Глава 1 классификация систем теплоснабжения. Источники теплоты
§ 1.1. Классификация систем теплоснабжения
В зависимости от размещения источника теплоты по отношению к потребителям системы теплоснабжения разделяются на два вида:
1) централизованные;
2) децентрализованные.
1) Процесс централизованного теплоснабжения состоит из трех операций: подготовки, транспорта и использования теплоносителя.
Подготовка теплоносителя производится в специальных теплоподготовительных установках на ТЭЦ, а также в городских, районных, групповых (квартальных) или промышленных котельных. Транспортируется теплоноситель по тепловым сетям, а используется в теплоприемниках потребителей.
В системах централизованного теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей размещены раздельно, часто на значительном расстоянии, поэтому передача теплоты от источника до потребителей производится по тепловым сетям.
В зависимости от степени централизации системы централизованного теплоснабжения можно разделить на следующие четыре группы:
– групповые – теплоснабжение группы зданий;
– районные – теплоснабжение нескольких групп зданий (района);
– городские – теплоснабжение нескольких районов;
– межгородские – теплоснабжение нескольких городов.
По виду теплоносителя системы централизованного теплоснабжения разделяют на водяные и паровые. Вода используется для удовлетворения сезонной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения (ГВС); пар – для промышленной технологической нагрузки.
2) В децентрализованных системах теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей совмещены в одном агрегате или размещены столь близко, что передача теплоты от источника до теплоприемников может производиться без промежуточного звена – тепловой сети.
Системы децентрализованного теплоснабжения разделяются на индивидуальные и местные.
В индивидуальных системах теплоснабжение каждого помещения (участок цеха, комната, квартира) обеспечивается от отдельного источника. К таким системам относятся печное и поквартирное отопление. В местных системах теплоснабжение каждого здания обеспечивается от отдельного источника теплоты, обычно от местной котельной.
§ 1.2. Тепловые схемы тэц
Большая часть тепловой нагрузки систем централизованного теплоснабжениия РФ удовлетворяется теплотой, получаемой от установленных на ТЭЦ теплофикационных турбоагрегатов, в которых электрическая энергия вырабатывается комбинированным методом.
На современных ТЭЦ, работающих на органическом топливе, устанавливаются, как правило, теплофикационные турбины единичной мощностью (50÷250 МВт) на высокие и закритические начальные параметры (9,0÷13 МПа и 24 МПа; 555 ○С и 540 ○С) двух типов: 1) конденсационные с отборами пара (0.07÷0,24 МПа) типа Т и (0,8÷1,6 МПа) типа ПТ; 2) с противодавлением (0,4÷4,0 МПа) типа Р. Ha атомных ТЭЦ применяют конденсационные турбины электрической мощностью до 500 МВт с отборами пара на параметры 6÷6,5 МПа.
1) Тепловая схема ТЭЦ с турбинами типа ПТ
На рис. 1.1 показаны принципиальные тепловые схемы ТЭЦ на органическом топливе с начальными параметрами 13 МПа, 555 ○С, оборудованные конденсационными турбинами с отборами пара.
В теплоподготовительной установке ТЭЦ с турбинами типа ПТ (рис. 1.1, а) от турбины 2, на валу которой находится электрогенератор 3, отработавший пар отводится для централизованного теплоснабжения при двух давлениях.
Отработавший пар повышенного давления (примерно 0,8÷1,6 МПа) отводится из производственного отбора турбины. Этот пар через коллектор 19 подается по паровым сетям потребителям и используется ими главным образом для технологических целей. В качестве резерва, на случай остановки турбины, предусмотрена подача пара в коллектор 19 из котла 1 через РОУ 27. Конденсат от потребителей поступает на ТЭЦ через коллектор 18. Сначала конденсат подается для контроля в сборный бак 26, а затем из него с помощью конденсатного насоса 21 перекачивается через регенеративные подогреватели низкого давления (ПНД) 22 в станционный деаэратор 23.
Отработавший пар низкого давления (около 0,05÷0,25 МПа) отводится из теплофикационных отборов турбины. Этот пар используется на ТЭЦ для подогрева сетевой воды, циркулирующей в тепловой сети.
На ТЭЦ подогрев сетевой воды зимой проводится обычно в двух или трех последовательно включенных ступенях подогрева. На схеме (рис. 1.1, а) подогрев сетевой воды производится при использовании для деаэрации подпиточной воды атмосферного деаэратора. Такая схема применяется обычно в закрытых системах теплоснабжения, в которых подпитка сетевой воды невелика.
Возвращаемая из сети охлажденная вода поступает через обратный коллектор 15 в бустерный (вспомогательный) насос 8 и подается им в трубный пучок 17 конденсатора для предварительного подогрева сетевой воды (в зимнее время) отработавшим паром, поступающим в конденсатор 4. Из трубного пучка конденсатора сетевая вода поступает в два последовательно включенных сетевых подогревателя 5 и 6, питаемых паром из нижнего и верхнего теплофикационных отборов. Затем сетевая вода поступает в сетевой насос 9 и подается им непосредственно или зимой через пиковый водогрейный котел 7 в подающую магистраль тепловой сети через коллектор 16. Летом сетевая вода идет только на ГВС, подогревается паром второго теплофикационного отбора (0,5÷1,5 кгс/см2).
Конденсат отработавшего пара забирается из конденсатора 4 конденсатным насосом 20 и подается им через регенеративные подогреватели низкого давления (ПНД) 22 в деаэратор 23, откуда деаэрированная вода питательным насосом 24 подается через систему регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД) 25 в водяной экономайзер котла 1.
В водяных тепловых сетях утечка пополняется химически очищенной деаэрированной водой (подпиточной водой). Для этой цели вода из водопровода поступает на химводоочистку 10, откуда подается насосом 14 в атмосферный деаэратор 11, обогреваемый отработавшим паром из турбины. Из деаэратора вода поступает в подпиточный насос 12 и подается им через регулирующий клапан 13 во всасывающую линию бустерного насоса 8. Импульсом для регулятора подпитки является давление в одной из точек циркуляционного контура тепловой сети. Наиболее удобно импульс давления брать от какой-либо точки на перемычке, соединяющей нагнетательный и всасывающий патрубки сетевого насоса 9. Когда расход утечки превышает расход подпитки, давление в импульсной точке понижается. Это приводит к раскрытию регулирующего клапана 13 и увеличению подпитки. Когда утечка становится меньше расхода подпитки, давление в импульсной точке возрастает, клапан 13 прикрывается и подпитка уменьшается.
2) Тепловая схема ТЭЦ с турбинами типа Т
Теплоподготовительная установка ТЭЦ, схема которой показана на рис. 1.1 б, оборудована вакуумными деаэраторами подпиточной воды. Такие установки применяются обычно в открытых системах теплоснабжения, в которых расход подпиточной воды большой. Сырая холодная водопроводная вода, предназначенная для подпитки сети, подогревается отработавшим паром, в трубном пучке 17 конденсатора турбины до 30 ÷ 35 °С. Затем эта вода проходит через химводоочистку 10, а из нее подается насосом 14 в вакуумный деаэратор 11. В качестве греющей среды в вакуумном деаэраторе используется вода повышенной температуры, из напорной линии после сетевого насоса 9. Деаэрированная вода забирается подпиточным насосом 12 из бака деаэратора 11 и подается через регулятор подпитки 13 во всасывающую линию бустерного насоса 8 или в аккумулятор горячей воды (на рис. 1.1 б не показан).