Теплофикация и тепловые сети. И тепловые

• Название: И тепловые
• Анкор: Теплофикация и тепловые сети
• Дата: 27.03.2022
• Размер: 2.4 Mb.
• Имя файла: Теплофикация и тепловые сети.docx
• Тип: Учебник; #420164
• страница: 49 из 101

Рис. 7.8. Принципиальная схема двухступенчатого вакуумного деаэратора системы НПО ЦКТИ

Выделившийся при вскипании воды или под­веденный извне греющий пар поступает под бар­ботажный лист 8, а вода сливается по внутрен­ней поверхности корпуса деаэратора и по каналу 13 поступает в смеси с деаэрированной водой в отводящий патрубок 9.

Проходя сквозь отверстия барботажного лис­та 8 и слой воды на нем, пар нагревает воду прак­тически до температуры кипения при давлении в деаэраторе.

Пар, прошедший сквозь барботажный лист, пересекает струи воды, сливающиеся с тарелки 7 на барботажный лист, частично конденсируется и нагревает воду, а затем поступает в отсек меж­ду тарелками 6 и 7. В этом отсеке происходит ос­новная конденсация пара и нагрев воды до темпе­ратуры, близкой к температуре кипения при дав­лении в деаэраторе. Затем пар проходит последо­вательно через отсеки между тарелками 5 и 6 и далее между тарелками 3 и 5 и практически полностью конденсируется. Неконденсирую- шийся газ отсасывается эжектором из деаэратора по трубе /5. В том случае, когда высота паровой подушки под барботажным листом 8 превышает расчетную (обычно 200 мм), включается в работу перепускной короб /4, по которому пар пускает­ся в струйный отсек между тарелками б и 7.

Двухступенчатый вакуумный деаэратор ДСВ-400 НПО ЦК'ГИ расчетной производитель­ностью ПО кг/с (400 т/ч) представляет собой цельносварной горизонтальный цилиндр диа­метром 3 и длиной 2 м. Он является типовой сек­цией, из которых набираются деаэраторы боль­шей производительности.

При некачественной водоподготовке на по­верхностях нагрева теплообменного оборудова­ния ТЭЦ и абонентов, а также в трубопроводах сетевой воды образуются отложения, сущест­венно ухудшающие теплопередачу и повышаю­щие гидравлическое сопротивление. Эти отло­жения можно разделить на три группы: жестко- стные, железооксидные и смешанные.

Причиной образования жесткостных отложе­ний как легкоудаляемых (карбонатных), так и трудноудаляемых (сульфатных) является, как правило, недостаточное умягчение воды. Часто этому способствует недостаточная производи­тельность катионитных фильтров или низкое ка­чество фильтрующих материалов (сульфоугля).

Причина образования железооксидных отло­жений, как правило, заключается в неудовлетво­рительной работе деаэрационных установок, а также в нарушении правил консервации водо­грейных котлов и другого оборудования.

Применение реагентных методов обработки подпиточной воды (например, катионитовой) связано со сбросом засоленных вод, что часто ог­раничивается экологическими требованиями. Поэтому целесообразна разработка экономич­ных безреагентпых методов обработки воды — магнитной идр. (см. § 8.7).

Контрольные вопросы и задания

1. 
   Каковы основные особенности паровых тур­бин с противодавлением (тип Р) и конденса­ционных турбин с отбором пара (тип КО)? Укажите области преимущественного при­менения турбин типа Р и типа КО.
   
2. 
   Укажите основные типы турбин КО, уста­навливаемых на современных ТЭЦ, началь­ные параметры пара, параметры пара в теп­лофикационных отборах, номинальную электрическую мощность.
   
3. 
   Почему в теплофикационных установках со­временных мощных теплофикационных тур­бин применяются двухступенчатые насос­ные установки сетевой воды?
   
4. 
   Каковы основные требования к подпиточной воде тепловых сетей? Почему при наличии в системе пиковых водогрейных котлов до­пустимая остаточная карбонатная жесткость подпиточной воды ниже, чем при отсутствии пиковых водогрейных котлов?
   
5. 
   Каким показателем количественно оценива­ется коррозионная активность агента(кисло­рода, диоксида углерода)?
   
6. 
   Что такое коррозионный коэффициент и ка­ково его значение для О₂ и СО₂ при их раз­дельном и совместном действии?
   
