Вступ та загальна характеристика систем теплопостачання - раздел Образование, Вступ та загальна характеристика систем теплопостачання
В Курсі «Джерела І Системи Теплопостачання», Який Вивчають Ст...
В курсі «Джерела і системи теплопостачання», який вивчають студенти спеціальності «Холодильні машини та установки» за напрямом підготовки 6.050604 «Енергомашинобудування», викладені основні положення, пов'язані з одержанням теплоти з органічного палива в топках парових і водогрійних котлів, генерації енергетичної та технологічної пари та гарячої води та їх подальшого використання для виробництва електричної енергії та забезпечення споживачів тепловою енергією.
Даний курс базується на знаннях, одержаних студентами при вивченні курсів «Загальна хімія», «Технічна термодинаміка», «Тепломасообмін», «Теплотехнологічні процеси і установки».
Після вивчення даного курсу студент повинен:
знати основні характеристики енергетичних палив і способів їх спалювання, основні технологічні і конструктивні характеристики елементів парових і водогрійних котлів, основні технологічні схеми виробництва теплової і електричної енергії, характеристику основних побутових споживачів теплової енергії та раціональних схем їх приєднання до теплових мереж;
уміти визначити економічну ефективність комбінованого виробітку теплової та електричної енергії вТЕЦ; визначати витрату теплоти на основні види побутового тепло споживання, на виробництво теплової і електричної енергії турбогенераторами з коденсаційними та протитисковими паровими турбінами; основні засади вибору схеми підготовки живильної води для парових та водогрійних котлів; визначати розрахункову витрату води на абонентський ввід залежно від схеми його підключення до теплової мережі.
Комплекс установок, пристроїв і систем, призначених для виробництва, транспортування і раціонального використання теплової енергії, являють собою систему теплоенергопостачання.
Таким чином до складу системи теплоенергопостачання входять:
1. джерело теплоти, в якому хімічна енергія палива перетворюється в теплову енергію, яка сприймається теплоносієм мережі теплопостачання;
2. система транспорту теплоносія від джерела до споживачів та, якщо теплоносій вода, – транспорту води від споживачів теплоти до джерела;
3. установки та схеми їх приєднання до теплових мереж, що забезпечують раціональне використання теплоти.
Системи теплопостачання можуть бути:
- централізованими, коли постачання теплоти до багатьох споживачів здійснюється з одного джерела;
- груповими, коли певна, відносно невелика, група споживачів одержують теплову енергію від одного джерела (будинкова котельня, чи одна котельня на декілька будинків);
- індивідуальними, коли кожен споживач (абонент) має власне джерело теплової енергії (квартирні опалювальні пристрої).
В централізованих системах теплопостачання джерелом теплової енергії необхідної кількості і потенціалу можуть бути:
- котельні, оснащені паровими чи водогрійними котлами;
- теплоелектроцентралі (ТЕЦ), в яких централізація теплопостачання поєднана зі спільним виробленням теплової та електричної енергії.
Розрізняють ТЕЦ, оснащені паровими турбінами, після яких вся відпрацьована пара використовується для теплозабезпечення споживачів – це як правило, промислові ТЕЦ, оснащені паровими турбінами з протиском (тиск пари на виході з проточної частини турбін перевищує атмосферний тиск). В таких турбінах кількість виробленої електроенергії жорстко пов’язана з кількістю пари, що виходить після турбіни і надходить до споживачів (див.рис.1-1).
Інші ТЕЦ оснащуються конденсаційними паровими турбінами з теплофікаційними відборами пари з турбін. В таких турбінах абсолютний тиск пари на виході з них складає біля 0,035÷0,05 бар, а її температура насичення близька до 30°С (див. рис.1-2).
В парових турбінах, як складових турбогенераторної установки ТЕЦ, теплова енергія пари, що надходить в турбіну, перетворюється в механічну енергію обертання ротора турбіни, яка через жорстку муфту, напряму чи через редуктор передається ротору генератора. Ротор генератора має обмотку, в яку надходить постійний струм від генератора постійного струму – збудника, що є невід’ємною частиною турбогенератора, ротор якого жорсткою муфтою зв’язаний з ротором генератора. Вироблена електроенергія індукується в обмотці статора генератора.
1.1 Економічна доцільність комбінованого (теплофікаційного)
Все темы данного раздела:
Виробітку теплової і електричної енергії
В ТЕЦ ,оснащених конденсаційними турбінами з відборами, електрична енергія виробляється за рахунок теплоти двох потоків пари (рис.1-2):
Паливо, що використовується в джерелах систем теплопостачання
В енергетиці використовують органічне і ядерне паливо.
Органічне паливо містить горючі речовини, які здатні активно вступати в реакцію з киснем та мають значне питоме тепловидалення, яке х
Теплота згорання палива
Теплота згорання палива – кількість теплоти, яка виділяється при спалювані одиниці маси чи об’єму палива (кДж/кг чи кДж/м3).
Вища теплота згорання, Qв – це кількість
Технічні характеристики твердого палива
До основних технічних характеристик твердих палив відносять:
1) Зольність. Зольністю називають процентну кількість золового залишку, що залишається після згорання повної п
Технічні характеристики мазутів.
Мазут – це важкий залишковий продукт переробки нафти, він складається з найбільш важких вуглеводів.
До складу мазуту входять також асфальто-смолисті речовини, сірчані і мінеральні сполуки,
Властивості природного газу
В післявоєнний період минулого століття в Україні були відкриті великі родовища природного газу спочатку в Дашаві, пізніше в Шебелінці. Побудовані газопроводи Дашава-Київ-Москва, Шебелінка-Москва,
Стадії горіння різних палив
Процес горіння газу можна умовно розділити на 2 стадії:
- утворення горючої суміші газу і повітря та її початкове нагрівання за рахунок теплоти повітря, що разом з газом н
Приймання, складування і подача твердого палива
Тверде паливо для промислових ТЕЦ та електростанцій надходить у вагонах на розвантажувальну естакаду. Звідси направляється на зберігання в штабелях, або на спалювання в котельню.
Тверде па
Для спалювання в котлах
Мазут надходить з нафтопереробних заводів в цистернах місткістю 60 т на розвантажувальну залізничну естакаду, яка одночасно може прийняти певну кількість цистерн (залежно від потужності електростан
Газопостачання котелень
З магістральних трубопроводів діаметром 700-1420 мм природний газ надходить в газорозподільчі станції (ГРС) для його очистки від механічних домішок, зменшення тиску, обліку витрат і одоризації газу
Шарові топки
В шарових топках спалюється тверде паливо у вигляді кусків. Основне горіння відбувається в шарі, який утворюється кусками палива.
В камерних топках спалюється газ, мазут, а також розмелене
Камерні топки котлів
В камерних топках паливо згорає в об’ємі топочної камери. Природний газ і мазут згоряє в топці у вигляді факелу. Процес горіння стійкий і легко регулюється.
Факельне спалювання твердого па
Розмол палива перед його подачею в топку
Кульобарабанні млини забезпечують максимальне подрібнення палива. Їх застосовують для розмолу твердих палив, що мають низький вихід летючих речовин, найчастіше – для розмолу антрациту-штибу.
Основні схеми генерації пари
На рис. 2-7 наведені принципові схеми генерації пари в парових котлах промислових ТЕЦ і котельнях, в енергетичних котлах теплових електростанцій і в корабельних котельнях.
На принципі бага
Робочі процеси в парогенеруючих трубах парових котлів
Парогенеруючі труби, розташовані в топці котла, сприймають теплоту від факела, в якому горить паливо, радіаційним способом і від гарячих димових газів, що омивають труби.
На інтенсивність
Циркуляційний контур і його основні характеристики
На рис. 2-9 приведена схема циркуляційного контуру екрана котла.
Рушійний і корисний напори циркуляційного контуру
Рушійний напор циркуляції визначається з рівняння:
, Па. (2-28)
В формулі
Парогенеруючі поверхні нагріву котлів
До парогенеруючих поверхонь нагріву котлів відносять екранні поверхні нагріву, розташовані у топці котла, та конвективні поверхні нагріву.
Екранні поверхні нагріву сприймають променеву теп
Пароперегрівники
Пароперегрівники відсутні в парових котлах, що продукують насичену технологічну пару.
