Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины icon

Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины




НазваМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины
Сторінка1/7
Дата18.08.2012
Розмір1.26 Mb.
ТипРеферат
  1   2   3   4   5   6   7

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УКРАИНЫ





Ю.А. ГИЧЁВ


ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Часть I


Днепропетровск НМетАУ 2011

УДК 658.264 (7)

Гичёв Ю.А. Источники теплоснабжения промышленных предприятий. Часть І: Конспект лекций: Днепропетровск: НМетАУ, 2011. – 52 с.


Приведены общие сведения о системах теплоснабжения: элементы систем теплоснабжения, источники и потребители теплоты, классификация систем теплоснабжения.

Рассмотрены принципы теплоснабжения от котельных и ТЭЦ: тепловые схемы, теплоподготовительные установки, определение технико-экономических показателей.

Предназначен для студентов направления 6.050601 – теплоэнергетика.


Илл 20. Библиогр.: 3 наим.


Ответственный за выпуск М.В. Губинский, д-р техн. наук, проф.


Рецензенти: В.А. Габринец, д-р техн. наук, проф. (ДНУЖТ)

А.О. Ерёмин, канд. техн. наук, доц. (НМетАУ)


© Национальная металлургическая академия

Украины, 2011

© Гичёв Ю.А., 2011

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….5

1 ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ………………………………………..6

1.1 Определение и основные сведения о системах теплоснабжения………6

1.2 Источники и потребители теплоты………………………………….........6

1.3 Классификация систем теплоснабжения…………………………………7

2 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ОТ ПАРОВЫХ, ВОДОГРЕЙНЫХ И ПАРОВОДОГРЕЙНЫХ КОТЕЛЬНЫХ……..…………………………………….9

2.1 Классификация котельных в системах теплоснабжения………………..9

2.2 Присоединение котельных к тепловым сетям систем теплоснабжения..………………………………………………….…….10

2.2.1 Присоединение паровой котельной к паровой системе теплоснабжения……..………………………………………….11

2.2.2 Присоединение паровой котельной к водяной системе теплоснабжения…………………………………………..…….12

2.2.3 Присоединение паровой котельной к пароводяной системе теплоснабжения…………………………………………..…….13

2.2.4 Присоединение водогрейной котельной к тепловой сети…….14

2.2.5 Присоединение пароводогрейной котельной к тепловой сети………………………………………………………………13

2.3 Технологическая структура, тепловая мощность и технико-экономические показатели котельной……………………..…………..17

2.3.1 Технологическая структура котельной………………………...17

2.3.2 Тепловая мощность котельной………………………………....18

2.3.3 Технико-экономические показатели котельной……………….19

3 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ОТ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЕЙ (ТЭЦ)…………23

3.1 Принцип комбинированной выработки тепловой и электрической энергии……………………………………………………………...……23

3.2 Способы отвода теплоты из паросилового цикла ТЭЦ на нужды теплоснабжения…………………………………………………………27

3.2.1 Отвод теплоты путем ухудшения вакуума в конденсаторе турбины………………………………………………………….27

3.2.2 Отвод теплоты через регулируемые отборы пара в турбине…28

3.2.3 Отвод теплоты путем применения турбин противодавления……………………………………………......29

3.3 Виды теплофикационных турбин и технологические схемы теплопод-готовительных установок ТЭЦ…………………………………………29

3.3.1 Виды теплофикационных турбин………………………………29

3.3.2 Технологическая схема теплоподготовительной установки на базе турбины «Т»……………………………………………….31

3.3.3 Технологическая схема теплоподготовительной установки на базе турбины «ПТ»……………………………………………..32

3.4 Технико-экономические показатели ТЭЦ……………………………....34

3.4.1 Расходы топлива и к.п.д. ТЭЦ………………………………….34

3.4.2 Коэффициент теплофикации……………………………………36

3.4.3 Экономические показатели……………………………………..37

3.4.4 Эксплуатационные показатели…………………………………38

3.5 Теплоподготовительные установки ТЭЦ……………………………….38

3.5.1 Редукционно-охладительные установки (РОУ)……………….38

3.5.2 Сетевые подогреватели………………………………………….40

3.5.3 Пример выбора сетевого подогревателя……………………….43

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………………..49

ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………50

ВВЕДЕНИЕ


Дисциплина «Источники теплоснабжения промышленных предприятий» является одной из ведущих дисциплин для студентов, обучающихся по направлению 6.050601 – теплоэнергетика.

Источники теплоснабжения – исходный технический элемент систем теплоснабжения, которые охватывают промышленные предприятия всех секторов экономики, коммунально-бытовой сектор и включают, кроме источников, тепловые сети, тепловые подстанции и потребителей тепловой энергии.

От эффективности источника теплоснабжения, которая определяется коэффициентом полезного действия (к.п.д.) источника и удельным расходом топлива на выработку тепловой энергии, в значительной степени зависит эффективность работы всей системы теплоснабжения, в том числе, качество и стоимость отпускаемой потребителю тепловой энергии.

Дисциплине «Источники теплоснабжения промышленных предприятий» предшествует чтение ряда других специальных дисциплин, в том числе «Топливо и его сжигание», «Котельные установки» и другие. Вслед за «Источниками теплоснабжения» читаются дисциплины «Тепловые сети», «Производство и распределение энергоносителей», «Нагнетатели и тепловые двигатели», «Системы автоматического проектирования и САПР», выполняется курсовой проект по дисциплине «Тепловые сети», что в значительной степени расширяет и закрепляет знания студентов по специальности.

Особенностью дисциплины «Источники теплоснабжения» является изучение в ней противоположных элементов систем теплоснабжения: источников и потребителей теплоты. Дисциплина «Тепловые сети», которая читается вслед за «Источниками теплоснабжения», дополняет знание систем теплоснабжения связующим звеном (тепловыми сетями) и предполагает выполнение курсового проекта.

Данный конспект лекций разработан в соответствии с рабочей программой и учебным планом дисциплины. Знания, полученные при изучении дисциплины, могут быть использованы при выполнении научно-исследовательских работ студентов, выпускных работ бакалавров, дипломных проектов специалистов и выпускных работ магистров.

^ 1 ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1 Определение и основные сведения о системах теплоснабжения


Система теплоснабжения – комплекс установок и устройств, предназначенных для выработки, транспорта, распределения и использования тепловой энергии различными потребителями.

Основной задачей системы теплоснабжения является обеспечение потребителей необходимым количеством теплоносителей заданных параметров.

Основными элементами системы теплоснабжения являются (см.рис 1.1):

  1. источник теплоты (предназначен для выработки тепловой энергии, обычно в виде нагретой воды или пара);

  2. тепловые сети (предназначены для транспортировки теплоносителя от источника теплоты к потребителю и возврата использованного теплоносителя к источнику теплоты);

  3. тепловые подстанции (предназначены для распределения, регулирования и учета использования тепловой энергии потребителями);

  4. потребители теплоты (теплоиспользующие установки, размещенные в жилых, общественных и производственных зданиях).

^ 1 – источник теплоты;

2 – участки тепловой сети;

3 – тепловые подстанции;

4 – здания, в которых размещены теплоиспользующие установки.


Рисунок 1.1 – Элементы системы теплоснабжения


^ 1.2 Источники и потребители теплоты


Основными источниками теплоты в системах теплоснабжения являются:

  1. паровые, водогрейные и пароводогрейные котельные различных мощ-ностей и назначений;

  2. теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) – электростанции, которые отпускают

внешнему потребителю как электрическую, так и тепловую энергию;

  1. теплоутилизационные установки, использующие вторичные энерго-

ресурсы (ВЭР) промышленных предприятий.


Распределение выработки тепловой энергии между источниками теплоты:

ТЭЦ………………………………………………………………….40%

Промышленные котельные………………………………………..25%

Районные, групповые, квартальные и домовые котельные……..33%

Теплоутилизационные установки………………………………….2%

100%

Основные потребители тепловой энергии:

  1. системы отопления жилых, общественных и производственных зданий;

  2. системы вентиляции общественных и производственных зданий в зимний

период, т.е., когда необходимо подогревать воздух, нагнетаемый в вентилируемые помещения;

  1. системы кондиционирования воздуха в летний период в том случае, если

для выработки холода применяют холодильные установки, использующие тепловую энергию (абсорбционные или инжекционные);

  1. системы горячего водоснабжения;

  2. потребляющие тепловую энергию технологические процессы промышлен-

ных предприятий.

Системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения можно назвать одним термином – коммунально-бытовые потребители тепловой энергии.

В зависимости от температуры теплоносителя теплопотребляющие процессы в системах теплоснабжения разделяют на три группы:

1) высокотемпературные (t > 400°С, потребитель – технологические процессы, теплоноситель – перегретый пар);

2) среднетемпературные (t=150÷400°С, потребители – коммунально-бытовые или технологические, теплоноситель – пар или нагретая вода);

3) низкотемпературные (t = 70÷150°С, потребители – коммунально-бытовые или технологические, теплоноситель – нагретая вода или пар).


^ 1.3 Классификация систем теплоснабжения


На данном этапе следует выделить 2 варианта классификации:

I. В зависимости от вида теплоносителя:

1) водяные, использующие в качестве теплоносителя нагретую воду;

2) паровые, использующие в качестве теплоносителя насыщенный или пе-регретый пар.

Возможны комбинированные варианты. Для коммунально-бытовых потребителей преимущественно используют водяные системы теплоснабжения, для технологических – паровые.

II. В зависимости от мощности источника теплоты, количества потребителей, приходящихся на один источник, и взаимного расположения источника и потребителей теплоты системы теплоснабжения разделяются на:

1) централизованные;

2) децентрализованные.

^ Централизованное теплоснабжение заключается в обеспечении тепловой энергией от одного достаточно мощного источника теплоты многочисленных потребителей.

При централизованном теплоснабжении источник теплоты и его многочисленные потребители расположены на значительном расстоянии друг от друга, что требует прокладки внешних тепловых сетей.

В зависимости от вида источника теплоты централизованное теплоснабжение делят на:

• централизованное теплоснабжение от достаточно крупных котельных

(котельных теплопроизводительностью свыше 20 Гкал/ч × 1,164 = 23,3 МВт или свыше 20÷25 Мвт);

• централизованное теплоснабжение от ТЭЦ.

^ Децентрализованное теплоснабжение характеризуется следующими признаками:

• небольшой мощностью источника теплоты (котельные теплопроизводи-тельностью до 20 Гкал/ч);

• небольшим числом потребителей, использующих теплоту от одного исто-чника;

• близким расположением источника и потребителей теплоты, что в некото-

рых случаях исключает необходимость прокладки внешних тепловых сетей.

Централизованное теплоснабжение по сравнению с децентрализованным имеет следующие преимущества:

1) более экономное использование топлива за счет более высоких к.п.д.

крупных котлов в крупных котельных, по сравнению с мелкими котлами небольших котельных;

  1. возможность использования низкосортного топлива, например, высокозольных углей, путем применения систем пылеприготовления, что возможно только в крупных котельных, работающих на пылеугольном топливе;

  2. улучшение экологической обстановки:

• вследствие удаления источников теплоты (котельных и ТЭЦ) от потреби-телей и локализация сжигания топлива вдали от жилых районов;

• за счет возможности применения эффективных и современных методов

очистки, что возможно только в крупных котельных и ТЭЦ централизованного теплоснабжения;

4) снижение удельных капитальных и эксплуатационных затрат на выработку тепловой энергии, что характерно при укрупнении источников теплоты;

5) освобождение территорий городов и предприятий от многочисленных котельных;

6) разгрузка транспорта, в том числе и трубопроводного, для доставки топлива к источникам теплоты;

7) возможность более комфортного обеспечения потребителей тепловой энергией за счет размещения источников теплоты вне зданий и вдали от зданий, потребляющих тепловую энергию.


^ 2 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ОТ ПАРОВЫХ, ВОДОГРЕЙНЫХ И ПАРОВОДОГРЕЙНЫХ КОТЕЛЬНЫХ

2.1 Классификация котельных в системах теплоснабжения


Котельная в системе теплоснабжения – комплекс агрегатов, установок и устройств, предназначенных для выработки тепловой энергии (в виде нагретой воды или пара) и подготовки теплоносителей к транспорту через тепловые сети к внешнему потребителю.

