||||||
насос для |
перекачки |
конденсата; |
7 — предохранительные |
клапаны; |
8 — |
|||||||
редукционный клапан: |
9—обратный |
|
клапан; |
10 — конденсатоотводчнк; |
||||||||
/ / — водоотделитель; |
12 — паромер; |
13— водомер; |
14 — пар |
низкого |
дав |
|||||||
ления; |
15 — воздушная |
трубка |
(обратный клапан |
за конденсатоотвод- |
||||||||
|
|
|
|
чнком |
не |
показан) |
|
|
|
|
|
Рис. 9-15. Схема |
водяного |
ввода |
|
||
/ — п о д а ю щ а я |
магистраль тепловой |
сети: 2 — обратная |
магистраль: |
|||
3 — п о д а ю щ а я |
магистраль в систему отопления; 4— |
обратная маги |
||||
страль; 5 — задвижка; 6 — грязевик; 7 — спускная |
из |
грязевика; |
||||
8 — манометры; |
|
9 — термометры; 10 — ручной |
насос; |
/ / — э л е в а т о р ; |
||
12 — водопровод; |
13 — раковина; |
14 — водомер; |
15 — обратный |
|||
|
|
клапан |
|
|
|
Рис. 9-16. Пример укладки подземных сетей
/ — газопровод; 2 и 3 — водопровод; 4 — канализация; 5 — водосток; fi — теплосеть
Рис. 9-17. |
|
Варианты подземной прокладки |
теплопроводов |
|||||||
а - с б о р н ы й |
железобетонный |
непроходной |
канал; |
б - |
беска- |
|||||
пальная прокладка; |
о — проходной |
канал: |
/ — т Р У 6 |
а ^ „ „ ^ „ ; , , " |
||||||
лоизоляция; |
3 - в н е ш н я я штукатурка; |
4 - б е т о н н ы е |
подкладки |
|||||||
5 — плиты |
il |
стенки |
каналов; |
5 - |
гравий; 7 - |
д р е н а ж н а я |
труба |
|||
8 - г р у н т |
(песок); |
9 — металлический |
каркас; |
« - п о д г о т о в к а |
||||||
|
|
|
основания |
|
|
|
|
|
а)
Железоіетоииая
баяна
^Железобетонные
платы
Рис. 9-18. Ниша для подземной прокладки П-образного ком пенсатора
а — п л а н пиши; б — схемы положения компенсатора до и после пус ка теплоносителя
Подземная прокладка (рис. 9-17) бывает канальная (в непро ходных и реже проходных каналах из отдельных типовых бло ков) и бесканальная, более простая; она на 30—35% дешевле канальной. Для бесканальной применяют литые конструкции (за ливка пенобетоном) и сборно-блочные из набивных или литых блоков.
Теплопроводы изолируют (подающие трубы обязательно). При высоких грунтовых водах вдоль трассы устраивается дренаж. Ук лон дна каналов и верхней плиты не менее 0,002. Гидроизоляция дна и стенок каналов — до верхнего уровня грунтовых вод. Тепло изоляция бесканальной прокладки дополняется внешним гидро изоляционным слоем, например двумя слоями борулииа; во влаж ных местах гидроизоляцию усиливают (рубероид, битум и т. д.).
На трассе предусматривают задвижки для отключения отдель ных участков, компенсаторы температурных удлинений (А~ 1,2 мм
на 1 м трубы) |
как П-образные |
(рис. 9-18), так и более |
компакт |
|
ные сальниковые (рис. 9-19) —для городских участков; |
реже при |
|||
меняют гофрированные или волнистые отрезки труб. Для |
прокладки |
|||
трубопроводов |
к зданиям (места |
ответвлений) и установки |
запор |
|
ной арматуры |
предусматривают |
железобетонные сборные |
камеры |
Рис. 9-21. Неподвижная опора для теплопровода в канале
158
(рис. 9-20) |
высотой |
1,8—2 |
|
м; |
размеры |
|
|
|||||||||
в |
плане — по |
оборудованию. Камеры |
име |
|
|
|||||||||||
ют |
приямок |
для |
стока |
и |
откачки |
воды, |
|
|
||||||||
один или два люка. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Как |
несущие |
конструкции, обеспечива |
|
|
|||||||||||
ющие организованное |
перемещение |
труб, |
|
|
||||||||||||
применяются опоры: для воздушной про |
|
|
||||||||||||||
кладки— подвесные, |
|
а |
для |
подземной — |
|
|
||||||||||
скользящие |
(труба |
свободно |
перемещается |
|
|
|||||||||||
на |
опоре) |
и неподвижные (рис. 9-21). |
|
|
|
|||||||||||
|
Компенсаторы |
|
должны |
|
устраиваться |
|
|
|||||||||
между неподвижными опорами на протя |
|
|
||||||||||||||
женных |
прямых |
участках |
(более |
25 м). |
|
|
||||||||||
При установке они растягиваются, а в на |
|
|
||||||||||||||
гретом состоянии могут сжаться на вели |
|
|
||||||||||||||
чину 2//4 |
(рис. 9-18, |
б). |
Высота |
h |
вылета |
|
|
|||||||||
по отношению к ширине а компенсатора |
|
|
||||||||||||||
берется |
в отношении |
|
Общее |
удлинение |
|
|
||||||||||
Al |
участка |
|
трубопровода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Al |
— a (t — t„) I |
[м[, |
|
|
(9-5) |
|
|
|||||
где / — длина |
участка, |
м; |
t |
и |
tB |
— соот |
|
|
||||||||
ветственно |
|
расчетная |
температура |
среды |
|
|
||||||||||
в |
трубе |
и |
|
температура |
окружающего |
воз |
Рис. 9-22. Регулятор рас |
|||||||||
духа, °С; а — коэффициент |
линейного |
рас |
/ — клапан |
хода |
||||||||||||
ширения |
|
металла |
трубы |
(для |
стали — |
2— пружина; |
||||||||||
|
3- |
снльфон |
||||||||||||||
0,000012 м/м |
град). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Трасса |
|
должна |
быть |
минимальной |
протяженности, вызывать |
возможно меньшую разборку дорожных покрытий, учитывать рас положение канализации, водопровода, электрических и телефон ных кабелей, газопроводов и т. д. Следует использовать подвалы и технические подполья зданий. Это удешевляет прокладку, обес печивает осмотр оборудования.
Согласно СНиП |
П-Г. 10-62, средняя величина |
R, приходящаяся |
||||
на 1 м прямого водовода, принимается: 2—3 кгс/м2-м |
— для тран |
|||||
зитных |
магистралей, |
до 8 — для |
распределительных; |
по фактиче |
||
скому располагаемому давлению — для ответвлений к зданиям |
(не |
|||||
более |
30 кгс/м2>м). |
Скорость |
теплоносителя |
принимается |
до |
|
50 м/сек в паропроводах и 3 м/сек |
— в водоводах. |
|
|
|
Методика расчета сетей такая же, как и для внутренних систем центрального отопления. Формулы, связывающие R, диаметр d трубы и расход теплоноси теля G,таковы:
для водяных сетей |
|
1,05 |
G 2 |
|
|
R |
|
(9-6) |
|||
|
10 |
^5,25,, |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
для паровых |
,0,845 |
|
|
||
R |
|
(9-7) |
|||
" |
10ш |
*5.25„, |
|||
где у — плотность теплоносителя, |
|
||||
|
кг/м3. |
|
|
159