3. Производственно-отопительные

КОТЕЛЬНЫЕ

С ПАРОВЫМИ КОТЕЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ

3.1. Закрытая двухтрубная система теплоснабжения

По этой схеме сетевая вода из подающего трубопровода поступает в подогреватели системы горячего водоснабжения, где холодная вода из водопровода нагревается и поступает к водоразборным кранам потребителей горячего водоснабжения, а охлажденная сетевая вода возвращается в обратный трубопровод тепловой сети. Отсутствие водоразбора из теплосети значительно уменьшает расход подпиточной воды, проходящей химводоочистку (ХВО) и идущей для компенсации потерь теплоносителя в тепловой схеме. Поэтому оказывается экономически целесообразным не устанавливать дополнительный узел водоподготовки для подпиточной воды, а готовить ее в системе ХВО питательной воды котельных агрегатов, несмотря на то, что стоимость питательной воды выше, поскольку она проходит две ступени умягчения, в то время как для подпиточной воды теплосети достаточно одной ступени. Расход подпиточной воды G_подп для закрытых систем теплоснабжения принимается в размере 1,5÷2 % от расхода сетевой воды.

На рис. 3.1 представлена принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной для закрытой двухтрубной системы теплоснабжения с независимой (параллельной) схемой подключения к тепловой сети потребителей горячего водоснабжения ГВ, отопления и вентиляции ОВ. Сырая вода поступает под давлением или из водопровода, или насосом НИ создается напор, необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений в подогревателях, фильтрах ХВО и трубопроводах. Температура исходной воды t_исх принимается равной 15 С летом и 5 C зимой, а расход G_исх должен обеспечивать питание котельных агрегатов К, подпитку тепловой сети, компенсацию расхода пара на собственные нужды и потерь теплоносителя в тепловой схеме, тепловых сетях и у потребителя. Вначале исходная вода нагревается в охладителе непрерывной продувки ТО1 и затем в паровом водоподогревателе ТО2 до температуры 25÷35 С.

Указанный диапазон температур исключает конденсацию водяных паров из воздуха на внешней поверхности трубопроводов и оборудования водоподготовки и обеспечивает стабильную работу катионита. Часть воды используется на собственные нужды химводоочистки (взрыхление, регенерация, отмывка и др.) и составляет 15÷20 % расхода .

Рис. 3.1. Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной

с закрытой двухтрубной системой теплоснабжения

В процессе химводоочистки из воды удаляются соли жесткости – Са и Мg, а температура воды при этом снижается на 2÷3 C. Далее умягченная вода нагревается в паровом водоподогревателе ТО3 и водо-водяном подогревателе ТО4 до температуры 60÷90 С и направляется в колонку деаэратора, в верхнюю часть которой также поступает конденсат от всех паровых подогревателей и от технологического производства ТП. В нижнюю часть колонки деаэратора и в водный объем питательного бака ДА (через барботажное устройство) подается пар давлением 0,12 МПа для подогрева умягченной воды до температуры кипения 104 С. Чем ниже температура воды и конденсата, поступающих в деаэратор, тем больше расход пара на деаэрацию D_д. Выделившиеся из воды коррозионно-активные газы вместе с паром удаляются в атмосферу или поступают в охладитель выпара (на схеме не показан) для нагрева умягченной воды, поступающей в деаэратор; при этом газы из охладителя выпара уходят в атмосферу, а конденсат – в дренаж.

Питательный бак-деаэратор ДА должен иметь тепловую изоляцию, а геодезическая высота установки ДА быть не менее 8÷10 м для создания подпора воды на всасывающем патрубке питательного ПН и подпиточного насоса ППН. Из бака деаэратора питательная вода с температурой 102÷104 С поступает в теплообменник ТО4, где охлаждается до 70С при сжигании природного газа или малосернистого мазута: до 90 С при сжигании сернистого мазута и до 100 С – высокосернистого мазута.

Это условие необходимо для предотвращения низкотемпературной коррозии внешних поверхностей нагрева водяного экономайзера. Одна (большая) часть питательной воды питательным насосом ПН нагнетается в водяной экономайзер ЭК, где нагревается за счет теплоты горячих уходящих газов. Другая (меньшая) часть воды G_подп подпиточным насосом ППН нагнетается в обратный трубопровод теплосети, перед сетевым насосом СН, для компенсации потерь теплоносителя в тепловых сетях. Расход подпиточной воды для закрытых систем теплоснабжения принимается 1,5÷2 % от расхода сетевой воды.

В водяном экономайзере некипящего типа питательная вода не догревается до температуры насыщения на 20÷40 С и по питательной линии поступает в водный объем верхнего барабана парового котельного агрегата К, где вырабатывается сухой насыщенный пар.

Из котла пар по паропроводу поступает в редукционно-охладительную установку РОУ, где путем дросселирования (редуцирования) давление пара снижается, например, с 1,4 до 0,7 МПа или до давления, необходимого для технологического производства (0,5÷1,2 МПа). В результате дросселирования (при i = const) получается перегретый пар, и поэтому в РОУ (минуя экономайзер и паровой котел) подается необходимое количество питательной воды G_роу с температурой 70÷100 С для охлаждения перегретого пара и получения сухого насыщенного пара.

Далее сухой насыщенный пар поступает в парораспределительный коллектор ПК (гребенку), откуда расходуется:

– на технологические нужды ТП в количестве D_т.н; конденсат возвращается в конденсатный бак (на схеме не показан) или непосредственно в колонку деаэратора, и его количество G_т.н зависит от процента возврата μ; потери технологического конденсата ;

– на подогреватели сетевой воды ТО5, ТО6 в количестве D_с.т, где передает теплоту воде теплосети G_с, а конденсат после теплообменников возвращается в колонку деаэратора;

– на собственные нужды котельной в количестве D_с.н (предварительно принимаются в размере 7÷15 % от потребления пара);

– на компенсацию потерь пара D_пот в тепловой схеме, потерь тепла подогревателями в окружающую среду и другие неучтенные расходы пара; принимаются в размере 2÷3 % от потребления пара.

Предварительно принятые величины уточняются на заключительном этапе расчета при сопоставлении D_с.н и полученных в результате расчета расходов пара на собственные нужды , которые включают в себя расход пара:

– : на подогреватель исходной воды ТО2 и расход пара на подогреватель ТО3 умягченной воды; конденсат от подогревателей с температурой 60÷90 С возвращается в колонку деаэратора;

– : на деаэрацию воды, причем давление пара после редукционного клапана РК снижается до 0,12 МПа путем дросселирования (при i = const);

– : на мазутное хозяйство МХ, зависящий от расхода, теплоемкости и температуры мазута, типа горелки, удельного расхода пара на распыливание мазута в форсунках (условно можно принять около 1÷3 % от внешнего потребления пара); конденсат в количестве 50÷60 % с температурой 50÷80 С возвращается в деаэратор;

– на обдувку внешних поверхностей нагрева труб кипятильного пучка котла и водяного экономайзера, а также на паровые питательные насосы (этот расход в расчете не учитывается и входит в D_пот).

Из парового котельного агрегата по продувочной линии котловая вода поступает в сепаратор (расширитель) непрерывной продувки СНП, где происходит снижение давления до 0,12÷0,2 МПа; вода вскипает и разделяется на остаточную воду и пар вторичного вскипания (при давлении 0,15 МПа). Пар из СНП используется в деаэраторе ДА, а вода направляется в охладитель непрерывной продувки ТО1, где, отдавая теплоту исходной воде, охлаждается до температуры 40÷60 С и сбрасывается в барботер БР. Величина продувки зависит от солесодержания котловой воды (зависит от типа котла) и питательной воды после водоподготовки и принимается равной 2÷10 % от паропроизводительности котельных агрегатов.

Работа тепловой сети

Обратная сетевая вода с температурой 70 С (в максимально-зимнем режиме) сетевым насосом СН нагнетается в паровые водоподогреватели ТО6 и ТО5, где нагревается паром до температуры 150 С, и поступает в теплосеть.

Температура воды, поступающей в систему отопления и вентиляции потребителя ОВ, регулируется с помощью элеваторного узла Э путем смешивания прямой сетевой воды ( = 150 С в максимально-зимнем режиме) с обратной из системы отопления ( = 70 С) для получения воды с температурой ( = 95 С), поступающей в систему ОВ коммунально-бытового потребителя.

Температура воды, поступающей в водоразборные краны

системы горячего водоснабжения ГВ ( = 50÷75 С), регулируется изменением расхода прямой сетевой воды через подогреватель горячего водоснабжения ТО7, установленный в тепловом пункте здания.

При температуре наружного воздуха, отличной от расчетной (холодной пятидневки), температура сетевой воды в подающем трубопроводе регулируется в соответствии с температурным графиком путем перепуска части воды из обратного трубопровода в подающий, минуя сетевые подогреватели ТО5 и ТО6, по перемычке АВ, на которой установлен регулятор температуры РТ.

Тепловые нагрузки для расчета и выбора оборудования котельной должны определяться для трех характерных режимов:

– максимально-зимнего: при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку;

– наиболее холодного месяца: при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодном месяце;

– летнего: при расчетной температуре наружного воздуха теплого периода (расчетные параметры А).