1.1 Sélection du type de fluides caloporteurs

2. Sélection et justification du système d'alimentation en chaleur et de sa composition

3. Construction de graphiques d'évolution de l'apport de chaleur. Équivalent carburant annuel.

4. Le choix du mode de régulation. Calcul du graphique de température

4.1 Choix de la méthode de contrôle de l'apport de chaleur

4.2 Calcul des températures d'eau dans les installations de chauffage avec raccordement dépendant

4.2.1 Température de l'eau dans la conduite d'alimentation du réseau de chauffage, о С

4.2.2 Température de l'eau en sortie du système de chauffage

4.2.3 Température de l'eau après dispositif de mélange (ascenseur)

4.3 Réajustement du système d'alimentation en eau chaude

4.4 Calcul de la consommation d'eau du réseau de chauffage pour la ventilation et la température de l'eau après les systèmes de ventilation

4.5 Détermination du débit d'eau du réseau dans les canalisations d'alimentation et de retour du réseau de chauffage de l'eau

4.5.1 Débit d'eau dans le système de chauffage

4.5.2 Consommation d'eau dans le système de ventilation

4.5.3 Consommation d'eau dans le système ECS.

4.5.4 Température moyenne pondérée dans la ligne de retour du réseau de chaleur.

5. Construction de graphiques de consommation d'eau du réseau par objets et au total

6. Le choix du type et de la méthode de pose du réseau de chaleur

7. Calcul hydraulique du réseau de chaleur. Tracer un graphique piézométrique

7.1 Calcul hydraulique du réseau de chauffe-eau

7.2 Calcul hydraulique des réseaux de chaleur ramifiés

7.2.1 Calcul de la section de la route principale I - TK

7.2.2 Calcul de la branche TK - Zh1.

7.2.3 Calcul des rondelles papillon sur les branches du réseau de chaleur

7.3 Tracer un graphique piézométrique

7.4 Sélection des pompes

7.4.1 Sélection de la pompe principale

7.4.2 Sélection d'une pompe de charge

8. Calcul thermique des réseaux de chaleur. Calcul de l'épaisseur de la couche isolante

8.1 Paramètres réseau de base

8.2 Calcul de l'épaisseur de la couche isolante

8.3 Calcul des pertes de chaleur

9. Calculs thermiques et hydrauliques de la canalisation de vapeur

9.1 Calcul hydraulique de la ligne vapeur

9.2 Calcul de l'épaisseur de la couche isolante du tuyau de vapeur

10. Calcul du circuit thermique de la source d'alimentation en chaleur. Sélection des équipements principaux et auxiliaires.

10.1 Tableau des données sources

11. Sélection de l'équipement de base

11.1 Sélection des chaudières à vapeur

11.2 Sélection des désaérateurs

11.3 Sélection des pompes d'alimentation

12. Calcul thermique des chauffe-eau de chauffage

12.1 Chauffe-eau/vapeur

12.2 Dimensionnement du refroidisseur de condensats

13. Indicateurs techniques et économiques du système d'alimentation en chaleur

Conclusion

Bibliographie

introduction

Les entreprises industrielles et le secteur du logement et des services publics consomment une énorme quantité de chaleur pour les besoins technologiques, la ventilation, le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude. L'énergie thermique sous forme de vapeur et d'eau chaude est générée par des centrales de cogénération, des chaudières industrielles et de chauffage urbain.

Le passage des entreprises à la comptabilité analytique et à l'autofinancement, l'augmentation prévue des prix des combustibles et la transition de nombreuses entreprises vers le travail en deux et trois équipes nécessitent une restructuration sérieuse de la conception et de l'exploitation des chaufferies de production et de chauffage.

Les chaufferies industrielles et de chauffage doivent assurer un approvisionnement en chaleur ininterrompu et de haute qualité aux entreprises et aux consommateurs du secteur du logement et des collectivités. L'amélioration de la fiabilité et de l'efficacité de l'approvisionnement en chaleur dépend en grande partie de la qualité des unités de chaudière et est rationnelle. le schéma de chauffage conçu de la chaufferie. Les principaux instituts de conception ont développé et améliorent des systèmes de chauffage rationnels et des conceptions standard pour les chaufferies de production et de chauffage.

Le but de ce projet de cours est d'acquérir des compétences et de se familiariser avec les méthodes de calcul de l'apport de chaleur aux consommateurs, dans un cas particulier - le calcul de l'apport de chaleur de deux zones résidentielles et d'une entreprise industrielle à partir d'une source d'approvisionnement en chaleur. L'objectif était également de se familiariser avec les normes nationales existantes, les codes et réglementations du bâtiment liés à l'approvisionnement en chaleur, la familiarisation avec les équipements typiques des réseaux de chauffage et des chaufferies.

Dans ce projet de cours, des graphiques des changements dans l'apport de chaleur à chaque objet seront construits, l'approvisionnement annuel en combustible équivalent pour l'approvisionnement en chaleur est déterminé. Des calculs seront effectués et des graphiques de température seront construits, ainsi que des graphiques de consommation d'eau du réseau par objets et au total. Un calcul hydraulique des réseaux de chaleur a été réalisé, un graphe piézométrique a été construit, des pompes ont été sélectionnées, un calcul thermique des réseaux de chaleur a été effectué, l'épaisseur d'un revêtement isolant a été calculée. Le débit, la pression et la température de la vapeur générée au niveau de la source d'alimentation en chaleur ont été déterminés. L'équipement principal est sélectionné, le chauffe-eau de chauffage est calculé.

Le projet est de nature pédagogique, par conséquent, il prévoit le calcul du schéma de chauffage de la chaufferie uniquement en mode hiver maximum. Le reste des modes sera également touché, mais indirectement.

1. Sélection du type de liquides de refroidissement et de leurs paramètres

1.1 Sélection du type de fluides caloporteurs

Le choix du caloporteur et du système d'alimentation en chaleur est déterminé par des considérations techniques et économiques et dépend principalement du type de source de chaleur et du type de charge thermique.

Dans notre projet de cours, il y a trois objets de fourniture de chaleur : une entreprise industrielle et 2 zones résidentielles.

En utilisant les recommandations, pour le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude des bâtiments résidentiels et publics, nous acceptons le système d'alimentation en eau chaude. En effet, l'eau présente un certain nombre d'avantages par rapport à la vapeur, à savoir :

a) une plus grande efficacité du système d'alimentation en chaleur en raison de l'absence de pertes de condensat et de vapeur dans les unités d'abonnés, qui se produisent dans les systèmes à vapeur ;

b) augmentation de la capacité de stockage du système d'eau.

Pour une entreprise industrielle, nous utilisons la vapeur comme caloporteur unique pour les processus technologiques, le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude.

1.2 Choix des paramètres des caloporteurs

Les paramètres de vapeur de procédé sont déterminés en fonction des exigences des consommateurs et en tenant compte des pertes de pression et de chaleur dans les réseaux de chaleur.

En raison du fait qu'il n'y a pas de données sur les pertes hydrauliques et thermiques dans les réseaux, sur la base de l'expérience d'exploitation et de conception, nous prenons les pertes de charge spécifiques et la diminution de la température du liquide de refroidissement due aux pertes de chaleur dans la canalisation de vapeur, respectivement

Compte tenu de ce qui précède, la température de la vapeur à l'entrée du consommateur est de 0  :

Selon la pression de saturation de la vapeur à la température de vapeur obtenue chez le consommateur

La pression de vapeur à la sortie de la source, compte tenu des pertes hydrauliques acceptées, sera, MPa :

Température de saturation de la vapeur à la pression

où 0

Donc finalement accepté

Dans le système d'alimentation en chaleur, l'eau est utilisée comme caloporteur pour répondre aux charges de chauffage, de ventilation et d'alimentation en eau chaude. Le choix est dû au fait que dans les bâtiments résidentiels et publics des systèmes de chauffage urbain, afin de se conformer aux normes sanitaires, il est nécessaire de prendre de l'eau comme caloporteur. L'application pour les entreprises en tant que caloporteur de vapeur pour les processus technologiques, le chauffage, la ventilation et l'approvisionnement en eau chaude est autorisée avec une étude de faisabilité. En raison du manque de données pour la réalisation d'une étude de faisabilité, et de l'absence de nécessité de celle-ci (non prévue par la mission), l'eau chaude est finalement retenue comme caloporteur pour le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude des zones résidentielles et une entreprise industrielle.

4.1 La composition des sections de la documentation de conception et les exigences relatives à leur contenu sont indiquées dans.

4.2 L'équipement et les matériaux utilisés dans la conception, dans les cas établis par des documents dans le domaine de la normalisation, doivent avoir des certificats de conformité aux exigences des normes et standards russes, ainsi qu'un permis de Rostekhnadzor pour leur utilisation.

4.3 Lors de la conception de chaufferies avec des chaudières à vapeur et à eau chaude avec une pression de vapeur supérieure à 0,07 MPa (0,7 kgf / cm 2) et avec une température de l'eau supérieure à 115 ° C, il est nécessaire de se conformer aux règles et réglementations en vigueur. dans le domaine de la sécurité industrielle, ainsi que des documents dans le domaine de la normalisation.

4.4 La conception des chaufferies nouvelles et reconstruites doit être réalisée conformément aux schémas d'approvisionnement en chaleur élaborés et convenus de la manière établie, ou avec la justification des investissements dans la construction adoptés dans les schémas et les projets de planification des quartiers, les plans directeurs des villes , les cantons et les établissements ruraux, les projets de planification pour les zones résidentielles, industrielles et autres zones fonctionnelles ou les objets individuels énumérés dans.

4.5 La conception de chaufferies pour lesquelles le type de combustible n'a pas été déterminé conformément à la procédure établie n'est pas autorisée. Le type de carburant et sa classification (principal, secours, si nécessaire) sont déterminés en accord avec les autorités régionales compétentes. La quantité et le mode de livraison doivent être convenus avec les organisations de fourniture de carburant.

4.6 Les chaufferies pour leur destination dans le système d'alimentation en chaleur sont subdivisées en :

• central dans le système de chauffage urbain ;
• pic dans le système d'approvisionnement en chaleur centralisé et décentralisé basé sur la production combinée de chaleur et d'électricité ;
• systèmes autonomes de fourniture de chaleur décentralisée.

4.7 par objectif sont subdivisés en :

• chauffage - pour fournir de l'énergie thermique aux systèmes de chauffage, de ventilation, de climatisation et d'alimentation en eau chaude ;
• chauffage et production - pour fournir de l'énergie thermique au chauffage, à la ventilation, à la climatisation, à l'alimentation en eau chaude, aux systèmes d'alimentation en chaleur industrielle ;
• industriel - pour fournir de l'énergie thermique aux systèmes technologiques d'approvisionnement en chaleur.

4.8 Les chaufferies sont subdivisées en chaufferies de première et deuxième catégories en fonction de la fiabilité de l'approvisionnement en énergie thermique des consommateurs (conformément à SP 74.13330).

• chaufferies, qui sont la seule source d'énergie thermique du système d'alimentation en chaleur;
• chaufferies fournissant de l'énergie thermique aux consommateurs des première et deuxième catégories qui ne disposent pas de sources individuelles de réserve d'énergie thermique. Des listes de consommateurs par catégorie sont établies dans le cahier des charges.

4.9 Dans les chaufferies équipées de chaudières à vapeur et à vapeur-eau d'une puissance thermique totale installée supérieure à 10 MW, afin d'augmenter la fiabilité et l'efficacité énergétique, il est recommandé d'installer des générateurs à turbine à vapeur de faible puissance avec une tension de 0,4 kV avec turbines à vapeur à contre-pression dans les études de faisabilité pour couvrir les charges électriques des besoins auxiliaires des chaufferies ou des entreprises dans lesquelles elles sont implantées. La vapeur épuisée après les turbines peut être utilisée : pour l'approvisionnement en vapeur technologique des consommateurs, pour le chauffage de l'eau dans les systèmes d'alimentation en chaleur, pour les besoins auxiliaires de la chaufferie.

La conception de ces installations doit être effectuée conformément à.

Dans les chaudières à eau chaude fonctionnant aux combustibles liquides et gazeux, il est permis d'utiliser des installations à turbine à gaz ou diesel à ces fins.

Lors de la conception d'une superstructure d'alimentation électrique pour générer de l'énergie électrique pour les besoins propres de la chaufferie et / ou la transférer sur le réseau, elle doit être réalisée conformément à,. Si les exigences de fiabilité et de sécurité établies par les documents réglementaires ne suffisent pas à l'élaboration de la documentation du projet, ou si de telles exigences ne sont pas établies, des conditions techniques spéciales doivent être élaborées et approuvées de la manière prescrite.

4.10 Pour l'alimentation en chaleur des bâtiments et des structures à partir des chaufferies modulaires en blocs, il devrait être possible de faire fonctionner l'équipement de la chaufferie sans personnel présent en permanence.

4.11 La puissance thermique estimée de la chaufferie est déterminée comme la somme de la consommation horaire maximale d'énergie thermique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation, la consommation horaire moyenne d'énergie thermique pour l'alimentation en eau chaude et la consommation d'énergie thermique à des fins technologiques . Lors de la détermination de la puissance thermique estimée de la chaufferie, il convient également de prendre en compte la consommation d'énergie thermique pour les besoins auxiliaires de la chaufferie, les pertes dans la chaufferie et dans les réseaux de chauffage, en tenant compte de l'efficacité énergétique du système. en compte.

4.12 La consommation d'énergie thermique estimée à des fins technologiques doit être prise en fonction de la mission de conception. Dans ce cas, la possibilité d'un décalage dans la consommation maximale d'énergie thermique pour les consommateurs individuels doit être prise en compte.

4.13 La consommation horaire estimée d'énergie thermique pour le chauffage, la ventilation, la climatisation et l'alimentation en eau chaude doit être prise en fonction de la mission de conception, en l'absence de telles données - déterminée conformément à SP 74.13330, ainsi qu'en fonction des recommandations.

4.14 Le nombre et la capacité des chaudières installées dans la chaufferie doivent être choisis en veillant à :

• puissance nominale (puissance calorifique de la chaufferie selon 4.11) ;
• fonctionnement stable des chaudières à la charge minimale autorisée pendant la saison chaude.

En cas de panne de la plus grosse chaudière en termes de productivité dans les chaufferies de la première catégorie, les chaudières restantes doivent assurer la fourniture d'énergie thermique aux consommateurs de la première catégorie :

• pour les systèmes d'alimentation en chaleur industrielle et de ventilation - dans la quantité déterminée par les charges minimales admissibles (indépendamment de la température extérieure);
• pour le chauffage et l'alimentation en eau chaude - dans la quantité déterminée par le régime du mois le plus froid.

En cas de panne d'une chaudière, quelle que soit la catégorie de la chaufferie, la quantité de chaleur fournie aux consommateurs de la deuxième catégorie doit être fournie conformément aux exigences de la SP 74.13330.

Le nombre de chaudières installées dans les chaufferies et leurs performances doivent être déterminés sur la base de calculs techniques et économiques.

Les chaufferies doivent prévoir l'installation d'au moins deux chaudières ; dans les chaufferies industrielles de deuxième catégorie - installation d'une chaudière.

4.15 Dans les projets de chaufferie, des chaudières, des économiseurs, des réchauffeurs d'air, des turbines à contre-pression, des usines de turbines à gaz et à pistons à gaz avec des générateurs de 0,4 kV, des collecteurs de cendres et d'autres équipements de conception modulaire transportable et prêts pour l'usine et l'installation doivent être utilisés.

4.16 Les projets de blocs d'équipements auxiliaires avec canalisations, contrôle automatique, régulation, systèmes de signalisation et équipements électriques de préparation d'usine accrue sont développés selon l'ordre et les affectations des organisations d'installation.

4.17 L'installation ouverte d'équipements dans différentes zones climatiques est possible si elle est autorisée par les instructions des fabricants et répond aux exigences de caractéristiques acoustiques dans SP 51.13330 et.

4.18 L'agencement et l'emplacement des équipements technologiques de la chaufferie doivent assurer :

• conditions de mécanisation des travaux de réparation;
• la possibilité d'utiliser des mécanismes et dispositifs de levage et de transport au sol lors des travaux de réparation.

