S prihliadnutím na závislosť počtu spotrebiteľov, ich potreby tepelnej energie, ako aj požiadavky na kvalitu a nepretržitú dodávku tepla pre určité kategórie odberateľov sú vykurovacie siete radiálne (slepé) alebo prstencové.
Slepý obvod (obrázok) je najbežnejší. Používa sa pri poskytovaní tepelnej energie mestu, štvrti alebo obci z jedného zdroja - kombinovanej výroby elektriny a tepla alebo kotolne. S odďaľovaním hlavného vedenia od zdroja sa zmenšujú priemery teplovodov 1, zjednodušuje sa projektovanie, skladba konštrukcií a zariadení na vykurovacích sieťach v súlade so znížením tepelnej záťaže. Táto schéma je charakterizovaná skutočnosťou, že v prípade poruchy hlavného vedenia nie sú odberatelia pripojení k vykurovacej sieti po mieste nehody zásobovaní tepelnou energiou.
Na zvýšenie spoľahlivosti zásobovania spotrebiteľov 2 tepelnou energiou sú medzi susednými vedeniami inštalované prepojky 3, ktoré umožňujú prepínanie dodávky tepelnej energie v prípade výpadku ktoréhokoľvek vedenia. Podľa konštrukčných noriem pre vykurovacie siete je inštalácia prepojok povinná, ak je výkon siete 350 MW alebo viac. V tomto prípade je priemer čiar zvyčajne 700 mm alebo viac. Prítomnosť prepojok čiastočne odstraňuje hlavnú nevýhodu tejto schémy a vytvára možnosť neprerušeného zásobovania teplom spotrebiteľom. V núdzových podmienkach je povolené čiastočné zníženie dodávky tepelnej energie. Napríklad podľa konštrukčných noriem sú prepojky navrhnuté tak, aby zabezpečovali 70 % celkového tepelného zaťaženia (maximálna hodinová spotreba na vykurovanie a vetranie a priemerná hodinová spotreba na dodávku teplej vody).
V rozvojových oblastiach mesta sú medzi priľahlými diaľnicami zabezpečené nadbytočné prepojky bez ohľadu na tepelnú energiu, ale na základe priority rozvoja. Prepojky sú umiestnené aj medzi diaľnicami v slepých okruhoch pri dodávke tepla do územia z viacerých zdrojov tepla (KVET, okresné a blokové kotolne 4), čo zvyšuje spoľahlivosť dodávky tepla. Zároveň v lete, keď jedna alebo dve kotolne pracujú v normálnom režime, je možné vypnúť niekoľko kotolní pracujúcich pri minimálnom zaťažení. Zároveň so zvyšovaním účinnosti kotolní sa vytvárajú podmienky na včasné preventívne a veľké opravy jednotlivých úsekov tepelnej siete a samotných kotolní. Na veľkých vetvách (pozri obrázok) sú k dispozícii sekcionálne komory 5 Pre podniky, ktoré neumožňujú prerušenie dodávky tepelnej energie, sú k dispozícii okruhy tepelnej siete s obojsmerným napájaním, lokálne záložné zdroje alebo kruhové okruhy.
Kruhový obvod(Obrázok) sa poskytuje vo veľkých mestách. Inštalácia takýchto vykurovacích sietí si vyžaduje veľké kapitálové investície v porovnaní so slepými uličkami. Výhodou kruhového okruhu je prítomnosť viacerých zdrojov, čo zvyšuje spoľahlivosť dodávky tepla a vyžaduje menší celkový rezervný výkon kotlového zariadenia. S rastúcimi nákladmi na okružnú magistrálu klesajú kapitálové náklady na výstavbu zdrojov tepelnej energie. Okruhový okruh 1 je pripojený k trom tepelným elektrárňam, spotrebitelia 2 sú pripojené k okruhu cez slepý okruh cez ústredné vykurovacie body 6. Na veľkých vetvách sú sekčné komory 5 tiež zapojené podľa slepého obvodu.
Bezpotrubné uloženie teplovodov sa podľa návrhu tepelnej izolácie delí na zásypové, prefabrikované, prefabrikované-liate a monolitické. Hlavnou nevýhodou bezpotrubnej inštalácie je zvýšený pokles a vonkajšia korózia tepelných trubíc, ako aj zvýšené tepelné straty v prípade porušenia hydroizolácie tepelnoizolačnej vrstvy. Nevýhody bezpotrubných inštalácií vykurovacích sietí sú do značnej miery eliminované použitím tepelnej a hydroizolácie na báze polymérbetónových zmesí.
Tepelné rúrky v kanáloch sú uložené na pohyblivých alebo pevných podperách. Pohyblivé podpery slúžia na prenos vlastnej hmotnosti tepelných trubíc na nosné konštrukcie. Zároveň zabezpečujú pohyb potrubí, ku ktorému dochádza v dôsledku zmien ich dĺžky pri zmene ich dĺžky pri zmene teploty chladiacej kvapaliny. Pohyblivé podpery môžu byť posuvné alebo valčekové.
Posuvné podpery sa používajú v prípadoch, keď musí byť základ pre podpery dostatočne pevný, aby vydržal veľké horizontálne zaťaženie. V opačnom prípade sa inštalujú valivé ložiská, ktoré vytvárajú menšie horizontálne zaťaženia. Z tohto dôvodu by sa pri ukladaní potrubí s veľkým priemerom v tuneloch, na rámoch alebo stožiaroch mali inštalovať valivé ložiská.
Pevné podpery slúžia na rozdelenie tepelnej rozťažnosti tepelnej trubice medzi kompenzátory a na zabezpečenie ich rovnomernej prevádzky. V komorách podzemných kanálov a pri nadzemných inštaláciách sú pevné podpery vyrobené vo forme kovových konštrukcií, privarených alebo priskrutkovaných k rúram. Tieto konštrukcie sú zabudované do základov, stien a stropov kanálov.
Na absorbovanie teplotných predĺžení a odľahčenie tepelných rúrok od teplotného namáhania sa na vykurovacie siete inštalujú radiálne (flexibilné a vlnité pántové) a axiálne (tesniace a šošovkové) kompenzátory.
Flexibilné kompenzátory v tvare U a S sa vyrábajú z rúr a ohybov (ohýbaných, strmo zakrivených a zváraných) pre teplovody s priemerom 500 až 1000 mm. Takéto kompenzátory sú inštalované v nepriechodných kanáloch, keď nie je možné kontrolovať inštalované tepelné potrubia, ako aj v budovách s bezpotrubnou inštaláciou. Prípustný polomer ohybu rúr pri výrobe kompenzátorov je 3,5...4,5 násobok vonkajšieho priemeru rúry.
Za účelom zvýšenia kompenzačnej schopnosti ohýbaných kompenzátorov a zníženia kompenzačných napätí sa zvyčajne predpínajú. Za týmto účelom je kompenzátor v studenom stave natiahnutý na základni slučky, takže keď je privádzaná horúca chladiaca kvapalina a tepelná trubica je primerane predĺžená, ramená kompenzátora sú v polohe, v ktorej budú namáhania minimálne. .
Kompenzátory upchávky majú malú veľkosť a majú veľkú kompenzačnú schopnosť, aby poskytovali malý odpor prúdiacej tekutine. Vyrábajú sa jednostranné a obojstranné pre rúry s priemerom 100 až 1000 mm. Kompenzátory upchávky pozostávajú z puzdra s prírubou na rozšírenej prednej časti. Do telesa kompenzátora je vložené pohyblivé sklo s prírubou na inštaláciu kompenzátora na potrubie. Aby sa zabránilo úniku chladiacej kvapaliny z kompenzátora upchávky medzi krúžky, je tesnenie upchávky umiestnené v medzere medzi telom a sklom. Upchávka je vtlačená do prírubovej vložky pomocou svorníkov zaskrutkovaných do tela kompenzátora. Kompenzátory sú pripevnené k pevným podperám.
Komora na inštaláciu ventilov na vykurovacie siete je znázornená na obrázku. Pri pokladaní vykurovacích systémov pod zemou sú inštalované 3 obdĺžnikové podzemné komory na obsluhu uzatváracích ventilov. V komorách sú položené vetvy 1 a 2 siete k spotrebiteľom. Teplá voda je privádzaná do budovy cez teplovod uložený na pravej strane kanála. Tepelné rúrky prívodu 7 a spiatočky 6 sú inštalované na podperách 5 a pokryté izoláciou. Steny komôr sú murované z tehál, blokov alebo panelov, prefabrikované stropy sú železobetónové vo forme rebrových alebo plochých dosiek, dno komôr je betónové. Vstup do buniek je cez liatinové poklopy. Je dôležité poznamenať, že na zostup do komory pod poklopmi v stene sú utesnené konzoly alebo sú nainštalované kovové rebríky. Výška komory musí byť minimálne 1800 mm. Šírka je zvolená tak, aby vzdialenosť medzi stenami a potrubím bola najmenej 500 m.
Otázky na sebaovládanie:
1. Ako sa nazývajú tepelné siete?
2. Ako sa klasifikujú vykurovacie siete?
3. Aké sú výhody a nevýhody kruhových a stub sietí?
4. Čo sa nazýva tepelná trubica?
5. Vymenujte spôsoby kladenia vykurovacích sietí.
6. Vymenujte účel a druhy izolácie teplovodov.
7. Vymenujte potrubia, z ktorých sú inštalované vykurovacie siete.
8. Uveďte účel kompenzátorov.
Lístok č.1
1. Zdrojmi energie vrátane tepelnej energie môžu byť látky, ktorých energetický potenciál je dostatočný na následnú premenu ich energie na iné druhy za účelom následného cieleného využitia. Energetický potenciál látok je parameter, ktorý nám umožňuje posúdiť zásadnú možnosť a realizovateľnosť ich využitia ako zdrojov energie a vyjadruje sa v energetických jednotkách: jouloch (J) alebo kilowattoch (tepelných) hodinách [kW (tepelné) -h] * Všetky zdroje energie sú podmienene rozdelené na primárne a sekundárne (obr. 1.1). Primárne zdroje energie sú látky, ktorých energetický potenciál je dôsledkom prírodných procesov a nezávisí od ľudskej činnosti. Medzi primárne zdroje energie patria: fosílne palivá a štiepne látky zohriate na vysokú teplotu vo vodách vnútra Zeme (termálne vody), Slnko, vietor, rieky, moria, oceány a pod.. Sekundárne zdroje energie sú látky, ktoré majú určitú energetický potenciál a sú vedľajšími produktmi ľudskej činnosti; napríklad vyhorené horľavé organické látky, komunálny odpad, horúce odpadové chladivo z priemyselnej výroby (plyn, voda, para), emisie vykurovanej ventilácie, poľnohospodársky odpad a pod. Primárne zdroje energie sa konvenčne delia na neobnoviteľné, obnoviteľné a nevyčerpateľné. Medzi obnoviteľné primárne zdroje energie patria fosílne palivá: uhlie, ropa, plyn, bridlica, rašelina a fosílne štiepne látky: urán a tórium. Obnoviteľné zdroje primárnej energie zahŕňajú všetky možné zdroje energie, ktoré sú produktom nepretržitej činnosti Slnka a prírodných procesov na zemskom povrchu: vietor, vodné zdroje, oceán, rastlinné produkty biologickej činnosti na Zemi (drevo a iné rastlinné látky) , ako aj Slnko. Medzi prakticky nevyčerpateľné zdroje primárnej energie patria termálne vody Zeme a látky, ktoré môžu byť zdrojom termonukleárnej energie Zdroje primárnych energetických zdrojov na Zemi sa odhadujú podľa celkových zásob každého zdroja a jeho energetického potenciálu, teda množstva energie, ktoré sa na Zemi používa. môže byť uvoľnená z jednotky jej hmotnosť. Čím vyšší je energetický potenciál látky, tým vyššia je účinnosť jej využitia ako primárneho zdroja energie a spravidla je rozšírenejšia pri výrobe energie. Napríklad ropa má energetický potenciál 40 000 - 43 000 MJ na 1 tonu hmoty a prírodné a súvisiace plyny - od 47 210 do 50 650 MJ na 1 tonu hmoty, čo v kombinácii s ich relatívne nízkymi výrobnými nákladmi umožnilo ich rýchle rozšírenie v 60. – 70. rokoch 20. storočia ako primárne zdroje tepelnej energie Využitie množstva primárnych energetických zdrojov donedávna brzdila buď zložitosť technológie premeny ich energie na tepelnú energiu (napríklad štiepne látky), alebo relatívne nízkym energetickým potenciálom primárneho energetického zdroja, ktorý si vyžaduje veľké náklady na získanie tepelnej energie požadovaného potenciálu (napríklad využitie slnečnej energie, veternej energie a pod.). Rozvoj priemyslu a vedeckého a výrobného potenciálu krajín sveta viedol k vytvoreniu a implementácii procesov na výrobu tepelnej energie z doteraz nerozvinutých primárnych energetických zdrojov, vrátane vytvorenia jadrových zásobovacích staníc tepla, solárnych generátorov tepla. na vykurovanie budov a generátory tepla využívajúce geotermálnu energiu.
