Учебное пособие по котлам

Методичка Пособие котлы

Министерство образования России

Саратовский государственный технический университет

Ю.И. Акимов, А.В. Васильев, Г.В. Антропов

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОАГРЕГАТОВ

по курсовому проектированию для студентов теплотехнических специальностей

Тепловой расчет котлоагрегатов: Учеб. пособие /Акимов Ю.И., Васильев А.В., Антропова Г.В. Сарат. госуд. технич. университет, Саратов, 2006. 95 с.

Учебное пособие по курсовому проектированию по курсам «Котельные установки и парогенераторы», «Энергетические комплексы промышленных предприятий», «Теплогенерирующие установки» содержит основные методические положения по проектированию камерных топок котлов, пароперегревателей, водяных экономайзеров и воздухоподогревателей. Пособие содержит основные рекомендации и справочный материал для выполнения теплового расчета промышленных и энергетических котлоагрегатов.

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей теплоэнергетического направления и теплогазоснабжения и вентиляции.

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра теплотехники Саратовского аграрно-инженерного университета, проф. А.И. Кирюшатов; начальник службы перспективного развития ПЭУ «Саратовэнерго» К.Ф.Захаров

Одобрено Редакционно-издательским советом

Саратовского государственного технического университета

BN 5-7433-0033-Х Саратовский государственный технический университет, 2006

Курсовой проект и курсовую работу по расчету котельного агрегата на органическом топливе выполняют студенты дневной и заочной формы обучения теплоэнергетических специальностей.

При выполнении курсового проекта закрепляются и углубляются знания, полученные при изучении, курса по котельным установкам и приобретаются навыки в расчете и конструировании паровых котлов с использованием нормативных материалов, учебной и справочной литературы.

За основу проекта принимается один из паровых котлов, серийно выпускаемых отечественными котлостроительными заводами, применяемых в промышленных теплоэнергетических установках: обычно это котел барабанного типа с давлением от 1,4 до 14 МПа без промперегрева или выбирается энергетический котел как барабанного, так и прямоточного типа (до - и закритических параметров), производительностью 4,5 – 26,5 кг/с (160-950 т/ч).

Расчеты парогенераторов АЭС и котлов-утилизаторов не предусматриваются в данном учебном пособии и производятся по специальным методическим указаниям, имеющимся на кафедрах ТЭ и ПТ.

Студенту надлежит подробно разобраться в конструкции данного агрегата и в устройствах, обеспечивающих безопасность его работы. Затем произвести тепловой расчет всех поверхностей нагрева и начертить общие виды котельного агрегата, внося в них те изменения, которые обусловлены характером задания.

При расчете отдельных поверхностей нагрева котлоагрегатов одинакового типа в курсовых проектах предусматривается использовать ЭВМ. Например, при расчете двух ступеней конвективного пароперегревателя, водяного экономайзера или трубчатого воздухоподогревателя студенту рекомендуется одну из этих ступеней рассчитывать на ЭВМ.

На кафедре "Теплоэнергетика" разработаны алгоритмы и программы по выполнению теплового расчета на ЭВМ конвективных поверхностей нагрева /10/, трубчатых воздухоподогревателей /12/, и оребренных поверхностей нагрева /12/, а также расчет на прочность поверхностей нагрева из труб /13/.

1. ЗАДАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Задание на курсовой проект выдается каждому студенту индивидуально, кроме случаев выполнения реальных проектов.

В задании указываются следующие исходные данные:

- тип котельного агрегата;

- параметры вырабатываемого пара (давление и температура);

- температура питательной воды;

- месторождение и марка органического топлива.

Величина непрерывной продувки задается или выбирается студентом по литературным источникам. В отдельных случаях в задании указывается

способ сжигания топлива (слоевой или камерный) и способ удаление шлаков (твердое или жидкое).

Все остальные данные, необходимые для разработки проекта, студент выбирает или рассчитывает самостоятельно, пользуясь чертежами котла, а также учебной и справочной литературой.

При низких давлениях пара рекомендуется принимать:

- давление пара 1,3 …1,4 МПа: температура питательной воды t nв = 100°С; температура перегретого пара t ne = 250°С;

- давление пара 2,3 … 2,4 МПа: t nв = 100°С, t ne = 370°С;

- давление пара 4,0 МПа: t nв = 145 … 165 °С, t ne = 440°С.

При высоких давлениях пара принимаются:

- давление пара 9,0 МПа - температура питательной воды t nв =185 …215°С, а температура перегретого пара t ne = 510°С;

- давление пара 14,0 МПа: t nв = 215 …250°С, t ne = 540÷560°С.

П о я с н и те л ь н а я за п и с к а выполняется на листах формата А4 297х210 мм /ГОСТ 2108-68/ в соответствии со стандартом предприятия /1/:

- задание на курсовой проект;

- реферат с ключевыми словами;

- описание котельного агрегата с приложением общей схемы компоновки поверхностей нагрева;

- тепловой расчет котельного агрегата (перед расчетом каждой поверхности нагрева приводится ее эскиз с указанием основных размеров, необходимых для выполнения расчета);

- описание арматуры, гарнитуры котла и других устройств, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию;

- заключение с анализом полученных результатов;

- список использованных источников.

Рекомендуется оформление расчетов в виде таблиц, представленных в примере расчета котла 95 … 118 с. /12/ .

Результаты расчетов должны быть представлены в международной системе единиц измерения СИ.

Г р а ф и ч е с к а я ч а с т ь курсового проекта состоит из одного или двух листов, чертежей, выполненных карандашом или на компьютере с помощью графопостроителя на формате А1. На чертежах должен быть представлен общий вид котлоагрегата продольным и поперечным разрезами. Поперечный разрез рекомендуется делать совмещенным по топочной камере и конвективному газоходу. В случае необходимости (например, котлы КЕ и ДЕ с разворотом газов в горизонтальной плоскости) выполняется также горизонтальный разрез по сечению, наиболее характерному для рассчитываемого парового котла,

На чертежах должны быть проставлены основные размеры агрегата в целом и отдельных узлов. Размеров должно быть достаточно, чтобы проверить расчет живых, сечений для прохода газов и воздуха, а также размеров любой поверхности нагрева котлоагрегата.

2. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ТЕПЛОВОМУ РАСЧЕТУ КОТЛОАГРЕГАТА

2.1 Особенности поверочного и конструктивного расчета

Тепловой расчет котлоагрегата в зависимости от поставленных задач может быть конструктивным или поверочным. Поверочный тепловой расчет выполняют для реально существующего котлоагрегата с целью выявления его тепловых характеристик при различных нагрузках, а также при переводе агрегата на другой вид топлива.

