1.1伝熱流体の種類の選択
2.熱供給システムとその構成の選択と正当化
3.熱供給の変化のグラフの作成。 年間燃料換算。
4.規制方法の選択。 温度グラフの計算
4.1熱供給制御の方法の選択
4.2依存接続のある暖房システムの水温の計算
4.2.1暖房ネットワークの供給ラインの水温、оС
4.2.2暖房システムを出る水の温度
4.2.3混合装置(エレベーター)後の水温
4.3給水システムの再調整
4.4換気のための暖房ネットワークからの水の消費量と換気システム後の水温の計算
4.5給湯ネットワークの供給パイプラインと戻りパイプラインのネットワーク水の流量の決定
4.5.1暖房システム内の水の流れ
4.5.2換気システムの水消費量
4.5.3DHWシステムの水消費量。
4.5.4加熱ネットワークのリターンラインの加重平均温度。
5.オブジェクト別および合計でのネットワーク水消費量のチャートの作成
6.暖房網を敷設するタイプと方法の選択
7.加熱ネットワークの水力計算。 ピエゾメータグラフのプロット
7.1。給湯ネットワークの水力計算
7.2分岐加熱ネットワークの水力計算
7.2.1幹線道路I-TKの区間の計算
7.2.2ブランチTKの計算-Zh1。
7.2.3暖房ネットワークの分岐のスロットルワッシャーの計算
7.3ピエゾメータグラフのプロット
7.4ポンプの選択
7.4.1メインポンプの選択
7.4.2充電ポンプの選択
8.暖房ネットワークの熱計算。 断熱層の厚さの計算
8.1基本的なネットワークパラメータ
8.2絶縁層の厚さの計算
8.3熱損失の計算
9.蒸気パイプラインの熱および水力計算
9.1蒸気ラインの水力計算
9.2蒸気管の断熱層の厚さの計算
10.熱供給源の熱回路の計算。 主なおよび補助的な装置の選択。
10.1ソースデータテーブル
11.基本的な設備の選択
11.1蒸気ボイラーの選択
11.2脱気装置の選択
11.3フィードポンプの選択
12.暖房用給湯器の熱計算
12.1蒸気/給湯器
12.2コンデンセートクーラーのサイジング
13.熱供給システムの技術的および経済的指標
結論
参考文献
前書き
産業企業と住宅および公益事業部門は、技術的ニーズ、換気、暖房、および給湯のために大量の熱を消費します。 蒸気と温水の形の熱エネルギーは、熱電併給プラント、産業用および地域暖房ボイラーによって生成されます。
企業の全原価計算と自己資金調達への移行、計画された燃料価格の上昇、および多くの企業の2シフトおよび3シフト作業への移行には、生産および暖房ボイラーハウスの設計と運用における深刻な再構築が必要です。
工業用および暖房用ボイラーハウスは、住宅および共同体セクターの企業および消費者への中断のない高品質の熱供給を確保する必要があります。 熱供給の信頼性と効率を改善することは、ボイラーユニットの品質に大きく依存し、合理的です。 ボイラー室の設計された暖房計画。 主要な設計機関は、ボイラーハウスの生産と暖房のための合理的な暖房スキームと標準設計を開発し、改善しています。
このコースプロジェクトの目的は、スキルを習得し、消費者への熱供給を計算する方法、特に、熱供給源から2つの住宅地と1つの産業企業の熱供給を計算する方法を理解することです。 目標はまた、既存の州の基準、および熱供給に関連する建築基準法と規制、暖房ネットワークとボイラーハウスの典型的な機器に精通することを理解するために設定されました。
このコースプロジェクトでは、各オブジェクトへの熱供給の変化のグラフを作成し、熱供給に相当する燃料の年間供給量を決定します。 計算が行われ、温度グラフが作成されます。また、オブジェクトごとのネットワークの水消費量と合計のグラフも作成されます。 加熱ネットワークの水力計算が実行され、ピエゾメータグラフが作成され、ポンプが選択され、加熱ネットワークの熱計算が行われ、絶縁コーティングの厚さが計算されました。 熱供給源で生成される蒸気の流量、圧力、および温度が決定されました。 主な設備を選択し、給湯器を計算しました。
このプロジェクトは教育的な性質のものであるため、最大冬季モードでのみボイラーハウスの暖房スキームの計算を提供します。 残りのモードも影響を受けますが、間接的に影響を受けます。
1.クーラントの種類とそのパラメータの選択
1.1伝熱流体の種類の選択
熱媒体と熱供給システムの選択は、技術的および経済的考慮事項によって決定され、主に熱源のタイプと熱負荷のタイプに依存します。
私たちのコースプロジェクトでは、3つの熱供給オブジェクトがあります。産業企業と2つの住宅地です。
推奨事項を使用して、住宅および公共の建物の暖房、換気、および給湯について、給湯システムを受け入れます。 これは、水には蒸気に比べて多くの利点があるためです。
a)蒸気システムで発生する加入者ユニットでの凝縮物と蒸気の損失がないため、熱供給システムの効率が高くなります。
b)水システムの貯蔵容量の増加。
産業企業の場合、技術プロセス、暖房、換気、および給湯用の単一の熱媒体として蒸気を使用します。
1.2熱媒体のパラメータの選択
プロセス蒸気パラメータは、消費者の要件に従って、暖房ネットワークの圧力と熱損失を考慮して決定されます。
ネットワークの水力損失と熱損失に関するデータがないため、運用と設計の経験に基づいて、蒸気パイプラインの熱損失による特定の圧力損失と冷却水の温度の低下を考慮します。それぞれ
と 。 消費者で指定された蒸気のパラメータを確保し、許容損失に基づいて蒸気ラインでの蒸気の凝縮を防ぐために、発生源での蒸気のパラメータが決定されます。 さらに、消費者の熱交換装置の操作のために、温度ヘッドを作成する必要があります。上記を考慮に入れると、消費者の入口での蒸気の温度は、0Сです。
=10-150С消費者で得られた蒸気温度での蒸気の飽和圧力に応じて
構成する。許容される水力損失を考慮した場合のソース出口での蒸気圧力は、MPaになります。
、(1.1)-ソースから産業企業までのネットワークの長さ、m。MPa圧力での蒸気飽和温度
MPaは147.50Сです。 許容される熱損失を補償するために必要な蒸気温度は、0С:、(1.2)になります。ここで0С
だから、ついに受け入れた
0С、MPa。熱供給システムでは、暖房、換気、および給湯の負荷に対応するために、水が熱媒体として使用されます。 この選択は、地域暖房システムの住宅および公共の建物では、衛生基準に準拠するために、熱媒体として水を使用する必要があるという事実によるものです。 技術プロセス、暖房、換気、および給湯用の蒸気の熱媒体としての企業への適用は、実現可能性調査で許可されます。 フィージビリティスタディを実施するためのデータが不足しており、その必要性がないため(割り当てでは提供されていません)、住宅地域の暖房、換気、および給湯用の熱媒体として最終的に温水が使用されます。産業企業。
4.1設計ドキュメントのセクションの構成とその内容の要件は、に記載されています。
4.2設計に使用される機器および材料は、標準化の分野の文書によって確立された場合、ロシアの基準および標準の要件に準拠していることの証明書、およびそれらの使用に関するRostekhnadzorからの許可を持っている必要があります。
4.3蒸気圧が0.07MPa(0.7 kgf / cm 2)を超え、水温が115°Cを超える蒸気ボイラーおよび温水ボイラーを備えたボイラーハウスを設計する場合は、関連する規則および規制を遵守する必要があります。産業安全の分野、および現場標準化の文書。
4.4新規および再建されたボイラー住宅の設計は、確立された方法で開発および合意された熱供給スキームに従って、または地区計画のスキームおよびプロジェクト、都市のマスタープランで採用された建設への投資の正当化に従って実施する必要があります、タウンシップおよび農村集落、住宅、工業およびその他の機能領域またはにリストされている個々のオブジェクトの計画プロジェクト。
4.5確立された手順に従って燃料の種類が決定されていないボイラーハウスの設計は許可されていません。 燃料の種類とその分類(メイン、緊急、必要に応じて)は、地域の認可された当局との合意に基づいて決定されます。 配送の量と方法は、燃料供給機関と合意する必要があります。
4.6熱供給システムにおける意図された目的のためのボイラーハウスは、以下に細分されます。
- 地域暖房システムの中心。
- 熱電併給に基づく集中型および分散型の熱供給システムのピーク。
- 分散型熱供給の自律システム。
4.7は、目的によって次のように分類されます。
- 暖房-暖房、換気、空調、給湯システムに熱エネルギーを提供します。
- 暖房および生産-暖房、換気、空調、給湯、プロセス熱供給システムに熱エネルギーを提供します。
- 産業用-技術的な熱供給システムに熱エネルギーを提供します。
4.8ボイラーハウスは、消費者への熱エネルギー供給の信頼性に応じて、第1および第2のカテゴリーのボイラーハウスに細分されます(SP 74.13330に準拠)。
- 熱供給システムの唯一の熱エネルギー源であるボイラーハウス。
- 個別の予備の熱エネルギー源を持たない第1および第2のカテゴリーの消費者に熱エネルギーを提供するボイラーハウス。 カテゴリ別の消費者のリストは、設計の割り当てで確立されます。
4.9総熱出力が10MWを超える蒸気ボイラーおよび蒸気水ボイラーを備えたボイラーハウスでは、信頼性とエネルギー効率を高めるために、電圧0.4kVの低出力蒸気タービン発電機を設置することをお勧めします。ボイラーハウスの補助的ニーズまたはそれらが配置されている企業の電気的負荷をカバーするための実現可能性研究における蒸気背圧タービン。 タービン後の使用済み蒸気は、消費者への技術的な蒸気供給、熱供給システムでの水加熱、ボイラーハウスの補助的なニーズに使用できます。
このような設備の設計は、に従って実行する必要があります。
液体および気体燃料で作動する温水ボイラーでは、これらの目的のためにガスタービンまたはディーゼル設備を使用することが許可されています。
ボイラーハウス自身のニーズに合わせて電気エネルギーを生成するための電力上部構造を設計する場合、および/またはそれをネットワークに転送する場合は、、に従って実行する必要があります。 規制文書によって確立された信頼性と安全性の要件がプロジェクト文書の作成に十分でない場合、またはそのような要件が確立されていない場合、特別な技術的条件を所定の方法で開発および承認する必要があります。
4.10ブロックモジュラーボイラーハウスからの建物および構造物の熱供給については、常設の人員がいなくてもボイラー室の設備を操作できる必要があります。
4.11ボイラーハウスの推定火力発電量は、暖房、換気、空調の最大1時間あたりの熱エネルギー消費量、給湯用の平均1時間あたりの熱エネルギー消費量、および技術目的の熱エネルギー消費量の合計として決定されます。 。 ボイラーハウスの推定火力を決定するときは、システムのエネルギー効率を考慮して、ボイラーハウスの補助的なニーズのための熱エネルギーの消費、ボイラーハウスおよび暖房ネットワークでの損失も考慮する必要があります考慮に入れます。
4.12技術的な目的での推定熱エネルギー消費量は、設計の割り当てに従って取得する必要があります。 この場合、個々の消費者の熱エネルギーの最大消費量に不一致が生じる可能性を考慮に入れる必要があります。
4.13暖房、換気、空調、および給湯のための熱エネルギーの推定1時間あたりの消費量は、SP 74.13330および推奨事項に従って決定されたデータがない場合は、設計の割り当てに従って取得する必要があります。
4.14ボイラー室に設置されるボイラーの数と容量を選択し、次のことを確認する必要があります。
- 設計能力(4.11に準拠したボイラーハウスの熱出力);
- 暖かい季節の最小許容負荷でのボイラーの安定した運転。
最初のカテゴリーのボイラーハウスで生産性の点で最大のボイラーが故障した場合、残りのボイラーは最初のカテゴリーの消費者に熱エネルギーの供給を提供する必要があります。
- プロセス熱供給および換気システムの場合-最小許容負荷によって決定される量(外気温に関係なく)。
- 暖房および給湯用-最も寒い月のレジームによって決定された量。
1つのボイラーが故障した場合、ボイラー室のカテゴリーに関係なく、SP74.13330の要件に従って2番目のカテゴリーの消費者に供給される熱量を提供する必要があります。
ボイラー室に設置されているボイラーの数とその性能は、技術的および経済的な計算に基づいて決定する必要があります。
ボイラー室は、少なくとも2つのボイラーの設置を提供する必要があります。 2番目のカテゴリーの工業用ボイラーハウスで-1つのボイラーの設置。
4.15ボイラーハウスプロジェクトでは、ボイラー、エコノマイザー、エアヒーター、背圧タービン、0.4 kV発電機を備えたガスタービンおよびガスピストンプラント、アッシュコレクター、および工場全体のモジュール式の可搬型設計のその他の機器を使用する必要があります。
4.16パイプライン、自動制御、規制、信号システム、および工場準備が整った電気機器を備えた補助機器ブロックのプロジェクトは、設置組織の順序と割り当てに従って開発されます。
4.17製造業者の指示により許可され、SP 51.13330およびの騒音特性要件を満たしている場合、さまざまな気候帯への機器の開放設置が可能です。
