Теплофикация и тепловые сети. И тепловые
 Скачать 2.4 Mb.
|
|
Рис. 3.1. Принципиальная тепловая схема теплоподготовительной установки ТЭЦ на органическом топливе а — с турбинами типа ПТ; б — с турбинами типа Т; 1 — турбина; 2 — электрогенератор; 3 — котел; 4 — конденсатор; 5, 6 — теплофикационные подогреватели нижней и верхней ступеней; 7 — сетевой насос; 8 — конденсатные насосы теплофикационных подогревателей; 9 — деаэратор подпиточной воды; 10 — подпиточный насос; // — конденсатный насос; 12 — эжекторный подогреватель; 13—16 — регенеративные подогреватели низкого давления; 17 — станционный деаэратор; 18—20 — регенеративные подогреватели высокого давления; 21 — питательный насос; 22 — конденсатный насос регенеративных подогревателей; 23 — испарительная установка; 24 — насосы химводоочистки; 25 — подпиточный насос станции; 26, 27 — коллекторы водяной теплосети подающий и обратный; 28, 29 — паровой и конденсатный коллекторы; 30 — конденсатный насос; 31 — редукционно-охладительная установка; 32 — фильтр-грязевик; 33 — регулятор подпитки; 34 — пиковый котел; 35 — бустерный насос; 36 — химводоочистка; 37 — встроенный пучок в конденсаторе догрейный котел 34 в подающую магистраль тепловой сети через подающий коллектор 26. Подогрев сетевой воды в пиковом обычно водогрейном котле 34 производится только при тех режимах, при которых температура сетевой воды на выходе из верхнего теплофикационного подогревателя 6 недостаточна для удовлетворения тепловой нагрузки присоединенных абонентов. Обычно такие режимы характерны для отопительного периода при низких наружных температурах. Конденсат отработавшего пара поступает из конденсатора 4 в конденсатный насос 11 и подается им через регенеративные подогреватели низкого давления 13—16 в деаэратор 17, откуда он забирается питательным насосом 21 и подается им через систему регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД) 18—20 в котел 3. В водяных тепловых сетях всегда имеет место утечка теплоносителя через различного рода неплотности. Эта утечка должна восполняться химически очищенной деаэрированной водой. Для этой цели вода из водопровода i на лимиидоочш i ку 36, откуда подается насосом 24 в деаэратор 9, обогреваемый отработавшим паром из турбины. В схемах на рис. 3.1 показан атмосферный деаэратор подпиточной воды. Такие решения принимаются обычно в закрытых системах теплоснабжения, в которых подпитка (добавка) сетевой воды невелика. Из деаэратора вода поступает в подпиточный насос 10 и подается им через регулирующий клапан 33 во всасывающую линию бустерного насоса 35. Импульсом для регулятора подпитки является изменение давления в одной из точек циркуляционного контура тепловой сети. Наиболее удобно импульс брать от какой-либо точки на перемычке, соединяющей нагнетательный и всасывающий патрубки сетевого насоса 7. Когда утечка превышает подпитку, давление в импульсной точке снижается. Это 82 приводит к открытию регулирующего клапана 33 и увеличению подпитки. Когда утечка становится меньше расхода подпитки, давление в импульсной точке возрастает, клапан 33 прикрывается и подпитка уменьшается. Теплоподготовительные установки ТЭЦ оборудуются иногда вакуумными деаэраторами подпиточной воды. Такие установки применяются обычно в открытых системах теплоснабжения1, в которых расход подпиточной воды значителен. Водогрейные котельные (рис. 3.2) часто сооружаются во вновь застраиваемых районах до ввода в действие ТЭЦ и магистральных тепловых сетей от ТЭЦ до указанных котельных. Таким образом, подготавливается тепловая нагрузка для ТЭЦ, чтобы к моменту ввода в эксплуатацию теплофикационных турбин их отборы были по возможности полностью загружены. После ввода в действие ТЭЦ и магистральных тепловых сетей от них до котельных последние обычно используются в качестве пиковых или резервных источников теплоты. Основные характеристики стальных водогрейных котлов серийного производства приведены в приложении 16. Паровые котельные (рис. 3.3) могут быть использованы для отпуска теплоты как с паром, так и с горячей водой. Подогрев сетевой воды паром производится в пароводяных подогревателях. При работа на твердом топливе паровые котельные с пароводяными подогревателями сетевой воды обладают большей маневренностью и надежностью в эксплуатации по сравнению с водогрейными. Основные характеристики паровых котлов низкого и среднего давления серийного производства приведены в приложении 17. На рис. 3.4 показана принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной ТЭЦ Более подробно см §3 3 8 Из водопровода Рис. 3.2. Принципиальная схема водогрейной котельной / — сетевой насос; 2 — водогрейный котел; 3 — циркуляционный насос; 4 — подогреватель химически