1.1 Wybór rodzaju nośników ciepła

2. Dobór i uzasadnienie systemu zaopatrzenia w ciepło i jego skład

3. Budowa wykresów zmian zaopatrzenia w ciepło. Roczny ekwiwalent paliwa.

4. Wybór sposobu regulacji. Obliczanie wykresu temperatury

4.1 Wybór metody sterowania dopływem ciepła

4.2 Obliczanie temperatur wody w instalacjach grzewczych z zależnym podłączeniem

4.2.1 Temperatura wody w linii zasilającej sieci ciepłowniczej, о С

4.2.2 Temperatura wody wypływającej z instalacji grzewczej

4.2.3 Temperatura wody za urządzeniem mieszającym (winda)

4.3 Ponowna regulacja systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę

4.4 Obliczanie zużycia wody z sieci ciepłowniczej na wentylację i temperatury wody za instalacjami wentylacyjnymi

4.5 Wyznaczanie natężenia przepływu wody sieciowej w rurociągach zasilających i powrotnych sieci ciepłowniczej

4.5.1 Przepływ wody w instalacji grzewczej

4.5.2 Zużycie wody w systemie wentylacyjnym

4.5.3 Zużycie wody w układzie CWU.

4.5.4 Średnia ważona temperatura na powrocie sieci ciepłowniczej.

5. Budowa wykresów zużycia wody sieciowej według obiektów i ogółem

6. Wybór rodzaju i sposobu ułożenia sieci ciepłowniczej

7. Obliczenia hydrauliczne sieci ciepłowniczej. Tworzenie wykresu piezometrycznego

7.1 Obliczenia hydrauliczne sieci ciepłowniczej

7.2 Obliczenia hydrauliczne rozgałęzionych sieci ciepłowniczych

7.2.1 Obliczenie odcinka autostrady głównej I - TK

7.2.2 Obliczanie gałęzi TK - Zh1.

7.2.3 Obliczanie podkładek dławiących na odgałęzieniach sieci ciepłowniczej

7.3 Wykreślanie wykresu piezometrycznego

7.4 Dobór pomp

7.4.1 Wybór pompy sieciowej

7.4.2 Wybór pompy ładującej

8. Obliczenia cieplne sieci ciepłowniczych. Obliczanie grubości warstwy izolacyjnej

8.1 Podstawowe parametry sieci

8.2 Obliczanie grubości warstwy izolacyjnej

8.3 Obliczanie strat ciepła

9. Obliczenia cieplne i hydrauliczne rurociągu parowego

9.1 Obliczenia hydrauliczne linii pary

9.2 Obliczanie grubości warstwy izolacyjnej rury parowej

10. Obliczanie obwodu cieplnego źródła ciepła. Dobór wyposażenia głównego i pomocniczego.

10.1 Tabela danych źródłowych

11. Dobór wyposażenia podstawowego

11.1 Dobór kotłów parowych

11.2 Wybór odgazowywaczy

11.3 Dobór pomp zasilających

12. Obliczenia termiczne podgrzewaczy wody grzewczej

12.1 Podgrzewacz pary / wody

12.2 Dobór chłodnicy kondensatu

13. Wskaźniki techniczno-ekonomiczne systemu zaopatrzenia w ciepło

Wniosek

Bibliografia

wprowadzanie

Przedsiębiorstwa przemysłowe oraz sektor mieszkaniowy i użyteczności publicznej zużywają ogromne ilości ciepła na potrzeby technologiczne, wentylację, ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę. Energię cieplną w postaci pary i gorącej wody wytwarzają elektrociepłownie, kotły przemysłowe i ciepłownicze.

Przejście przedsiębiorstw do pełnego rachunku kosztów i samofinansowania, planowany wzrost cen paliw oraz przejście wielu przedsiębiorstw do pracy dwu- i trzyzmianowej wymagają poważnej restrukturyzacji w zakresie projektowania i eksploatacji kotłowni produkcyjnych i grzewczych.

Kotłownie przemysłowe i grzewcze muszą zapewniać nieprzerwane i wysokiej jakości zaopatrzenie w ciepło przedsiębiorstwom i konsumentom sektora mieszkaniowego i komunalnego. Poprawa niezawodności i wydajności dostaw ciepła w dużej mierze zależy od jakości jednostek kotłowych i jest racjonalna. projektowany schemat ogrzewania kotłowni. Wiodące instytuty projektowe opracowały i udoskonalają racjonalne schematy ogrzewania oraz standardowe projekty dla kotłowni produkcyjnych i grzewczych.

Celem tego projektu kursu jest nabycie umiejętności i zapoznanie się z metodami obliczania dostaw ciepła do odbiorców, w szczególnym przypadku - obliczania dostaw ciepła dla dwóch obszarów mieszkalnych i przedsiębiorstwa przemysłowego ze źródła zaopatrzenia w ciepło. Celem było również zapoznanie się z obowiązującymi normami państwowymi, przepisami budowlanymi i przepisami dotyczącymi zaopatrzenia w ciepło, zapoznanie się z typowym wyposażeniem sieci ciepłowniczych i kotłowni.

W tym projekcie kursu zostaną zbudowane wykresy zmian w dostawie ciepła do każdego obiektu, zostanie określona roczna podaż paliwa ekwiwalentnego do dostawy ciepła. Wykonane zostaną obliczenia i zbudowane zostaną wykresy temperatur oraz wykresy zużycia wody sieciowej według obiektów i ogółem. Wykonano obliczenia hydrauliczne sieci ciepłowniczych, zbudowano wykres piezometryczny, dobrano pompy, wykonano obliczenia cieplne sieci ciepłowniczych, obliczono grubość powłoki izolacyjnej. Określono natężenie przepływu, ciśnienie i temperaturę pary wytworzonej w źródle ciepła. Wybrano główne wyposażenie, obliczono podgrzewacz wody grzewczej.

Projekt ma charakter edukacyjny, dlatego przewiduje obliczanie schematu ogrzewania kotłowni tylko w maksymalnym trybie zimowym. Pozostałe tryby również ulegną zmianie, ale pośrednio.

1. Dobór rodzaju chłodziw i ich parametrów

1.1 Wybór rodzaju nośników ciepła

Wybór nośnika ciepła i systemu zaopatrzenia w ciepło jest zdeterminowany względami technicznymi i ekonomicznymi i zależy głównie od rodzaju źródła ciepła oraz rodzaju obciążenia cieplnego.

W naszym projekcie kursu znajdują się trzy obiekty zaopatrzenia w ciepło: przedsiębiorstwo przemysłowe i 2 osiedla mieszkaniowe.

Stosując się do zaleceń dotyczących ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej, akceptujemy system zaopatrzenia w wodę w ciepło. Dzieje się tak, ponieważ woda ma szereg zalet w porównaniu z parą, a mianowicie:

a) wyższa sprawność systemu zaopatrzenia w ciepło ze względu na brak strat kondensatu i pary w jednostkach abonenckich, które występują w instalacjach parowych;

b) zwiększona pojemność magazynowa systemu wodnego.

Dla przedsiębiorstwa przemysłowego wykorzystujemy parę jako pojedynczy nośnik ciepła do procesów technologicznych, ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę.

1.2 Dobór parametrów nośników ciepła

Parametry pary technologicznej określane są zgodnie z wymaganiami odbiorcy iz uwzględnieniem strat ciśnienia i ciepła w sieciach ciepłowniczych.

Ze względu na brak danych o stratach hydraulicznych i cieplnych w sieciach, na podstawie doświadczeń eksploatacyjnych i projektowych, bierzemy pod uwagę specyficzne straty ciśnienia oraz spadek temperatury chłodziwa na skutek strat ciepła w rurociągu parowym, odpowiednio

Biorąc pod uwagę powyższe, temperatura pary na wlocie konsumenta wynosi 0 С:

Zgodnie z ciśnieniem nasycenia pary przy uzyskanej temperaturze pary u konsumenta

Ciśnienie pary na wylocie źródła z uwzględnieniem przyjętych strat hydraulicznych wyniesie MPa:

Temperatura nasycenia parą pod ciśnieniem

gdzie 0 С

Więc w końcu zaakceptowany

W systemie zaopatrzenia w ciepło woda jest traktowana jako nośnik ciepła, aby sprostać obciążeniom ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę. Wybór wynika z faktu, że w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej w systemach ciepłowniczych, w celu spełnienia norm sanitarnych, konieczne jest pobranie wody jako nośnika ciepła. Zastosowanie dla przedsiębiorstw jako nośnika ciepła pary do procesów technologicznych, ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę jest dozwolone ze studium wykonalności. Ze względu na brak danych do przeprowadzenia studium wykonalności i brak takiej potrzeby (nieprzewidzianej w zadaniu) gorąca woda jest ostatecznie traktowana jako nośnik ciepła do ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę obszarów mieszkalnych i przedsiębiorstwo przemysłowe.

4.1 Skład sekcji dokumentacji projektowej i wymagania dotyczące ich zawartości podano w.

4.2 Sprzęt i materiały użyte w projekcie, w przypadkach określonych w dokumentach w dziedzinie normalizacji, muszą posiadać certyfikaty zgodności z wymaganiami rosyjskich norm i standardów, a także zezwolenie Rostekhnadzor na ich użytkowanie.

4.3 Projektując kotłownie z kotłami parowymi i gorącą wodą o ciśnieniu pary większym niż 0,07 MPa (0,7 kgf / cm 2) i temperaturze wody powyżej 115 ° C, konieczne jest przestrzeganie odpowiednich zasad i przepisów z zakresu BHP, a także dokumenty z zakresu normalizacji.

4.4 Projekty nowych i przebudowywanych kotłowni należy wykonywać zgodnie z opracowanymi i uzgodnionymi w ustalony sposób schematami zaopatrzenia w ciepło lub z uzasadnieniem inwestycji budowlanych przyjętymi w schematach i projektach zagospodarowania przestrzennego, planach zagospodarowania przestrzennego miast , gminy i osiedla wiejskie, projekty zagospodarowania przestrzennego obszarów mieszkalnych, przemysłowych i innych obszarów funkcjonalnych lub poszczególnych obiektów wymienionych w.

4.5 Niedopuszczalne jest projektowanie kotłowni, dla których nie określono rodzaju paliwa zgodnie z ustaloną procedurą. Rodzaj paliwa i jego klasyfikacja (główna, awaryjna, w razie potrzeby) ustalana jest w porozumieniu z upoważnionymi władzami regionalnymi. Ilość i sposób dostawy należy uzgodnić z organizacjami dostarczającymi paliwo.

4.6 Kotłownie zgodnie z ich przeznaczeniem w systemie zaopatrzenia w ciepło dzielą się na:

• centralny w systemie ciepłowniczym;
• szczyt w scentralizowanym i zdecentralizowanym systemie zaopatrzenia w ciepło, opartym na skojarzonym wytwarzaniu ciepła i energii elektrycznej;
• autonomiczne systemy zdecentralizowanego zaopatrzenia w ciepło.

4.7 według celu są podzielone na:

• ogrzewanie - do dostarczania energii cieplnej do systemów grzewczych, wentylacyjnych, klimatyzacyjnych i zaopatrzenia w ciepłą wodę;
• ciepłownictwo i produkcja - do dostarczania energii cieplnej do instalacji grzewczych, wentylacyjnych, klimatyzacyjnych, zaopatrzenia w ciepłą wodę, zaopatrzenia w ciepło technologiczne;
• przemysłowe - dostarczanie energii cieplnej do technologicznych systemów zaopatrzenia w ciepło.

4.8 Kotłownie są podzielone na kotłownie pierwszej i drugiej kategorii zgodnie z niezawodnością dostaw energii cieplnej do odbiorców (zgodnie z SP 74.13330).

• kotłownie, które są jedynym źródłem energii cieplnej systemu zaopatrzenia w ciepło;
• kotłownie dostarczające energię cieplną do odbiorców I i II kategorii, którzy nie posiadają indywidualnych rezerwowych źródeł energii cieplnej. Listy odbiorców według kategorii są ustalane w zadaniu projektowym.

4.9 W kotłowniach z kotłami parowymi i parowo-wodnymi o łącznej zainstalowanej mocy cieplnej powyżej 10 MW, w celu zwiększenia niezawodności i efektywności energetycznej, zaleca się instalowanie turbogeneratorów parowych małej mocy o napięciu 0,4 kV o turbiny parowe przeciwprężne w studiach wykonalności w celu pokrycia obciążeń elektrycznych potrzeb pomocniczych kotłowni lub przedsiębiorstw, w których się one znajdują. Para wypalona za turbinami może być wykorzystana: do dostarczania pary technologicznej do odbiorców, do podgrzewania wody w instalacjach ciepłowniczych, na potrzeby pomocnicze kotłowni.

Projekt takich instalacji powinien być wykonany zgodnie z pkt.

W kotłach ciepłej wody użytkowej pracujących na paliwach ciekłych i gazowych dopuszcza się stosowanie do tych celów turbin gazowych lub instalacji diesla.

Projektując nadbudowę elektroenergetyczną do wytwarzania energii elektrycznej na potrzeby własne kotłowni i/lub przekazywania jej do sieci, należy ją przeprowadzić zgodnie z pkt. Jeżeli wymagania dotyczące niezawodności i bezpieczeństwa ustanowione przez dokumenty regulacyjne nie są wystarczające do opracowania dokumentacji projektowej lub takie wymagania nie są ustalone, należy opracować i zatwierdzić specjalne warunki techniczne w określony sposób.

4.10 Przy zaopatrywaniu w ciepło budynków i budowli z kotłowni blokowo-modułowych powinna istnieć możliwość obsługi wyposażenia kotłowni bez stałej obecności personelu.

4.11 Szacunkową moc cieplną kotłowni określa się jako sumę maksymalnego godzinowego zużycia energii cieplnej na ogrzewanie, wentylację i klimatyzację, średniego godzinowego zużycia energii cieplnej na zaopatrzenie w ciepłą wodę oraz zużycia energii cieplnej na cele technologiczne . Przy określaniu szacunkowej mocy cieplnej kotłowni należy uwzględnić również zużycie energii cieplnej na potrzeby własne kotłowni, straty w kotłowni i w sieciach ciepłowniczych z uwzględnieniem efektywności energetycznej instalacji na konto.

4.12 Szacunkowe zużycie energii cieplnej na cele technologiczne należy przyjąć zgodnie z zadaniem projektowym. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę możliwość niedopasowania maksymalnego zużycia energii cieplnej dla poszczególnych odbiorców.

4.13 Szacunkowe godzinowe zużycie energii cieplnej na ogrzewanie, wentylację, klimatyzację i zaopatrzenie w ciepłą wodę należy przyjąć zgodnie z zadaniem projektowym, w przypadku braku takich danych - określone zgodnie z SP 74.13330, a także zgodnie z zaleceniami.

4.14 Liczbę i moc kotłów zainstalowanych w kotłowni należy dobrać zapewniając:

• moc projektowa (moc cieplna kotłowni zgodnie z 4.11);
• stabilna praca kotłów przy minimalnym dopuszczalnym obciążeniu w ciepłym sezonie.

W przypadku awarii największego kotła pod względem wydajności w kotłowniach pierwszej kategorii, pozostałe kotły muszą zapewnić dostawę energii cieplnej do odbiorców pierwszej kategorii:

• dla systemów zaopatrzenia w ciepło technologiczne i wentylacji - w ilości określonej przez minimalne dopuszczalne obciążenia (niezależnie od temperatury zewnętrznej);
• do ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę - w ilości określonej przez reżim najzimniejszego miesiąca.

W przypadku awarii jednego kotła, niezależnie od kategorii kotłowni, ilość ciepła dostarczanego do odbiorców drugiej kategorii musi być zapewniona zgodnie z wymaganiami SP 74.13330.

Liczbę kotłów zainstalowanych w kotłowniach i ich wydajność należy określić na podstawie obliczeń techniczno-ekonomicznych.

Kotłownie powinny przewidywać instalację co najmniej dwóch kotłów; w kotłowniach przemysłowych drugiej kategorii - montaż jednego kotła.

4.15 W projektach kotłowni należy stosować kotły, ekonomizery, nagrzewnice powietrza, turbiny przeciwprężne, turbiny gazowe i instalacje tłokowe gazowe z generatorami 0,4 kV, odpylacze i inne urządzenia w modułowej konstrukcji przenośnej o pełnej gotowości fabrycznej i instalacyjnej.

4.16 Projekty bloków urządzeń pomocniczych wraz z rurociągami, automatyką, regulacją, układami sygnalizacyjnymi i urządzeniami elektrycznymi o podwyższonej gotowości fabrycznej są opracowywane zgodnie z zamówieniem i zadaniami organizacji montażowych.

4.17 Otwarta instalacja urządzeń w różnych strefach klimatycznych jest możliwa, jeśli zezwalają na to instrukcje producentów i spełnia wymagania dotyczące charakterystyki hałasu w SP 51.13330 i.