Енергетична пара є перегрітою по відношенню до стану насичення, за рахунок чого досягається якомога ви
Схеми включення пароперегрівників
Залежно від взаємного направлення руху димових газів і пари в трубах пароперегрівника розрізняють прямотечійну, протитечійну схему включення конвективних пароперегрівників, а також схеми включення
Регулювання температури перегрітої пари
Температура перегрітої пари в процесі роботи котла залежить від продуктивності котла, інтенсивності тепловіддачі від газів до стінки труб, температури живильної води, яка надходить в барабан котла
Водяні економайзери
У водяних економайзерах нагрівають живильну воду, що надходить після живильних насосів з температурою, близькою до температури в деаераторі (якщо в тепловій схемі ТЕЦ відсутній підігрівник високого
Повітряпідігрівники
Подальше використання теплоти димових газів, що виходять після водяних економайзерів, здійснюють в повітряпідігрівниках, де нагрівається необхідне для спалювання палива повітря, і які встановлюють
Компоновка економайзерів і підігрівників
При спільній установці як хвостових поверхонь котла водяних економайзерів і повітряпі
Каркас і обмурівка котлів
Каркас – це просторова, рамна металева конструкція, яка сприймає на себе вагу всіх елементів котла і передає її на фундамент.
Каркас складається з несучих колон, опорних балок, допоміжних
Арматура парових котлів
До арматури відносять пристрої, призначені для обслуговування, керування і спостерігання за роботою елементів пароводяного тракту котла. Вони приєднуються безпосередньо до елементів котла і знаходя
Гарнітура котлів
Під гарнітурою котлів розуміють пристрої і деталі, необхідні для обслуговування топки і газоходів, а також їх захисту від вибухів димових газів.
До гарнітури відносять:
- завантаж
Підвищення якості насиченої пари
Для барабанних парогенераторів, що продукують енергетичну, тобто перегріту пару, важливе значення має чистота насиченої пари, що відбирається з барабана котла. Вона залежить від досконалості систем
Коефіцієнт корисної дії парового котла
Ефективність використання палива в паровому котлі визначається такими основними чинниками:
1) повнота згорання палива в топочній камері;
2) глибина охолодження продуктів згорання
Аналіз теплових втрат котла
2.8.2.1. Втрати теплоти з димовими газами характеризуються величиною q2,%, значення якої для промислових котлів лежить в межах 4-7%.
Абсолютні втрати теп
Показники якості води
Основними показниками, які характеризують якість сирої, живильної і котлової води є:
а) Сухий залишок, характеризує вміст розчинених і колоїдних неорганічних і частково ор
Очистка води від грубодисперсних домішок.
Грубодисперсні домішки видаляють відстоюванням води в резервуарах або фільтрацією в механічних фільтрах. Часто використовують як відстоювання води, так і її фільтрацію в механічних фільтрах.
Зм’якшення води в катіонітових установках
Зм’якшення освітленої в механічних фільтрах чи водопровідної води здійснюється в катіонітових фільтрах.
Катіонітовий фільтр – це зварний циліндр, що має сферичне верхнє і нижнє дно. Геомет
А) Na-катіонування води.
Катіоніт Na – катіонітових фільтрів має формулу Na2R, де R- складова частина катіоніту, яка приймає участь в катіонному обміні
При проходженні води через ка
Б) Водень (Н)-катіонування води.
В Н-катіонових фільтрах катіоніт має формулу НR.
При проходженні води через шар катіоніту відбуваються такі реакції.
а) із солями карбонатної жорсткості, як приклад:
В) Амоній катіонування води.
При застосуванні Н-катіонування є обов’язковим обладнання кислотного господарства для зберігання H2SO4, приготування регенераційного розчину, його збері
Деаерація живильної води
Застосовують термічний, десорбційний, хімічний спосіб видалення розчинених у воді газів, тобто, деаерацію.
Найширше застосування має термічна деаерація. Термічна деаерація основана на зако
Вибір схеми хімічної очистки води
Норми якості живильної води визначаються “Правилами обладнування і експлуатації парових котлів”.
Так, наприклад, для парових котлів з тиском пари 40 бар загальна жорсткість живильної води
Теплові схеми джерел теплопостачання
Як зазначалось у вступі для великих міських систем теплопостачання є доцільним комбіноване вироблення теплової і електричної енергії, воно дає істотну економію палива при виробленні електричної ене
Характеристика споживачів теплової енергії
Теплове навантаження системи теплоспоживання може бути сезонним і цілорічним.
Сезонне теплове навантаження залежить від температури зовнішнього повітря. До нього відноситьс
Витрата теплоти на теплове навантаження опалення
Кількість теплоти, необхідної для опалення окремої будівлі дорівнює:
Витрати теплоти на вентиляцію
Приблизна витрата теплоти на вентиляцію приміщень, Qв, визначається за формулою
Витрата теплоти на цілорічне теплове навантаження
Типовим побутовим цілорічним тепловим навантаженням є гаряче водопостачання (ГВП).
Середньотижнева годинна витрата теплоти на ГВП житлових будинків
Графік залежності величин теплового навантаження опалення і вентиляцію від температури зовнішнього повітря
На рис. 3-2 наведено в лівій частині графіки зміни теплового навантаження опалення і вентиляції та сумарного теплового навантаження залежно від зовнішньої температури.
Водяні системи теплопостачання
Водяні системи теплопостачання бувають двох типів:
- закритими або замкнутими,
- відкритими або розімкнутими.
В закритих системах вода, що циркулює в тепл
А. Приєднання опалювальних установок до теплової мережі
а.1. Залежна схема приєднання до двохтрубної теплової мережі опалювальної установки наведена на рис. 3-3а.
В залежних системах приєднання тиск в абонентській установці зал
Б. Приєднання установок ГВП до теплових мереж
б.1. Установки ГВП приєднуються до теплової мережі через водо-водяні теплообмінники. Мережева вода з подавальної лінії мережевої води через клапан регулятора температури РТ надходить у водо-водяний
В. Приєднання теплових навантажень опалення і ГВП на одному абонентському вводі
Для сучасних житлових будинків характерним є приєднання на одному абонентському вводі навантаження опалення і гарячого водопостачання.
Принциповими вимогами до схеми приєднання є такі:
А. Приєднання установок ОП і ГВП за принципом незв’язаного регулювання.
На рис. 3-7а наведена схема такого регулювання. Обидва види теплових навантажень забезпечуються незалежно один від одного. Витрата мережевої води в систему опалення не залежить від роботи установки
Б. Приєднання установок ОП і ГВП за принципом зв’язаного регулювання.
На рис. 3-7б наведена схема такого приєднання. В ній постійну витрату води на абонентський ввід забезпечує регулятор РВ. В години великої витрати води на ГВП з подавальної лінії мережі зменшується
Парові системи теплопостачання
Парові системи теплопостачання бувають з поверненням конденсату в ТЕЦ чи котельню та без повернення конденсату.
В опалювальних системах теплопостачання широко застосовуєтьс
Вибір теплоносія і системи теплопостачання
Вибір теплоносія і системи теплопостачання визначається технічними і економічними міркуваннями і залежить головним чином від характеру теплового джерела і виду теплового навантаженн
Регулювання централізованого теплопостачання
В залежності від пункту здійснення регулювання воно може бути:
1. централізованим, реалізується в ТЕЦ чи котельні;
2. групове, здійснюється на групових теплових пі
Гідравлічний розрахунок теплових мереж
Гідравлічний розрахунок виконується з метою:
1) визначення діаметрів мережевих трубопроводів;
2) визначення падіння тиску (напору);
3) визначення тиску (н
П’єзометричний графік теплових мереж
При проектуванні і експлуатації розгалужених теплових мереж використовують п’єзометричний графік, на якому в масштабі наносять рельєф місцевості, висоту приєднаних будівель, напір в мережі. По ньом
Основні вимоги до режиму тисків у водяних теплових мережах
Ці вимоги витікають з необхідності забезпечення надійної роботи всіх елементів системи теплопостачання:
1. Не перевищення допустимих тисків в обладнанні джерела теплопостачання, теплової м
Режим одержання теплоти від ТЕЦ
При забезпеченні надходження від ТЕЦ теплоти, необхідної для опалення, вентиляції та гарячого водопостачання, параметри пари у відборі з теплофікаційних турбін міняються залежно від температури зов
Новости и инфо для студентов