Оборудование ТЭЦ, насосных подстанций и тепловых сетей

Основным оборудованием теплофикационных установок ТЭЦ и насосных и насосных подстанций являются сетевые насосы, подогреватели сетевой воды, пиковые водогрейные котлы. К вспомогательному теплофикационному оборудованию относятся: подпиточная установка теплосети, баки-аккумуляторы, рециркуляционные насосы водогрейных котов и т. д.

Пиковые водогрейные котлы предназначены для установки на ТЭЦ с целью покрытия пиков теплофикационных нагрузок. Пиковые водогрейные котлы обычно устанавливаются в отдельных помещениях на крупных ТЭЦ или в главном корпусе на небольших ТЭЦ. Топливом этих котлов служит большей частью мазут или газ. Ввиду малого использования в течение года пиковые котлы выполняют простыми по конструкции и недорогими. Здание может выполняться лишь для нижней части котлов, верхняя часть их при этом остаётся на открытом воздухе. До ввода в работу ТЭЦ водогрейные котлы можно использовать для временного централизованного теплоснабжения района. Сетевая вода нагревается последовательно в сетевых подогревателях до 110÷120⁰С, а затем в ПВК до 150⁰С максимально.

Во избежание коррозии металла котла температура на входе в него должна быть не ниже 50÷60⁰С, что достигается рециркуляцией и смешением горячей и холодной воды. Расчётный КПД водогрейных котлов на газе и мазуте достигает 91÷93%. Выпускаются и используются ПВК на угле. У них--своя пылеподготовка, дымососы и т. д.

Широко применяются водогрейные котлы типов ПТВМ-100 и ПТВМ-180 на газе и мазуте с номинальной теплопроизводительностью 419 и 760 ГДж/ч при подогреве 2140 и 3840 т/ч воды соответственно от 104 до 150⁰С.

Пароводяные подогреватели теплоподготовительных установок предназначены для подогрева сетевой воды паром от турбин или от котлов через РОУ. До 1967 г. выпускались вертикальные пароводяные подогреватели сетевой воды типов БО и БП, которые установлены на многих ТЭЦ и котельных. В зависимости от характера покрываемых нагрузок подогревателям присваивали обозначение БО – для основной нагрузки и БП – для пиковой. Число после буквенного обозначения соответствует площади поверхности нагрева в м². например, БО-350.

В настоящее время вместо подогревателей типа БО и БП выпускаются вертикальные подогреватели сетевой воды типа ПСВ и горизонтальные типа ПСГ. Например, ПСВ-500-3-23, где ПСВ – подогреватель сетевой воды, 500 – площадь поверхности нагрева, м², 3 – допустимое избыточное давление по пару, кг/см², 23 -- допустимое избыточное давление по воде, кг/см². Цифра 3 говорит, что этот подогреватель является основным, так как давление пара невелико. В качестве пиковых применяются подогреватели типа ПСВ-315-14-23, ПСВ-500-14-23 и т. д. Горизонтальные – ПСГ-2300-3-8-II, ПСГ-2300-2-8-I и другие. Все обозначения в цифрах те же, а римские I и II обозначают номер регулируемого теплофикационного отбора турбины (верхний и нижний).

Вода в пароводяных сетевых подогревателях подаётся внутрь трубок, изготовленных из латуни Л-68. Наружный диаметр трубок у вертикальных подогревателей составляет 19 мм при толщине стенки 0.75 мм, а в подогревателях типа ПСГ наружный диаметр трубки – 24 мм при толщине её 1 мм.

При использовании пароводяных сетевых подогревателей первой ступенью нагрева служат охладители конденсата типа ОГ-6, ОГ-35, ОГ-130 и т. д,где цифра обозначает площадь поверхности охлаждения в м².

Деаэраторы подпитки теплосети относятся к вспомогательному оборудованию теплофикационной установки.

Для подпитки тепловых сетей с открытой системой ГВС используется вода только вода питьевого качества. При закрытых системах ГВС, при установке у потребителей местных подогревателей воды. Также должна использоваться питьевая вода. Деаэрация подпиточной воды производится в атмосферных и вакуумных деаэраторах. Количество и производительность деаэраторов подпиточной воды выбирается по её расходу. Резервных деаэраторов не устанавливается. Суммарная производительность деаэраторов подпитки в открытых системах ГВС должна обеспечивать восполнение среднечасового расхода воды на ГВС за отопительный период плюс 20% (то есть с коэффициентом 1,2) и компенсацию утечек воды в теплосетях равной 0,75% объёма тепловых сетей всех потребителей плюс 0,5% объёма транзитных магистралей.Пиковый расход воды в открытых системах (сверх среднечасового) ГВС покрывается за счёт баков-аккумуляторов.

Производительность подпиточной установки в закрытых системах ГВС определяется только утечками воды из теплосети, равными 0,75% объёма теплосети, как и при открытых системах ГВС. Кроме того, предусматривается запас подготовленной подпиточной воды, равный 3% объёма тепловых сетей (обычно в двух баках) подпиточная вода должна подвергаться деаэрации.

Баки-аккумуляторы устанавливаются на ТЭЦ при схемах теплоснабжения с непосредственным водозабором на ГВС для выравнивания неравномерности потребления горячей воды в течение суток. Баки выбирают на основании почасового графика расхода воды за сутки наибольшего водопотребления. При отсутствии суточного графика водозабора вместимость баков-аккумуляторов разрешается принимать равной 10-кратному среднему расходу горячей воды за отопительный период.

Сетевые насосы служат для подачи горячей воды по теплофикационным сетям и в зависимости от места установки применяются в качестве насосов первого подъёма, подающих воду из обратного трубопровода в сетевые подогреватели; второго подъёма для подачи воды после сетевых подогревателей в теплосеть; рециркуляционных, установленных после пиковых водогрейных котлов.

Сетевые насосы могут работать как на ТЭЦ, так и на промежуточных насосных станциях теплофикационных систем (на протяжённых теплосетях, когда напора сетевых насосов, установленных на ТЭЦ, не достаточно для преодоления гидравлических сопротивлений сети). Сетевые насосы должны обладать повышенной надёжностью, так как перебои или неполадки в работе насосов сказываются на режиме работы ТЭЦ и потребителей. Основной особенностью работы сетевых насосов являются колебания температуры подаваемой воды в широких пределах, что в свою очередь вызывает изменение давления внутри насоса. Сетевые насосы должны надёжно работать в широком диапазоне подач.

Сетевые насосы предназначены для работы на чистой воде с содержанием твёрдых включений не более 5 мг/кг с размером частичек до 0,2 мм. Обычно сетевые насосы -- центробежные, горизонтальные, с приводом от электродвигателя. В качестве сетевых насосов применяются такие: СЭ-3200-160 (подача – 3200 м³/ч, напор – 160 м вод ст или 1,57 МПа), СЭ-5000-160 (подача – 5000 м³/ч, напор – 160 м вод ст или 1,57 МПа) и другие.

Основным отличительным признаком сетевых насосов является количество ступеней, по которому сетевые насосы делятся на одно- и двухступенчатые.

Трубопроводы и арматура тепловых сетей при рабочей температуре сетевой воды выше 115⁰С независимо от давления должны соответствовать требованиям «Правил устройств и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды».

Основными абонентскими теплопотребляющими установками водяных тепловых сетей являются установки отопления, вентиляции, горячего водоснабжения.

Пьезометрические графики

При проектировании и эксплуатации разветвленных тепловых сетей широко используется пьезометрический график, на котором в конкретном масштабе нанесены рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в сети; по нему легко определить напор (давление) и располагаемый напор (перепад давлений) в любой точке системы.

На пьезометрических графиках величины гидравлического потенциала выражены в единицах напора. Напор и давление связаны зависимостью:

Н=р/γ,

где: γ—плотность воды.

Для практических расчётов принято, что 10 кПа (1000 кгс/м²) соответствует одному метру водяного столба.

Рис. 3.1.

Пьезометрический график представляет собой графическое изображение напоров в тепловой сети относительно местности, на которой она проложена. На пьезометрическом графике в определённом масштабе наносят рельеф местности, высоту присоединённых зданий, величины напоров в сети. На горизонтальной оси графика откладывают длину сети, а на вертикальной оси –напоры. Линии напоров в сети наносят как для рабочего, так и для статического режимов.

Пьезометрический график строится следующим образом (рис. 3.1):

1. Принимая за нуль отметку самой низкой точки тепловой сети, наносят профиль местности по трассе и ответвлений, отметки земли которых отличаются от отметок магистральных теплосетей. На профиле проставляют высоты присоединённых зданий.

2. Наносят линию S—S, определяющую статический напор в системе, то есть статический режим. Если давление в отдельных точках системы превышает пределы прочности, то необходимо предусмотреть подключение отдельных потребителей по независимой схеме или деление тепловых сетей на зоны с выбором для каждой зоны своей линии статического напора. В узлах деления устанавливают автоматические устройства рассечки и подпитки тепловой сети.

Напомню: В закрытых системах теплоснабжения установки горячего водоснабжения присоединяются к тепловой сети только через водо-водяные подогреватели, то есть по независимой схеме.

3. Наносят линию А-Б пьезометрического графика напоров обратной магистрали. Уклон линии определяют на основании гидравлического расчёта тепловой сети. Высоту расположения линии напоров на графике выбирают требований к гидравлическому режиму, о котором позже будем говорить. При неровном профиле трассы не всегда возможно одновременно выполнять требования заполнения верхних точек систем теплопотребления, не превысив допустимые давления. В этих случаях выбирают режим, соответствующий прочности нагревательных приборов, а отдельные системы, залив которых не будет обеспечен вследствие низкого расположения пьезометрической линии обратного трубопровода, оборудуют индивидуальными регуляторами.

Линия пьезометрического графика обратного трубопровода магистрали в точке пересечения с ординатой, соответствующей началу теплосети, определяют необходимый напор в обратном трубопроводе водоподогревательной установки (на входе сетевого насоса, точка А), обеспечиваемый подпиточным насосом.

4. Наносят линию В—Г пьезометрического графика подающей магистрали. Уклон линии определяют на основании гидравлического расчёта тепловой сети. При выборе положения пьезометрического графика учитывают предъявляемые к гидравлическому режиму требования и гидравлические характеристики сетевого насоса. Линия пьезометрического графика подающего трубопровода в точке пересечения с ординатой, Соответствующей началу теплосети, определяет требуемый напор на выходе из подогревательной установки (точка Г). Напор в любой точке теплосети определяется величиной отрезка между данной точкой и линией пьезометрического графика подающей или обратной магистрали.

Примерный пьезометрический график и схема теплосети показаны на рис. 3.2.

3.2.

В системах теплоснабжения с тепловыми сетями большой протяжённости и сложным профилем теплотрассы требования гидравлического режима могут быть обеспечены за счёт подкачивающих насосных и дроссельных станций на подающем и обратном трубопроводах (рис. 3.3 и 3.4.).

Для закрытой системы теплоснабжения с установленными регуляторами постоянства расхода сетевой воды на отопление (РР) и температуры воды в системах горячего водоснабжения (ГВС) необходимый напор сетевых и подкачивающих насосов определяют при расчётном расходе теплоносителя по следующей формуле: Н_н=Н_г+Н_с+Н_п,

где: Н_н—расчётные потери напора в водоподогревательной установке источника теплоты, м;

Н_г—суммарные расчётные потери напора в подающем и обратном трубопроводах в тепловой сети до более отдалённого потребителя, м;

Н_п—расчётные потери напора в тепловом пункте и в местной системе потребителя, м.

3.4.

3.3.

Подачу сетевых и подкачивающих насосов в этих условиях определяют по расчётному расходу теплоносителя, учитывающему максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение всех потребителей со смешанной и параллельной схемам включения подогревателей.

При отсутствии регуляторов постоянства расхода сетевой воды на отоплении, но при установке регуляторов постоянства температуры воды в системах горячего водоснабжения максимальную (расчётную) подачу сетевых насосов определяют по такому расходу:

G_ПНД=G_обр.=(1-0,45 _м) ,

где: расчётный расход сетевой воды по системе теплоснабжения на отопление и вентиляцию, т/ч;

максимальный расход сетевой воды по системе теплоснабжения на горячее водоснабжение, т/ч;

_м--максимальное отношение расхода сетевой воды на горячее водоснабжение к расчётному расходу теплоносителя на отопление и вентиляцию по системе теплоснабжения в целом.

Эта формула может применяться при величине коэффициента часовой неравномерности для системы теплоснабжения при величинах от 2 до 2,4.

Необходимый напор сетевых насосов при отсутствии регуляторов расхода у потребителей нужно определять по формуле Н_н=Н_г+Н_с+Н_п, а напоры подкачивающих насосных станций выявляют при расходе воды по сети, найденном по формуле G_ПНД=G_обр.=(1-0,45 _м)  с учётом потерь напора в подогревательной установке источника теплоты.

Напор подпиточных насосов в закрытой системе теплоснабжения определяют из условия поддержания в водяных тепловых сетях статического режима. Величина принятого напора проверяется для условий работы сетевых насосов в отопительный и летний периоды года, когда работает только система горячего водоснабжения, а отопление отключено.

Подача подпиточных насосов в один час должна составлять 0,75% объёма воды в трубопроводах тепловой сети и в присоелинённых к ним системам отопления и вентиляции зданий, а при наличии транзитных магистралей длиной более одного километра от источника теплоты (ТЭЦ или котельной) к этой величине подачи дополнительно добавляется расход, равный 0,5% объёма воды в транзитных магистралях в один час.

⇐ Предыдущая21222324252627282930Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: