Теплоснабжение городского населения

 

  При значительном удалении источника тепла от теплоснабжаемого района (при «загородных» ТЭЦ) целесообразны комбинированные системы теплоснабжения, представляющие собой сочетание однотрубной системы и полузамкнутой двухтрубной системы (рис.1,г). В такой системе входящий в состав ТЭЦ пиковый водогрейный котел размещается непосредственно в теплоснабжаемом районе, образуя дополнительную водогрейную котельную. От ТЭЦ до котельной подается по одной трубе только такое количество высокотемпературной воды, которое необходимо для горячего водоснабжения. Внутри же теплоснабжаемого района устраивается обычная полузамкнутая двухтрубная система.

  В  котельной к воде от ТЭЦ  добавляется подогретая в котле  вода из обратного трубопровода  двухтрубной системы, и общий  поток воды с более низкой  температурой, чем температура воды, поступающей от ТЭЦ, направляется  в тепловую сеть района. В дальнейшем  часть этой воды используется  в местных системах горячего  водоснабжения, а остальная часть возвращается в котельную.

  Трехтрубные системы находят применение в промышленных системах теплоснабжения с постоянным расходом воды, подаваемой на технологические нужды (рис.1,д). Такие системы имеют две подающие трубы. По одной из них вода с неизменной температурой поступает к технологическим аппаратам и к теплообменникам горячего водоснабжения, по другой вода с переменной температурой идет на нужды отопления и вентиляции. Охлажденная вода от всех местных систем возвращается к источнику тепла по одному общему трубопроводу.

  Четырехтрубные системы (рис.1,е) из-за большого расхода металла применяются лишь в мелких системах с целью упрощения абонентских вводов. В таких системах вода для местных систем горячего водоснабжения приготовляется непосредственно у источника тепла (в котельных) и по особой трубе подводится к потребителям, где непосредственно поступает в местные системы горячего водоснабжения. В этом случае у абонентов отсутствуют подогревательные установки горячего водоснабжения и рециркуляционная вода систем горячего водоснабжения возвращается для подогрева к источнику тепла. Две другие трубы в такой системе предназначаются для местных систем отопления и вентиляции. [1]

 

ДВУХТРУБНЫЕ ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ  ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

 

  Закрытые и открытые системы. Двухтрубные водяные системы бывают закрытыми и открытыми. Различаются эти системы технологией приготовления воды для местных систем горячего водоснабжения (рис. 2). В закрытых системах для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, которая подогревается в поверхностных теплообменниках водой из тепловой сети (рис. 2,а). В открытых системах воду для горячего водоснабжения берут непосредственно из тепловой сети. Отбор воды из подающей и обратной труб тепловой сети производят в таких количествах, чтобы после смешения вода приобрела нужную для горячего водоснабжения температуру (рис.2,б).                                                                 

 

Рис.2. Принципиальные схемы приготовления воды

для горячего водоснабжения на абонентских в двухтрубных водяных

системах теплоснабжения

а–при закрытой системе, б–открытой системе,

1–подающий  и обратный трубопроводы тепловой  сети;2–теплообменник горячего водоснабжения  ,

3–холодный  водопровод, 4–местная система горячего  водоснабжения, 5–регулятор температуры,

6–смеситель, 7–обратный клапан 

 

 

В закрытых системах теплоснабжения сам теплоноситель нигде не расходуется,а лишь циркулирует между источником тепла и местными ситемами теплопотребления. Это значит,что такие системы закрыты по отношению к атмосфере,что и нашло отражение в их названии. Для закрытых систем теоретически справедливо равенство , т.е. количество уходящей от источника и приходящей к нему воды одинаково. В реальных же системах всегда . Часть воды теряется из системы через имеющиеся в ней неплотности: через сальники насосов, компенсаторов, арматуры и т.п. Эти утечки воды из системы невелики и при хорошей эксплуатации не превышают 0,5% объема воды в системе. Однако даже в таком количестве они приносят определенный ущерб, так как с ними бесполезно теряются и тепло, и теплоноситель.

  Практическая  неизбежность утечек позволяет  исключить из оборудования водяных  систем теплоснабжения расширительные  сосуды, так как утечки воды  из системы всегда превышают  возможное приращение объема  воды при повышение её температуры  в течение отопительного периода.  Пополнение системы водой для  компенсации утечек происходит  у источника тепла.

  Для открытых систем даже при отсутствии утечек характерно неравенство . Сетевая вода, выливаясь из водоразборных кранов местных систем горячего водоснабжения, соприкасается с атмосферой, т.е. такие системы открыты по отношению к атмосфере.Пополнение открытых систем водой происходит обычно так же, как и закрытых систем, у источника тепла, хотя в принципе в таких ситемах пополнение возможно и в других точках системы. Количество подпиточной воды в открытых системах значительно больше, чем в закрытых. Если в закрытых системах подпиточная вода покрывает только утечки воды из системы, то в открытых системах она должна компенсировать еще и предусмотренный отбор воды.

  Отсутствие  на абонентских вводах открытых  систем теплоснабжения поверхностных  теплообменников горячего водоснабжения  и замена их дешевыми смесительными  устройствами является основным  преимуществом открытых систем  перед закрытыми. Основной же недостаток открытых систем заключается в необходимости иметь у источника тепла более мощную, чем закрытых системах, установку по обратке подпиточной воды во избежание появления коррозии и накипи в нагревательных установках и тепловых сетях.

  Наряду  с более простыми и дешевыми  абонентскими вводами открытые  системы обладают еще следующими  положительными качествами по  сравнению с закрытыми системами:

  а)  позволяют использовать в больших  количествах низкопотенциальное  отбросное тепло, которое имеется и на ТЭЦ (тепло конденсаторов турбин), и в ряде отраслей промышленности, что уменьшает расход топлива на приготовление теплоносителя;

  б)  обеспечивают возможность уменьшения  расчетной производительности источника  тепла путем осреднения расхода  тепла на горячее водоснабжение  при установке центральных аккумуляторов  горячей воды;

  в)  увеличивают срок службы местных  систем горячего водоснабжения,  так как в них поступает  вода из тепловых сетей, не  содержащая агрессивных газов  и накипеобразующих солей;

  г)  уменьшают диаметры распределительных  сетей холодного водоснабжения  (примерно на 16%), подавая абонентам  воду для местных систем горячего  водоснабжения по отопительным  трубопроводам;

  д)  позволяют перейти к однотрубным  системам при совпадении расходов  воды на отопление и горячее  водоснабжение.

  К  недостаткам открытых систем  кроме увеличения затрат, связанных  с обработкой больших количеств  подпиточной воды, относятся:

  а)  возможность при недостаточно  тщательной обработке воды появления  цветности в разбираемой воде, а в случае присоединения радиаторных  систем отопления к тепловым  сетям через смесительные узлы (элеваторные,насосные) еще и возможность  загрязнения разбираемой воды  и появления в ней запаха  вследствии отложения в радиаторах  осадков и развития в них  особых бактерий;

  б)  усложнение контроля за плотностью  системы, поскольку в открытых  системах количество подпиточной  воды не характеризует величины  утечки воды из системы, как  в закрытых системах.

  Малая  жесткость исходной водопроводной воды  (1–1,5  мг·экв/л) способствует применению открытых систем, исключая необходимость в дорогой и сложной противонакипной обработке воды. Целесообразно применять открытые системы и при очень жестких или агрессивных в отношении коррозии исходных водах, ибо при таких водах в закрытых системах необходимо устраивать обработку воды на каждом абонентском вводе, что во много раз сложнее и дороже единой обработки подпиточной воды у источника тепла в открытых системах.

ОДНОТРУБНЫЕ ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

 

Схема абонентского ввода однотрубной системы теплоснабжения приведена на рис.3.

 

                                                                                

                                                                                       

 

 

Сетевая вода в количестве, равном среднечасовому расходу воды в горячем водоснабжении, подается на ввод через автомат постоянного  расхода 1. Автомат 2 перераспределяет сетевую воду между смесителем горячего водоснабжения и теплообменником отопления 3 и обеспечивает заданную температуру смеси воды из подающего после теплообменника отопления. В ночные часы, когда водоразбор отсутствует, поступающая в систему горячего водоснабжения вода сливается в бак-аккумулятор 6 через автомат подпора 5 (автомат «до себя»), который обеспечивает заполнение местных систем водой. При водоразборе больше среднего насос 7 дополнительно подает воду из бака в систему горячего водоснабжения. Циркуляционная вода системы горячего водоснабжения также сливается в аккумулятор через автомат подпора 4. Для компенсации потерь тепла в циркуляционном контуре, включая бак-аккумулятор, автомат 2 поддерживает температуру воды несколько выше обычно принимаемой для систем горячего водоснабжения.

ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

 

Рис.4. Принципиальные схемы паровых систем теплоснабжения

а–однотрубной без возврата конденсата; б–двухтрубной  с возвратом конденсата; в–трехтрубной  с возвратом конденсата; 1–источник  тепла; 2–паропровод; 3–абонентский ввод; 4–калорифер вентиляции; 5–теплообменник местной системы отопления;6–теплообменник местной системы горячего водоснабжения; 7–технологический аппарат; 8–конденсатоотводчик; 9–дренаж;10–бак сбора конденсата; 11–конденсатный  насос; 12–обратный клапан; 13–конденсатопровод

 

   Как и водяные, паровые системы теплоснабжения, бывают однотрубными, двухтрубными и многотрубными (рис. 4)

  В  однотрубной паровой системе  (рис. 4,а) конденсат пара не возвращается от потребителей тепла к источнику, а используется на горячее водоснабжение и технологические нужды или выбрасывается в дренаж. Такие системы мало экономичны и применяются при небольших расходах пара.

  Двухтрубные  паровые системы с возвратом  конденсата к источнику тепла  (рис. 4,б) имеют наибольшее распространение на практике. Конденсат от отдельных местных систем теплопотребления собирается в общий бак, расположенный в тепловом пункте, а затем насосом перекачивается к источнику тепла. Конденсат пара является ценным продуктом: он не содержит солей жесткости и растворенных агрессивных газов и позволяет сохранить до 15% содержащегося в паре тепла. Приготовление новых порций питательной воды для паровых котлов обычно требует значительных затрат, превышающих затраты на возврат конденсата. Вопрос о целесообразности возврата конденсата к источнику тепла решается в каждом конкретном случае на основание технико-экономических расчетов.

  Многотрубные  паровые системы (рис. 4,в) применяются на промышленных площадках при получении пара ТЭЦ и в случае, если технология производства требует пара разных давлений. Затраты на сооружение отдельных паропроводов для пара разных давлений оказываются меньше, чем стоимость перерасхода топлива на ТЭЦ при отпуске пара только одного, наиболее высокого давления и последующего редуцирования его у абонентов, нуждающихся в паре более низкого давления. Возврат конденсата в трехтрубных системах производится по одному общему конденсатопроводу. В ряде случаев двойные паропроводы прокладываются и при одинаковом давлении в них пара в целях надежного и бесперебойного снабжения паром потребителей. Число паропроводов может быть и больше двух, например, при резервировании подачи с ТЭЦ пара разных давлений или при целесообразности подачи с ТЭЦ пара трех разных давлений.

  На  крупных промышленных узлах, объединяющих  несколько предприятий, сооружаются  комплексные водяные и паровые  системы с подачей пара на  технологию и воды на нужды  отопления и вентиляции.

  На абонентских вводах систем кроме устройств, обеспечивающих передачу тепла в местные системы теплопотребления, большое значение имеет также система сбора конденсата и возврата его к источнику тепла.

  Поступающий  на абонентский ввод пар обычно  попадает в распределительную  гребенку, откуда непосредственно  или через редукционный клапан (автомат давления «после себя»)  направляется к теплоиспользующим  аппаратам.

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данном реферате подробно рассмотрены виды централизованных систем теплоснабжения их устройство и принцип работы. Работа с данными системами ведется  по специальным . Более распространенными являются водяные системы теплоснабжения. Централизованные системы теплоснабжения существенно улучшают бытовые условия жизни населения. К сожалению производство энергии не возможно без загрязнения окружающей среды, однако следует стремиться к совершенствованию способов получения энергии и более детально прорабатывать модели новых, более современных, и оказывающих меньшее влияние на загрязнение окружающей среды ТЭЦ.

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1.  «Теплоснабжение»: Учебник для вузов/ А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов, В.Н. Братенков, Е.Н. Терлецкая; Под ред. А.А. Ионина.–М.:Стройиздат,1982.–336 с.,ил.

2.   «Тепловые электрические станции»:Учебник для вузов/Рыжкин В.Я.; Изд.2-е, перераб. и доп. М., «Энергия»,1976.–448 с. , ил.