Schematický diagram elektrárne
2. Vykurovacie miesto (VT) - súbor zariadení umiestnených v samostatnej miestnosti, pozostávajúci z prvkov tepelných elektrární, ktoré zabezpečujú napojenie týchto zariadení na tepelnú sieť, ich prevádzkyschopnosť, riadenie režimov spotreby tepla, transformáciu, reguláciu parametre chladiacej kvapaliny a rozdelenie chladiacej kvapaliny podľa druhu spotreby Hlavné ciele TP sú:
Premena typu chladiacej kvapaliny
Monitorovanie a regulácia parametrov chladiacej kvapaliny
Rozdelenie chladiva medzi systémy spotreby tepla
Vypnutie systémov spotreby tepla
Ochrana systémov spotreby tepla pred núdzovým zvýšením parametrov chladiacej kvapaliny
Účtovanie nákladov na chladivo a teplo
Schéma TP závisí na jednej strane od charakteristík spotrebiteľov tepelnej energie obsluhovaných vykurovacím bodom a na druhej strane od charakteristík zdroja zásobujúceho TP tepelnou energiou. Ďalej za najbežnejší považujeme TP s uzavretým systémom zásobovania teplou vodou a nezávislým pripojovacím okruhom pre vykurovací systém.
Schematický diagram vykurovacieho bodu
Chladivo vstupujúce do TP cez prívodné potrubie tepelného vstupu odovzdáva svoje teplo v ohrievačoch systémov zásobovania teplou vodou a vykurovacích systémov a tiež vstupuje do spotrebiteľského ventilačného systému, po ktorom sa vracia do spätného potrubia tepelného vstupu a vracia sa späť cez hlavné siete do podniku vyrábajúceho teplo na opätovné použitie. Spotrebiteľ môže spotrebovať časť chladiacej kvapaliny. Na kompenzáciu strát v primárnych vykurovacích sieťach v kotolniach a tepelných elektrárňach existujú doplňovacie systémy, ktorých zdrojom chladiva sú systémy úpravy vody týchto podnikov.
Voda z vodovodu vstupujúca do TP prechádza cez čerpadlá studenej vody, po ktorých sa časť studenej vody posiela spotrebiteľom a druhá časť sa ohrieva v ohrievači TÚV prvého stupňa a vstupuje do cirkulačného okruhu systému TÚV. V cirkulačnom okruhu sa voda pomocou obehových čerpadiel prívodu teplej vody pohybuje v kruhu od vykurovacej stanice k spotrebiteľom a späť a spotrebitelia odoberajú vodu z okruhu podľa potreby. Ako voda cirkuluje okruhom, postupne uvoľňuje svoje teplo a pre udržanie teploty vody na danej úrovni sa neustále ohrieva v druhom stupni ohrievača TÚV.
Vykurovací systém tiež predstavuje uzavretú slučku, cez ktorú sa chladivo pohybuje pomocou obehových čerpadiel kúrenia z vykurovacích staníc do vykurovacieho systému budovy a späť. Počas prevádzky môže dôjsť k úniku chladiacej kvapaliny z okruhu vykurovacieho systému. Na vyrovnanie strát sa používa systém dobíjania vykurovacieho bodu, ktorý ako zdroj chladiva využíva primárne vykurovacie siete.
Lístok č.3
Schémy pripojenia spotrebiteľov k vykurovacím sieťam. Schematický diagram ITP
Existujú závislé a nezávislé schémy pripojenia vykurovacích systémov:
Nezávislá (uzavretá) schéma zapojenia - schéma pripojenia systému spotreby tepla k vykurovacej sieti, v ktorej chladivo (prehriata voda) prichádzajúce z vykurovacej siete prechádza cez výmenník tepla inštalovaný vo vykurovacom bode spotrebiteľa, kde ohrieva sekundárnu chladiacej kvapaliny, ktorá sa následne využíva v systéme spotreby tepla
Závislá (otvorená) schéma zapojenia - schéma pripojenia systému spotreby tepla k vykurovacej sieti, v ktorej chladivo (voda) z vykurovacej siete prúdi priamo do systému spotreby tepla.
Individuálny vykurovací bod (ITP). Používa sa na obsluhu jedného spotrebiteľa (budova alebo jej časti). Spravidla sa nachádza v suteréne alebo technickej miestnosti budovy, avšak vzhľadom na vlastnosti obsluhovanej budovy môže byť umiestnená v samostatnej konštrukcii.
2. Princíp činnosti generátora MHD. Schéma TPP s MHD.
Magnetohydrodynamický generátor, MHD generátor je elektráreň, v ktorej sa energia pracovnej tekutiny (kvapalného alebo plynného elektricky vodivého média) pohybujúcej sa v magnetickom poli premieňa priamo na elektrickú energiu.
