Ляликов Б.А. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

101

20. Проверяется расход химически очищенной воды на подпитку

теплосети:

– для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

0,91,21,11

грутхов

=−=−= GGG т/ч;

– для летнего режима

8,29,17,4

грутхов

=−=−= GGG т/ч.

21. Расход теплоты на подогрев сырой воды:

– для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

()

4,0521

98,0

9,13

00116,0

с.в.хов

с.в

с..в.

=−== − tt

МВт;

– для летнего режима

()

1,0153,21

98,0

9,5

00116,0

с.в.хов

с.в

с..в.

=−== − tt

МВт.

22. Расход теплоты на подогрев химически очищенной воды:

– для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

()

2,08,494,70

98,0

00116,0

хов

=−== − tt

Q МВт;

– для летнего режима

()

01,08,534,56

98,0

8,2

00116,0

хов

=−== − tt

МВт.

23. Расход теплоты на деаэратор:

– для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

()

1,0104150

98,0

1,2

00116,0

подп

вк

гр

=−== − tt

Q МВт;

– для летнего режима

()

04,0104120

98,0

9,1

00116,0

подп

вк

гр

=−== − tt

Q МВт.

24. Расход теплоты на подогрев химически очищенной воды в ох-

ладителе деаэрированной воды:

– для максимально зимнего режима и наиболее холодного месяца

()

3,0218,49

98,0

00116,0

хов

охл

=−== − tt

Q МВт;

– для летнего режима

()

1,03,218,53

98,0

8,2

00116,0

хов

охл

=−== − tt

Q МВт.

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

102

25. Суммарный расход теплоты, необходимый в водогрейных котлах:

– для максимально зимнего режима

673,004,02,04,06,66

охлдховс..в.

=−+++=−+++=

∑

QQQQQQ МВт;

– для режима наиболее холодного месяца

7,513,004,02,04,05,51

охлдховс..в.

=−+++=−+++=

∑

QQQQQQ МВт;

– для летнего режима

1,121,001,004,01,012

охлдховс..в.

=−+++=−+++=

∑

QQQQQQ МВт.

26. Расход воды через водогрейные котлы:

– для максимально зимнего режима

()

3,720

70150

860860

вк

−

∑

G т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

()

3,720

4,88150

7,51

860860

вк

−

∑

G т/ч;

– для летнего режима

()

208

70120

1,12

860860

вк

−

∑

G т/ч.

27. Расход воды на рециркуляцию:

– для максимально зимнего режима

(

)

()

(

)

()

6,164

3,46150

3,46703,720

под

обр

вк

под

обр

вк

рец

−

−⋅

−

ttG

т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

(

)

()

(

)

()

313

1,41150

1,414,883,720

под

обр

вк

под

обр

вк

рец

−

−⋅

−

ttG

т/ч;

– для летнего режима

(

)

()

(

)

()

5,98

1,24120

1,244,100208

под

обр

вк

под

обр

вк

рец

−

−⋅

−

ttG

т/ч.

28. Расход воды по перепускной линии:

– для максимально зимнего режима

(

)

()

(

)

()

3,46150

1501507,554

под

обр

вк

1вн

пер

−

−⋅

−

ttG

т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

(

)

()

(

)

()

0,196

1,41150

7,1141507,604

под

обр

вк

1вн

пер

−

−⋅

−

ttG

т/ч;

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

103

– для летнего режима

(

)

()

(

)

()

120

1,24120

701203,229

под

обр

вк

1вн

пер

−

−⋅

−

ttG

т/ч.

29. Расход сетевой воды

– для максимально зимнего режима

6,5431,117,554

утвн

обр

=−=−= GGG т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

6,5931,117,604

утвн

обр

=−=−= GGG т/ч;

– для летнего режима

6,2247,43,229

утвн

обр

=−=−= GGG т/ч.

30.Расчетный расход воды через котлы

– для максимально зимнего режима

3,72506,16461,116,543

перрец

под

грут

обр

=−+++=−+++= GGGGGG т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

7,72719631361,116,593

перрец

под

грут

обр

=−+++=−+++= GGGGGG т/ч;

– для летнего режима

8,2081205,9817,46,224

перрец

под

грут

обр

=−+++=−+++= GGGGGG т/ч.

31. Расход воды, поступающей к внешним потребителям по прямой

линии:

– для максимально зимнего режима

6,55206,16461,23,725

перрец

под

гр

=+−−−=+−−−= GGGGGG т/ч;

– для режима наиболее холодного месяца

6,60219631361,27,727

перрец

под

гр

=+−−−=+−−−= GGGGGG т/ч;

– для летнего режима

4,2271205,9819,18,208

перрец

под

гр

=+−−−=+−−−= GGGGGG т/ч.

