![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Водяные системы теплоснабжения
Водяные системы различают по числу теплопроводов, передающих воду в одном направлении: · однотрубные; · двухтрубные; · трехтрубные; · многотрубные. В однотрубной системе теплоснабжения теплоноситель полностью используется у потребителей и не должен возвращаться в районную котельную или на ТЭЦ (пример - централизованное снабжение горячей водой на бытовые цели). Двухтрубные системы теплоснабжения - системы, состоящие из двух теплопроводов (подающего и обратного), являются самыми распространенными. Пригодны для снабжения теплотой однородных потребителей, то есть потребителей с отоплением и вентиляцией, работающих по одинаковым режимам. Трехтрубная система теплоснабжения - соединение двухтрубной системы теплоснабжения на нужды отопления и вентиляции с однотрубной системой горячего водоснабжения либо две подающие трубы на отопление и горячее водоснабжение и общая обратная. Четырехтрубная система теплоснабжения - система горячего водоснабжения, которая имеет два теплопровода (второй применяется как вспомогательный для создания циркуляции с целью устранения остывания воды при малом водозаборе), плюс два теплопровода на отопление и вентиляцию. Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения с горячим водоснабжением разделяются на две группы: · открытые системы; · закрытые системы. В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, то есть как теплоноситель, но из сетей потребителем не разбирается. В открытых системах вода может частично или полностью разбираться у потребителей горячего водоснабжения. В закрытых системах теплоснабжения установки горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям при помощи водо-водяных подогревателей. В открытых системах осуществляется непосредственное присоединение. Схемы присоединения систем отопления и вентиляции к тепловым сетям могут быть: · зависимые; · независимые. При зависимой схеме вода из тепловых сетей непосредственно поступает в нагревательные приборы систем отопления и вентиляции. При независимой схеме вода из тепловых сетей доходит только до тепловых пунктов местных систем и не попадает в нагревательные приборы, а в специально предусмотренных подогревателях нагревает воду, цркулирующую в системах отопления и вентиляции, и возвращается по обратному теплопроводу к источнику теплоснабжения. Оборудование теплового пункта при зависимой схеме значительно проще и дешевле, чем при независимой. Однако существенный недостаток зависимых схем, состоящий в передаче давления из тепловой сети в местные системы и нагревательные приборы, в ряде случаев заставляет применять независимые схемы присоединения. Они применяются в тех случаях, когда уровень давления в обратном теплопроводе тепловой сети превосходит допускаемый для нагревательных приборов местных систем (чугунные радиаторы выдерживают максимальное избыточное давление 0, 6 МПа), и в некоторых других. В зависимости от характера тепловых нагрузок абонента и режима работы тепловой сети выбираются схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети.
Закрытые системы. На рис. 3 показаны различные схемы присоединения систем отопления и горячего водоснабжения в закрытой двухтрубной водяной системе.
По подающему теплопроводу I вода подается к потребителям теплоты, а по обратному теплопроводу II охлажденная вода поступает к источнику. Узлы А, Б, В представляют собой зависимые схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям. Узел А - схема, которая применяется в основном для систем отопления промышленных зданий. При такой схеме температура в подающем теплопроводе тепловой сети не превосходит предела, установленного санитарными нормами для нагревательных приборов. По санитарным нормам вода, поступающая в нагревательные приборы отопительных систем жилых зданий и бытовых помещений промышленных зданий, не может превышать 95-105 °C, в то время как температура воды в подающем теплопроводе тепловой сети доходит до 150 °C. Смесительное устройство, установленное на тепловом пункте, подмешивает к горячей воде из тепловой сети обратную воду, прошедшую нагревательные приборы. В качестве смесительных устройств на абонентских вводах применяются струйные и центробежные насосы. Узел Б - схема с применением водоструйного элеватора. Схема получила широкое распространение, большинство пунктов жилых зданий в городах оборудовано элеваторами. Вода из подающего теплопровода через подводящий трубопровод 1 поступает в элеватор 2. Через патрубок 3 к элеватору подсасывается охлажденная вода после нагревательных приборов отопительной системы. Смешанная вода температурой ниже, чем температура воды в тепловой сети, по трубопроводу 4 подается к потребителю. Узел В - схема с применением центробежного насоса. Для работы элеватора требуется напор на вводе не менее 10-15 м. В случае недостаточного напора вместо элеватора ставится на вводе центробежный насос 1. Он устанавливается на перемычке между подающим и обратным теплопроводами. Применение элеватора выгоднее насоса, так как для работы насоса требуются затраты электроэнергии (установка электродвигателя). Узел Г - схема независимого присоединения отопительной системы с водоподогревателем 2. Охлажденная, отдавшая теплоту вода по трубе 3 поступает в обратный теплопровод тепловой сети. Циркуляция воды в отопительной системе создается насосом 4. Узел Д - схема присоединения системы горячего водоснабжения к тепловой сети с применением водоподогревателя. Для горячего водоснабжения подогреватели выпускаются с диаметрами корпусов от 50 до 500 мм. Вода из тепловой сети проходит между латунными трубками подогревателя и нагревает водопроводную воду, проходящую внутри этих трубок. Подогретая водопроводная вода поступает к водозаборным кранам системы горячего водоснабжения. На схеме Д показан аккумулятор горячей воды 2, который применяется для сглаживания колебаний расхода воды в течение суток. Узлы В, Г, Д могут быть выполнены для каждого отдельного здания. В этом случае они называются индивидуальными тепловыми пунктами (ИТП). В ряде случаев эти же узлы могут быть общими для группы жилых и общественных зданий и оборудовать центральный тепловой пункт (ЦТП). Как было показано, при закрытой системе количество воды, циркулирующей в тепловой сети, остается неизменным, так как во всех абонентских установках вода выполняет только функции греющего теплоносителя и не отбирается из трубопроводов. Гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, от воды, циркулирующей в тепловой сети, - преимущество закрытой системы. Основными недостатками закрытых систем теплоснабжения являются: а) усложнение оборудования абонентских вводов из-за установки водо-водяных подогревателей; б) коррозия в системах горячего водоснабжения зданий, так как в них поступает водопроводная подогретая вода, содержащая кислород (отсутствие деаэрации); в) выпадение накипи в подогревателях горячего водоснабжения на тепловых пунктах при повышенной жесткости водопроводной воды. Открытые системы. Открытая двухтрубная водяная система теплоснабжения представлена на рис. 4.
Рис. 4. Открытая двухтрубная водяная система: А - система отопления с непосредственным присоединением; Б - система отопления с элеваторным присоединением; В - система отопления с насосным подмешиванием; Г - система горячего водоснабжения без циркуляционной линии; Д - система горячего водоснабжения с циркуляционной линией; Е - установка для использования отработавшего пара промышленного предприятия; К - установка для использования горячей воды от технологического оборудования; С - сульфитная установка; I - подающий теплопровод; II - обратный теплопровод; III - отработавший пар; IV - деаэрированная умягченная вода; V - горячая вода из промышленной установки
Вода от ТЭЦ (или районной котельной) поступает к потребителям по теплопроводу I. Обратная вода подается по теплопроводу II. Системы отопления (узлы А, Б, В) присоединяются к тепловым сетям по тем же схемам, что и при закрытой системе. Принципиально иные схемы присоединения систем горячего водоснабжения представлены на узлах Г и Д. По трубам 1 и 2 вода из тепловой сети может поступить к смесителю 3, а от него по трубе 4 к кранам системы горячего водоснабжения. Для предотвращения возможности перетекания воды из подающего теплопровода в обратный устанавливается обратный клапан 5. При помощи смесителя возможно регулирование температуры воды, поступающей в систему горячего водоснабжения (t = 60 °С). Следовательно, основной особенностью открытых систем теплоснабжения является отсутствие на тепловых пунктах подогревателей горячего водоснабжения и непосредственный разбор воды из тепловой сети для горячего водоснабжения. В этом случае вода полностью подготовляется на ТЭЦ (деаэрирование и умягчение), что не вызывает коррозию трубопроводов. Для горячего водоснабжения удобно использовать отходящие (сбросные) тепловые воды температурой 15-30 °С, которых много на промышленных предприятиях (должны отвечать ГОСТу воды питьевой). Они используются на ТЭЦ для подпитки тепловых сетей после очистки в водоочистительной установке. Производительность подпиточных устройств доходит до 30-40 % расхода циркулирующей воды в закрытых системах подпитки и не превышает 1-2 %. При использовании отходящих вод и отработавшего пара промышленных предприятий сбросные воды прямо на местах их возникновения после очистки в водоочистительных установках подаются в обратный теплопровод (узлы Е и К). Основные преимущества открытых систем по сравнению с закрытыми: 1) возможность использования для горячего водоснабжения низкопотенциальной отработавшей теплоты промышленных предприятий; 2) упрощение и удешевление абонентских вводов и повышение долговечности местных установок горячего водоснабжения; 3) возможность использования для транзитного транспорта теплоты однотрубной системы. К недостаткам открытых систем теплоснабжения можно отнести: 1) усложнение и увеличение объема водоподготовительных установок на ТЭЦ и в районных котельных; 2) усложнение контроля герметичности системы теплоснабжения в связи с тем, что в данных системах расход подпитки не характеризует плотность системы; 3) усложнение и увеличение санитарного контроля системы теплоснабжения. Рассмотрим последовательную двухступенчатую схему присоединения потребителей с разнородной нагрузкой, использование которой приводит к уменьшению количества сетевой воды на нагрев водопроводной воды (при этом уменьшены диаметры труб тепловых сетей, мощность насосов и др.). Последовательная двухступенчатая схема была предложена Е.Я. Соколовым (рис. 5) [1]. По этой схеме водопроводная вода нагревается в двух подогревателях, сначала в первом 5 - обратной водой после отопительной системы, а потом во втором 6 - сетевой водой, которая затем поступает в отопительную систему здания 3, в котором оборудуется система горячего водоснабжения. Температура обратной сетевой воды в этом случае уменьшается, и на ТЭЦ можно для ее нагрева использовать пар более низкого давления (из вакуумных паровых турбин), что улучшает экономику выработки электроэнергии на тепловом потреблении.
Рис. 5. Принципиальная схема закрытой двухступенчатой схемы присоединения разнородных потребителей: 1 - элеватор; 2 - калорифер; 3 - система отопления; 4 - система горячего водоснабжения; 5 - водоподогреватель первой ступени; 6 - водоподогреватель второй ступени; 7 - бак-аккумулятор горячей воды; 8 - источник теплоснабжения
|