Princíp činnosti generátora MHD je rovnako ako u konvenčných strojových generátorov založený na fenoméne elektromagnetickej indukcie, teda na výskyte prúdu vo vodiči, ktorý prechádza cez magnetické siločiary. Na rozdiel od strojových generátorov je však v generátore MHD vodičom samotná pracovná tekutina, v ktorej pri pohybe cez magnetické pole vznikajú opačne smerované toky nosičov náboja opačných znakov.
Nasledujúce médiá môžu slúžiť ako pracovná tekutina generátora MHD:
· Elektrolyty
Tekuté kovy
Plazma (ionizovaný plyn)
Prvé MHD generátory používali ako pracovnú tekutinu elektricky vodivé kvapaliny (elektrolyty), v súčasnosti využívajú plazmu, v ktorej sú nosičmi náboja najmä voľné elektróny a kladné ióny, ktoré sa v magnetickom poli odchyľujú od trajektórie, po ktorej by sa plyn pohyboval; absencia poľa. V takomto generátore možno pozorovať dodatočné elektrické pole, tzv Halové ihrisko, čo sa vysvetľuje posunom nabitých častíc medzi zrážkami v silnom magnetickom poli v rovine kolmej na magnetické pole.
Elektrárne s magnetohydrodynamickými generátormi (MHD generátory). Generátory MHD sa plánujú postaviť ako doplnok k stanici typu IES. Využívajú tepelné potenciály 2500-3000 K, nedostupné pre bežné kotly.
Schematický diagram tepelnej elektrárne s inštaláciou MHD je znázornený na obrázku. Plynné produkty spaľovania paliva, do ktorých sa zavádza ľahko ionizovateľná prísada (napríklad K 2 CO 3 ), sa posielajú do MHD - kanála preniknutého magnetickým poľom vysokej intenzity. Kinetická energia ionizovaných plynov v kanáli sa premieňa na elektrickú energiu jednosmerného prúdu, ktorá sa zase premieňa na trojfázový striedavý prúd a posiela sa do elektrickej siete spotrebiteľom.
Schematický diagram IES s generátorom MHD:
1 - spaľovacia komora; 2 – MHD - kanál; 3 - magnetický systém; 4 - ohrievač vzduchu,
5 - parný generátor (kotol); 6 - parné turbíny; 7 - kompresor;
8 - čerpadlo kondenzátu (napájacie).
Lístok č.4
1.Klasifikácia systémov zásobovania teplom
Schematické schémy systémov zásobovania teplom podľa spôsobu pripojenia k nim vykurovacie systémy
Podľa miesta výroby tepla sa systémy zásobovania teplom delia na:
· centralizovaný (zdroj výroby tepelnej energie slúži na zásobovanie teplom skupiny budov a je dopravnými zariadeniami prepojený so zariadeniami na odber tepla);
· Lokálne (spotrebiteľ a zdroj dodávky tepla sú umiestnené v tej istej miestnosti alebo v tesnej blízkosti).
Podľa typu chladiacej kvapaliny v systéme:
· Voda;
· Para.
Podľa spôsobu pripojenia vykurovacieho systému k systému zásobovania teplom:
· závislé (chladivo ohrievané v generátore tepla a prepravované vykurovacími sieťami ide priamo do zariadení spotrebúvajúcich teplo);
· nezávislý (chladivo cirkulujúce cez vykurovacie siete vo výmenníku tepla ohrieva chladivo cirkulujúce vo vykurovacom systéme).
Podľa spôsobu pripojenia systému zásobovania teplou vodou k vykurovaciemu systému:
· uzavreté (voda na dodávku teplej vody sa odoberá z vodovodu a ohrieva sa vo výmenníku tepla sieťovou vodou);
· Otvorené (voda na dodávku teplej vody sa odoberá priamo z vykurovacej siete).
Pri pokladaní podzemných trás v priechodných kolektoroch je dovolené neposkytovať rezervu.
Pri nadzemnom uložení je zabezpečená redundancia len pri tnr<-40 · С для диаметров >1200 mm vo veľkosti najmenej 70%. Okrem toho SNiP poskytuje rezerváciu (100%) pre určité typy budov, pre ktoré technológia zakazuje rozdiely v dodávke tepla. V tomto prípade sú zabezpečené buď 2 nezávislé vstupy do objektu z rôznych vykurovacích vedení, alebo sieťový záložný zdroj tepla (napríklad elektrokotol).
Núdzová závislosť tepelných sietí rastie pre veľké systémy zásobovania teplom.
Vo veľkých systémoch sa používajú hlavne 2 schémy:
Slepá ulica
Prsteň
V kruhových sieťach sa na jednu sieť používa niekoľko zdrojov tepla. Výpočet kruhových sietí sa vykonáva iba na počítači pomocou Kirchhoffových zákonov.
Redundancia pomocou prepojok v takýchto sieťach sa nesmie použiť.
Ak je sieť A-t ako kruhová, potom sú všetky ventily otvorené a toky vody sú rozdelené v pomere k odporu a tepelnému zaťaženiu, pretože A-t takýchto sietí je veľmi zložitá. V praxi sa zdroje oddelia od seba uzavretím oddeľovacích ventilov (1). V tomto prípade je sieť A-t slepá sieť. V núdzových situáciách sa oddeľovacie ventily otvoria a časť tepla sa prenesie z prvého zdroja do druhého. Inštaláciou záložných prepojok (spôsob 2).
Vzhľadom na zariadenie 1. zdroja s redundantnými prepojkami v malých N.n. (slepý okruh).
Priemery rezervnej prepojky sa berú s rezervou podľa výpočtu, aby sa zabezpečil minimálny potrebný prívod tepla do zóny A.
Redundancia uložením záložného potrubia sa používa, keď je zdroj umiestnený vo vzdialenosti od spotrebiteľa. V tomto prípade je hlavná časť siete položená „trojrúrkovým“ spôsobom.
Dve potrubia - A-m pre prívod 1-H pre spiatočku. V núdzovom režime, ak dôjde k poruche prvého potrubia, sa teplo dodáva cez zostávajúce potrubia.