^ Основные варианты классификации котельных в системе теплоснабжения:

I. По территориально-ведомственному признаку:

1) районные котельные (предназначены для обеспечения тепловой энергией

всех потребителей района: жилые, общественные и производственные здания);

2) квартальные и групповые (предназначены для обеспечения тепловой энергией зданий квартала или группы зданий);

3) котельные промышленного предприятия (предназначены для обеспече-ния тепловой энергией потребителей предприятия).

II. В зависимости от вида преобладающей тепловой нагрузки:

1) промышленные котельные (предназначены для обеспечения тепловой

энергией технологические процессы промышленных предприятий);

2) отопительные котельные (предназначены для обеспечения тепловой

энергией систем отопления и других коммунально-бытовых потребителей);

3) промышленно-отопительные котельные (предназначены для обеспечения тепловой энергией в равной степени технологических и коммунально-бытовых потребителей).

III. В зависимости от типа установленных в котельной котлов:

1) паровые котельные;

2) водогрейные котельные;

3) пароводогрейные котельные.

IV. В зависимости от вида сжигаемого топлива:

1) газовые;

2) мазутные;

3) газомазутные;

4) котельные на твердом топливе.

V. В зависимости от тепловой мощности:

1) котельные малой мощности (теплопроизводительность <20 Гкал/ч);

2) котельные средней мощности (теплопроизводительность 20÷100 Гкал/ч);

3) котельные большой мощности (теплопроизводительность > 100 Гкал/ч).

Котельные теплопроизводительностью свыше 300 Гкал/ч, оборудованные мощными системами энергообеспечения, называются тепловыми станциями.


^ 2.2 Присоединение котельных к тепловым сетям систем теплоснабжения


На схему присоединения котельных к тепловым сетям в основном влияют 2 фактора:

1) тип установленных в котельной котлов и параметры теплоносителя, вырабатываемого котлами;

2) вид и параметры теплоносителя, который необходим потребителю.

Принятое в конспекте обозначение котлов:

^ Паровой котел

Эк – экономайзер

БС – барабан-сепаратор

ИПН – испарительные поверхности нагрева

ПП – пароперегреватель


^ Пример стандартного обозначения

Д – двухбарабанный

К – котел

В – вертикальный

Р – реконструированный


^ Водогрейный котел




Пример стандартного обозначения




К – котел

В – водогрейный

ГМ – газомазутный


^ 2.2.1 Присоединение паровой котельной к паровой системе теплоснабжения




Рисунок 2.1 – Схема присоединения паровой котельной к паровой системе теплоснабжения

Обозначения к рисунку 2.1:

1 – паровой котел;

^ 2 – редукционно-охладительная установка (РОУ) для снижения давления и

температуры пара до значений, необходимых потребителю;

3 – подающий паропровод;

4 – конденсатопровод для возврата в котельную конденсата, использованного у потребителя пара;

^ 5 – деаэратор для удаления из питательной воды растворенных в ней газов и, в первую очередь, кислорода воздуха;

6 – питательный насос;

7 – химводоочистка (ХВО) для подготовки химочищенной воды, компенсирующей потери конденсата.

Пар из парового котла непосредственно или через РОУ направляется к потребителю. Конденсат, возвращаемый в котельную, поступает в деаэратор. Потери конденсата компенсируются химочищенной водой, которая также подается в деаэратор. Смесь конденсата и добавочной химочищенной воды после деаэрации направляется в котел в качестве питательной воды.


^ 2.2.2 Присоединение паровой котельной к водяной системе теплоснабжения




Рисунок 2.2 – Схема присоединения паровой котельной к водяной системе

теплоснабжения

Обозначения к рисунку 2.2:

1, 2, 5, 6, 7 (см. рис. 2.1) 3 и 4 – отсутствуют;

8 и 9 – подающая и обратная линия тепловой сети (ПЛТС и ОЛТС);

10 – сетевой насос для повышения давления сетевой воды с целью преодоления сопротивления сетевых подогревателей, тепловой сети и обеспечения давления нагретой сетевой воды в соответствии с требованиями потребителей;

^ 11 – сетевые подогреватели (поверхностные пароводяные теплообменники);

12 – дренажный насос для отвода конденсата греющего пара из теплообменников;

^ 13 – регулятор температуры воды в ПЛТС;

14 – регулятор подпитки (регулятор давления воды в ОЛТС);

15 – подпиточный насос для подачи добавочной сетевой воды, компенсирую-щей потери воды у потребителей.

