10881

21

несколько дымовых труб для удаления и рассеивания продуктов сгорания топлива в атмосферу. В здании котельной располагаются котлы; оборудование для подготовки воды перед подачей в котлы; вспомогательное оборудование для приготовления теплоносителя, горячей воды для ГВС; системы автоматики; газоходы и оборудование для удаления продуктов сгорания топлива и др.

Блочно-модульная котельная это отдельно стоящая котельная, состоящая из блоков технологического оборудования, размещенных в строительном модуле [7]. Блочная (блочно-модульная) котельная представляет собой пространственный блок-модуль полной заводской готовности с полностью смонтированным в заводских условиях всем необходимым оборудованием. Блочная котельная предназначена для подачи тепловой энергии и горячего водоснабжения в автоматическом режиме работы, без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Основное и вспомогательное оборудование встроенных котельных располагается в помещении здания, на первом этаже. Как правило, это котельные малой и средней мощности, предназначенные для выработки тепловой энергии на нужды здания, в котором они располагаются.

Пристроенная котельная отличается от отдельно стоящей тем, что одна стена такой котельной является общей со зданием другого назначения. Такие котельные чаще всего пристраивают к зданиям производственного назначения – цехам промышленных предприятий или к общественным зданиям.

Крышная котельная это котельная, размещаемая прямо на покрытии здания или на специально оборудованном основании над покрытием. Вновь строящиеся или реконструируемые здания оборудуются крышными котельными в том случае, если нет возможности организации централизованного теплоснабжения, встроенной или котельной. Как правило, крышные котельные устраивают на кровлях многоэтажных жилых и/или общественных зданий. К крышным котельным предъявляются повышенные требования по уровням шума и вибраций от оборудования.

3. По типу используемого топлива различают котельные:

23

Циркулирующая при помощи сетевых насосов 3 сетевая вода поступает в водогрейные котлы, нагревается и вновь направляется в тепловую сеть к потребителям теплоты. Для восполнения утечек насосом 6 через регулятор подпитки 5 в сеть добавляется подпиточная вода из ХВС проходя предварительно через установку химводоочистки 7 (ХВО), и деаэратор (на рисунке не показан). Деаэратор – устройство для удаления из теплоносителя коррозионно-активных газов (кислорода и углекислого газа).

Для повышения температуры воды, поступающей в котлы (до значений выше точки росы с целью предотвращения сернистой коррозии поверхностей нагрева котла), применяют рециркуляционный насос 2, подающий горячую воду из линии после котлов в линию перед котлами.

5. По назначению (видам тепловой нагрузки) котельные бывают:

−отопительные - для обеспечения тепловой энергией систем отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения;

−отопительно-производственные - для обеспечения тепловой энергией систем отопления, вентиляции, кондиционирования, горячего водоснабжения, технологического теплоснабжения;

−производственные - для обеспечения тепловой энергией систем технологического теплоснабжения.

6. Котельные по надежности отпуска тепловой энергии потребителям (согласно СП 74.13330) подразделяются на котельные первой и второй категории.

К первой категории относятся:

−котельные, являющиеся единственным источником тепловой энергии системы теплоснабжения;

−котельные, обеспечивающие тепловой энергией потребителей первой и второй категории, не имеющих индивидуальных резервных источников тепловой энергии.

Ко второй категории относят все остальные котельные [7].

24

1.3.2 Теплофикация

Теплофикация – централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства тепловой и электрической энергии.

Схемы ТЭЦ, обеспечивающих комбинированную выработку теплоты и электроэнергии, зависят от типа теплофикационных турбин и принятой системы теплоснабжения.

Структурная схема теплофикации на базе ТЭЦ с теплофикационной турбиной показана на рис. 1.9

.

1 - паровой котел; 2 - турбина; 3 - генератор переменного тока; 4 – паро-водяной теплообменник; 5 - пиковая котельная; 6 - задвижка; 7 - регулятор подпитки; 8 - грязевик; 9 - сетевой насос;

10 - подпиточный насос;11, 13 - конденсатные насосы; 12 - конденсатор турбины; 14 - регенеративный подогреватель; 15 - установка химводоочистки

Рис. 1.9 Структурная схема теплофикации

Пар из котла 1 поступает в турбину 2. Часть пара давлением 0,12...0,25 МПа отбирают из турбины, и она поступает в водонагреватели 4 сетевой (теплофикационной) воды, циркуляцию которой в тепловой сети и системах потребителей теплоты обеспечивают сетевые насосы 9. Отдав в водонагревателях 4 скрытую теплоту парообразования, пар конденсируется. Насосы 13 направляют конденсат в регенеративные подогреватели 14 для подогрева питательной воды, направляемой в котлы. Паром указанного выше давления можно нагреть воду до температуры 104... 115 ° С. Для получения теплофикационной воды с более высокой температурой (до 150 ° С) применяют подогрев в пиковой котельной 5 с водогрейными котлами. Возможные утечки из сети компенсируют специально подготовленной в установке химводоочистки 15 водой, подаваемой подпиточ-

25

ным насосом 10 через регулятор подпитки 7.

