10883

81

Рис. 1.52 Двухступенчатая схема подключения к тепловой сети теплообменников ГВС и системы отопления (через элеватор)

В двухступечатой схеме (См. рис. 1.52) холодная вода сначала поступает в теплообменник первой ступени, где подогревается до температуры примерно

+37°С, а затем поступает в теплообменники второй ступени, где догревается до требуемой температуры. В первой ступени греющей средой является теплоно-

ситель, возвращающийся из системы отопления с температурой +40-70°С, (в летнее время – теплоноситель после второй ступени). Во второй ступени горячая вода нагревается от высокотемпературного теплоносителя, поступающего из подающего трубопровода тепловой сети Т1 с температурой +70-150°С.

В состав системы ГВС может быть включено следующее оборудование и устройства: теплообменники, насосы, регуляторы расхода, регуляторы давления, фильтры сетчатые и грязевики, счетчики, баки-аккумуляторы, а также трубопроводы, различного вида арматура, контрольно-измерительные приборы (КИП) и устройства для автоматического управления.

Теплообменники системы ГВС бывают:

−водоводяные и пароводяные – по виду греющего теплоносителя;

−кожухотрубные (труба в трубе) и пластинчатые (ALFA LAVAL, Ридан,

Danfoss). См. рис. 1.53-1.55.

82

а) б) в)

а) схема устройства, направление движения греющей и нагреваемой воды; б) внешний вид; в) внутреннее строение секции двухсекционного кожухотрубного теплообменника.

Рис. 1.53 Кожухотрубные теплообменники

а) схема устройства, направление движения греющей и нагреваемой воды; б) внешний вид; в) самый маленький типоразмер.

Рис. 1.54 Пластинчатые теплообменники

На каждом патрубке теплообменника устанавливают отключающее устройство, термометр и манометр, а перед входными патрубками пластинчатых, кроме того, – сетчатые фильтры (для исключения дополнительных потерь давления вследствие загрязнения межпластинчатого пространства).

Побудителем движения воды в ГВС служат насосы системы ХВС, расположенные в насосной станции системы холодного водоснабжения населенного пункта, – в режиме водоразбора, и циркуляционные насосы – в отсутствии водоразбора.

83

Рис. 1.55 Пластинчатые теплообменники, установленные в котельной (слева) и тепловом пункте (справа)

Циркуляционные насосы обеспечивают режим циркуляции горячей воды в системе для предотвращения остывания воды в трубопроводах. Циркуляционные насосы устанавливают на обратном трубопроводе системы ГВС в тепловом пункте здания, в центральном тепловом пункте (если система теплоснабжения двухступенчатая) или в котельной (если система теплоснабжения одноступенчатая четырехтрубная).

Насосы всегда устанавливаются в количестве не менее двух – один рабочий и один резервный. Монтаж одного насоса допускается при условии хранения резервного насоса в непосредственной близости от места расположения насосной установки. После насоса по ходу движения воды устанавливают обратный клапан для предотвращения тока воды через лопатки насоса в обратную сторону. До насоса и после обратного клапана устанавливают запорную арматуру для возможности обеспечения отключения насоса при его замене (см. рис. 1.52 и 1.56). До и после насоса для контроля напора воды устанавливаются манометры.

Теплообменники, циркуляционные насосы, фильтры, КИП и автоматика устанавливаются в центральном тепловом пункте или в тепловом пункте здания

– ИТП.

85

ления должны оставаться неизменными в течение всего срока эксплуатации. В системах ГВС используются трубы стальные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75 и полимерные, рассчитанные на давление 10-20 атм. (PN10, PN15, PN20)

и выдерживающие температуру не менее +75°С.

Прокладку распределительных сетей трубопроводов горячего водоснабжения в жилых и общественных зданиях следует предусматривать в подпольях, подвалах, технических этажах и чердаках, а в случае отсутствия чердаков – на первом этаже в подпольных каналах совместно с трубопроводами отопления или под полом с устройством съемного покрытия, а также по конструкциям зданий, по которым допускается открытая прокладка трубопроводов, или под потолком нежилых помещений верхнего этажа.

Стояки и вводы горячей воды в квартиры и другие помещения, а также запорную арматуру, измерительные приборы, регуляторы следует размещать в коммуникационных шахтах с устройством специальных технических шкафов, обеспечивающих свободный доступ к ним технического персонала.