Pour la réparation d'unités d'équipement et de canalisations pesant plus de 50 kg, des dispositifs de levage d'inventaire doivent être fournis, en règle générale. S'il est impossible d'utiliser des appareils de levage d'inventaire, des appareils de levage fixes (treuils, téléphériques, ponts roulants et ponts roulants) doivent être fournis.

4.19 Dans les chaufferies, selon l'affectation de conception, des zones de réparation ou des locaux pour les travaux de réparation doivent être prévus. Dans ce cas, il convient de prendre en compte la possibilité d'effectuer des travaux de réparation sur l'équipement spécifié par les services compétents d'entreprises industrielles ou d'organisations spécialisées.

4.20 Les principales solutions techniques adoptées dans le projet doivent fournir :

• la fiabilité et la sécurité du fonctionnement de l'équipement ;
• efficacité énergétique maximale de la chaufferie;
• les coûts de construction, d'exploitation et de réparation économiquement justifiés ;
• exigences de protection du travail;
• conditions sanitaires et de vie requises pour le personnel d'exploitation et d'entretien ;
• exigences de protection de l'environnement.

4.21 L'isolation thermique des équipements de chaudière, des canalisations, des raccords, des conduits de gaz, des conduits d'air et des canalisations de poussière doit être fournie en tenant compte des exigences des SP 60.13330 et SP 61.13330.

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AVANT-PROPOS

« Le gaz n'est sûr que s'il est correctement utilisé

gaz équipement de chaufferie".

Le manuel d'utilisation fournit des informations de base sur une chaufferie à eau chaude fonctionnant au combustible gazeux (liquide), examine les schémas de principe des chaufferies et des systèmes d'alimentation en chaleur des installations industrielles. Le manuel aussi :

• • des informations de base issues de l'ingénierie thermique, de l'hydraulique et de l'aérodynamique sont présentées ;

• • fournit des informations sur les combustibles énergétiques et l'organisation de leur combustion;

• • mis en exergue les enjeux de la préparation d'eau pour les chaudières à eau chaude et les réseaux de chaleur ;

• • le dispositif des chaudières à eau chaude et des équipements auxiliaires des chaufferies gazéifiées est pris en compte;

• • des schémas d'approvisionnement en gaz pour les chaufferies sont présentés;

• • une description d'un certain nombre de schémas d'instrumentation et de contrôle automatique et d'automatisation de la sécurité est donnée ;

• • une grande attention a été accordée aux problèmes de fonctionnement des chaudières et des équipements auxiliaires;

• • des questions sur la prévention des accidents de chaudières et d'équipements auxiliaires, sur la fourniture de premiers soins aux victimes d'un accident ont été examinées ;

• fournit des informations de base sur l'organisation de l'utilisation efficace des ressources de chaleur et d'électricité.

Ce manuel d'exploitation est destiné à la reconversion, à la formation à un métier connexe et au perfectionnement des exploitants de chaufferies à gaz, et peut également être utile : aux étudiants et étudiants de la spécialité "Chauffage et gaz" et au personnel opérationnel de dispatching lors de l'organisation d'un dispatching service pour l'exploitation de chaufferies automatisées. Dans une plus large mesure, le matériel est présenté pour les chaufferies à eau chaude d'une capacité allant jusqu'à 5 Gcal avec des chaudières à tubes de gaz de type "Turboterm".

En vous inscrivant au Coffret Supports Pédagogiques et Méthodologiques pour l'Opérateur de Chaudronnerie, Vous recevrez le livre « Définition de la connaissance. Test pour l'opérateur de chaufferie ». Et à l'avenir, vous recevrez de ma part des documents d'information gratuits et payants.

INTRODUCTION

La technologie des chaudières modernes à faible et moyenne productivité se développe dans les directions suivantes :

• augmenter l'efficacité énergétique en réduisant les pertes de chaleur de toutes les manières possibles et en exploitant au mieux le potentiel énergétique du combustible ;
• réduire la taille de l'unité de chaudière en raison de l'intensification du processus de combustion du combustible et de l'échange de chaleur dans le four et les surfaces de chauffe ;
• réduction des émissions toxiques nocives (CO, NO x, SO v) ;
• améliorer la fiabilité de l'unité de chaudière.

Une nouvelle technologie de combustion est mise en œuvre, par exemple, dans les chaudières pulsées. La chambre de combustion d'une telle chaudière est un système acoustique avec un degré élevé de turbulence des fumées. Dans la chambre de combustion des chaudières à combustion pulsée, il n'y a pas de brûleurs, et donc pas de torche. L'alimentation en gaz et en air s'effectue par intermittence à une fréquence d'environ 50 fois par seconde à l'aide de vannes pulsatoires spéciales, et le processus de combustion a lieu dans tout le volume du four. Lorsque le combustible est brûlé dans le four, la pression augmente, le taux de produits de combustion augmente, ce qui conduit à une intensification significative du processus d'échange de chaleur, la possibilité de réduire la taille et le poids de la chaudière, et l'absence de besoin de cheminées encombrantes et coûteuses. Le fonctionnement de telles chaudières se caractérise par de faibles émissions de CO et de N0 x. L'efficacité de ces chaudières atteint 96 %.

La chaudière à eau chaude sous vide de la société japonaise Takuma est un récipient scellé rempli d'une certaine quantité d'eau bien purifiée. Le four de la chaudière est un tube à flamme situé sous le niveau du liquide. Au-dessus du niveau d'eau dans l'espace vapeur, deux échangeurs de chaleur sont installés, dont l'un est inclus dans le circuit de chauffage et l'autre fonctionne dans le système d'alimentation en eau chaude. Grâce à un petit vide, automatiquement maintenu à l'intérieur de la chaudière, l'eau y bout à une température inférieure à 100 o C. Après évaporation, elle se condense sur les échangeurs de chaleur puis reflue. L'eau purifiée n'est retirée de l'unité nulle part et il n'est pas difficile de fournir la quantité requise. Ainsi, le problème de la préparation chimique de l'eau de chaudière a été supprimé, dont la qualité est une condition indispensable pour un fonctionnement fiable et à long terme de l'unité de chaudière.

Les chaudières de chauffage de la société américaine Teledyne Laars sont des installations à tubes d'eau avec un échangeur de chaleur horizontal constitué de tuyaux en cuivre à ailettes. Une caractéristique de ces chaudières, appelées chaudières hydroniques, est la possibilité de les utiliser sur de l'eau de réseau non traitée. Ces chaudières permettent une grande vitesse d'écoulement de l'eau à travers l'échangeur de chaleur (plus de 2 m/s). Ainsi, si l'eau corrode l'équipement, les particules résultantes se déposeront ailleurs que dans l'échangeur de chaleur de la chaudière. En cas d'eau dure, un débit rapide réduira ou empêchera l'accumulation de tartre. Le besoin de vitesse élevée a conduit les développeurs à prendre la décision de minimiser au maximum le volume de la partie eau de la chaudière. Sinon, une pompe de circulation trop puissante est nécessaire, qui consomme une grande quantité d'électricité. Récemment, les produits d'un grand nombre d'entreprises étrangères et d'entreprises conjointes étrangères et russes, développant une grande variété d'équipements de chaudières, sont apparus sur le marché russe.

Fig. 1. Chaudière à eau chaude de la marque Unitat de la société internationale LOOS

1 - brûleur; 2 - porte; 3 - judas; 4 - isolation thermique; 5 - surface chauffante du tube de gaz; 6 - trappe dans l'espace d'eau de la chaudière; 7- tube à feu (foyer); 8 - tuyau de dérivation pour l'alimentation en eau de la chaudière; 9 - sortie d'eau chaude; 10 - conduit de fumées; 11 - fenêtre de visualisation; 12 - canalisation de drainage; 13 - cadre de support

Les chaudières modernes à eau chaude et à vapeur de petite et moyenne puissance sont souvent réalisées comme des chaudières à tube de fumée ou à tube de gaz à flamme. Ces chaudières se distinguent par un rendement élevé, de faibles émissions de gaz toxiques, une compacité, un degré élevé d'automatisation, une facilité d'utilisation et une fiabilité. En figue. 1 montre une chaudière combinée à feu et à eau chaude à tubes de gaz de la marque Unimat de la société internationale LOOS. La chaudière a une chambre de combustion, réalisée sous la forme d'un tube à flamme 7, lavé des côtés avec de l'eau. À l'extrémité avant du tube à flamme se trouve une porte à charnière 2 avec une isolation thermique à deux couches 4. Le brûleur 1 est installé dans la porte. Les produits de combustion du tube à flamme pénètrent dans la surface du tube de gaz convectif 5, dans lequel ils font un mouvement dans les deux sens, puis sortir de la chaudière par le conduit de gaz 10. L'eau est fournie à la chaudière par le tuyau 8 et l'eau chaude est évacuée par le tuyau 9. Les surfaces extérieures de la chaudière sont isolées thermiquement 4. Pour observer la flamme, un judas est installé dans la porte 3. Inspection de l'état de la la partie extérieure de la surface du tube à gaz peut être effectuée à travers la trappe 6 et la partie d'extrémité du corps - à travers la fenêtre d'inspection 11. Le tuyau de vidange 12 est fourni pour évacuer l'eau de la chaudière. La chaudière est installée sur un cadre de support 13.

Afin d'évaluer l'utilisation efficace des ressources énergétiques et de réduire les coûts des consommateurs pour l'approvisionnement en carburant et en énergie, la loi sur les économies d'énergie prévoit des audits énergétiques. Sur la base des résultats de ces enquêtes, des mesures sont en cours d'élaboration pour améliorer les installations de production de chaleur et d'électricité de l'entreprise. Ces activités sont les suivantes :

• • remplacement des équipements de production de chaleur et d'électricité (chaudières) par des équipements plus modernes ;

• • calcul hydraulique du réseau de chaleur ;

• • réglage des modes hydrauliques des objets de consommation de chaleur ;

• • rationnement de la consommation de chaleur;

• • l'élimination des défauts dans les structures d'enceinte et l'introduction de structures économes en énergie ;

• recyclage, formation avancée et incitations matérielles pour le personnel pour une utilisation efficace des ressources en combustible et en énergie.

Pour les entreprises disposant de leurs propres sources de chaleur, la formation d'opérateurs de chaudières qualifiés est requise. Les personnes formées, certifiées et ayant un certificat pour le droit d'entretenir les chaudières peuvent être autorisées à entretenir les chaudières. Ce manuel de formation de l'opérateur sert précisément à résoudre ces problèmes.

CHAPITRE 1. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES SYSTÈMES D'ALIMENTATION DE CHAUDIÈRE ET DE CHALEUR

1.1. Schéma thermique de base d'une chaufferie à eau chaude fonctionnant au gaz combustible

En figue. 1.1 montre un schéma thermique de base d'une chaufferie fonctionnant sur un système d'alimentation en eau chaude fermé. Le principal avantage de ce schéma est la productivité relativement faible de la station de traitement d'eau et des pompes d'alimentation, l'inconvénient est l'augmentation du coût des équipements pour les abonnés à la fourniture d'eau chaude (nécessité d'installer des échangeurs de chaleur dans lesquels la chaleur est transférée du réseau l'eau à l'eau utilisée pour l'alimentation en eau chaude). Les chaudières à eau chaude ne fonctionnent de manière fiable que lorsqu'elles maintiennent un débit d'eau constant les traversant dans les limites spécifiées, quelles que soient les fluctuations de la charge thermique du consommateur. Ainsi, dans les circuits thermiques des chaudières à eau chaude, la régulation de la fourniture d'énergie thermique au réseau selon un planning de qualité, c'est-à-dire en modifiant la température de l'eau en sortie de chaudière.

Pour assurer la température de conception de l'eau à l'entrée du réseau de chauffage, le schéma prévoit la possibilité de mélanger la quantité requise d'eau du réseau de retour (G per) à l'eau sortant des chaudières par la ligne de dérivation. Pour éliminer la corrosion à basse température des surfaces de chauffe arrière de la chaudière vers l'eau de chauffage de retour à sa température inférieure à 60 ° C en fonctionnement au gaz naturel et inférieure à 70-90 ° C en fonctionnement au fioul à basse et haute teneur en soufre , l'eau chaude sortant de la chaudière est mélangée à l'aide d'une pompe de recirculation vers l'alimentation en eau de retour.

Figure 1.1. Schéma thermique de base de la chaufferie. Circuit simple, dépendant avec pompes de recirculation

1 - chaudière à eau chaude ; 2-5 - pompes pour réseau, recirculation, eau brute et d'appoint ; 6- réservoir d'eau d'appoint; 7, 8 - réchauffeurs pour eau brute et purifiée chimiquement; 9, 11 - refroidisseurs d'eau et de vapeur d'appoint; 10 - désaérateur; 12 - installation de traitement chimique de l'eau.

Graphique 1.2. Schéma thermique de base de la chaufferie. Double circuit, dépendant avec adaptateur hydraulique

1 - chaudière à eau chaude ; Pompe de circulation à 2 chaudières ; 3- pompe à chaleur réseau ; 4- pompe de ventilation du réseau ; 5 pompes pour l'alimentation en eau chaude sanitaire ; 6- Pompe de circulation ECS ; 7 chauffe-eau pour l'alimentation en eau chaude ; filtre à 8 boues ; traitement de l'eau à 9 réactifs; adaptateur hydraulique 10 ; Réservoir 11 membranes.

1.2. Schémas de principe des réseaux de chaleur. Réseaux de chaleur ouverts et fermés

Les systèmes d'alimentation en eau chaude sont divisés en fermés et ouverts. Dans les systèmes fermés, l'eau circulant dans le réseau de chauffage n'est utilisée que comme caloporteur, mais n'est pas prélevée sur le réseau. Dans les systèmes ouverts, l'eau circulant dans le réseau de chauffage est utilisée comme caloporteur et est partiellement ou totalement prélevée sur le réseau pour l'alimentation en eau chaude et à des fins technologiques.

Les principaux avantages et inconvénients des systèmes fermés d'alimentation en eau chaude :

• • qualité stable de l'eau chaude fournie aux installations des abonnés, qui ne diffère pas de la qualité de l'eau du robinet ;

• simplicité du contrôle sanitaire des installations d'alimentation en eau chaude locale et contrôle de la densité du système de chauffage;

• • la complexité des équipements et du fonctionnement des abonnés à la distribution d'eau chaude ;

• • corrosion des installations d'eau chaude locales en raison de la pénétration d'eau du robinet non désaérée;

• • précipitations de tartre dans les chauffe-eau et les canalisations des installations locales d'alimentation en eau chaude avec de l'eau du robinet avec une dureté carbonatée (temporaire) accrue (Zh à ≥ 5 mg-eq / kg);

• avec une certaine qualité d'eau du robinet, il est nécessaire, avec des systèmes d'alimentation en chaleur fermés, de prendre des mesures pour augmenter la résistance anticorrosion des installations d'alimentation en eau chaude locale ou d'installer des dispositifs spéciaux aux entrées des abonnés pour la désoxygénation ou la stabilisation de l'eau du robinet et pour la protection à partir de boues.

Les principaux avantages et inconvénients des systèmes d'approvisionnement en chaleur à eau ouverte:

• • la possibilité d'utiliser les ressources thermiques à faible potentiel (à des températures inférieures à 30-40 о С) de l'industrie pour l'approvisionnement en eau chaude;

• • la simplification et la réduction des coûts d'approvisionnement des abonnés et l'augmentation de la durabilité des installations d'alimentation en eau chaude locale ;

• la possibilité d'utiliser des conduites monotubes pour le chauffage de transit ;

• • complication et augmentation du coût des équipements de la station du fait de la nécessité de construire des stations d'épuration et des dispositifs d'appoint destinés à compenser la consommation d'eau pour l'alimentation en eau chaude ;

• • le traitement de l'eau doit permettre la clarification, l'adoucissement, la désaération et le traitement bactériologique de l'eau ;

• • instabilité de l'eau fournie à la prise d'eau, selon les indicateurs sanitaires;

• • complication du contrôle sanitaire du système d'alimentation en chaleur;

• complication du contrôle de l'étanchéité du système d'alimentation en chaleur.