Сравнение ТЭЦ с конденсационной электрической станцией (КЭС),

т.е. с паротурбинной электростанцией, вырабатывающей только электроэнергию, показывает, что на ТЭЦ теплота, затраченная на производство пара, используется эффективнее. На КЭС скрытая теплота парообразования отработавшего в турбинах пара передается в конденсатор охлаждающей воде, т. е. как источник теплоты не используется. В ТЭЦ скрытая теплота парообразования отборов пара передается теплофикационной воде, подаваемой затем тепловым потребителям. Поэтому КЭС имеет КПД до 40%, тогда как у ТЭЦ он достигает

80 %.

Преимущества и недостатки: теплофикация позволяет более рационально использовать топливо, а значит, экономить его. В этом главная выгода теплофикации по сравнению с раздельным теплоснабжением от котельных и электроснабжением от КЭС. При комбинированной схеме уменьшаются и другие издержки производства, однако ТЭЦ требует больших капиталовложений, чем котельная и КЭС. Несмотря на то, что затраты на стадии строительства ТЭЦ больше, они окупаются за счет более эффективной эксплуатации, поэтому при устройстве централизованных систем теплоснабжения крупных населенных пунктов предпочтение стоит отдавать именно теплофикации.

1.4 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Тепловые сети представляют собой совокупность трубопроводов, состоящих из соединенных между собой сваркой труб, покрытых тепловой изоляцией и гидроизоляцией, компенсаторов тепловых удлинений, запорной и регулирующей арматуры, опор трубопроводов, устройств для дренажа и спуска воздуха из системы. Тепловая сеть являются одним из наиболее дорогостоящих и трудоемких элементов систем централизованного теплоснабжения. В состав тепловых сетей могут быть включены следующие здания и сооружения: насосные станции, тепловые пункты, тепловые камеры, каналы для подземной прокладки

26

трубопроводов.

Проектирование и сооружение тепловых сетей следует осуществлять согласно СП [8], где приведены рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации тепловых сетей (со всеми сопутствующими конструкциями) от

выходных запорных задвижек (исключая их) коллекторов источника теплоты или от наружных стен источника теплоты до выходных запорных задвижек (включая их) тепловых пунктов (узлов вводов) зданий и сооружений,

транспортирующих горячую воду с температурой до 200 ° С и давлением до 2,5 МПа включительно, водяной пар с температурой до 440 ° С и давлением до 6,3 МПа включительно, конденсат водяного пара.

1.4.1 Классификация тепловых сетей

По различным признакам тепловые сети можно классифицировать следующим образом.

1) По количеству трубопроводов, параллельно проложенных для одного абонента (здания) различают однотрубные, двухтрубные и многотрубные

(трех-, четырехтрубные) тепловые сети. (См. п.1.1.3.)

Согласно СП [8] водяные тепловые сети надлежит проектировать, как правило, двухтрубными, подающими одновременно теплоту на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды. Многотрубные и однотрубные тепловые сети допускается применять при техни- ко-экономическом обосновании.

Тепловые сети, транспортирующие в открытых системах теплоснабжения сетевую воду в одном направлении, при надземной прокладке допускается проектировать в однотрубном исполнении при длине транзита до 5 км. При большей протяженности и отсутствии резервной подпитки системы централизованного теплоснабжения от других источников теплоты тепловые сети должны выполняться в два (или более) параллельных теплопровода.

Самостоятельные тепловые сети для присоединения технологических потребителей теплоты следует предусматривать в том случае, когда качество и

27

параметры теплоносителя для технологических нужд отличаются от принятых в тепловых сетях, обеспечивающих нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

2)По виду транспортируемого теплоносителя тепловые сети разделяют на водяные и паровые. (См. п.1.1.2.)

3)По назначению тепловые сети подразделяются на магистральные,

распределительные, квартальные и ответвления от магистральных и рас-

пределительных тепловых сетей к отдельным зданиям и сооружениям. Магистральные тепловые сети прокладываются на главных направлениях

районов города или населенных пунктов, распределительные – по микрорайонам, квартальные – внутри кварталов.

Магистральные тепловые сети это тепловые сети (со всеми сопутствующими конструкциями и сооружениями), транспортирующие горячую воду, пар, конденсат водяного пара, от выходной запорной арматуры (исключая ее) источника теплоты до первой запорной арматуры (включая ее) в тепловых пунктах;

Распределительные тепловые сети это тепловые сети от тепловых пунктов до зданий, сооружений, в том числе от ЦТП до ИТП;

Квартальные тепловые сети это распределительные тепловые сети внутри кварталов городской застройки (называются по территориальному признаку);

Ответвление это участок тепловой сети, непосредственно присоединяющий тепловой пункт к магистральным тепловым сетям или отдельное здание и сооружение к распределительным тепловым сетям. [СП124]

4)По конфигурации тепловые сети могут быть кольцевыми и тупи-

ковыми (радиальными).