очи- щенной воды; 5 — подогреватель сырой воды; 6 — вакуумный деаэратор; 7 — подпиточный насос; 8 — насос сырой воды; 9 — химводоподготовка; 10 — охладитель выпара; 11 — водоструйный эжектор; 12 — расходный бак эжектора; 13 — эжекторный насос 83 Рис. 3.4. Принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной ТЭЦ (ЛТЭЦ) с реактором ВВЭР / — парогенератор; 2 — паровая турбина; 3 — электрический генератор; 4 — конденсатор; 5 —7 — теплофикационные подогреватели соответственно нижней, средней и верхней ступеней; 8 — бустерный насос; 9 — сетевой насос; 10 — химводоподготовка; // — деаэратор подпиточной воды; 12 — подпиточный насос; 13 — регулятор подпитки; 14 — насос химводоподготовки; 15, 16 — обратный и подающий коллекторы сетевой воды; 17 — ядериый реактор; 18 — компенсатор объема; 19 — насос промежуточного контура; 20 — конденсатный насос; 2! — сепаратор влаги; 22 — регенеративные подогреватели низкого давления; 23 — деаэратор; 24 — питательный насос; 25 — регенеративные подогреватели высокого давления; 26 — пароперегреватель; 27 — редукторы; 28 — регенеративный подогреватель среднего давления (АТЭЦ) с реакторами типа ВВЭР или В и конденсационными турбинами с отбором пара (типа Т или ТК). Между реактором /7 н парогенератором 1 включен промежуточный контур. В парогенераторе вырабатывается «чистый» пар, т.е. пар, не загрязненный радиоактивными веществами. Это обстоятельство позволяет существенно упростить схему и оборудование теплоподогревательной установки АТЭЦ, так как пар, отработавший в турбине, может быть использован в теплофикационных пароводяных подогревателях 5—7 для непосредственного подогрева сетевой воды. При паре, загрязненном радиоактивными веществами, такое решение не допускается из-за опасности радиоактивного загрязнения сетевой воды при нарушении плотности трубной системы пароводяных подогревателей. В связи с размещением АТЭЦ на значительном расстоянии от городов экономически оправдано существенное повышение расчетной температуры воды в подающей линии транзитной магистрали (коллектор 16} с целью снижения расчетного расхода теплоносителя, а следовательно, и диаметров или количества транзитных теплопроводов. Поэтому в ряде случаев для подогрева сетевой воды на АТЭЦ используется не только отработавший пар из отопительных отборов давлением 0,05—0,25 МПа (подогреватели 5 и 6), но и отработавший пар более высокого давления (0,6—0,8 МПа) из так называемого разделительного отсека, в котором обычно устанавливаются сепаратор влаги 21 н промежуточный пароперегреватель 26 на основном потоке пара. Принципиальное отличие схемы подогрева сетевой воды на АТЭЦ от схемы, приведенной на рис. 3.1, заключается в наличии сетевого подог-  Рис. 3.5. Принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной станции теплоснабжения (ACT) 1 — ядерный реактор; 2 — второй контур; 3 — подогреватель сетевой воды; 4 — компенсатор объема; 5 — насос второго контура; б — сетевой насос; 7— деаэратор подпиточной воды; 8 — тепловая сеть; 9 — система продувки второго контура; 10 — подогреватель очищенной воды; ZZ — охладитель продувочной воды; 12 — фильтр; 13 — насос системы продувки; 14 — подпиточный насос тепловой сети ревателя верхней ступени 7, питаемого паром из разделительного отсека. При установке на АТЭЦ реакторов, вырабатывающих пар, не защищенный от загрязнениий радиоактивными веществами (например, реакторов РБМК), схема теплофикационной установки существенно усложняется, так как для защиты сетевой воды от загрязнения радиоактивными веществами приходится между греющим паром и нагреваемой сетевой водой включать промежуточные контуры. Включение промежуточных контуров на паре из отборов турбин приводит одновременно к снижению удельной комбинированной выработки электрической энергии из-за дополнительных необратимых потерь в теплообменных аппаратах промежуточного контура. На рис. 3.5 показана принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной станции теплоснабжения (атомной котельной). Теплота, выделившаяся в ядерном реакторе /, передается с помощью теплоносителя (воды) через промежуточный контур 2 в подогреватель сетевой воды 3. Циркуляция теплоносителя в промежуточном контуре осуществляется насосом 5. Статическое давление в промежуточном контуре поддерживается с помощью компенсатора объема 4. Циркуляция сетевой воды в тепловой сети осуществляется насосом 6. Поддержание статического давления в тепловой сети и компенсация утечек сетевой воды производятся с помощью подпиточного насоса 14. Водоподготовка и деаэрация подпиточной воды обеспечиваются системой 7. Давление циркуляционной воды в промежуточном контуре поддерживается на более низком уровне по сравнению с давлением греющей среды в реакторе 1 и по сравнению с давлением сетевой воды в подогревателе 3. Поэтому в случае возникновения каких-либо неплотностей в подогревательной системе реактора 1 продукты разделения, проникшие в промежуточный контур, не могут поступить в тепловую сеть. В случае неплотностей в подогревателе 3 сетевая вода поступает в промежуточный контур 2, но не может попасть в реактор 1. Загрязнения, попавшие в промежуточный контур при неплотностях в подогревательных системах, выводятся из него с помощью системы продувки 9. Для обеспечения устойчивой работы системы продувки вода, отбираемая для продувки, охлаждается перед поступлением в фильтр 12. Очищенная вода перед поступлением в промежуточный контур вновь подогревается в теплообменнике 10. По виду теплоносителя системы централизованного теплоснабжения разделяются на водяные и паровые. ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ Водяные системы теплоснабжения применяются двух типов; закрытые (замкнутые) и открытые (разомкнутые). В закрытых системах сетевая вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель, но из сети не отбирается. В открытых системах сетевая вода частично (редко полностью) разбирается у абонентов для горячего водоснабжения. В зависимости от числа трубопроводов, используемых для теплоснабжения данной группы потребителей, водяные системы делятся на одно-, двух-, трех- и многотрубные. Минимальное число трубопроводов для открытой системы один, а для закрытой системы — два. Наиболее простой и перспективной для транспорта на большие расстояния является однотрубная бессливная система теплоснабжения. Ее можно применить в том случае, когда обеспечивается равенство расходов сетевой воды, требуемых для удовлетворения отопительно-вентиляционной нагрузки и для горячего водоснабжения або- ненгов данного города или района 1*76}. Для теплоснабжения городов в боль- шинстве случаев применяются двухтрубные водяные системы, в которых тепловая сеть состоит из двух трубопроводов: подающего и обратного. По подающему трубопроводу горячая вода подводится от станции к абонентам, по обратному трубопроводу охлажденная вода возвращается на станцию. Преимущественное применение в городах двухтрубных систем объясняется тем, что эти системы по сравнению с многотрубными требуют меньших начальных вложений и дешевле в эксплуатации. Двухтрубные системы применимы в тех случаях, когда всем потребителям района требуется теплота примерно одного потенциала. Такие условия обычно имеют место в городах, где вся тепловая нагрузка (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) может быть удовлетворена в основном теплотой низкого потенциала. В промышленных районах, где имеется технологическая тепловая нагрузка повышенного потенциала, могут применяться трехтрубные системы [53], в которых два трубопровода используются как подающие, а третий трубопровод является обратным. К каждому подающему трубопроводу присоединяются однородные по потенциалу и режиму тепловые нагрузки. В промышленных районах обычно к одному подающему 86 трубопроводу присоединяются отопительные и вентиляционные установки (сезонная нагрузка), а к другому — технологические установки и установки горячего водоснабжения. При таком решении упрощаются методы регулирования отпуска теплоты от ТЭЦ. Закрытые системы. Число параллельных трубопроводов в закрытой системе должно быть не меньше двух, так как после отдачи теплоты в абонентских установках теплоноситель должен быть возвращен на станцию. На рис. 3.6 показана закрытая двухтрубная водяная система. По подающему трубопроводу / тепловой сети вода поступает в абонентские установки, а по обратному трубопроводу 11 охлажденная вода возвращается на ТЭЦ. В зависимости от характера тепловых нагрузок абонента и режима работы тепловой сети выбираются схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети. На рис. 3.6 показаны различные схемы присоединения абонентов к водяной тепловой сети. Схемы а—г показывают присоединение отопительных установок, схемы д,е — присоединение установок горячего водоснабжения, а схемы ж—м показывают совместное присоединение в одном узле отопительной установки и установки горячего водоснабжения, схема н — совместное присоединение отопительной установки и вентиляции. Такие устройства, обслуживающие отдельные здания, называются абонентскими вводами, местными тепловыми пунктами или местными тепловыми подстанциями (МТП). Для обозначения различных схем присоединения отопительных и вентиляционных установок и установок горячего водоснабжения к тепловой сети в книге принята следующая индексация: отопительные установки О: зависимая схема (3); зависимая со струйным смешением (ЗСС); зависимая с насосным смешени-
| ||||||||||