Для поверочного расчета котлоагрегата нужно знать его производительность, давление и температуру перегретого пара и питательной воды. При этом известны все геометрические характеристики поверхностей нагрева и конструкция котлоагрегата в целом. Особенность поверочного расчета в том, что неизвестна температура уходящих газов ух и горячего воздуха t гв , а

следовательно, потеря теплоты q 2 и КЦД котлоагрегата бр . Поэтому приходится предварительно задаваться величинами ух и t гв , а по окончании рас-

чета определить их истинное значение. Основным методом, поверочного расчета является метод последовательных приближений при расчете отдельных поверхностей нагрева и метод параллельных расчетов при значительном несовпадении определенной величины ух по сравнению с принятым ее зна-

Конструктивный тепловой расчет выполняется при проектировании котлоагрегата нового типа. Однако при реконструкции котлоагрегата приходится часть поверхностей нагрева считать конструктивным способом, а остальные – поверочным.

При конструктивном расчете котлоагрегата основной задачей расчета является определение размеров его поверхностей нагрева. При этом известны температура пара и рабочей среды на границах поверхностей нагрева, и их тепловосприятия определяются по уравнению теплового баланса однозначно. Подсчитывают коэффициент теплопередачи и из уравнения теплообмена определяют величину поверхностей нагрева.

В курсовом проекте рекомендуется: топку, ширмы, фестон и котельные пучки рассчитывать поверочным способом, а ступени конвективного пароперегревателя, экономайзера и воздухоподогревателя – конструктивно. При этом необходимо после поверочного расчета вышеуказанных поверхностей нагрева произвести распределение тепловосприятия по паровому и газовому трактам котла и построить температурный график для всего котлоагрегата.

Такое сочетание поверочного и конструктивного методов расчета несколько упрощает выполнение курсового проекта в целом и позволяет использовать для расчета отдельных конвективных поверхностей нагрева персональные компьютеры.

В данном учебном пособии основной справочный материал расположен в последовательности, соответствующей этапам выполнения курсового проекта студентами теплоэнергетических специальностей.

2.2 Выбор типа топочного устройства

При выполнении курсового проекта топка типового котлоагрегата должна быть приспособлена для сжигания указанного в задании вида топлива. В настоящее время для котлов с паропроизводительностью (D) более 25 т/ч наибольшее распространение получили камерные топки. Они применяются для сжигания жидких и газообразных топлив в котлоагрегатах любой производительности. При сжигании твердых топлив в пылевидном состоянии камерные топки рекомендуются для котлоагрегатов с D > 25 т/ч (7 кг/с), а для низкореакционных топлив типа: антрацитовый штыб /АШ/, полуантрацит /ПА/ и тощие угли /Т/ - 75 т/ч [21 кг/с].

Сжигание топлив с низкоплавкой золой вида АШ, ПА, Т в котлах с D > 75 т/ч (21 кг/с) можно производить в топках с жидким шлакоудалением. При этом значительно увеличивается доля золы, удаленной со шлаком непосредственно в топке a шл :

где a ун - доля золы, уносимая в газоходы котла.

Основные расчетные характеристики камерных топок приведены в табл.2.1 и 2.2, а слоевых топок малых котлов с паропроизводительностью менее 25 т/ч (7 кг/с) в табл. 2.3

Таблица 2.1 – Расчетные характеристики камерных топок для котлов а) производительностью 25 … 50 т/ч (7,0 ÷ 14,2 кг/с)

Учебное пособие по котлам

Настоящая книга знакомит теплоэнергетиков с применением в паровых котлах циклонных сепараторов различных конструкций. Разбираются встречающиеся схемы включения внутрибарабанных и выносных циклонов в циркуляционные контуры котлов и приводится методика расчетов внутрикотловых устройств. Освещаются особенности работы циркуляционных контуров с циклонными сепараторами и указываются мероприятия по повышению надежности циркуляции в этих контурах.

Имеющиеся конструкции выносных циклонов с двойной сепарацией пара создают условия в настоящее время для широкого перехода на изготовление простых и надежных в эксплуатации безбарабанных котлов низкого и среднего давления с естественной циркуляцией.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся модернизацией существующих котлов, проектированием и наладкой новых котельных агрегатов, а также может служить пособием для студентов теплоэнергетических специальностей высших технических учебных заведений.

Блох А. Г. Теплообмен в топках паровых котлов. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984. — 240 с, ил.

Изложены современные методы расчета теплообмена в топках паровых котлов, базирующиеся на результатах новых экспериментальных исследований и теоретических разработок. Приведены данные об излучательной способности пламени, образующегося при сжигании мазута, газа и угольной пыли. Рассмотрены вопросы излучения твердых частиц и газа в пылеугольных и газомазутных топках.

Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, расчетом, наладкой и эксплуатацией паровых котлов электростанций, для научных работников, аспирантов и студентов теплоэнергетических специальностей.

Тринкс В. Промышленные печи. М.: Металлургиздат., 1961 г., 390 с.

Приводятся новейшие данные о различных топливах. Описываются топочные устройства и нагревательные элементы. Дается критическое сравнение топлива разных видов и типов печей. Освещаются вопросы регулирования температуры и печной атмосферы. Описаны новые приспособления по механизации печей и мероприятия по технике безопасности. Рассматриваются конструкции и особенности печей, предназначенных для использования природного газа. Приведены справочные данные и даиы практические советь, основанные на большом опыте США.

Предназначается для инженерно-технических работников различных отраслей промышленности, связанных с эксплуатацией промышленных печей; может быть рекомендована исследователям, проектировщикам, а также студентам технических высших учебных заведений.

Михайлусенко Н. Е. Как сложить экономичную бытовую печь,— 3-е изд.— Краснодар: Кн. изд-во, 1991.— 60 с.

Автор разработал новые типы печей, выгодно отличающихся своей планировкой, конфигурацией и системой дымооборотов; они не занимают лишней полезной площади, являясь конструктивным элементом домов с увеличенной теплоотдающей поверхностью; экономичны в материалах и топливе.
В книге описаны конструкции печей, работающих на твердом и газовом топливе, изложены сведения о материалах, применяемых при кладке печей, порядок кладки, представлены схемы привязки печей к домам различной планировки.
Книга рассчитана на строителей и индивидуальных застройщиков, может служить пособием для мастеров печного дела.

Антикайн П. А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов.— 3-е изд., перераб.— М.: Энергоатомиздат, 1990.—368 с: ил.

В книге рассматриваются требования Госгортехнадзора СССР к металлам паровых и водогрейных котлов и трубопроводов. Даны стали, сплавы и наплавочные материалы, применяемые для изготовления поверхностей нагрева, барабанов, камер, трубопроводов, арматуры и крепежных деталей. Изложены основные положения нормативных методов расчета на прочность.
Первое издание книги вышло в 1969, второе — в 1980 г. Третье издание переработано с учетом, опыта изготовления, эксплуатации и ремонта оборудования, требований нормативных документов.
Книга предназначена для персонала электростанций, работников монтажных, ремонтных организаций и котлостроительных заводов.

