ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 433
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- возможность обеспечения требуемых (оптимальных) режимов работы преобразователя по оборотам и моментам нагрузки;
- высокая технологичность и относительная простота промышленного производства преобразователей, что определяет сравнительно низкую их стоимость при серийном производстве в широком диапазоне мощностей.
1.3.4. Прямоточное однотрубное теплоснабжение
В 1968 – 1974 гг. была разработана и введена в эксплуатацию опытно - промышленная установка однотрубного высокотемпературного теплоснабжения на базе водогрейного воднотрубного - скрубберного котла ВКВ - 6 мощностью
7 МВт (6 Гкал/ч) на газовом топливе. Она была создана с учетом эксплуатировавшейся ранее в жилом микрорайоне обычной двухтрубной закрытой сети с центральным тепловым пунктом, узлы которого были специально дополнены устройствами, обеспечивающими работу по прямоточной схеме с непосредственным водозабором при максимальной температуре воды в магистральном теплопроводе 200 0С.
Указанная система (рис. 1.8) явилась первой в нашей стране попыткой практической реализации основных положений прямоточного однотрубного высокотемпературного теплоснабжения (система «горячего водопровода») и содержала ряд принципиально новых решений, обеспечивших ее высокую экономичность. Шестилетняя эксплуатация этой системы показала, что экономия топлива достигает 18 – 20 %, себестоимость единицы отпущенной теплоты на 14 – 18 % ниже, а металлоемкость системы в целом в 2 раза меньше по сравнению с двухтрубными системами ЦТ на базе котлов поверхностного типа (ПТВМ, ДКВР и др.) Опыт подтвердил также высокую надежность и простоту эксплуатации такой системы, котла и всего вспомогательного оборудования.
Рис. 1.8. Технологическая схема установки однотрубного высокотемпературного (200 0С) теплоснабжения на базе
водотрубно - скрубберного котла ВКВ – 6
1 – питательная водопроводная вода; 2 – скруббер котла; 3 – оборудование водоумягчения; 4 – вакуумный деаэратор; 5 – подпорный элеватор; 6 – сетевой насос; 7 – перегревающий трубный пучок; 8 – топка котла; 9 – однотрубная тепловая сеть; 10 – смесительное устройство; 11 – система отопления потребителей; 12 – подмешивающий насос; 13 – бак – аккумулятор горячей воды; 14 – водопроводная вода; 15 – подмес сетевой воды; 16 и 17 – газовые горелки зимнего и летнего режима
В соответствии с новой национальной градостроительной доктриной в стране продолжится дальнейшая концентрация населения в крупных и средних городах. Уже сегодня Россия – одна из самых урбанизированных стран мира: в чуть более тысячи городов проживает 70 % населения страны. И эта тенденция сохраняется на перспективу и как следствие, это вызовет дальнейшее развитие СЦТ, а не индивидуальных местных источников теплоснабжения.
1.4. Транспортирование теплоты. Устройства
и конструктивные особенности тепловых сетей
Важнейшей функцией СЦТ является доведение произведенной на теплоисточниках теплоты до потребителей наиболее надежным и экономичным образом. Для выполнения ее сооружают трубопроводные системы хорошо изолированные тепловой изоляцией, защищенные от внешнего воздействия и повреждений, оснащенные запорной и регулирующей арматурой, средствами автоматики и учета теплоты и теплоносителей.
Тепловая сеть – совокупность устройств, предназначенных для передачи и распределения теплоты (горячей воды или пара, или горячих газов) от источника потребителю.
Тепловые сети – сооружения самые дорогие, металлоемкие и трудозатратные среди инженерных коммуникаций городов, поэтому они должны выполняться так, чтобы могли служить не менее 50 лет, не требуя частых ремонтов и перекладок и не снижая своих эксплуатационных качеств в этот срок. Эти требования формируют показатели надежности и долговечности систем СЦТ, которые в свою очередь определяют экономику теплоснабжения в целом.
Надежность – это свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования.
Надежность является сложным, комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации включает в себя ряд свойств: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, режимную управляемость, живучесть, безопасность, определяемых своими количественными и качественными параметрами и характеристиками. В теплоэнергетике теория надежности пока слабо разработана, не определены величины упомянутых параметров, не собран достаточный статистический материал. В свою очередь, надежность является элементом еще более общего свойства – качества, под которым понимается совокупность свойств, обуславливающих пригодность системы и ее продукции для удовлетворения определенных потребностей в соответствии с ее назначением.
В нашей стране принято промышленную продукцию (услугу) стандартизировать – устанавливать стандарт качества. Например, разработан стандарт на электрическую энергию – ГОСТ 23875 – 88.
На качество тепловой энергии такого ГОСТа пока нет, нет его и в других странах. Объясняется это многофакторностью процесса теплоснабжения, динамическими изменениями во времени его параметров. Поэтому практика теплоснабжения выработала свои критерии надежности и качества процесса, которые позволяют косвенным образом оценивать эти параметры.