Schematický diagram vykurovacej siete.
V podstate pozostáva z hlavného a vedľajšieho potrubia. Na tieto potrubia sú umiestnené špeciálne konštrukcie, ako sú vykurovacie telesá (ÚK), komory na umiestnenie kompenzátorov, znižovacie a znižovacie rozvodne.
UT obsahuje uzatváracie a sekčné ventily, zariadenia na odvod vzduchu a vypúšťanie vody a kompenzátory upchávky. V komore kompenzátora sú umiestnené iba kompenzátory upchávky, je možné umiestniť zariadenie na odvod vzduchu a odvod vody.
Napojenie m/okresov a obytných oblastí je realizované cez centrálny vykurovací uzol.
Veľké budovy môžu byť napojené na vykurovacie siete prostredníctvom ústredných kúrení. Pripojenie spotrebiteľov so záťažou menšou ako 4 MW. do vykurovacích sietí je zakázané. Podľa SNiP musia mať vykurovacie siete 2 potrubia. Počas štúdie uskutočniteľnosti je povolené použitie 3 a 4 potrubných systémov. Pripojenie spotrebiteľov k vykurovacím sieťam by malo byť hlavne závislé. Nezávislé pripojenia sú povolené pre 12-poschodové budovy a v závislosti od piezometra.
Pripojenie teplovodných systémov je hlavne uzavreté.
Stanovenie odhadovaných prietokov vody
Odhadovaná spotreba vody sa určuje podľa SNiP samostatne pre každý typ tepelného zaťaženia.
o = Qo / T1R – T2R (mW), t/h
в = Qв / T1р – T2р (mW), t/h
Spotreba na teplú vodu závisí od typu systému - otvorený alebo uzavretý.
- ZATVORENÉ
Spotreba צ - závisí od schémy začlenenie ohrievače v ITP alebo rozvodniach ústredného kúrenia. Pri výpočte sa určujú 2 náklady:
- Priemerná
- Maximálne
a) Paralelný okruh na pripojenie ohrievačov
gv.z sr = Q gv.z sr / T1p – T2,gv (mW), t/h
Т1п – Akceptované podľa referenčnej knihy (70 C)
T2,gv – teplota vody na výstupe z ohrievača vody (30 C podľa SNiP)
Priemerná spotreba pre potreby zásobovania teplou vodou sa nachádza v tnp. Maximálny prietok sa určí podobne.
Vykurovacia sieť je súbor potrubí a zariadení, ktoré zabezpečujú
prenos tepla zo zdroja tepla k spotrebiteľom pomocou chladiva (horúca voda alebo para).
Štrukturálne zahŕňa vykurovacia sieť potrubia s tepelnou izoláciou a kompenzátormi, zariadenia na kladenie a zabezpečenie potrubí, ako aj uzatváracie alebo regulačné ventily.
Výber chladiacej kvapaliny je určený analýzou jej pozitívnych a negatívnych vlastností. Hlavné výhody systému ohrevu vody: vysoká akumulačná kapacita vody; možnosť prepravy na veľké vzdialenosti; v porovnaní s parou menšie tepelné straty počas prepravy; schopnosť regulovať tepelné zaťaženie zmenou teploty alebo hydraulického režimu. Hlavnou nevýhodou vodných systémov je vysoká spotreba energie na pohyb chladiacej kvapaliny v systéme. Okrem toho použitie vody ako chladiacej kvapaliny vyžaduje jej špeciálnu prípravu. Pri príprave sa štandardizuje uhličitanová tvrdosť, obsah kyslíka, obsah železa a pH. Siete na ohrev vody sa zvyčajne používajú na uspokojenie zaťaženia vykurovaním a vetraním, zaťaženia dodávky teplej vody a nízkopotenciálneho procesného zaťaženia (teploty pod 100 0 C).
Výhody pary ako chladiacej kvapaliny sú nasledovné: nízke energetické straty pri pohybe v kanáloch; intenzívny prenos tepla počas kondenzácie v tepelných spotrebičoch; Pri vysokých potenciálnych procesných zaťaženiach možno paru použiť pri vysokých teplotách a tlakoch. Nevýhoda: prevádzka parných vykurovacích systémov vyžaduje špeciálne bezpečnostné opatrenia.
Usporiadanie tepelnej siete je určené nasledujúcimi faktormi: umiestnenie zdroja tepla vo vzťahu k oblasti spotreby tepla, povaha tepelného zaťaženia spotrebiteľov, druh chladiva a princíp jeho použitia. .
Tepelné siete sú rozdelené na:
Kmeňové vedenia položené pozdĺž hlavných smerov zariadení na spotrebu tepla;
Rozvody, ktoré sa nachádzajú medzi hlavnými vykurovacími sieťami a uzlami odbočiek;
Vetvy tepelných sietí k jednotlivým spotrebiteľom (budovy).
Schémy tepelnej siete sa zvyčajne používajú ako radiálne, obr. 5.1. Z tepelnej elektrárne alebo kotolne 4 je chladivo privádzané cez radiálne vedenie 1 k spotrebiču tepla 2. Aby sa zabezpečilo záložné teplo spotrebiteľom, sú radiálne vedenia prepojené prepojkami 3.
Akčný rádius sietí na ohrev vody dosahuje
12 km. Pre malé dĺžky potrubí, ktoré sú typické pre vidiecke vykurovacie siete, sa používa radiálna schéma s konštantným poklesom priemeru potrubí, keď sa vzdiali od zdroja tepla.
Ukladanie vykurovacích sietí môže byť nadzemné (vzduch) a podzemné.
Pokládka nadzemného potrubia (na
voľne stojace stožiare alebo nadjazdy, na betónových blokoch a používa sa na územiach podnikov, pri výstavbe vykurovacích sietí mimo hraníc mesta pri prechode roklinami atď.