1.3. Graphique de température pour le contrôle de la qualité de la charge de chauffage

Il existe quatre méthodes de régulation de la charge de chauffage : qualitative, quantitative, qualitative-quantitative et intermittente (gaps). La régulation de haute qualité consiste à réguler l'apport de chaleur en modifiant la température de l'eau chaude tout en maintenant une quantité (débit) d'eau constante ; quantitatif - dans la régulation de l'apport de chaleur en modifiant le débit d'eau à sa température constante à l'entrée de l'installation contrôlée ; qualitatif et quantitatif - dans la régulation de l'apport de chaleur par une modification simultanée du débit et de la température de l'eau; intermittente, ou, comme on l'appelle communément, régulation par écarts - dans la régulation de l'apport de chaleur en déconnectant périodiquement les installations de chauffage du réseau de chauffage. Le programme de température pour un contrôle de haute qualité de l'alimentation en chaleur des systèmes de chauffage équipés d'appareils de chauffage par convection et radiants et connectés au réseau de chauffage selon un schéma d'ascenseur est calculé sur la base des formules:

T 3 = t int.r + 0,5 (T 3p - T 2p) * (t int.r - t n) / (t int.r - t n.r) + 0,5 * (T 3p + T 2p -2 * t int. r) * [(t int.r - tn) / (t int.r - t nr)] 0.8. T 2 = T 3 - (T 3p - T 2p) * (t int.r - t n) / (t int.r - t n.r). T 1 = (1+ u) * T 3 - u * T 2

où T 1 est la température de l'eau d'alimentation dans la conduite d'alimentation (eau chaude), o C ; Т 2 - température de l'eau entrant dans le réseau de chauffage depuis le système de chauffage (eau de retour), о С; T 3 est la température de l'eau entrant dans le système de chauffage, environ C; t n - température de l'air extérieur, environ С; t vn - température de l'air interne, environ С; u est le coefficient de mélange ; les mêmes désignations avec l'index "p" se réfèrent aux conditions de conception. Pour les systèmes de chauffage équipés d'appareils de chauffage convectif-radiant et raccordés directement au réseau de chauffage, sans ascenseur, il convient de prendre u = 0 et T 3 = T 1 . Le graphique de température de la régulation qualitative de la charge thermique pour la ville de Tomsk est illustré à la figure 1.3.

Quelle que soit la méthode de régulation centrale adoptée, la température de l'eau dans la conduite d'alimentation du réseau de chauffage ne doit pas être inférieure au niveau déterminé par les conditions d'alimentation en eau chaude: pour les systèmes d'alimentation en chaleur fermés - pas moins de 70 ° C, pour systèmes d'alimentation en chaleur ouverts - pas moins de 60 ° C. La température de l'eau dans la canalisation d'alimentation ressemble à une ligne brisée sur le graphique. À basse température t n< t н.и (где t н.и – наружная температура, соответствующая излому температурного графика) Т 1 определяется по законам принятого метода центрального регулирования. При t н >t n. et la température de l'eau dans la canalisation d'alimentation est constante (T 1 = T 1i = const), et les installations de chauffage peuvent être contrôlées à la fois quantitativement et par intermittence (passages locaux). Le nombre d'heures de fonctionnement quotidien des installations (systèmes) de chauffage dans cette plage de températures extérieures est déterminé par la formule :

n = 24 * (t int.r - t n) / (t int.r - t n.i)

Exemple : Détermination des températures T 1 et T 2 pour tracer un graphique de température

T 1 = T 3 = 20 + 0,5 (95-70) * (20 - (-11) / (20 - (-40) + 0,5 (95+ 70 -2 * 20) * [(20 - (-11) / (20 - (-40)] 0,8 = 63,1 o ​​C. T 2 = 63,1 - (95-70) * (95-70) * (20 - (-11) = 49,7 o C

Exemple : Détermination du nombre d'heures de fonctionnement quotidien des installations (systèmes) de chauffage dans la plage de température extérieure t n > t ni. La température de l'air extérieur est égale à t n = -5 o C. Dans ce cas, l'installation de chauffage doit fonctionner par jour

n = 24 * (20 - (-5) / (20 - (-11) = 19,4 heures / jour.

1.4. Graphique piézométrique du réseau de chaleur

Les hauteurs en différents points du système d'alimentation en chaleur sont déterminées à l'aide de graphiques de pression d'eau (graphiques piézométriques), qui prennent en compte l'influence mutuelle de divers facteurs :

• • profil géodésique de la conduite principale de chauffage ;

• • pertes de charge dans le réseau ;

• la hauteur du système de consommation de chaleur, etc.

Les modes de fonctionnement hydrauliques du réseau de chaleur se divisent en dynamique (lorsque le fluide caloporteur circule) et statique (lorsque le fluide caloporteur est au repos). En mode statique, la tête du système est réglée à 5 m au-dessus de la marque de la position d'eau la plus élevée et est représentée par une ligne horizontale. Il y a une ligne de tête statique pour les conduites d'alimentation et de retour. Les hauteurs dans les deux conduites sont égalisées, car les conduites sont connectées à l'aide de systèmes de consommation de chaleur et de cavaliers de mélange dans les unités d'ascenseur. Les conduites de pression en mode dynamique pour les conduites d'alimentation et de retour sont différentes. Les pentes des conduites de pression sont toujours orientées le long du parcours du fluide caloporteur et caractérisent les pertes de charge dans les canalisations, déterminées pour chaque tronçon selon le calcul hydraulique des canalisations du réseau de chaleur. Le choix de la position du graphe piézométrique est basé sur les conditions suivantes :

• • la pression en tout point de la conduite de retour ne doit pas dépasser la pression de service admissible dans les installations locales. (pas plus de 6 kgf / cm 2);

• • la pression dans la canalisation de retour doit assurer le remplissage des dispositifs supérieurs des systèmes de chauffage locaux;

• • la hauteur dans la conduite de retour, afin d'éviter la formation de vide, ne doit pas être inférieure à 5-10 m.w.;

• • la pression côté aspiration de la pompe du réseau ne doit pas être inférieure à 5 mCE ;

• • la pression en tout point de la canalisation d'alimentation doit être supérieure à la pression d'ébullition à la température maximale (de conception) du liquide de refroidissement ;

• la hauteur de chute disponible au point d'extrémité du réseau doit être égale ou supérieure à la perte de charge calculée à l'entrée de l'abonné au débit calculé du fluide caloporteur.

Dans la plupart des cas, lors du déplacement du piézomètre vers le haut ou vers le bas, il n'est pas possible d'établir un tel mode hydraulique dans lequel tous les systèmes de chauffage locaux connectés pourraient être connectés selon le circuit dépendant le plus simple. Dans ce cas, vous devez vous concentrer sur l'installation aux entrées des consommateurs, tout d'abord, des régulateurs de contre-pression, des pompes sur le linteau, sur les conduites de retour ou d'alimentation de l'entrée, ou choisir un raccordement indépendant avec l'installation de chauffage chauffe-eau (chaudières) chez les consommateurs. Le graphique piézométrique du réseau de chaleur est présenté à la figure 1.4.

Énumérez les principaux éléments du système de chauffage. Donner une définition d'un réseau de chaleur ouvert et fermé, nommer les avantages et les inconvénients de ces réseaux.

1. 1. Notez sur une feuille séparée les principaux équipements de votre chaufferie et leurs caractéristiques.

1. 1. Quels réseaux de chaleur connaissez-vous sur l'appareil ? Quel est le programme de température de votre réseau de chauffage ?

1. 1. A quoi sert le graphique de température ? Qu'est-ce qui détermine la température de la rupture dans le graphique de température ?

1. 1. A quoi sert le graphique piézométrique ? Quel est le rôle des ascenseurs, le cas échéant, dans les unités de chauffage ?

1. Sur une feuille séparée, énumérez les caractéristiques du fonctionnement de chaque élément du système d'alimentation en chaleur (chaudière, réseau de chauffage, consommateur de chaleur). Tenez toujours compte de ces caractéristiques dans votre travail ! Le manuel de l'opérateur, accompagné d'un ensemble de tâches de test, doit devenir un ouvrage de référence pour l'opérateur qui respecte son travail.

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l'eau et vapeur d'eau, en relation avec laquelle faire la distinction entre les systèmes d'alimentation en chaleur à eau et à vapeur. L'eau, en tant que caloporteur, est utilisée à partir des chaufferies urbaines, principalement équipées de chaudières à eau chaude et à travers des chauffe-eau de chauffage à partir de chaudières à vapeur.

L'eau en tant que caloporteur présente un certain nombre d'avantages par rapport à la vapeur. Certains de ces avantages sont particulièrement importants lors de la fourniture de chaleur à partir de centrales de cogénération. Ces derniers incluent la possibilité de transporter l'eau sur de longues distances sans perte significative de son potentiel énergétique, c'est-à-dire sa température (la baisse de température de l'eau dans les grands réseaux est inférieure à 1°С pour 1 km de voie). Le potentiel énergétique de la vapeur - sa pression - diminue pendant le transport de manière plus significative, avec une moyenne de 0,1 à 0,15 MPa pour 1 km de voie. Ainsi, dans les systèmes à eau, la pression de vapeur dans l'extraction des turbines peut être très faible (de 0,06 à 0,2 MPa), tandis que dans les systèmes à vapeur, elle devrait aller jusqu'à 1-1,5 MPa. Une augmentation de la pression de vapeur en sortie de turbine entraîne une augmentation de la consommation de combustible à la CHPP et une diminution de la production d'électricité basée sur la consommation de chaleur.

Parmi les autres avantages de l'eau en tant que caloporteur, citons le coût inférieur des raccordements aux réseaux de chauffage des systèmes de chauffage de l'eau locaux et, avec les systèmes ouverts, également les systèmes d'alimentation en eau chaude locaux. Les avantages de l'eau en tant que caloporteur sont la possibilité d'une régulation centrale (au niveau de la source de chaleur) de l'approvisionnement en chaleur des consommateurs en modifiant la température de l'eau. Lors de l'utilisation de l'eau, il est facile à utiliser - les consommateurs (inévitables lors de l'utilisation de la vapeur) ne disposent pas d'évacuation des condensats et d'unités de pompage pour le retour des condensats.

En figue. 4.1 est un schéma de principe d'une chaufferie à eau chaude.

Riz. 4.1 Schéma de principe d'une chaufferie à eau chaude : 1 - pompe de réseau ; 2 - chaudière à eau chaude ; 3 - pompe de circulation; 4 - réchauffeur pour eau purifiée chimiquement; 5 - chauffe-eau brut; 6 - désaérateur sous vide; 7 - pompe d'appoint; 8 - pompe à eau brute; 9 - traitement chimique de l'eau; 10 - refroidisseur de vapeur; 11 - éjecteur à jet d'eau; 12 - réservoir d'alimentation éjecteur ; 13 - pompe éjecteur.

Les chaufferies à eau chaude sont souvent construites dans des zones nouvellement construites avant la mise en service de la cogénération et des principaux réseaux de chauffage de la cogénération aux chaufferies indiquées. Cela prépare la charge thermique pour la centrale de cogénération, de sorte qu'au moment où les turbines de chauffage sont mises en service, leurs extractions sont complètement chargées. Les chaudières à eau chaude sont alors utilisées comme chaudières de pointe ou de secours. Les principales caractéristiques des chaudières à eau chaude en acier sont présentées dans le tableau 4.1.

Tableau 4.1

5. Alimentation centralisée en chaleur des chaufferies urbaines (vapeur).

6. Systèmes de chauffage urbain.

L'ensemble d'installations conçues pour la préparation, le transport et l'utilisation du caloporteur constitue le système d'approvisionnement en chaleur centralisé.

Les systèmes d'approvisionnement en chaleur centralisés fournissent aux consommateurs une chaleur à faible et moyen potentiel (jusqu'à 350 ° C), dont la production absorbe environ 25% de tout le combustible produit dans le pays. Comme vous le savez, la chaleur est l'un des types d'énergie. Par conséquent, lors de la résolution des principaux problèmes d'approvisionnement en énergie d'objets individuels et de régions territoriales, l'approvisionnement en chaleur doit être pris en compte avec d'autres systèmes d'approvisionnement en énergie - approvisionnement en électricité et en gaz.

Le système d'approvisionnement en chaleur se compose des éléments principaux suivants (ouvrages d'art) : une source de chaleur, des réseaux de chaleur, des entrées d'abonnés et des systèmes locaux de consommation de chaleur.

Les sources de chaleur dans les systèmes d'approvisionnement en chaleur centralisés sont soit des centrales de cogénération (CHP), qui produisent simultanément de l'électricité et de la chaleur, soit de grandes chaufferies, parfois appelées stations de chauffage urbain. Les systèmes d'alimentation en chaleur basés sur les centrales de cogénération sont appelés "Chauffage".

La chaleur obtenue dans la source est transférée à l'un ou l'autre caloporteur (eau, vapeur), qui est transporté via les réseaux de chaleur jusqu'aux entrées des abonnés des consommateurs. Pour transférer de la chaleur sur de longues distances (plus de 100 km), des systèmes de transport de chaleur à l'état chimiquement lié peuvent être utilisés.

Selon l'organisation du mouvement du liquide de refroidissement, les systèmes d'alimentation en chaleur peuvent être fermés, semi-fermés et ouverts.

V systèmes fermés le consommateur n'utilise qu'une partie de la chaleur contenue dans le caloporteur, et le caloporteur lui-même, avec la quantité de chaleur restante, retourne à la source, où il est à nouveau reconstitué en chaleur (systèmes fermés à deux tuyaux).

V systèmes semi-fermés le consommateur utilise à la fois une partie de la chaleur qui lui est fournie et une partie du caloporteur lui-même, ainsi que les quantités restantes de caloporteur et de chaleur renvoyées à la source (systèmes ouverts à deux tubes).

V systèmes ouverts, le liquide de refroidissement lui-même et la chaleur qu'il contient sont entièrement utilisés par le consommateur (systèmes monotubes).

Dans les systèmes d'approvisionnement en chaleur centralisés, le caloporteur est utilisé l'eau et vapeur d'eau, en relation avec laquelle faire la distinction entre les systèmes d'alimentation en chaleur à eau et à vapeur.

L'eau en tant que caloporteur présente un certain nombre d'avantages par rapport à la vapeur. Certains de ces avantages sont particulièrement importants lors de la fourniture de chaleur à partir de centrales de cogénération. Ces derniers incluent la possibilité de transporter l'eau sur de longues distances sans perte significative de son potentiel énergétique, c'est-à-dire sa température, la baisse de température de l'eau dans les grands réseaux est inférieure à 1°C pour 1 km de voie). Le potentiel énergétique de la vapeur - sa pression - diminue pendant le transport de manière plus significative, avec une moyenne de 0,1 à 0,15 MPa pour 1 km de voie. Ainsi, dans les systèmes à eau, la pression de vapeur dans l'extraction des turbines peut être très faible (de 0,06 à 0,2 MPa), tandis que dans les systèmes à vapeur, elle devrait aller jusqu'à 1-1,5 MPa. Une augmentation de la pression de vapeur en sortie de turbine entraîne une augmentation de la consommation de combustible à la CHPP et une diminution de la production d'électricité basée sur la consommation de chaleur.

De plus, les systèmes d'eau permettent de garder le condensat de l'eau de chauffage à la vapeur propre à la cogénération sans avoir besoin de convertisseurs de vapeur coûteux et complexes. Avec les systèmes à vapeur, les condensats reviennent des consommateurs souvent contaminés et loin d'être complètement (40 à 50 %), ce qui nécessite des coûts importants pour leur épuration et la préparation d'eau d'alimentation supplémentaire des chaudières.

Parmi les autres avantages de l'eau en tant que caloporteur, citons le coût inférieur des raccordements aux réseaux de chauffage des systèmes de chauffage de l'eau locaux et, avec les systèmes ouverts, également les systèmes d'alimentation en eau chaude locaux. Les avantages de l'eau en tant que caloporteur sont la possibilité d'une régulation centrale (au niveau de la source de chaleur) de l'approvisionnement en chaleur des consommateurs en modifiant la température de l'eau. Lors de l'utilisation de l'eau, il est facile à utiliser - les consommateurs (inévitables lors de l'utilisation de la vapeur) ne disposent pas d'évacuation des condensats et d'unités de pompage pour le retour des condensats.