7. 
   При каких соотношениях парциального дав­ления газа над водой и равновесного давле­ния газа происходит абсорбция растворенно­го газа водой и десорбция газа из воды?
   
8. 
   Напишите уравнение Генри и объясните зна­чения и размерности входящих в нею величин.
   
9. 
   Какими способами организуется взаимодей­ствие между греюшим паром и обрабатывае­мой водой в термических деаэраторах? Что такое одноступенчатый и двухступенчатые деаэраторы?
   
10. 
    Укажите преимущества и недостатки по­верхностного и смешивающего (контактно­го) подогрева сетевой воды паром на ТЭЦ.
    

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ (ПОДСТАНЦИЙ)

1. 
   ТИПЫ УСТАНОВОК
   

Основное назначение тепловых пунктов (подстанций) заключается в установлении и поддержании параметров теплоносителя (давления, температуры и расхода) на за­данном уровне, необходимом для надежной и экономичной работы теплопотребляю­щих установок, питаемых от подстанции.

Схемы и оборудование тепловых под­станций зависят от вида теплоносителя и характера теплопотребляющих установок [24, 135].

При паровом теплоносителе основное оборудование тепловых подстанций (ТП) состоит из паровых коллекторов, приборов для регулирования и контроля параметров пара (давления, температуры, расхода), теп­лообменников для использования пролет­ного пара и пара вторичного вскипания, конденсатосборных баков и насосных уста­новок для откачки конденсата.

При водяном теплоносителе основное оборудование тепловых подстанций состо­ит из водоструйных (элеваторных) и цен­тробежных насосов, водо-водяных теплооб­менников, аккумуляторов горячей воды, приборов для регулирования и контроля па­раметров сетевой воды, приборов и уст­ройств для защиты от коррозии и накипеоб- разования местных установок горячего во­доснабжения.

Тепловые подстанции оснащаются при­борами контроля и учета теплоты и тепло­носителя, а также автоматическими устрой­ствами для регулирования отпуска теплоты и поддержания заданных параметров тепло­носителя в абонентских установках.

Тепловые пункты (подстанции) соору­жаются как местные — для каждого здания, так и групповые — для группы зданий; ГТП широко применяются на промышленных предприятиях, а также в районах жилой застройки.

Последнее обусловлено часто не столько технико-экономическими соображениями, сколько требованиями выноса насосов из подвалов жилых и общественных зданий для снижения шума в этих зданиях до нор­мируемого уровня. Сооружение ГТП улучшает управление крупными системами теплоснабжения, а в условиях недостаточ­ного оснащения жилых зданий средствами контроля, регулирования и учета тепловой энергии и теплоносителя позволяет выпол­нять эти функции на групповом уровне. Но при этом в жилых районах возрастают затраты на сооружение коммуникаций меж­ду ГТП и абонентскими установками. Целе­сообразность сооружения ГТП, а также оп­тимальная степень концентрации тепловой нагрузки на ГТП, т.е. оптимальное количе­ство ГТП для данного конкретного микро­района, должны определяться технико-эко­номическим расчетом.

На рис. 8.1 показана принципиальная схема ГТП жилого микрорайона. Система теплоснабжения закрытая, независимая. Те­плота подводится к ГТП по двухтрубной те­пловой сети. По трубопроводам 1 и II (по­дающему и обратному) осуществляется по-

дача теплоты на отопление, а по трубопро­водам HI и IV — на горячее водоснабжение.

Вода из подающего трубопровода тепло­вой сети проходит через фильтр-грязевик 16 и тепломер 10 и поступает в подогрева­тель отопительной системы 3, в котором се­тевая вода подогревает воду, циркулирую­щую в системе отопления микрорайона. Циркуляция этой воды осуществляется на­сосом системы отопления 4.

На ГТП осуществляется количественное регулирование расхода теплоты на отопле­ние микрорайона с помощью регулятора системы отопления. В качестве импульса для регулирования отопительной нагрузки мик­рорайона использована внутренняя темпера­тура устройства 8, моделирующего тепловой режим отапливаемых зданий. С помощью управляющего прибора 9 импульс, получен­ный от моделирующего устройства 8, преоб­разуется в усилие, воздействующее на регу­лирующий клапан 7, который изменяет рас­ход сетевой воды (более подробно см. § 8.8).