Vo vidieckych sídlach môže byť pokladanie pôdy na nízkych podperách a podperách strednej výšky. Táto metóda je použiteľná pri vysokých teplotách
nosič nie viac ako 115 0 C. Podzemná inštalácia je najbežnejšia. Existujú kanálové a nekanálové inštalácie. Na obr. Obrázok 5.2 zobrazuje tesnenie kanála. Pri ukladaní do kanála sa izolačná konštrukcia potrubí odľahčí od vonkajšieho zaťaženia zásypu. Pri inštalácii bez kanálov (pozri obr. 5.3) sa potrubia 2 uložia na podpery 3 (štrk
alebo pieskové vankúše, drevené bloky atď.).
Zásyp 1, ktorý sa používa: štrk, hrubý piesok, frézovaná rašelina, keramzit a pod., slúži ako ochrana pred vonkajším poškodením a zároveň znižuje tepelné straty. Pri ukladaní do kanála môže teplota chladiacej kvapaliny dosiahnuť 180 °C. Pre vykurovacie siete sa najčastejšie používajú oceľové rúry s priemerom 25 až 400 mm. Aby sa zabránilo zničeniu kovových rúrok v dôsledku teplotnej deformácie, kompenzátory sú inštalované po dĺžke celého potrubia v určitých vzdialenostiach.
Rôzne konštrukcie kompenzátorov sú znázornené na obr. 5.4.
Ryža. 5.4. Kompenzátory:
a – v tvare U; b– v tvare lýry; V– upchávka; G– šošovka
Typové kompenzátory A (v tvare U) a b (lýrovité) sa nazývajú radiálne. V nich je zmena dĺžky potrubia kompenzovaná deformáciou materiálu v ohyboch. V kompenzátoroch upchávky V Je možné, že potrubie v potrubí prekĺzne. V takýchto kompenzátoroch je potrebná spoľahlivá konštrukcia tesnenia. Kompenzátor G - typ šošovky volí zmenu dĺžky v dôsledku pruženia šošoviek. Skvelé vyhliadky na zosilnené kompenzátory. Mech je tenkostenná vlnitá škrupina, ktorá mu umožňuje absorbovať rôzne pohyby v axiálnom, priečnom a uhlovom smere, znižovať úroveň vibrácií a kompenzovať nesúosovosť.
Rúry sú položené na špeciálnych podperách dvoch typov: voľné a pevné. Voľné podpery zabezpečujú pohyb rúrok pri teplotných deformáciách. Pevné podpery fixujú polohu rúr v určitých oblastiach. Vzdialenosť medzi pevnými podperami závisí od priemeru potrubia, napríklad s D = 100 mm L = 65 m; pri D = 200 mm L = 95 m Medzi pevnými podperami pod rúrkami s kompenzátormi sú inštalované 2...3 pohyblivé podpery.
V súčasnosti sa namiesto kovových rúrok, ktoré vyžadujú vážnu ochranu proti korózii, začali široko používať plastové rúry. Priemysel mnohých krajín vyrába širokú škálu rúr vyrobených z polymérnych materiálov (polypropylén, polyolefén); kovoplastové rúry; rúry vyrobené navíjaním závitov z grafitu, čadiča, skla.
Na hlavných a rozvodných vykurovacích sieťach sa ukladajú potrubia s tepelnou izoláciou aplikovanou priemyselným spôsobom. Na tepelnú izoláciu plastových rúrok sa uprednostňuje použitie polymerizujúcich materiálov: polyuretánová pena, polystyrénová pena atď. Pre kovové rúry sa používa bitúmen-perlitová alebo fenol-polymérová plastová izolácia.
5.2. Vyhrievacie body
Vykurovací bod je komplex zariadení umiestnených v samostatnej miestnosti pozostávajúci z výmenníkov tepla a prvkov vykurovacieho zariadenia.
Vykurovacie body zabezpečujú napojenie objektov spotrebúvajúcich teplo na tepelnú sieť. Hlavnou úlohou TP je:
– transformácia tepelnej energie;
– distribúcia chladiva medzi systémy spotreby tepla;
– kontrola a regulácia parametrov chladiacej kvapaliny;
– účtovanie nákladov na chladivo a teplo;
– odstavenie systémov spotreby tepla;
– ochrana systémov spotreby tepla pred núdzovým zvýšením parametrov chladiva.
Vykurovacie body sú rozdelené podľa prítomnosti tepelných sietí za nimi na: ústredné vykurovacie body (KVET) a jednotlivé vykurovacie miesta (ITP). Na centrálu ústredného kúrenia sú napojené dve alebo viac zariadení na odber tepla. ITP pripája tepelnú sieť k jednému objektu alebo jeho časti. Vykurovacie body môžu byť podľa umiestnenia voľne stojace, pripevnené k budovám a konštrukciám alebo zabudované do budov a konštrukcií.
Na obr. Obrázok 5.5 zobrazuje typickú schému systémov ITP, ktoré zabezpečujú vykurovanie a dodávku teplej vody do samostatného zariadenia.
Z vykurovacej siete sú k uzatváracím ventilom vykurovacieho bodu pripojené dve potrubia: prívod (vstupuje vysokoteplotná chladiaca kvapalina) a
návrat (ochladená chladiaca kvapalina sa odstráni). Parametre chladiacej kvapaliny v prívodnom potrubí: pre vodu (tlak do 2,5 MPa, teplota - nie vyššia ako 200 0 C), pre paru (p t 0 C). Vo vnútri vykurovacieho bodu sú inštalované najmenej dva výmenníky tepla rekuperačného typu (plášťovo-rúrkový alebo doskový). Jeden zabezpečuje transformáciu tepla do vykurovacieho systému zariadenia, druhý do systému zásobovania teplou vodou. V oboch systémoch sú pred výmenníky inštalované zariadenia na sledovanie a reguláciu parametrov a prívod chladiva, čo umožňuje automatický záznam spotrebovaného tepla. Pre vykurovací systém je voda vo výmenníku ohrievaná maximálne na 95 0 C a prečerpávaná cez vykurovacie zariadenia obehovým čerpadlom. Na vratnom potrubí sú inštalované obehové čerpadlá (jedno pracovné, druhé pohotovostné). Na zásobovanie teplou vodou
Voda čerpaná cez výmenník tepla obehovým čerpadlom je ohrievaná na 60 0 C a dodávaná spotrebiteľovi. Prietok vody je kompenzovaný do výmenníka tepla zo systému prívodu studenej vody. Na zohľadnenie tepla vynaloženého na vykurovaciu vodu a jej spotreby sú nainštalované príslušné snímače a záznamové zariadenia.
5.2. Určenie schémy a konfigurácie vykurovacích sietí.
Pri navrhovaní vykurovacích sietí je výber schémy komplexnou technickou a ekonomickou úlohou. Usporiadanie vykurovacej siete je určené nielen umiestnením zdrojov tepla vo vzťahu k spotrebiteľom, ale aj typom chladiacej kvapaliny, charakterom tepelných záťaží a ich výpočtovou hodnotou.
Hlavným kritériom, podľa ktorého sa hodnotí kvalita navrhovanej tepelnej siete, by mala byť jej ekonomická efektívnosť. Pri výbere konfigurácie vykurovacích sietí by ste sa mali snažiť o čo najjednoduchšie riešenia a pokiaľ možno o kratšie dĺžky potrubí.
Vo vykurovacích sieťach sa môže ako chladivo použiť voda aj para. Para ako chladivo sa používa najmä pri procesných zaťaženiach priemyselných podnikov. Typicky je dĺžka parných sietí na jednotku projektovaného tepelného zaťaženia malá. Ak sú vzhľadom na charakter technologického procesu prípustné krátkodobé (do 24 hodín) prerušenia dodávky pary, potom je najhospodárnejším a zároveň celkom spoľahlivým riešením uloženie jednorúrkového parovodu s drôt.
Treba mať na pamäti, že duplikácia parných sietí vedie k výraznému zvýšeniu ich nákladov a spotreby materiálov, predovšetkým oceľových potrubí. Pri ukladaní namiesto jedného potrubia určeného na plné zaťaženie, dvoch paralelných potrubí určených na polovičné zaťaženie, sa plocha potrubí zväčší o 56%. V súlade s tým sa zvyšuje spotreba kovov a počiatočné náklady na sieť.
Výber dizajnu sietí na ohrev vody sa považuje za náročnejšiu úlohu, pretože ich zaťaženie je zvyčajne menej koncentrované. Siete na ohrev vody v moderných mestách slúžia veľkému počtu spotrebiteľov, často meraných v tisíckach a dokonca desiatkach tisíc pripojených budov nachádzajúcich sa v oblastiach často meraných v mnohých desiatkach štvorcových kilometrov.
Vodovodné siete sú menej odolné ako parné siete, najmä kvôli väčšej náchylnosti na vonkajšiu koróziu oceľových potrubí uložených v podzemných kanáloch. Okrem toho sú siete na ohrev vody citlivejšie na nehody kvôli vyššej hustote chladiacej kvapaliny. Núdzová zraniteľnosť sietí na ohrev vody je zrejmá najmä vo veľkých systémoch so závislým pripojením vykurovacích zariadení na vykurovaciu sieť, preto pri výbere schémy sietí na ohrev vody je potrebné venovať osobitnú pozornosť otázkam spoľahlivosti a redundancie dodávky tepla. .
Siete ohrevu vody musia byť jasne rozdelené na prúdové a rozvodné. TO ny sietí zvyčajne zahŕňajú teplovody spájajúce zdroje tepla s oblasťami spotreby tepla, ako aj navzájom.
Chladivo vstupuje z rozvodných sietí a je dodávané cez rozvodné siete cez skupinové výmenníkové stanice tepla alebo miestne výmenníkové stanice tepla do zariadení odberajúcich teplo odberateľov. Priame pripojenie odberateľov tepla k týmto sieťam by nemalo byť povolené, s výnimkou prípadov pripojenia veľkých priemyselných podnikov,
Nové vykurovacie siete sú rozdelené na úseky v dĺžke 1–3 km pomocou armatúr. Pri otvorení (prasknutí) potrubia je miesto poruchy alebo havárie lokalizované sekčnými ventilmi. Vďaka tomu sa znižujú straty sieťovej vody a skracuje sa trvanie opráv v dôsledku skrátenia času potrebného na vypustenie vody z potrubia pred opravou a naplnenie potrubného úseku sieťovou vodou po oprave.
Vzdialenosť medzi sekcionálnymi ventilmi je volená tak, aby čas potrebný na opravu bol kratší ako čas, za ktorý vnútorná teplota vo vykurovaných miestnostiach pri úplnom vypnutí vykurovania pri projektovanej vonkajšej teplote pre vykurovanie klesne pod 12 - 14° C. Ide o minimálnu limitnú hodnotu, ktorá sa zvyčajne akceptuje v súlade so zmluvou o dodávke tepla.
Vzdialenosť medzi sekcionálnymi ventilmi by mala byť vo všeobecnosti menšia pri väčších priemeroch potrubia a pri nižších konštrukčných vonkajších teplotách na vykurovanie. Čas potrebný na vykonanie opráv sa zvyšuje so zväčšujúcim sa priemerom potrubia a vzdialenosťou medzi sekcionálnymi ventilmi. Je to spôsobené tým, že so zvyšovaním priemeru sa výrazne zvyšuje čas opravy.
Ak je doba opravy dlhšia, ako je prípustné, je potrebné zabezpečiť systémové zálohovanie dodávky tepla v prípade výpadku časti vykurovacej siete. Jednou z metód redundancie je blokovanie priľahlých diaľnic. Sekcionálne ventily sú vhodne umiestnené v spojovacích bodoch medzi rozvodnými sieťami a vykurovacími sieťami. V týchto uzlových komorách sú okrem sekčných armatúr aj hlavové armatúry rozvodných sietí, armatúry na blokovacích vedeniach medzi susednými sieťami alebo medzi sieťami a záložnými zdrojmi tepla, napríklad okresnými (komora 4 na obr. 5.1). Nie je potrebné deliť parné potrubia, pretože množstvo pary potrebné na naplnenie dlhých parných potrubí je malé. Sekcionálne ventily musia byť vybavené elektrickým alebo hydraulickým pohonom a musia mať telemechanické spojenie s centrálnym riadiacim centrom. Distribučné siete musia byť napojené na hlavné vedenie na oboch stranách sekčných armatúr tak, aby bola zabezpečená neprerušovaná služba účastníkom v prípade nehôd na ktoromkoľvek úseku hlavnej trate.