Прокладку стояков и разводки допускается предусматривать в шахтах, открыто – по стенам душевых, кухонь и других аналогичных помещений с учетом размещения необходимых запорных, регулирующих и измерительных устройств. Для помещений, к отделке которых предъявляются повышенные требования, и для всех сетей с трубопроводами из полимерных материалов (кроме трубопроводов в санитарных узлах) следует предусматривать скрытую прокладку. Прокладку трубопроводов следует предусматривать с уклоном не менее i=0,002.

Арматура систем горячего водоснабжения бывает запорная (в т. ч. спускная), регулирующая, обратная (см. п. 1.6.1.), водоразборная (смесители, душевые лейки). В точках водоразбора с холодной и горячей водой следует предусматривать установку смесителей с раздельной подводкой холодной и горячей воды.

Подающие и обратные трубопроводы систем горячего водоснабжения, кроме подводок к приборам, следует прокладывать в тепловой изоляции для

86

уменьшения потерь теплоты. Дополнительный материал для СРС:

http://www.time-nn.ru/support/?action=printprod&prod_id=6002; formyla-remonta.ru; http://santechnik.org.ua/stati/otoplenie/systemy-otopleniya

1.9 Источники теплоты в системах теплоснабжения

Схему теплоснабжения для промышленных предприятий следует выбирать исходя из условий обеспечения надежности, экономичности и непрерывности подачи тепловой энергии с учетом возможности текущих изменений в процессе производства. Должны быть также предусмотрены условия для расширения сооружений теплоснабжения.

Выбор источников теплоты, режима их работы и планирование теплоснабжения производят на основании суммарных часовых, суточных и годовых рас-

ходов теплоты. Главная задача при проектировании систем теплоснабжения − определение расчетных тепловых нагрузок потребителей теплоты.

Определив годовую потребность в теплоте для отопления, решают вопрос о ее источниках. Таким источником может быть районная или заводская котельная. Обычно заводские котельные сооружают для обеспечения теплотой не только самого предприятия, но и близлежащих потребителей.

В зависимости от характера тепловых нагрузок котельные установки подразделяют на:

отопительные, вырабатывающие теплоту для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;

производственно-отопительные − для систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологических целей;

производственные − для технологических целей.

Тепловые нагрузки при расчете котельных и выборе оборудования нужно определять главным образом для следующих режимов:

максимально зимний − для средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки; по этому режиму определяется расчетная теплопроизво-

87

дителъностъ котельной;

средний за отопительный период − для средней температуры наружного воздуха за отопительный период;

летний − определяется расходом теплоты на технологические цели и горячее водоснабжение.

Число устанавливаемых котельных агрегатов не должно быть меньше двух и больше четырех−шести. Как правило, следует устанавливать однотипные агрегаты с одинаковой теплопроизводителъностью. При мало колеблющейся тепловой нагрузке предпочтение нужно отдавать котельным агрегатам с большей производительностью.

Вотопительно-производственных и производственных котельных резервные котельные агрегаты устанавливают в тех случаях, когда по условиям технологических процессов перерыв в теплоснабжении не допускается. В отопительных котельных резервные котлы не устанавливают.

Взависимости от типа котлов котельные подразделяют на водогрейные, паровые и комбинированные (смешанные).

Назначение и конструкции котельных установок

Котельная установка служит для выработки пара с заданными параметрами для паровых двигателей (турбин, поршневых машин), а также для нужд производства или отопления. В зависимости от назначения котельные установки бывают энергетические (обслуживающие электрические станции), производственные, производственно-отопительные и отопительные. Назначение котельной установки обусловливает ее производительность и параметры вырабатываемого пара или горячей воды.

Исходным рабочим телом для получения пара в котельной установке является вода, а исходным носителем энергии − топливо. Теплота, выделяющаяся при сжигании топлива, передается через металлические поверхности теплообменных аппаратов воде и пару. Основными составляющими процесса производства пара в котельных установках являются горение

88

топлива, теплообмен между продуктами горения и рабочим телом и образование

пара.

Рис. 52. Котельная установка: 1 − вагонетка для подвоза топлива; 2 − металлическая решетка; 3 − бункер для топлива; 4 − механизм подачи топлива в топку; 5 − колосниковая решетка; 6 − топка; 7 − вертикально-водотрубный паровой котел; 8 − пароперегреватель; 9 − паропровод насыщенного пара; 10 − паропровод перегретого пара; 11 − пылезолоуловитель; 12

−водяной экономайзер; 13 − трубопровод питательной воды; 14 − воздухоподогреватель; 15 − дутьевой вентилятор; 16 − питательный насос; 17 − дымовая труба; 18 − молниепровод; 19 − сборный боров; 20 − боров от других котлов; 21 − поворотная заслонка регулирования тяги; 22

−золовой бункер; 23 − шлаковый бункер; 24 − вагонетка для удаления шлака и золы.

Основными видами химического топлива являются органические топлива: природный газ, угли, торф, горючие сланцы, продукты переработки нефти. По способу получения различают естественное (природное) топливо, искусственное топливо и топливные отходы. В зависимости от агрегатного состояния топливо разделяют на твердое, жидкое и газообразное.

Котельная установка состоит из котельных агрегатов и вспомогательных устройств.

К основным элементам оборудования котельной установки (рис. 51) отно-

89

сятся:

паровой котел 7 − обогреваемый топочными газами закрытый теплообменный аппарат, служащий для получения насыщенного пара давлением более 1 МПа, используемого вне самого аппарата;

топка 6 − топливосжигающее устройство, в котором происходит выделение теплоты в процессе горения топлива;

пароперегреватель 8 − обогреваемый топочными газами теплообменный аппарат, предназначенный для перегрева насыщенного пара;

экономайзер 12 − теплообменный аппарат для подогрева питательной воды (до ее поступления в котел) за счет использования теплоты продуктов сгорания;

воздухоподогреватель 14 − теплообменный аппарат для подогрева воздуха (перед его поступлением в топочное устройство) за счет использования теплоты продуктов сгорания.

Совокупность перечисленных выше основных элементов оборудования представляет собой котельный агрегат (сокращенно котлоагрегат).

К вспомогательным элементам оборудования котельной установки относятся:

тяговая установка, отсасывающая дымовые газы из газоходов котлоагрегатов и выбрасывающая их через дымовую трубу 17 в атмосферу;

дутьевая установка, представляющая собой вентилятор 15, который нагнетает воздух по воздухопроводам в топку;

питательная установка, состоящая из питательных насосов 16 и трубопроводов, предназначенных для питания котлоагрегатов водой;

водоподготовительная установка, предназначенная для химической очистки питательной воды;

паропроводы − стальные трубопроводы 9 и 10 для транспортирования пара соответственно между элементами котлоагрегатов и от котлоагрегатов к потребителям;

топливоподающее устройство (для твердого топлива - вагонетка) 1 − для подачи топлива с топливного склада в котельную;

90

топливный бункер 3 (топливохранилище) − для образования некоторого запаса топлива в котельной;

золоудаляющее устройство (элементы 22...24) для удаления из котлоагрегатов золы и шлаков и транспортирования их из котельной на отвалы;

золоулавливающее устройство − аппараты 11 для улавливания летучей золы из дымовых газов на выходе их из котлоагрегатов в целях борьбы с засорением окружающей среды частицами золы, вылетающими из дымовых труб.

Производительность котельной установки складывается из па-ропроизводительности отдельных котлов, входящих в ее состав.

Паропроизводительность котла − это количество пара (в тоннах или килограммах), производимого котлом в единицу времени. Этот параметр обозначают буквой D и измеряют в т/ч, кг/ч или кг/с.

Важной характеристикой котла является его поверхность нагрева F, измеряемая в квадратных метрах (м2).

Поверхностью нагрева котла называют площадь всех поверхностей метал-

лических стенок, омываемых с одной стороны горячими газами, а с другой, − рабочим телом (водой или пароводяной смесью). Поверхность нагрева обычно подсчитывают со стороны, обогреваемой газами.

Поверхность нагрева, получающая теплоту главным образом в результате

излучения пламени или горящего слоя топлива, носит название радиационной..

Радиационные поверхности нагрева, воспринимающие теплоту исключительно за счет излучения в топке, называют топочными экранами. Поверхность нагрева, которой теплота передается главным образом в результате соприкосновения с этой поверхностью горячих движущихся газов, носит название конвективной.

Водогрейные котлы устанавливают на ТЭЦ для покрытия пиковых нагрузок в теплофикационных системах, а также в районных и заводских котельных в качестве основных источников теплоты в системах централизованного теплоснабжения. Котлы представляют собой прямоточные агрегаты, подогревающие непосредственно воду, циркулирующую в тепловых сетах. В пиковом режиме осуществляется подогрев сетевой воды до температуры от 104 до 150 оС, а в