Водопроводная вода, используемая для горячего водоснабжения, проходит через водомер /2, а затем через установку для об­работки воды //, назначением которой в за­висимости от качества воды является сни­жение коррозионной активности воды и (или) защита системы горячего водоснабже­ния от накипеобразования. После этого во­допроводная вода проходит через двухсту­пенчатую подогревательную установку го­рячего водоснабжения. Регулирование по­догрева этой воды в верхней ступени осу­ществляется регулятором температуры 6, с помощью которого поддерживается посто­янная температура воды, подаваемой на го­рячее водоснабжение. Циркуляция воды в системе горячего водоснабжения микрорай­она осуществляется циркуляционным насо­сом 5.

2. 
   КОНДЕНСАТОСБОРНЫЕ УСТАНОВКИ
   

Абонентские установки для сбора и воз­врата конденсата состоят из конденсатоот- водчиков, сборников конденсата и конден­сатных насосов. Для обеспечения долговеч­ности стальных конденсатопроводов необ­ходимо, чтобы содержание растворенного кислорода в перекачиваемом конденсате не превышало допустимой нормы (0,1 мг/л). Местами аэрации конденсата обычно явля­ются конденсатосборники, в которые отво­дится конденсат из пароприемников, а так­же абонентская аппаратура и участки кон­денсатной сети, работающие под вакуумом. При содержании в конденсате растворенно­го кислорода выше допустимой нормы про­исходит коррозия конденсатопроводов, вы­водящая их из строя в короткий срок. Осо­бенно активно процесс коррозии происхо­дит при наличии в конденсате кроме кисло­рода еще и диоксида углерода. Кислородная коррозия конденсатопроводов устраняется при применении закрытых конденсатосбор­ных установок, в которых конденсат нахо­дится под избыточным (выше атмосферно­го) давлением паровой подушки и не имеет контакта с атмосферным воздухом.

На рис. 8.2 показана закрытая конденса­тосборная установка. Конденсат из паро­приемников подается через конденсатоот- водчики 7 в закрытый конденсатосборник



Рис. 8.2. Закрытая конденсатосборпая установка / — сборный бак конденсата, 2 — регулятор давления «после себя», 3 — peiynaTop давления «до себя», 3 — пароводяной подогреватель, 5 — насос; 6 — регу­лятор уровня; 7 — конденсатоотводчик

/, в котором постоянно поддерживается из­быточное (выше атмосферного) давление паровой подушки при помощи регуляторов давления 2 и 3. При снижении давления в конденсатосборнике пар поступает через регулятор давления «после себя» 2 и давле­ние в конденсатосборнике восстанавливает­ся. При повышении давления в конденса­тосборнике выше заданного открывается регулятор давления «до себя» 3, пар из кон­денсатосборника отводится в пароводяной подогреватель 4. Здесь он конденсируется, отдавая теплоту воде, которая далее на­правляется в систему горячего водоснабже­ния. Конденсат из пароводяного подогрева­теля 4 отводится в конденсатосборник, Откуда он перекачивается на станцию насо­сом 5. Уровень конденсата в конденсато­сборнике поддерживается с помощью регу­лятора 6.

Для контроля качества конденсата на конденсатных подстанциях устанавлива­ются солемеры с контактными устройства­ми, дающими импульс на отключение элек­тродвигателей конденсатных насосов при превышении допустимой нормы загрязне­ния конденсата.

Обычно конденсат интенсивно поглоща­ет кислород в местах свободного слива в от­крытые баки. Для ослабления аэрации по­ступающего конденсата его следует вводить под уровень жидкости возможно ближе к месту забора конденсата насосом. В тех случаях, когда конденсат поступает в от­крытые конденсатосборники при темпера­туре ниже 100 °C, целесообразно подводить его не в бак, а непосредственно к всасываю­щему патрубку конденсатного насоса. Кон­денсатосборник выполняет в этом случае только роль расширительного сосуда.

Большое значение для долговечности открытых конденсатных систем имеет тем­пература возвращаемого конденсата. Ее це­лесообразно поддерживать на уровне 95— 100 °C. Чем выше температура конденсата,



Рис. 8.3. Схема использования выпара при помощи струйного компрессора

/ — конденсатоотводчик; 2 — конденсаторный бак;

3 — струйный компрессор; 4 — насос

тем ниже содержание в нем растворенного кислорода.