Сетевая вода, использованная у потребителей, после подпитки и повышения давления в сетевом насосе поступает в подогреватели. Интенсивность подпитки зависит от степени отклонения давления сетевой воды в обратной линии от номинального значения.

Пар из парового котла непосредственно или через РОУ направляется в сетевые подогреватели, где нагревает воду и конденсируется. Конденсат отводится в деаэратор.

Регулирование температуры сетевой воды, поступающей в ПЛТС, осуществляется в сторону понижения путем подачи воды из ОЛТС. Потери конденсата и сетевой воды компенсируются добавочной химочищенной водой.


^ 2.2.3 Присоединение паровой котельной к пароводяной системе теплоснабжения


Схема присоединения (см. рис. 2.3) представляет собой комбинацию двух предыдущих схем (рис. 2.1 и 2.2).


Рисунок 2.3 – Схема присоединения паровой котельной к парововодяной системе теплоснабжения (обозначения те же, что на рис. 2.1 и 2.2)

^ 2.2.4 Присоединение водогрейной котельной к тепловой сети


Нагрев сетевой воды в водогрейной котельной осуществляется непосредственно в котлах без промежуточных теплообменников (см.рис.2.4).


^ 1 – водогрейный котел; 2 и 3 – ПЛТС и ОЛТС; 4 – сетевой насос;5 –рециркуля-

ционный насос для частичной рециркуляции нагретой в котле воды в поток сетевой воды на входе в котел с целью поддержания температуры воды на входе в котел на определенном уровне; 6 – регулятор температуры воды на входе в котел; 7 – регулятор температуры воды в ПЛТС; 8 – подготовка добавочной химочищенной и деаэрированной воды, компенсирующей потери сетевой воды (ХВО и деаэратор); 9 – подпиточный насос; 10 – регулятор подпитки (регулятор давления в ОЛТС).

^ Рисунок 2.4 – Схема присоединения водогрейной котельной к тепловой сети

Сетевая вода, поступающая в котельную из ОЛТС, после подпитки и повышения давления в сетевом насосе, направляется в котел. Температура воды на входе в котел поддерживается на определенном уровне (60÷65°С) для исключения сернокислотной коррозии хвостовых поверхностей нагрева котла. Регулирование температуры воды в ПЛТС осуществляется в сторону понижения температуры путем подачи воды из ОЛТС.

  1   2   3   4   5   6   7

Схожі:

Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины
Гичёв Ю. А. Источники теплоснабжения промышленных предприятий. Часть І: Конспект лекций: Днепропетровск: нметАУ, 2011. – 52 с
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки украины министерство промышленной политики украины национальная металлургическая академия Украины – Государственный институт подготовки и переподготовки кадров промышленности (гипопром) Под редакцией профессора Шестопалова Г.
move to 0-16320291
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки украины министерство промышленной политики украины учебно-научный комплекс «Национальная металлургическая академия Украины Государственный институт подготовки и переподготовки кадров промышленности (гипопром)» Под редакцией профессора Шестопалова Г.
move to 0-3612123
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальный университет физического воспитания и спорта Украины
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины, Севастопольский национальный технический университет (Севнту) с 23 по...
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ министерство образования и науки, молодежи и спорта автономной республики крым рвуз «крымский гуманитарный университет» (г. Ялта) институт экономики и управления контрольная робота по дисциплине

Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки украины министерство промышленной политики украины национальная металлургическая академия Украины – Государственный институт подготовки и переподготовки кадров промышленности (гипопром) Под редакцией профессора Шестопалова Г.
Социология. Курс лекций // Шестопалов Г. Г., Амельченко А. Е., Куревина Т. В., Лагута Л. Н под ред проф Г. Г. Шестопалова. – Днепропетровск:...
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconНациональный университет физического воспитания и сПорта Украины Гридько Людмила Анатолиевна
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconН ациональный университет физического воспитания и спорта Украины
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconНациональный университет физического воспитания и спорта украины
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи