Виды теплоносителя и потенциала в системах

Выбор теплоносителя и системы теплонабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит главным образом от типа источника теплоты и вида тепловой нагрузки.

Если тепловая нагрузка района состоит только из отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, то при теплофикации применяется обычно двухтрубная водяная система. В тех случаях, когда кроме отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в районе имеется также небольшая технологическая нагрузка, требующая теплоты повышенного потенциала, при теплофикации рационально применение трехтрубных водяных систем. Одна из подающих линий системы используется для удовлетворения нагрузки повышенного потенциала.

В тех случаях, когда основной тепловой нагрузкой района является технологическая нагрузка повышенного потенциала, а сезонная тепловая нагрузка невелика, в качестве теплоносителя применяется обычно пар.

При выборе системы теплоснабжения и параметров теплоносителя учитываются технические и экономические показатели по всем элементам: источнику теплоты, сети, абонентским установкам.

Основные преимущества воды как теплоносителя по сравнению с паром:

1) большая удельная комбинированная выработка электрической энергии на базе теплового потребления;

2) сохранение конденсата на ТЭЦ, что имеет особенно важное значение для электростанций высокого давления;

3) возможность центрального регулирования однородной тепловой нагрузки или определенного сочетания разных видов нагрузки при одинаковом отношении расчетных нагрузок у абонентов, что упрощает местное регулирование;

4) более высокий КПд системы тепло- снабжения вследствие отсутствия в абонентских установках потерь конденсата и пара, имеющих место в паровых системах;

5) повышенная аккумулирующая способность водяной системы.

Основные недостатки воды как теплоносителя:

1) больший расход электроэнергии на перекачку сетевой воды по сравнению с ее расходом на перекачку конденсата в паровых системах;

2) большая «чувствительность» к авариям, так как утечки теплоносителя из паровых сетей вследствие значительных удельных объемов пара во много (примерно 20—40) раз меньше, чем в водяных системах (при небольших повреждениях паровые сети могут продолжительно оставаться в работе, в то время как водяные системы требуют остановки);

3) большая плотность теплоносителя и жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы.

По условиям удовлетворения теплового режима абонентских установок, определяемого средней температурой теплоносителя в абонентских теплообменниках, вода и пар могут считаться равноценными теплоносителями. Только в особых случаях, когда пар используется непосредственно для технологического процесса (обдувка, пропарка и т.д.), он не может быть заменен водой. Потенциал теплоносителя на вводе назначают при разработке местных систем и способов их присоединения. При непосредственном присоединении ( без насосно-подмешивающих устройств) вид и потенциал теплоносителя в тепловой сети определяются требованиями, предъявляемыми режимом работы местных систем. В этом случае режим работы сетей должен учитывать изменение режима работы местных систем; например, тепловая потребность систем отопления и вентиляции зависит от температуры наружного воздуха. Учет потенциала теплоносителя ( его работоспособности) дает возможность в ЭТА или при комбинированном внешнем теплоиспользо-вании распределить затраты на топливо для выработки основной технологической и дополнительной продукции в соответствии с качеством теплоносителя.

Билет №21

1. Регулирование отпуска теплоты в тепловых сетях

Потребность в теплоте, необходимой потребителям, изменяется при перемене:

метеорологических условий;

режимов работы теплопотребляющего оборудования;

состояния воздушной среды в промышленных и жилых зданиях;

характера разбора воды для горячего водоснабжения.

Однако в каждый момент времени потребители должны получать требующееся количество теплоты.

Методика изменения количества теплоты, подаваемой потребителям в соответствии с графиками их теплопотребления, называетсясистемой регулирования отпуска теплоты.

В зависимости от пункта осуществления регулирования различают центральное, групповое, местное и индивидуальное регулирование отпуска теплоты.

Центральное регулирование тепловой нагрузки осуществляется у источника теплоты – на ТЭЦ или котельной.

Групповое – на групповых тепловых подстанциях (ГРП), в тепловых пунктах про­мышленных предприятий.

Местное – на местных тепловых подстанциях (МРП), у нагревательных приборов систем теплопотребления.

Индивидуальное - у потребителей те­плоты на теплоиспользующих приборах.