32. Разница между найденным ранее и уточненным расходом воды

внешними потребителями:

– для максимально зимнего режима

37,0100

7,554

6,5527,554

100

вн

=⋅

−

=⋅

−

– для режима наиболее холодного месяца

35,0100

7,604

6,6027,604

100

вн

=⋅

−

=⋅

−

– для летнего режима

83,0100

3,229

4,2273,229

100

вн

=⋅

−

=⋅

−

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

104

Разница между найденным ранее и уточненным расходами воды че-

рез котлы незначительна (< 0,5 %), поэтому выполненный расчет счита-

ется законченным.

Расчет тепловой схемы котельной для других режимов проводится

аналогично рассмотренному примеру.

В соответствии с расчетом тепловой схемы к установке принима-

ются три котла КВ-ГМ-20. По данным завода-изготовителя мощность

одного котла составляет 23,2 МВт при расходе воды через него 247 т/ч.

Расч

етный расход сетевой воды через один водогрейный котел при мак-

симально зимнем режиме – 725,3/3 = 241,7 < 247 т/ч. В связи с этим, со-

храняя температуру воды на выходе из котлов

вк

t = 150 °С, необходимо

при эксплуатации увеличить расход воды, подаваемой рециркуляцион-

ным насосом, на 5,3 т/ч через каждый котел. Это приведет к увеличе-

нию температуры воды на входе в котел, что несколько уменьшит кор-

розию конвективных поверхностей нагрева котлов, но увеличит расход

электроэнергии на привод рециркуляционного насоса.

При летнем режиме теплоснабжение потребителей будет обеспече-

но одн

им котлом, который будет загружен примерно на 52 %. При ре-

жиме наиболее холодного месяца в работе будет находиться три котла.

В случае выхода из строя одного котла подачу теплоты на вентиляцию

общественных зданий и потребителям второй категории, присоединен-

ных к котельной, придется сократить на 51,5 – 23,2 2 = 5 МВт, что, в со-

ответствии со СНиП, допускается. Поэтому в коте

льной достаточно ус-

тановить три котла, не предусматривая резервного котла.

Характеристики паровых и водогрейных котлов для различных ви-

дов топлива приводятся в Прил. 5 (табл. П.5.1– П.5.5).

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

105

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ЦЕНТРАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА

5.1. Общие положения

Допускается устройство центральных тепловых пунктов (ЦТП) для

присоединения систем теплопотребления одного здания, если для этого

здания требуется устройство нескольких ИТП.

Для промышленных и сельскохозяйственных предприятий, при те-

плоснабжении от внешних источников теплоты и числе зданий более

одного, устройство ЦТП является обязательным, а при теплоснабжении

от собственных источников теплоты необходимость сооружения ЦТП

следует определять в зависимости от конкретных услов

ий теплоснаб-

жения. Мощность ЦТП не регламентируется.

Центральный тепловой пункт (ЦТП) сооружают для нескольких зда-

ний квартала или микрорайона, что позволяет вынести циркуляционные

насосы систем горячего водоснабжения и весь узел приготовления горя-

чей воды из подвалов домов в отдельно стоящее здание. Отопительные

системы в каждом здании пр

исоединяют к квартальной сети через элева-

торы или через групповые водонагреватели. Применение ЦТП позволяет

снизить давление в тепловых сетях после ЦТП, освобождает значительное

число обслуживающего персонала и улучшает качество обслуживания,

сокращает количество автоматических регуляторов.

Для жилых и общественных зданий необходимость устройства

ЦТП определяется конкретными условиями теплоснабжения района

строительства на о

сновании технико-экономических расчетов. В закры-

тых системах теплоснабжения рекомендуется предусматривать один

ЦТП на микрорайон или группу зданий с расходом теплоты в пределах

12–35 МВт (по сумме максимального теплового потока на отопление

и среднего теплового потока на горячее водоснабжение).

При теплоснабжении от котельных мощностью 35 МВт и менее ре-

комендуется предусматривать в зданиях только ИТП.

Тепло

снабжение промышленных и сельскохозяйственных пред-

приятий от ЦТП, обслуживающих жилые и общественные здания, пре-

дусматривать не рекомендуется.

В состав проекта теплового пункта включается:

• краткое описание схем присоединения потребителей теплоты;

• расчетные расходы теплоты и теплоносителей по каждой системе

(для горячего водоснабжения – средний и максимальный), МВт;

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

106

• виды теплоносителей и их параметры (рабочее давление, МПа,

температура,

°С) на входе и на выходе из теплового пункта;

• давление в трубопроводе на вводе и выводе хозяйственно-

питьевого водопровода, МПа;

• тип водоподогревателей, поверхность их нагрева, м

, число секций

или пластин по ступеням нагрева и потери давления по обеим средам;

• тип, количество, характеристики и мощность насосного оборудо-

вания.