Теплотехнические расчеты промышленных печей. Мастрюков Б. С. Изд-во «Металлургия», 1972, с. 368.

В учебном пособии кратко изложены теоретические основы расчетов горения топлива, гидроаэродинамики, теплопередачи, нагрева металла и сушки изделий, рекуперативных теплообменников, устройств получения тепла. Приведены примеры расчетов по каждому из перечисленных разделов, а также примерные расчеты наиболее распространенных нагревательных печей и сушил.
Учебное пособие предназначено для учащихся металлургических и машиностроительных техникумов. Может быть полезно студентам металлургических и машиностроительных институтов и факультетов, а также лицам, специализирующимся в области металлургической теплотехники.

На этом сайте вы можете бесплатно, без регистрации скачать техническую литературу в области машиностроения. Формат книг - djvu и pdf.
Вы хотите поделиться книгой? Книга должна быть хорошо читабельной, издана не позднее начала 1990-х годов. Просто высылайте ее по адресу и она появится здесь.
По этому же адресу можно написать в случае, если какая-либо ссылка не работает, либо скачивание затруднительно - я перезалью книгу на другой файловый хостинг.

Популярные книги

• Марочник сталей и сплавов / В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин и др; Под общ. ред. В. Г…. 2 comments | 41 919 views
• Бруштейн Б. Е. и Дементьев В. И. Токарное дело. Учебник для проф.-техн. училищ. Изд. 6-е, переработ,… 3 comments | 32 474 views
• Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов). Кучер А. М., Киватицкий М. … 9 comments | 31 111 views
• Технология резиновых изделий: Учеб. пособие для вузов/ Ю. О. Аверко-Антонович, Р. Я. Омельченко, Н. … 2 comments | 26 078 views
• В. Д. Мягков. Допуски и посадки: Справочник. Изд. 4-е перераб. и доп. М.-Л.: Машиностроение, 1966., … 1 comment | 23 680 views

© 2007-2019 trurl library. Powered by WordPress

Котлы - утилизаторы

В процессе работы некоторых технологических установок (печи различного назначения, газотурбинные электростанции, газоперекачивающие установки) образуется большое количество выхлопных газов, температура которых доходит до нескольких сотен градусов. Для полезного использования этого количество тепловой энергии были изобретены котлы-утилизаторы.

Котлы-утилизаторы представляют собой теплообменные устройства, передающие тепловую энергию, содержащуюся в выхлопных газах, другим теплоносителям, в качестве которых может выступать вода или масло.

По своей типологии котлы-утилизаторы могут быть: одного, двух и трех уровней давлений; выносные и центральные экономайзеры, пароперегреватели; водогрейные и паровые; вертикального и горизонтального профиля; оснащенные дожигающим устройством и без него; подвесные, самоопорные.

Котлы-утилизаторы классифицируются по назначению и по конструктивным особенностям. По назначению котлы могут быть водогрейные, паровые или термомасляные.

Разделение по конструкционным особенностям позволяет выделить две группы: змеевиковые, служащие для подогрева диатермического масла и выработки пара, а также жаротрубные, применяемые для производства пара и горячей воды. Кроме того, можно выделить котлы-утилизаторы с вертикальной и горизонтальной конструкцией теплообменников.

В зависимости от температуры и количества газов, протекающих через котел-утилизатор, паропроизводительность их составляет от 2,5 до 100 т/ч и более при давлении 1,4-10 МПа и температуре 240-450°С. При малой производительности и низких давлениях применяют котлы-утилизаторы газотрубные либо с многократной принудительной циркуляцией, реже - прямоточные сепараторные и барабанные с естественной циркуляцией. Крупные котлы-утилизаторы имеют все элементы котлоагрегата, за исключением топочных и других устройств, связанных со сжиганием топлива. Отходящие вторичные газы попадают сразу на поверхности нагрева (экономайзер, испаритель, паро-перегреватель). Воздухоподогре-ватель и топка в котлах-утилизаторах отсутствуют, так как газы, используемые в котле, образуются в технологическом процессе основного производства. Температура газов, поступающих в котел-утилизатор, колеблется от 350-400 до 1500°С.

Г - газотрубный котел;
Б - с выносным паросборником;
П - с пароперегревателем;
В - с воздухоподогревателем;
И - с испарительной поверхностью; Э - с экономайзером.
Ц - с циклонной топкой,
ГТ - для газовых турбин и т.д.

КГТ-25/14 – конвективный, для газовой турбины, 25 т/ч.

ПОЛУЧЕНИЕ ПАРА НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

16 ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ, ТЕПЛОНОСИТЕЛИ И СХЕМЫ АЭС

Атомная энергетика развивается исключительно быст­рыми темпами. Если в 1954 г. работала только одна — пер­вая в мире атомная электростанция СССР мощностью 5 МВт, то через 30 лет в 26 странах мира действовали 313 ядерных энергетических реакторов суммарной мощно­стью 208 млн. кВт. В СССР на начало 1985 г. действовало свыше 40 ядерных энергоблоков общей мощностью более 23 млн. кВт. Пущен ряд блоков по 1000 МВт, а на Игна- линской АЭС — крупнейший в мире энергоблок на 1500 МВт.

К 1986 г. в мире было построено 382 атомных энерго­блока общей установленной мощностью 258,8 млн. кВт с годовой выработкой 1487 млрд. кВт-ч, что составляет около 15 % мирового производства электроэнергии. К 1990 г. мощность мировой ядерной энергетики составит 370—400 млн. кВт, а к 2000 г. — от 580 до 800 млн. кВт.

Получают развитие атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ) и атомные станции теплоснабжения (АСТ). Ве­дутся также работы по созданию ядерных энергетических установок на промышленных предприятиях для энерго­снабжения технологических процессов химических, метал­лургических и других производств.

Современные АЭС являются паротурбинными. Источ­ником энергии для выработки пара на АЭС является ядер­ный реактор, в котором при делении ядер некоторых тяже­лых элементов (уран плутоний Ри) высвобождается ядерная энергия, преобразуемая в тепловую. При полном

делении 1 кг урана-235 выделяется 86,4 ■ 10 6 МДж энергии, т. е. примерно в 3 млн. раз больше, чем при сжигании 1 кг органического топлива.

Принципиальные схемы ядерного реактора показаны на рис. 19.1. Делящееся вещество (ядерное «горючее») раз­мещают в так называемых тепловыделяющих элементах (твэлах), покрытых защитной оболочкой. Выделяющиеся при делении ядер 235 У вторичные нейтроны движутся с огромной скоростью (15 000 км/с), имея энергию пример­но 5 МэВ. Для увеличения вероятности встречи нейтронов с ядрами 235 У и поддержания реакции необходимо снизить энергию нейтронов (скорость движения) до энергии тепло­вого движения (0,025 эВ). Такие нейтроны называются медленными или тепловыми. Снижение энергии нейтронов достигается применением различных замедлителей (гра­фит, вода обычная или тяжелая), имеющих в своем соста­ве легкие атомы, сталкиваясь с которыми быстрые нейтро­ны теряют скорость. Располагаемые в реакторе твэлы окружены отражателем, уменьшающим потери нейтронов в окружающую среду.