4.18ボイラー室の技術設備のレイアウトと配置は、次のことを保証する必要があります。
- 修理作業の機械化の条件;
- 修理作業中に床を持ち上げて輸送するメカニズムと装置を使用する可能性。
重量が50kgを超える機器ユニットおよびパイプラインの修理には、原則として在庫持ち上げ装置を提供する必要があります。 在庫吊り上げ装置を使用できない場合は、固定吊り上げ装置(ホイスト、テルファー、オーバーヘッドクレーン、ブリッジクレーン)を用意する必要があります。
4.19ボイラー室では、設計の割り当てに従って、修理エリアまたは修理作業のための施設を提供する必要があります。 この場合、工業企業や専門機関の関連サービスにより、特定の機器の修理作業が行われる可能性を考慮に入れる必要があります。
4.20プロジェクトで採用された主な技術的解決策は、以下を提供する必要があります。
- 機器操作の信頼性と安全性。
- ボイラー室の最大エネルギー効率;
- 建設、運用、修理の経済的に正当化されたコスト。
- 労働保護要件;
- 運用および保守要員に必要な衛生および生活条件。
- 環境保護要件。
4.21 SP 60.13330およびSP 61.13330の要件を考慮して、ボイラー機器、パイプライン、継手、ガスダクト、エアダクト、およびダストパイプラインの断熱を提供する必要があります。
同じセクションで:
序章 | 1つの使用領域 |
2.規範的な参照 | 3.用語と定義 |
4.一般規定 | 5.一般的なレイアウトと輸送 |
6.スペース計画および設計ソリューション |
序文
「ガスは適切に操作されている場合にのみ安全です
ガス ボイラー室設備」。
取扱説明書には、気体(液体)燃料で作動する温水ボイラーハウスの基本情報が記載されており、ボイラーハウスと産業施設の熱供給システムの概略図が考慮されています。 マニュアルも:
- 熱工学、水力学、空気力学からの基本的な情報が提示されます。
- エネルギー燃料とその燃焼の組織に関する情報を提供します。
- 温水ボイラーと暖房ネットワークの水準備の問題を強調しました。
- 温水ボイラーの装置とガス化ボイラーハウスの補助装置が考慮されます。
- ボイラーハウスのガス供給スキームが提示されます。
- いくつかの計装および自動制御スキームと安全自動化の説明があります。
- ボイラーユニットと補助装置の操作の問題に大きな注意が払われました。
- ボイラーおよび補助装置の事故の防止、事故の犠牲者への応急処置の提供に関する問題が検討された。
- 熱および電力資源の効率的な使用の組織に関する基本的な情報を提供します。
この取扱説明書は、再訓練、関連する職業での訓練、およびガスボイラーハウスの運転者のための高度な訓練を目的としており、専門の「熱およびガス供給」の学生および学生、および派遣を組織する際の運用派遣要員にも役立ちます。自動ボイラーハウスの操作のためのサービス。 より多くの場合、この材料は、「ターボターム」タイプのガス管ボイラーを備えた最大5Gcalの容量の温水ボイラーハウスに提供されます。
序文 |
2 |
序章 |
5 |
第1章ボイラーハウスと熱供給システムの概略図 |
8 |
1.3。 消費者を暖房ネットワークに接続する方法 1.4。 暖房負荷の品質管理のための温度グラフ 1.5。 ピエゾメータグラフ |
|
第2章熱工学、水力学、空気力学からの基本情報 |
18 |
2.1。 クーラントの概念とそのパラメータ 2.2。 水、蒸気およびそれらの特性 2.3。 熱伝達の主な方法:輻射、熱伝導率、対流。 熱伝達係数、それに影響を与える要因 |
|
第3章プロパティ エネルギー燃料とその燃焼 |
24 |
3.1。 パワー燃料の一般的な特性 3.2。 気体および液体(ディーゼル)燃料の燃焼 3.3。 ガスバーナー装置 3.4。 バーナーの安定運転のための条件 3.5。 バーナー用「蒸気ボイラーおよび温水ボイラーの建設および安全運転に関する規則」の要件 |
|
第4章ボイラーユニットと暖房ネットワークの水処理と水化学モード |
39 |
4.1。 飼料、補給水、ネットワーク水の品質基準 4.2。 天然水の物理的および化学的特性 4.3。 ボイラー加熱面の腐食 4.4。 水処理の方法とスキーム 4.5。 軟水の脱気 4.6。 水の硬度を決定するための複雑なメトリック(トリロノメトリック)法 4.7。 水処理装置の操作における機能不全とその除去方法 4.8。 ナトリウムカチオンプロセスのグラフィック解釈 |
|
第5章蒸気および温水ボイラーの建設。 ボイラー室補助設備 |
49 |
5.1。 蒸気ボイラーと温水ボイラーの装置と動作原理 5.2。 ガス燃料を燃焼させるための鋼製温水火管ボイラー 5.3。 空気の供給と燃焼生成物の除去の図 5.4。 ボイラー継手(シャットオフ、制御、安全性) 5.5。 蒸気ボイラーおよび温水ボイラーの補助装置 5.6。 蒸気ボイラーと温水ボイラーのセット 5.7。 蒸気および温水ボイラー、ウォーターエコノマイザーの加熱面の内部および外部の洗浄 5.8。 ボイラーの安全計装と自動化 |
|
第6章ボイラー室のガスパイプラインとガス設備 |
69 |
6.1。 目的と圧力によるガスパイプラインの分類 6.2。 ボイラー室のガス供給スキーム 6.3。 GRP(GRU)のガス管理ポイント、目的および主な要素 6.4。 GRP(GRU)ボイラーハウスのガス管理ポイントの運用 6.5。 「ガス産業における安全規則」の要件 |
|
第7章ボイラー室の自動化 |
85 |
7.1。 自動測定と制御 7.2。 自動(技術)アラーム 7.3。 自動運転 7.4。 温水ボイラーの自動制御 7.5。 自動保護 7.6。 コントロールのセットKSU-1-G |
|
第8章ボイラーシステムの操作 |
103 |
8.1。 オペレーターの作業の構成 8.2。 可搬式ボイラー室の運用パイプライン図 8.3。 ワイシャウプトバーナーを備えた給湯ボイラー「ターボターム」タイプの運転図 8.4。 「ターボターム」タイプのボイラーを備えた可搬型ボイラー室(TC)の取扱説明書 8.5。 要件「蒸気ボイラーと温水ボイラーの建設と安全な操作のための規則」 |
|
第9章ボイラー室での事故。 ボイラー事故を防止するための人事措置 |
124 |
9.1。 一般規定。 ボイラー室の事故の原因 9.2。 緊急事態におけるオペレーターの行動 9.3。 ガスの危険な作業。 入学命令と承認された指示に従って作業する 9.4。 火災安全要件 9.5。 個人用保護具 9.6。事故の犠牲者への応急処置 |
|
第10章熱および電力資源の効率的な使用の組織 |
140 |
10.1。 熱収支とボイラー効率。 ボイラーモードカード 10.2。 燃費規制 10.3。 発生した(放出された)熱のコストの決定 |
|
参考文献 |
144 |
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前書き
低および中生産性の最新のボイラー技術は、次の方向に発展しています。
- あらゆる方法で熱損失を減らし、燃料の潜在的なエネルギーを最大限に活用することにより、エネルギー効率を向上させます。
- 燃料燃焼プロセスの強化と、炉および加熱面での熱交換により、ボイラーユニットのサイズを縮小します。
- 有害な有毒物質の排出量の削減(CO、NO x、SO v);
- ボイラーユニットの信頼性を向上させます。
脈動ボイラーなどに新しい燃焼技術が導入されています。 このようなボイラーの燃焼室は、煙道ガスの乱流が激しい音響システムです。 脈動燃焼を伴うボイラーの燃焼室には、バーナーがないため、トーチがありません。 ガスと空気の供給は、特殊な脈動弁を介して毎秒約50回の頻度で断続的に行われ、燃焼プロセスは炉全体で行われます。 燃料を炉内で燃焼させると、圧力が上昇し、燃焼生成物の速度が増加します。これにより、熱交換プロセスが大幅に強化され、ボイラーのサイズと重量が削減される可能性があり、かさばる高価な煙突。 このようなボイラーの運転は、COとN0xの排出量が少ないという特徴があります。 そのようなボイラーの効率は96に達します %.
日本企業琢磨の真空温水ボイラーは、一定量の十分に浄化された水で満たされた密閉容器です。 ボイラー炉は液面下にある火炎管です。 蒸気空間の水位より上に2つの熱交換器が設置されており、1つは加熱回路に含まれ、もう1つは給湯システムで機能します。 ボイラー内で自動的に維持される小さな真空により、水は100°C未満の温度で沸騰します。蒸発後、熱交換器で凝縮してから逆流します。 精製水はユニットからどこにも除去されず、必要な量を供給することは難しくありません。 このようにして、ボイラー水の化学的調製の問題が取り除かれ、その水質は、ボイラーユニットの信頼できる長期の運転にとって不可欠な条件である。
アメリカの会社TeledyneLaarsの暖房ボイラーは、フィン付き銅パイプで作られた水平熱交換器を備えた水管設備です。 温水ボイラーと呼ばれるこのようなボイラーの特徴は、未処理のネットワーク水でそれらを使用できることです。 これらのボイラーは、熱交換器を通る高速の水流(2 m / s以上)を提供します。 したがって、水が装置を腐食した場合、結果として生じる粒子はボイラー熱交換器以外の場所に堆積します。 硬水の場合、流れが速いとスケールの蓄積が減少または防止されます。 高速の必要性から、開発者はボイラー水部分の量を可能な限り最小限に抑えるという決定に至りました。 そうしないと、強力な循環ポンプが必要になり、大量の電力を消費します。 最近、多種多様なボイラー設備を開発している多数の外国企業および外国とロシアの合同企業の製品がロシア市場に登場している。
図1。 国際企業LOOSのUnitatブランドの温水ボイラー
1-バーナー; 2-ドア; 3-のぞき穴; 4-断熱; 5-ガス管加熱面; 6-ボイラー水域にハッチングします。 7-ファイアチューブ(ファイアボックス); 8-ボイラーに水を供給するための分岐パイプ。 9-温水出口; 10-煙道ガスダクト; 11-表示ウィンドウ; 12-排水パイプライン; 13-サポートフレーム
中小電力の現代の温水および蒸気ボイラーは、多くの場合、火管または火炎ガス管ボイラーとして実行されます。 これらのボイラーは、高効率、有毒ガスの排出量が少ないこと、コンパクトさ、高度な自動化、操作のしやすさ、信頼性が特徴です。 図では。 図1は、国際企業LOOSのUnimatブランドの火とガス管を組み合わせた温水ボイラーを示している。 ボイラーには、火炎管7の形で作られた火室があり、側面から水で洗浄されています。 火炎管の前端には、2層の断熱材4を備えたヒンジ付きドア2があります。バーナー1はドアに取り付けられています。火炎管からの燃焼生成物は、対流式ガス管表面5に入り、そこで生成されます。双方向の動きをしてから、ボイラーをガスダクト10に通します。 水はパイプ8からボイラーに供給され、温水はパイプ9から除去されます。ボイラーの外面は断熱されています。4。炎を観察するために、ドアにのぞき穴が設置されています。ガス管表面の外側部分はハッチ6から、本体の端部は検査窓11から行うことができます。ボイラーから水を排出するための排水管12が設けられており、ボイラーはサポートフレーム13に取り付けられています。
エネルギー資源の効率的な使用を評価し、燃料とエネルギー供給のための消費者コストを削減するために、「省エネに関する法律」はエネルギー監査を規定しています。 これらの調査結果に基づいて、企業の熱および電力設備を改善するための対策が開発されています。 これらの活動は次のとおりです。
- 熱および電力設備(ボイラー)をより近代的なものに交換する。
- 暖房ネットワークの水力計算;
- 熱消費オブジェクトの油圧モードの調整。
- 熱消費の配給;
- 囲い構造の欠陥の排除とエネルギー効率の高い構造の導入。
- 燃料およびエネルギー資源の効果的な使用のための職員のための再訓練、高度な訓練および物質的なインセンティブ。
独自の熱源を持つ企業の場合、資格のあるボイラーオペレーターのトレーニングが必要です。 ボイラーを整備する権利について訓練を受け、認定され、証明書を持っている人は、ボイラーを整備することが許可される場合があります。 このオペレーターのトレーニングマニュアルは、これらの問題を正確に解決するのに役立ちます。
第1章ボイラーおよび熱供給システムの主な図
1.1。 ガス燃料で作動する温水ボイラーハウスの基本的な熱図
図では。 1.1は、閉鎖型給湯システムで稼働する給湯ボイラーハウスの基本的な熱図を示しています。 このスキームの主な利点は、水処理プラントと給水ポンプの生産性が比較的低いことです。欠点は、給水加入者の設備コストが高くなることです(ネットワークから熱が伝達される熱交換器を設置する必要があります)。給湯に使用する水への水)。 温水ボイラーは、消費者の熱負荷の変動に関係なく、指定された制限内で一定の流量の水を通過する場合にのみ確実に動作します。 したがって、温水ボイラーの熱回路では、高品質のスケジュールに従ってネットワークへの熱エネルギーの供給を調整します。 ボイラーを出る水の温度を変えることによって。