Ryža. 5.1. Hlavná jednoriadková komunikačná schéma dvojrúrkovej siete ohrevu vody s dvoma sieťami
1 - zberateľ; 2 - sieť; 3 - distribučná sieť; 4 - komora na rezanie; 5 - sekčný ventil; 6 - ; 7 - blokovanie spojenia
Zámkové spojenia medzi diaľnicami môžu byť vytvorené pomocou jednoduchých rúr. Vhodná schéma na ich pripojenie k sieti môže zabezpečiť použitie blokovacích spojení pre prívodné aj spätné potrubia.
V objektoch osobitnej kategórie, ktoré neumožňujú prerušenie dodávky tepla, sa musí zabezpečiť záložná dodávka tepla z plynových alebo elektrických ohrievačov alebo z lokálnych ohrievačov pre prípad núdzového prerušenia centralizovaného zásobovania teplom.
Podľa SNiP 2.04.07-86 je povolené znížiť dodávku tepla v núdzových podmienkach na 70% celkovej projektovanej spotreby (maximálne hodinové pre vetranie a priemerné hodinové pre dodávku teplej vody). Pre podniky, v ktorých nie sú povolené prerušenia dodávky tepla, by sa mali zabezpečiť duplicitné alebo kruhové okruhy vykurovacích sietí. Odhadovaná núdzová spotreba tepla sa musí brať v súlade s prevádzkovým režimom podnikov.
Na obr. Na obrázku 5.1 je znázornená základná jednoriadková schéma dvojrúrkovej siete ohrevu vody s elektrickým výkonom 500 MW a tepelným výkonom 2000 MJ/s (1700 Gcal/h).
Polomer vykurovacej siete je 15 km. Spotreba tepla je prenášaná do koncovej oblasti dvoma dvojrúrovými tranzitnými vedeniami v dĺžke 10 km. Priemer výstupných potrubí je 1200 mm. Ako sa voda distribuuje do súvisiacich vetiev, priemery potrubí sa zmenšujú. Spotreba tepla je privádzaná do koncového priestoru štyrmi rozvodmi s priemerom 700 mm a následne rozvádzaná do ôsmich rozvodov s priemerom 500 mm. Blokovacie spojenia medzi hlavnými vedeniami, ako aj nadbytočnými rozvodňami, sa inštalujú iba na vedeniach s priemerom 800 mm alebo viac.
Toto riešenie je prijateľné v prípade, že pri akceptovanej vzdialenosti medzi sekčnými ventilmi (v diagrame 2 km) je potrebný čas na opravu potrubia s priemerom 700 mm. , kratší čas, počas ktorého vnútorná teplota vykurovaných budov, keď je kúrenie vypnuté pri vonkajšej teplote, klesne z 18 na 12 ºС (nie nižšie).
Blokovacie spoje a deliace ventily sú rozmiestnené tak, aby v prípade havárie na ktoromkoľvek úseku hlavného vedenia s priemerom 800 mm a viac boli zabezpečení všetci odberatelia napojení na tepelnú sieť. účastníkov sa porušuje len v prípade nehôd na vedeniach s priemerom 700 mm a menším.
V tomto prípade sú odberatelia umiestnení za miestom nehody (pozdĺž tepelnej cesty) ukončení.
Pri zásobovaní veľkých miest teplom z viacerých je vhodné zabezpečiť vzájomné blokovanie prepojením ich rozvodov pomocou zabezpečovacích prípojok. V tomto prípade je možné vytvoriť kombinovaný prsteň
Blokovacie spojenia medzi veľkopriemerovými rozvodmi musia mať dostatočnú kapacitu na zabezpečenie prenosu záložných tokov vody. V nevyhnutných prípadoch sa budujú rozvodne na zvýšenie kapacity blokovacích prípojok.
Bez ohľadu na blokovacie spojenia medzi sieťou je vhodné v mestách s rozvinutým zaťažením dodávky teplej vody umiestniť prepojky relatívne malého priemeru medzi susednými rozvodnými sieťami tepla, aby sa rezervovala záťaž dodávky teplej vody.
Keď sú priemery rozvodov vychádzajúcich zo zdroja tepla 700 mm alebo menej, zvyčajne sa používa radiálna (radiálna) schéma vykurovacej siete s postupným zmenšovaním priemeru, ako sa vzdialenosť od stanice zväčšuje a pripojené tepelné zaťaženie klesá.
Takáto sieť je najlacnejšia z hľadiska počiatočných nákladov, vyžaduje najmenšiu spotrebu kovu na výstavbu a je nenáročná na obsluhu. V prípade havárie na chrbtici radiálnej siete sú však odberatelia pripojení na miesto havárie ukončený. Ak dôjde k nehode na hlavnej trati v blízkosti stanice, potom sú prerušení všetci odberatelia napojení na hlavnú trať. Toto riešenie je prijateľné, ak čas opravy potrubí s priemerom aspoň 700 mm spĺňa vyššie uvedenú podmienku.
Otázka, aké priemery tepelných potrubí a ktorá schéma vykurovacej siete (radiálna alebo kruhová) by sa mala použiť v systémoch diaľkového vykurovania, by sa mala rozhodnúť na základe špecifických podmienok, ktoré diktuje dodávka tepla spotrebiteľom tepla: či umožňujú prerušenie dodávky chladiacej kvapaliny alebo nie, aké sú náklady na redundanciu a pod. Preto v trhovej ekonomike nemožno vyššie uvedenú reguláciu priemerov a schém tepelných sietí považovať za jediné správne riešenie.