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.
Гичёв 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 , д-р техн. наук, проф.
Рецензенти: , д-р техн. наук, проф. (ДНУЖТ)
, канд. техн. наук, доц. (НМетАУ)
© Национальная металлургическая академия
Украины, 2011
© 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;
3) 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;
3) системы кондиционирования воздуха в летний период в том случае, если
для выработки холода применяют холодильные установки, использующие тепловую энергию (абсорбционные или инжекционные);
4) системы горячего водоснабжения;
5) 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;
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;
2) возможность использования низкосортного топлива, например, высокозольных углей, путем применения систем пылеприготовления, что возможно только в крупных котельных, работающих на пылеугольном топливе;
3) 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.
2.2.5 Присоединение пароводогрейной котельной к тепловой сети
Схема присоединения зависит от типа установленных в котельной котлов. Возможны следующие варианты:
• паровые и водогрейные котлы;
• пароводогрейные котлы;
• паровые, водогрейные и пароводогрейные котлы;
• водогрейные и пароводогрейные котлы;
• паровые и пароводогрейные котлы.
Схемы присоединения паровых и водогрейных котлов, входящих в состав пароводогрейной котельной, аналогичны предыдущим схемам (см. рис. 2.1 – 2.4).
Схемы присоединения пароводогрейных котлов зависят от их конструкции. Возможны 2 варианта:
I. Присоединение пароводогрейного котла с подогревом сетевой воды внутри барабана котла (см. рис. 2.5)
1 – пароводогрейный котел; 2 –РОУ; 3 – подающий паропровод; 4 – кон-денсатопровод; 5 – деаэратор; 6 – питательный насос; 7 – ХВО; 8 и 9 – ПЛТС и ОЛТС; 10 – сетевой насос; 11 – встроенный в барабан котла подогреватель сетевой воды; 12 – регулятор температуры воды в ПЛТС; 13 – регулятор подпитки (регулятор давления воды в ОЛТС); 14 – подпиточный насос.
Рисунок 2.5 – Схема присоединения пароводогрейного котла с подогревом сетевой воды внутри барабана котла
Встроенный в барабан котла подогреватель сетевой воды представляет собой теплообменник смешивающего типа (см. рис. 2.6).
Сетевая вода поступает в барабан котла через успокоительный короб в полость распределительного короба, имеющего перфорированное ступенчатое днище (направляющий и барботажный листы). Перфорация обеспечивает струйное течение воды навстречу пароводяной смеси, поступающей из испарительных поверхностей нагрева котла, что приводит к нагреву воды.
1 – корпус барабана котла; 2 – вода из ОЛТС; 3 и 4 – запорный и обратный клапаны; 5 – коллектор; 6 – успокоительный короб; 7 – распределительный короб, имеющий ступенчатое перфорированное днище; 8 – направляющий лист; 9 – барботажный лист; 10 – пароводяная смесь от испарительных поверх-ностей нагрева котла; 11 – возврат воды в испарительные поверхности нагрева; 12 – выход насыщенного пара в пароперегреватель; 13 – сепарационное устройство, например, потолочный перфорированный лист 14 – желоб для отбора сетевой воды; 15 – подача воды в ПЛТС;.
Рисунок 2.6 – Встроенный в барабан котла подогреватель сетевой воды
Теплопроизводительность котла Qк складывается из двух составляющих (теплоты сетевой нагретой воды и теплоты пара):
QК = MC (i2 – i1) + DП(iП – iПВ), (2.1)
где MC – массовый расход нагреваемой сетевой воды;
i1 и i2 – энтальпии воды до и после нагрева;
DП – паропроизводительность котла;
iП – энтальпия пара;
iПВ – энтальпия питательной воды;
После преобразования (2.1):
. (2.2)
Из уравнения (2.2) следует, что расход нагреваемой воды MC и паропроизводительность котла DП взаимосвязаны: при QK = const с увеличением паропроизводительности уменьшается расход сетевой воды, а с уменьшением паропроизводительности увеличивается расход сетевой воды.
Соотношение между расходом пара и количеством нагреваемой воды может быть различным, однако расход пара должен быть не менее 2% от общей массы пара и воды для возможности выхода из котла воздуха и других неконденсирующихся фаз.
II. Присоединения пароводогрейного котла с подогревом сетевой воды во встроенных в газоход котла поверхностях нагрева(см. рис. 2.7)
Рисунок 2.7 – Схема присоединения пароводогрейного котла с подогревом
сетевой воды во встроенных в газоход котла поверхностях нагрева
На рисунке 2.7: 11* - подогреватель сетевой воды, выполненный в виде поверхностного теплообменника, встроенного в газоход котла; остальные обозначения те же, что и на рисунке 2.5.
Поверхности нагрева сетевого подогревателя размещаются в газоходе котла, рядом с экономайзером, в виде дополнительной секции. В летний период, когда отсутствует отопительная нагрузка, встроенный сетевой подогреватель выполняет функцию секции экономайзера.
2.3 Технологическая структура, тепловая мощность и технико-экономические показатели котельной
2.3.1 Технологическая структура котельной
Оборудование котельной обычно разделяют на 6 технологических групп (4 основные и 2 дополнительные).
К основным технологическим группам относится оборудование:
1) для подготовки топлива перед сжиганием в котле;
2) для подготовки котловой питательной и сетевой подпиточной воды;
3) для выработки теплоносителя (пара или нагретой воды), т. е. котлоагре-
гаты и их вспомогательное оборудование;
4) для подготовки теплоносителя к транспорту по тепловой сети.
К числу дополнительных групп относятся:
1) электрооборудование котельной;
2) контрольно-измерительные приборы и системы автоматики.
В паровых котельных в зависимости от способа присоединения котлоагрегатов к теплоподготовительным установкам, например, к сетевым подогревателям, различают следующие технологические структуры:
1. Централизованная, при которой пар от всех котлоагрегатов направляется
в центральный паропровод котельной, а затем распределяется по теплоподго-товительным установкам.
2. Секционная, при которой каждый котлоагрегат работает на вполне опре-
деленную теплоподготовительную установку с возможностью переключения пара на смежные ( расположенные рядом) теплоподготовительные установки. Оборудование, связанное возможностью переключения, образует секцию котельной.
3. Блочная структура, при которой каждый котлоагрегат работает на опре-
деленную теплоподготовительную установку без возможности переключения.
2.3.2 Тепловая мощность котельной
Тепловая мощность котельной представляет собой суммарную теплопроизводительность котельной по всем видам теплоносителей, отпускаемых с котельной через тепловую сеть внешним потребителям.
Различают установленную, рабочую и резервную тепловые мощности.
Установленная тепловая мощность – сумма тепловых мощностей всех установленных в котельной котлов при работе их в номинальном (паспортном) режиме.
Рабочая тепловая мощность – тепловая мощность котельной при работе ее с фактической тепловой нагрузкой в данный момент времени.
В резервной тепловой мощности различают тепловую мощность явного и скрытого резерва.
Тепловая мощность явного резерва – сумма тепловых мощностей установленных в котельной котлов, находящихся в холодном состоянии.
Тепловая мощность скрытого резерва – разность между установленной и рабочей тепловыми мощностями.
2.3.3 Технико-экономические показатели котельной
Технико-экономические показатели котельной разделяются на 3 группы: энергетические, экономические и эксплуатационные (рабочие), которые, соответственно, предназначены для оценки технического уровня, экономичности и качества эксплуатации котельной.
Энергетические показатели котельной включают:
1. К. п.д. котлоагрегата брутто (отношение количества теплоты, выработанной котлоагрегатом 
, к количеству теплоты, полученной от сжигания топлива
):
. (2.3)
Количество теплоты, выработанной котлоагрегатом, определяется:
Для паровых котлов:
, (2.4)
где DП – количество пара, получаемое в котле;
iП – энтальпия пара;
iПВ – энтальпия питательной воды;
DПР – количество продувочной воды;
iПР – энтальпия продувочной воды.
Для водогрейных котлов:
, (2.5)
где MC – массовый расход сетевой воды через котел;
i1 и i2 – энтальпии воды до и после нагрева в котле.
Количество теплоты, полученное от сжигания топлива, определяется произведением:
, (2.6)
где BK – расход топлива в котел.
2. Доля расхода теплоты на собственные нужды котельной (отношение абсолютного расхода теплоты на собственные нужды к количеству теплоты, выработанной в котлоагрегате):
, (2.7)
где QСН – абсолютный расход теплоты на собственные нужды котельной, который зависит от особенностей котельной и включает расход теплоты на подготовку котловой питательной и сетевой подпиточной воды, подогрев и распыливание мазута, отопление котельной, горячее водоснабжение котельной и прочее.
Формулы для расчета статей расхода теплоты на собственные нужды приведены в литературе [2, С. 64-67]
3. К. п.д. котлоагрегата нетто, который в отличие от к. п.д. котлоагрегата брутто, не учитывает расход теплоты на собственные нужды котельной:
, (2.8)
где 
- выработка теплоты в котлоагрегате без учета расхода теплоты на собственные нужды.
С учетом (2.7)
. (2.9)
4. К. п.д. теплового потока, который учитывает потери теплоты при транспортировке теплоносителей внутри котельной вследствие передачи теплоты в окружающую среду через стенки трубопроводов и утечек теплоносителей: ηтn = 0,98÷0,99.
5. К. п.д. отдельных элементов тепловой схемы котельной:
• к. п.д. редукционно-охладительной установки – ηроу;
• к. п.д. деаэратора подпиточной воды – ηдпв;
• к. п.д. сетевых подогревателей – ηсп.
6. К. п.д. котельной – произведение к. п.д. всех элементов, агрегатов и установок, образующих тепловую схему котельной, например:
К. п.д. паровой котельной, отпускающей потребителю пар:
. (2.10)
К. п.д паровой котельной, отпускающей потребителю нагретую сетевую воду:
. (2.11)
К. п.д. водогрейной котельной:
. (2.12)
7. Удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии - масса условного топлива, затраченного на выработку 1 Гкал или 1 ГДж тепловой энергии, отпускаемой внешнему потребителю:
, (2.13)
где Bкот – расход условного топлива в котельной;
Qотп – количество теплоты, отпущенное с котельной внешнему потреби-телю.
Расход условного топлива в котельной определяется выражениями:
, 
; (2.14)
, 
, (2.15)
где 7000 и 29330 – теплота сгорания условного топлива в ккал/кг у. т. и
кДж/кг у. т.
После подстановки (2.14) или (2.15) в (2.13):
, ; (2.16)
. . (2.17)
К. п.д. котельной 
и удельный расход условного топлива 
являются важнейшими энергетическими показателями котельной и зависят от типа установленных котлов, вида сжигаемого топлива, мощности котельной, вида и параметров отпускаемых теплоносителей.
Зависимость и для котлов, применяемых в системах теплоснабжения, от вида сжигаемого топлива:
Вид сжигаемого топлива
, %
, кг у. т./Гкал
Природный газ
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