暖房ネットワークの入口での水の設計温度を確保するために、このスキームでは、バイパスラインを介してボイラーを出る水に必要な量の戻りネットワーク水(G per)を混合する可能性があります。 ボイラーのテール加熱面の低温腐食を排除し、天然ガスで操作する場合は60°C未満、低硫黄および高硫黄燃料油で操作する場合は70〜90°C未満の温度で戻りネットワーク水に、ボイラーを出たお湯は、再循環ポンプを使用して戻り水供給に混合されます。
図1.1。 ボイラー室の基本的な熱図。 単一回路、再循環ポンプに依存
1-温水ボイラー; 2-5-ネットワーク、再循環、原水および補給水用のポンプ。 6-補給水タンク; 7、8-原水および化学精製水用のヒーター。 9、11-補給水および蒸気冷却器; 10-脱気装置; 12-化学水処理のための設置。
図1.2。 ボイラー室の基本的な熱図。 二重回路、油圧アダプターに依存
1-温水ボイラー; 2ボイラー循環ポンプ; 3-ネットワークヒートポンプ; 4-ネットワーク換気ポンプ; 家庭用温水供給用の5ポンプ。 6-DHW循環ポンプ; 7-給湯用の水から水へのヒーター。 8マッドフィルター; 9試薬水処理; 10-油圧アダプター; 11メンブレンタンク。
1.2。 暖房ネットワークの概略図。 オープンおよびクローズド暖房ネットワーク
給湯システムは、閉じた状態と開いた状態に分けられます。 閉鎖系では、暖房ネットワーク内を循環する水は熱媒体としてのみ使用され、ネットワークからは取り出されません。 オープンシステムでは、暖房ネットワーク内を循環する水は熱媒体として使用され、給湯および技術的な目的でネットワークから部分的または完全に取り出されます。
閉鎖型給湯システムの主な長所と短所:
- 加入者施設に供給される温水の安定した品質。これは水道水の品質と変わらない。
- 地域の給湯設備の衛生管理と暖房システムの密度の管理の簡素化。
- 設備の複雑さと給湯加入者の操作。
- 脱気されていない水道水の侵入による地域の温水設備の腐食。
- 炭酸塩(一時的)硬度が増加した(Zhから≥5mg-eq/ kg)水道水を使用した地域の給湯設備の給湯器およびパイプラインでのスケール沈殿。
- 一定の水質の水道水では、閉鎖型給湯システムを使用して、地域の給湯設備の耐食性を高めるための対策を講じるか、水道水の脱酸素または安定化と保護のために加入者の入力に特別な装置を設置する必要がありますスラッジから。
オープンウォーター給湯システムの主な長所と短所:
- 温水供給のために業界の低ポテンシャル(30〜40℃未満の温度)の熱資源を使用する可能性。
- 加入者入力の簡素化と安価化、および地域の給湯設備の耐久性の向上。
- 通過熱にシングルパイプラインを使用する可能性。
- 給湯のための水の消費を補うように設計された水処理プラントと補給装置を建設する必要があるため、ステーション設備の複雑化とコストの上昇。
- 水処理は、水の浄化、軟化、脱気、および細菌学的処理を提供する必要があります。
- 衛生指標によると、取水口に供給される水の不安定性。
- 熱供給システムの衛生管理の複雑化;
- 熱供給システムの気密性の制御の複雑さ。
1.3。 暖房負荷の品質管理のための温度グラフ
暖房負荷を調整するには、定性的、定量的、定性的-定量的、断続的(ギャップ)の4つの方法があります。 高品質の調整とは、一定量(流量)の水を維持しながらお湯の温度を変えることで熱の供給を調整することです。 定量的-制御された設備への入口で一定温度の水の流量を変更することによる熱供給の調整。 定性的および定量的-流量と水温の同時変化による熱供給の調整。 断続的、または一般的に呼ばれるように、ギャップによる調整-暖房設備を暖房ネットワークから定期的に切断することによる熱供給の調整。 対流放射暖房装置を備え、エレベーター方式に従って暖房ネットワークに接続された暖房システムの熱供給の高品質制御の温度スケジュールは、次の式に基づいて計算されます。
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 * tint。 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
ここで、T 1は供給ライン(温水)の供給水の温度、oCです。 Т2-暖房システムから暖房ネットワークに入る水の温度(戻り水)、оС; T 3は、暖房システムに入る水の温度で、約Cです。 t n-外気温、約С; t vn-気温、約С; uは混合係数です。 インデックス「p」の同じ指定は、設計条件を示します。 対流放射暖房装置を備え、エレベーターなしで暖房ネットワークに直接接続されている暖房システムの場合、u = 0およびT3 = T1を使用する必要があります。 トムスク市の熱負荷の定性的規制の温度グラフを図1.3に示します。
中央調整の採用された方法に関係なく、暖房ネットワークの供給パイプ内の水温は、給湯の条件によって決定されるレベルより低くてはなりません:閉鎖型熱供給システムの場合-70°C以上、オープン給湯システム-60°C以上。供給パイプラインの水温は、グラフ上で破線のように見えます。 低温でtn< 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。であり、供給パイプラインの水温は一定であり(T 1 = T 1i = const)、暖房設備は定量的および断続的(ローカルパス)の両方の方法で制御できます。 この範囲の屋外温度での暖房設備(システム)の毎日の稼働時間数は、次の式によって決定されます。
n = 24 *(t int.r --t n)/(t int.r --t n.i)
例:温度グラフをプロットするための温度T1とT2の決定
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 =63.1oC。T2= 63.1-(95- 70)*(95- 70)*(20-(-11)= 49.7 o C
例:屋外温度範囲t n> t niでの暖房設備(システム)の毎日の稼働時間数の決定。 外気温はtn = -5 o Cに等しい。この場合、暖房設備は1日あたりに機能する必要があります。
n = 24 *(20-(-5)/(20-(-11)= 19.4時間/日。
1.4。 暖房ネットワークのピエゾメータグラフ
熱供給システムのさまざまなポイントの水頭は、さまざまな要因の相互影響を考慮した水圧グラフ(ピエゾメータグラフ)を使用して決定されます。
- 暖房本管の測地プロファイル;
- ネットワーク内の圧力損失。
- 熱消費システムの高さなど。
加熱ネットワークの油圧動作モードは、動的(冷却液が循環しているとき)と静的(冷却液が静止しているとき)に分けられます。 静的モードでは、システム内のヘッドは、システム内の最高水位のマークの5 m上に設定され、水平線で示されます。 供給パイプラインと戻りパイプラインには1つの静的ヘッドラインがあります。 パイプラインは熱消費システムとエレベータユニットの混合ジャンパーを使用して接続されているため、両方のパイプラインのヘッドは均等化されています。 供給パイプラインと戻りパイプラインの動的モードの圧力ラインは異なります。 圧力ラインの勾配は常に冷却剤のコースに沿って方向付けられ、加熱ネットワークのパイプラインの水力計算に従って各セクションに対して決定されたパイプラインの圧力損失を特徴づけます。 ピエゾメータグラフの位置の選択は、次の条件に基づいています。
- リターンラインのどのポイントの圧力も、ローカルシステムの許容動作圧力を超えてはなりません。 (6 kgf / cm 2以下);
- リターンパイプラインの圧力は、ローカル暖房システムの上部デバイスの充填を確実にする必要があります。
- 真空の形成を避けるために、リターンラインのヘッドは5-10m.w。より低くてはいけません。
- ネットワークポンプの吸込側の圧力は5mWC以上である必要があります。
- 供給パイプラインの任意のポイントでの圧力は、冷却剤の最高(設計)温度での沸騰圧力よりも高くなければなりません。
- ネットワークのエンドポイントで利用可能なヘッドは、クーラントの計算されたフローでの加入者入力で計算されたヘッド損失以上である必要があります。
ほとんどの場合、ピエゾメータを上下に動かすと、接続されているすべての局所加熱システムを最も単純な従属回路に従って接続できるような油圧モードを確立することはできません。 この場合、消費者の入力での設置に焦点を当てる必要があります。まず、背圧レギュレーター、まぐさのポンプ、入力の戻りラインまたは供給ライン、または暖房の設置との独立した接続を選択する必要があります消費者の給湯器(ボイラー)。 加熱ネットワークのピエゾメータグラフを図1.4に示します。
暖房システムの主な要素を一覧表示します。 オープンおよびクローズド暖房ネットワークの定義を示し、これらのネットワークの長所と短所を挙げてください。
- ボイラー室の主な設備とその特徴を別紙に書いてください。
- デバイスについてどのような暖房ネットワークを知っていますか? 暖房ネットワークの温度スケジュールはどのようになっていますか?
- 温度グラフの目的は何ですか? 温度グラフのブレークの温度を決定するものは何ですか?
- ピエゾメータグラフの目的は何ですか? 暖房ユニットでのエレベーターの役割は何ですか?
- 別のシートに、熱供給システムの各要素(ボイラー、暖房ネットワーク、熱消費者)の動作の特徴をリストします。 作業では常にこれらの機能を考慮してください。 オペレーターズマニュアルは、一連のテストタスクとともに、自分の仕事を尊重するオペレーターのための参考書になるはずです。
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水と 水蒸気、これに関連して、水と蒸気の熱供給システムを区別します。 熱媒体としての水は、主に温水ボイラーを備えた地区ボイラーハウスから、および蒸気ボイラーからの給湯器を介して使用されます。
熱媒体としての水には、蒸気に比べて多くの利点があります。 これらの利点のいくつかは、CHPプラントから熱を供給するときに特に重要です。 後者には、エネルギーポテンシャルを大幅に失うことなく、長距離にわたって水を輸送する可能性が含まれます。 その温度(大規模なシステムでの水温の低下は、トラック1 kmあたり1°C未満です)。 蒸気のエネルギーポテンシャル(その圧力)は、輸送中にさらに大幅に減少し、トラック1kmあたり平均0.1〜0.15MPaになります。 したがって、水システムでは、タービンの抽出における蒸気圧力は非常に低くなる可能性があります(0.06〜0.2 MPa)が、蒸気システムでは、最大1〜1.5MPaである必要があります。 タービン出口の蒸気圧が上昇すると、CHPPでの燃料消費量が増加し、熱消費量に基づく発電量が減少します。
熱媒体としての水のその他の利点には、地域の給湯システムの暖房ネットワークへの接続コストが低く、オープンシステムでは地域の給湯システムも含まれます。 熱媒体としての水の利点は、水温を変えることによって消費者への熱供給を(熱源で)中央で調整できることです。 水を使用する場合、操作は簡単です。消費者(蒸気を使用する場合は避けられません)には、ドレンを戻すためのドレンとポンプユニットがありません。
図では。 4.1は温水ボイラーハウスの概略図です。
米。 4.1温水ボイラーハウスの概略図:1-ネットワークポンプ。 2-温水ボイラー; 3-循環ポンプ; 4-化学的に精製された水用のヒーター。 5-原水ヒーター; 6-真空脱気装置; 7-メイクアップポンプ; 8-原水ポンプ; 9-化学水処理; 10-蒸気クーラー; 11-ウォータージェットエジェクター; 12-エジェクター供給タンク; 13-エジェクターポンプ。
温水ボイラーハウスは、CHPおよびCHPから指定されたボイラーハウスへの主要な暖房ネットワークの試運転前に、新しく建設されたエリアに建設されることがよくあります。 これにより、CHPプラントの熱負荷が準備され、加熱タービンが稼働するまでに、それらの抽出物が完全に負荷されます。 その後、温水ボイラーはピークボイラーまたはスタンバイボイラーとして使用されます。 鋼製温水ボイラーの主な特徴を表4.1に示します。
表4.1
5.地区ボイラーハウス(蒸気)からの集中型熱供給。
6.地域暖房システム。
熱媒体の準備、輸送、および使用のために設計された設備の複雑さは、集中型熱供給システムを構成します。
一元化された熱供給システムは、消費者に低および中程度のポテンシャル(最大350°C)の熱を提供し、その生産は国内で生産されるすべての燃料の約25%を占めます。 ご存知のように、熱はエネルギーの種類の1つであるため、個々のオブジェクトや地域へのエネルギー供給の主要な問題を解決する場合、熱供給は他のエネルギー供給システム(電気とガスの供給)と一緒に検討する必要があります。
熱供給システムは、次の主要な要素(エンジニアリング構造)で構成されています:熱源、暖房ネットワーク、加入者入力、および地域の熱消費システム。
集中型熱供給システムの熱源は、電気と熱の両方を同時に生成する熱電併給プラント(CHP)か、地域暖房ステーションと呼ばれることもある大型ボイラーハウスのいずれかです。 CHPプラントに基づく熱供給システムは "暖房".
ソースで得られた熱は、1つまたは別の熱媒体(水、蒸気)に転送され、加熱ネットワークを介して消費者の加入者入力に輸送されます。 長距離(100 km以上)で熱を伝達するには、化学的に結合した状態の熱輸送システムを使用できます。
クーラントの動きの構成に応じて、熱供給システムは、閉じたり、半閉じたり、開いたりすることができます。
V 閉鎖系消費者はクーラントに含まれる熱の一部のみを使用し、クーラント自体は残りの熱量とともに熱源に戻り、そこで再び熱が補充されます(2パイプ閉鎖システム)。
V セミクローズドシステム消費者は、供給された熱の一部と熱媒体自体の一部の両方を使用し、残りの量の熱媒体と熱は熱源に戻ります(2パイプオープンシステム)。
V オープンシステム、クーラント自体とそれに含まれる熱の両方が、消費者によって完全に使用されます(1パイプシステム)。
集中型熱供給システムでは、熱媒体が使用されます 水と 水蒸気、これに関連して、水と蒸気の熱供給システムを区別します。
熱媒体としての水には、蒸気に比べて多くの利点があります。 これらの利点のいくつかは、CHPプラントから熱を供給するときに特に重要です。 後者には、エネルギーポテンシャルを大幅に失うことなく、長距離にわたって水を輸送する可能性が含まれます。 その温度、大規模なシステムでの水温の低下は、1 kmのトラックあたり1°C未満です)。 蒸気のエネルギーポテンシャル(その圧力)は、輸送中にさらに大幅に減少し、トラック1kmあたり平均0.1〜0.15MPaになります。 したがって、水システムでは、タービンの抽出における蒸気圧力は非常に低くなる可能性があります(0.06〜0.2 MPa)が、蒸気システムでは、最大1〜1.5MPaである必要があります。 タービン出口の蒸気圧が上昇すると、CHPPでの燃料消費量が増加し、熱消費量に基づく発電量が減少します。
さらに、給水システムにより、高価で複雑な蒸気変換器を必要とせずに、CHPで蒸気加熱水の凝縮水をきれいに保つことができます。 蒸気システムでは、消費者からのコンデンセートの戻りは汚染されていることが多く、完全にはほど遠い(40〜50%)ため、追加のボイラー給水の浄化と準備に多大なコストがかかります。
熱媒体としての水のその他の利点には、地域の給湯システムの暖房ネットワークへの接続コストが低く、オープンシステムでは地域の給湯システムも含まれます。 熱媒体としての水の利点は、水温を変えることによって消費者への熱供給を(熱源で)中央で調整できることです。 水を使用する場合、操作は簡単です。消費者(蒸気を使用する場合は避けられません)には、ドレンを戻すためのドレンとポンプユニットがありません。
7.ローカルおよび分散型の熱供給。
分散型熱供給システムでは、蒸気ボイラーまたは温水ボイラーが使用され、それぞれ蒸気ボイラーと温水ボイラーに設置されます。 ボイラーのタイプの選択は、熱消費者の性質と熱媒体のタイプの要件によって異なります。 住宅や公共の建物への熱供給は、原則として、温水を利用して行われます。 産業消費者は温水と蒸気の両方を必要とします。
生産および暖房ボイラーハウスは、必要なパラメーターを備えた蒸気と温水の両方を消費者に提供します。 蒸気ボイラーが設置されており、テール加熱面が温水などの煙道ガスによる重大な腐食を受けないため、運転の信頼性が高くなっています。
温水ボイラーの特徴は蒸気がないことであり、産業消費者の供給が限られており、補給水を脱気するためには、従来の大気圧よりも操作が難しい真空脱気装置を使用する必要があります。 ただし、これらのボイラーハウスのボイラーの配管スキームは、蒸気のものよりもはるかに単純です。 煙道ガス中の水蒸気によるテール加熱面への凝縮の脱落を防ぐことが難しいため、腐食による温水ボイラーの故障のリスクが高まります。
1つまたは複数の四半期に熱を供給するように設計された四半期およびグループの発熱設備、住宅のグループまたは単一のアパート、公共の建物は、自律(分散)およびローカルの熱供給のソースとして機能できます。 これらの設備は、原則として、暖房です。
地域の熱供給は、2.5 MW以下の熱需要のある住宅地域で、都市から離れた住宅および工業用建物の小グループの暖房および給湯のために、または主要な建物の前の一時的な熱供給源として使用されます。新しく建設された地域で委託されました。 局所的な熱供給を備えたボイラーハウスは、鋳鉄断面、鋼溶接、垂直-水平-円筒形蒸気および温水ボイラーを装備することができます。 最近市場に出た温水ボイラーは特に有望です。
集中型熱供給の既存の暖房ネットワークの十分に強い劣化とそれらの交換に必要な資金の不足により、分散型(自律型)熱供給のより短い暖房ネットワークはより有望でより経済的です。 自律熱供給への移行は、少なくとも90%の効率で低熱出力の高効率ボイラーが市場に登場した後に可能になりました。
国内のボイラー業界では、ボリソグレブスク工場などの効果的な同様のボイラーが登場しました。 これには、MT / 4,8 /タイプのモジュール式の可搬型自動ボイラーに設置された「Khoper」タイプ(図7.1)のボイラーが含まれます。 「Khoper-80E」ボイラーは電気制御の自動装置を備えているため、ボイラーハウスも自動モードで動作します(図2.4)。
図7.1。 「Khoper」ボイラーの概観:1-のぞき穴、2-ドラフトセンサー、3-チューブ、4-ボイラー、5-自動化ユニット、6-温度計、7-温度センサー、8-イグナイター、9-バーナー、10-サーモスタット、-11-コネクタ、12-バーナーバルブ、13-ガスパイプライン、14-イグナイターバルブ、15-ドレンプラグ、16-イグナイタースタート、17-ガス出口、18-加熱パイプ、19-パネル、20-ドア、 21-ユーロプラグ付きコード。
図7.2。 は、暖房システムを備えた給湯器の工場設置図を示しています。
図7.2。 暖房システムを備えた給湯器の設置図:1-ボイラー、2-タップ、3-脱気装置、3-膨張タンク継手、5-ラジエーター、6-膨張タンク、7-給湯器、8-安全弁、 9-ポンプ
Khoperボイラーの配送セットには、循環ポンプ、安全弁、電磁石、自動空気弁、継手付き膨張タンクなどの輸入機器が含まれています。
モジュラーボイラーハウスの場合、最大2.5MWの容量を持つ「KVa」タイプのボイラーが特に有望です。 それらは、住宅団地のいくつかの高層ビルに熱と温水を供給します。
「KVA」自動温水ボイラーユニットは、加圧下で低圧天然ガスで動作し、暖房、給湯、換気システムで使用される水を加熱するように設計されています。 ボイラーユニットには、熱回収ユニットを備えた温水ボイラー、調整、制御、パラメーター監視、および緊急保護を提供する自動化システムを備えたブロック自動ガスバーナーが含まれています。 遮断弁と安全弁を備えた自律給水システムを搭載しているため、ボイラー室に簡単に並べることができます。 ボイラーユニットは環境特性が改善されています。燃焼生成物中の窒素酸化物の含有量は規制要件と比較して減少しており、一酸化炭素の存在は実質的にゼロに近いです。
Flagman自動ガスボイラーは同じタイプに属しています。 2つのフィン付きチューブ熱交換器が組み込まれており、1つは暖房システムに接続でき、もう1つは給湯システムに接続できます。 両方の熱交換器を一緒にロードできます。
最後の2種類の温水ボイラーの見通しは、熱交換器またはフィン付きチューブを備えたビルトイン熱交換器を使用しているため、煙道ガスの温度が十分に低いという事実にあります。 このようなボイラーは、熱回収ユニットを備えていない他のタイプのボイラーと比較して、3〜4%高い効率を持っています。
空気加熱も使用されます。 この目的のために、ロストフ州カメンスク・シャフチンスキーのテプロセルビスLLCによって製造されたVRK-Sタイプのエアヒーターが、0.45〜1.0MWの容量のガス燃料炉と組み合わされて使用されます。 この場合、給湯にはMORA-5510タイプのフロースルーガス給湯器が設置されています。 局所的な熱供給では、冷却剤(温水または蒸気)の温度と圧力の要件に基づいて、ボイラーとボイラー設備が選択されます。 暖房および給湯用の熱媒体として、原則として水を使用し、場合によっては最大0.17MPaの圧力で蒸気を発生させます。 多くの産業消費者には、最大0.9MPaの圧力の蒸気が供給されます。 暖房ネットワークの長さは最小です。 クーラントのパラメータ、および暖房ネットワークの熱および水力の動作モードは、局所暖房および給湯システムの動作モードに対応しています。
このような熱供給の利点は、熱供給源と暖房ネットワークのコストが低いことです。 インストールとメンテナンスの容易さ; 迅速な試運転; 幅広い暖房能力を備えたさまざまなタイプのボイラー。
CHPPからの距離が遠いため、集中型の熱供給ではカバーできない分散型の消費者は、最新の技術レベルと快適さを満たす合理的な(効率的な)熱供給を備えている必要があります。
熱供給のための燃料消費の規模は非常に大きいです。 現在、工業、公共、住宅の建物はボイラーハウスから約40 + 50%の熱が供給されていますが、効率が低いため効果がありません(ボイラーハウスでは、燃料の燃焼温度は約1500°C、熱は大幅に低い温度(60 + 100 OS)で消費者に供給されます)。
したがって、熱の一部がパイプに逃げるときの燃料の不合理な使用は、燃料とエネルギー資源(FER)の枯渇につながります。
省エネ対策は、自律型熱源を分散させた分散型熱供給システムの開発と導入です。
現在、最も便利なのは、太陽、風、水などの非伝統的な熱源に基づく分散型熱供給システムです。
非在来型エネルギー:
ヒートポンプに基づく熱供給;
自律給湯器による熱供給。
分散型熱供給システムの開発の見通し:
1.分散型熱供給システムは、長い暖房本管を必要としないため、大きな資本コストがかかります。
2.分散型熱供給システムを使用すると、燃料の燃焼による大気への有害な排出を大幅に削減でき、環境状況を改善できます。
3.産業施設および民間施設の分散型熱供給システムでヒートポンプを使用すると、ボイラーハウスと比較して、6 + 8kg相当の燃料を節約できます。 生成された熱の1Gcalあたり、これは約30-:-40%です。
4. TNに基づく分散型システムは、多くの海外(米国、日本、ノルウェー、スウェーデンなど)でうまく使用されています。 30社以上がヒートポンプの製造に携わっています。
5. PTS MPEI部門のOTTラボに、遠心式給湯器をベースにした自律型(分散型)給熱システムを設置しました。
システムは自動モードで動作し、供給ラインの水の温度を60〜90°Cの任意の間隔で維持します。
システムの熱変換率はm = 1.5-:-2であり、効率は約25%です。
6.分散型熱供給システムのエネルギー効率をさらに高めるには、最適な動作モードを決定するための科学的および技術的研究が必要です。
8.熱媒体と熱供給システムの選択。
熱媒体と熱供給システムの選択は、技術的および経済的考慮事項によって決定され、主に熱源のタイプと熱負荷のタイプに依存します。 暖房システムをできるだけ簡素化することをお勧めします。 システムが単純であるほど、構築と運用が安価になります。 最も単純なソリューションは、すべてのタイプの熱負荷に対して単一のクーラントを使用することによって提供されます。
地区の熱負荷が暖房、換気、および給湯のみで構成されている場合、通常は暖房が使用されます 2パイプ給水システム..。 暖房、換気、給湯に加えて、潜在的な熱を必要とする領域に小さな技術的負荷もある場合は、暖房中に3パイプ給水システムを使用するのが合理的です。 システムの供給ラインの1つは、増加する潜在的な負荷を満たすために使用されます。
の場合 地区の主な熱負荷が増加した可能性の技術的負荷である場合、および季節的な熱負荷は小さいです。 通常は蒸気.
熱供給システムと熱媒体パラメータを選択する際には、熱源、ネットワーク、加入者の設置など、すべての要素の技術的および経済的指標が考慮されます。 エネルギー的には、水は蒸気よりも収益性が高くなります。 CHPPでの水の多段階加熱の使用により、電気エネルギーと熱エネルギーの特定の複合生産を増やすことができ、それによって燃料経済性が向上します。 蒸気システムを使用する場合、通常、熱負荷全体が高圧の排気蒸気によって吸収されるため、特定の複合発電量が減少します。
ソースで得られた熱は、1つまたは別の熱媒体(水、蒸気)に転送され、加熱ネットワークを介して消費者の加入者入力に輸送されます。
クーラントの動きの構成に応じて、熱供給システムは、閉じたり、半閉じたり、開いたりすることができます。
暖房ネットワーク内の熱パイプラインの数に応じて、給湯システムは、暖房ネットワーク内のパイプの数が一定に保たれない場合、単一パイプ、2パイプ、3パイプ、4パイプ、および組み合わせることができます。
閉鎖系では、消費者は冷却剤に含まれる熱の一部のみを使用し、冷却剤自体は残りの熱量とともに熱源に戻り、そこで熱が補充されます(2パイプ閉鎖系)。 セミクローズドシステムでは、消費者は自分に供給された熱の一部とヒートキャリア自体の一部の両方を使用し、残りの量のヒートキャリアと熱はソースに戻ります(2パイプオープンシステム)。 オープンシステムでは、熱媒体自体とそれに含まれる熱の両方が消費者によって完全に使用されます(1パイプシステム)。
加入者の入力では、熱(場合によっては熱媒体自体)が暖房ネットワークから地域の熱消費システムに転送されます。 同時に、ほとんどの場合、局所暖房および換気システムで使用されていない熱を利用して、給湯システム用の水を準備します。
ローカルシステムに伝達される熱の量と可能性のローカル(サブスクライバー)規制も入力で行われ、これらのシステムの動作が監視されます。
受け入れられた入力スキームに応じて、すなわち 暖房ネットワークからローカルシステムに熱を伝達するために採用された技術に応じて、熱供給システム内の熱媒体の推定流量は1.5〜2倍変動する可能性があります。これは、加入者の入力が経済に非常に大きな影響を与えることを示しています。全体の熱供給システム。
集中型熱供給システムでは、水と蒸気が熱媒体として使用され、これに関連して水と蒸気の熱供給システムが区別されます。
熱媒体としての水には、蒸気に比べて多くの利点があります。 これらの利点のいくつかは、CHPプラントから熱を供給するときに特に重要です。 後者には、エネルギーポテンシャルを大幅に失うことなく、長距離にわたって水を輸送する可能性が含まれます。 その温度、大規模なシステムでの水温の低下は、1 kmのトラックあたり1°C未満です)。 蒸気のエネルギーポテンシャル(その圧力)は、輸送中にさらに大幅に減少し、トラック1kmあたり平均0.1〜015MPaになります。 したがって、水システムでは、タービンの抽出における蒸気圧力は非常に低くなる可能性があります(0.06〜0.2 MPa)が、蒸気システムでは、最大1〜1.5MPaである必要があります。 タービン出口の蒸気圧が上昇すると、CHPPでの燃料消費量が増加し、熱消費量に基づく発電量が減少します。
さらに、給水システムにより、高価で複雑な蒸気変換器を必要とせずに、CHPで蒸気加熱水の凝縮水をきれいに保つことができます。 蒸気システムでは、消費者からのコンデンセートの戻りは汚染されていることが多く、完全にはほど遠い(40〜50%)ため、追加のボイラー給水の浄化と準備に多大なコストがかかります。
熱媒体としての水のその他の利点には、次のものが含まれます。ローカル給湯システムの暖房ネットワークへの接続コストが低く、オープンシステムではローカル給湯システムもあります。 水温を変えることによる消費者への熱供給の中央(熱源で)規制の可能性; 操作の容易さ-消費者のための避けられないスチームトラップと凝縮水戻りポンプユニットがない。
次に、熱媒体としての蒸気には、水に比べて特定の利点があります。
a)技術的プロセスを含む、あらゆるタイプの熱消費を満たす可能性からなる、優れた汎用性。
b)冷却剤を移動するためのより低い電力消費(蒸気システムでの凝縮液の戻りのための電力消費は、水システムで水を移動するための電気のコストと比較して非常に小さい)。
c)水の密度と比較して蒸気の比重が低いために生成される静水圧の重要性。
より経済的な熱供給システムへの我が国で着実に追求された方向性と水システムの示された肯定的な特性は、都市や町の住宅や共同サービスでのそれらの広範な使用に貢献しています。 それほどではありませんが、水システムは産業で使用されており、総熱需要の2/3以上が蒸気によって満たされています。 産業用熱消費量は国内の総熱消費量の約2/3を占めるため、総熱消費量をカバーする蒸気の割合は依然として非常に重要です。
暖房ネットワーク内の熱パイプラインの数に応じて、給湯システムは、暖房ネットワーク内のパイプの数が一定に保たれない場合、単一パイプ、2パイプ、3パイプ、4パイプ、および組み合わせることができます。 これらのシステムの簡略図を図8.1に示します。
最も経済的なワンパイプ(オープンループ)システム(図8.1.a)は、暖房および換気のニーズに供給されるネットワーク水の平均1時間あたりの消費量が、温水供給に消費される水の平均1時間あたりの消費量と一致する場合にのみ推奨されます。 しかし、私たちの国のほとんどの地域では、最南端の地域を除いて、暖房と換気の必要性のために供給されるネットワーク水の推定コストは、温水供給のために消費される水の消費量よりも高いことがわかります。 このように示された費用の不均衡により、給湯に使用されなかった水は排水路に送られなければならず、これは非常に不経済です。 この点で、私たちの国で最も普及しているのは、2パイプの熱供給システムです:開いた(半閉じた)(図8.1。、B)と閉じた(閉じた)(図8.1。、C)
図8.1。 給湯システムの概略図
a — 1パイプ(開いている)、b — 2パイプ開いている(半閉じている)、c — 2パイプ閉じている(閉じている)、d結合、e-3パイプ、e-4パイプ、1-ヒートソース、2暖房ネットワークの供給パイプ、3加入者入力、4 –換気空気ヒーター、5 –加入者暖房熱交換器、6 –ヒーター、7 –地域暖房システムパイプライン、8 –地域給湯システム、9 –暖房システム戻りパイプライン、10 –給湯熱交換器、11 –冷水供給、12 –技術装置、13 —給湯パイプライン、14 —温水再循環パイプライン、15 —ボイラー室、16 —温水ボイラー、17 —ポンプ。
熱供給エリア(「郊外」CHPPを使用)から熱源からかなり離れている場合は、1パイプシステムとセミクローズド2パイプシステムを組み合わせた複合熱供給システムをお勧めします(図8.1、d)。 このようなシステムでは、CHPPの一部であるピーク温水ボイラーが直接熱供給エリアに配置され、追加の温水ボイラー室を形成します。 CHPPからボイラーハウスまで、1本のパイプで給湯に必要な高温水のみが供給されます。 熱供給エリア内には、通常のセミクローズド2パイプシステムが配置されています。
ボイラーハウスでは、2パイプシステムの戻りパイプラインからボイラーで加熱された水にCHPプラントからの水が追加され、CHPからの水の温度よりも低い温度の水の総流量が増加します。地域暖房ネットワークに送信されます。 将来的には、この水の一部は地域の給水システムで使用され、残りはボイラー室に戻されます。
3パイプシステムは、技術的ニーズに合わせて一定の水流が供給される産業用熱供給システムで使用されます(図8.1、e)。 このようなシステムには2本の供給パイプがあります。 そのうちの1つによると、一定温度の水は技術装置と給湯用の熱交換器に送られ、もう1つによると、温度が変化する水は暖房と換気の必要性に送られます。 すべてのローカルシステムからの冷水は、1つの共通パイプラインを介して熱源に戻されます。
4パイプシステム(図8.1、e)は、金属の消費量が多いため、加入者の入力を簡素化するために小規模なシステムでのみ使用されます。 このようなシステムでは、地域の給水システム用の水は(ボイラーハウス内の)熱源で直接準備され、特別なパイプを介して消費者に供給され、そこで直接地域の給水システムに入ります。 この場合、加入者は給湯用の暖房設備を持っておらず、給湯システムからの再循環水は暖房のために熱源に戻されます。 このようなシステムの他の2つのパイプは、局所的な暖房および換気システムを対象としています。
2パイプ給湯システム
閉じたシステムと開いたシステム..。 2パイプ給水システムは閉じて開いています。 これらのシステムは、地域の給水システムの給水技術が異なります(図8.2)。 給湯用の閉鎖系では、水道水が使用されます。水道水は、表面熱交換器で暖房ネットワークからの水で加熱されます(図8.2、a)。 オープンシステムでは、給湯用の水は暖房ネットワークから直接取水されます。 暖房網の給水管と還水管からの取水は、混合後、給湯に必要な温度になるような量で行われます(図8.2、b)。
図8.2 ..。 2パイプ給湯システムの加入者での給湯のための水準備の概略図..。 a —クローズドシステム、b —オープンシステム、1 —暖房ネットワークの供給および戻りパイプライン、2 —給湯熱交換器、3 —冷水供給、4 —ローカル給湯システム、5 —温度コントローラー、6 —ミキサー、7 —リバースバルブ
閉鎖型熱供給システムでは、冷却剤自体はどこにも消費されず、熱源と局所的な熱消費システムの間を循環するだけです。 これは、そのようなシステムが大気との関係で閉じていることを意味し、その名前に反映されています。 閉鎖系の場合、理論的には、平等は有効です。 源を出てそこに来る水の量は同じです。 ただし、実際のシステムでは常に。 水の一部は、システム内の漏れによってシステムから失われます。ポンプのグランド、伸縮継手、継手などからです。 システムからのこれらの水漏れは小さく、良好な操作で、システム内の水の量の0.5%を超えません。 ただし、そのような量であっても、熱と冷却剤の両方が無駄に失われるため、特定の損傷が発生します。
システムからの水漏れは、加熱期間中の温度の上昇に伴う水の量の可能な増加を常に超えるため、漏れの実際的な必然性により、膨張容器を水加熱システムの機器から除外することが可能になります。 システムには、熱源での漏れを補うために水が補充されます。
オープンシステムでは、リークがない場合でも、不平等が特徴的です。 地元の給水システムの給水栓から注がれる水道水は、大気と接触します。 そのようなシステムは大気に開放されています。 開放系への水補給は、通常、閉鎖系と同じように熱源で行われますが、原則として、このような系では、システム内の他の場所で補給が可能です。 開放型システムの補給水の量は、閉鎖型システムよりもはるかに多くなります。 閉鎖系では、補給水がシステムからの水漏れのみをカバーする場合、開放系では、予見される取水量も補う必要があります。
給湯用の表面熱交換器の加入者入力に開放型熱供給システムがないこと、およびそれらを安価な混合装置に置き換えることは、閉鎖型システムに対する開放型システムの主な利点です。 オープンシステムの主な欠点は、暖房設備と暖房ネットワークでの腐食とスケールの出現を回避するために、補給水を戻すために閉鎖システムよりも熱源に強力な設備を設置する必要があることです。
よりシンプルで安価な加入者入力に加えて、オープンシステムはクローズドシステムと比較して次のような肯定的な性質を持っています。
a) 大量の低品位排熱での使用を許可します。これはCHPでも利用できます。(タービン復水器の熱)、および多くの産業では、冷却剤の調製のための燃料消費量を削減します。
b)機会を提供する 熱源の推定生産性の低下そして給湯のための熱消費を平均することによって 中央給湯器を設置する場合。
v) 耐用年数を延ばす局所的な給水システム。攻撃的なガスやスケール形成塩を含まない暖房ネットワークから水を受け取ります。
G) 冷水配水網の直径を(約16%)縮小し、暖房パイプラインを介して地元の給水システムの加入者に水を供給する。
e) 手放す 暖房と給湯のための水の消費量が一致するワンパイプシステムへ .
オープンシステムのデメリット大量の補給水の処理に関連するコストの増加に加えて、次のものが含まれます。
a)水の処理が不十分な場合、分解された水に色が現れる可能性があります。また、ラジエーター暖房システムを混合ノード(エレベーター、ポンプ)を介して暖房ネットワークに接続する場合もあります。 分解された水の汚染の可能性とラジエーター内の堆積物の堆積によるその中の臭いの出現そしてそれらの中の特別なバクテリアの発達;
b) システムの密度に対する制御の複雑さが増すなぜなら、開放系では、補給水の量は、閉鎖系の場合のように、システムからの水漏れの量を特徴づけないからです。
元の水道水の硬度が低い(1〜1.5 mg eq / l)ため、オープンシステムの使用が容易になり、高価で複雑なスケール防止水処理が不要になります。 非常に硬いまたは腐食性の原水でもオープンシステムを使用することをお勧めします。これは、クローズドシステムのこのような水では、加入者の入力ごとに水処理を調整する必要があるためです。オープンシステムの熱源で水を汲み上げます。
シングルパイプ給湯システム
ワンパイプ熱供給システムの加入者入力の図を図8.3に示します。
米。 8.3。 ワンパイプ熱供給システムの入力スキーム
温水供給における水の平均時流量に等しい量の主水が、定流量機1を介して入力に供給される。機械2は、給湯ミキサーと加熱熱交換器3との間で主水を再分配する。熱交換器の後の加熱供給からの水混合物の設定温度を提供します。 V 夜間、取水がない場合、給湯システムに流入する水は、自動バックアップ機5(自動「上流」)を介して貯蔵タンク6に排出され、ローカルシステムが確実に水で満たされます。 。取水量が平均より多い場合、ポンプ7はさらにタンクから給湯システムに水を供給します。 給湯システムの循環水も自動ブースター4を介してアキュムレータに排出されます。アキュムレータタンクを含む循環回路の熱損失を補うために、自動装置2は通常許容される水温よりもわずかに高い水温を維持します。給湯システム用。
蒸気暖房システム
図8.4。 蒸気熱供給システムの概略図
a-コンデンセートリターンのない1本のパイプ。 b –コンデンセートリターン付きの2パイプ。 in-コンデンセートリターン付きの3パイプ。 1 –熱源; 2 –蒸気ライン; 3-サブスクライバー入力。 4 –換気ヒーター; 5-局所暖房システムの熱交換器; 6-局所給湯システムの熱交換器; 7 –技術装置; 8 –ドレン排出; 9 –排水; 10 –コンデンセート収集タンク; 11 –凝縮ポンプ; 12 –チェックバルブ; 13 –コンデンセートライン
水のように、蒸気熱供給システムは、シングルパイプ、ダブルパイプ、およびマルチパイプです(図8.4)
ワンパイプ蒸気システム(図8.4、a)では、蒸気凝縮物は熱消費者から熱源に戻ることはありませんが、給湯や技術的ニーズに使用されるか、排水路に投入されます。 そのようなシステム 低コストで低蒸気消費量で使用されます。
凝縮液が熱源に戻る2パイプ蒸気システム(図8.4、b)は、実際には最も一般的です。..。 個々の地域の熱消費システムからの凝縮物は、加熱ポイントにある共通のタンクに集められ、ポンプによって熱源にポンプで送られます。 蒸気凝縮物は貴重な製品です。硬度の塩や溶解した攻撃的なガスを含まず、蒸気に含まれる熱を最大15%節約できます。..。 蒸気ボイラー用の給水の新しい部分を準備するには、通常、凝縮水を戻すコストを超えるかなりのコストが必要です。 凝縮液を熱源に戻すことの便宜性の問題は、技術的および経済的計算に基づいて、それぞれの特定の場合に決定されます。
マルチパイプ蒸気システム(図8.4、c)は、CHPから蒸気を受け取る場合、および 生産技術が一対の異なる圧力を必要とする場合..。 異なる圧力の蒸気用に別々の蒸気パイプラインを構築するコストは、蒸気が1つの最高圧力にのみ供給される場合、CHPでの燃料の過剰消費のコストよりも少ないことがわかります。 そして、より低い圧力のペアを必要とする加入者のためのその後の削減..。 3パイプシステムでの復水戻りは、1つの一般的な復水ラインを介して実行されます。 多くの場合、消費者に信頼性が高く中断のない蒸気供給を提供するために、二重蒸気パイプラインも同じ蒸気圧力で敷設されています。 蒸気パイプラインの数は、たとえば、CHPPから異なる圧力の蒸気の供給を予約する場合、またはCHPPから3つの異なる圧力の蒸気を供給することが適切である場合、2つを超えることがあります。
大規模な産業ハブでは、いくつかの企業を統合して建設されています 複雑な水と蒸気システム技術のための蒸気と暖房と換気の必要性のための水を供給します。
システムの加入者入力では、ローカルの熱消費システムへの熱伝達を提供するデバイスに加えて、 凝縮液を集めて熱源に戻すシステムも非常に重要です。
サブスクライバー入力に到達するペアは、通常、次のように分類されます。 ディストリビューターコーム、そこから直接または減圧弁(「それ自体の後」の自動圧力)を介して、熱を使用する装置に向けられます。
クーラントパラメータの正しい選択は非常に重要です。 ボイラーハウスから熱を供給する場合、原則として、ネットワークを介して熱を輸送し、加入者の設置で使用するための技術の条件に従って許容される冷却剤の高いパラメーターを選択することが合理的です。 クーラントのパラメータが増加すると、加熱ネットワークの直径が減少し、ポンプコスト(水用)が減少します。 加熱するときは、CHPPの経済性に対する熱媒体のパラメータの影響を考慮する必要があります。
閉鎖型または開放型の給湯システムの選択は、主にCHPプラントの給水条件、水道水の水質(硬度、腐食性、酸化性)、および給湯に利用できる低品位熱源に依存します。
開放型と閉鎖型の両方の熱供給システムの前提条件は次のとおりです。 お湯の安定した水質を確保する GOST2874-73「飲料水」に準拠した加入者で。 ほとんどの場合 給水源の水質が熱供給システム(STS)の選択を決定します.
閉鎖系:飽和指数J> -0.5; 炭酸塩硬度Zh〜<7мг-экв/л; (Сl+SО 4) 200мг/л; перманганатная окисляемость не регламентируется.
オープンシステムの場合:Oの過マンガン酸塩の酸化性<4мг/л, индекс насыщения, карбонатная жёсткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентируется.
酸化性が高まると(O> 4 mg / l)、微生物学的プロセスが開放型熱供給システム(ラジエーターなど)の停滞ゾーンで発生し、その結果、水の硫化物汚染が発生します。 そのため、給湯用の暖房設備から取水された水は、不快な硫化水素臭がします。
エネルギー性能と初期コストの観点から、最新の2パイプのクローズドおよびオープンTSシステムは平均して同等です。 初期費用に関しては、オープンシステムにはいくつかの経済的利益があります。 CHPPに軟水源がある場合水処理を必要とせず、飲料水の衛生基準を満たしています。 加入者の冷水供給ネットワークは荷降ろしされており、CHPへの追加の供給が必要です。 動作中、システムの密度の衛生制御の複雑さである暖房ネットワークの油圧レジームの不安定性のために、オープンシステムはクローズドシステムよりも困難です。
EBCの負荷が高い長距離輸送の場合、CHPPまたはボイラー室の近くに衛生基準を満たす水源が存在する場合、1パイプ(一方向)トランジットと2パイプ(単方向)トランジットのオープンTSシステムを使用することは経済的に正当化されます。パイプ配水網。
約100〜150 km以上の距離を超長距離で輸送する場合は、(化学的に束縛された状態などで)キモサーマル熱伝達システムを使用した場合の効率を確認する方が便利です。 メタン+水= CO + 3H 2)。
9.CHP用の機器。 基本設備(タービン、ボイラー)。
熱処理ステーションの設備は大きく分けられます 一次および二次..。 に CHPの主な設備暖房および工業用ボイラーハウスには、タービンとボイラーが含まれます。 CHPプラントは、暖房、産業用暖房、および産業用の主な熱負荷のタイプに従って分類されます。 T型、PT型、R型のタービンがそれぞれ設置されています。 XXII CPSU会議(LMZ)、レニングラードのネフスキーおよびキロフスキー工場、カルーガタービン、ブリャンスクエンジニアリングおよびハリコフタービン発電機工場。 現在、大型コージェネレーションタービンは、V.I。にちなんで名付けられたウラルターボモータープラントによって製造されています。 K. E. Voroshilova(UTMZ)
容量12MWの最初の国内タービンは1931年に作成されました。1935年以来、すべてのCHPPは、2.9 MPaおよび400°Cのタービンの蒸気パラメータ用に構築され、暖房タービンの輸入は実質的に停止されました。 1950年以降、ソビエトの電力産業は電源設備の効率が大幅に向上する時期に入り、熱負荷の増加により主要な設備と容量を拡大するプロセスが継続されました。 1953年から1954年。 ウラルでの石油生産の成長に関連して、多くの大容量石油精製所の建設が始まり、そのために200〜300MWの容量の熱電併給プラントが必要でした。 それらのために、容量50 MWの2つのサンプリングタービンが作成されました(1956年にレニングラード金属プラントで9.0 MPaの圧力で、1957年にUTMZで13.0 MPaの圧力で)。 わずか10年間で、圧力9.0 MPa、総容量約9 * 10 3MWのタービンが500基以上設置されました。 多くの電気システムのCHPPのユニット容量は125-150MWに増加しました。 石油精製所の技術的熱負荷が増加するにつれて、 肥料、プラスチック、人工繊維を製造するための化学プラントの建設が始まり、600〜800 t / hまでの蒸気が必要になったため、背圧タービンの製造を再開する必要がありました。圧力13.0MPa、容量50 MWのこのようなタービンの生産は、1962年にLMZで開始されました。 大都市での住宅建設の発展は、300〜400MW以上の容量を持つかなりの数の暖房発電所の建設の基礎を築きました。 この目的のために、UTMZで50 MWの容量を持つタービンT-50-130の生産が1960年に始まり、1962年に100MWの容量を持つタービンT-100-130の生産が開始されました。これらのタイプのタービンの根本的な違いは 0.05〜0.2 MPaの圧力での下部蒸気抽出と、0.06〜0.25 MPaの上部蒸気抽出のため、暖房システムの水の2段階加熱を使用します。これらのタービンは背圧に変換することができます( 劣化した真空)水を加熱するための復水器にあるネットワークバンドルの特別な表面での排気蒸気の凝縮を伴う。 一部のCHPプラントでは、減圧タービンの復水器が完全にメインヒーターとして使用されています。 1970年までに、暖房用CHPPのユニット容量は650 MW(CHPP No.20 Mosenergo)に達し、産業用暖房設備は400 MW(Tolyatti CHPP)に達しました。 このようなステーションでの蒸気の総供給量は、供給される総熱量の約60%であり、一部のCHPPでは1000 t / hを超えています。
コージェネレーションタービン建設の開発における新しい段階は、火力発電所の効率をさらに高め、建設コストを削減するさらに大きなタービンの開発と作成です。 人口35万人の都市に熱と電気を供給することができるタービンT-250は、24.0 MPa、560°Cの超臨界蒸気パラメーター用に設計されており、4.0 / 3.6MPaの圧力で蒸気を中間過熱します。 565°Cの温度..。 圧力13.0MPaのPT-135タービンには、下部出口で0.04〜0.2 MPa、上部出口で0.05〜0.25MPaの範囲内の独立した圧力制御を備えた2つの加熱出口があります。 このタービンは、1.5±0.3 MPaの圧力で工業用抽出も提供します。R-100背圧タービンは、プロセス蒸気を大量に消費する火力発電所での使用を目的としています。 各タービンから、1.2〜1.5MPaの圧力で約650t / hの蒸気を放出することができ、排気時に2.1MPaに増加する可能性があります。 消費者に供給するために、3.0〜3.5MPaの圧力でタービンの追加の無秩序な抽出からの蒸気を使用することもできます。 T-170タービンは、蒸気圧13.0 MPa、温度565°Cで、電力と蒸気の抽出量の両方の点で、中間の過熱がなく、T-100タービンとT-250タービンの中間の位置を占めています。 。 このタービンは、ユーティリティの負荷が大きい中規模の都市CHPPに設置することをお勧めします。 CHPプラントのユニット容量は増え続けています。 現在、電気容量が150万kWを超えるCHPPは、すでに運用、建設、設計されています。 大規模な都市型および工業用CHPプラントでは、さらに強力なユニットの開発と作成が必要になります。 ユニット容量が400〜450MWのコージェネレーションタービンのプロファイルを決定する作業はすでに始まっています。
タービン建設の開発と並行して、より強力なボイラーユニットが作成されました。 1931- 1945年。 圧力3.5MPa、温度430℃の蒸気を発生する家庭用直流ボイラーは、電力業界で広く使用されています。 現在、固体燃料のチャンバー燃焼を備えた120、160、および220 t / hの容量のボイラーユニット、ならびに燃料油およびガスは、最大50MWの容量のタービンを備えたCHPPに設置するために製造されています。 9MPaおよび500-535°C。 これらのボイラーの設計は、50年代以降、国内のほぼすべての主要なボイラープラント(タガンログ、ポドリスク、バルナウル)によって開発されてきました。 これらのボイラーに共通しているのは、U字型のレイアウト、自然循環の使用、長方形の開放燃焼室、および鋼製の管状エアヒーターです。
1955年から1965年。 TPPでのパラメーターが10MPaおよび540°Cのユニットの開発に伴い、パラメーターが14MPaおよび570°Cの大型タービンおよびボイラーユニットが作成されました。 これらのうち、容量50および100 MWのタービン、タガンログボイラープラント(TKZ)のボイラー、容量420 t / h、タイプTP-80-TP-86(固体燃料用)およびTGM-84(ガスおよび燃料用)オイルが最も広く使用されています。 このプラントの最も強力なユニットは、未臨界パラメータのCHPPで使用され、480〜500 t / hの容量のガスと燃料油を燃焼させるための燃焼室を備えたTGM-96タイプのユニットです。
再加熱を伴う超臨界蒸気パラメータ用のブロック型ボイラータービン(T-250)設計では、蒸気容量が約1000 t / hの貫流ボイラーを作成する必要がありました。 CHPの建設コストを削減するために、ソビエトの科学者M.A.StyrtskovichとI.K.Staselyavichusは、最大210MWの暖房能力を備えた新しい温水ボイラーを使用した熱電併給プラントのスキームを世界で初めて提案しました。 特別なピーク温水ボイラーでスケジュールのピーク部分にあるCHPPでネットワーク水を加熱することの便宜性が証明され、これらの目的のためにより高価な蒸気動力ボイラーを使用することを拒否しました。 それらをVTIで調査します。 F.E. Dzerzhinskyは、58、116、および210MWのユニット暖房能力を備えた多数の標準サイズの統合タワーガスおよび石油給湯ボイラーユニットの開発と生産を完了しました。 その後、容量の小さいボイラーが開発されました。 タワー型ボイラー(PTVM)とは異なり、KVGMボイラーは人工ドラフトで動作するように設計されています。 暖房能力58および116MWのこのようなボイラーは、U字型のレイアウトであり、メインモードで動作するように設計されています。
ソ連のヨーロッパ地域での蒸気タービンCHPPの収益性は、350〜580MWの最小熱負荷で達成されました。 そのため、CHPPの建設に伴い、近代的な温水・蒸気ボイラーを備えた工業用・暖房用ボイラープラントの建設が大規模に行われています。 PTVM、KVGMタイプのボイラーを備えた地区火力発電所は35〜350 MWの負荷で使用され、DKVRタイプのボイラーなどを備えた蒸気ボイラーは3.5〜47MWの負荷で使用されます。 小さな村や農業施設、個々の都市の住宅地は、最大1.1MWの容量の鋳鉄および鋼製ボイラーを備えた小さなボイラーハウスによって加熱されます。
10.CHP用の機器。 補助装置(ヒーター、ポンプ、コンプレッサー、蒸気コンバーター、蒸発器、ROU還元および冷却ユニット、コンデンセートタンク)。
11.水処理。 水質基準。
12.水処理。 清澄化、軟化(沈殿、陽イオン交換、水の硬度の安定化)。
13.水処理。 脱気。
14.熱消費。 季節的な負荷。
15.熱消費。 通年の負荷。
16.熱消費。 ロサンダーチャート。
序章
ボイラープラントの一般的な情報と概念
1ボイラープラントの分類
建物を暖房するための暖房ボイラーの種類
1ガスボイラー
2電気ボイラー
3固形燃料ボイラー
建物暖房用ボイラーの種類
1ガス管ボイラー
2水管ボイラー
結論
参考文献
序章
一年のほとんどが寒い温暖な緯度に住んでいるので、住宅、オフィス、その他の建物などの建物に熱を供給する必要があります。 熱供給は、アパートや家なら快適な生活、オフィスや倉庫なら生産的な仕事を提供します。
まず、「熱供給」という言葉の意味を理解しましょう。 熱供給は、建物の暖房システムに温水または蒸気を供給することです。 火力発電所とボイラーハウスは、通常の熱供給源です。 建物への熱供給には、集中型と局所型の2種類があります。 一元化されたものでは、個々の地区(工業用または住宅用)が提供されます。 集中型熱供給ネットワークの効率的な運用のために、それはレベルに分割されて構築され、各要素の作業は1つのタスクを実行することです。 レベルごとに、要素のタスクは減少します。 地域の熱供給-1つまたは複数の家への熱の供給。 セントラルヒーティングネットワークには、燃料消費量の削減とコスト削減、低品位燃料の使用、住宅地の衛生状態の改善など、多くの利点があります。 地域暖房システムには、熱源(CHP)、暖房ネットワーク、および熱を消費する設備が含まれます。 熱電併給プラントは熱とエネルギーを生成します。 地域の熱供給源は、ストーブ、ボイラー、給湯器です。
私の目標は、ボイラーが建物に熱を供給するために使用されるボイラーの設置に関する一般的な情報と概念を理解することです。
1.ボイラープラントに関する一般的な情報と概念
ボイラープラントは、特別な部屋に配置され、燃料の化学エネルギーを蒸気または温水の熱エネルギーに変換するために機能するデバイスの複合体です。 ボイラープラントの主な要素は、ボイラー、燃焼装置(炉)、供給およびドラフト装置です。
ボイラーは、燃料燃焼の高温生成物からの熱が水に伝達される熱交換装置です。 その結果、蒸気ボイラーでは水が蒸気に変わり、温水ボイラーでは必要な温度に加熱されます。
燃焼装置は、燃料を燃焼させ、その化学エネルギーを加熱ガスの熱に変換するために使用されます。
給水装置(ポンプ、インジェクター)は、ボイラーに水を供給するように設計されています。
ドラフト装置は、送風ファン、ガスダクトのシステム、排煙装置、煙突で構成されており、必要な量の空気が炉に供給され、燃焼生成物がボイラーガスダクトを通過します。大気中へのそれらの除去。 燃焼生成物は、ガスダクトに沿って移動し、加熱面と接触して、熱を水に伝達します。
より経済的な運転を確実にするために、現代のボイラープラントは補助的な要素を持っています:それぞれ水と空気を加熱するのに役立つ給湯器と空気ヒーター。 燃料供給および灰除去のための装置、煙道ガスおよび給水を洗浄するための装置。 ボイラー室のすべての部分の正常で中断のない操作を保証する熱制御装置および自動化装置。
ボイラーハウスは、熱エネルギーの使用目的に応じて、エネルギー、暖房、生産、暖房に分けられます。
電力ボイラーハウスは、発電する蒸気発電所に蒸気を供給し、通常は発電所複合施設の一部です。 暖房および工業用ボイラーは、工業企業で製造され、暖房および換気システム、建物の給湯、および製造プロセスに熱エネルギーを供給します。 暖房ボイラーは同じ目的を目的としていますが、住宅や公共の建物に使用されます。 それらは、自立型、インターロック型、つまり 他の建物に隣接し、建物に埋め込まれています。 最近、建物のグループ、住宅地、小地区にサービスを提供することを期待して、ますます多くの自立型の拡大ボイラーハウスが建設されています。 住宅および公共の建物に組み込まれたボイラーハウスの装置は、現在、適切な正当化と衛生監督当局との合意がある場合にのみ許可されています。 低電力ボイラーハウス(個人および小グループ)は通常、ボイラー、循環および供給ポンプ、ドラフト装置で構成されています。 この設備に応じて、ボイラー室の寸法は主に決定されます。 中電力および高電力(3.5 MW以上)のボイラーハウスは、機器の複雑さとサービスルームおよびユーティリティルームの構成によって区別されます。 これらのボイラーハウスの空間計画ソリューションは、産業企業の設計に関する衛生基準の要件を満たす必要があります。
1.1ボイラープラントの分類
ボイラープラントは、消費者の性質に応じて、エネルギー、生産暖房、暖房に分けられます。 生成される熱媒体の種類によって、蒸気(蒸気を生成するため)と温水(温水を生成するため)に分けられます。
発電ボイラープラントは、火力発電所の蒸気タービン用の蒸気を生成します。 このようなボイラーハウスには通常、大中出力のボイラーが装備されており、パラメーターが増加した蒸気を生成します。
産業用暖房ボイラープラント(通常は蒸気)は、産業上のニーズだけでなく、暖房、換気、および給湯のためにも蒸気を生成します。
暖房ボイラー設備(主に温水ですが、蒸気にすることもできます)は、産業用および住宅用の暖房システムにサービスを提供するように設計されています。
暖房ボイラーハウスは、熱供給の規模に応じて、地方(個人)、グループ、地区に分けられます。
地元のボイラーハウスには通常、115°C以下の温度に水を加熱する温水ボイラーまたは最大70kPaの運転圧力の蒸気ボイラーが装備されています。 このようなボイラー室は、1つまたは複数の建物に熱を供給するように設計されています。
グループボイラープラントは、建物のグループ、住宅地、または小さな近所に熱を供給します。 このようなボイラーハウスには、原則として、蒸気ボイラーと温水ボイラーの両方が装備されており、地元のボイラーハウスのボイラーよりも高い暖房能力を備えています。 これらのボイラー室は通常、特別に建設された別の建物にあります。
地域暖房ボイラーは、広い住宅地に熱を供給するために使用されます。これらには、比較的強力な温水ボイラーまたは蒸気ボイラーが装備されています。
2.暖房ボイラーの種類
.1ガスボイラー
主ガスが現場に供給されている場合、圧倒的に多くの場合、安価な燃料が見つからないため、ガスボイラーを使用して家を暖房するのが最適です。 ガスボイラーには多くのメーカーやモデルがあります。 この多様性を理解しやすくするために、すべてのガスボイラーを床置きボイラーと壁掛けボイラーの2つのグループに分けます。 壁掛けボイラーと床置きボイラーは、設計と構成が異なります。
床置きボイラーは伝統的で保守的なものであり、何十年にもわたって大きな変化はありませんでした。 床置きボイラーの熱交換器は通常、鋳鉄または鋼でできています。 どの材料が優れているかについてはさまざまな意見があります。 一方では、鋳鉄は腐食の影響を受けにくく、鋳鉄熱交換器は通常厚くされており、耐用年数にプラスの影響を与える可能性があります。 同時に、鋳鉄製熱交換器にも欠点があります。 壊れやすいため、輸送時や積み下ろし時にマイクロクラックが発生する恐れがあります。 さらに、硬水を使用する場合の鋳鉄ボイラーの運転中、鋳鉄熱交換器の設計上の特徴および鋳鉄自体の特性により、局所的な過熱の結果として、時間の経過とともにそれらの破壊が発生します。 鋼製ボイラーについて言えば、軽量で、輸送中の衝撃をあまり恐れません。 同時に、不適切に使用すると、鋼製熱交換器が腐食する可能性があります。 しかし、鋼製ボイラーの通常の運転条件を作成することはそれほど難しくありません。 ボイラー内の温度が露点温度を下回らないようにすることが重要です。 優れた設計者は、ボイラーの寿命を最大化するシステムをいつでも作成できます。 次に、すべての床置き式ガスボイラーは、大気圧バーナーと加圧(交換可能、換気、取り付け付き)バーナーの2つの主要なグループに分けることができます。 前者はよりシンプルで、より安く、より静かです。 強制通風バーナーを備えたボイラーは、効率が高く、大幅に高価です(バーナーのコストを考慮すると)。 強制通風バーナーで作動するボイラーには、ガスまたは液体燃料のいずれかで作動するバーナーを設置するオプションがあります。 大気圧バーナーを備えた床置き型ガスボイラーの出力は、ほとんどの場合、10〜80 kWの範囲です(ただし、このタイプのより強力なボイラーを製造している企業もあります)が、交換可能なインフレータブルを備えたモデル
バーナーは数千kWの電力に達する可能性があります。 私たちの状況では、ガスボイラーの別のパラメーターが非常に重要です。それは、自動化が電気に依存していることです。 確かに、私たちの国では、電気に問題が頻繁に発生します。断続的に供給される場所もあれば、完全に供給されない場所もあります。 大気バーナーを備えた最新のガスボイラーのほとんどは、電源の存在とは無関係に動作します。 輸入ボイラーについては、欧米諸国ではそのような問題がないことは明らかであり、電気とは独立して稼働する優れた輸入ガスボイラーはあるのでしょうか。 はい、あります。 この自律性は2つの方法で達成できます。 1つ目は、ボイラー制御システムを可能な限り簡素化し、自動化がほぼ完全に行われていないため、電気からの独立性を実現することです(これは家庭用ボイラーにも当てはまります)。 この場合、ボイラーはクーラントの設定温度を維持することしかできず、室内の気温に左右されることはありません。 2番目のより進歩的な方法は、ボイラー自動化の操作に必要な熱から電気を生成する熱発生器を使用することです。 これらのボイラーは、ボイラーを制御し、設定した室温を維持するリモートルームサーモスタットと一緒に使用できます。
ガスボイラーは、ボイラーの全電力が約15〜20%を必要とするため、単段(1つの電力レベルでのみ動作)および2段階(2つの電力レベル)、および電力の変調(スムーズな調整)が可能です。暖房シーズンの80-85%不要であるため、2つの電力レベルまたは電力変調を備えたボイラーを使用する方が経済的であることは明らかです。 二段式ボイラーの主な利点は、バーナーのオン/オフの頻度の減少によるボイラーの耐用年数の増加、電力の削減による第1段階での運転、およびバーナーのオン/オフはガスを節約し、その結果、お金を節約します。
壁掛けボイラーは比較的最近登場しましたが、この比較的短い期間でも、世界中の多くの支持者を獲得しました。 これらのデバイスの最も正確で容量の大きい定義の1つは、「ミニボイラー室」です。 小さなケースでは、バーナー、熱交換器、制御装置だけでなく、ほとんどのモデルで、1つまたは2つの循環ポンプ、膨張タンク、安全を確保するシステムがあるため、この用語は偶然に現れませんでしたボイラー、圧力計、温度計、および他の多くの要素の操作。これなしでは、通常のボイラー室の作業はできません。 暖房の分野で最も進んだ技術開発が壁掛けボイラーで実現したという事実にもかかわらず、「壁取り付け」のコストは、多くの場合、床置き型ボイラーの1.5〜2分の1です。 もう1つの重要な利点は、インストールが簡単なことです。 多くの場合、購入者は、インストールの容易さは、インストーラーだけが気にするべき美徳であると信じています。 実際の消費者が壁に取り付けられたボイラーを設置するため、またはボイラー、ボイラー、ポンプ、膨張タンクなどが別々に設置されるボイラー室を設置するために支払う必要がある金額は非常に異なるため、これは完全には真実ではありません大幅。 コンパクトさと壁に取り付けられたボイラーをほとんどすべての内部に取り付ける能力は、このクラスのボイラーのもう1つのプラスです。
暖房の分野で最も進んだ技術開発が壁掛けボイラーで実現したという事実にもかかわらず、「壁取り付け」のコストは、多くの場合、床置き型ボイラーの1.5〜2分の1です。 もう1つの重要な利点は、インストールが簡単なことです。 多くの場合、購入者は、インストールの容易さは、インストーラーだけが気にするべき美徳であると信じています。 実際の消費者が壁に取り付けられたボイラーを設置するため、またはボイラー、ボイラー、ポンプ、膨張タンクなどが別々に設置されるボイラー室を設置するために支払う必要がある金額は非常に異なるため、これは完全には真実ではありません大幅。 コンパクトさと壁に取り付けられたボイラーをほとんどすべての内部に取り付ける能力は、このクラスのボイラーのもう1つのプラスです。
排気ガスの除去方法により、すべてのガスボイラーは、自然ドラフト(煙突で発生するドラフトにより排気ガスが除去される)と強制ドラフト(ボイラーに組み込まれたファンを使用)のモデルに分けることができます。 壁掛け式ガスボイラーを製造するほとんどの企業は、自然通風と強制の両方のモデルを製造しています。 自然ドラフトボイラーは多くの人によく知られており、屋根の上の煙突は誰も驚かない。 強制通風を備えたボイラーはごく最近登場し、設置および操作中に多くの利点があります。 すでに述べたように、これらのボイラーからの排気ガスは、それらに組み込まれたファンを使用して除去されます。 このようなモデルは、この場合の燃焼生成物が壁に穴を開けるだけで十分な特殊な同軸煙突を介して除去されるため、従来の煙突のない部屋に最適です。 同軸煙突は、「パイプ内のパイプ」とも呼ばれます。 このような煙突の内管を通って、燃焼生成物がファンの助けを借りて通りに運ばれ、空気が外管を通って入ります。 さらに、これらのボイラーは敷地内から酸素を燃焼せず、燃焼プロセスを維持するために通りから建物に冷気を追加で流入させる必要がなく、設置中の投資コストを削減できます。 高価な従来の煙突を作る必要はありません。代わりに、短くて安価な同軸の煙突をうまく使用できます。 従来の煙突がある場合にも強制通風ボイラーが使用されますが、部屋からの燃焼用空気の取り入れは望ましくありません。
点火のタイプによって、壁に取り付けられたガスボイラーは電気またはピエゾ点火であることができます。 電気点火ボイラーは、絶えず燃える炎を伴う点火装置がないため、より経済的です。 常に燃焼する芯がないため、電気点火式のボイラーを使用すると、ガス消費量を大幅に削減できます。これは、液化ガスを使用する場合に最も重要です。 液化ガスの節約は、年間100kgに達する可能性があります。 電気点火式ボイラーがもう1つあります。電源が一時的に遮断されている場合、電源が再開するとボイラーが自動的にオンになり、ピエゾ点火付きモデルは手動でオンにする必要があります。