• количество и установленную вместимость баков-аккумуляторов

горячего водоснабжения и конденсатных баков, м

;

• тип и число приборов регулирования и приборов учета количест-

ва теплоты и воды, потери давления в регулирующих клапанах;

• установленную суммарную мощность электрооборудования,

ожидаемое годовое потребление тепловой и электрической энергии;

• общую площадь, м

, и строительный объем, м

, помещений теп-

лового пункта.

5.2. Методика расчета подогревательных установок

5.2.1. Водоводяные подогреватели отопительных установок

Задачей расчета независимой схемы присоединения является опре-

деление поверхности нагрева и числа секций подогревателя.

Алгоритм расчета скоростного подогревателя следующий:

1. Задается скорость нагреваемой воды (v

= 0,5 ÷ 2 м/с) и опреде-

ляется площадь сечения трубок

тр

3600

, м

(5.1)

где G

– расход воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч (опре-

деляется по тепловой мощности системы отопления);

– плотность воды в системе отопления.

2. По полученному значению f

тр

выбирается ближайший типораз-

мер подогревателя и основные его характеристики: внутренний диаметр

корпуса – D

, число трубок – z, наружный и внутренний диаметр трубок

– d

, поверхность нагрева одной секции – S, площадь живого сечения

трубок и межтрубного пространства – f

тр

и f

мт

3. Так как у выбранного подогревателя площадь живого сечения

трубок будет отличаться от рассчитанной, то необходимо уточнить ско-

рость нагреваемой воды

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

107

ст

тр

3600

, м/с.

(5.2)

4. Определяется скорость греющего теплоносителя

ст

мт

3600

, м/с,

(5.3)

где G

– расход сетевой воды, кг/ч, который может быть определен из

теплового баланса подогревателя.

5. Определяются коэффициенты теплоотдачи для греющей и нагре-

ваемой среды:

(

)

0,2

экв

8,0

срср

048,03,23

1430

−+=

, Вт/(м

°С),

(5.4)

где t

ср

– среднее значение температуры теплоносителя в подогревателе,

определяемое как

(

)

кн

ср

= , °С,

(5.5)

где t

, t

– температура теплоносителя соответственно на входе и выходе

из подогревателя,

°С;

v – скорость движения теплоносителя, м/с;

экв

d – эквивалентный диаметр, который для нагреваемой воды ра-

вен внутреннему диаметру трубок, а для греющей воды определяется по

формуле

экв

−

, м,

(5.6)

где z – число трубок в подогревателе.

6. Определяется коэффициент теплоотдачи подогревателя

αα

гх

, Вт/(м

К),

(5.7)

где

μ – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок; при-

нимают по табл. 5.1.

Таблица 5.1

Характеристики поверхности теплообмена

Коэффициент

Чистые чугунные трубки 1

Стальные трубки, зачищенные до блеска 1

Латунные трубки, работающие на чистой воде 0,8–0,85

То же, работающие на загрязненной воде при возможном

образовании минеральных и органических отложений

0,65–0,75

Стальные трубы, покрытые тонким слоем окислов или накипи 0,67–0,7

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

108

7. Определяется среднелогарифмический температурный напор

Δt

ср

, °С.

8. Определяется поверхность нагрева подогревателя

ср

, м

(5.8)

где Q – расчетная тепловая нагрузка, Вт.

9. Определяется число секций подогревателя

= , шт.

(5.9)

Поскольку центральное регулирование отпуска теплоты осущест-

вляется по преобладающей отопительной нагрузке, расчет подогревате-

лей, подключенных по независимой схеме, не вызывает затруднений.

Сложнее обстоит дело с расчетом подогревателей горячего водо-

снабжения. Подключение их к тепловым сетям на тепловых пунктах

осуществляется в зависимости от соотношения максимального часового

расхода теплоты на горячее водоснабжение Q

max

и расчетного расхода

теплоты на отопление Q

– при Q

max

≥ 1,2 применяется параллельная схема;

– при 0,6

< Q

max

< 1,2 применяется двухступенчатая смешанная

схема;

– при 0,1

≤ Q

max

≤ 0,6 применяется двухступенчатая последова-

тельная схема.

Каждая схема имеет свои особенности расчета. Определение по-

верхности подогревателей и количества для всех схем осуществляется

по единому алгоритму, описанному выше. Индивидуальным является

распределение температур теплоносителей и тепловых нагрузок по сту-

пеням.

Подогреватели горячего водоснабжения должны обеспечивать за-

данную теплопроизводительность при любых температурных режимах

сетевой воды. Наи

более неблагоприятный режим соответствует точке

излома температурного графика регулирования. Поэтому при всех схе-

мах подключение их к тепловым сетям производится по параметрам се-

тевой воды, соответствующим точке излома.

Исходными данными для расчета подогревателей обычно являют-

ся: максимальный расход воды на горячее водоснабжение Q

max

; расчет-

ные температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях

при расчетной на отопление температуре наружного воздуха

и τ

;

температуры холодной и горячей воды t

и t

; расчетная отопительная

нагрузка Q

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

109

5.2.2. Тепловой пункт с параллельным подключением

подогревателей

При параллельном подключении подогревателей горячего водо-

снабжения расход сетевой воды равен сумме расходов воды на отопле-

ние и горячее водоснабжение.

Расчетную теплопроизводительность подогревателя горячего водо-

снабжения принимают равной максимальной тепловой нагрузке при от-

сутствии баков-аккумуляторов или средней нагрузке горячего водо-

снабжения при наличии аккумуляторов.

Расчетные расходы воды определяются по формулам:

– сет

евой воды на горячее водоснабжение

()

−

ии

гв

рг

3600

, кг/ч;

(5.10)

– водопроводной воды

()

−

хг

гв

рвв

3600

, кг/ч,

(5.11)

где

'''

– температуры сетевой воды в подающей и обратной магист-

ралях в точке излома температурного графика регулирования,

°С.

Необходимая поверхность нагрева определяется аналогично ото-

пительным подогревателям.

5.2.3. Тепловой пункт с двухступенчатым смешанным

подключением подогревателей

Особенностью двухступенчатого смешанного подключения по-

догревателей горячего водоснабжения является использование теплоты

воды после системы отопления в первой по ходу нагреваемой воды сту-

пени. Это позволяет снизить расход сетевой воды на нужды горячего

водоснабжения по сравнению с параллельной схемой. Отработанная се-

тевая вода II-й ступени смешивается с водой после системы отопления

и также н

аправляется в I-ю ступень.

Расчет подогревателей при смешанной схеме включения произво-

дится из условия, что температура сетевой воды на выходе из II-й сту-

пени равна температуре воды после системы отопления (

2г

= τ

), а не-

догрев водопроводной воды в I-й ступени подогревателя составляет

Δt

= 5 °С. При этих условиях, когда температура обратной сетевой воды

максимальна (

= 70 °С) нагрев водопроводной воды до τ

= 60÷65 °С

происходит только в I-й ступени.

Выбор расчетной теплопроизводительности производится так же,

как и в параллельной схеме. Расчетная тепловая нагрузка горячего во-

доснабжения распределяется на обе ступени подогревателя:

Источники и системы теплоснабжения промышленных

предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –

2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

110

QQQ

гвc

, Вт.

(5.12)

Тепловая нагрузка на I-ю ступень определяется по формуле

хг

хпи

гв

−

, Вт,

(5.13)

где t

пи

– температура водопроводной воды после I-й ступени при точке

излома температурного графика;

'''

20пи

−

= , °С.

(5.14)

Тогда тепловая нагрузка II-й ступени

QQQ

гв

−= , Вт.

(5.15)

В соответствии со схемой подключения подогревателей на II-ю

ступень поступает сетевая вода в количестве, требующемся на нужды

горячего водоснабжения

− G

рг

, а на I-ю ступень поступает вода после

системы отопления G

ро

и после II-й ступени подогревателя − G

рг

Таким образом, расчетные расходы воды, определяются по формулам:

– сетевой воды на нужды горячего водоснабжения

()

ττ

3600

'''

рг

−

, кг/ч;

(5.16)

– сетевой воды

на нужды отопления

()

ττ

3600

2010

ро

−

, кг/ч;

(5.17)

– cетевой воды

на I-ю ступень

GGG

роргрI

= , кг/ч;

(5.18)

– cетевой воды

на II-ю ступень

ргрII

, кг/ч.

(5.19)

Здесь

10,и

, τ

20,и

– температуры сетевой воды в подающей и обрат-

ной магистралях в точке излома графика регулирования, а

и τ

– при

расчетных условиях.

Температура сетевой воды после I-й ступени подогревателя опре-

делится из уравнения теплового баланса этой ступени

(

)

()

ττ3600

ττ

2010

'''

10рI

−

⋅

−

, Вт,

(5.20)

откуда

рI

'''

202

3600

ττ

'''

⋅

−=

, °С.

(5.21)

Таким образом, зная температуры теплоносителей на входе и вы-

ходе, вычисляются среднелогарифмические температурные напоры. Да-