4.18 Rozmieszczenie i rozmieszczenie wyposażenia technologicznego kotłowni powinno zapewniać:

• warunki mechanizacji prac naprawczych;
• możliwość wykorzystania mechanizmów i urządzeń do podnoszenia podłogi i transportu podczas prac naprawczych.

Do naprawy urządzeń i rurociągów o wadze powyżej 50 kg należy z reguły zapewnić urządzenia do podnoszenia zapasów. W przypadku braku możliwości zastosowania urządzeń do podnoszenia inwentarza należy zapewnić stacjonarne urządzenia do podnoszenia (wciągniki, wciągniki, suwnice pomostowe i pomostowe).

4.19 W kotłowniach, zgodnie z zadaniem projektowym, należy przewidzieć miejsca napraw lub pomieszczenia do prac remontowych. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę możliwość wykonania prac naprawczych na określonym sprzęcie przez odpowiednie służby przedsiębiorstw przemysłowych lub wyspecjalizowanych organizacji.

4.20 Główne rozwiązania techniczne przyjęte w projekcie powinny zapewniać:

• niezawodność i bezpieczeństwo pracy urządzeń;
• maksymalna efektywność energetyczna kotłowni;
• ekonomicznie uzasadnione koszty budowy, eksploatacji i naprawy;
• wymogi ochrony pracy;
• wymagane warunki sanitarno-bytowe dla personelu obsługującego i konserwującego;
• wymagania ochrony środowiska.

4.21 Izolację termiczną urządzeń kotłowych, rurociągów, armatury, kanałów gazowych, powietrznych i pyłowych należy wykonać z uwzględnieniem wymagań SP 60.13330 i SP 61.13330.

W tej samej sekcji:

PRZEDMOWA

„Gaz jest bezpieczny tylko wtedy, gdy jest prawidłowo obsługiwany

gaz wyposażenie kotłowni”.

Instrukcja obsługi zawiera podstawowe informacje o kotłowni ciepłowniczej na paliwo gazowe (płynne), uwzględnia schematy ideowe kotłowni i instalacji ciepłowniczych dla obiektów przemysłowych. Instrukcja również:

• • przedstawiono podstawowe wiadomości z ciepłownictwa, hydrauliki, aerodynamiki;

• • dostarcza informacji o paliwach energetycznych i organizacji ich spalania;

• • zwrócił uwagę na problematykę przygotowania wody do kotłów wodnych i sieci ciepłowniczych;

• • rozważane jest urządzenie kotłów ciepłej wody i wyposażenia pomocniczego zgazowanych kotłowni;

• • przedstawiono schematy dostaw gazu do kotłowni;

• • podano opis szeregu oprzyrządowania i schematów automatycznego sterowania oraz automatyki bezpieczeństwa;

• • dużą uwagę zwrócono na kwestie eksploatacji zespołów kotłowych i urządzeń pomocniczych;

• • rozpatrzono zagadnienia dotyczące zapobiegania wypadkom kotłów i urządzeń pomocniczych, udzielania pierwszej pomocy ofiarom wypadku;

• dostarcza podstawowych informacji na temat organizacji efektywnego wykorzystania zasobów ciepła i energii.

Niniejsza instrukcja obsługi przeznaczona jest do przekwalifikowania, przeszkolenia w zawodzie pokrewnym oraz szkolenia zaawansowanego dla operatorów kotłowni gazowych, a także może być przydatna: dla studentów i studentów specjalności „Zaopatrzenie w ciepło i gaz” oraz dyspozytorów operacyjnych przy organizacji wysyłek serwis obsługi zautomatyzowanych kotłowni. W szerszym zakresie materiał prezentowany jest na kotłownie wodne o wydajności do 5 Gcal z kotłami gazowo-rurowymi typu „Turboterm”.

Zapisując się do Zestawu Materiałów Dydaktycznych i Metodycznych Operatora Kotłowni, Otrzymasz książkę „Definicja wiedzy. Test dla operatora kotłowni ”. A w przyszłości otrzymasz ode mnie zarówno bezpłatne, jak i płatne materiały informacyjne.

WPROWADZANIE

Nowoczesna technologia kotłowa o niskiej i średniej wydajności rozwija się w następujących kierunkach:

• zwiększenie efektywności energetycznej poprzez ograniczenie strat ciepła w każdy możliwy sposób i maksymalne wykorzystanie potencjału energetycznego paliwa;
• zmniejszenie gabarytów zespołu kotłowego ze względu na intensyfikację procesu spalania paliwa i wymiany ciepła w palenisku i powierzchniach grzewczych;
• redukcja szkodliwych emisji toksycznych (CO, NO x, SO v);
• poprawa niezawodności jednostki kotłowej.

Nowa technologia spalania jest wdrażana na przykład w kotłach pulsacyjnych. Komora spalania takiego kotła to system akustyczny o wysokim stopniu turbulencji spalin. W komorze spalania kotłów ze spalaniem pulsacyjnym nie ma palników, a co za tym idzie palnika. Doprowadzanie gazu i powietrza odbywa się z przerwami z częstotliwością około 50 razy na sekundę poprzez specjalne zawory pulsacyjne, a proces spalania odbywa się w całej objętości paleniska. Podczas spalania paliwa w palenisku wzrasta ciśnienie, wzrasta szybkość produktów spalania, co prowadzi do znacznej intensyfikacji procesu wymiany ciepła, możliwości zmniejszenia gabarytów i masy kotła oraz braku konieczności nieporęczne i drogie kominy. Praca takich kotłów charakteryzuje się niską emisją CO i NOx. Sprawność takich kotłów sięga 96 %.

Próżniowy kocioł na gorącą wodę japońskiej firmy Takuma to szczelny pojemnik wypełniony określoną ilością dobrze oczyszczonej wody. Palenisko kotła to rura płomieniowa umieszczona poniżej poziomu cieczy. Powyżej poziomu wody w przestrzeni parowej zainstalowane są dwa wymienniki ciepła, z których jeden jest włączony w obwód grzewczy, a drugi pracuje w systemie zaopatrzenia w ciepłą wodę. Dzięki niewielkiej próżni, utrzymywanej automatycznie wewnątrz kotła, woda wrze w nim do temperatury poniżej 100 o C. Po odparowaniu skrapla się na wymiennikach ciepła, a następnie spływa z powrotem. Oczyszczona woda nie jest nigdzie usuwana z urządzenia, a dostarczenie wymaganej ilości nie jest trudne. Tym samym został usunięty problem chemicznego przygotowania wody kotłowej, której jakość jest niezbędnym warunkiem niezawodnej i długotrwałej pracy kotła.

Kotły grzewcze amerykańskiej firmy Teledyne Laars to instalacje wodnorurowe z poziomym wymiennikiem ciepła wykonanym z żebrowanych rur miedzianych. Cechą takich kotłów, zwanych kotłami wodnymi, jest możliwość stosowania ich na nieoczyszczonej wodzie sieciowej. Kotły te zapewniają dużą prędkość przepływu wody przez wymiennik ciepła (ponad 2 m/s). Tak więc, jeśli woda spowoduje korozję sprzętu, powstałe cząstki osadzają się w dowolnym miejscu poza wymiennikiem ciepła kotła. W przypadku twardej wody szybki przepływ zmniejszy lub zapobiegnie osadzaniu się kamienia. Potrzeba dużej prędkości doprowadziła deweloperów do decyzji o jak największym zminimalizowaniu objętości części wodnej kotła. W przeciwnym razie potrzebna jest zbyt wydajna pompa obiegowa, która zużywa dużą ilość energii elektrycznej. Ostatnio na rynku rosyjskim pojawiły się produkty wielu zagranicznych firm i wspólnych przedsiębiorstw zagranicznych i rosyjskich, opracowujących szeroką gamę urządzeń kotłowych.

Rys. 1. Kocioł ciepłej wody marki Unitat międzynarodowej firmy LOOS

1 - palnik; 2 - drzwi; 3 - wizjer; 4 - izolacja termiczna; 5 - powierzchnia grzewcza rur gazowych; 6 - właz do przestrzeni wodnej kotła; 7- rura ogniowa (skrzynka ogniowa); 8 - odgałęzienie do dostarczania wody do kotła; 9 - wylot ciepłej wody; 10 - przewód spalinowy; 11 - okno podglądu; 12 - rurociąg drenażowy; 13 - rama nośna

Nowoczesne kotły wodne i parowe małej i średniej mocy często wykonywane są jako kotły płomieniówkowe lub płomienicowo-płomieniówkowe. Kotły te wyróżniają się wysoką sprawnością, niską emisją toksycznych gazów, kompaktowością, wysokim stopniem automatyzacji, łatwością obsługi i niezawodnością. Na ryc. 1 przedstawia kombinowany kocioł płomienicowo-gazowy do gorącej wody marki Unimat międzynarodowej firmy LOOS. Kocioł posiada palenisko wykonane w formie płomienicy 7, myte z boków wodą. W przednim końcu płomienicy znajdują się drzwiczki uchylne 2 z dwuwarstwową izolacją termiczną 4. W drzwiczkach jest zainstalowany palnik 1. Produkty spalania z płomienicy wchodzą na powierzchnię konwekcyjnej rury gazowej 5, w której tworzą ruch dwukierunkowy, a następnie opuścić kocioł przez przewód gazowy 10. Woda do kotła doprowadzana jest rurą 8, a ciepła odprowadzana rurą 9. Zewnętrzne powierzchnie kotła są izolowane termicznie 4. W celu obserwacji płomienia w drzwiach zamontowany jest wizjer 3. Kontrola stanu zewnętrzną część powierzchni rury gazowej można wyprowadzić przez właz 6, a końcową część korpusu przez wziernik 11. Do odprowadzania wody z kotła przewidziana jest rura odpływowa 12. Kocioł montowany jest na ramie nośnej 13.

W celu oceny efektywnego wykorzystania zasobów energetycznych i obniżenia kosztów konsumenta w zakresie dostaw paliw i energii, ustawa „O oszczędzaniu energii” przewiduje audyty energetyczne. Na podstawie wyników tych badań opracowywane są działania mające na celu poprawę infrastruktury elektrociepłowni przedsiębiorstwa. Czynności te są następujące:

• • wymiana urządzeń elektroenergetycznych (kotłów) na nowocześniejsze;

• • obliczenia hydrauliczne sieci ciepłowniczej;

• • regulacja trybów hydraulicznych obiektów zużycia ciepła;

• • racjonowanie zużycia ciepła;

• • eliminacja wad w konstrukcjach otaczających i wprowadzenie konstrukcji energooszczędnych;

• przekwalifikowanie, zaawansowane szkolenia i zachęty materialne dla personelu w celu efektywnego wykorzystania zasobów paliw i energii.

W przypadku przedsiębiorstw posiadających własne źródła ciepła wymagane jest przeszkolenie wykwalifikowanych operatorów kotłów. Osoby przeszkolone, certyfikowane i posiadające certyfikat uprawniający do obsługi kotłów mogą być dopuszczone do obsługi kotłów. Niniejsza instrukcja szkoleniowa operatora służy właśnie do rozwiązania tych problemów.

ROZDZIAŁ 1. PODSTAWOWE SCHEMATY UKŁADÓW KOTŁOWYCH I ZASILANIA CIEPŁEM

1.1. Podstawowy schemat cieplny kotłowni ciepłowniczej na paliwo gazowe

Na ryc. 1.1 przedstawia podstawowy schemat cieplny kotłowni ciepłej wody pracującej w zamkniętym systemie zaopatrzenia w ciepłą wodę. Główną zaletą tego schematu jest stosunkowo niska wydajność stacji uzdatniania wody i pomp zasilających, wadą jest wzrost kosztów sprzętu dla odbiorców ciepłej wody (konieczność zainstalowania wymienników ciepła, w których ciepło jest przekazywane z sieci wody do wody używanej do zaopatrzenia w ciepłą wodę). Kotły na gorącą wodę działają niezawodnie tylko przy utrzymywaniu stałego natężenia przepływu przechodzącej przez nie wody w określonych granicach, niezależnie od wahań obciążenia cieplnego konsumenta. Dlatego w obwodach cieplnych kotłów ciepłej wody regulacja dostaw energii cieplnej do sieci zgodnie z harmonogramem wysokiej jakości, tj. poprzez zmianę temperatury wody opuszczającej kocioł.

Aby zapewnić projektową temperaturę wody na wejściu do sieci ciepłowniczej, schemat przewiduje możliwość zmieszania wymaganej ilości wody powrotnej sieci (G na) z wodą opuszczającą kotły przez linię obejściową. W celu wyeliminowania korozji niskotemperaturowej tylnych powierzchni grzewczych kotła do sieci powrotnej wody o temperaturze poniżej 60 °C przy pracy na gazie ziemnym i poniżej 70-90 °C przy pracy na oleju opałowym nisko- i wysokosiarkowym , ciepła woda opuszczająca kocioł jest mieszana za pomocą pompy recyrkulacyjnej na dopływ wody powrotnej.

Rys 1.1. Podstawowy schemat cieplny kotłowni. Jednoobwodowy, zależny od pomp recyrkulacyjnych

1 - kocioł ciepłej wody; 2-5 - pompy do wody sieciowej, recyrkulacyjnej, surowej i uzupełniającej; 6- zbiornik na wodę uzupełniającą; 7, 8 - podgrzewacze do wody surowej i oczyszczonej chemicznie; 9, 11 - chłodnice wody i pary uzupełniającej; 10 - odpowietrznik; 12 - instalacja do chemicznego uzdatniania wody.

Rysunek 1.2. Podstawowy schemat cieplny kotłowni. Dwuobwodowy, zależny od adaptera hydraulicznego

1 - kocioł ciepłej wody; pompa obiegowa 2-kotłowa; 3-sieciowa pompa grzewcza; 4- sieciowa pompa wentylacyjna; 5-pompa do zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową; 6- pompa cyrkulacyjna CWU; 7-woda-woda podgrzewacz do dostarczania ciepłej wody; 8-filtr błotny; 9-odczynnikowe uzdatnianie wody; 10-hydrauliczny adapter; Zbiornik 11-membranowy.

1.2. Schematy ideowe sieci ciepłowniczych. Otwarte i zamknięte sieci ciepłownicze

Systemy zaopatrzenia w wodę są podzielone na zamknięte i otwarte. W układach zamkniętych woda krążąca w sieci ciepłowniczej służy jedynie jako nośnik ciepła, ale nie jest pobierana z sieci. W układach otwartych woda krążąca w sieci ciepłowniczej służy jako nośnik ciepła i jest częściowo lub w całości pobierana z sieci do celów zaopatrzenia w ciepłą wodę i celów technologicznych.

Główne zalety i wady zamkniętych systemów zaopatrzenia w wodę:

• • stabilna jakość ciepłej wody dostarczanej do instalacji abonenckich, która nie odbiega od jakości wody wodociągowej;

• prostota kontroli sanitarnej lokalnych instalacji ciepłej wody i kontroli gęstości systemu grzewczego;

• • złożoność sprzętu i obsługi odbiorców ciepłej wody;

• • korozja lokalnych instalacji ciepłej wody spowodowana przedostaniem się do nich nieodgazowanej wody wodociągowej;

• • osadzanie się kamienia w podgrzewaczach wody i rurociągach lokalnych instalacji zaopatrzenia w ciepłą wodę z wodą wodociągową o podwyższonej twardości węglanowej (tymczasowej) (Zh do ≥ 5 mg-eq / kg);

• przy określonej jakości wody wodociągowej konieczne jest, przy zamkniętych systemach zaopatrzenia w ciepło, podjęcie działań w celu zwiększenia odporności na korozję lokalnych instalacji zaopatrzenia w ciepłą wodę lub zainstalowanie specjalnych urządzeń na wejściach abonenckich w celu odtlenienia lub stabilizacji wody wodociągowej oraz w celu ochrony z szlamu.

Główne zalety i wady systemów zaopatrzenia w ciepło z otwartą wodą:

• • możliwość wykorzystania niskopotencjalnych (w temperaturach poniżej 30-40 о С) zasobów cieplnych przemysłu do zaopatrzenia w ciepłą wodę;

• • uproszczenie i potanienie nakładów abonenckich oraz zwiększenie trwałości lokalnych instalacji zaopatrzenia w ciepłą wodę;

• możliwość wykorzystania rurociągów jednorurowych do ogrzewania tranzytowego;

• • komplikacja i wzrost kosztów wyposażenia stacji w związku z koniecznością budowy stacji uzdatniania wody i urządzeń uzupełniających mających na celu kompensację zużycia wody do zaopatrzenia w ciepłą wodę;

• • uzdatnianie wody powinno zapewniać klarowanie, zmiękczanie, odpowietrzanie i bakteriologiczne uzdatnianie wody;

• • niestabilność wody dostarczanej do ujęcia według wskaźników sanitarnych;

• • komplikacja kontroli sanitarnej nad systemem zaopatrzenia w ciepło;

• komplikacja kontroli szczelności systemu zaopatrzenia w ciepło.

1.3. Wykres temperatury do kontroli jakości obciążenia grzewczego

Istnieją cztery metody regulacji obciążenia grzewczego: jakościowa, ilościowa, jakościowo-ilościowa i przerywana (luki). Wysokiej jakości regulacja polega na regulowaniu dopływu ciepła poprzez zmianę temperatury ciepłej wody przy zachowaniu stałej ilości (przepływu) wody; ilościowe - w regulacji dopływu ciepła poprzez zmianę natężenia przepływu wody w jej stałej temperaturze na wlocie do kontrolowanej instalacji; jakościowe i ilościowe - w regulacji zaopatrzenia w ciepło poprzez jednoczesną zmianę natężenia przepływu i temperatury wody; przerywana lub, jak to się powszechnie nazywa, regulacja lukami - w regulacji dostaw ciepła poprzez okresowe odłączanie instalacji grzewczych od sieci ciepłowniczej. Harmonogram temperatur dla wysokiej jakości kontroli zaopatrzenia w ciepło dla systemów grzewczych wyposażonych w konwekcyjno-promieniujące urządzenia grzewcze i podłączonych do sieci ciepłowniczej zgodnie ze schematem windy jest obliczany na podstawie wzorów:

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 wewn.r - tn) / (t wewn.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

gdzie T 1 to temperatura wody zasilającej w linii zasilającej (ciepła woda), o C; Т 2 - temperatura wody wpływającej do sieci ciepłowniczej z systemu grzewczego (wody powrotnej), о С; T 3 to temperatura wody wpływającej do systemu grzewczego, około C; t n - temperatura powietrza zewnętrznego, około С; t vn - wewnętrzna temperatura powietrza, około С; u jest współczynnikiem mieszania; te same oznaczenia z indeksem „p” odnoszą się do warunków projektowych. Dla instalacji grzewczych wyposażonych w urządzenia ogrzewania konwekcyjno-promiennikowego i podłączonych bezpośrednio do sieci ciepłowniczej, bez windy, należy przyjąć u = 0 i T 3 = T 1. Wykres temperatury jakościowej regulacji obciążenia cieplnego dla miasta Tomsk przedstawiono na rysunku 1.3.

Niezależnie od przyjętego sposobu regulacji centralnej temperatura wody w rurze zasilającej sieci ciepłowniczej nie może być niższa niż poziom określony warunkami zaopatrzenia w ciepłą wodę: dla zamkniętych systemów zaopatrzenia w ciepło - nie mniej niż 70 ° C, dla otwarte systemy zaopatrzenia w ciepło - nie mniej niż 60 ° C. Temperatura wody w rurociągu zasilającym wygląda na wykresie jak linia przerywana. W niskich temperaturach 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. a temperatura wody w rurociągu zasilającym jest stała (T 1 = T 1i = const), a instalacjami grzewczymi można sterować zarówno ilościowo, jak i z przerwami (przejścia lokalne). Ilość godzin dobowej pracy instalacji (instalacji) grzewczych w tym zakresie temperatur zewnętrznych określa wzór:

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

Przykład: Określanie temperatur T 1 i T 2 do sporządzenia wykresu temperatury

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

Przykład: Wyznaczenie liczby godzin dobowej pracy instalacji (instalacji) grzewczych w zakresie temperatury zewnętrznej t n > t ni. Temperatura powietrza na zewnątrz wynosi t n = -5 o C. W takim przypadku instalacja grzewcza musi pracować na dobę

n = 24 * (20 - (-5) / (20 - (-11) = 19,4 godziny / dzień.

1.4. Wykres piezometryczny sieci ciepłowniczej

Głowice w różnych punktach systemu zaopatrzenia w ciepło określa się za pomocą wykresów ciśnienia wody (wykresów piezometrycznych), które uwzględniają wzajemny wpływ różnych czynników:

• • profil geodezyjny magistrali ciepłowniczej;

• • straty ciśnienia w sieci;

• wysokość systemu zużycia ciepła itp.

Hydrauliczne tryby pracy sieci grzewczej są podzielone na dynamiczne (gdy chłodziwo krąży) i statyczne (gdy chłodziwo jest w stanie spoczynku). W trybie statycznym głowica w systemie jest ustawiona 5 m powyżej znaku najwyższej pozycji wody w nim i jest oznaczona linią poziomą. Dla rurociągów zasilających i powrotnych istnieje jedna statyczna linia czołowa. Głowice w obu rurociągach są wyrównane, ponieważ rurociągi są połączone za pomocą systemów poboru ciepła i zworek mieszających w elewatorach. Przewody ciśnieniowe w trybie dynamicznym dla rurociągów zasilających i powrotnych są różne. Nachylenia przewodów ciśnieniowych są zawsze skierowane wzdłuż przebiegu chłodziwa i charakteryzują straty ciśnienia w rurociągach, określone dla każdej sekcji zgodnie z obliczeniami hydraulicznymi rurociągów sieci ciepłowniczej. Wybór położenia wykresu piezometrycznego opiera się na następujących warunkach:

• • ciśnienie w dowolnym punkcie przewodu powrotnego nie może przekraczać dopuszczalnego ciśnienia roboczego w instalacjach lokalnych. (nie więcej niż 6 kgf / cm 2);

• • ciśnienie w rurociągu powrotnym musi zapewniać napełnienie górnych urządzeń lokalnych systemów grzewczych;

• • wysokość podnoszenia w przewodzie powrotnym, w celu uniknięcia powstania podciśnienia, nie powinna być mniejsza niż 5-10 mw;

• • ciśnienie po stronie ssącej pompy sieciowej nie powinno być mniejsze niż 5 mWC;

• • ciśnienie w dowolnym punkcie rurociągu zasilającego musi być wyższe niż ciśnienie wrzenia w maksymalnej (projektowej) temperaturze chłodziwa;

• dostępna wysokość podnoszenia w punkcie końcowym sieci musi być równa lub większa niż obliczona strata ciśnienia na wejściu abonenta przy obliczonym przepływie chłodziwa.

W większości przypadków podczas przesuwania piezometru w górę lub w dół nie jest możliwe ustalenie takiego trybu hydraulicznego, w którym wszystkie podłączone lokalne systemy grzewcze mogłyby być podłączone według najprostszego obwodu zależnego. W takim przypadku należy skoncentrować się na instalacji na wejściach odbiorców, przede wszystkim regulatorów przeciwciśnienia, pomp na nadprożu, na przewodach powrotnych lub zasilających wejścia lub wybrać niezależne połączenie z instalacją grzewczą podgrzewacze woda-woda (kotły) u odbiorców. Wykres piezometryczny sieci ciepłowniczej przedstawiono na rysunku 1.4.

Wymień główne elementy systemu grzewczego. Podaj definicję otwartej i zamkniętej sieci ciepłowniczej, wymień zalety i wady tych sieci.

1. 1. Napisz na osobnym arkuszu główne wyposażenie twojej kotłowni i jego charakterystykę.

1. 1. Jakie sieci ciepłownicze znasz o urządzeniu? Jaki jest harmonogram temperatur dla Twojej sieci ciepłowniczej?

1. 1. Jaki jest cel wykresu temperatury? Od czego zależy temperatura przerwy na wykresie temperatury?

1. 1. Jaki jest cel wykresu piezometrycznego? Jaka jest rola wind, jeśli w ogóle, w urządzeniach grzewczych?

1. Na osobnym arkuszu wymień cechy działania każdego elementu systemu zaopatrzenia w ciepło (kocioł, sieć ciepłownicza, odbiorca ciepła). Zawsze bierz pod uwagę te cechy w swojej pracy! Instrukcja obsługi wraz z zestawem zadań testowych powinna stać się książką odniesienia dla szanującego swoją pracę operatora.

Komplet materiałów szkoleniowych dla kosztów obsługi kotła 760 zł.On przetestowane w ośrodkach szkolenia operatorów kotłowni, opinie są bardzo dobre, zarówno od uczniów jak i nauczycieli Specjalnych Technologii. KUP

woda oraz para wodna, w związku z czym rozróżnia się systemy zaopatrzenia w wodę i parę. Woda jako nośnik ciepła wykorzystywana jest z kotłowni osiedlowych, wyposażonych głównie w kotły wodne oraz poprzez podgrzewanie podgrzewaczy wody z kotłów parowych.

Woda jako nośnik ciepła ma szereg zalet w porównaniu z parą. Niektóre z tych zalet są szczególnie ważne przy dostarczaniu ciepła z elektrociepłowni. Te ostatnie obejmują możliwość transportu wody na duże odległości bez znaczącej utraty jej potencjału energetycznego, tj. jego temperatura (spadek temperatury wody w dużych systemach wynosi mniej niż 1 ° С na 1 km toru). Potencjał energetyczny pary - jej ciśnienie - zmniejsza się znacznie podczas transportu, średnio 0,1 - 0,15 MPa na 1 km toru. Zatem w układach wodnych ciśnienie pary przy ekstrakcji turbin może być bardzo niskie (od 0,06 do 0,2 MPa), natomiast w układach parowych powinno wynosić do 1–1,5 MPa. Wzrost ciśnienia pary na wylotach turbiny prowadzi do wzrostu zużycia paliwa w elektrociepłowni i zmniejszenia produkcji energii elektrycznej w oparciu o zużycie ciepła.

Inne zalety wody jako nośnika ciepła to niższe koszty przyłączy do sieci ciepłowniczych lokalnych wodociągów, a przy systemach otwartych również lokalnych wodociągów. Zaletą wody jako nośnika ciepła jest możliwość centralnej (u źródła ciepła) regulacji dopływu ciepła do odbiorców poprzez zmianę temperatury wody. W przypadku korzystania z wody jest łatwy w obsłudze - odbiorcy (nieuniknione w przypadku korzystania z pary) nie mają odpływów kondensatu i jednostek pompujących do powrotu kondensatu.

Na ryc. 4.1 to schemat ideowy kotłowni ciepłej wody.

Ryż. 4.1 Schemat ideowy kotłowni ciepłej wody: 1 - pompa sieciowa; 2 - kocioł ciepłej wody; 3 - pompa obiegowa; 4 - podgrzewacz do chemicznie oczyszczonej wody; 5 - podgrzewacz wody surowej; 6 - odgazowywacz próżniowy; 7 - pompa do makijażu; 8 - pompa wody surowej; 9 - chemiczne uzdatnianie wody; 10 - chłodnica pary; 11 - wyrzutnik wody; 12 - zbiornik zasilający eżektora, 13 - pompa eżektorowa.

Kotłownie wodne często budowane są na nowo wybudowanych terenach przed uruchomieniem elektrociepłowni i głównych sieci ciepłowniczych z elektrociepłowni do wskazanych kotłowni. Przygotowuje to obciążenie cieplne dla elektrociepłowni, tak aby do czasu uruchomienia turbin ciepłowniczych ich odciągi były w pełni obciążone. Kotły na gorącą wodę są następnie wykorzystywane jako kotły szczytowe lub rezerwowe. Główne cechy stalowych kotłów wodnych gorącej wody przedstawiono w tabeli 4.1.

Tabela 4.1

5. Scentralizowane zaopatrzenie w ciepło z kotłowni osiedlowych (parowych).

6. Systemy ciepłownicze.

Zespół instalacji przeznaczonych do przygotowania, transportu i użytkowania nośnika ciepła stanowi scentralizowany system zaopatrzenia w ciepło.

Scentralizowane systemy zaopatrzenia w ciepło zapewniają konsumentom ciepło o niskim i średnim potencjale (do 350 ° C), którego produkcja zajmuje około 25% całego paliwa produkowanego w kraju. Ciepło, jak wiadomo, jest jednym z rodzajów energii, dlatego przy rozwiązywaniu głównych problemów zaopatrzenia w energię poszczególnych obiektów i regionów terytorialnych zaopatrzenie w ciepło należy rozpatrywać razem z innymi systemami zaopatrzenia w energię - zaopatrzeniem w energię elektryczną i gaz.

System zaopatrzenia w ciepło składa się z następujących głównych elementów (konstrukcji inżynierskich): źródła ciepła, sieci ciepłowniczych, wejść abonenckich oraz lokalnych systemów zużycia ciepła.

Źródłami ciepła w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w ciepło są albo elektrociepłownie (CHP), które jednocześnie wytwarzają zarówno energię elektryczną, jak i ciepło, albo duże kotłownie, czasami nazywane ciepłowniami miejskimi. Systemy zaopatrzenia w ciepło oparte na elektrociepłowniach nazywane są "Ogrzewanie".

Ciepło uzyskane w źródle jest przekazywane do jednego lub drugiego nośnika ciepła (woda, para), który jest transportowany przez sieci ciepłownicze do wejść abonenckich konsumentów. Do przesyłania ciepła na duże odległości (powyżej 100 km) można wykorzystać systemy transportu ciepła w stanie związanym chemicznie.

W zależności od organizacji ruchu chłodziwa systemy zaopatrzenia w ciepło mogą być zamknięte, półzamknięte i otwarte.

V systemy zamknięte konsument zużywa tylko część ciepła zawartego w płynie chłodzącym, a sam płyn chłodzący wraz z pozostałą ilością ciepła wraca do źródła, gdzie jest ponownie uzupełniany ciepłem (systemy dwururowe zamknięte).

V systemy półzamknięte konsument wykorzystuje zarówno część dostarczonego mu ciepła, jak i część samego nośnika ciepła oraz pozostałe ilości nośnika ciepła i powrotu ciepła do źródła (dwururowe systemy otwarte).

V systemy otwarte, zarówno sam płyn chłodzący, jak i zawarte w nim ciepło są w pełni wykorzystywane przez konsumenta (systemy jednorurowe).

W scentralizowanych systemach zaopatrzenia w ciepło stosowany jest nośnik ciepła woda oraz para wodna, w związku z czym rozróżnia się systemy zaopatrzenia w wodę i parę.

Woda jako nośnik ciepła ma szereg zalet w porównaniu z parą. Niektóre z tych zalet są szczególnie ważne przy dostarczaniu ciepła z elektrociepłowni. Te ostatnie obejmują możliwość transportu wody na duże odległości bez znaczącej utraty jej potencjału energetycznego, tj. jego temperatura, spadek temperatury wody w dużych systemach wynosi mniej niż 1°C na 1 km toru). Potencjał energetyczny pary - jej ciśnienie - zmniejsza się znacznie podczas transportu, średnio 0,1 - 0,15 MPa na 1 km toru. Zatem w układach wodnych ciśnienie pary przy ekstrakcji turbin może być bardzo niskie (od 0,06 do 0,2 MPa), natomiast w układach parowych powinno wynosić do 1–1,5 MPa. Wzrost ciśnienia pary na wylotach turbiny prowadzi do wzrostu zużycia paliwa w elektrociepłowni i zmniejszenia produkcji energii elektrycznej w oparciu o zużycie ciepła.

Ponadto systemy wodne umożliwiają utrzymanie w czystości kondensatu pary wodnej grzewczej w elektrociepłowni bez konieczności stosowania drogich i skomplikowanych konwertorów pary. W przypadku instalacji parowych kondensat powraca od odbiorców często zanieczyszczony i daleki od całkowitego (40-50%), co wiąże się z dużymi kosztami jego oczyszczenia i przygotowania dodatkowej wody zasilającej kotły.

Inne zalety wody jako nośnika ciepła to niższe koszty przyłączy do sieci ciepłowniczych lokalnych wodociągów, a przy systemach otwartych również lokalnych wodociągów. Zaletą wody jako nośnika ciepła jest możliwość centralnej (u źródła ciepła) regulacji dopływu ciepła do odbiorców poprzez zmianę temperatury wody. W przypadku korzystania z wody jest łatwy w obsłudze - odbiorcy (nieuniknione w przypadku korzystania z pary) nie mają odpływów kondensatu i jednostek pompujących do powrotu kondensatu.

7. Lokalne i zdecentralizowane zaopatrzenie w ciepło.

W przypadku zdecentralizowanych systemów zaopatrzenia w ciepło stosuje się kotły parowe lub gorącej wody, instalowane odpowiednio w kotłach parowych i ciepłej wodzie. Wybór rodzaju kotłów zależy od charakteru odbiorców ciepła i wymagań dotyczących rodzaju nośnika ciepła. Dostawa ciepła do budynków mieszkalnych i publicznych z reguły odbywa się za pomocą podgrzanej wody. Konsumenci przemysłowi potrzebują zarówno podgrzanej wody, jak i pary.

Kotłownia produkcyjno-grzewcza dostarcza odbiorcom zarówno parę wodną o wymaganych parametrach jak i ciepłą wodę. Zainstalowane są w nich kotły parowe, które są bardziej niezawodne w działaniu, ponieważ ich tylne powierzchnie grzewcze nie podlegają tak znacznej korozji przez spaliny, jak te na gorącą wodę.

Cechą kotłów na gorącą wodę jest brak pary, dlatego podaż odbiorców przemysłowych jest ograniczona, a do odgazowania wody uzupełniającej konieczne jest stosowanie odgazowywaczy próżniowych, które są trudniejsze w obsłudze niż konwencjonalne atmosferyczne. Jednak schemat orurowania kotłów w tych kotłowniach jest znacznie prostszy niż w kotłowniach parowych. Ze względu na trudność w zapobieganiu wypadaniu kondensacji na powierzchnie grzewcze ogonów z pary wodnej zawartej w spalinach, wzrasta ryzyko awarii kotłów wodnych na skutek korozji.

Instalacje kwartalne i grupowe do wytwarzania ciepła przeznaczone do dostarczania ciepła do jednego lub kilku kwartałów, grupy budynków mieszkalnych lub pojedynczych mieszkań, budynków użyteczności publicznej mogą pełnić rolę źródeł autonomicznego (zdecentralizowanego) i lokalnego zaopatrzenia w ciepło. Instalacje te są z reguły ogrzewaniem.

Lokalne zaopatrzenie w ciepło jest wykorzystywane na obszarach mieszkalnych o zapotrzebowaniu na ciepło nie większym niż 2,5 MW do ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę małych grup budynków mieszkalnych i przemysłowych oddalonych od miasta lub jako tymczasowe źródło zaopatrzenia w ciepło przed głównym oddany do użytku w nowo wybudowanych terenach. Kotłownie z lokalnym zaopatrzeniem w ciepło mogą być wyposażone w żeliwne sekcyjne, stalowe spawane, pionowo-poziomo-cylindryczne kotły parowe i wodne. Szczególnie obiecujące są kotły wodne, które niedawno pojawiły się na rynku.

Przy wystarczająco silnym pogorszeniu istniejących sieci ciepłowniczych scentralizowanego zaopatrzenia w ciepło i braku niezbędnych środków na ich wymianę, krótsze sieci ciepłownicze zdecentralizowanego (autonomicznego) zaopatrzenia w ciepło są bardziej obiecujące i bardziej ekonomiczne. Przejście na autonomiczne zaopatrzenie w ciepło stało się możliwe po pojawieniu się na rynku wysokosprawnych kotłów o niskiej mocy cieplnej o sprawności co najmniej 90%.

W krajowym kotłowni pojawiły się efektywne podobne kotły, np. z zakładu Borisoglebsk. Należą do nich kotły typu „Khoper” (ryc. 7.1) zainstalowane w modułowych przenośnych zautomatyzowanych kotłach typu MT / 4,8 /. Kotłownie pracują również w trybie automatycznym, ponieważ kocioł „Khoper-80E” jest wyposażony w automatykę sterowaną elektrycznie (rys.2.4).

Rysunek 7.1. Widok ogólny kotła "Khoper": 1 - wizjer, 2 - czujnik ciągu, 3 - rura, 4 - kocioł, 5 - automatyka, 6 - termometr, 7 - czujnik temperatury, 8 - zapalarka, 9 - palnik, 10 - termostat, - 11 - króciec, 12 - zawór palnika, 13 - gazociąg, 14 - zawór zapalarki, 15 - korek spustowy, 16- start zapalarki, 17 - wylot gazu, 18 - rury grzewcze, 19 - panele, 20 - drzwi, 21 - przewód z wtyczką Euro.

Rysunek 7.2. przedstawia schemat fabrycznej instalacji podgrzewacza wody z instalacją grzewczą.

Rysunek 7.2. Schemat montażu podgrzewacza wody z instalacją grzewczą: 1- kocioł, 2 - kran, 3 - odpowietrznik, 3 - armatura zbiornika wyrównawczego, 5 - grzejnik, 6 - zbiornik wyrównawczy, 7 - podgrzewacz wody, 8 - zawór bezpieczeństwa, 9 - pompa

Dostawa kotłów Khoper obejmuje importowany sprzęt: pompę obiegową, zawór bezpieczeństwa, elektromagnes, automatyczny zawór powietrza, zbiornik wyrównawczy z armaturą.

W przypadku kotłowni modułowych szczególnie obiecujące są kotły typu „KVa” o mocy do 2,5 MW. Dostarczają ciepło i ciepłą wodę do kilku piętrowych budynków kompleksu mieszkalnego.

Zautomatyzowany kocioł na gorącą wodę "KVA", działający na niskociśnieniowy gaz ziemny pod ciśnieniem, przeznaczony jest do podgrzewania wody stosowanej w instalacjach grzewczych, wodociągowych i wentylacyjnych. W skład zespołu kotłowego wchodzi kocioł c.w.u. z rekuperatorem ciepła, blokowy automatyczny palnik gazowy z układem automatyki zapewniającym regulację, sterowanie, monitorowanie parametrów i zabezpieczenie awaryjne. Wyposażona jest w autonomiczny system zaopatrzenia w wodę z zaworami odcinającymi i zaworami bezpieczeństwa, co ułatwia ustawienie w kotłowni. Kocioł ma ulepszone właściwości środowiskowe: zawartość tlenków azotu w produktach spalania jest zmniejszona w porównaniu z wymogami regulacyjnymi, obecność tlenku węgla jest praktycznie bliska zeru.

Zautomatyzowany kocioł gazowy Flagman należy do tego samego typu. Posiada wbudowane dwa lamelowe wymienniki ciepła, z których jeden można podłączyć do systemu grzewczego, a drugi do systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę. Oba wymienniki ciepła można ładować razem.

Perspektywa dwóch ostatnich typów kotłów wodnych polega na tym, że mają one wystarczająco niską temperaturę spalin dzięki zastosowaniu wymienników ciepła lub wbudowanych wymienników ciepła z rurami ożebrowanymi. Takie kotły mają sprawność o 3-4% wyższą w porównaniu z innymi typami kotłów, które nie posiadają jednostek odzysku ciepła.

Stosowane jest również ogrzewanie powietrzne. W tym celu stosuje się nagrzewnice powietrza typu VRK-S produkcji Teploservis LLC, Kamensk-Shakhtinsky, Rostov Region, w połączeniu z piecem na paliwo gazowe o mocy 0,45-1,0 MW. W tym przypadku do zaopatrzenia w ciepłą wodę zainstalowany jest przepływowy gazowy podgrzewacz wody typu MORA-5510. Przy lokalnym zaopatrzeniu w ciepło kotły i wyposażenie kotłów dobierane są w oparciu o wymagania dotyczące temperatury i ciśnienia chłodziwa (podgrzanej wody lub pary). Jako nośnik ciepła do ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę z reguły pobierana jest woda, a czasem para o ciśnieniu do 0,17 MPa. Szereg odbiorców przemysłowych jest zaopatrywanych w parę o ciśnieniu do 0,9 MPa. Sieci grzewcze mają minimalną długość. Parametry chłodziwa, a także termiczne i hydrauliczne tryby pracy sieci grzewczych odpowiadają trybowi pracy lokalnych systemów ogrzewania i ciepłej wody.

Zaletami takiego zaopatrzenia w ciepło są niskie koszty źródeł zaopatrzenia w ciepło i sieci ciepłowniczych; łatwość instalacji i konserwacji; szybkie uruchomienie; różne typy kotłów o szerokim zakresie mocy grzewczych.

Odbiorcy zdecentralizowani, którzy ze względu na duże odległości od elektrociepłowni nie mogą być objęte scentralizowanym zaopatrzeniem w ciepło, muszą mieć racjonalne (efektywne) zaopatrzenie w ciepło spełniające nowoczesny poziom techniczny i komfort.

Skala zużycia paliwa na zaopatrzenie w ciepło jest bardzo duża. Obecnie budynki przemysłowe, użyteczności publicznej i mieszkalne są zaopatrywane w ciepło w około 40+50% z kotłowni, co jest nieefektywne ze względu na ich niską sprawność (w kotłowniach temperatura spalania paliwa wynosi około 1500 °C, a ciepło jest dostarczane do konsumenta w znacznie niższych temperaturach (60 + 100 OS)).

Tak więc nieracjonalne wykorzystanie paliwa, gdy część ciepła ucieka do rury, prowadzi do wyczerpywania się zasobów paliwowo-energetycznych (FER).

Energooszczędnym środkiem jest opracowanie i wdrożenie zdecentralizowanych systemów zaopatrzenia w ciepło z rozproszonymi autonomicznymi źródłami ciepła.

Obecnie najbardziej celowe są zdecentralizowane systemy zaopatrzenia w ciepło oparte na nietradycyjnych źródłach ciepła, takich jak: słońce, wiatr, woda.

Energia niekonwencjonalna:

Zaopatrzenie w ciepło w oparciu o pompy ciepła;

Zaopatrzenie w ciepło w oparciu o autonomiczne wytwornice ciepła wody.

Perspektywy rozwoju zdecentralizowanych systemów zaopatrzenia w ciepło:

1. Zdecentralizowane systemy zaopatrzenia w ciepło nie wymagają długiej sieci grzewczej, a zatem - dużych kosztów kapitałowych.

2. Zastosowanie zdecentralizowanych systemów zaopatrzenia w ciepło może znacznie ograniczyć szkodliwe emisje ze spalania paliw do atmosfery, co poprawia sytuację środowiskową.

3. Zastosowanie pomp ciepła w zdecentralizowanych systemach zaopatrzenia w ciepło obiektów przemysłowych i cywilnych pozwala, w porównaniu z kotłowniami, na zaoszczędzenie paliwa w ilości 6 + 8 kg ekwiwalentu paliwa. na 1 Gcal wytworzonego ciepła, co stanowi około 30 -: - 40%.

4. Systemy zdecentralizowane oparte na TN są z powodzeniem stosowane w wielu innych krajach (USA, Japonia, Norwegia, Szwecja itp.). Ponad 30 firm zajmuje się produkcją pomp ciepła.

5. W laboratorium OTT Zakładu PTS MPEI zainstalowano autonomiczny (zdecentralizowany) system zaopatrzenia w ciepło, oparty na odśrodkowym wytwornicy ciepła wodnego.

System działa w trybie automatycznym, utrzymując temperaturę wody w linii zasilającej w dowolnym przedziale od 60 do 90 ° C.

Współczynnik przemiany ciepła układu wynosi m = 1,5 -: - 2, a sprawność około 25%.

6. Dalszy wzrost efektywności energetycznej zdecentralizowanych systemów zaopatrzenia w ciepło wymaga badań naukowych i technicznych w celu określenia optymalnych trybów pracy.

8. Dobór nośnika ciepła i systemu zaopatrzenia w ciepło.

Wybór nośnika ciepła i systemu zaopatrzenia w ciepło jest zdeterminowany względami technicznymi i ekonomicznymi i zależy głównie od rodzaju źródła ciepła oraz rodzaju obciążenia cieplnego. Zaleca się maksymalnie uprościć system grzewczy. Im prostszy system, tym tańszy w budowie i eksploatacji. Najprostsze rozwiązania zapewnia zastosowanie jednego chłodziwa dla wszystkich rodzajów obciążenia cieplnego.

Jeżeli obciążenie cieplne okręgu składa się tylko z ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę, zwykle stosuje się ogrzewanie dwururowy system wodny... W przypadkach, w których oprócz ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę występuje również niewielkie obciążenie technologiczne w obszarze, który wymaga ciepła o zwiększonym potencjale, racjonalne jest stosowanie podczas ogrzewania trójrurowych systemów wodnych. Jedna z linii zasilających systemu służy do zaspokojenia zwiększonego potencjalnego obciążenia.

W przypadkach, w których gdy głównym obciążeniem cieplnym dzielnicy jest obciążenie technologiczne o zwiększonym potencjale, a sezonowe obciążenie cieplne jest niewielkie; zwykle para.

Przy doborze systemu zaopatrzenia w ciepło i parametrów nośnika ciepła brane są pod uwagę wskaźniki techniczno-ekonomiczne dla wszystkich elementów: źródła ciepła, sieci, instalacji abonenckich. Energicznie woda jest bardziej opłacalna niż para. Zastosowanie wielostopniowego podgrzewania wody w elektrociepłowni pozwala na zwiększenie specyficznej skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej, a tym samym zwiększenie oszczędności paliwa. W przypadku korzystania z systemów parowych, całe obciążenie cieplne jest zwykle pochłaniane przez parę wylotową o wyższym ciśnieniu, co zmniejsza specyficzną łączną produkcję energii elektrycznej.

Ciepło uzyskane w źródle jest przekazywane do jednego lub drugiego nośnika ciepła (woda, para), który jest transportowany przez sieci ciepłownicze do wejść abonenckich konsumentów.

W zależności od organizacji ruchu chłodziwa systemy zaopatrzenia w ciepło mogą być zamknięte, półzamknięte i otwarte.

W zależności od liczby rurociągów ciepłowniczych w sieci ciepłowniczej systemy zaopatrzenia w wodę mogą być jednorurowe, dwururowe, trzyrurowe, czterorurowe i połączone, jeśli liczba rur w sieci ciepłowniczej nie pozostaje stała.

W systemach zamkniętych konsument wykorzystuje tylko część ciepła zawartego w chłodziwie, a sam płyn chłodzący wraz z pozostałą ilością ciepła wraca do źródła, gdzie jest uzupełniany ciepłem (dwururowe systemy zamknięte). W systemach półzamkniętych konsument wykorzystuje zarówno część dostarczonego mu ciepła, jak i część samego nośnika ciepła, a pozostałe ilości nośnika ciepła i powrotu ciepła do źródła (dwururowe systemy otwarte). W systemach otwartych zarówno sam nośnik ciepła, jak i ciepło w nim zawarte są w pełni wykorzystywane przez konsumenta (systemy jednorurowe).

Na wejściach abonenckich ciepło (aw niektórych przypadkach sam nośnik ciepła) jest przekazywane z sieci ciepłowniczych do lokalnych systemów zużycia ciepła. Jednocześnie w większości przypadków wykorzystanie ciepła niewykorzystanego w lokalnych instalacjach grzewczych i wentylacyjnych prowadzi się do przygotowania wody dla systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Na wejściach następuje również lokalna (abonencka) regulacja ilości i potencjału ciepła przekazywanego do systemów lokalnych, a praca tych systemów jest monitorowana.

W zależności od przyjętego schematu wprowadzania, tj. w zależności od przyjętej technologii przesyłania ciepła z sieci ciepłowniczych do systemów lokalnych szacunkowe natężenia przepływu nośnika ciepła w systemie zaopatrzenia w ciepło mogą różnić się 1,5–2 razy, co wskazuje na bardzo istotny wpływ nakładów abonenckich na ekonomikę cały system zaopatrzenia w ciepło.

W scentralizowanych systemach zaopatrzenia w ciepło woda i para są wykorzystywane jako nośnik ciepła, w związku z czym rozróżnia się systemy zaopatrzenia w wodę i parę.

Woda jako nośnik ciepła ma szereg zalet w porównaniu z parą; niektóre z tych zalet są szczególnie ważne przy dostarczaniu ciepła z elektrociepłowni. Te ostatnie obejmują możliwość transportu wody na duże odległości bez znaczącej utraty jej potencjału energetycznego, tj. jego temperatura, spadek temperatury wody w dużych systemach wynosi mniej niż 1°C na 1 km toru). Potencjał energetyczny pary - jej ciśnienie - zmniejsza się znacznie podczas transportu, średnio 0,1 - 015 MPa na 1 km toru. Zatem w układach wodnych ciśnienie pary przy ekstrakcji turbin może być bardzo niskie (od 0,06 do 0,2 MPa), natomiast w układach parowych powinno wynosić do 1–1,5 MPa. Wzrost ciśnienia pary na wylotach turbiny prowadzi do wzrostu zużycia paliwa w elektrociepłowni i zmniejszenia produkcji energii elektrycznej w oparciu o zużycie ciepła.

Ponadto systemy wodne umożliwiają utrzymanie w czystości kondensatu pary wodnej grzewczej w elektrociepłowni bez konieczności stosowania drogich i skomplikowanych konwertorów pary. W przypadku instalacji parowych kondensat powraca od odbiorców często zanieczyszczony i daleki od całkowitego (40-50%), co wiąże się z dużymi kosztami jego oczyszczenia i przygotowania dodatkowej wody zasilającej kotły.

Inne zalety wody jako nośnika ciepła to: niższe koszty przyłączy do sieci ciepłowniczych lokalnych wodociągów, a przy systemach otwartych także lokalnych wodociągów; możliwość centralnej (u źródła ciepła) regulacji dostaw ciepła do odbiorców poprzez zmianę temperatury wody; łatwość obsługi - brak nieuniknionych odwadniaczy i pomp powrotnych kondensatu dla konsumentów.

Z kolei para jako nośnik ciepła ma pewne zalety w porównaniu z wodą:

a) duża wszechstronność polegająca na możliwości zaspokojenia wszystkich rodzajów zużycia ciepła, w tym procesów technologicznych;

b) mniejsze zużycie energii do przemieszczania chłodziwa (zużycie energii na powrót kondensatu w układach parowych jest bardzo małe w porównaniu z kosztem energii elektrycznej do przemieszczania wody w układach wodnych);

c) znikomość wytworzonego ciśnienia hydrostatycznego ze względu na niską gęstość właściwą pary w porównaniu z gęstością wody.

Stale realizowana w naszym kraju orientacja na bardziej ekonomiczne systemy zaopatrzenia w ciepło oraz wskazane pozytywne właściwości systemów wodnych przyczyniają się do ich powszechnego wykorzystania w mieszkalnictwie i usługach komunalnych miast i miasteczek. W mniejszym stopniu instalacje wodne wykorzystywane są w przemyśle, gdzie ponad 2/3 całkowitego zapotrzebowania na ciepło zaspokaja para wodna. Ponieważ zużycie ciepła przemysłowego stanowi około 2/3 całkowitego zużycia ciepła w kraju, udział pary w pokryciu całkowitego zużycia ciepła pozostaje bardzo znaczący.

W zależności od liczby rurociągów ciepłowniczych w sieci ciepłowniczej systemy zaopatrzenia w wodę mogą być jednorurowe, dwururowe, trzyrurowe, czterorurowe i połączone, jeśli liczba rur w sieci ciepłowniczej nie pozostaje stała. Uproszczone schematy ideowe tych systemów pokazano na rysunku 8.1.

Najbardziej ekonomiczne systemy jednorurowe (otwarte) (rysunek 8.1.a) są wskazane tylko wtedy, gdy średnie godzinowe zużycie wody sieciowej dostarczanej na potrzeby ogrzewania i wentylacji pokrywa się ze średnim godzinowym zużyciem wody zużywanej na zaopatrzenie w ciepłą wodę. Jednak dla większości regionów naszego kraju, z wyjątkiem najbardziej wysuniętych na południe, szacunkowe koszty wody sieciowej dostarczanej na potrzeby ogrzewania i wentylacji okazują się wyższe niż zużycie wody zużywanej na zaopatrzenie w ciepłą wodę. Przy takiej nierównowadze wskazanych kosztów woda niewykorzystana do zaopatrzenia w ciepłą wodę musi zostać skierowana do kanalizacji, co jest bardzo nieekonomiczne. Pod tym względem najbardziej rozpowszechnione w naszym kraju są dwururowe systemy zaopatrzenia w ciepło: otwarte (półzamknięte) (ryc. 8.1., B) i zamknięte (zamknięte) (ryc. 8.1., C)

Rysunek 8.1. Schemat ideowy instalacji podgrzewania wody

a — jednorurowy (otwarty), b — dwururowy otwarty (półzamknięty), c — dwururowy zamknięty (zamknięty), d-kombinowany, e-trójrurowy, e-czterorurowy, 1-cieplny źródło, 2-rura zasilająca sieci ciepłowniczej, 3-wejście abonenckie, 4 – nagrzewnica powietrza wentylacyjnego, 5 – abonencki wymiennik ciepła, 6 – nagrzewnica, 7 – rurociągi lokalnego systemu grzewczego, 8 – lokalny system zaopatrzenia w ciepłą wodę, 9 – rurociąg powrotny instalacji grzewczej, 10 – wymiennik ciepła ciepłej wody, 11 – zaopatrzenie w zimną wodę, 12 – aparatura technologiczna, 13 – rurociąg ciepłej wody, 14 – rurociąg recyrkulacji ciepłej wody, 15 – kotłownia, 16 – kocioł ciepłej wody, 17 — pompa.

Przy znacznej odległości od źródła ciepła od obszaru dostarczanego ciepła (z „podmiejskimi” elektrociepłowniami) wskazane są kombinowane systemy zaopatrzenia w ciepło, które są kombinacją systemu jednorurowego i półzamkniętego systemu dwururowego (rysunek 8.1, d). W takim układzie szczytowy kocioł c.w.u. będący częścią elektrociepłowni zlokalizowany jest bezpośrednio w obszarze ciepłowniczym, stanowiąc dodatkową kotłownię cwu. Od elektrociepłowni do kotłowni tylko taka ilość wody o wysokiej temperaturze jest dostarczana przez jedną rurę, która jest niezbędna do zaopatrzenia w ciepłą wodę. Wewnątrz obszaru zaopatrywanego w ciepło umieszczony jest zwykły, półzamknięty system dwururowy.

W kotłowni do wody podgrzewanej w kotle dodawana jest woda z elektrociepłowni z rurociągu powrotnego układu dwururowego oraz całkowity przepływ wody o temperaturze niższej niż temperatura wody pochodzącej z elektrociepłowni jest przesyłany do miejskiej sieci ciepłowniczej. W przyszłości część tej wody wykorzystywana jest w lokalnych systemach zaopatrzenia w ciepłą wodę, a reszta wraca do kotłowni.

Systemy trójrurowe są stosowane w przemysłowych systemach zaopatrzenia w ciepło ze stałym przepływem wody dostarczanej na potrzeby technologiczne (rysunek 8.1, e). Takie systemy mają dwie rury zasilające. Według jednej z nich woda o stałej temperaturze trafia do urządzeń technologicznych i do wymienników ciepła w celu zaopatrzenia w ciepłą wodę, według drugiej woda o zmiennej temperaturze trafia na potrzeby ogrzewania i wentylacji. Schłodzona woda ze wszystkich lokalnych systemów jest zawracana do źródła ciepła jednym wspólnym rurociągiem.

Systemy czterorurowe (rysunek 8.1, e), ze względu na wysokie zużycie metalu, są stosowane tylko w małych systemach w celu uproszczenia wejść abonenckich. W takich systemach woda do lokalnych systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę jest przygotowywana bezpośrednio u źródła ciepła (w kotłowniach) i jest dostarczana specjalną rurą do odbiorców, gdzie bezpośrednio wchodzi do lokalnych systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę. W takim przypadku abonenci nie mają instalacji grzewczych do zaopatrzenia w ciepłą wodę, a recyrkulowana woda z systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę jest zwracana do źródła ciepła w celu ogrzewania. Pozostałe dwie rury w takim układzie przeznaczone są do lokalnych instalacji grzewczych i wentylacyjnych.

DWURUROWE SYSTEMY PODGRZEWANIA WODY

Systemy zamknięte i otwarte... Dwururowe instalacje wodne są zamknięte i otwarte. Systemy te różnią się technologią przygotowania wody do lokalnych systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę (ryc. 8.2). W zamkniętych systemach zaopatrzenia w ciepłą wodę stosuje się wodę wodociągową, która jest podgrzewana w powierzchniowych wymiennikach ciepła wodą z sieci ciepłowniczej (ryc. 8.2, a). W systemach otwartych woda do zaopatrzenia w ciepłą wodę pobierana jest bezpośrednio z sieci ciepłowniczej. Odbiór wody z rur zasilających i powrotnych sieci grzewczej odbywa się w takich ilościach, że po zmieszaniu woda uzyskuje temperaturę wymaganą do zaopatrzenia w ciepłą wodę (rysunek 8.2, b).

Rys. 8.2 ... Schematy ideowe przygotowania wody do zaopatrzenia w ciepłą wodę u abonentów w dwururowych instalacjach ogrzewania wodnego... a — z układem zamkniętym, b — układem otwartym, 1 — rurociągi zasilające i powrotne sieci ciepłowniczej, 2 — wymiennik ciepła dostarczający ciepłą wodę, 3 — zaopatrzenie w zimną wodę, 4 — lokalny system zaopatrzenia w ciepłą wodę, 5 — regulator temperatury , 6 — mieszacz, 7 — zawór zwrotny

W zamkniętych systemach zaopatrzenia w ciepło sam płyn chłodzący nie jest nigdzie zużywany, a jedynie krąży między źródłem ciepła a lokalnymi systemami zużycia ciepła. Oznacza to, że takie systemy są zamknięte w stosunku do atmosfery, co znajduje odzwierciedlenie w ich nazwie. Dla systemów zamkniętych teoretycznie obowiązuje równość, tj. ilość wody wypływającej ze źródła i do niego dopływającej jest taka sama. Jednak w prawdziwych systemach zawsze. Część wody jest tracona z układu poprzez nieszczelności w nim: przez dławnice pomp, kompensatory, armaturę itp. Te wycieki wody z systemu są niewielkie i przy dobrym działaniu nie przekraczają 0,5% objętości wody w systemie. Jednak nawet w takich ilościach powodują pewne uszkodzenia, ponieważ zarówno ciepło, jak i chłodziwo są z nimi bezużytecznie tracone.

Praktyczna nieuchronność wycieków umożliwia wykluczenie naczyń wzbiorczych z wyposażenia systemów ogrzewania wody, ponieważ wycieki wody z systemu zawsze przekraczają możliwy wzrost objętości wody wraz ze wzrostem jej temperatury w okresie grzewczym. System uzupełniany jest wodą w celu wyrównania nieszczelności źródła ciepła.

W systemach otwartych, nawet przy braku wycieków, charakterystyczna jest nierówność. Woda wodociągowa, wylewająca się z kranów lokalnych sieci ciepłej wody, wchodzi w kontakt z atmosferą, tj. takie systemy są otwarte na atmosferę. Uzupełnianie systemów otwartych wodą zwykle odbywa się w taki sam sposób jak dla systemów zamkniętych, przy źródle ciepła, chociaż w zasadzie w takich systemach uzupełnianie jest możliwe w innych punktach systemu. Ilość wody uzupełniającej w systemach otwartych jest znacznie większa niż w systemach zamkniętych. Jeżeli w systemach zamkniętych woda uzupełniająca pokrywa jedynie wycieki wody z systemu, to w systemach otwartych musi również kompensować przewidywany pobór wody.

Brak otwartych systemów zaopatrzenia w ciepło na wejściach abonentów powierzchniowych wymienników ciepła do dostarczania ciepłej wody i ich zastąpienie tanimi urządzeniami mieszającymi jest główną zaletą systemów otwartych nad zamkniętymi. Główną wadą systemów otwartych jest konieczność posiadania mocniejszej instalacji u źródła ciepła niż w przypadku systemów zamkniętych do powrotu wody uzupełniającej, aby uniknąć pojawienia się korozji i kamienia kotłowego w instalacjach grzewczych i sieciach grzewczych.

Wraz z prostszymi i tańszymi wejściami abonenckimi, systemy otwarte mają następujące pozytywne cechy w porównaniu z systemami zamkniętymi:

a) pozwalają na wykorzystanie w dużych ilościach niskogatunkowego ciepła odpadowego, które jest również dostępne w elektrociepłowni(ciepło skraplaczy turbin) oraz w wielu gałęziach przemysłu, co zmniejsza zużycie paliwa do przygotowania chłodziwa;

b) dać okazję spadek szacowanej wydajności źródła ciepła oraz poprzez uśrednienie zużycia ciepła na zaopatrzenie w ciepłą wodę podczas instalowania centralnych akumulatorów ciepłej wody;

v) zwiększyć żywotność lokalne systemy zaopatrzenia w ciepłą wodę, ponieważ odbierają wodę z sieci ciepłowniczych, która nie zawiera agresywnych gazów i soli tworzących kamień;

G) zmniejszyć średnice sieci wodociągowych zimnej wody (o ok. 16%), dostarczanie wody abonentom do lokalnych systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę za pośrednictwem rurociągów grzewczych;

mi) puścić do systemów jednorurowych ze zbieżnością zużycia wody do ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę .

Wady systemów otwartych oprócz zwiększonych kosztów związanych z uzdatnianiem dużych ilości wody do makijażu, zaliczamy:

a) możliwość, przy niedostatecznie dokładnym oczyszczeniu wody, pojawienia się koloru w rozmontowanej wodzie, a w przypadku podłączenia systemów ogrzewania grzejnikowego do sieci ciepłowniczych poprzez węzły mieszające (winda, pompowanie), również możliwość zanieczyszczenia zdemontowanej wody i pojawienia się w niej nieprzyjemnego zapachu na skutek osadzania się osadów w grzejnikach i rozwój w nich specjalnych bakterii;

b) rosnąca złożoność kontroli nad gęstością systemu, ponieważ w układach otwartych ilość wody uzupełniającej nie charakteryzuje ilości wycieku wody z układu, jak w układach zamkniętych.

Niska twardość oryginalnej wody z kranu (1–1,5 mg eq/l) ułatwia stosowanie systemów otwartych, eliminując potrzebę kosztownego i złożonego uzdatniania wody zapobiegającej osadzaniu się kamienia. Wskazane jest stosowanie systemów otwartych nawet z bardzo twardymi lub korozyjnymi wodami źródłowymi, ponieważ przy takich wodach w systemach zamkniętych konieczne jest zorganizowanie uzdatniania wody na każdym wejściu abonenckim, co jest wielokrotnie bardziej skomplikowane i kosztowne niż jednorazowe uzdatnianie wody. w górę wody w źródle ciepła w systemach otwartych.

JEDNORUROWE SYSTEMY PODGRZEWANIA WODY

Schemat wejścia abonenckiego jednorurowego systemu zaopatrzenia w ciepło pokazano na rysunku 8.3.

Ryż. 8.3. Schemat wejścia jednorurowego systemu zaopatrzenia w ciepło

Woda wodociągowa w ilości równej średniemu godzinowemu natężeniu przepływu wody w dostawie ciepłej wody jest doprowadzana do wejścia przez maszynę o stałym przepływie 1. Maszyna 2 rozprowadza wodę wodociągową między mieszaczem doprowadzającym ciepłą wodę a wymiennikiem ciepła 3 i zapewnia zadaną temperaturę mieszaniny wody z zasilania ogrzewania za wymiennikiem ciepła. V w nocy, gdy nie ma poboru wody, woda wchodząca do systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę jest odprowadzana do zbiornika magazynowego 6 przez automatyczną maszynę rezerwową 5 (automatyczną „w górę”), która zapewnia napełnienie lokalnych systemów wodą . Przy większym niż przeciętnym poborze wody pompa 7 dodatkowo dostarcza wodę ze zbiornika do systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę. Woda obiegowa systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę jest również odprowadzana do akumulatora przez automatyczny booster 4. Aby zrekompensować straty ciepła w obiegu cyrkulacyjnym, w tym w zbiorniku akumulacyjnym, automat 2 utrzymuje temperaturę wody nieco wyższą niż zwykle akceptowana do systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę.

SYSTEMY OGRZEWANIA PAROWEGO

Rysunek 8.4. Schematy ideowe systemów dostarczania ciepła parą

a - jednorurowy bez powrotu kondensatu; b – dwururowy z powrotem kondensatu; in - trójrurowy z powrotem kondensatu; 1 – źródło ciepła; 2 – linia parowa; Wejście 3 abonentów; 4 – nagrzewnica wentylacyjna; 5 - wymiennik ciepła lokalnego systemu grzewczego 6 - wymiennik ciepła lokalnego systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę; 7 – aparatura technologiczna; 8 – odpływ kondensatu; 9 – drenaż 10 – zbiornik na skropliny; 11 – pompa kondensatu; 12 – zawór zwrotny; 13 – przewód kondensatu

Podobnie jak woda, systemy zaopatrzenia w parę wodną są jednorurowe, dwururowe i wielorurowe (rys. 8.4)

W jednorurowym systemie parowym (ryc. 8.4, a) kondensat pary nie wraca od odbiorców ciepła do źródła, ale jest wykorzystywany do zaopatrzenia w ciepłą wodę i potrzeby technologiczne lub jest wyrzucany do kanalizacji. Takie systemy tanie i używane przy niskim zużyciu pary.

W praktyce najczęściej spotykane są dwururowe układy parowe z powrotem kondensatu do źródła ciepła (Rysunek 8.4, b)... Kondensat z indywidualnych lokalnych układów odbioru ciepła jest gromadzony we wspólnym zbiorniku zlokalizowanym w punkcie grzewczym, a następnie pompowany do źródła ciepła. Kondensat pary to cenny produkt: nie zawiera soli twardości i rozpuszczonych agresywnych gazów i pozwala zaoszczędzić do 15% ciepła zawartego w parze... Przygotowanie nowych porcji wody zasilającej kotły parowe wymaga zwykle znacznych kosztów, przewyższających koszt zwrotu kondensatu. Kwestię celowości zawrócenia kondensatu do źródła ciepła rozstrzyga się każdorazowo na podstawie obliczeń techniczno-ekonomicznych.

Wielorurowe systemy parowe (rys. 8.4, c) są stosowane w zakładach przemysłowych podczas odbioru pary z elektrociepłowni oraz w przypadku jeśli technologia produkcji wymaga pary różnych ciśnień... Koszty budowy oddzielnych rurociągów parowych dla pary o różnych ciśnieniach okazują się mniejsze niż koszt nadmiernego zużycia paliwa w elektrociepłowni, gdy para dostarczana jest tylko dla jednego, najwyższego ciśnienia i jego późniejsza redukcja dla abonentów, którzy potrzebują pary o niższym ciśnieniu... Odprowadzenie kondensatu w systemach trójrurowych odbywa się przez jeden wspólny przewód kondensatu. W wielu przypadkach podwójne rurociągi parowe są również układane w nich pod tym samym ciśnieniem pary, aby zapewnić niezawodne i nieprzerwane dostarczanie pary do odbiorców. Liczba rurociągów parowych może być większa niż dwa, na przykład w przypadku rezerwowania dostawy pary o różnych ciśnieniach z elektrociepłowni lub jeśli celowe jest dostarczanie pary o trzech różnych ciśnieniach z elektrociepłowni.

Przy dużych węzłach przemysłowych, zrzeszających kilka przedsiębiorstw, powstają złożone instalacje wodno-parowe z dostawą pary do technologii oraz wody na potrzeby ogrzewania i wentylacji.

Na wejściach abonenckich systemów, oprócz urządzeń zapewniających przekazywanie ciepła do lokalnych systemów odbioru ciepła, Duże znaczenie ma również system zbierania kondensatu i zawracania go do źródła ciepła.

Pary docierające do wejścia abonenta zwykle dzielą się na: grzebień dystrybutora, skąd bezpośrednio lub przez zawór redukcyjny ciśnienia (automatyczne ciśnienie „po sobie”) kierowane jest do urządzeń wykorzystujących ciepło.

Ogromne znaczenie ma prawidłowy dobór parametrów chłodziwa. Dostarczając ciepło z kotłowni, z reguły racjonalne jest dobieranie wysokich parametrów chłodziwa, które są dopuszczalne zgodnie z warunkami technologii transportu ciepła przez sieć i wykorzystania go w instalacjach abonenckich. Wzrost parametrów chłodziwa prowadzi do zmniejszenia średnic sieci ciepłowniczej i zmniejszenia kosztów pompowania (dla wody). Podczas ogrzewania należy wziąć pod uwagę wpływ parametrów nośnika ciepła na ekonomikę CHPP.

Wybór systemu podgrzewania wody typu zamkniętego lub otwartego zależy głównie od warunków zaopatrzenia w wodę elektrociepłowni, jakości wody wodociągowej (twardość, korozyjność, podatność na utlenianie) oraz dostępnych źródeł ciepła niskogatunkowego do zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Warunkiem wstępnym zarówno otwartych, jak i zamkniętych systemów zaopatrzenia w ciepło jest zapewnienie stabilnej jakości ciepłej wody u abonentów zgodnie z GOST 2874-73 „Woda pitna”. W większości przypadków jakość źródła wody wodociągowej determinuje wybór systemu zaopatrzenia w ciepło (STS).

Układ zamknięty: wskaźnik nasycenia J> -0,5; twardość węglanowa Zh do<7мг-экв/л; (Сl+SО 4) 200мг/л; перманганатная окисляемость не регламентируется.

W układzie otwartym: utlenialność O . nadmanganianem<4мг/л, индекс насыщения, карбонатная жёсткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентируется.

Przy zwiększonej utlenialności (O> 4 mg / l) procesy mikrobiologiczne rozwijają się w strefach stagnacji otwartych systemów zaopatrzenia w ciepło (grzejniki itp.), których konsekwencją jest zanieczyszczenie wody siarczkiem. Tak więc woda pobierana z instalacji grzewczych do zaopatrzenia w ciepłą wodę ma nieprzyjemny zapach siarkowodoru.

Pod względem wydajności energetycznej i kosztów początkowych, nowoczesne dwururowe zamknięte i otwarte systemy TS są średnio równoważne. Pod względem kosztów początkowych systemy otwarte mogą przynieść pewne korzyści ekonomiczne. jeśli w elektrociepłowni znajdują się źródła miękkiej wody która nie wymaga uzdatniania wody i spełnia normy sanitarne dla wody pitnej. Sieć zimnej wody abonentów jest rozładowywana i wymaga dodatkowych dostaw do elektrociepłowni. W eksploatacji systemy otwarte są trudniejsze niż zamknięte ze względu na niestabilność reżimu hydraulicznego sieci ciepłowniczej, komplikację kontroli sanitarnej gęstości systemu.

W przypadku transportu na duże odległości z dużym obciążeniem EBC, w obecności źródeł wody spełniających normy sanitarne w pobliżu elektrociepłowni lub kotłowni, ekonomicznie uzasadnione jest zastosowanie otwartego systemu TS z tranzytem jednorurowym (jednokierunkowym) i dwukierunkowym. sieć dystrybucji rur.

W przypadku transportu ciepła na bardzo duże odległości na odległość około 100-150 km lub większą, bardziej celowe jest sprawdzenie skuteczności zastosowania systemu wymiany ciepła chymtermicznego (np. w stanie związanym chemicznie). metan + woda = CO + 3H 2).

9. Sprzęt do CHP. Wyposażenie podstawowe (turbiny, kotły).

Wyposażenie stacji obróbki cieplnej można z grubsza podzielić na: Pierwszy i drugi... DO główne wyposażenie elektrociepłowni a kotłownie ciepłownicze i przemysłowe to turbiny i kotły. Elektrociepłownie są klasyfikowane według rodzaju dominującego obciążenia cieplnego dla ogrzewania, ogrzewania przemysłowego i przemysłowego. Zainstalowane są na nich odpowiednio turbiny typu T, PT i R. XXII Kongres KPZR (LMZ), zakłady Newskiego i Kirowskiego w Leningradzie, turbina Kaługa, inżynieria Briańska i turbogeneratory Charkowa. Obecnie duże turbiny kogeneracyjne produkuje Ural Turbomotor Plant im. V.I. K. E. Woroszyłowa (UTMZ).

Pierwsza krajowa turbina o mocy 12 MW powstała w 1931 roku. Od 1935 roku wszystkie elektrociepłownie budowane były na parametry pary dla turbin 2,9 MPa i 400°C, a import turbin ciepłowniczych został praktycznie wstrzymany. Od 1950 r. sowiecka energetyka wkroczyła w okres intensywnego wzrostu sprawności instalacji zasilających, a ze względu na wzrost obciążeń cieplnych kontynuowano proces powiększania ich głównych urządzeń i mocy. W latach 1953-1954. W związku ze wzrostem wydobycia ropy na Uralu rozpoczęto budowę szeregu rafinerii ropy naftowej o dużej mocy, do których potrzebna była elektrociepłownia o mocy 200-300 MW. Stworzono dla nich dwupróbkowe turbiny o mocy 50 MW (w 1956 r. przy ciśnieniu 9,0 MPa w Leningradzkim Zakładzie Metalowym oraz w 1957 r. w UTMZ przy ciśnieniu 13,0 MPa). W ciągu zaledwie 10 lat zainstalowano ponad 500 turbin o ciśnieniu 9,0 MPa o łącznej mocy około 9*10 3 MW. Moc jednostkowa elektrociepłowni szeregu instalacji elektrycznych wzrosła do 125-150 MW. Wraz ze wzrostem technologicznego obciążenia cieplnego rafinerii ropy naftowej, a także Wraz z rozpoczęciem budowy zakładów chemicznych do produkcji nawozów, tworzyw sztucznych i włókien sztucznych, które potrzebowały pary do 600-800 t/h, konieczne stało się wznowienie produkcji turbin przeciwprężnych. Produkcję takich turbin na ciśnienie 13,0 MPa o mocy 50 MW rozpoczęto w LMZ w 1962 roku. Rozwój budownictwa mieszkaniowego w dużych miastach stworzył podstawy do budowy znacznej liczby elektrociepłowni o mocy 300-400 MW i więcej. W tym celu w 1960 r. rozpoczęto w UTMZ produkcję turbin T-50-130 o mocy 50 MW, a w 1962 r. turbin T-100-130 o mocy 100 MW. Podstawowa różnica między tymi typami turbin to: zastosowanie w nich dwustopniowego ogrzewania wody instalacji grzewczej ze względu na dolny wyciąg pary o ciśnieniu 0,05-0,2 MPa i górny 0,06-0,25 MPa. Turbiny te można przekształcić w przeciwciśnienie ( pogorszona próżnia) z kondensacją pary spalin w specjalnej powierzchni wiązki sieciowej znajdującej się w skraplaczu do podgrzewania wody. W niektórych elektrociepłowniach skraplacze turbin o obniżonej próżni są używane w całości jako nagrzewnice główne. Do 1970 roku moc jednostkowa elektrociepłowni grzewczych osiągnęła 650 MW (CHPP No.20 Mosenergo), a ciepłowni przemysłowych - 400 MW (EC Tolyatti). Łączna podaż pary na takich stacjach wynosi około 60% całkowitego dostarczonego ciepła, a w niektórych elektrociepłowniach przekracza 1000 t/h.

Nowym etapem w rozwoju konstrukcji turbin kogeneracyjnych jest rozwój i tworzenie jeszcze większych turbin, które jeszcze bardziej podniosą sprawność elektrociepłowni i obniżą koszty ich budowy. Turbina T-250, zdolna do dostarczenia ciepła i energii elektrycznej do miasta o populacji 350 tys. osób, przeznaczona jest na parametry pary nadkrytycznej 24,0 MPa, 560°C z pośrednim przegrzaniem pary o ciśnieniu 4,0 / 3,6 MPa do temperatura 565 ° C ... Turbina PT-135 na ciśnienie 13,0 MPa posiada dwa wyloty ogrzewania z niezależną regulacją ciśnienia w zakresie 0,04-0,2 MPa na wylocie dolnym i 0,05-0,25 MPa na wylocie górnym. Turbina ta zapewnia również ekstrakcję przemysłową o ciśnieniu 1,5 ± 0,3 MPa Turbina przeciwprężna R-100 przeznaczona jest do stosowania w elektrociepłowniach o znacznym zużyciu pary technologicznej. Z każdej turbiny można uwolnić ok. 650 t/h pary o ciśnieniu 1,2-1,5 MPa z możliwością jej podwyższenia na wylocie do 2,1 MPa. Do zasilania odbiorców można również zastosować parę z dodatkowego nieregulowanego odciągu turbiny o ciśnieniu 3,0-3,5 MPa. Turbina T-170 o ciśnieniu pary 13,0 MPa i temperaturze 565 °C bez pośredniego przegrzania, zarówno pod względem mocy elektrycznej, jak i ilości odciąganej pary, zajmuje pośrednie miejsce pomiędzy turbinami T-100 i T-250 . Wskazane jest zainstalowanie tej turbiny w średniej wielkości miejskich elektrociepłowniach o znacznym obciążeniu mediów. Moc jednostkowa elektrociepłowni stale rośnie. Obecnie elektrociepłownie o mocy elektrycznej ponad 1,5 mln kW są już eksploatowane, budowane i projektowane. Duże elektrociepłownie miejskie i przemysłowe będą wymagały rozwoju i tworzenia jeszcze potężniejszych jednostek. Rozpoczęto już prace nad określeniem profilu turbin kogeneracyjnych o mocy jednostkowej 400-450 MW.

Równolegle z rozwojem konstrukcji turbin powstawały kotłownie o większej mocy. W latach 1931-1945. Kotły przepływowe o konstrukcji domowej, wytwarzające parę wodną o ciśnieniu 3,5 MPa i temperaturze 430°C, znajdują szerokie zastosowanie w energetyce. Obecnie produkowane są kotłownie o wydajności 120, 160 i 220 t/h z komorowym spalaniem paliw stałych, a także oleju opałowego i gazu do instalacji w elektrociepłowniach z turbinami o mocy do 50 MW o parametrach pary 9 MPa i 500-535 ° C. Konstrukcje tych kotłów są opracowywane od lat 50-tych przez prawie wszystkie główne kotłownie w kraju - Taganrog, Podolsk i Barnauł. Wspólne dla tych kotłów jest układ w kształcie litery U, wykorzystanie naturalnego obiegu, prostokątna otwarta komora spalania i stalowa rurowa nagrzewnica powietrza.

W latach 1955-1965. Wraz z rozwojem bloków o parametrach 10 MPa i 540°C na TPP powstały większe turbiny i kotłownie o parametrach 14 MPa i 570°C. Spośród nich turbiny o mocy 50 i 100 MW z kotłami Kotłowni Taganrog (TKZ) o wydajności 420 t/h typu TP-80 - TP-86 na paliwo stałe i TGM-84 na gaz i paliwo oleje są najszerzej stosowane. Najpotężniejszą jednostką tej instalacji, stosowaną w elektrociepłowniach o parametrach podkrytycznych, jest jednostka typu TGM-96 z komorą spalania do spalania gazu i oleju opałowego o wydajności 480-500 t/h.

Konstrukcja bloku kotłowo-turbinowego (T-250) na parametry pary nadkrytycznej z dogrzewaniem wymagała stworzenia kotła jednoprzelotowego o wydajności pary ok. 1000 t/h. Aby obniżyć koszty budowy elektrociepłowni, radzieccy naukowcy M.A. Styrtskovich i IK Staselyavichus jako pierwsi na świecie zaproponowali schemat elektrociepłowni wykorzystującej nowe kotły ciepłej wody o mocy grzewczej do 210 MW. Wykazano celowość ogrzewania wody sieciowej w elektrociepłowni w szczytowej części harmonogramu ze specjalnymi szczytowymi kotłami ciepłej wody, odmawiając zastosowania do tych celów droższych kotłów parowych. Zbadaj je VTI. F.E.Dzerzhinsky zakończył rozwój i produkcję szeregu standardowych rozmiarów kotłowni gazowo-olejowych do ogrzewania wody w zunifikowanej wieży o jednostkowych mocach grzewczych 58, 116 i 210 MW. Później opracowano kotły o mniejszych mocach. W przeciwieństwie do kotłów wieżowych (PTVM), kotły KVGM są przeznaczone do pracy ze sztucznym ciągiem. Takie kotły o mocy grzewczej 58 i 116 MW mają układ w kształcie litery U i są przeznaczone do pracy w trybie głównym.

Rentowność elektrociepłowni z turbinami parowymi dla europejskiej części ZSRR osiągnięto w pewnym momencie przy minimalnym obciążeniu cieplnym 350-580 MW. Dlatego wraz z budową elektrociepłowni na dużą skalę realizowana jest budowa kotłowni przemysłowych i ciepłowniczych wyposażonych w nowoczesne kotły wodne i parowe. Ciepłownie okręgowe z kotłami typu PTVM, KVGM stosowane są przy obciążeniach 35-350 MW, a kotły parowe z kotłami typu DKVR i innymi przy obciążeniach 3,5-47 MW. Małe wsie i obiekty rolnicze, osiedla poszczególnych miast ogrzewane są przez małe kotłownie z kotłami żeliwnymi i stalowymi o mocy do 1,1 MW.

10. Sprzęt do CHP. Urządzenia pomocnicze (grzałki, pompy, sprężarki, konwertery pary, parowniki, agregaty redukcyjno-chłodzące ROU, zbiorniki kondensatu).

11. Uzdatnianie wody. Normy jakości wody.

12. Uzdatnianie wody. Klarowanie, zmiękczanie (strącanie, wymiana kationowa, stabilizacja twardości wody).

13. Uzdatnianie wody. Odpowietrzanie.

14. Zużycie ciepła. Obciążenie sezonowe.

15. Zużycie ciepła. Całoroczny ładunek.

16. Zużycie ciepła. Wykres Rossandera.

Wstęp

Informacje ogólne i koncepcja kotłowni

1 Klasyfikacja kotłowni

Rodzaje kotłów grzewczych do ogrzewania budynków

1 Kotły gazowe

2 kotły elektryczne

3 kotły na paliwo stałe

Rodzaje kotłów do ogrzewania budynków

1 Kotły gazowo-rurowe

2 kotły wodnorurowe

Wniosek

Bibliografia

Wstęp

Mieszkając w umiarkowanych szerokościach geograficznych, gdzie większość roku jest chłodna, konieczne jest zapewnienie dostaw ciepła do budynków: budynków mieszkalnych, biur i innych pomieszczeń. Zaopatrzenie w ciepło zapewnia wygodne życie, jeśli jest to mieszkanie lub dom, produktywną pracę, jeśli jest to biuro lub magazyn.

Najpierw zastanówmy się, co oznacza termin „zaopatrzenie w ciepło”. Zaopatrzenie w ciepło to zaopatrzenie systemów grzewczych budynku w gorącą wodę lub parę. Elektrociepłownie i kotłownie są typowym źródłem zaopatrzenia w ciepło. Istnieją dwa rodzaje dostaw ciepła do budynków: scentralizowane i lokalne. W przypadku scentralizowanego, zasilane są poszczególne dzielnice (przemysłowe lub mieszkaniowe). Dla sprawnego działania scentralizowanej sieci ciepłowniczej jest budowana, dzieląc ją na poziomy, praca każdego elementu polega na wykonaniu jednego zadania. Z każdym poziomem zadanie elementu maleje. Lokalne zaopatrzenie w ciepło - dostawa ciepła do jednego lub więcej domów. Scentralizowane sieci ciepłownicze mają szereg zalet: mniejsze zużycie paliwa i oszczędność kosztów, stosowanie paliwa o niskiej jakości oraz lepsze warunki sanitarne na terenach mieszkalnych. System ciepłowniczy obejmuje źródło ciepła (CHP), sieć ciepłowniczą oraz instalacje zużywające ciepło. Elektrociepłownia produkuje ciepło i energię. Źródłami lokalnego zaopatrzenia w ciepło są piece, kotły, podgrzewacze wody.

Moim celem jest zapoznanie się z ogólną informacją i koncepcją instalacji kotłowych, które kotły służą do dostarczania ciepła do budynków.

1. Ogólne informacje i koncepcje dotyczące kotłowni

Kotłownia to zespół urządzeń umieszczonych w specjalnych pomieszczeniach i służących do zamiany energii chemicznej paliwa na energię cieplną pary lub gorącej wody. Głównymi elementami kotłowni są kocioł, urządzenie do spalania (piec), urządzenia zasilające i ciągowe.

Kocioł to urządzenie wymiany ciepła, w którym ciepło z gorących produktów spalania paliwa przekazywane jest do wody. W rezultacie w kotłach parowych woda zamienia się w parę, aw kotłach na gorącą wodę jest podgrzewana do wymaganej temperatury.

Urządzenie spalające służy do spalania paliwa i zamiany jego energii chemicznej na ciepło rozgrzanych gazów.

Urządzenia podające (pompy, wtryskiwacze) przeznaczone są do dostarczania wody do kotła.

Urządzenie ciągowe składa się z wentylatorów nadmuchowych, układu kanałów gazowych, oddymiaczy oraz komina, za pomocą którego do paleniska doprowadzana jest wymagana ilość powietrza i przepływu produktów spalania przez kanały gazowe kotła oraz ich usuwanie do atmosfery. Produkty spalania, poruszając się wzdłuż kanałów gazowych i stykając się z powierzchnią grzewczą, przekazują ciepło do wody.

Aby zapewnić bardziej ekonomiczną eksploatację, nowoczesne kotłownie posiadają elementy pomocnicze: ekonomizer wody i nagrzewnicę powietrza, które służą odpowiednio do podgrzewania wody i powietrza; urządzenia do podawania paliwa i odpopielania, do oczyszczania spalin i wody zasilającej; urządzenia kontroli termicznej i urządzenia automatyki, które zapewniają normalną i nieprzerwaną pracę wszystkich części kotłowni.

W zależności od przeznaczenia energii cieplnej kotłownie dzieli się na energetyczną, ciepłowniczą oraz produkcyjną i grzewczą.

Kotłownie energetyczne dostarczają parę do elektrowni parowych, które wytwarzają energię elektryczną i są zwykle częścią kompleksu elektrowni. Kotły grzewcze i przemysłowe są budowane w przedsiębiorstwach przemysłowych i dostarczają energię cieplną do systemów grzewczych i wentylacyjnych, zaopatrzenia w ciepłą wodę budynków i procesów produkcyjnych. Kotły grzewcze są przeznaczone do tych samych celów, ale służą do budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej. Dzielą się na wolnostojące, blokowane, tj. przylegające do innych budynków i osadzone w budynkach. W ostatnim czasie powstaje coraz więcej wolnostojących, powiększonych kotłowni z oczekiwaniem na obsługę zespołu budynków, kwartału mieszkalnego, osiedla. Urządzenie kotłowni wbudowywanych w budynki mieszkalne i użyteczności publicznej jest obecnie dozwolone tylko po odpowiednim uzasadnieniu i uzgodnieniu z organami nadzoru sanitarnego. Kotłownie małej mocy (indywidualne i małe grupy) składają się najczęściej z kotłów, pomp obiegowych i zasilających oraz urządzeń ciągu. W zależności od tego wyposażenia określa się głównie wymiary kotłowni. Kotłownie o średniej i dużej mocy – 3,5 MW i większej – wyróżniają się kompleksowością wyposażenia oraz kompozycją pomieszczeń usługowo-gospodarczych. Rozwiązania przestrzenne tych kotłowni muszą spełniać wymagania Norm Sanitarnych Projektowania Zakładów Przemysłowych.

1.1 Klasyfikacja kotłowni

Kotłownie, w zależności od charakteru odbiorców, dzielą się na energetyczną, produkcyjno-grzewczą i grzewczą. Ze względu na rodzaj wytwarzanego nośnika ciepła dzieli się je na parę (do wytwarzania pary) i gorącą wodę (do wytwarzania gorącej wody).

Kotłownie energetyczne wytwarzają parę do turbin parowych w elektrociepłowniach. Kotłownie takie wyposażone są najczęściej w kotły dużej i średniej mocy, które wytwarzają parę o podwyższonych parametrach.

Kotłownie przemysłowe (zwykle para) wytwarzają parę nie tylko na potrzeby przemysłu, ale także do ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Instalacje kotłów grzewczych (głównie ciepłej wody, ale mogą to być również pary) przeznaczone są do obsługi systemów grzewczych obiektów przemysłowych i mieszkalnych.

W zależności od skali zaopatrzenia w ciepło kotłownie grzewcze dzielą się na lokalne (indywidualne), grupowe i okręgowe.

Kotłownie lokalne są zwykle wyposażone w kotły wodne z podgrzewaniem wody do temperatury nie wyższej niż 115 ° C lub kotły parowe o ciśnieniu roboczym do 70 kPa. Takie kotłownie są przeznaczone do dostarczania ciepła do jednego lub kilku budynków.

Kotłownie grupowe dostarczają ciepło do grup budynków, osiedli lub małych dzielnic. Takie kotłownie wyposażone są z reguły zarówno w kotły parowe, jak i wodne, z reguły o większej mocy grzewczej niż kotły do ​​kotłowni lokalnych. Kotłownie te znajdują się zazwyczaj w specjalnie wybudowanych oddzielnych budynkach.

Kotły ciepłownicze służą do dostarczania ciepła do dużych obszarów mieszkalnych: są wyposażone w kotły gorącej wody lub pary o stosunkowo dużej mocy.

2. Rodzaje kotłów grzewczych

.1 Kotły gazowe

Jeśli główny gaz jest dostarczany na miejsce, w przeważającej większości przypadków ogrzewanie domu kotłem gazowym jest optymalne, ponieważ nie można znaleźć tańszego paliwa. Istnieje wielu producentów i modeli kotłów gazowych. Aby ułatwić zrozumienie tej różnorodności, podzielimy wszystkie kotły gazowe na dwie grupy: kotły stojące i naścienne. Kotły naścienne i stojące mają różne konstrukcje i konfiguracje.

Kocioł stojący to rzecz tradycyjna, konserwatywna i od wielu dziesięcioleci nie uległa większym zmianom. Wymiennik ciepła do kotłów stojących jest zwykle wykonany z żeliwa lub stali. Istnieją różne opinie na temat tego, który materiał jest lepszy. Z jednej strony żeliwo jest mniej podatne na korozję, żeliwny wymiennik ciepła jest zwykle grubszy, co może mieć pozytywny wpływ na jego żywotność. Jednocześnie żeliwny wymiennik ciepła ma również wady. Jest bardziej kruchy i dlatego istnieje ryzyko mikropęknięć podczas transportu oraz załadunku i rozładunku. Ponadto podczas pracy kotłów żeliwnych przy użyciu twardej wody, ze względu na cechy konstrukcyjne żeliwnych wymienników ciepła i właściwości samego żeliwa, ich zniszczenie następuje z czasem w wyniku miejscowego przegrzania. Jeśli mówimy o kotłach stalowych, to są lżejsze, nie boją się zbytnio wstrząsów podczas transportu. Jednocześnie w przypadku nieprawidłowego użytkowania stalowy wymiennik ciepła może korodować. Ale stworzenie normalnych warunków pracy dla kotła stalowego nie jest bardzo trudne. Ważne jest, aby temperatura w kotle nie spadła poniżej temperatury punktu rosy. Dobry projektant zawsze będzie w stanie stworzyć system, który zmaksymalizuje żywotność kotła. Z kolei wszystkie stojące kotły gazowe można podzielić na dwie główne grupy: z palnikami atmosferycznymi i ciśnieniowymi (czasami nazywane są wymiennymi, wentylowanymi, montowanymi). Te pierwsze są prostsze, tańsze i cichsze. Kotły z palnikami nadmuchowymi mają wyższą sprawność i są znacznie droższe (biorąc pod uwagę koszt palnika). Kotły do ​​pracy z palnikami z wymuszonym ciągiem mają możliwość zainstalowania palników pracujących na gazie lub paliwie płynnym. Moc wolnostojących kotłów gazowych z palnikiem atmosferycznym w większości przypadków waha się od 10 do 80 kW (ale są firmy, które produkują mocniejsze kotły tego typu), natomiast modele z wymiennymi nadmuchiwanymi

palniki mogą osiągać moc kilku tysięcy kW. W naszych warunkach bardzo ważny jest inny parametr kotła gazowego - zależność jego automatyzacji od energii elektrycznej. Rzeczywiście, w naszym kraju często zdarzają się problemy z elektrycznością - gdzieś jest dostarczana z przerwami, aw niektórych miejscach jest całkowicie nieobecna. Większość nowoczesnych kotłów gazowych z palnikami atmosferycznymi działa niezależnie od obecności zasilania. Jeśli chodzi o importowane kotły, jasne jest, że w krajach zachodnich nie ma takich problemów i często pojawia się pytanie, czy są dobre importowane kotły gazowe działające niezależnie od energii elektrycznej? Tak, są. Tę autonomię można osiągnąć na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest maksymalne uproszczenie systemu sterowania kotłem i, ze względu na prawie całkowity brak automatyzacji, uzyskanie niezależności od energii elektrycznej (dotyczy to również kotłów domowych). W takim przypadku kocioł może tylko utrzymywać ustawioną temperaturę chłodziwa i nie będzie kierował się temperaturą powietrza w twoim pokoju. Druga, bardziej progresywna metoda, to zastosowanie generatora ciepła, który wytwarza energię elektryczną z ciepła, które jest niezbędne do działania automatyki kotłowej. Kotły te mogą być używane ze zdalnymi termostatami pokojowymi, które będą sterować kotłem i utrzymywać ustawioną temperaturę w pomieszczeniu.

Kotły gazowe mogą być jednostopniowe (pracują tylko na jednym poziomie mocy) i dwustopniowe (2 stopnie mocy), a także z modulacją (płynną regulacją) mocy, gdyż na pełną moc kotła potrzeba ok. 15-20% sezonu grzewczego i 80-85% Ponieważ nie jest to konieczne, jasne jest, że bardziej ekonomiczne jest stosowanie kotła z dwoma stopniami mocy lub modulacją mocy. Głównymi zaletami kotła dwustopniowego są: wydłużenie żywotności kotła, dzięki zmniejszeniu częstotliwości załączania/wyłączania palnika, praca na I stopniu ze zmniejszoną mocą oraz zmniejszeniem ilości palnik wł./wył. oszczędza gaz, a co za tym idzie pieniądze.

Kotły naścienne pojawiły się stosunkowo niedawno, ale nawet w tym stosunkowo krótkim czasie zdobyły rzeszę zwolenników na całym świecie. Jedną z najdokładniejszych i najbardziej pojemnych definicji tych urządzeń jest „mini kotłownia”. Termin ten nie pojawił się przypadkiem, ponieważ w małym przypadku znajduje się nie tylko palnik, wymiennik ciepła i urządzenie sterujące, ale w większości modeli jedna lub dwie pompy obiegowe, zbiornik wyrównawczy, system zapewniający bezpieczeństwo obsługa kotła, manometr, termometr i wiele innych elementów, bez których praca normalnej kotłowni nie może się obejść. Pomimo faktu, że w kotłach naściennych pojawiły się najbardziej zaawansowane rozwiązania techniczne w dziedzinie ogrzewania, koszt „mocowań ściennych” jest często 1,5-2 razy niższy niż w przypadku ich odpowiedników stojących. Kolejną istotną zaletą jest łatwość instalacji. Często kupujący uważają, że łatwość instalacji to zaleta, która powinna dotyczyć tylko instalatorów. Nie jest to do końca prawdą, ponieważ kwota, jaką prawdziwy konsument będzie musiał zapłacić za zainstalowanie kotła naściennego lub zainstalowanie kotłowni, w której kocioł, kocioł, pompy, zbiornik wyrównawczy i wiele innych są instalowane osobno, bardzo się różnią. znacznie. Kompaktowość i możliwość dopasowania kotła naściennego do niemal każdego wnętrza to kolejny plus tej klasy kotłów.

Pomimo faktu, że w kotłach naściennych pojawiły się najbardziej zaawansowane rozwiązania techniczne w dziedzinie ogrzewania, koszt „mocowań ściennych” jest często 1,5-2 razy niższy niż w przypadku ich odpowiedników stojących. Kolejną istotną zaletą jest łatwość instalacji. Często kupujący uważają, że łatwość instalacji to zaleta, która powinna dotyczyć tylko instalatorów. Nie jest to do końca prawdą, ponieważ kwota, jaką prawdziwy konsument będzie musiał zapłacić za zainstalowanie kotła naściennego lub zainstalowanie kotłowni, w której kocioł, kocioł, pompy, zbiornik wyrównawczy i wiele innych są instalowane osobno, bardzo się różnią. znacznie. Kompaktowość i możliwość dopasowania kotła naściennego do niemal każdego wnętrza to kolejny plus tej klasy kotłów.

Zgodnie z metodą odprowadzania spalin, wszystkie kotły gazowe można podzielić na modele z ciągiem naturalnym (odprowadzanie spalin następuje dzięki ciągowi wytwarzanemu w kominie) oraz z ciągiem wymuszonym (za pomocą wentylatora wbudowanego w kocioł). Większość firm produkujących naścienne kotły gazowe produkuje modele, zarówno z naturalnym ciągiem, jak i wymuszonym. Kotły z ciągiem naturalnym są dobrze znane wielu osobom, a komin nad dachem nikogo nie dziwi. Kotły z wymuszonym ciągiem pojawiły się całkiem niedawno i mają wiele zalet podczas instalacji i eksploatacji. Jak już wspomniano powyżej, spaliny z tych kotłów są usuwane za pomocą wbudowanego w nie wentylatora. Takie modele są idealne do pomieszczeń bez tradycyjnego komina, ponieważ produkty spalania w tym przypadku są usuwane przez specjalny komin koncentryczny, dla którego wystarczy zrobić tylko otwór w ścianie. Komin współosiowy jest również często nazywany „rurą w rurze”. Przez wewnętrzną rurę takiego komina produkty spalania są usuwane na ulicę za pomocą wentylatora, a powietrze wchodzi przez zewnętrzną rurę. Ponadto kotły te nie spalają tlenu z pomieszczeń, nie wymagają dodatkowego dopływu zimnego powietrza do budynku z ulicy w celu podtrzymania procesu spalania oraz pozwalają na obniżenie kosztów inwestycji podczas montażu, ponieważ brak konieczności wykonywania drogiego tradycyjnego komina, zamiast którego z powodzeniem stosuje się krótki i niedrogi komin koncentryczny. Kotły z wymuszonym ciągiem stosuje się również w przypadku tradycyjnego komina, jednak niepożądany jest pobór powietrza do spalania z pomieszczenia.

Ze względu na rodzaj zapłonu kotły gazowe naścienne mogą być z zapłonem elektrycznym lub piezoelektrycznym. Kotły z zapłonem elektrycznym są bardziej ekonomiczne, ponieważ nie ma zapalnika ze stale płonącym płomieniem. Ze względu na brak stale palącego się knota, zastosowanie kotłów z zapłonem elektrycznym może znacznie zmniejszyć zużycie gazu, co jest najważniejsze przy stosowaniu gazu skroplonego. Oszczędności na gazie skroplonym mogą osiągnąć 100 kg rocznie. Jest jeszcze jeden plus kotłów z zapłonem elektrycznym - jeśli zasilanie zostanie chwilowo odcięte, kocioł włączy się automatycznie po wznowieniu zasilania, a model z zapłonem piezoelektrycznym trzeba będzie włączyć ręcznie.

W zależności od rodzaju palnika kotły naścienne można podzielić na dwa typy: z palnikiem konwencjonalnym iz palnikiem modulowanym. Palnik modulowany zapewnia najbardziej ekonomiczny tryb pracy, ponieważ kocioł automatycznie dostosowuje swoją moc w zależności od zapotrzebowania na ciepło. Dodatkowo palnik modulowany zapewnia również maksymalny komfort w trybie CWU, pozwalając na utrzymanie temperatury ciepłej wody na stałym zadanym poziomie.

Większość kotłów wiszących wyposażona jest w urządzenia zapewniające ich bezpieczną pracę. Czyli czujnik płomienia w przypadku zaniku płomienia wyłącza dopływ gazu, termostat blokujący w przypadku awaryjnego wzrostu temperatury wody w kotle wyłącza kocioł, specjalne urządzenie wyłącza kocioł w przypadku awarii zasilania, inne urządzenie blokuje kocioł po wyłączeniu gazu. Istnieje również urządzenie wyłączające kocioł, gdy objętość chłodziwa spadnie poniżej normy i czujnik kontroli ciągu.

2.2 Kotły elektryczne

Istnieje kilka głównych powodów ograniczenia dystrybucji kotłów elektrycznych: daleko od wszystkich obszarów można przydzielić energię elektryczną potrzebną do ogrzewania domu (na przykład dom o powierzchni 200 metrów kwadratowych wymaga około 20 kW) , bardzo wysoki koszt prądu, przerwy w dostawie prądu. Zalet kotłów elektrycznych jest naprawdę wiele. Wśród nich: stosunkowo niska cena, łatwość montażu, lekkość i kompaktowość, można je zawiesić na ścianie, w efekcie - oszczędność miejsca, bezpieczeństwo (brak otwartego płomienia), łatwość obsługi, kocioł elektryczny nie wymaga osobnego pomieszczenia (kotłownia), kocioł elektryczny nie wymaga instalacji komina, kocioł elektryczny nie wymaga szczególnej pielęgnacji, cichy, kocioł elektryczny jest przyjazny dla środowiska, nie ma szkodliwych emisji i zapachów. Ponadto w przypadkach, w których możliwe są przerwy w dostawie prądu, często stosuje się kocioł elektryczny w połączeniu z rezerwowym kotłem na paliwo stałe. Ta sama opcja służy do oszczędzania energii elektrycznej (najpierw dom ogrzewany jest tanim paliwem stałym, a następnie temperatura jest automatycznie utrzymywana za pomocą bojlera elektrycznego).

Warto zauważyć, że kotły elektryczne instalowane w dużych miastach o surowych normach środowiskowych i problemach z koordynacją często przewyższają wszystkie inne typy kotłów (w tym kotły gazowe). Krótko o konstrukcji i wyposażeniu kotłów elektrycznych. Kocioł elektryczny to dość proste urządzenie. Jego głównymi elementami są wymiennik ciepła, składający się ze zbiornika z zamocowanymi w nim grzałkami elektrycznymi (elementami grzejnymi) oraz jednostki kontrolno-regulacyjnej. Kotły elektryczne niektórych firm dostarczane są już wyposażone w pompę obiegową, programator, zbiornik wyrównawczy, zawór bezpieczeństwa i filtr. Należy zauważyć, że kotły elektryczne małej mocy są dostępne w dwóch różnych wersjach - jednofazowej (220 V) i trójfazowej (380 V).

Kotły o mocy powyżej 12 kW są zwykle produkowane tylko z prądem trójfazowym. Zdecydowana większość kotłów elektrycznych o mocy powyżej 6 kW produkowana jest wielostopniowo, co pozwala na efektywne wykorzystanie energii elektrycznej i nie załącza kotła z pełną mocą w okresach przejściowych - wiosną i jesienią. Przy stosowaniu kotłów elektrycznych najważniejsze jest racjonalne wykorzystanie nośnika energii.

2.3 Kotły na paliwo stałe

Paliwem do kotłów na paliwo stałe może być drewno (drewno), brykiety brunatne lub węglowe, koks i torf. Istnieją zarówno modele „wszystkożerne”, które mogą działać na wszystkich powyższych rodzajach paliw, jak i takie, które działają na niektórych z nich, ale z większą wydajnością. Jedną z głównych zalet większości kotłów na paliwo stałe jest to, że można je wykorzystać do stworzenia całkowicie autonomicznego systemu grzewczego. Dlatego częściej takie kotły są używane w obszarach, w których występują problemy z dostawą głównego gazu i energii elektrycznej. Istnieją jeszcze dwa argumenty przemawiające za kotłami na paliwo stałe - dostępność i niski koszt paliwa. Wada większości przedstawicieli kotłów tej klasy jest również oczywista - nie mogą pracować w trybie w pełni automatycznym i wymagają regularnego ładowania paliwa.

Warto zauważyć, że istnieją kotły na paliwo stałe, które łączą główną zaletę modeli istniejących od wielu lat - niezależność od elektryczności i są w stanie automatycznie utrzymywać ustawioną temperaturę chłodziwa (wody lub płynu niezamarzającego). Automatyczne utrzymywanie temperatury odbywa się w następujący sposób. Kocioł ma czujnik monitorujący temperaturę chłodziwa. Czujnik ten jest mechanicznie połączony z klapą. Jeśli temperatura płynu chłodzącego stanie się wyższa niż ustawiona przez Ciebie, przepustnica zostanie automatycznie zamknięta i proces spalania zostanie spowolniony. Gdy temperatura spada, klapa lekko się otwiera. Dzięki temu to urządzenie nie wymaga podłączenia elektrycznego. Jak wspomniano powyżej, większość tradycyjnych kotłów na paliwo stałe może pracować na węglu brunatnym i kamiennym, drewnie, koksiku, brykietach.

Ochronę przed przegrzaniem zapewnia obecność obiegu wody chłodzącej. Systemem tym można sterować ręcznie, tj. gdy temperatura płynu chłodzącego wzrasta, konieczne jest otwarcie zaworu na wylocie płynu chłodzącego (zawór na wlocie jest stale otwarty). Co więcej, system ten może być również sterowany automatycznie. W tym celu na rurze wylotowej zainstalowany jest zawór obniżający temperaturę, który otworzy się automatycznie, gdy płyn chłodzący osiągnie maksymalną temperaturę. Ponadto, jakiego paliwa użyć do ogrzewania domu, bardzo ważne jest, aby dobrać odpowiednią moc kotła. Moc jest zwykle wyrażana w kW. Do ogrzania 10 m2 potrzeba około 1 kW mocy. m dobrze ocieplonego pomieszczenia o wysokości sufitu do 3 m. Należy pamiętać, że ten wzór jest bardzo przybliżony.

Do ostatecznego obliczenia mocy powinni ufać tylko profesjonaliści, którzy oprócz powierzchni (objętości) uwzględnią wiele innych czynników, w tym materiał i grubość ścian, rodzaj, wielkość, liczbę i lokalizację okien itp. .

Kotły z pirolitycznym spalaniem drewna mają wyższą sprawność (do 85%) i umożliwiają automatyczną regulację mocy.

Wady kotłów do pirolizy można przede wszystkim przypisać wyższej cenie w porównaniu z tradycyjnymi kotłami na paliwo stałe. Nawiasem mówiąc, istnieją kotły, które działają nie tylko na drewno, ale także na kotły na słomę. Przy wyborze i instalacji kotła na paliwo stałe bardzo ważne jest spełnienie wszystkich wymagań dotyczących komina (jego wysokości i przekroju wewnętrznego).

3. Rodzaje kotłów do ogrzewania budynków

dostawa ciepła z kotła gazowego,

Istnieją dwa główne typy kotłów parowych: gazowo-rurowe i wodnorurowe. Wszystkie kotły (płomieniówkowe, płomieniówkowe i płomieniówkowe), w których wewnątrz płomienia przechodzą gazy o wysokiej temperaturze i płomieniówki oddające ciepło do otaczającej je wody, nazywamy kotłami gazowo-rurowymi. W kotłach wodnorurowych rurami przepływa podgrzana woda, a spaliny myją rury z zewnątrz. Kotły gazowo-rurowe wsparte są na bocznych ścianach paleniska, natomiast kotły wodnorurowe najczęściej mocowane są do ramy kotła lub budynku.

3.1 Kotły gazowo-rurowe

We współczesnej energetyce cieplnej stosowanie kotłów gazowo-rurowych jest ograniczone mocą cieplną ok. 360 kW i ciśnieniem roboczym ok. 1 MPa.

Faktem jest, że przy projektowaniu naczynia wysokociśnieniowego, takiego jak kocioł, grubość ścianki określają określone wartości średnicy, ciśnienia roboczego i temperatury.

Po przekroczeniu określonych parametrów granicznych wymagana grubość ścianki okazuje się niedopuszczalnie duża. Ponadto należy wziąć pod uwagę wymogi bezpieczeństwa, ponieważ wybuch dużego kotła parowego, któremu towarzyszy natychmiastowe uwolnienie dużych ilości pary, może doprowadzić do katastrofy.

Przy obecnym stanie techniki i istniejących wymaganiach bezpieczeństwa kotły gazowo-rurowe można uznać za przestarzałe, chociaż wiele tysięcy takich kotłów o mocy cieplnej do 700 kW nadal pracuje, obsługując przedsiębiorstwa przemysłowe i budynki mieszkalne.

3.2 Kotły wodnorurowe

Kocioł wodnorurkowy został opracowany w odpowiedzi na stale rosnące wymagania dotyczące zwiększonej produkcji pary i ciśnienia pary. Faktem jest, że gdy para i woda o podwyższonym ciśnieniu znajdują się w rurze o niezbyt dużej średnicy, wymagania dotyczące grubości ścianek są umiarkowane i łatwe do spełnienia. Kotły parowe wodnorurowe są znacznie bardziej złożone w konstrukcji niż kotły gazowo-rurowe. Jednak szybko się nagrzewają, są praktycznie przeciwwybuchowe, można je łatwo dostosować do zmian obciążenia, są łatwe w transporcie, łatwo rekonfigurowane w rozwiązaniach konstrukcyjnych i pozwalają na znaczne przeciążenia. Wadą kotła wodnorurkowego jest to, że w jego konstrukcji występuje wiele jednostek i zespołów, których połączenia nie powinny dopuszczać do wycieków przy wysokich ciśnieniach i temperaturach. Ponadto jednostki ciśnieniowe takiego kotła są trudno dostępne do naprawy.

Kocioł wodnorurkowy składa się z wiązek rur połączonych końcami z bębnem (bądź bębnów) o średniej średnicy, przy czym cały system jest zamontowany nad komorą spalania i zamknięty w zewnętrznej obudowie. Przegrody wymuszają kilkukrotne przechodzenie gazów spalinowych przez wiązki rur, co zapewnia pełniejszy transfer ciepła. Beczki (różnej konstrukcji) służą jako zbiorniki na wodę i parę; ich średnicę dobiera się tak, aby była minimalna, aby uniknąć utrudnień typowych dla kotłów gazowo-rurowych. Kotły wodnorurkowe są następujące typy: poziomy z bębnem podłużnym lub poprzecznym, pionowe z jednym lub kilkoma walcami parowymi, radiacyjne, pionowe z bębnem pionowym lub poprzecznym oraz kombinacje tych opcji, w niektórych przypadkach z obiegiem wymuszonym.

Wniosek

Podsumowując, możemy powiedzieć, że kotły są ważnym elementem zaopatrzenia budynku w ciepło. Przy doborze palików należy wziąć pod uwagę wskaźniki techniczne, techniczno-ekonomiczne, mechaniczne i inne dla lepszego rodzaju doprowadzenia ciepła do budynku. Kotłownie, w zależności od charakteru odbiorców, dzielą się na energetyczną, produkcyjno-grzewczą i grzewczą. Ze względu na rodzaj wytwarzanego nośnika ciepła dzieli się je na parę i gorącą wodę.

W mojej pracy rozważane są kotły gazowe, elektryczne, na paliwa stałe, a także rodzaje palików, takie jak kotły gazowo-rurowe i wodnorurowe.

Z powyższego warto podkreślić zalety i wady różnych typów kotłów.

Zaletami kotłów gazowych są: wydajność w porównaniu z innymi rodzajami paliwa, łatwość obsługi (praca kotła jest w pełni zautomatyzowana), duża moc (można ogrzać dużą powierzchnię), możliwość zainstalowania sprzętu w kuchni (jeśli moc kotła do 30 kW), kompaktowy rozmiar, przyjazność dla środowiska (niewiele szkodliwych substancji zostanie uwolnionych do atmosfery).

Wady kotłów gazowych: przed instalacją konieczne jest uzyskanie pozwolenia od Gazgortekhnadzor, niebezpieczeństwo wycieku gazu, określone wymagania dotyczące pomieszczenia, w którym zainstalowany jest kocioł, obecność automatyki blokującej dostęp gazu w przypadku wyciek lub brak wentylacji.

Zalety kotłów elektrycznych: niska cena, łatwość montażu, kompaktowość i niewielka waga - kotły elektryczne można zawiesić na ścianie i zaoszczędzić użyteczną przestrzeń, bezpieczeństwo (brak otwartego płomienia), łatwość obsługi, kotły elektryczne nie wymagają osobnego pomieszczenia ( kotłowni), nie wymagają montażu komina, nie wymagają szczególnej pielęgnacji, ciche, przyjazne dla środowiska - brak szkodliwych emisji i zapachów.

Główne przyczyny ograniczające rozprzestrzenianie się kotłów elektrycznych są dalekie od wszystkich obszarów, możliwe jest przydzielenie kilkudziesięciu kilowatów energii elektrycznej, dość wysoki koszt energii elektrycznej, przerwy w dostawie prądu.

Najpierw podkreślmy wady kotłów na paliwo stałe: przede wszystkim kotły na paliwo stałe wykorzystują paliwo stałe, które ma stosunkowo niski transfer ciepła. Rzeczywiście, aby ogrzać duży dom o wysokiej jakości, będziesz musiał poświęcić dużo paliwa i czasu. Ponadto paliwo spali się dość szybko - w ciągu dwóch do czterech godzin. Potem, jeśli dom nie jest wystarczająco ogrzany, będziesz musiał ponownie rozpalić ogień. Co więcej, w tym celu najpierw musisz oczyścić piec z uformowanych węgli i popiołu. Dopiero wtedy będzie można dolać paliwa i ponownie rozpalić ogień. Wszystko to odbywa się ręcznie.

Z drugiej strony kotły na paliwo stałe mają pewne zalety. Na przykład nie wybredny w kwestii paliwa. Rzeczywiście, mogą skutecznie pracować na wszystkich rodzajach paliw stałych - drewnie, torfie, węglu i ogólnie wszystkim, co może się palić. Oczywiście w większości regionów naszego kraju takie paliwo można zdobyć szybko i niezbyt drogo, co jest poważnym argumentem przemawiającym za kotłami na paliwa stałe. Ponadto kotły te są całkowicie bezpieczne, więc można je zainstalować w piwnicy domu lub tuż obok. Jednocześnie możesz być pewien, że z powodu wycieku paliwa nie nastąpi straszna eksplozja. Oczywiście nie ma potrzeby wyposażania specjalnego miejsca do przechowywania paliwa - do zakopywania w ziemi zbiorników do przechowywania gazu lub oleju napędowego.

Obecnie istnieją dwa główne typy kotłów parowych, a mianowicie gazowo-rurowe i wodnorurowe. Kotły gazowo-rurowe to kotły, w których gazy o wysokiej temperaturze przepływają wewnątrz płomienia i płomienicy, oddając w ten sposób ciepło wodzie otaczającej rury. Kotły wodnorurowe wyróżniają się tym, że przez rury przepływa podgrzana woda, a rury są wypłukiwane na zewnątrz przez gazy.

Bibliografia

1.Boyko E.A., Shpikov A.A., Kotłownie i wytwornice pary (charakterystyka konstrukcyjna bloków energetycznych) - Krasnojarsk, 2003.

.Bryukhanov ON Kotły zgazowane. Podręcznik. INFRA-M. - 2007.

.GOST 23172-78. Kwakanie. Warunki i definicje. - Definicja kotłów „do wytwarzania pary lub podgrzewania wody pod ciśnieniem”.

.Dvoinishnikov VA i inni Projektowanie i obliczenia kotłów i kotłowni: Podręcznik dla szkół technicznych w specjalności "Inżynieria kotłowa" / V.А. Dvoinishnikov, L.V. Deev, mgr Izumow. - M .: Inżynieria mechaniczna, 1988.

.Levin I.M., Botkachik I.A., Oddymiacze i wentylatory potężnych elektrowni, M. - L., 1962.

.Maksimov V.M., Kotły o dużej wydajności pary, M., 1961.

.Tichomirow K.V. Sergeenko E. S. „Inżynieria cieplna, zaopatrzenie w ciepło i gaz oraz wentylacja”. Podręcznik. dla uniwersytetów. wyd. 4, ks. i dodaj. - M .: Stroyizdat, 1991

.Encyklopedia „KrugosvetUniversalnaya” to popularna naukowa encyklopedia internetowa.

Korepetycje

Potrzebujesz pomocy w zgłębianiu tematu?

Nasi eksperci doradzą lub zapewnią korepetycje z interesujących Cię tematów.
Wyślij zapytanie ze wskazaniem tematu już teraz, aby dowiedzieć się o możliwości uzyskania konsultacji.