Для обеспечения высокой экономичности теплоснабжения следует применять комбинированное регулирование.

Отпуск теплоты на отопление регулируется тремя методами: качественным, количественным, качественно-количественным.

При качественном методе- изменяют температуру воды, подаваемую в тепловую есть (систему отопления) при неизменном расходе теплоносителя.

При количественном- изменяют расход теплоносителя при неизменной температуре.

При качественно-количественномодновременно изменяют температуру и расход теплоносителя.

В настоящее время отпуск теплоты системам отопления регулируют в основном качественным методом, т.к. при постоянном расходе воды системы отопления в меньшей степени подвержены разрегулировке

2. Расчет водоструйных насосов-элеваторов

Расчетный диаметр горловины элеватора, мм, определяется по формуле:

(1)

Где:
Gр - расчетный расход сетевой воды, т/час;
U_см - расчетный коэффициент смешения элеватора;
h - потери напора в системе отопления при расчетном расходе смешанной воды, м.
Если располагаемый напор перед элеватором строго соответствует значению, определяемому по формуле:

H_э =1,4 h (1 + U_см )² (2)

Где:
h - потери напора в системе отопления при расчетном расходе теплоносителя, м;
U_см - расчетный коэффициент смешения элватора;
То необходимый диаметр сопла, мм, определяется по формуле:

(3)

или:

(4)

Обычно, располагаемый напор перед элеватором больше или меньше определяемого по формуле (2) и диаметр сопла расчитывается исходя из условий гашения всего располагаемого напора. В этом случае диаметр выходного сечения сопла, мм, определяется по формуле:

(5)

Где:
Н - располагаемый напор, м.
Во избежание вибрации и шума, которые обычно возникают при работе элеватора под напором, в 2 - 3 раза превышающим требуемый, часть этого напора рекомендуется гасить дроссельной диафрагмой, устанавливаемым перед монтажным патрубком до элеватора.
При выборе номера элеватора по расчетному диаметру его горловины следует выбирать стандартный элеватор с ближайшим меньшим диаметром горловины, так как завышенный диаметр риводит к резкому снижению КПД элеватора.

Соответствие фактического расхода сетевой воды расчетному при отсутствии приборов учета (расходомеров) с достаточной для практики точностью определяется по формуле

(6)

Где:
y = Gф/Gр — отношение фактического расхода сетевой воды, поступающей в отопительную систему, к расчетному;
t^'₁, t^'₃ и t^'₂ — замеренные на тепловом вводе температуры воды соответственно в подающем трубопроводе, смешанной и обратной, гр.С;
t₁, t₂ и t₃ —температуры воды соответственно в подающем трубопроводе, смешанной и обратной по температурному графику при фактической температуре наружного воздуха, гр.С;
t^'_в и t_в — фактическая и расчетная температуры воздуха внутри помещений;
Для систем теплопотребления жилых и административных зданий, подключенных к тепловой сети без подмешивающих устройств, а также для отопительно-рециркуляционных калориферных установок по формуле:

(7)

3. Достоинства и недостатки качественного метода регулирования

Качественное регулирование.

Преимущество: стабильный гидравлический режим тепловых сетей.

Недостатки:

■ низкая надежность источников пиковой тепловой мощности;

■ необходимость применения дорогостоящих методов обработки подпиточной воды теплосети при высоких температурах теплоносителя;

■ повышенный температурный график для компенсации отбора воды на ГВС и связанное с этим снижение выработки электроэнергии на тепловом потреблении;

■ большое транспортное запаздывание (тепловая инерционность) регулирования тепловой нагрузки системы теплоснабжения;

■ высокая интенсивность коррозии трубопроводов из-за работы системы теплоснабжения большую часть отопительного периода с температурами теплоносителя 60-85 ОС;

■ колебания температуры внутреннего воздуха, обусловленные влиянием нагрузки ГВС на работу систем отопления и различным соотношением нагрузок ГВС и отопления у абонентов;

■ снижение качества теплоснабжения при регулировании температуры теплоносителя по средней за несколько часов температуре наружного воздуха, что приводит к колебаниям температуры внутреннего воздуха;

■ при переменной температуре сетевой воды существенно осложняется эксплуатация компенсаторов.

Билет №22