Теплота, выделяющаяся при распаде ядерного топлива, отводится от расположенных в реакторе твэлов первичным теплоносителем. Применяются жидкие и газообразные теп­лоносители, которые передают теплоту рабочему телу — воде, пароводяной смеси, пару.

Теплоносители, применяемые для отвода теплоты в ядерных реакторах, должны удовлетворять ряду требо­ваний: иметь тепловую и ядерную устойчивость и стойкость против коррозии, высокие теплоемкость и теплопроводность, низкую температуру плавления, способность отво­дить теплоту из реактора при высоких температурах. По последнему показателю применяемые теплоносители под­разделяются на две группы: низкотемпературные (темпе­ратура на выходе из реактора до 450 °С) и высокотемпера­турные (температура на выходе из реактора до 900 °С).

В качестве жидких теплоносителей для котлов АЭС могут применяться обычная и тяжелая вода, органические вещества (низкотемпературные теплоносители) и жидкие металлы (высокотемпературные теплоносители).

В качестве газового теплоносителя наибольшее распро­странение находит диоксид углерода. Весьма перспектив­ным являются гелий и другие инертные газы. При газовом теплоносителе, как и при жидкометаллическом, может быть получена высокая температура. Такой газовый теп­лоноситель не обладает химической активностью, является коррозионно инертным, практически не разлагается в ак­тивной зоне и не активируется. Недостатками большинства газовых теплоносителей являются их низкие теплопровод­ность, теплоемкость и плотность.

Выбор оптимального теплоносителя для котлов АЭС решается на основе технико-экономических сопоставлений при учете протекающих ядерно-физических, теплофизичес- ких и физико-химических процессов.

Реактор, схема которого показана на рис. 19.1, а, назы­вается канальным. Теплоносителем в нем является вода, циркулирующая в трубках (каналах), а замедлителем — графит. Реакторы корпусного типа приведены на рис. 19.1, б и в. На схеме рис. 19.1,6 показано применение газо­вого теплоносителя, который заполняет весь объем (кор­пус) реактора, омывая при движении твэлы и отводя от них теплоту. Замедлителем здесь также является графит. Другой тип корпусного реактора показан на рис. 19.1, в, в котором вода одновременно является теплоносителем и замедлителем. Во всех реакторах предусмотрена биоло­гическая защита от ионизирующих излучений.

В реакторах комбинированного назначения наряду с распадом 235 11 идет синтез нового ядерного топлива 239 Ри.

Возможность получения ядерного топлива в большем количестве, чем его было израсходовано, открывается при применении реакторов-размножителей. В отличие от реак­торов на медленных (тепловых) нейтронах, в которых нейтроны имеют энергию 0,025 эВ, в реакторах-размножи-

телях нейтроны должны иметь энергию 0,1—0,4 МэВ. Такие реакторы называются реакторами на быстрых нейт­ронах.

Чтобы повысить вероятность протекания процесса, уве­личивают концентрацию ядер 235 0 в зоне реакции путем применения урана, обогащенного изотопом 235 11. Замедли­тель в реакторах на быстрых нейтронах не применяют. От­ражатель изготовляют из 238 1_1. В таких реакторах значи­тельно увеличивается тепловыделение, что требует приме­нения теплоносителя, способного отводить большие тепловые потоки.

Получение рабочего пара может быть осуществлено не­посредственно в реакторе или в специальном теплообмен- нике-парогенераторе за счет теплоты, переданной теплоно­сителем из ядерного реактора. В первом случае теплоноси­тель, охлаждающий элементы реактора, является одновременно и рабочим телом (рис. 19.2, а). Такая АЭС называется одноконтурной. Во втором случае теплота, воспринятая теплоносителем в реакторе, передается в теп­лообменнике рабочему телу (воде, пароводяной смеси, па­ру). Такая АЭС называется двухконтурной (рис. 19.2,6).

В современных одноконтурных АЭС теплоносителем и рабочим веществом является кипящая вода. Примером такой одноконтурной станции является второй блок Бело- ярской АЭС с канальным реактором и графитовым замед­лителем, общая принципиальная схема которой соответст­вует рис. 19.2, а. Образующаяся в испарительных каналах реактора пароводяная смесь направляется в барабан-сепаратор. Насыщенный пар проходит пароперегревательные каналы, перегревается (р = 8,8 МПа, /_п.п = 500°С) и на­правляется в турбину. Из конденсатора питательная вода (конденсат) с соответствующей подпиткой и вода из бара­бана-сепаратора вновь поступают в парогенерирующие элементы реактора. В рассматриваемой одноконтурной схеме реактор является генератором пара.

В двухконтурной АЭС (рис. 19.2,6), реализованной на Нововоронежской станции, теплоносителем, циркулирую­щим в первом контуре (корпусном реакторе) и теплообмен­нике-парогенераторе, является горячая некипящая вода. Одновременно вода является и замедлителем. На выходе из водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР) давле­ние воды составляет 12—16 МПа при температуре около 300—320 °С. В парогенераторе теплоноситель, охлаждаясь до 269—289 отдает теплоту воде паросилового (второ­го) контура с получением насыщенного пара давлением около 4,5—6,5 МПа.

В отличие от одноконтурных АЭС, в которых все паро­турбинное оборудование является радиоактивным, в двух- контурных АЭС второй контур нерадиоактивен.

Применяются также трехконтурные АЭС. Примером трехконтурной АЭС с жидким металлическим теплоноси­телем (натрием) является Шевченковская АЭС с реакто­ром на быстрых нейтронах. Натрий, циркулирующий в реакторе (первый контур), имеет повышенную радиоак­тивность. Для повышения безопасности теплота от этого теплоносителя передается рабочему веществу в парогене­раторе (третий контур) через промежуточный теплоноси­тель, которым также является расплавленный натрий. В промежуточном (втором) контуре натрий уже нерадио­активен.

19.2. КОНСТРУКЦИИ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ АЭС

В настоящее время на отечественных двухконтурных АЭС с ВВЭР применяются парогенераторы горизонтально­го типа.

На рис. 19.3 показан парогенератор блока АЭС с реак­тором ВВЭР-440. Горизонтальный корпус парогенератора имеет внутренний диаметр 3210 мм, толщина стенки корпу­са— 130 мм, длина корпуса—11,5 м. В нижней части корпуса расположены поверхности нагрева, выполненные из нержавеющих У-образных змеевиков из труб диамет ром 16X1,4 мм. Змеевики развальцованы и приварены к входному и выходному коллекторам теплоносителя, распо­ложенным в центральной части корпуса. Поступающий из реактора в змеевики теплоноситель — вода имеет давление 12,3 МПа. Снаружи змеевиков находится рабочее тело

1 — корпус; 2 — пучок труб тепло- передающей поверхности, 3 — шту­цера уровнемера; 4— жалюзийный сепаратор; 5 — коллектор сухого пара, 6 — воздушник, 7 — лаз; 8 — штуцер непрерывной продувки; 9 — раздающий коллектор питательной воды, 10 — штуцер периодической продувки, 11 — опорные стойки; 12 — верхняя часть опоры; 13 — входной раздающий коллектор те­плоносителя; 14 — трубка воздуш­ника коллектора; 15 — трубка от­вода утечек; 16 — крышка коллек­тора; 17 — крышка люка; 18 — па­трубок входа питательной воды; 19 — выходной собирающий кол­лектор теплоносителя

(пароводяная смесь). Питательная вода вводится в корпус парогенератора через трубку, расположенную выше уров­ня воды. Подогрев, испарение, сепарация и осушка пара осуществляются внутри корпуса. На выходе пар имеет дав­ление 4,6 МПа. Паропроизводительность такого парогене­ратора 451,8 т/ч. За реактором ВВЭР-440 установлено шесть парогенераторов общей паропроизводительностью 2711 т/ч сухого насыщенного пара, обеспечивающих полу­чение электрической мощности 440 МВт.

В настоящее время на АЭС работают также горизон­тальные парогенераторы в схеме с водо-водяными энерге­тическими реакторами ВВЭР-1000. Корпус такого пароге­нератора имеет внутренний диаметр 4000 мм, толщина стенки 145 мм. Конструкция трубного пучка, выполненного из труб 12X1.2 мм, аналогична трубному пучку парогене­ратора блока ВВЭР-440. Уменьшение диаметра труб зме­евика увеличило интенсивность теплообмена. Повышение давления воды в реакторе до 16 МПа позволило поднять давление пара до 6,48 МПа, что обеспечило повышение КПД АЭС с 27,6 до 33 %• Паропроизводительность паро­генератора 1469 т/ч. За реактором ВВЭР-1000 установлено четыре парогенератора суммарной паропроизводительно- стью 5876 т/ч сухого насыщенного пара, обеспечивающих получение электрической мощности 1000 МВт. Ведутся работы по созданию ВВЭР еще большей мощности, в част­ности с перегревом пара.

Горизонтальные парогенераторы имеют ряд существен­ных положительных особенностей. Они технологичны в из­готовлении, осушка пара осуществляется в них в простей­шем сепарационном устройстве и др. Однако создание таких парогенераторов большой единичной мощности огра­ничено возможностями транспортировки корпуса парогене­ратора по железной дороге. В связи с этим для мощных АЭС с ВВЭР разрабатываются также вертикальные паро­генераторы, лишенные ряда указанных недостатков.

В одном из вариантов вертикального парогенератора с и-образными трубными пучками (рис. 19.4) теплоноси­тель проходит внутри труб. Питательная вода за счет есте­ственной циркуляции по кольцевому каналу опускается в нижнюю часть теплообменника. Пароводяная смесь под­нимается в межтрубном пространстве. Пар проходит паропромывочное устройство и жалюзийный сепаратор. В вертикальном мощном парогенераторе паропроизводи- тельностью 1460 т/ч с ВВЭР (рис. 19.5) поверхности на­грева выполнены из винтовых змеевиков из трубок диамет­ром 10X1.2 мм, ввальцованных в центрально расположен­ный вертикальный коллектор для теплоносителя. Коллектор внутренними перегородками разделен на раз­дающую (верхнюю) и собирающую камеры. Внутренний диаметр коллектора 1150, толщина стенки 140 мм. Внутрен­ний диаметр корпуса парогенератора 3900, толщина стенки 65 мм. Давление теплоносителя 16,7 МПа. Температура теплоносителя на входе в парогенератор 331, на выходе - 295 °С. Давление получаемого пара 6,28 МПа, температура пара 278,5 °С По сравнению с

Рис 16.4 Вертикальный паро­генератор для АЭС с ВВЭР с Ц образными трубными пуч­ками

1 — отвод пара к турбине 2 — под вод питательной воды 3 — уровень воды, 4 — непрерывная прод>вка, 5 —трубный пучок, 6 —периодиче­ская продувка 7 — входной кол­лектор теплоносителя, 8 — выход­ной коллектор теплоносителя

Учебное пособие оператора газовой котельной

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ОПЕРАТОРА ГАЗОВОЙ КОТЕЛЬНОЙ. УСТРОЙСТВО ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИЯ

«Газ безопасен только при технически грамотной эксплуатации

газового оборудования котельной».

В учебном пособии оператора приведены основные сведения о водогрейной котельной работающей на газообразном (жидком) топливе, рассмотрены принципиальные схемы котельных и систем теплоснабжения промышленных объектов. В пособии также:

• представлены основные сведения из теплотехники, гидравлики, аэродинамики;
• приведены сведения об энергетическом топливе и организации их сжигания;
• освещены вопросы подготовки воды для водогрейных котлов и тепловых сетей;
• рассмотрено устройство водогрейных котлов и вспомогательного оборудования газифицированных котельных;
• представлены схемы газоснабжения котельных;
• дано описание ряда контрольно-измерительных приборов и схем автоматического регулирования и автоматики безопасности;
• уделено большое внимание вопросам эксплуатации котельных агрегатов и вспомогательного оборудования;
• рассмотрены вопросы по предотвращению аварий котлов и вспомогательного оборудования, по оказанию первой помощи пострадавшим в результате несчастного случая;
• приведены основные сведения по организации эффективного использования теплоэнергетических ресурсов.

Данное учебное пособие оператора предназначено для переподготовки, обучения смежной профессии и повышения квалификации операторов газовых котельных, а также может быть полезно: для студентов и учащихся по специальности «Теплогазоснабжение» и оперативно – диспетчерского персонала при организации диспетчерской службы по эксплуатации автоматизированных котельных. В большей степени материал представлен для водогрейных котельных мощностью до 5 Гкал с газотрубными котлами типа “Турботерм”.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

8

1.1. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной работающей на газовом топливе

1.2. Принципиальные схемы тепловых сетей. Открытые и закрытые тепловые сети

1.3. Способы подключения потребителей к тепловой сети

1.4. Температурный график качественного регулирования отопительной нагрузки

1.5. Пьезометрический график

2.1. Понятие о теплоносителе и его параметрах

2.2. Вода, водяной пар и их свойства

2.3. Основные способы передачи тепла: излучение, теплопроводность, конвекция. Коэффициент теплопередачи, факторы влияющие на него

3.1. Общая характеристика энергетического топлива

3.2. Горение газообразного и жидкого (дизельного) топлива

3.3. Газогорелочные устройства

3.4. Условия устойчивой работы горелок

3.5. Требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» к горелочным устройствам

4.1. Нормы качества питательной, подпиточной и сетевой воды

4.2. Физико-химические характеристики природной воды

4.3. Коррозия поверхностей нагрева котла

4.4. Методы и схемы обработки воды

4.5. Деаэрация умягченной воды

4.6. Комплексно-метрический (трилонометрический) метод определения жесткости воды

4.7. Неисправности в работе водоподготовительного оборудования и методы их устранения

4.8. Графическая интерпретация процесса натрий-катионирования

5.1. Устройство и принцип работы паровых и водогрейных котлов

5.2. Стальные водогрейные жаротрубно-дымогарные котлы для сжигания газообразного топлива

5.3. Cхемы подачи воздуха и удаления продуктов горения

5.4. Арматура котлов (запорная, регулирующая, предохранительная)

5.5. Вспомогательное оборудование паровых и водогрейных котлов

5.6. Гарнитура паровых и водогрейных котлов

5.7. Внутренняя и наружная очистка поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов, водяных экономайзеров

5.8. Контрольно-измерительные приборы и автоматика безопасности котлов

6.1. Классификация газопроводов по назначению и давлению

6.2. Схемы газоснабжения котельных

6.3. Газорегуляторные пункты ГРП (ГРУ), назначение и основные элементы

6.4. Эксплуатация газорегуляторных пунктов ГРП (ГРУ) котельных

6.5. Требования «Правил безопасности в газовом хозяйстве»

7.1. Автоматические измерения и контроль

7.2. Автоматическая (технологическая) сигнализация

7.3. Автоматическое управление

7.4. Автоматическое регулирование водогрейных котлов

7.5. Автоматическая защита

7.6. Комплект средств управления КСУ-1-Г

8.1. Организация работы оператора

8.2. Оперативнвя схема трубопроводов транспортабельной котельной

8.3. Режимная карта работы водогрейного котла типа «Турботерм» оборудованного горелкой типа Weishaupt

8.4. Инструкция по эксплуатации транспортабельной котельной (ТК) с котлами типа «Турботерм»

8.5. Требование «Правил по устройству и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов»

9.1. Общие положения. Причины аварий в котельных

9.2. Действие оператора в нештатных ситуациях

9.3. Газоопасные работы. Работы по наряду-допуску и по утвержденным инструкциям

9.4. Требование пожарной безопасности

9.5. Средства индивидуальной защиты

9.6.Оказание первой помощи пострадавшим в результате несчастного случая

10.1. Тепловой баланс и КПД котла. Режимная карта котла

10.2. Нормирование расхода топлива

10.3. Определение себестоимости выработанной (отпущенной) теплоты

Подписавшись на Комплект Учебно-методических материалов для Оператора котельной, Вы бесплатно получите книгу “Определение знаний. Тест для оператора котельной”. А в дальнейшем будете получать от меня как бесплатные, так и платные информационные материалы.

Современная котельная техника малой и средней производи­тельности развивается в следующих направлениях:

• повышение энергетической эффективности путем всемерного снижения тепловых потерь и наиболее полного использования энергетического потенциала топлива;
• уменьшение габаритов котельного агрегата за счет интенси­фикации процесса сжигания топлива и теплообмена в топке и по­верхностях нагрева;
• снижение вредных токсичных выбросов (СО, NO_x, SO_v);
• повышение надежности работы котельного агрегата.

Новая технология сжигания реализуется, например, в котлах с пульсирующим горением. Топочная камера такого котла представ­ляет собой акустическую систему с высокой степенью турбулизации дымовых газов. В топочной камере котлов с пульсирующим горением отсутствуют горелки, а следовательно, и факел. Подача газа и воздуха осуществляется прерывисто с частотой примерно 50 раз в секунду через специальные пульсирующие клапаны, и процесс горения происходит во всем топочном объеме. При сжи­гании топлива в топке повышается давление, увеличивается ско­рость продуктов горения, что приводит к существенной интенси­фикации процесса теплообмена, возможности уменьшения габа­ритов и массы котла, отсутствию необходимости громоздких и дорогих дымовых труб. Работа таких котлов отличается низкими выбросами СО и N0_x. Коэффициент полезного действия таких котлов достигает 96 %.

Вакуумный водогрейный котел японской фирмы Takuma — это герметичная емкость, наполненная определенным количеством хорошо очищенной воды. Топка котла представляет собой жаро­вую трубу, находящуюся ниже уровня жидкости. Выше уровня воды в паровом пространстве установлены два теплообменника, один из которых включается в отопительный кон­тур, а другой — работает в системе горячего водоснабжения. Благодаря небольшому вакууму, автоматически поддерживае­мому внутри котла, вода закипает в нем при температуре ниже 100 о С. Испарившись, она конденсируется на теплообменниках и затем поступает обратно. Очищенная вода никуда не выводится из агрегата, и обеспечить необходимое ее количество несложно. Та­ким образом, была снята проблема химической подготовки котло­вой воды, качество которой является непременным условием на­дежной и долгой работы котельного агрегата.

Отопительные котлы американской фирмы Teledyne Laars — это водотрубные установки с горизонтальным теплообменником из оребренных медных труб. Особенностью таких котлов, получив­ших название гидронные, является возможность использова­ния их на неподготовленной сетевой воде. В этих котлах предусмат­ривается обеспечение высокой скорости протекания воды через теплообменник (более 2 м/с). Таким образом, если вода вызывает коррозию оборудования, образующиеся частицы будут отклады­ваться где угодно, только не в теплообменнике котла. В случае ис­пользования жесткой воды быстрый поток снизит или предотвра­тит образование накипи. Необходимость высокой скорости приве­ла разработчиков к решению максимально уменьшить объем водя­ной части котла. В противном случае нужен слишком мощный цир­куляционный насос, потребляющий большое количество элект­роэнергии. В последнее время на российском рынке появилась продукция большого числа зарубежных фирм и совместных иностранных и российских предприятий, разрабатывающих самую разнообразную котельную технику.

Рис.1. Водогрейный котел марки Unitat международной компании LOOS

1 – горелка; 2 – дверца; 3 – гляделка; 4 – тепловая изоляция; 5 – газотрубная поверхность нагрева; 6 – лючок в водяное пространство котла; 7- жаровая труба (топка); 8 – патрубок подвода воды в котел; 9 – патрубок для отвода горячей воды; 10 – газоход отходящих газов; 11 – смотровое окно; 12 – дренажный трубопровод; 13 – опорная рама

Современные водогрейные и паровые котлы малой и средней мощности часто выполняются жаротрубными или жарогазотрубными. Эти котлы отличаются высоким КПД, низки­ми выбросами токсичных газов, компактностью, высокой степе­нью автоматизации, простотой эксплуатации и надежностью. На рис. 1 приведен комбинированный жарогазотрубный во­догрейный котел марки Unimat международной компании LOOS. Котел имеет топку, выполненную в виде жаровой трубы 7, омы­ваемую с боковых сторон водой. В переднем торце жаровой трубы имеется откидывающаяся дверца 2 с двухслойной тепловой изоля­цией 4. В дверце установлена горелка 1. Продукты горения из жаро­вой трубы поступают в конвективную газотрубную поверхность 5, в которой совершают двухходовое движение, а затем по газоходу 10 покидают котел. Подвод воды в котел осуществляется по патрубку 8, а отвод горячей воды — по патрубку 9. Наружные поверхности котла име­ют тепловую изоляцию 4. Для наблюдения за факелом в дверце установлена гляделка 3. Осмотр состояния наружной части газо­трубной поверхности может быть выполнен через лючок 6, а тор­цевой части корпуса — через смотровое окно 11. Для слива воды из котла предусмотрен дренажный трубопровод 12. Котел устанавли­вается на опорную раму 13.

В целях оценки эффективного использования энергетических ресурсов и снижения затрат потребителей на топливо- и энергообеспечение Законом “Об энергосбережении” предусматривается проведение энергетических обследований. По результатам этих обследований разрабатываются мероприятия по улучшению теплосилового хозяйства предприятия. Эти мероприятия следующие:

• замена теплоэнергетического оборудования (котлов) на более современные;
• гидравлический расчет тепловой сети;
• наладка гидравлических режимов объектов теплопотребления;
• нормирование теплопотребления;
• устранение дефектов ограждающих конструкций и внедрение энергоэффективных конструкций;
• переподготовка, повышение квалификации и материальное стимулирование персонала за эффективное использование ТЭР.

Для предприятий, имеющих собственные источники тепла, необходима подготовка квалифицированных операторов котельной. К обслуживанию котлов могут быть допущены лица, обученные, аттестованные и имеющие удостоверение на право обслуживания котлов. Данное учебное пособие оператора как раз и служит для решения данных задач.

ГЛАВА 1. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ КОТЕЛЬНЫХ И СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной работающей на газовом топливе

На рис. 1.1 представлена принципиальная тепловая схема во­догрейной котельной, работающей на закрытую систему горяче­го водоснабжения. Основное преимущество такой схемы – относительно невысокая производительность водоподготовительной установки и подпиточных насосов, недостаток – удоро­жание оборудования абонентских узлов горячего водоснабжения (необходимость установки теплообменных аппаратов, в которых теплота передается от сетевой воды к воде, идущей на нужды горячего водоснабжения). Водогрейные котлы надежно работа­ют только при поддержании в заданных пределах постоянного расхода воды, проходящей через них, независимо от колебаний тепловой нагрузки потребителя. Поэтому в тепловых схемах во­догрейных котельных предусматривают регулирование отпуска тепловой энергии в сеть по качественному графику, т.е. по из­менению температуры воды на выходе из котла.

Для обеспече­ния расчетной температуры воды на входе в тепловую сеть в схеме предусматривается возможность подмешивания к выходящей из котлов воде через перепускную линию необходимого ко­личества обратной сетевой воды (G_пер). Для устранения низко­температурной коррозии хвостовых поверхностей нагрева котла к обратной сетевой воде при ее температуре менее 60 °С при ра­боте на природном газе и менее 70—90 °С при работе на мало и высокосернистом мазуте при помощи рециркуляционного на­соса осуществляется подмешивание горячей воды, выходящей из котла к обратной сетевой воде.

Рис 1.1. Принципиальная тепловая схема котельной. Одноконтурная, зависимая с насосами рециркуляции

1 – котел водогрейный; 2-5- насосы сетевой, рециркуляционный, сырой и подпиточной воды; 6- бак подпиточной воды; 7, 8 – подогреватели сырой и химически очищенной воды; 9, 11 – охладители подпиточной воды и выпара; 10 – деаэратор; 12 – установка химической очистки воды.

Рис.1.2. Принципиальная тепловая схема котельной. Двухконтурная, зависимая с гидропереходником

1 – котел водогрейный; 2-насос циркуляционный котла; 3- насос отопления сетевой; 4- насос вентиляции сетевой; 5-насос ГВС внутреннего контура; 6- насос ГВС циркуляционный; 7-водоводяной подогреватель ГВС; 8-фильтр-грязевик; 9-водоподготовка реагентная; 10-гидропереходник; 11-мембранный бак.

1.2. Принципиальные схемы тепловых сетей. Открытые и закрытые тепловые сети

Водяные системы теплоснабжения делятся на закрытые и открытые. В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель, но из сети не отбирается. В открытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется как теплоноситель и частично или полностью отбирается из сети для горячего водоснабжения и технологических целей.

Основные преимущества и недостатки закрытых водяных систем теплоснабжения:

• cтабильное качество поступающей в абонентские установки горячей воды, не отличающееся от качества водопроводной воды;
• простота санитарного контроля местных установок горячего водоснабжения и контроля плотности теплофикационной системы;

• сложность оборудования и эксплуатации абонентских вводов горячего водоснабжения;
• коррозия местных установок горячего водоснабжения из-за поступления в них недеаэрированной водопроводной воды;
• выпадение накипи в водо-водяных подогревателях и трубопроводах местных установок горячего водоснабжения при водопроводной воде с повышенной карбонатной (временной) жесткостью (Ж_к ≥ 5 мг-экв/кг);
• при определенном качестве водопроводной воды приходится при закрытых системах теплоснабжения принимать меры для повышения антикоррозионной стойкости местных установок горячего водоснабжения или устанавливать на абонентских вводах специальные устройства для обескислороживания или стабилизации водопроводной воды и для защиты от зашламления.

Основные преимущества и недостатки открытых водяных систем теплоснабжения:

• возможность использования для горячего водоснабжения низкопотенциальных (при температуре ниже 30-40 о С) тепловых ресурсов промышленности;
• упрощение и удешевление абонентских вводов и повышение долговечности местных установок горячего водоснабжения;
• возможность использования для транзитного тепла однотрубных линий;

• усложнение и удорожание станционного оборудования из-за необходимости сооружения водоподготовительных установок и подпиточных устройств, рассчитанных на компенсацию расходов воды на горячее водоснабжение;
• водоподготовка должна обеспечить осветление, умягчение, деаэрацию и бактериологическую обработку воды;
• нестабильность воды, поступающей в водоразбор, по санитарным показателям;
• усложнение санитарного контроля за системой теплоснабжения ;
• усложнение контроля герметичности системы теплоснабжения.

1.3. Температурный график качественного регулирования отопительной нагрузки

Существует четыре метода регулирования отопительной нагрузки: качественное, количественное, качественно-количественное и прерывистое (пропусками). Качественное регулирование заключается в регулировании отпуска тепла изменением температуры горячей воды при сохранении постоянного количества (расхода) воды; количественное – в регулировании отпуска тепла изменением расхода воды при постоянной его температуре на входе в регулируемую установку; качественно-количественное – в регулировании отпуска тепла одновременным изменением расхода и температуры воды; прерывистое, или, как его принято называть, регулирование пропусками – в регулировании подачи тепла периодическим отключением отопительных установок от тепловой сети. Температурный график при качественном регулировании отпуска тепла для систем отопления, оборудованных нагревательными приборами конвективно- излучающего действия и подключенных к тепловой сети по элеваторной схеме, рассчитывается на основании формул:

где Т₁ – температура сетевой воды в подающей магистрали (горячей воды), о С; Т₂ – температура воды, поступающей в тепловую сеть из отопительной системы (обратной воды), о С; Т₃ – температура воды поступающей в отопительную систему, о С; t_н – температура наружного воздуха, о С; t_вн – температура внутреннего воздуха, о С; u – коэффициент смешения; те же обозначения с индексом «р» относятся к расчетным условиям. Для систем отопления, оборудованных нагревательными приборами конвективно- излучающего действия и подключенных к тепловой сети непосредственно, без элеватора, следует принимать u = 0 и Т₃ = Т₁. Температурный график качественного регулирования тепловой нагрузки для г.Томска приведен на рис.1.3.

Независимо от принятого метода центрального регулирования, температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети должна быть не ниже уровня, определяемого условиями горячего водоснабжения: для закрытых систем теплоснабжения – не ниже 70 о С, для открытых систем теплоснабжения – не ниже 60 о С. Температура воды в подающем трубопроводе на графике имеет вид ломаной линии. При низких температурах t_н t_н.и температура воды в подающем трубопроводе постоянна (Т₁ = Т_1и = const), и регулирование отопительных установок может производиться как количественным , так и прерывистым (местными пропусками) методом. Количество часов ежесуточной работы отопительных установок (систем) при этом диапазоне температур наружного воздуха определяется по формуле:

Пример: Определения температур Т₁ и Т₂ для построения температурного графика

Т₁ = Т₃ = 20 + 0,5 (95- 70) _* ( 20 – (-11) / ( 20 – (-40) + 0,5 (95+ 70 -2 _* 20 )_* [( 20 – (-11) / ( 20 – (-40)] 0,8 = 63,1 о С. Т₂ = 63,1 – (95- 70)_* (95- 70) _* ( 20 – (-11) = 49,7 о С

Пример: Определения количества часов ежесуточной работы отопительных установок (систем) при диапазоне температур наружного воздуха t_н > t_н.и. Температура наружного воздуха равна t_н = -5 о С. В этом случае в сутки отопительная установка должна работать

n = 24_* ( 20 – (-5) / ( 20 – (-11) = 19,4 час/сутки.

1.4. Пьезометрический график тепловой сети

Напоры в различных точках системы теплоснабжения определяются с помощью графиков напоров воды (пьезометрических графиков), которые учитывают взаимное влияние различных факторов:

• геодезического профиля теплотрассы;
• потерь напора в сети;
• высоты системы теплопотребления и т.д.

Гидравлические режимы работы тепловой сети подразделяются на динамический (при циркуляции теплоносителя) и статический (при состоянии покоя теплоносителя). При статическом режиме напор в системе устанавливается на 5 м выше отметки наивысшего положения воды в ней и изображается горизонтальной линией. Линия статического напора для подающего и обратного трубопроводов одна. Напоры в обоих трубопроводах выравнены, так как трубопроводы сообщаются с помощью систем теплопотребления и перемычек подмешивания в элеваторных узлах. Линии напоров при динамическом режиме для подающего и обратного трубопроводов различны. Уклоны линий напоров всегда направлены по ходу теплоносителя и характеризуют потери напора в трубопроводах, определяемые для каждого участка по гидравлическому расчету трубопроводов тепловой сети. Выбор положения пьезометрического графика производится исходя из следующих условий:

• давление в любой точке обратной магистрали не должно быть выше допускаемого рабочего давления в местных системах. (не более 6 кгс/см 2 );
• давление в обратном трубопроводе должно обеспечить залив верхних приборов местных систем отопления;
• напор в обратной магистрали во избежание образования вакуума не должен быть ниже 5-10 м.вод.ст.;
• напор на всасывающей стороне сетевого насоса не должен быть ниже 5 м.вод.ст.;
• давление в любой точке подающего трубопровода должно быть выше давления вскипания при максимальной (расчетной) температуре теплоносителя;
• располагаемый напор в конечной точке сети должен быть равен или больше расчетной потери напора на абонентском вводе при расчетном пропуске теплоносителя.

В большинстве случаев при перемещении пьезометра вверх или вниз не представляется возможным установить такой гидравлический режим, при котором все подключаемые местные системы отопления могли бы быть присоединены по самой простой зависимой схеме. В этом случае следует ориентироваться на установку на вводах у потребителей в первую очередь регуляторов подпора, насосов на перемычке, на обратной или подающей линиях ввода или выбрать присоединение по независимой схеме с установкой у потребителей отопительных водоводяных подогревателей (бойлеров). Пьезометрический график работы тепловой сети приведен на рис.1.4

Рис.1.3. Температурный график качественного регулирования тепловой нагрузки

Рис.1.4. Пьезометрический график тепловой сети

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ:

1. Назовите основные мероприятия по улучшению теплосилового хозяйства. Что у вас делается в этом направлении?
2. Перечислите основные элементы системы теплоснабжения. Дайте определение открытой и закрытой тепловой сети, назовите достоинства и недостатки данных сетей.
3. Напишите на отдельном листе основное оборудование вашей котельной и его характеристики.
4. Какие по устройству вы знаете тепловые сети. По какому температурному графику работает ваша тепловая сеть?
5. Для какой цели служит температурный график? Чем определяется температура излома температурного графика ?
6. Для какой цели служит пьезометрический график? Какую роль выполняют элеваторы, если они у вас есть, в тепловых узлах?
7. На отдельном листе перечислите особенности работы каждого элемента cистемы теплоснабжения (котла, тепловой сети, потребителя тепла). Всегда учитывайте данные особенности в своей работе! Учебное пособие оператора, вместе с комплектом тестовых заданий, должно стать настольной книгой для уважающего свой труд оператора.

Комплект Учебно методических материалов для Оператора котельной стоит 760 руб. Он опробирован в учебных центрах при подготовке операторов котельной, отзывы самые хорошие, как слушателей, так и преподавателей Спецтехнологии. КУПИТЬ