7. Approvisionnement en chaleur local et décentralisé.

Pour les systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés, des chaudières à vapeur ou à eau chaude sont utilisées, installées respectivement dans des chaudières à vapeur et à eau chaude. Le choix du type de chaudières dépend de la nature des consommateurs de chaleur et des exigences du type de caloporteur. En règle générale, l'approvisionnement en chaleur des bâtiments résidentiels et publics s'effectue à l'aide d'eau chauffée. Les consommateurs industriels ont besoin à la fois d'eau chauffée et de vapeur.

La chaufferie de production et de chauffage fournit aux consommateurs à la fois de la vapeur avec les paramètres requis et de l'eau chaude. Des chaudières à vapeur y sont installées, dont le fonctionnement est plus fiable, car leurs surfaces de chauffe arrière ne sont pas soumises à une corrosion aussi importante par les gaz de combustion que celles à eau chaude.

Une caractéristique des chaudières à eau chaude est l'absence de vapeur, et donc l'approvisionnement des consommateurs industriels est limité, et pour le dégazage de l'eau d'appoint, il est nécessaire d'utiliser des désaérateurs sous vide, qui sont plus difficiles à utiliser que ceux atmosphériques conventionnels. Cependant, le schéma de tuyauterie des chaudières de ces chaufferies est beaucoup plus simple que celui des chaudières à vapeur. En raison de la difficulté d'empêcher la condensation de tomber sur les surfaces de chauffage de queue à partir de la vapeur d'eau dans les gaz de combustion, le risque de défaillance des chaudières à eau chaude en raison de la corrosion augmente.

Installations de production de chaleur trimestrielles et collectives destinées à fournir de la chaleur à un ou plusieurs quartiers, un ensemble d'immeubles d'habitation ou des appartements individuels, les bâtiments publics peuvent servir de sources d'approvisionnement en chaleur autonome (décentralisé) et local. Ces installations sont, en règle générale, du chauffage.

L'approvisionnement local en chaleur est utilisé dans les zones résidentielles avec une demande de chaleur ne dépassant pas 2,5 MW pour le chauffage et l'alimentation en eau chaude de petits groupes de bâtiments résidentiels et industriels éloignés de la ville, ou comme source temporaire d'approvisionnement en chaleur avant que la principale ne soit mis en service dans des zones nouvellement construites. Les chaufferies avec alimentation locale en chaleur peuvent être équipées de chaudières à vapeur et à eau chaude profilées en fonte, soudées en acier, verticales-horizontales-cylindriques. Les chaudières à eau chaude récemment apparues sur le marché sont particulièrement prometteuses.

Avec une détérioration suffisamment forte des réseaux de chaleur existants de fourniture de chaleur centralisée et le manque de financement nécessaire à leur remplacement, des réseaux de chaleur plus courts de fourniture de chaleur décentralisée (autonome) sont plus prometteurs et plus économiques. Le passage à la fourniture de chaleur autonome est devenu possible après l'apparition sur le marché de chaudières à haut rendement et à faible puissance calorifique avec un rendement d'au moins 90 %.

Dans l'industrie des chaudières domestiques, des chaudières similaires efficaces sont apparues, par exemple celles de l'usine de Borisoglebsk. Il s'agit notamment de chaudières de type "Khoper" (Fig. 7.1) installées dans des chaudières automatisées transportables modulaires de type MT / 4,8 /. Les chaufferies fonctionnent également en mode automatique, car la chaudière "Khoper-80E" est équipée d'automatismes à commande électrique (Fig.2.4).

Graphique 7.1. Vue générale de la chaudière "Khoper": 1 - judas, 2 - capteur de tirage, 3 - tube, 4 - chaudière, 5 - unité d'automatisation, 6 - thermomètre, 7 - sonde de température, 8 - allumeur, 9 - brûleur, 10 - thermostat, - 11 - connecteur, 12 - vanne brûleur, 13 - conduite de gaz, 14 - vanne allumeur, 15 - bouchon de vidange, 16- démarrage allumeur, 17 - sortie gaz, 18 - tuyaux de chauffage, 19 - panneaux, 20 - porte, 21 - cordon avec prise Euro.

Graphique 7.2. montre le schéma d'installation en usine d'un chauffe-eau avec système de chauffage.

Graphique 7.2. Schéma d'installation d'un chauffe-eau avec système de chauffage : 1 - chaudière, 2 - robinet, 3 - dégazeur, 3 - raccords vase d'expansion, 5 - radiateur, 6 - vase d'expansion, 7 - chauffe-eau, 8 - soupape de sécurité, 9 - pompe

L'ensemble de livraison des chaudières Khoper comprend des équipements importés : une pompe de circulation, une soupape de sécurité, un électro-aimant, une vanne d'air automatique, un vase d'expansion avec raccords.

Pour les chaufferies modulaires, les chaudières de type "KVa" d'une puissance allant jusqu'à 2,5 MW sont particulièrement prometteuses. Ils alimentent en chaleur et en eau chaude plusieurs immeubles à plusieurs étages du complexe résidentiel.

La chaudière à eau chaude automatisée « KVA », fonctionnant au gaz naturel basse pression sous pression, est conçue pour chauffer l'eau utilisée dans les systèmes de chauffage, d'alimentation en eau chaude et de ventilation. Le bloc chaudière comprend une chaudière à eau chaude avec un récupérateur de chaleur, un brûleur à gaz automatisé en bloc avec un système d'automatisation qui assure la régulation, le contrôle, la surveillance des paramètres et la protection d'urgence. Il est équipé d'un système d'alimentation en eau autonome avec vannes d'arrêt et soupapes de sécurité, ce qui permet de l'aligner facilement dans une chaufferie. Le bloc chaudière présente des caractéristiques environnementales améliorées : la teneur en oxydes d'azote dans les produits de combustion est réduite par rapport aux exigences réglementaires, la présence de monoxyde de carbone est pratiquement proche de zéro.

La chaudière à gaz automatisée Flagman appartient au même type. Il dispose de deux échangeurs de chaleur à tubes à ailettes intégrés, dont l'un peut être connecté au système de chauffage, l'autre au système d'alimentation en eau chaude. Les deux échangeurs de chaleur peuvent être chargés ensemble.

La perspective des deux derniers types de chaudières à eau chaude réside dans le fait qu'elles ont une température des fumées suffisamment basse en raison de l'utilisation d'échangeurs de chaleur ou d'échangeurs de chaleur intégrés à tubes à ailettes. Ces chaudières ont un rendement de 3 à 4 % supérieur à celui d'autres types de chaudières qui n'ont pas d'unités de récupération de chaleur.

Le chauffage à air est également utilisé. À cette fin, des réchauffeurs d'air du type VRK-S fabriqués par Teploservis LLC, Kamensk-Shakhtinsky, région de Rostov, combinés à un four à combustible gazeux d'une capacité de 0,45-1,0 MW, sont utilisés. Pour l'alimentation en eau chaude, dans ce cas, un chauffe-eau à gaz à circulation continue du type MORA-5510 est installé. Avec un approvisionnement local en chaleur, les chaudières et les équipements de chaudière sont sélectionnés en fonction des exigences de température et de pression du liquide de refroidissement (eau chauffée ou vapeur). En règle générale, en tant que caloporteur pour le chauffage et l'alimentation en eau chaude, on prélève de l'eau et parfois de la vapeur avec une pression allant jusqu'à 0,17 MPa. Un certain nombre de consommateurs industriels sont alimentés en vapeur avec une pression allant jusqu'à 0,9 MPa. Les réseaux de chaleur ont une longueur minimale. Les paramètres du fluide caloporteur, ainsi que les modes de fonctionnement thermique et hydraulique des réseaux de chaleur, correspondent au mode de fonctionnement des systèmes locaux de chauffage et d'alimentation en eau chaude.

Les avantages d'un tel approvisionnement en chaleur sont le faible coût des sources d'approvisionnement en chaleur et des réseaux de chauffage; facilité d'installation et d'entretien; mise en service rapide ; une variété de types de chaudières avec une large gamme de capacités de chauffage.

Les consommateurs décentralisés, qui, en raison des grandes distances de la CHPP, ne peuvent pas être couverts par un approvisionnement en chaleur centralisé, doivent disposer d'un approvisionnement en chaleur rationnel (efficace) qui répond au niveau technique et au confort modernes.

L'échelle de la consommation de combustible pour l'approvisionnement en chaleur est très grande. À l'heure actuelle, l'alimentation en chaleur des bâtiments industriels, publics et résidentiels est réalisée par environ 40 + 50% des chaufferies, ce qui est inefficace en raison de leur faible rendement (dans les chaufferies, la température de combustion du combustible est d'environ 1500 ° C, et la chaleur est fournie au consommateur à des températures nettement inférieures (60 + 100 OS)).

Ainsi, l'utilisation irrationnelle du carburant, lorsqu'une partie de la chaleur s'échappe dans la canalisation, conduit à l'épuisement des ressources en carburant et en énergie (FER).

Une mesure d'économie d'énergie est le développement et la mise en œuvre de systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés avec des sources de chaleur autonomes dispersées.

Actuellement, les plus pratiques sont les systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés basés sur des sources de chaleur non traditionnelles, telles que: le soleil, le vent, l'eau.

Énergie non conventionnelle :

Approvisionnement en chaleur basé sur des pompes à chaleur;

Alimentation en chaleur basée sur des générateurs de chaleur à eau autonomes.

Perspectives de développement des systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés :

1. Les systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés ne nécessitent pas de longues canalisations de chauffage et, par conséquent, des coûts d'investissement importants.

2. L'utilisation de systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés peut réduire considérablement les émissions nocives de la combustion de carburant dans l'atmosphère, ce qui améliore la situation environnementale.

3. L'utilisation de pompes à chaleur dans les systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés pour les installations industrielles et civiles permet, par rapport aux chaufferies, d'économiser du carburant à hauteur de 6 + 8 kg d'équivalent carburant. pour 1 Gcal de chaleur générée, soit environ 30 - : - 40 %.

4. Les systèmes décentralisés basés sur TN sont utilisés avec succès dans de nombreux pays étrangers (États-Unis, Japon, Norvège, Suède, etc.). Plus de 30 entreprises sont engagées dans la fabrication de pompes à chaleur.

5. Un système d'approvisionnement en chaleur autonome (décentralisé) basé sur un générateur de chaleur à eau centrifuge a été installé dans le laboratoire OTT du Département de PTS MPEI.

Le système fonctionne en mode automatique, maintenant la température de l'eau dans la conduite d'alimentation dans un intervalle donné de 60 à 90 ° C.

Le rapport de transformation de chaleur du système est m = 1,5 - : - 2, et le rendement est d'environ 25 %.

6. L'augmentation supplémentaire de l'efficacité énergétique des systèmes d'approvisionnement en chaleur décentralisés nécessite des recherches scientifiques et techniques afin de déterminer les modes de fonctionnement optimaux.

8. Le choix du caloporteur et du système d'alimentation en chaleur.

Le choix du caloporteur et du système d'alimentation en chaleur est déterminé par des considérations techniques et économiques et dépend principalement du type de source de chaleur et du type de charge thermique. Il est recommandé de simplifier au maximum le système de chauffage. Plus le système est simple, moins il coûte cher à construire et à exploiter. Les solutions les plus simples sont apportées par l'utilisation d'un seul fluide caloporteur pour tous les types de charge thermique.

Si la charge thermique du quartier se compose uniquement de chauffage, de ventilation et d'alimentation en eau chaude, le chauffage est généralement utilisé système d'eau à deux tuyaux... Dans les cas où, en plus du chauffage, de la ventilation et de l'alimentation en eau chaude, il existe également une petite charge technologique dans la zone qui nécessite une chaleur à potentiel accru, il est rationnel d'utiliser des systèmes d'eau à trois tuyaux pendant le chauffage. L'une des lignes d'alimentation du système est utilisée pour satisfaire la charge potentielle accrue.

Dans les cas où lorsque la charge thermique principale du quartier est la charge technologique de potentiel accru, et la charge thermique saisonnière est faible ; généralement à la vapeur.

Lors du choix d'un système d'alimentation en chaleur et des paramètres du caloporteur, les indicateurs techniques et économiques de tous les éléments sont pris en compte: source de chaleur, réseau, installations d'abonnés. Sur le plan énergétique, l'eau est plus rentable que la vapeur. L'utilisation du chauffage de l'eau à plusieurs étages à la centrale de cogénération permet d'augmenter la production combinée spécifique d'énergie électrique et thermique, augmentant ainsi l'économie de carburant. Lors de l'utilisation de systèmes à vapeur, la totalité de la charge thermique est généralement absorbée par la vapeur d'échappement à plus haute pression, ce qui réduit la production d'énergie électrique combinée spécifique.

La chaleur obtenue dans la source est transférée à l'un ou l'autre caloporteur (eau, vapeur), qui est transporté via les réseaux de chaleur jusqu'aux entrées des abonnés des consommateurs.

Selon l'organisation du mouvement du liquide de refroidissement, les systèmes d'alimentation en chaleur peuvent être fermés, semi-fermés et ouverts.

Selon le nombre de conduites de chaleur dans le réseau de chauffage, les systèmes d'alimentation en eau chaude peuvent être monotubes, bitubes, tritubes, quadritubes et combinés, si le nombre de tubes dans le réseau de chauffage ne reste pas constant.

Dans les systèmes fermés, le consommateur n'utilise qu'une partie de la chaleur contenue dans le liquide de refroidissement, et le liquide de refroidissement lui-même, ainsi que la quantité de chaleur restante, retourne à la source, où il est reconstitué en chaleur (systèmes fermés à deux tuyaux). Dans les systèmes semi-fermés, le consommateur utilise à la fois une partie de la chaleur qui lui est fournie et une partie du caloporteur lui-même, ainsi que les quantités restantes de caloporteur et de chaleur renvoyées à la source (systèmes ouverts à deux tubes). Dans les systèmes ouverts, le caloporteur lui-même et la chaleur qu'il contient sont entièrement utilisés par le consommateur (systèmes monotubes).

Aux entrées des abonnés, la chaleur (et dans certains cas le caloporteur lui-même) est transférée des réseaux de chaleur vers les systèmes locaux de consommation de chaleur. Dans le même temps, dans la plupart des cas, l'utilisation de la chaleur non utilisée dans les systèmes locaux de chauffage et de ventilation est effectuée pour préparer l'eau pour les systèmes d'alimentation en eau chaude.

La régulation locale (abonné) de la quantité et du potentiel de chaleur transférée aux systèmes locaux a également lieu au niveau des entrées, et le fonctionnement de ces systèmes est surveillé.

Selon le schéma d'entrée accepté, c'est-à-dire selon la technologie adoptée pour transférer la chaleur des réseaux de chauffage aux systèmes locaux, les débits estimés du caloporteur dans le système d'alimentation en chaleur peuvent varier de 1,5 à 2 fois, ce qui indique un effet très important des entrées des abonnés sur l'économie du tout le système d'alimentation en chaleur.

Dans les systèmes d'alimentation en chaleur centralisés, l'eau et la vapeur sont utilisées comme caloporteurs, en relation avec lesquels les systèmes d'alimentation en eau et en vapeur sont distingués.

L'eau en tant que caloporteur présente un certain nombre d'avantages par rapport à la vapeur ; certains de ces avantages sont particulièrement importants lors de la fourniture de chaleur à partir d'une centrale de cogénération. Ces derniers incluent la possibilité de transporter l'eau sur de longues distances sans perte significative de son potentiel énergétique, c'est-à-dire sa température, la baisse de température de l'eau dans les grands réseaux est inférieure à 1°C pour 1 km de voie). Le potentiel énergétique de la vapeur - sa pression - diminue pendant le transport de manière plus significative, en moyenne de 0,1 à 015 MPa pour 1 km de voie. Ainsi, dans les systèmes à eau, la pression de vapeur dans l'extraction des turbines peut être très faible (de 0,06 à 0,2 MPa), tandis que dans les systèmes à vapeur, elle devrait aller jusqu'à 1-1,5 MPa. Une augmentation de la pression de vapeur en sortie de turbine entraîne une augmentation de la consommation de combustible à la CHPP et une diminution de la production d'électricité basée sur la consommation de chaleur.

De plus, les systèmes d'eau permettent de garder le condensat de l'eau de chauffage à la vapeur propre à la cogénération sans avoir besoin de convertisseurs de vapeur coûteux et complexes. Avec les systèmes à vapeur, les condensats reviennent des consommateurs souvent contaminés et loin d'être complètement (40 à 50 %), ce qui nécessite des coûts importants pour leur épuration et la préparation d'eau d'alimentation supplémentaire des chaudières.

D'autres avantages de l'eau en tant que caloporteur comprennent : un coût réduit des raccordements aux réseaux de chauffage des systèmes de chauffage de l'eau locaux et, avec les systèmes ouverts, également des systèmes d'alimentation en eau chaude locaux ; la possibilité d'une régulation centrale (au niveau de la source de chaleur) de l'approvisionnement en chaleur des consommateurs en modifiant la température de l'eau ; facilité d'utilisation - l'absence des inévitables purgeurs et groupes de pompage de retour des condensats pour les consommateurs.

La vapeur en tant que caloporteur présente à son tour certains avantages par rapport à l'eau :

a) une grande polyvalence, qui consiste en la possibilité de satisfaire tous les types de consommation de chaleur, y compris les processus technologiques ;

b) une consommation d'énergie inférieure pour déplacer le liquide de refroidissement (la consommation d'énergie pour le retour des condensats dans les systèmes à vapeur est très faible par rapport au coût de l'électricité pour déplacer l'eau dans les systèmes à eau) ;

c) l'insignifiance de la pression hydrostatique créée en raison de la faible densité spécifique de la vapeur par rapport à la densité de l'eau.

L'orientation constamment poursuivie dans notre pays vers des systèmes d'approvisionnement en chaleur plus économiques et les propriétés positives indiquées des systèmes d'eau contribuent à leur utilisation généralisée dans le logement et les services communaux des villes et des villages. Dans une moindre mesure, les systèmes hydrauliques sont utilisés dans l'industrie, où plus des 2/3 de la demande totale de chaleur sont satisfaits par la vapeur. La consommation de chaleur industrielle représentant environ les 2/3 de la consommation totale de chaleur du pays, la part de la vapeur dans la couverture de la consommation totale de chaleur reste très importante.

Selon le nombre de conduites de chaleur dans le réseau de chauffage, les systèmes d'alimentation en eau chaude peuvent être monotubes, bitubes, tritubes, quadritubes et combinés, si le nombre de tubes dans le réseau de chauffage ne reste pas constant. Des schémas simplifiés de ces systèmes sont présentés à la figure 8.1.

Les systèmes monotubes (en boucle ouverte) les plus économiques (figure 8.1.a) ne sont conseillés que lorsque la consommation horaire moyenne d'eau du réseau fournie pour les besoins de chauffage et de ventilation coïncide avec la consommation horaire moyenne d'eau consommée pour l'alimentation en eau chaude. Mais pour la plupart des régions de notre pays, à l'exception des plus méridionales, les coûts estimés de l'eau du réseau fournie pour les besoins de chauffage et de ventilation s'avèrent supérieurs à la consommation d'eau consommée pour l'alimentation en eau chaude. Avec un tel déséquilibre des coûts indiqués, l'eau non utilisée pour l'alimentation en eau chaude doit être envoyée à l'égout, ce qui est très peu économique. À cet égard, les plus répandus dans notre pays sont les systèmes d'alimentation en chaleur à deux tuyaux: ouverts (semi-fermés) (Fig. 8.1., B) et fermés (fermés) (Fig. 8.1., C)

Graphique 8.1. Schéma de principe des systèmes de chauffage de l'eau

a — monotube (ouvert), b — bitube ouvert (semi-fermé), c — bitube fermé (fermé), d-combiné, e-trois tubes, e-quatre tubes, 1-chaleur source, 2-tuyau d'alimentation du réseau de chauffage, 3-entrée abonné , 4 - aérotherme de ventilation, 5 - échangeur de chaleur de chauffage d'abonné, 6 - réchauffeur, 7 - canalisations du système de chauffage local, 8 - système d'alimentation en eau chaude local, 9 - canalisation de retour du système de chauffage, 10 - échangeur de chaleur d'alimentation en eau chaude, 11 - alimentation en eau froide, 12 - appareils technologiques, 13 - canalisation d'alimentation en eau chaude, 14 - canalisation de recirculation d'eau chaude, 15 - chaufferie, 16 - chaudière à eau chaude, 17 - pompe.

Avec une distance importante entre la source de chaleur et la zone d'alimentation en chaleur (avec les centrales de cogénération « banlieues »), les systèmes d'alimentation en chaleur combinés sont recommandés, qui sont une combinaison d'un système monotube et d'un système bitube semi-fermé (Figure 8.1, d). Dans un tel système, la chaudière d'eau chaude de pointe, qui fait partie de la CHPP, est située directement dans la zone d'alimentation en chaleur, formant une chaufferie d'eau chaude supplémentaire. De la centrale de cogénération à la chaufferie, seule une telle quantité d'eau à haute température est fournie par un seul tuyau, ce qui est nécessaire pour l'alimentation en eau chaude. À l'intérieur de la zone d'alimentation en chaleur, un système à deux tuyaux semi-fermé ordinaire est disposé.

Dans la chaufferie, l'eau de la centrale de cogénération est ajoutée à l'eau chauffée dans la chaudière à partir de la canalisation de retour du système à deux tuyaux, et le débit total d'eau avec une température inférieure à la température de l'eau provenant de la cogénération est envoyé au réseau de chauffage urbain. À l'avenir, une partie de cette eau est utilisée dans les systèmes locaux d'alimentation en eau chaude et le reste est renvoyé à la chaufferie.

Les systèmes à trois tuyaux sont utilisés dans les systèmes d'alimentation en chaleur industriels avec un débit d'eau constant fourni pour les besoins technologiques (Figure 8.1, e). De tels systèmes ont deux tuyaux d'alimentation. Selon l'un d'eux, l'eau à température constante va aux appareils technologiques et aux échangeurs de chaleur pour l'alimentation en eau chaude, selon l'autre, l'eau à température variable va aux besoins de chauffage et de ventilation. L'eau réfrigérée de tous les systèmes locaux est renvoyée à la source de chaleur via une canalisation commune.

Les systèmes à quatre tuyaux (figure 8.1, e), en raison de la forte consommation de métal, ne sont utilisés que dans les petits systèmes afin de simplifier les entrées des abonnés. Dans de tels systèmes, l'eau pour les systèmes locaux d'alimentation en eau chaude est préparée directement à la source de chaleur (dans les chaufferies) et est fournie par un tuyau spécial aux consommateurs, où elle pénètre directement dans les systèmes locaux d'alimentation en eau chaude. Dans ce cas, les abonnés ne disposent pas d'installations de chauffage pour l'alimentation en eau chaude et l'eau de recirculation des systèmes d'alimentation en eau chaude est renvoyée à la source de chaleur pour le chauffage. Les deux autres tuyaux d'un tel système sont destinés aux systèmes locaux de chauffage et de ventilation.

SYSTÈMES DE CHAUFFAGE D'EAU À DEUX TUBES

Systèmes fermés et ouverts... Les systèmes d'eau à deux tuyaux sont fermés et ouverts. Ces systèmes diffèrent par la technologie de préparation de l'eau pour les systèmes locaux d'alimentation en eau chaude (Fig. 8.2). Dans les systèmes fermés d'alimentation en eau chaude, on utilise de l'eau du robinet, qui est chauffée dans des échangeurs de chaleur de surface avec de l'eau du réseau de chauffage (Fig. 8.2, a). Dans les systèmes ouverts, l'eau pour l'alimentation en eau chaude est prélevée directement sur le réseau de chauffage. Le prélèvement d'eau des conduites d'alimentation et de retour du réseau de chauffage est effectué dans des quantités telles qu'après mélange, l'eau acquiert la température requise pour l'alimentation en eau chaude (figure 8.2, b).

Figure 8.2 ... Schémas de principe de la préparation d'eau pour l'alimentation en eau chaude chez l'abonné dans les systèmes d'alimentation en eau chaude à deux tuyaux... a — avec un système fermé, b — un système ouvert, 1 — conduites d'alimentation et de retour du réseau de chauffage ; 2 — échangeur de chaleur d'alimentation en eau chaude, 3 — alimentation en eau froide, 4 — système d'alimentation en eau chaude local, 5 — régulateur de température , 6 — mélangeur, 7 — vanne d'inversion

Dans les systèmes d'alimentation en chaleur fermés, le liquide de refroidissement lui-même n'est consommé nulle part, mais circule uniquement entre la source de chaleur et les systèmes locaux de consommation de chaleur. Cela signifie que de tels systèmes sont fermés par rapport à l'atmosphère, ce qui se reflète dans leur nom. Pour les systèmes fermés, théoriquement, l'égalité est valide, c'est-à-dire la quantité d'eau qui sort de la source et y arrive est la même. Dans les systèmes réels, cependant, toujours. Une partie de l'eau est perdue du système par les fuites qu'il contient : par les presse-étoupes des pompes, les joints de dilatation, les raccords, etc. Ces fuites d'eau du système sont faibles et, avec un bon fonctionnement, ne dépassent pas 0,5% du volume d'eau du système. Cependant, même en de telles quantités, ils causent certains dommages, car la chaleur et le liquide de refroidissement sont inutilement perdus avec eux.

L'inévitabilité pratique des fuites permet d'exclure les vases d'expansion de l'équipement des systèmes de chauffage de l'eau, car les fuites d'eau du système dépassent toujours l'augmentation possible du volume d'eau avec une augmentation de sa température pendant la période de chauffage. Le système est rempli d'eau pour compenser les fuites au niveau de la source de chaleur.

Dans les systèmes ouverts, même en l'absence de fuites, l'inégalité est caractéristique. L'eau du robinet, qui s'écoule des robinets des systèmes locaux d'alimentation en eau chaude, entre en contact avec l'atmosphère, c'est-à-dire de tels systèmes sont ouverts sur l'atmosphère. Le réapprovisionnement des systèmes ouverts avec de l'eau se produit généralement de la même manière que pour les systèmes fermés, à une source de chaleur, bien qu'en principe, dans de tels systèmes, le réapprovisionnement soit possible à d'autres points du système. La quantité d'eau d'appoint dans les systèmes ouverts est beaucoup plus élevée que dans les systèmes fermés. Si dans les systèmes fermés, l'eau d'appoint ne couvre que les fuites d'eau du système, alors dans les systèmes ouverts, elle doit également compenser le prélèvement d'eau prévu.

L'absence de systèmes d'alimentation en chaleur ouverts aux entrées d'abonnés des échangeurs de chaleur de surface pour l'alimentation en eau chaude et leur remplacement par des dispositifs de mélange bon marché est le principal avantage des systèmes ouverts par rapport aux systèmes fermés. Le principal inconvénient des systèmes ouverts est la nécessité d'avoir une installation plus puissante à la source de chaleur que les systèmes fermés pour le retour de l'eau d'appoint afin d'éviter l'apparition de corrosion et de tartre dans les installations de chauffage et les réseaux de chaleur.

Outre des entrées d'abonnés plus simples et moins chères, les systèmes ouverts présentent les qualités positives suivantes par rapport aux systèmes fermés :

une) permettre l'utilisation en grande quantité de chaleur résiduelle de faible qualité, qui est également disponible à la cogénération(chaleur des condenseurs de turbines), et dans de nombreuses industries, ce qui réduit la consommation de carburant pour la préparation d'un fluide caloporteur ;

b) offrir une opportunité diminution de la productivité estimée de la source de chaleur et en faisant la moyenne de la consommation de chaleur pour l'alimentation en eau chaude lors de l'installation d'accumulateurs d'eau chaude centraux;

v) augmenter la durée de vie les systèmes locaux d'alimentation en eau chaude, car ils reçoivent de l'eau des réseaux de chauffage, qui ne contient pas de gaz agressifs et de sels calcaires ;

G) réduire les diamètres des réseaux de distribution d'eau froide (d'environ 16 %), fourniture d'eau aux abonnés pour les systèmes locaux d'approvisionnement en eau chaude par des canalisations de chauffage ;

e) allons y aux systèmes monotubes avec la coïncidence de la consommation d'eau pour le chauffage et l'alimentation en eau chaude .

Les inconvénients des systèmes ouverts en plus des coûts accrus associés au traitement de grandes quantités d'eau d'appoint, comprennent :

a) la possibilité, en cas de traitement insuffisamment poussé de l'eau, de l'apparition de couleur dans l'eau démontée, et dans le cas de raccordement des systèmes de chauffage par radiateurs aux réseaux de chauffage via des nœuds de mélange (ascenseur, pompage), également la possibilité de contamination de l'eau démontée et l'apparition d'odeur dans celle-ci en raison du dépôt de sédiments dans les radiateurs et le développement de bactéries spéciales en eux;

b) complexité croissante du contrôle de la densité du système, puisque dans les systèmes ouverts, la quantité d'eau d'appoint ne caractérise pas la quantité de fuite d'eau du système, comme dans les systèmes fermés.

La faible dureté de l'eau du robinet d'origine (1 à 1,5 mg eq / l) facilite l'utilisation de systèmes ouverts, éliminant le besoin d'un traitement de l'eau anticalcaire coûteux et complexe. Il est conseillé d'utiliser des systèmes ouverts même avec des eaux de source très dures ou corrosives, car avec de telles eaux dans des systèmes fermés, il est nécessaire d'organiser le traitement de l'eau à chaque entrée d'abonné, ce qui est beaucoup plus compliqué et coûteux qu'un seul traitement de fabrication. l'eau à une source de chaleur dans les systèmes ouverts.

SYSTÈMES DE CHAUFFAGE À EAU MONO-TUYAU

Un schéma de l'entrée d'abonné d'un système d'alimentation en chaleur monotube est illustré à la figure 8.3.

Riz. 8.3. Schéma d'entrée d'un système d'alimentation en chaleur monotube

L'eau de ville en quantité égale au débit horaire moyen d'eau dans l'alimentation en eau chaude est fournie à l'entrée par la machine à débit constant 1. La machine 2 redistribue l'eau de ville entre le mélangeur d'alimentation en eau chaude et l'échangeur de chaleur de chauffage 3 et fournit la température de consigne du mélange d'eau provenant de l'alimentation en chauffage après l'échangeur de chaleur. V la nuit, lorsqu'il n'y a pas de prélèvement d'eau, l'eau entrant dans le système d'alimentation en eau chaude est évacuée dans le ballon de stockage 6 par l'intermédiaire de la machine de secours automatique 5 (automatique "en amont"), qui assure le remplissage en eau des systèmes locaux . Avec une prise d'eau supérieure à la moyenne, la pompe 7 fournit en plus de l'eau du ballon au système d'alimentation en eau chaude. L'eau de circulation du système d'alimentation en eau chaude est également évacuée dans l'accumulateur par l'intermédiaire du surpresseur automatique 4. Pour compenser les pertes de chaleur dans le circuit de circulation, y compris le ballon accumulateur, l'automate 2 maintient la température de l'eau légèrement supérieure à celle habituellement acceptée. pour les systèmes d'alimentation en eau chaude.

SYSTÈMES DE CHAUFFAGE À VAPEUR

Graphique 8.4. Schémas de principe des systèmes d'alimentation en chaleur à vapeur

a - monotube sans retour des condensats ; b – bitube avec retour des condensats ; in - trois tuyaux avec retour des condensats; 1 – source de chaleur ; 2 – ligne vapeur ; entrée 3 abonnés ; 4 – aérotherme ; 5 - échangeur de chaleur du système de chauffage local ; 6 - échangeur de chaleur du système d'alimentation en eau chaude local ; 7 – appareils technologiques ; 8 – évacuation des condensats ; 9 – évacuation 10 – réservoir de récupération des condensats ; 11 – pompe à condensats ; 12 – clapet anti-retour ; 13 – ligne de condensats

Comme l'eau, les systèmes d'alimentation en chaleur à vapeur sont monotubes, bitubes et multitubes (Fig. 8.4)

Dans un système à vapeur monotube (Fig. 8.4, a), le condensat de vapeur ne revient pas des consommateurs de chaleur à la source, mais est utilisé pour l'alimentation en eau chaude et les besoins technologiques ou est rejeté dans le drain. De tels systèmes à faible coût et utilisé à faible consommation de vapeur.

Les systèmes à vapeur à deux tuyaux avec retour des condensats vers la source de chaleur (Figure 8.4, b) sont les plus courants dans la pratique... Le condensat des systèmes individuels de consommation de chaleur locale est collecté dans un réservoir commun situé au point de chauffage, puis pompé vers la source de chaleur par une pompe. Le condensat de vapeur est un produit précieux : il ne contient pas de sels de dureté et de gaz agressifs dissous et permet d'économiser jusqu'à 15 % de la chaleur contenue dans la vapeur... La préparation de nouvelles portions d'eau d'alimentation pour les chaudières à vapeur nécessite généralement des coûts importants, supérieurs au coût de retour du condensat. La question de l'opportunité de renvoyer les condensats vers la source de chaleur est tranchée dans chaque cas particulier sur la base de calculs techniques et économiques.

Les systèmes de vapeur multicanaux (Fig. 8.4, c) sont utilisés sur les sites industriels lorsqu'ils reçoivent de la vapeur d'une cogénération et dans le cas de si la technologie de production nécessite une paire de pressions différentes... Les coûts de construction de conduites de vapeur séparées pour la vapeur de différentes pressions s'avèrent inférieurs au coût de la surconsommation de combustible dans une centrale de cogénération lorsque la vapeur n'est fournie que pour une, la pression la plus élevée. et sa réduction ultérieure pour les abonnés qui ont besoin d'une paire de pression inférieure... Le retour des condensats dans les systèmes à trois tuyaux s'effectue via une conduite de condensats commune. Dans un certain nombre de cas, des conduites de vapeur doubles sont également posées à la même pression de vapeur afin de fournir un approvisionnement en vapeur fiable et ininterrompu aux consommateurs. Le nombre de conduites de vapeur peut être supérieur à deux, par exemple, lors de la réservation de la fourniture de vapeur de différentes pressions à partir du CHPP ou s'il est opportun de fournir de la vapeur de trois pressions différentes à partir du CHPP.

Aux grands pôles industriels qui fédèrent plusieurs entreprises, se construisent systèmes complexes d'eau et de vapeur avec la fourniture de vapeur pour la technologie et d'eau pour les besoins de chauffage et de ventilation.

Aux entrées abonnés des installations, en plus des dispositifs assurant le transfert de chaleur vers les installations locales de consommation de chaleur, Le système de récupération des condensats et de leur retour vers la source de chaleur est également d'une grande importance.

Les paires arrivant à l'entrée de l'abonné tombent généralement dans peigne distributeur, d'où directement ou à travers un détendeur (pression automatique "après elle-même") est dirigée vers les appareils consommateurs de chaleur.

Le choix correct des paramètres du liquide de refroidissement est d'une grande importance. Lors de la fourniture de chaleur à partir de chaufferies, il est généralement rationnel de choisir des paramètres élevés du liquide de refroidissement admissibles en fonction des conditions de la technologie de transport de la chaleur à travers le réseau et de son utilisation dans les installations d'abonnés. Une augmentation des paramètres du fluide caloporteur entraîne une diminution des diamètres du réseau de chaleur et une diminution des coûts de pompage (pour l'eau). Lors du chauffage, il est nécessaire de prendre en compte l'influence des paramètres du caloporteur sur l'économie du CHPP.

Le choix d'un système de chauffage à eau de type fermé ou ouvert dépend principalement des conditions d'alimentation en eau de la centrale de cogénération, de la qualité de l'eau du robinet (dureté, corrosivité, oxydabilité) et des sources de chaleur de faible qualité disponibles pour l'alimentation en eau chaude.

Une condition préalable pour les systèmes d'alimentation en chaleur ouverts et fermés est assurer une qualité stable de l'eau chaude chez les abonnés conformément à GOST 2874-73 "Eau potable". Dans la plupart des cas la qualité de l'eau du robinet à la source détermine le choix du système d'alimentation en chaleur (STS).

Système fermé : indice de saturation J> -0,5 ; dureté carbonatée Zh à<7мг-экв/л; (Сl+SО 4) 200мг/л; перманганатная окисляемость не регламентируется.

En système ouvert : oxydabilité permanganate de O<4мг/л, индекс насыщения, карбонатная жёсткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентируется.

Avec une oxydabilité accrue (O> 4 mg / l), des processus microbiologiques se développent dans les zones stagnantes des systèmes d'alimentation en chaleur ouverts (radiateurs, etc.), dont la conséquence est la pollution de l'eau par les sulfures. Ainsi, l'eau prélevée dans les installations de chauffage pour l'alimentation en eau chaude dégage une odeur désagréable d'hydrogène sulfuré.

En termes de performances énergétiques et de coûts initiaux, les systèmes TS modernes à deux tubes fermés et ouverts sont en moyenne équivalents. En termes de coût initial, les systèmes ouverts peuvent présenter certains avantages économiques. s'il y a des sources d'eau douce au CHPP qui n'a pas besoin de traitement d'eau et répond aux normes sanitaires pour l'eau potable. Le réseau d'alimentation en eau froide des abonnés est déchargé et nécessite des alimentations supplémentaires à la cogénération. En fonctionnement, les systèmes ouverts sont plus difficiles que les systèmes fermés en raison de l'instabilité du régime hydraulique du réseau de chauffage, de la complication du contrôle sanitaire de la densité du système.

Pour le transport longue distance avec une forte charge d'EBC, en présence de sources d'eau répondant aux normes sanitaires à proximité d'une CHPP ou d'une chaufferie, il est économiquement justifié d'utiliser un système TS ouvert avec un passage monotube (unidirectionnel) et deux réseau de distribution de tuyaux.

En cas de transport de chaleur à très longue distance sur une distance d'environ 100-150 km ou plus, il est plus opportun de vérifier l'efficacité de l'utilisation d'un système de transfert de chaleur chymothermique (dans un état chimiquement lié, par exemple méthane + eau = CO + 3H 2).

9. Équipement pour la cogénération. Equipement de base (turbines, chaudières).

L'équipement des stations de traitement thermique peut être grossièrement divisé en primaire et secondaire... À les principaux équipements de la cogénération et les chaufferies industrielles et de chauffage comprennent les turbines et les chaudières. Les centrales de cogénération sont classées en fonction du type de charge thermique prédominante pour le chauffage, le chauffage industriel et industriel. Des turbines des types T, PT et R y sont respectivement installées. XXIIe Congrès du PCUS (LMZ), des usines Nevsky et Kirovsky à Leningrad, des usines de turbines Kaluga, d'ingénierie de Briansk et de turbo-alternateurs de Kharkov. Actuellement, de grandes turbines de cogénération sont produites par l'usine de turbomoteurs de l'Oural nommée d'après V.I. K.E. Voroshilova (UTMZ).

La première turbine domestique d'une capacité de 12 MW a été créée en 1931. Depuis 1935, toutes les centrales de cogénération ont été construites pour des paramètres de vapeur pour des turbines de 2,9 MPa et 400 ° C, et l'importation de turbines de chauffage a été pratiquement arrêtée. À partir de 1950, l'industrie électrique soviétique est entrée dans une période de croissance intensive de l'efficacité des installations d'alimentation électrique, et le processus d'agrandissement de leurs principaux équipements et capacités s'est poursuivi en raison de l'augmentation des charges thermiques. En 1953-1954. Dans le cadre de la croissance de la production de pétrole dans l'Oural, la construction d'un certain nombre de raffineries de pétrole de grande capacité a commencé, pour lesquelles une centrale de cogénération de chaleur et d'électricité d'une capacité de 200 à 300 MW était nécessaire. Des turbines à double échantillonnage d'une capacité de 50 MW ont été créées pour eux (en 1956 à une pression de 9,0 MPa à l'usine de Leningrad et en 1957 à UTMZ à une pression de 13,0 MPa). En seulement 10 ans, plus de 500 turbines avec une pression de 9,0 MPa avec une capacité totale d'environ 9 * 10 3 MW ont été installées. La capacité unitaire de la centrale de cogénération d'un certain nombre de systèmes électriques est passée à 125-150 MW. À mesure que la charge thermique technologique des raffineries de pétrole augmente, ainsi que Avec le début de la construction d'usines chimiques pour la production d'engrais, de plastiques et de fibres artificielles, qui nécessitaient de la vapeur jusqu'à 600-800 t/h, il est devenu nécessaire de reprendre la production de turbines à contre-pression. La production de telles turbines pour une pression de 13,0 MPa avec une capacité de 50 MW a débuté à LMZ en 1962. Le développement de la construction de logements dans les grandes villes a créé une base pour la construction d'un nombre important de centrales thermiques d'une capacité de 300-400 MW et plus. A cet effet, la production des turbines T-50-130 d'une capacité de 50 MW à l'UTMZ a débuté en 1960, et en 1962 des turbines T-100-130 d'une capacité de 100 MW. La différence fondamentale entre ces types de turbines est l'utilisation du chauffage en deux étapes de l'eau du système de chauffage en raison de l'extraction de vapeur inférieure avec une pression de 0,05-0,2 MPa et la supérieure de 0,06-0,25 MPa. Ces turbines peuvent être converties en contre-pression ( vide détérioré) avec condensation des vapeurs d'échappement dans une surface spéciale du faisceau de réseau situé dans le condenseur pour le chauffage de l'eau. Dans certaines centrales de cogénération, les condenseurs des turbines à vide réduit sont entièrement utilisés comme réchauffeurs principaux. En 1970, la capacité unitaire des CHPP de chauffage avait atteint 650 MW (CHPP No.20 Mosenergo), et les centrales de chauffage industrielles - 400 MW (CHPP de Tolyatti). L'approvisionnement total en vapeur dans ces stations représente environ 60% de la chaleur totale fournie, et dans certaines centrales de cogénération, il dépasse 1 000 t / h.

Une nouvelle étape dans le développement de la construction de turbines de cogénération est le développement et la création de turbines encore plus grandes qui augmenteront encore l'efficacité des centrales thermiques et réduiront le coût de leur construction. La turbine T-250, capable de fournir de la chaleur et de l'électricité à une ville de 350 000 habitants, est conçue pour des paramètres de vapeur supercritique de 24,0 MPa, 560 ° C avec une surchauffe intermédiaire de la vapeur à une pression de 4,0 / 3,6 MPa à un température de 565°C... La turbine PT-135 pour une pression de 13,0 MPa dispose de deux sorties de chauffage avec contrôle de pression indépendant dans la plage de 0,04-0,2 MPa dans la sortie inférieure et de 0,05-0,25 MPa dans la sortie supérieure. Cette turbine permet également une extraction industrielle avec une pression de 1,5 ± 0,3 MPa.La turbine à contre-pression R-100 est destinée à être utilisée dans les centrales thermiques avec une consommation importante de vapeur de procédé. De chaque turbine, environ 650 t/h de vapeur avec une pression de 1,2-1,5 MPa peuvent être libérées avec la possibilité de l'augmenter à l'échappement à 2,1 MPa. Pour alimenter les consommateurs, la vapeur provenant de l'extraction supplémentaire non régulée de la turbine avec une pression de 3,0 à 3,5 MPa peut également être utilisée. La turbine T-170 pour une pression de vapeur de 13,0 MPa et une température de 565°C sans surchauffe intermédiaire, tant en termes de puissance électrique que de quantité de vapeur extraite, occupe une place intermédiaire entre les turbines T-100 et T-250 . Il est conseillé d'installer cette turbine dans les centrales de cogénération urbaines de taille moyenne avec une charge de service importante. La capacité unitaire de la centrale de cogénération continue de croître. À l'heure actuelle, des centrales de cogénération d'une capacité électrique de plus de 1,5 million de kW sont déjà exploitées, construites et conçues. Les grandes centrales de cogénération urbaines et industrielles nécessiteront le développement et la création d'unités encore plus puissantes. Les travaux ont déjà commencé pour déterminer le profil des turbines de cogénération d'une puissance unitaire de 400 à 450 MW.

Parallèlement au développement de la construction de turbines, des unités de chaudières plus puissantes ont été créées. En 1931-1945. Les chaudières à flux direct de conception domestique, générant de la vapeur avec une pression de 3,5 MPa et une température de 430 ° C, sont largement utilisées dans l'industrie électrique. Actuellement, des chaudières d'une capacité de 120, 160 et 220 t / h avec combustion en chambre de combustibles solides, ainsi que du fioul et du gaz sont produites pour être installées dans des centrales de cogénération avec des turbines d'une capacité allant jusqu'à 50 MW avec des paramètres de vapeur de 9 MPa et 500-535°C. Les conceptions de ces chaudières ont été développées depuis les années 50 par presque toutes les principales chaufferies du pays - Taganrog, Podolsk et Barnaul. Ces chaudières ont en commun la disposition en U, l'utilisation de la circulation naturelle, une chambre de combustion rectangulaire ouverte et un réchauffeur d'air tubulaire en acier.

En 1955-1965. Parallèlement au développement d'unités avec des paramètres de 10 MPa et 540 ° C dans les TPP, des turbines et des chaudières plus grandes avec des paramètres de 14 MPa et 570 ° C ont été créées. Parmi celles-ci, des turbines d'une capacité de 50 et 100 MW avec des chaudières de la chaufferie de Taganrog (TKZ) d'une capacité de 420 t/h de types TP-80 - TP-86 pour les combustibles solides et TGM-84 pour le gaz et le combustible les huiles sont les plus utilisées. L'unité la plus puissante de cette centrale, utilisée dans les CHPP de paramètres sous-critiques, est une unité de type TGM-96 avec une chambre de combustion pour la combustion de gaz et de fioul d'une capacité de 480-500 t/h.

Une conception de type bloc chaudière-turbine (T-250) pour les paramètres de vapeur supercritique avec réchauffage a nécessité la création d'une chaudière à passage unique d'une capacité de vapeur d'environ 1000 t / h. Pour réduire le coût de construction d'une cogénération, les scientifiques soviétiques M.A. Styrtskovich et I.K. Staselyavichus ont été les premiers au monde à proposer un projet de centrale de cogénération utilisant de nouvelles chaudières à eau chaude d'une capacité de chauffage allant jusqu'à 210 MW. L'opportunité de l'eau du réseau de chauffage de la CHPP dans la partie de pointe du programme avec des chaudières spéciales à eau chaude de pointe a été prouvée, refusant d'utiliser des chaudières à vapeur plus chères à ces fins. Recherche VTI eux. F.E.Dzerzhinsky a achevé le développement et la production d'un certain nombre de tailles standard d'unités de chauffe-eau à tour unifiées au gaz et au mazout avec des capacités de chauffage unitaires de 58, 116 et 210 MW. Plus tard, des chaudières de capacités inférieures ont été développées. Contrairement aux chaudières à tour (PTVM), les chaudières KVGM sont conçues pour fonctionner avec un tirage artificiel. De telles chaudières d'une capacité de chauffage de 58 et 116 MW ont une disposition en forme de U et sont conçues pour fonctionner en mode principal.

La rentabilité des centrales de cogénération à turbine à vapeur pour la partie européenne de l'URSS a été atteinte à un moment donné avec une charge thermique minimale de 350 à 580 MW. Par conséquent, parallèlement à la construction de centrales de cogénération, la construction de chaufferies industrielles et de chauffage équipées de chaudières modernes à eau chaude et à vapeur est réalisée à grande échelle. Les stations thermiques urbaines avec des chaudières de type PTVM, KVGM sont utilisées à des charges de 35-350 MW, et des chaudières à vapeur avec des chaudières de type DKVR et autres sont utilisées à des charges de 3,5-47 MW. Les petits villages et les installations agricoles, les zones résidentielles des villes individuelles sont chauffées par de petites chaufferies avec des chaudières en fonte et en acier d'une capacité allant jusqu'à 1,1 MW.

10. Équipement pour la cogénération. Équipements auxiliaires (réchauffeurs, pompes, compresseurs, convertisseurs de vapeur, évaporateurs, unités de réduction et de refroidissement ROU, réservoirs de condensats).

11. Traitement de l'eau. Normes de qualité de l'eau.

12. Traitement de l'eau. Clarification, adoucissement (précipitation, échange cationique, stabilisation de la dureté de l'eau).