Если в приборах абонентской системы не осуществляется охлаждение конденсата ниже температуры насыщения, то в конден­сатосборнике происходит его самоиспаре- ние, так как давление в конденсатосборнике всегда ниже, чем в приборах. Получающий­ся пар должен отводиться из конденсато­сборников. Целесообразно использовать этот пар для нагревательных целей (подог­рев воды и т.п.). Если пар, отводимый из конденсатосборника, не может быть ис­пользован из-за его низких параметров, то при помощи пароструйного компрессора можно повысить его давление (рис. 8.3). Па­роструйный компрессор отсасывает пар из конденсатосборника, сжимает его от давле­ния до давления р_с и подает для исполь­зования в местную установку.

При одновременном возврате конденса­та от нескольких абонентов по общему кон- денсатопроводу необходимо подобрать и отрегулировать конденсатные насосы та­ким образом, чтобы они могли работать па­раллельно.

Основное условие параллельной работы конденсатных насосов — равенство их при­веденных напоров, т.е. напоров, отсчитан­ных от уровня конденсата в сборном баке станции при нулевом его расходе,

Н„ = Н_о - AZ = Н_о- (Z_c - Z_a) = idem, (8.1)



Рис. 8.4. Схема напорного конденсатопровода (а) и характеристика конденсатных насосов (б)

где Н_п — приведенный напор насоса, м; Н_о— напор, развиваемый насосом при ну­левом расходе, м; Z_c, Z_a — геометрическая высота поверхности конденсата в баках станции и баках абонентов, отсчитанная от общего горизонтального уровня, м; AZ = Z_c - Z_a — разность геометрических вы­сот поверхностей конденсата в баках стан­ции и абонента, м (рис. 8.4).

Из (8.1) следует, что напор любого кон­денсатного насоса при нулевой подаче

Н_О = Н_П + AZ. (8.2)

Приведенный напор конденсатных насо­сов должен быть равен или больше потери напора в конденсатопроводе от наиболее удаленного абонента до центрального сбор­ного бака при максимальной нагрузке кон­денсатопровода.

На рис. 8.4, а показана схема напорного конденсатопровода, а на рис. 8.4, б — ха­рактеристики конденсатных насосов. Для того чтобы насосы 7 и 2 могли работать па­раллельно, их напоры должны быть соот­ветственно

я₀₁ = //_п + дг,_;

Н₀₂ = + AZ₂.

Разность высот между уровнем конден­сата в баке и осью насоса должна быть дос-

таточна для предупреждения кавитации во всасывающей камере насоса. Давление воды во всасывающей камере насоса долж­но быть больше давления насыщения, соот­ветствующего температуре воды, на неко­торое значение, необходимое для предупре­ждения кавитации. Последняя величина за­висит от температуры воды, конструкции насоса и его частоты вращения.

Необходимая разность высот, м, между уровнем конденсата в баке и осью насоса определяется выражением

£ (Р_н ^{+ А}Л ⁺ ЬРк(⁸-³) где р_н — давление насыщения, соответст­вующее температуре перекачиваемого кон­денсата, Па; Др_т — падение давления во всасывающем трубопроводе из-за трения и местных сопротивлений и на создание движения воды, Па; Др_к — запас давления для предупреждения кавитации, Па; р_б — давление над уровнем конденсата в конден­сатном баке, Па; у — удельный вес конден­сата, Н/м³.

Значение Др_т зависит от диаметра трубо­провода и расхода конденсата. Для повыше­ния надежности работы целесообразно уменьшить потери давления во всасываю­щей линии, выполняя ее из труб большого диаметра. Значение Др_к можно определить по запасу температуры Д/_к, прибавляя к температуре перекачиваемого конденсата некоторое число градусов [58]. При посто­янном значении Д/_к значение Др_к растет с повышением температуры перекачивае­мого конденсата.

При закрытых конденсатосборниках с паровой подушкой, когда температура конденсата равна температуре насыщения пара в подушке, т.е.р_б =р_н, выражение (8.3) приводится к виду

Д2>(Др_т +Ар_к)/у, (8.4)