Радиальные сети сооружают с постепенным уменьшением диаметров трубопроводов в направлениях от источника теплоты до конечных участков. Такие сети наиболее просты и экономичны по начальным затратам. Основной недостаток тупиковых тепловых сетей – отсутствие резервирования. В случае

28

аварии на магистрали прекращается теплоснабжение всех потребителей, присоединенных к аварийному магистральному участку. Во избежание перерывов в теплоснабжении должно предусматриваться резервирование подачи теплоты потребителям за счет устройства перемычек между тупиковыми тепловыми сетями смежных районов.

а– радиальная тепловая сеть; б – кольцевая тепловая сеть.

1- магистральный трубопровод тупиковой сети; 2 – тепловые потребители (тепловые вводы зданий); 3 – перемычки; 4 – районная котельная; 5 - секционирующие камеры; 6 - кольцевая магистраль;

7 – центральный тепловой пункт; 8 – промышленные предприятия.

Рис. 1.10 Схемы тепловых сетей

На рис. 1.10, а показаны три тупиковые тепловые сети, соединенные на конечных участках перемычками. Каждая тупиковая сеть разветвляется от самостоятельного источника теплоснабжения – ТЭЦ1, ТЭЦ2 и котельной 4. С помощью перемычек 3 все три тепловые сети объединены в одну общую сеть, которая может работать от любого из трех источников теплоты.

Схема и конфигурация тепловых сетей должны обеспечивать теплоснабжение на уровне заданных показателей надежности. Для повышения надежности теплоснабжения и для объектов, в которых не допускается перерыв в теплоснабжении, предусматривают различные мероприятия: дублирование тепловых сетей (прокладку резервных теплопроводов); совместную работу нескольких источников теплоты; кольцевание тепловых сетей. На рис. 1.10, б) представлена схема кольцевой тепловой сети с тремя источниками теплоснабжения.

Тепловые сети могут быть кольцевыми и тупиковыми, резервированными и нерезервированными. Радиус действия водяных тепловых сетей в крупных

29

городах достигает 15–20 км.

5) По способу прокладки тепловые сети подразделяются на наземные,

надземные и подземные.

Наземный и надземный способы прокладки тепловых сетей используются на территории промышленных предприятий или при невозможности осуществления подземной прокладки на территории населенных пунктов. Невозможность или нецелесообразность подземной прокладки может быть обусловлена различными факторами, например высоким уровнем грунтовых вод, наличием скальных пород, высокой пучинистости грунта и т.п. На территории промышленных предприятий межцеховые коммуникации иногда прокладывают на различных креплениях, заделанных в стены зданий или по кровлям производственных зданий. Надземная прокладка тепловых сетей в зоне жилой и общественной застройки допускается только при обосновании, кроме территорий детских и лечебных учреждений, где допустима только подземная прокладка коммуникаций.

Наземная прокладка трубопроводов осуществляется, как правило, в наземных каналах. Бесканальная наземная прокладка трубопроводов тепловой сети применяется в основном при ремонтных работах для организации временных обводных (байпасных) линий.

Надземная прокладка трубопроводов тепловой сети может осуществляться на низких или на высоких опорах. На территории, не подлежащей застройке вне населенных пунктов, прокладку тепловых сетей следует предусматривать надземную на низких опорах. В качестве низких опор используют бетонные основания или металлические конструкции высотой не более 500 мм

(см. рис. 1.11, а).

30

а – на низких опорах; б – на высоких опорах.

Рис. 1.11 Надземная двухтрубная тепловая сеть

Прокладка теплотрасс на низких опорах актуальна при сооружении тепловых сетей на территории промышленных предприятий или вне черты города, но может быть использована и на территории жилой застройки при невозможности или экономической неэффективности подземной прокладки.

Надземная прокладка труб на высоких опорах применяется на территориях промышленных предприятий, при переходе теплотрассы через препятствие – автомобильную дорогу, железнодорожное полотно, овраг, ручей и т.п. (см. рис. 1.11, б).

а – на отдельно стоящих опорах (мачтах), б – на эстакадах, в – на подвесных (вантовых) конструкциях; 1 – металлическая вершина, 2 – подвесные опоры, 3 – тяги.

Рис. 1.12 Основные виды надземной прокладки

Надземная прокладка теплотрассы может осуществляться на отдельно стоящих стойках (опорах), эстакадах и подвесных конструкциях (рис.1.12). От-