Швачко Н.А. Курс лекций по теплоснабжению промпредприятий (укр) - файл n1.doc

Швачко Н.А. Курс лекций по теплоснабжению промпредприятий (укр)
скачать (823.7 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1605kb.30.01.2006 18:14скачать

n1.doc

  1   2   3
Лекція 1

Характеристика промислових підприємств та теплових навантажень.
На промисловому підприємстві теплоту споживають на опалення, вентиляцію, кондиціонування повітря, гаряче водопостачання та для технологічних потреб.

За призначенням будівлі та споруди промислових підприємств поділяютьна

1.адміністративні будівлі

2.виробничі будівлі, де розташовані цехи для виробництва продукції


3.підсобно-виробничі, де розташовані цехи для обслуговування виробництва (ремонтні, упаковочні та інше)

4.енергетичні будівлі (котельні, компресорні,трансформаторні та ін.)

5.складські приміщення

6.транспортні приміщення (гаражі, депо та ін.)

7.сантехнічні приміщення (ЦТП, насосні, венткамери та ін.)

Споживачами теплоти є системи опалення, вентиляції, гарячого водопостачання та технологічні процеси.

Системи теплопостачання промислових підприємств залежно від потужності та технологічних вимог споживачів теплоти використовують як теплоносій гарячу воду або пар різних параметрів. Потрібно намагатись використовувати, якщо цього не потребують технологічні процеси гарячу воду, як теплоносій. Бо вона має значні переваги порівнюючи з парою.

Наприклад гаряча вода використовується як теплоносій на паперових та текстильних виробництвах для теплопостачань систем опалення, вентиляції, гарячого водопостачання та технологічних процесів. Пара як теплоносій використовується на залізобетонних, цукрових, машинобудівних підприємствах для теплопостачання тільки технологічних процесів. Але якщо витрата теплоти на технологічні потреби порівнюючи з витратою теплоти на санітарно-технічні вимоги значна та за техніко-економічними розрахунками неефективно прокладати паропровід та трубопровід гарячої води для санітарно-технічних вимог також використовують пару та вторинні енергоресурси.

Головні технологічні процеси, які використовують теплоту поділяють на:

1)випарювання – нафтопереробна. Цукрова промисловість, фармакологія. Температура випарювання 50-200°С. Як теплоносій використовують воду, пару, полум’я.

2)сушарка – паперова, текстильна, деревообробна промисловість. Температура – 30-150°С. Як теплоносій використовують пару, гарячу воду, димові гази.

3)нагрівання – консервна промисловість, медицина, виробництво залізобетонних виробів. Температура 20-120°С та більше. Теплоносій гаряча вода, пара.

4)промивка – текстильна, хімічна, металообробна промисловість. Температура – 30-90°С. Теплоносій гаряча вода.

Класифікація систем теплопостачання промислових підприємств


I Залежно від джерела теплоти:

а) централізовані (від ТЕЦ або котельні),

б) децентралізовані.



  1. Рис. 1.1. Схема ТЕЦ

  2. 1.Парогенератор (паровий котел);

  3. 2.Перегріта пара;

  4. 3.Турбіна;

  5. 4.Конденсатор;

  6. 5.Насос;

  7. 6.Відбір насиченої пари з турбіни;

  8. 7.Мережний паро-водяний підігрівач;

  9. 8.Зворотний трубопровід теплової мережі;

  10. 9.Мережний насос;

  11. 10.Пікове джерело теплоти (котел);

  12. 11.Подавальний трубопровід теплової мережі.


Перегріта пара з парогенератора подається на турбіну для виробництва електроенергії. З турбіни відбирається насичена пара, яка використовується для нагрівання мережної води із зворотного трубопроводу. Якщо температура води після підігріву не відповідає температурному графіку, вода догрівається в піковому джерелі теплоти, яке розташоване безпосередньо на ТЕЦ або по трасі теплової мережі.

II Залежно від теплоносія:

а) водяні;

б) парові.

Переваги водяного теплоносія:


Недоліки водяного теплоносія:

Переваги пари, як теплоносія:

Недоліки пари, як теплоносія:

Потрібно завжди намагатися використовувати воду, як теплоносій. Пару використовують лише тоді, коли цього потребує технологічний споживач.