バーナーの種類に応じて、壁掛けボイラーは、従来のバーナーと変調バーナーの2つのタイプに分けることができます。 ボイラーは熱需要に応じて出力を自動的に調整するため、変調バーナーは最も経済的な動作モードを提供します。 さらに、変調バーナーはDHWモードで最大限の快適さを提供し、温水温度を一定の設定レベルに維持できるようにします。
ほとんどの壁掛けボイラーには、安全な操作を保証する装置が装備されています。 したがって、火炎が失われた場合の火炎検出器はガス供給をオフにし、ボイラーの水温が緊急に上昇した場合のブロッキングサーモスタットはボイラーをオフにし、特別な装置は停電の場合にボイラーをオフにします、別の装置ガスがオフになるとボイラーをブロックします。 クーラントの量が基準を下回ったときのボイラー停止装置とドラフト制御センサーもあります。
2.2電気ボイラー
電気ボイラーの分布を制限する主な理由はいくつかあります:すべての地域から遠く離れて、家を暖房するために必要な電力を割り当てることが可能です(たとえば、200平方メートルの家は約20kWを必要とします) 、非常に高い電気代、停電。 電気ボイラーには確かに多くの利点があります。 それらの中で:比較的低価格、設置の容易さ、軽量でコンパクト、それらは壁に掛けることができます-その結果、省スペース、安全性(直火なし)、操作の容易さ、電気ボイラーは別の部屋を必要としません(ボイラー室)、電気ボイラーは煙突の設置を必要とせず、電気ボイラーは特別な注意を必要とせず、ノイズがなく、電気ボイラーは環境に優しく、有害な排出物や臭いはありません。 また、停電が発生する可能性がある場合は、予備の固形燃料ボイラーと組み合わせて電気ボイラーを使用することがよくあります。 同じオプションを使用して電力を節約します(最初に、家を安価な固形燃料で加熱し、次に電気ボイラーを使用して温度を自動的に維持します)。
厳しい環境基準と調整の問題がある大都市に設置された場合、電気ボイラーは他のすべてのタイプのボイラー(ガスボイラーを含む)よりも優れていることが多いことは注目に値します。 電気ボイラーの設計と設備について簡単に説明します。 電気ボイラーはかなり単純な装置です。 その主な要素は、電気ヒーター(発熱体)が固定されたタンクと、制御および調整ユニットで構成される熱交換器です。 一部の企業の電気ボイラーには、循環ポンプ、プログラマー、膨張タンク、安全弁、フィルターがすでに装備されています。 低電力電気ボイラーは、単相(220 V)と三相(380 V)の2つの異なるバージョンで利用できることに注意することが重要です。
12 kWを超えるボイラーは、通常、三相のみで製造されます。 容量が6kWを超える電気ボイラーの圧倒的多数は多段式で生産されているため、電力を効率的に使用でき、春と秋の移行期間中はボイラーをフル稼働させることができません。 電気ボイラーを使用する場合、最も重要なのはエネルギーキャリアの合理的な使用です。
2.3固形燃料ボイラー
固形燃料ボイラーの燃料は、木材(木材)、茶色または石炭、コークス、泥炭練炭にすることができます。 上記のすべてのタイプの燃料で動作できる「雑食性」モデルと、一部の燃料で動作するが効率が高いモデルの両方があります。 ほとんどの固形燃料ボイラーの主な利点の1つは、完全に自律的な暖房システムを作成するために使用できることです。 そのため、主なガスや電気の供給に問題がある地域では、このようなボイラーがよく使われます。 固形燃料ボイラーを支持する議論はさらに2つあります。それは、燃料の入手可能性と低コストです。 このクラスのボイラーのほとんどの代表者の不利な点も明らかです-それらは完全自動モードで動作することができず、定期的な燃料の装填を必要とします。
長年存在してきたモデルの主な利点である電気に依存せず、冷却液(水または不凍液)の設定温度を自動的に維持できる固体燃料ボイラーがあることは注目に値します。 自動温度維持は以下のように行われます。 ボイラーには、冷却液の温度を監視するセンサーがあります。 このセンサーは、ダンパーに機械的に接続されています。 クーラントの温度が設定温度より高くなると、ダンパーが自動的に閉じられ、燃焼プロセスが遅くなります。 温度が下がると、ダンパーが少し開きます。 したがって、このデバイスは電気接続を必要としません。 上記のように、ほとんどの従来の固体燃料ボイラーは、亜炭および無煙炭、木材、コークス、練炭で動作することができます。
過熱保護は、冷却水回路の存在によって保証されます。 このシステムは手動で制御できます。 クーラントの温度が上昇すると、クーラント出口のバルブを開く必要があります(入口のバルブは常に開いています)。 また、このシステムは自動制御も可能です。 これを行うために、温度低下バルブが出口パイプに取り付けられており、冷却液が最高温度に達すると自動的に開きます。 さらに、あなたの家を暖房するためにどの燃料を使用するか、必要な適切なボイラー電力を選択することは非常に重要です。 電力は通常kWで表されます。 10平方メートルの暖房には約1kWの電力が必要です。 天井の高さが最大3mの断熱性の高い部屋のm。この式は非常に近似的であることに注意する必要があります。
最終的な検出力の計算は、面積(体積)に加えて、壁の材質と厚さ、窓の種類、サイズ、数、位置など、さらに多くの要素を考慮に入れる専門家のみが信頼する必要があります。 。
熱分解木材燃焼のボイラーは効率が高く(最大85%)、自動電力制御が可能です。
熱分解ボイラーの欠点は、まず第一に、従来の固体燃料ボイラーと比較して価格が高いことに起因する可能性があります。 ちなみに、木材だけでなく、わらボイラーにも対応するボイラーがあります。 固形燃料ボイラーを選択して設置する場合、煙突のすべての要件(煙突の高さと内部セクション)に準拠することが非常に重要です。
3.建物を暖房するためのボイラーの種類
ガスボイラー熱供給
蒸気ボイラーには主にガス管と水管の2種類があります。 高温ガスが火炎管と煙管の内部を通過し、管の周囲の水に熱を放出するすべてのボイラー(火管、煙管、火管ボイラー)は、ガス管ボイラーと呼ばれます。 水管ボイラーでは、加熱された水がパイプを通って流れ、煙道ガスがパイプを外部から洗浄します。 ガス管ボイラーは炉の側壁で支えられていますが、水管ボイラーは通常、ボイラーまたは建物のフレームに取り付けられています。
3.1ガス管ボイラー
現代の火力発電工学では、ガス管ボイラーの使用は、約360kWの火力と約1MPaの動作圧力によって制限されています。
事実、ボイラーなどの高圧容器を設計する場合、壁の厚さは、直径、使用圧力、および温度の指定された値によって決定されます。
指定された制限パラメータを超えると、必要な肉厚が許容できないほど大きくなります。 さらに、大量の蒸気の瞬間的な放出を伴う大型蒸気ボイラーの爆発は災害につながる可能性があるため、安全要件を考慮する必要があります。
現在の最先端技術と既存の安全要件により、ガス管ボイラーは廃止されたと見なすことができますが、最大700 kWの火力を備えた何千ものボイラーがまだ稼働しており、産業企業や住宅に使用されています。
3.2水管ボイラー
水管ボイラーは、蒸気生産量と蒸気圧力の増加に対する需要の高まりに応えて開発されました。 事実、高圧の蒸気と水がそれほど大きくない直径のパイプにある場合、壁の厚さの要件は適度であり、満たすのは簡単です。 水管蒸気ボイラーは、ガス管ボイラーよりも設計がはるかに複雑です。 ただし、ウォームアップが速く、実質的に防爆型であり、負荷の変化に応じて簡単に調整でき、輸送が簡単で、設計ソリューションで簡単に再構成でき、大幅な過負荷が発生します。 水管ボイラーの欠点は、その設計に多くのユニットとアセンブリがあり、それらの接続が高圧と高温での漏れを許してはならないことです。 さらに、そのようなボイラーの圧力ユニットは、修理のためにアクセスするのが困難です。
水管ボイラーは、両端が中程度の直径のドラム(または複数のドラム)に接続されたパイプの束で構成され、システム全体が燃焼室の上に取り付けられ、外部ケーシングに囲まれています。 バッフルは、煙道ガスをチューブの束に数回通過させ、より完全な熱伝達をもたらします。 (さまざまな設計の)ドラムは、水と蒸気の貯蔵庫として機能します。 それらの直径は、ガス管ボイラーに典型的な困難を回避するために最小になるように選択されます。 水管ボイラーには次のタイプがあります:縦または横ドラムを備えた水平、1つまたは複数の蒸気ドラムを備えた垂直、放射、垂直または横ドラムを備えた垂直、およびこれらのオプションの組み合わせ、場合によっては強制循環。
結論
したがって、結論として、ボイラーは建物の熱供給における重要な要素であると言えます。 ステークを選択するときは、建物へのより良いタイプの熱供給のために、技術的、技術的、経済的、機械的およびその他の指標を考慮する必要があります。 ボイラープラントは、消費者の性質に応じて、エネルギー、生産暖房、暖房に分けられます。 生成される熱媒体の種類によって、それらは蒸気と温水に分けられます。
私の仕事では、ガス、電気、固体燃料のタイプのボイラー、およびガス管ボイラーや水管ボイラーなどのステークのタイプが考慮されています。
上記から、さまざまなタイプのボイラーの長所と短所を強調する価値があります。
ガスボイラーの利点は次のとおりです。他のタイプの燃料と比較した効率、操作の容易さ(ボイラーの操作は完全に自動化されています)、高出力(広い領域を加熱できます)、キッチンに機器を設置する機能(ボイラー出力は最大30kW)、コンパクトサイズ、環境にやさしい(有害物質が大気中に放出されることはほとんどありません)。
ガスボイラーの欠点:設置前に、Gazgortekhnadzorから許可を取得する必要があります。ガス漏れの危険性、ボイラーが設置されている部屋の特定の要件、ガスのアクセスをブロックする自動化の存在漏れまたは換気の欠如。
電気ボイラーの利点:低価格、設置の容易さ、コンパクトさ、軽量-電気ボイラーは壁に掛けることができ、有用なスペース、安全性(直火なし)、操作の容易さを節約できます。電気ボイラーは別の部屋を必要としません(ボイラー室)、煙突の設置を必要とせず、特別な注意を必要とせず、騒音がなく、環境に優しい-有害な排出物や臭いがありません。
電気ボイラーの普及を制限する主な理由は、すべての地域から遠く離れており、数十キロワットの電力、かなり高い電力コスト、停電を割り当てることが可能です。
まず、固形燃料ボイラーの欠点を強調しましょう。まず、固形燃料加熱ボイラーは、熱伝達が比較的低い固形燃料を使用します。 確かに、大きな家を高品質で暖房するには、多くの燃料と時間を費やす必要があります。 さらに、燃料は非常に速く燃焼します-2〜4時間で。 その後、家が十分に加熱されていない場合は、火を再燃させる必要があります。 さらに、このためには、最初に、形成された石炭と灰から炉をきれいにする必要があります。 そうして初めて、燃料を追加して火を再燃させることが可能になります。 これはすべて手作業で行われます。
一方、固形燃料ボイラーにはいくつかの利点があります。 たとえば、燃料については気にしないでください。 確かに、それらはあらゆる種類の固形燃料(木材、泥炭、石炭、そして一般的には燃える可能性のあるものすべて)に効果的に作用することができます。 もちろん、わが国のほとんどの地域でそのような燃料を迅速かつ高額で入手することは可能であり、これは固形燃料ボイラーを支持する深刻な議論です。 さらに、これらのボイラーは完全に安全であるため、家の地下室またはすぐ近くに設置できます。 同時に、燃料漏れによるひどい爆発が起こらないことを確信できます。 もちろん、燃料を貯蔵するための特別な場所を装備する必要はありません-ガスやディーゼル燃料を地面に貯蔵するためのタンクを埋めるために。
現在、蒸気ボイラーには主にガス管と水管の2種類があります。 ガス管ボイラーは、高温ガスが火炎管と煙管の内部を流れ、それによって管を取り巻く水に熱を放出するボイラーです。 水管ボイラーは、加熱された水がパイプを通って流れ、パイプがガスによって外部で洗浄されるという事実によって区別されます。
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