13. Traitement de l'eau. Désaération.

14. Consommation thermique. Charge saisonnière.

15. Consommation thermique. Charge toute l'année.

16. Consommation thermique. Carte de Rossander.

introduction

Informations générales et concept des chaufferies

1 Classification des chaufferies

Types de chaudières pour le chauffage des bâtiments

1 Chaudières à gaz

2 Chaudières électriques

3 Chaudières à combustible solide

Types de chaudières pour le chauffage des bâtiments

1 Chaudières à tubes de gaz

2 Chaudières à tubes d'eau

Conclusion

Bibliographie

introduction

Vivant sous des latitudes tempérées, où la majeure partie de l'année est froide, il est nécessaire de fournir de la chaleur aux bâtiments : immeubles d'habitation, bureaux et autres locaux. L'approvisionnement en chaleur offre une vie confortable, s'il s'agit d'un appartement ou d'une maison, un travail productif, s'il s'agit d'un bureau ou d'un entrepôt.

Tout d'abord, voyons ce que l'on entend par le terme "Fourniture de chaleur". L'approvisionnement en chaleur est l'alimentation des systèmes de chauffage d'un bâtiment avec de l'eau chaude ou de la vapeur. Les centrales thermiques et les chaufferies sont la source habituelle d'approvisionnement en chaleur. Il existe deux types d'approvisionnement en chaleur pour les bâtiments : centralisé et local. Avec un centralisé, les quartiers individuels (industriels ou résidentiels) sont alimentés. Pour le fonctionnement efficace d'un réseau de distribution de chaleur centralisé, il est construit en le divisant en niveaux, le travail de chaque élément consiste à effectuer une tâche. A chaque niveau, la tâche de l'élément diminue. Approvisionnement local en chaleur - l'approvisionnement en chaleur d'une ou plusieurs maisons. Les réseaux de chauffage centralisés présentent un certain nombre d'avantages : réduction de la consommation de combustible et des économies de coûts, utilisation de combustible de qualité inférieure et amélioration des conditions sanitaires dans les zones résidentielles. Le système de chauffage urbain comprend une source de chaleur (CHP), un réseau de chaleur et des installations consommatrices de chaleur. La centrale de cogénération produit de la chaleur et de l'énergie. Les sources d'approvisionnement en chaleur locale sont les poêles, les chaudières, les chauffe-eau.

Mon objectif est de me familiariser avec les informations générales et le concept des installations de chaudières, lesquelles sont utilisées pour fournir de la chaleur aux bâtiments.

1. Généralités et concepts sur les chaufferies

Une chaufferie est un ensemble d'appareils situés dans des locaux spéciaux et servant à convertir l'énergie chimique du combustible en énergie thermique de vapeur ou d'eau chaude. Les principaux éléments de la chaufferie sont une chaudière, un dispositif de combustion (four), des dispositifs d'alimentation et de tirage.

Une chaudière est un dispositif d'échange de chaleur dans lequel la chaleur des produits chauds de la combustion du combustible est transférée à l'eau. En conséquence, dans les chaudières à vapeur, l'eau se transforme en vapeur et dans les chaudières à eau chaude, elle est chauffée à la température requise.

Le dispositif de combustion est utilisé pour brûler du carburant et convertir son énergie chimique en chaleur des gaz chauffés.

Les dispositifs d'alimentation (pompes, injecteurs) sont destinés à alimenter en eau la chaudière.

Le dispositif de tirage se compose de ventilateurs soufflants, d'un système de conduits de gaz, d'extracteurs de fumée et d'une cheminée, à l'aide desquels la quantité d'air requise est fournie au four et le mouvement des produits de combustion à travers les conduits de gaz de la chaudière, ainsi que leur élimination dans l'atmosphère. Les produits de combustion, se déplaçant le long des conduits de gaz et en contact avec la surface chauffante, transfèrent la chaleur à l'eau.

Pour assurer un fonctionnement plus économique, les chaufferies modernes disposent d'éléments auxiliaires : un économiseur d'eau et un réchauffeur d'air, qui servent respectivement à chauffer l'eau et l'air ; dispositifs d'alimentation en combustible et d'élimination des cendres, pour le nettoyage des gaz de combustion et de l'eau d'alimentation; les dispositifs de contrôle thermique et les équipements d'automatisation qui assurent le fonctionnement normal et ininterrompu de toutes les parties de la chaufferie.

Selon l'usage pour lequel l'énergie thermique est utilisée, les chaufferies sont divisées en énergie, chauffage et production et chauffage.

Les chaufferies électriques fournissent de la vapeur aux centrales à vapeur qui produisent de l'électricité et font généralement partie d'un complexe de centrales électriques. Les chaudières de chauffage et industrielles sont construites dans des entreprises industrielles et fournissent de l'énergie thermique aux systèmes de chauffage et de ventilation, à l'alimentation en eau chaude des bâtiments et aux processus de production. Les chaudières de chauffage sont destinées aux mêmes fins, mais desservent des bâtiments résidentiels et publics. Ils sont divisés en autoportants, verrouillés, c'est-à-dire adjacents à d'autres bâtiments et encastrés dans des bâtiments. Récemment, de plus en plus de chaufferies autonomes agrandies sont construites dans l'espoir de desservir un groupe de bâtiments, un quartier résidentiel, un micro-quartier. Le dispositif de chaufferies construites dans des bâtiments résidentiels et publics n'est actuellement autorisé qu'avec une justification appropriée et un accord avec les autorités de surveillance sanitaire. Les chaufferies de faible puissance (individuelles et en petit groupe) se composent généralement de chaudières, de pompes de circulation et d'alimentation et de dispositifs de tirage. En fonction de cet équipement, les dimensions de la chaufferie sont principalement déterminées. Les chaufferies de moyenne et haute puissance - 3,5 MW et plus - se distinguent par la complexité des équipements et la composition des locaux de service et de service. Les solutions d'aménagement de l'espace de ces chaufferies doivent répondre aux exigences des normes sanitaires pour la conception des entreprises industrielles.

1.1 Classification des chaufferies

Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production-chauffage et chauffage. Selon le type de caloporteur produit, ils sont divisés en vapeur (pour générer de la vapeur) et eau chaude (pour générer de l'eau chaude).

Les centrales électriques produisent de la vapeur pour les turbines à vapeur des centrales thermiques. Ces chaufferies sont généralement équipées de chaudières de grande et moyenne puissance, qui génèrent de la vapeur avec des paramètres accrus.

Les chaufferies industrielles (généralement à vapeur) produisent de la vapeur non seulement pour les besoins industriels, mais aussi pour le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude.

Les installations de chaudières de chauffage (principalement à eau chaude, mais elles peuvent également être à vapeur) sont conçues pour desservir les systèmes de chauffage de locaux industriels et résidentiels.

Selon l'ampleur de l'approvisionnement en chaleur, les chaufferies de chauffage sont divisées en local (individuel), en groupe et en quartier.

Les chaufferies locales sont généralement équipées de chaudières à eau chaude avec de l'eau chauffante à une température ne dépassant pas 115 ° C ou de chaudières à vapeur avec une pression de fonctionnement allant jusqu'à 70 kPa. De telles chaufferies sont conçues pour fournir de la chaleur à un ou plusieurs bâtiments.

Les chaufferies collectives alimentent en chaleur des ensembles de bâtiments, des quartiers d'habitation ou de petits quartiers. Ces chaufferies sont généralement équipées à la fois de chaudières à vapeur et à eau chaude, avec une capacité de chauffage plus élevée que les chaudières des chaufferies locales. Ces chaufferies sont généralement situées dans des bâtiments séparés spécialement construits.

Les chaudières de chauffage urbain sont utilisées pour fournir de la chaleur aux grandes zones résidentielles : elles sont équipées de chaudières à eau chaude ou à vapeur relativement puissantes.

2. Types de chaudières de chauffage

.1 Chaudières à gaz

Si le gaz principal est fourni sur le site, dans la très grande majorité des cas, le chauffage de la maison à l'aide d'une chaudière à gaz est optimal, car vous ne pouvez pas trouver de combustible moins cher. Il existe de nombreux fabricants et modèles de chaudières à gaz. Afin de faciliter la compréhension de cette variété, nous diviserons toutes les chaudières à gaz en deux groupes : les chaudières au sol et les chaudières murales. Les chaudières murales et au sol ont des conceptions et des configurations différentes.

Une chaudière au sol est une chose traditionnelle et conservatrice et n'a pas subi de changements majeurs au cours de plusieurs décennies. L'échangeur de chaleur pour les chaudières au sol est généralement en fonte ou en acier. Il existe différentes opinions sur le matériau qui est le meilleur. D'une part, la fonte est moins sensible à la corrosion, un échangeur de chaleur en fonte est généralement plus épais, ce qui peut avoir un effet positif sur sa durée de vie. Dans le même temps, l'échangeur de chaleur en fonte présente également des inconvénients. Il est plus fragile et, par conséquent, il existe un risque de microfissuration lors du transport et du chargement et du déchargement. De plus, lors du fonctionnement des chaudières en fonte lors de l'utilisation d'eau dure, en raison des caractéristiques de conception des échangeurs de chaleur en fonte et des propriétés de la fonte elle-même, leur destruction se produit au fil du temps en raison d'une surchauffe locale. Si nous parlons de chaudières en acier, alors elles sont plus légères, elles n'ont pas très peur des chocs pendant le transport. En même temps, s'il est mal utilisé, l'échangeur de chaleur en acier peut se corroder. Mais, il n'est pas très difficile de créer des conditions de fonctionnement normales pour une chaudière en acier. Il est important que la température dans la chaudière ne descende pas en dessous de la température du point de rosée. Un bon concepteur sera toujours en mesure de créer un système qui maximisera la durée de vie de la chaudière. À leur tour, toutes les chaudières à gaz au sol peuvent être divisées en deux groupes principaux: avec des brûleurs atmosphériques et pressurisés (parfois appelés remplaçables, ventilés, montés). Les premiers sont plus simples, moins chers et plus silencieux. Les chaudières à brûleurs à tirage forcé ont un rendement plus élevé et sont nettement plus chères (en tenant compte du coût du brûleur). Les chaudières fonctionnant avec des brûleurs à air soufflé ont la possibilité d'installer des brûleurs fonctionnant soit au gaz, soit au combustible liquide. La puissance des chaudières à gaz au sol avec brûleur atmosphérique, dans la plupart des cas, varie de 10 à 80 kW (mais il existe des entreprises qui produisent des chaudières plus puissantes de ce type), tandis que les modèles avec gonflable remplaçable

les brûleurs peuvent atteindre une puissance de plusieurs milliers de kW. Dans nos conditions, un autre paramètre d'une chaudière à gaz est très important - la dépendance de son automatisation à l'électricité. En effet, dans notre pays, il y a des cas fréquents de problèmes d'électricité - quelque part, elle est fournie par intermittence et, à certains endroits, elle est complètement absente. La plupart des chaudières à gaz modernes avec brûleurs atmosphériques fonctionnent indépendamment de la présence d'une alimentation électrique. Quant aux chaudières importées, force est de constater qu'il n'y a pas de tels problèmes dans les pays occidentaux, et la question se pose souvent : existe-t-il de bonnes chaudières à gaz importées fonctionnant indépendamment de l'électricité ? Oui il y en a. Cette autonomie peut être obtenue de deux manières. Le premier est de simplifier au maximum le système de contrôle de la chaudière et, en raison de l'absence presque totale d'automatisation, d'obtenir une indépendance par rapport à l'électricité (cela s'applique également aux chaudières domestiques). Dans ce cas, la chaudière ne peut maintenir que la température de consigne du liquide de refroidissement, et ne sera pas guidée par la température de l'air dans votre pièce. La seconde méthode, plus progressive, consiste à utiliser un générateur de chaleur, qui génère de l'électricité à partir de la chaleur, nécessaire au fonctionnement de l'automatisation de la chaudière. Ces chaudières peuvent être utilisées avec des thermostats d'ambiance à distance qui contrôleront la chaudière et maintiendront la température ambiante que vous avez réglée.

Les chaudières à gaz peuvent être à un étage (fonctionner uniquement à un niveau de puissance) et à deux étages (2 niveaux de puissance), ainsi qu'avec une modulation (régulation en douceur) de la puissance, car la pleine puissance de la chaudière nécessite environ 15-20% de la saison de chauffage, et 80-85% Comme cela n'est pas nécessaire, il est clair qu'il est plus économique d'utiliser une chaudière à deux niveaux de puissance ou à modulation de puissance. Les principaux avantages d'une chaudière à deux allures sont : une augmentation de la durée de vie de la chaudière, due à une diminution de la fréquence d'allumage/extinction du brûleur, un fonctionnement au 1er allure avec une puissance réduite et une diminution du nombre d'allumer / éteindre le brûleur permet d'économiser du gaz et, par conséquent, de l'argent.

Les chaudières murales sont apparues relativement récemment, mais même pendant cette période relativement courte, elles ont gagné une masse de partisans dans le monde entier. L'une des définitions les plus précises et les plus vastes de ces appareils est "mini chaufferie". Ce terme n'est pas apparu par hasard, car dans un petit boîtier il y a non seulement un brûleur, un échangeur de chaleur et un dispositif de contrôle, mais aussi, dans la plupart des modèles, une ou deux pompes de circulation, un vase d'expansion, un système qui assure la fonctionnement sûr de la chaudière, un manomètre, un thermomètre et bien d'autres éléments, sans lesquels le travail d'une chaufferie normale ne peut se faire. Malgré le fait que les développements techniques les plus avancés dans le domaine du chauffage aient vu le jour dans les chaudières murales, le coût des "supports muraux" est souvent 1,5 à 2 fois inférieur à celui de leurs homologues au sol. Un autre avantage important est la facilité d'installation. Souvent, les acheteurs pensent que la facilité d'installation est une vertu qui ne devrait préoccuper que les installateurs. Ce n'est pas tout à fait vrai, car le montant qu'un consommateur réel devra payer pour installer une chaudière murale ou pour installer une chaufferie, où une chaudière, une chaudière, des pompes, un vase d'expansion et bien d'autres sont installés séparément, diffère très significativement. La compacité et la possibilité d'installer une chaudière murale dans presque tous les intérieurs sont un autre avantage de cette classe de chaudières.

Malgré le fait que les développements techniques les plus avancés dans le domaine du chauffage aient vu le jour dans les chaudières murales, le coût des "supports muraux" est souvent 1,5 à 2 fois inférieur à celui de leurs homologues au sol. Un autre avantage important est la facilité d'installation. Souvent, les acheteurs pensent que la facilité d'installation est une vertu qui ne devrait préoccuper que les installateurs. Ce n'est pas tout à fait vrai, car le montant qu'un consommateur réel devra payer pour installer une chaudière murale ou pour installer une chaufferie, où une chaudière, une chaudière, des pompes, un vase d'expansion et bien d'autres sont installés séparément, diffère très significativement. La compacité et la possibilité d'installer une chaudière murale dans presque tous les intérieurs sont un autre avantage de cette classe de chaudières.

Selon la méthode d'évacuation des gaz d'échappement, toutes les chaudières à gaz peuvent être divisées en modèles à tirage naturel (les gaz d'échappement sont évacués en raison du tirage généré dans la cheminée) et à tirage forcé (à l'aide d'un ventilateur intégré à la chaudière). La plupart des entreprises qui produisent des chaudières à gaz murales produisent des modèles, à la fois à tirage naturel et forcé. Les chaudières à tirage naturel sont bien connues de beaucoup et la cheminée au-dessus du toit ne surprend personne. Les chaudières à tirage forcé sont apparues assez récemment et présentent de nombreux avantages lors de l'installation et du fonctionnement. Comme déjà mentionné ci-dessus, les gaz d'échappement de ces chaudières sont évacués à l'aide d'un ventilateur intégré à celles-ci. De tels modèles sont idéaux pour les pièces sans cheminée traditionnelle, car les produits de combustion dans ce cas sont évacués par une cheminée coaxiale spéciale, pour laquelle il suffit de ne faire qu'un trou dans le mur. Une cheminée coaxiale est aussi souvent appelée "tuyau dans un tuyau". Par le tuyau intérieur d'une telle cheminée, les produits de combustion sont évacués dans la rue à l'aide d'un ventilateur et l'air pénètre par le tuyau extérieur. De plus, ces chaudières ne brûlent pas l'oxygène des locaux, ne nécessitent pas d'apport supplémentaire d'air froid dans le bâtiment depuis la rue pour maintenir le processus de combustion, et permettent de réduire les coûts d'investissement lors de l'installation, car pas besoin de fabriquer une cheminée traditionnelle coûteuse, au lieu de laquelle une cheminée coaxiale courte et peu coûteuse est utilisée avec succès. Les chaudières à tirage forcé sont également utilisées lorsqu'il y a une cheminée traditionnelle, mais l'apport d'air de combustion de la pièce est indésirable.

Par le type d'allumage, les chaudières murales à gaz peuvent être à allumage électrique ou piézo. Les chaudières à allumage électrique sont plus économiques, car il n'y a pas d'allumeur avec une flamme allumée en permanence. En raison de l'absence de mèche allumée en permanence, l'utilisation de chaudières à allumage électrique peut réduire considérablement la consommation de gaz, ce qui est le plus important lors de l'utilisation de gaz liquéfié. Les économies de gaz liquéfié peuvent atteindre 100 kg par an. Il y a un autre avantage des chaudières à allumage électrique - si l'alimentation est temporairement coupée, la chaudière s'allumera automatiquement à la reprise de l'alimentation et le modèle avec allumage piézo devra être allumé manuellement.

Selon le type de brûleur, les chaudières murales peuvent être divisées en deux types : avec un brûleur conventionnel et avec un brûleur modulant. Le brûleur modulant offre le mode de fonctionnement le plus économique, puisque la chaudière ajuste automatiquement sa puissance en fonction de la demande de chaleur. De plus, le brûleur modulant offre également un confort maximal en mode ECS, vous permettant de maintenir la température de l'eau chaude à un niveau de consigne constant.

La plupart des chaudières murales sont équipées de dispositifs qui assurent leur fonctionnement en toute sécurité. Ainsi le détecteur de flamme en cas de perte de flamme coupe l'alimentation en gaz, le thermostat de blocage en cas d'augmentation d'urgence de la température d'eau de la chaudière éteint la chaudière, un dispositif spécial éteint la chaudière en cas de panne de courant , un autre dispositif bloque la chaudière lorsque le gaz est coupé. Il existe également un dispositif d'arrêt de la chaudière lorsque le volume du liquide de refroidissement tombe en dessous de la norme et un capteur de contrôle de tirage.

2.2 Chaudières électriques

Il existe plusieurs raisons principales pour limiter la distribution des chaudières électriques : loin de toutes les zones il est possible d'allouer la puissance électrique nécessaire au chauffage d'une maison (par exemple, une maison d'une superficie de 200 mètres carrés nécessite environ 20 kW) , un coût très élevé de l'électricité, des pannes de courant. Les chaudières électriques présentent en effet de nombreux avantages. Parmi eux: prix relativement bas, facilité d'installation, légers et compacts, ils peuvent être accrochés au mur, par conséquent - gain de place, sécurité (pas de flamme nue), facilité d'utilisation, une chaudière électrique ne nécessite pas de pièce séparée (chaufferie), une chaudière électrique ne nécessite pas l'installation de la cheminée, la chaudière électrique ne nécessite pas de soins particuliers, silencieuse, la chaudière électrique est respectueuse de l'environnement, il n'y a pas d'émissions et d'odeurs nocives. De plus, dans les cas où des pannes de courant sont possibles, une chaudière électrique est souvent utilisée en tandem avec une réserve à combustible solide. La même option est utilisée pour économiser de l'électricité (d'abord, la maison est chauffée avec un combustible solide bon marché, puis la température est automatiquement maintenue à l'aide d'une chaudière électrique).

Il convient de noter que lorsqu'elles sont installées dans de grandes villes avec des normes environnementales strictes et des problèmes de coordination, les chaudières électriques surpassent également souvent tous les autres types de chaudières (y compris les chaudières à gaz). En bref sur la conception et l'équipement des chaudières électriques. Une chaudière électrique est un appareil assez simple. Ses principaux éléments sont un échangeur de chaleur, composé d'un réservoir avec des résistances électriques (éléments chauffants) fixés à l'intérieur, et d'une unité de contrôle et de régulation. Les chaudières électriques de certaines entreprises sont fournies déjà équipées d'une pompe de circulation, d'un programmateur, d'un vase d'expansion, d'une soupape de sécurité et d'un filtre. Il est important de noter que les chaudières électriques de faible puissance sont disponibles en deux versions différentes - monophasée (220 V) et triphasée (380 V).

Les chaudières de plus de 12 kW sont généralement produites en triphasé uniquement. L'écrasante majorité des chaudières électriques d'une capacité supérieure à 6 kW sont produites en plusieurs étapes, ce qui permet une utilisation efficace de l'électricité et n'allume pas la chaudière à pleine capacité pendant les périodes de transition - au printemps et en automne. Lors de l'utilisation de chaudières électriques, le plus important est l'utilisation rationnelle du vecteur énergétique.

2.3 Chaudières à combustible solide

Le combustible pour les chaudières à combustible solide peut être du bois (bois), du brun ou du charbon, du coke et des briquettes de tourbe. Il existe à la fois des modèles « omnivores » qui peuvent fonctionner avec tous les types de carburant ci-dessus, et ceux qui fonctionnent avec certains d'entre eux, mais avec une plus grande efficacité. L'un des principaux avantages de la plupart des chaudières à combustible solide est qu'elles peuvent être utilisées pour créer un système de chauffage complètement autonome. Par conséquent, le plus souvent, ces chaudières sont utilisées dans des zones où il existe des problèmes d'approvisionnement en gaz et en électricité principaux. Il existe deux autres arguments en faveur des chaudières à combustible solide - la disponibilité et le faible coût du combustible. L'inconvénient de la plupart des représentants des chaudières de cette classe est également évident: elles ne peuvent pas fonctionner en mode entièrement automatique et nécessitent un chargement de combustible régulier.

Il est à noter qu'il existe des chaudières à combustible solide qui combinent le principal avantage des modèles qui existent depuis de nombreuses années - l'indépendance de l'électricité et sont capables de maintenir automatiquement la température de consigne du liquide de refroidissement (eau ou antigel). Le maintien automatique de la température est effectué comme suit. La chaudière est équipée d'un capteur qui surveille la température du liquide de refroidissement. Ce capteur est relié mécaniquement à l'amortisseur. Si la température du liquide de refroidissement devient supérieure à celle que vous avez réglée, le clapet se ferme automatiquement et le processus de combustion ralentit. Lorsque la température baisse, le volet s'ouvre légèrement. Ainsi, ce dispositif ne nécessite pas de branchement électrique. Comme mentionné ci-dessus, la plupart des chaudières à combustible solide traditionnelles sont capables de fonctionner au lignite et à la houille, au bois, au coke et aux briquettes.

La protection contre la surchauffe est assurée par la présence d'un circuit d'eau de refroidissement. Ce système peut être contrôlé manuellement, c'est-à-dire lorsque la température du liquide de refroidissement augmente, il est nécessaire d'ouvrir la vanne sur la sortie du liquide de refroidissement (la vanne sur l'entrée est constamment ouverte). De plus, ce système peut également être contrôlé automatiquement. Pour ce faire, une vanne d'abaissement de température est installée sur le tuyau de sortie, qui s'ouvrira automatiquement lorsque le liquide de refroidissement atteindra sa température maximale. De plus, quel combustible utiliser pour chauffer votre maison, il est très important de choisir la bonne puissance de chaudière requise. La puissance est généralement exprimée en kW. Environ 1 kW de puissance est nécessaire pour chauffer 10 m². m d'une pièce bien isolée avec une hauteur sous plafond allant jusqu'à 3 m. Il faut garder à l'esprit que cette formule est très approximative.

Le calcul final de la puissance ne doit être approuvé que par des professionnels qui, en plus de la superficie (volume), prendront en compte de nombreux autres facteurs, notamment le matériau et l'épaisseur des murs, le type, la taille, le nombre et l'emplacement des fenêtres, etc. .

Les chaudières à pyrolyse à combustion de bois ont un rendement plus élevé (jusqu'à 85 %) et permettent un contrôle automatique de la puissance.

Les inconvénients des chaudières à pyrolyse, tout d'abord, peuvent être attribués à un prix plus élevé par rapport aux chaudières à combustible solide traditionnelles. À propos, il existe des chaudières qui fonctionnent non seulement au bois, mais aussi à la paille. Lors du choix et de l'installation d'une chaudière à combustible solide, il est très important de respecter toutes les exigences relatives à la cheminée (sa hauteur et sa section interne).

3. Types de chaudières pour le chauffage des bâtiments

alimentation en chaleur chaudière à gaz

Il existe deux principaux types de chaudières à vapeur : à gaz et à eau. Toutes les chaudières (chaudières à tubes de fumée, à tubes de fumée et à tubes de fumée), dans lesquelles des gaz à haute température passent à l'intérieur des tubes de flamme et de fumée, dégageant de la chaleur à l'eau entourant les tubes, sont appelées chaudières à tubes de gaz. Dans les chaudières à tubes d'eau, de l'eau chauffée circule dans les tuyaux et les gaz de combustion lavent les tuyaux de l'extérieur. Les chaudières à tubes de gaz sont supportées sur les parois latérales du four, tandis que les chaudières à tubes d'eau sont généralement fixées au châssis de la chaudière ou du bâtiment.

3.1 Chaudières à tubes de gaz

Dans l'ingénierie thermique moderne, l'utilisation de chaudières à tubes de gaz est limitée par une puissance thermique d'environ 360 kW et une pression de fonctionnement d'environ 1 MPa.

Le fait est que lors de la conception d'un récipient à haute pression, tel qu'une chaudière, l'épaisseur de la paroi est déterminée par les valeurs spécifiées du diamètre, de la pression de service et de la température.

Lorsque les paramètres limites spécifiés sont dépassés, l'épaisseur de paroi requise s'avère être trop importante. De plus, des exigences de sécurité doivent être prises en compte, car une explosion d'une grosse chaudière à vapeur, accompagnée d'un dégagement instantané de gros volumes de vapeur, peut conduire à un sinistre.

Avec l'état actuel de la technique et les exigences de sécurité existantes, les chaudières à tubes de gaz peuvent être considérées comme obsolètes, bien que plusieurs milliers de ces chaudières d'une puissance thermique allant jusqu'à 700 kW soient toujours en service, au service d'entreprises industrielles et de bâtiments résidentiels.

3.2 Chaudières à tubes d'eau

La chaudière à tubes d'eau a été développée en réponse aux demandes toujours croissantes d'augmentation de la production et de la pression de vapeur. Le fait est que lorsque de la vapeur et de l'eau à pression élevée se trouvent dans un tuyau de diamètre peu important, les exigences d'épaisseur de paroi sont modérées et faciles à satisfaire. Les chaudières à vapeur à tubes d'eau sont de conception beaucoup plus complexe que les chaudières à tubes de gaz. Cependant, ils se réchauffent rapidement, sont pratiquement antidéflagrants, peuvent être facilement ajustés en fonction des changements de charge, sont faciles à transporter, facilement reconfigurables dans des solutions de conception et permettent des surcharges importantes. L'inconvénient d'une chaudière à tubes d'eau est qu'il existe de nombreuses unités et ensembles dans sa conception, dont les connexions ne doivent pas permettre de fuites à des pressions et des températures élevées. De plus, les unités de pression d'une telle chaudière sont difficiles d'accès pour les réparations.

Une chaudière à tubes d'eau est constituée de faisceaux de tuyaux reliés à leurs extrémités à un ou plusieurs fûts de diamètre modéré, l'ensemble du système étant monté au-dessus de la chambre de combustion et enfermé dans une enveloppe extérieure. Les chicanes forcent les gaz de combustion à traverser plusieurs fois les faisceaux de tubes, ce qui permet un transfert de chaleur plus complet. Des fûts (de conceptions diverses) servent de réservoirs d'eau et de vapeur; leur diamètre est choisi pour être minimal afin d'éviter les difficultés typiques des chaudières à tubes de gaz. Les chaudières à tubes d'eau sont des types suivants : horizontale avec un tambour longitudinal ou transversal, verticale avec un ou plusieurs tambours à vapeur, à rayonnement, verticale avec un tambour vertical ou transversal et combinaisons de ces options, dans certains cas avec circulation forcée.

Conclusion

Donc, en conclusion, on peut dire que les chaudières sont un élément important dans l'approvisionnement en chaleur d'un bâtiment. Lors du choix des enjeux, il est nécessaire de prendre en compte des indicateurs techniques, techniques et économiques, mécaniques et autres pour un meilleur type d'apport de chaleur au bâtiment. Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production-chauffage et chauffage. Par le type de caloporteur produit, ils sont divisés en vapeur et eau chaude.

Dans mon travail, les types de chaudières à gaz, électriques, à combustible solide sont considérés, ainsi que les types d'enjeux, tels que les chaudières à tubes de gaz et à tubes d'eau.

De ce qui précède, il convient de souligner les avantages et les inconvénients des différents types de chaudières.

Les avantages des chaudières à gaz sont les suivants: efficacité par rapport aux autres types de combustibles, facilité d'utilisation (le fonctionnement de la chaudière est entièrement automatisé), puissance élevée (vous pouvez chauffer une grande surface), possibilité d'installer des équipements dans la cuisine (si la puissance de la chaudière est jusqu'à 30 kW), taille compacte, respect de l'environnement (peu de substances nocives seront libérées dans l'atmosphère).

Inconvénients des chaudières à gaz : avant l'installation, il est nécessaire d'obtenir un permis de Gazgortekhnadzor, le danger de fuite de gaz, certaines exigences pour la pièce où la chaudière est installée, la présence d'automatismes qui bloque l'accès du gaz en cas de fuite ou manque de ventilation.

Avantages des chaudières électriques: prix bas, facilité d'installation, compacité et faible poids - les chaudières électriques peuvent être accrochées au mur et économiser de l'espace utile, sécurité (pas de flamme nue), facilité d'utilisation, les chaudières électriques ne nécessitent pas de pièce séparée ( chaufferie), ne nécessitent pas l'installation d'une cheminée, ne nécessitent pas de soins particuliers, silencieux, respectueux de l'environnement - pas d'émissions et d'odeurs nocives.

Les principales raisons limitant la distribution des chaudières électriques sont loin de toutes les zones, il est possible d'allouer plusieurs dizaines de kilowatts d'électricité, un coût de l'électricité assez élevé, des coupures de courant.

Tout d'abord, soulignons les inconvénients des chaudières à combustible solide : tout d'abord, les chaudières de chauffage à combustible solide utilisent du combustible solide, qui a un transfert de chaleur relativement faible. En effet, afin de chauffer une grande maison avec une grande qualité, vous devrez dépenser beaucoup de combustible et de temps. De plus, le carburant brûlera assez rapidement - en deux à quatre heures. Après cela, si la maison n'est pas suffisamment chauffée, vous devrez rallumer le feu. De plus, pour cela, vous devrez d'abord nettoyer le four des charbons et des cendres formés. Ce n'est qu'alors qu'il sera possible d'ajouter du combustible et de rallumer le feu. Tout cela est fait à la main.

D'autre part, les chaudières à combustible solide présentent certains avantages. Par exemple, pas pointilleux sur le carburant. En effet, ils peuvent travailler efficacement sur tous les types de combustibles solides - bois, tourbe, charbon, et en général, tout ce qui peut brûler. Bien entendu, il est possible de se procurer un tel combustible dans la plupart des régions de notre pays rapidement et pas trop cher, ce qui est un sérieux argument en faveur des chaudières à combustible solide. De plus, ces chaudières sont totalement sûres, elles peuvent donc être installées soit au sous-sol de la maison, soit juste à côté. Dans le même temps, vous pouvez être sûr qu'une terrible explosion ne se produira pas en raison d'une fuite de carburant. Bien sûr, il n'est pas nécessaire d'équiper un endroit spécial pour stocker le carburant - pour enterrer les réservoirs de stockage de gaz ou de carburant diesel dans le sol.

Actuellement, il existe deux principaux types de chaudières à vapeur, à savoir les tubes à gaz et les tubes à eau. Les chaudières à tubes de gaz sont des chaudières dans lesquelles des gaz à haute température circulent à l'intérieur des tubes de flamme et de fumée, dégageant ainsi de la chaleur à l'eau qui entoure les tubes. Les chaudières à tubes d'eau se distinguent par le fait que de l'eau chauffée circule dans les tuyaux et que les tuyaux sont lavés à l'extérieur par des gaz.

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