III Залежно від системи збору та повернення конденсату:

а) з поверненням конденсату;

Виготовлення живильної води на джерелі теплоти потребує значних витрат коштів, тому потрібно намагатися повертати конденсат на джерело теплоти, якщо його очищення ефективно за техніко-економічним розрахунком. Конденсат є теплоносій який не містить солей жорсткості та розчинених агресивних газів, а також дозволяє повернути до 15% теплоти, яка міститься в парі.

б) без повернення конденсату.

Системи без повернення конденсату використовуються тільки при техніко – економічному обґрунтуванні, якщо очищення конденсату не ефективне.

IV Залежно від типу баку збору конденсату системи поділяють на:

а) системи з відкритим баком, який використовується при витраті конденсату до 10 т/год;

б) системи з закритим баком.

Рис. 1.2. Схема парового абонентського вводу з закритим

баком збору конденсату.


  1. Паропровід насиченої пари;

  2. Гребінка високого тиску;

  3. Редукційний клапан для зменшення тиску пари;

  4. Гребінка низького тиску;

  5. Пара до технологічних споживачів;

  6. Пара до санітарно – технічних споживачів;

  7. Пароводяний підігрівач системи гарячого водопостачання;

  8. Конденсатовідвідник;

  9. Регулятор тиску в баці збору конденсату;

  10. Повернення конденсату від технологічних та санітарно – технічних споживачів;

  11. Закритий бак збору конденсату в якому підтримується надлишковий тиск;

  12. Конденсаційний насос;

  13. Напірний конденсатопровід;

  14. Емульсійний конденсатопровід;

  15. Пара вторинного скипання;

  16. Регулятор температури води для системи гарячого водопостачання.


Насичена пара подається на гребінку високого тиску з якої розподіляється до технологічних споживачів. За допомогою редукційного клапану тиск пари зменшується, а вона подається на гребінку низького тиску і розподіляється до санітарно – технічних споживачів. Конденсат від гребінок та після споживачів через конденсатовідвідник збирається до закритого баку збору конденсату в якому підтримується надлишковий тиск за допомогою регулятора тиску. Температура конденсату в баці може перевищувати 100, при зменшенні тиску в баці збору конденсату частка конденсату скипає та пара вторинного скипання подається на паро – водяний підігрівач системи гарячого водопостачання (далі ГВП), якщо пари вторинного скипання не вистачає для підігріву водопровідної води до 60 на підігрів обов’язково подається пара з гребінки низького тиску. Якщо рівень конденсату в баці досягає верхньої відмітки вмикаються конденсатні насоси, які перекачують конденсат на джерело теплоти. Коли рівень конденсату досягає нижньої відмітки, конденсатні насоси вимикаються.

Преваги закритого баку збору конденсату:

Недоліки системи з закритим баком збору конденсату:

На промисловому підприємстві рекомендується встановлювати не менше ніж два бака збору конденсату, якщо конденсат незабруднений, та не менше ніж три якщо конденсат потребує контролю за чистотою.

V Залежно від регулювання:

а) з ручним регулюванням;

б) з автоматичним регулюванням.

VI Залежно від тиску (для зовнішніх парових мереж):

  1. Низького тиску до 0,3 МПа;

б) Середнього тиску 0,3...0,9 МПа;

в) Підвищеного тиску 0,9...1,5 МПа;

г) Високого тиску > 1,5 МПа.

VII Залежно від призначення паропроводів:

  1. магістральні;

б) внутріквартальні, які проходять по території промислового підприємства;

в) внутріцехові.

VIII Залежно від стану пари:

а) з насиченою парою;

б) з перегрітою парою.

IX Залежно від кількості трубопроводів:

а) однотрубні;

б) двотрубні;

в) багатотрубні.



Рис. 1.3. Однотрубна парова система теплопостачання

  1. Паропровід;

  2. Технологічний споживач;

  3. Конденсатовідводник;

  4. Конденсатопровід;

  5. Бак збору конденсату;

  6. Система ГВП;

  7. Каналізація;

Рис. 1.4. Трьохтрубна система теплопостачання

1,2. Трубопроводи з різними параметрами теплоносія;

  1. Зворотній трубопровід;

  2. Споживачі.


Лекція 2

Вибір системи теплопостачання промислових підприємств
Вибір системи теплопостачання здійснюється за результатами техніко – економічного обгрунтування.

Теплове навантаження промислового підприємства складається з навантаження системи опалення, вентиляції, гарячого водопостачання та технологічного навантаження.

Навантаження системи опалення та вентиляції є сезонними, а навантаження системи гарячого водопостачання та технологічних об’єктів є цілорічними. Навантаження системи опалення, вентиляції та гарячого водопостачання складають орієнтовно 30% від загального теплового навантаження. Час використання сумарного теплового навантаження складає 3000 – 4000 годин за рік. Це пояснюється значною питомою вагою сезонного навантаження в технологічних процесах.

До теплоємких галузей відносять – хімічну, нафтопереробну, харчову, машинобудівну, та виробництва будівельних матеріалів.

При виборі теплоносія слід вибирати гарячу воду, якщо середня температура теплоносія у споживача дорівнює 100 - 110°С, якщо більша вибирати пар.

При виборі системи теплопостачання промислових підприємств потрібно максимально намагатися використовувати ВЕР. Якщо промислове підприємство не допускає тимчасового відключення від системи теплопостачання у випадку аварій, тобто належать до першої категорії споживачів, потрібно передбачити резервне джерело теплоти. Як резервне джерело теплоти можна використовувати:

При розрахунку теплових навантажень промислових підприємств потрібно враховувати нерівномірність споживання теплоти на промислових підприємствах: добову, годинну, тижневу та річну.

Якщо значну долю теплового навантаження складає парове навантаження технологічних об’єктів слід за техніко-економічними розрахунками вибирати теплоносій пару.

Однак де це можливо слід використовувати гарячу воду, як теплоносій.

В процесі роботи технологічних установок виділяється теплота нагрітого продукту, виходящих газів, пари, гарячої води, які можливо використовувати для енергопостачання.

Режим теплоспоживання систем опалення, вентиляції, гарячого водопостачання, та теплопостачання технологічних процесів значно відрізняються.

Графіки теплоспоживання мають добову, часову нерівномірність, а також нерівномірність залежить від дня тижня та від місяця, сезону та робочої зміни. Нерівномірність витрати теплоти на технологію зв’язана з циклічністю виробництва, неритмічністю роботи, кількості змін та ін.

Теплове навантаження системи опалення та вентиляції залежить від температури зовнішнього повітря та від режиму роботи підприємства.

Теплове навантаження різних споживачів можуть співпадати або ні за часом. Для зрівняння навантажень за часом на промислових підприємствах використовують баки-акамулятори.

Для визначення потужності джерела теплоти потрібно визначити максимальну витрату теплоти за годину, за рік, середню витрату теплоти за найбільш холодний місяць та максимальну витрату теплоти за годину в неопалюваний період.

Вибір здійснюється враховуючи технологічні особливості роботи підприємства. Залежно від цього приймається кільцева або тупикова схема ТМ, та визначається необхідність побудови резервного джерела теплоти.
Регулювання теплових потоків.

Регулювання – це приведення у відповідність режимів використання теплоти і режимів теплоспоживання. Воно залежить від теплового навантаження, від режиму роботи підприємства, та від режиму роботи джерела теплоти.

Для Т/Н пара на джерелі теплоти підтримується тільки тиск і температура, а кількісне регулювання здійснюється безпосередньо біля споживача.

Для Т/Н вода здійснюється центральне якісне регулювання на джерелі теплоти температури і витрати. Додаткове кількісне регулювання здійснюється на ЦТП.

Для підвищення надійності роботи теплової мережі використовують секційні засувки і перемички.

Теплові навантаження

Визначення теплових навантажень за укрупненими показниками.
Теплові навантаження промислових об’єктів визначають для кожного окремого споживача системи опалення, вентиляції, ГВП та технологічного споживача. Теплові навантаження санітарно – технічних споживачів визначаються за відповідними проектами, якщо проекти відсутні – визначаються за укрупненими показниками.