Схемы тепловых сетей зависят в первую очередь от наличия, мощности и размещения теплоисточников, вида теплоносителя и превалирующего теплового потребления, взаимного размещения тепловых потребителей, принятой схемы СТЦ и ряда других факторов (наличие водоисточников, транспортных коммуникаций, основных градостроительных решений.
Учитывая сложность задачи правильного выбора и разработки таких схем в 1980 г. были выпущены СН 537 – 80 «Инструкция о составе, порядке разработки и утверждения схем теплоснабжения населенных пунктов с суммарной тепловой нагрузкой до 116 МВт (100 Гкал)».
По принципу работы схемы тепловых сетей подразделяются на районные (или изолированные) и общие (или единые).
Изолированные сети привязаны к одному источнику теплоты и обслуживают конкретный изолированный район, промышленный центр или город в целом. Недостатком таких сетей является низкая маневренность при присоединении тепловых потребителей, невозможность резервирования от отдельных теплоисточников.
Для крупных городов и промышленных районов разработаны и построены единые тепловые схемы трубопроводов, которые не привязаны к конкретному источнику теплоты, они позволяют организовать параллельную работу многих источников на общую обезличенную сеть. Это дает возможность резервирования источников теплоты, рационального использования имеющихся тепловых мощностей, позволяет маневрировать сооружением теплоисточников и развитием сети, предотвращать развитие аварий.
Впервые в 70 - х годах такую единую обезличенную тепловую сеть с оптимальными параметрами функционирования и резервирования для крупного областного центра г. Новосибирска удалось выполнить новосибирским энергетикам под руководством ученых Новосибирского энергетического института РАН.
Строительные нормы и правила по проектированию тепловых сетей при их подземной прокладке предписывают организовывать резервную подачу теплоты в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха для отопления и диаметров трубопроводов, принимаемых по табл. 1.3.
Таблица 1.3
Зависимость максимального диаметра трубопроводов от отрицательной температуры наружного воздуха
-
Максимальный
диаметр
трубопроводов,
мм
Расчетная отрицательная температура наружного
воздуха для проектирования отопления t0, 0 C
10
20
30
40
50
Допускаемое снижение подачи теплоты до
300
-
-
-
-
50
400
-
-
-
50
60
500
-
-
50
60
70
600
-
50
60
70
80
700 и более
50
60
70
80
90
Примечание: Знак «-» означает, что резервной подачи теплоты не требуется.
Так, большинство районных и квартальных тепловых станций Москвы (и по стране в целом) были спроектированы и построены как источники, предваряющие и подготавливающие развитие теплофикации города от мощных ТЭЦ. Гидравлические и температурные их режимы, схемы присоединения абонентов были увязаны с требованиями «большой» энергетики, что позволяло легко переключать тепловые нагрузки РТС и КТС на Теплосети «Минэнерго» и обратно, выводить их в горячий и холодный резервы. Наличие резервных связей и перемычек, резервных законсервированных теплоисточников в единых тепловых сетях позволяет предотвратить развитие серьезных аварий.
Кроме того, в советское время весенне – летняя тепловая нагрузка большинства ОТС и КТС через резервирующие перемычки переключалась на «Теплосети Минэнерго», что давало возможность эффективно загружать теплофикационные турбины ТЭЦ (используя пар низких потенциалов), экономить громадные объемы природного сетевого газа, увеличивать сроки и маневренность профилактических мероприятий на теплоисточниках. К сожалению, в условиях рыночной экономики такие переключения прекратились, и как следствие, потеря энергетического потенциала и значительные убытки.
В связи с высокой централизацией теплоснабжения от ТЭЦ возникла необходимость по аналогии с электрическими и газовыми сетями единые городские тепловые сети крупных городов выполнять по двух - и трехступенчатой схеме, с четким делением на магистральные (высокого температурного потенциала) диаметрами 600 – 1400 мм и более, распределительные (квартальные) диаметрами
300 – 600 мм и дворовые сети диаметрами менее 300 мм. Для повышения надежности и качества параллельной работы источников на единые сети потребовалась гидравлическая и температурная изоляция магистральных тепловых сетей от распределительных (квартальных), осуществляемая путем сооружения водоподогревательных подстанций или смесительных насосных подстанций, а также сооружение специальных распределительных устройств, называемых контрольно - распределительными пунктами (КРП).
Водоподогреватель – устройство, находящееся под давлением выше атмосферного, служащее для нагревания воды водяным паром, горячей водой или другим теплоносителем.
По конфигурации различают лучевые и кольцевые сети. Большинство тепловых сетей от РТС и КТС строились как лучевые, они наиболее просты, дешевы и удобны в эксплуатации, хотя в аварийных условиях они не позволяют обеспечить отключаемых потребителей даже минимальным расходом теплоносителя. Кольцевые сети и лучевые с перемычками обеспечивают резервирование и в этих случаях часто спасают положение. На рис. 1.9. показана схема изолированной тепловой сети от одной ТЭЦ с насосно - повысительными подстанциями, гидравлическими регуляторами и перемычками.