  1. Тепловий потік на опалення для окремо розташованих будівель визначають за формулою:

Qomax = *qоп*V * (ti - to ), (2.1)

де  - коефіцієнт, який враховує нагрівання повітря, яке надходить в будівлю з інфільтрацією;  = 1,05...1,1

qоп – характеристика опалення, яка залежить від об’єму будівлі, призначення будівлі, а також від розрахункової температури зовнішнього повітря на опалення:

qоп = *qо Вт/м3*С, (2.2)

де  - коефіцієнт, який залежить від to;

qо – наведено в таблицях, залежить від призначення будівлі і об’єму, Вт*м3/град;

V – об’єм за зовнішнім обміром, м3;

ti – розрахункова температура внутрішнього повітря, °С;

to - розрахункова температура зовнішнього повітря на опалення, °С.

  1. Тепловий потік на вентиляцію визначають за формулою:


Qv max = qv*V * (ti - to ), (2.3)

де qv – характеристика на вентиляцію, яка залежить від типу та об’єму будівлі, Вт/м3 С;

  1. Тепловий потік на гаряче водопостачання визначають за формулою:

Qh max = qoh,hmax* * c(th – tc ), (2.4)
де N – кількість душових сіток;

T3 – час зарядки бака-акумулятора;

qoh,hmax – норма витрати води на 1 душову сітку за годину максимального водоспоживання;

 - густина води, ( = 1000);

с – теплоємність води, Дж/кг С;

th = 55 – температура гарячої води;

tc – температура холодної води в опалювальний період (tc=+5).

Якщо на промисловому підприємстві встановлено більше ніж 10 душових сіток слід встановлювати баки-акумулятори гарячої води. Об’єм баків-акумуляторів визначається з умови, що час зарядкибаку Тз дорівнює

  1. Тепловий потік на технологію визначається за даними технологів з урахуванням нерівномірності споживання теплоти або за Формулою:

Qт = qт *П, (2.5)

де qт – питомий тепловий потік на виробництво 1 продукції,

П – кількість однакової продукції за одиницю часу.

  1. Сумарний розрахунковий тепловий потік визначають за формулою:

Q = Qo max + Qv max + Qh max +Qт. (2.6)

Якщо нерівномірність дії технологічних споживачів невідома та графік теплоспоживання відсутній допускається вводити коефіцієнт 0,9 до сумарного розрахунку теплоспоживання

Q = (Qo max + Qv max + Qh max +Qт )*0,9. (2.7)
Розрахункові витрати води та пари

  1. Розрахункова витрата на опалення




Gmax =

Qo max

, (2.8)

с(1.0-2.0)



де 1.0,2.0 - max температура мережної води в подавальному та зворотному трубопроводі.

Штрихом позначаються всі параметри при розрахунковій температурі на опалення.




Do =

Qo max

, (2.9)

і


і – різниця ентальпій.

  1. Розрахункова витрата на вентиляцію




Gmax =

Qv max

, (2.10)

с(1.0-2.0)






Dv =

Qv max

, (2.11)

і




  1. Розрахункова витрата на гаряче водопостачання




Dh =

Qh max

, (2.12)

r


r – питома теплота пароутворення

  1. Розрахункова витрата пари на технологію




Dт =

Qт

=

Qт

, (2.13)

r

і


Витрати пари на технологію визначаються окремо для кожного споживача. Якщо графік нерівномірності споживання пари технологічними споживачами відсутні, то сумарні технологічні витрати пари можна визначити за формулою

Dт = Q1max +0.8 Q2max+Dim, (2.14)

Q1max – споживач, який споживає max кількість пари,

Q2max – другий за величиною споживання пари,

Dim – сума середніх витрат пари всіх споживачів, крім двох найпотужніших.

  1. Сумарну розрахункову витрату теплоносія визначають як суму витрат різними споживачами. Якщо графік нерівномірності споживання невідомий, допускається вводити коефіцієнт 0,9:

D = 0.9(Do  +Dv +Dh +Dт ), (2.15)

де Do – витрата пари на опалення;

Dv – витрата пари на вентиляцію;

Dh – витрата пари на гаряче водопостачання;

Dт – витрата пари на технологію.
Лекція 3
  1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации