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

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




НазваМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины
Сторінка1/7
Дата конвертації13.01.2013
Розмір1.26 Mb.
ТипРеферат
джерело
  1   2   3   4   5   6   7

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УКРАИНЫ





Ю.А. ГИЧЁВ


ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Часть I


Днепропетровск НМетАУ 2011

УДК 658.264 (7)

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


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

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

Предназначен для студентов направления 6.050601 – теплоэнергетика.


Илл 20. Библиогр.: 3 наим.


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


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

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


© Национальная металлургическая академия

Украины, 2011

© Гичёв Ю.А., 2011

СОДЕРЖАНИЕ


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2.2.4 Присоединение водогрейной котельной к тепловой сети…….14

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

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

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

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

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

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

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

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

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

3.2.2 Отвод теплоты через регулируемые отборы пара в турбине…28

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ВВЕДЕНИЕ


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

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

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

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

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

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

^ 1 ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1 Определение и основные сведения о системах теплоснабжения


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

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

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

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

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

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

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

^ 1 – источник теплоты;

2 – участки тепловой сети;

3 – тепловые подстанции;

4 – здания, в которых размещены теплоиспользующие установки.


Рисунок 1.1 – Элементы системы теплоснабжения


^ 1.2 Источники и потребители теплоты


Основными источниками теплоты в системах теплоснабжения являются:

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

  2. теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) – электростанции, которые отпускают

внешнему потребителю как электрическую, так и тепловую энергию;

  1. теплоутилизационные установки, использующие вторичные энерго-

ресурсы (ВЭР) промышленных предприятий.


Распределение выработки тепловой энергии между источниками теплоты:

ТЭЦ………………………………………………………………….40%

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

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

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

100%

Основные потребители тепловой энергии:

  1. системы отопления жилых, общественных и производственных зданий;

  2. системы вентиляции общественных и производственных зданий в зимний

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

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

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

  1. системы горячего водоснабжения;

  2. потребляющие тепловую энергию технологические процессы промышлен-

ных предприятий.

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

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

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

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

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


^ 1.3 Классификация систем теплоснабжения


На данном этапе следует выделить 2 варианта классификации:

I. В зависимости от вида теплоносителя:

1) водяные, использующие в качестве теплоносителя нагретую воду;

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

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

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

1) централизованные;

2) децентрализованные.

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

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

В зависимости от вида источника теплоты централизованное теплоснабжение делят на:

• централизованное теплоснабжение от достаточно крупных котельных

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

• централизованное теплоснабжение от ТЭЦ.

^ Децентрализованное теплоснабжение характеризуется следующими признаками:

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

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

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

рых случаях исключает необходимость прокладки внешних тепловых сетей.

Централизованное теплоснабжение по сравнению с децентрализованным имеет следующие преимущества:

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

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

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

  2. улучшение экологической обстановки:

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

• за счет возможности применения эффективных и современных методов

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

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

5) освобождение территорий городов и предприятий от многочисленных котельных;

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

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


^ 2 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ОТ ПАРОВЫХ, ВОДОГРЕЙНЫХ И ПАРОВОДОГРЕЙНЫХ КОТЕЛЬНЫХ

2.1 Классификация котельных в системах теплоснабжения


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

^ Основные варианты классификации котельных в системе теплоснабжения:

I. По территориально-ведомственному признаку:

1) районные котельные (предназначены для обеспечения тепловой энергией

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

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

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

II. В зависимости от вида преобладающей тепловой нагрузки:

1) промышленные котельные (предназначены для обеспечения тепловой

энергией технологические процессы промышленных предприятий);

2) отопительные котельные (предназначены для обеспечения тепловой

энергией систем отопления и других коммунально-бытовых потребителей);

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

III. В зависимости от типа установленных в котельной котлов:

1) паровые котельные;

2) водогрейные котельные;

3) пароводогрейные котельные.

IV. В зависимости от вида сжигаемого топлива:

1) газовые;

2) мазутные;

3) газомазутные;

4) котельные на твердом топливе.

V. В зависимости от тепловой мощности:

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

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

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

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


^ 2.2 Присоединение котельных к тепловым сетям систем теплоснабжения


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

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

2) вид и параметры теплоносителя, который необходим потребителю.

Принятое в конспекте обозначение котлов:

^ Паровой котел

Эк – экономайзер

БС – барабан-сепаратор

ИПН – испарительные поверхности нагрева

ПП – пароперегреватель


^ Пример стандартного обозначения

Д – двухбарабанный

К – котел

В – вертикальный

Р – реконструированный


^ Водогрейный котел




Пример стандартного обозначения




К – котел

В – водогрейный

ГМ – газомазутный


^ 2.2.1 Присоединение паровой котельной к паровой системе теплоснабжения




Рисунок 2.1 – Схема присоединения паровой котельной к паровой системе теплоснабжения

Обозначения к рисунку 2.1:

1 – паровой котел;

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

температуры пара до значений, необходимых потребителю;

3 – подающий паропровод;

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

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

6 – питательный насос;

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

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


^ 2.2.2 Присоединение паровой котельной к водяной системе теплоснабжения




Рисунок 2.2 – Схема присоединения паровой котельной к водяной системе

теплоснабжения

Обозначения к рисунку 2.2:

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

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

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

^ 11 – сетевые подогреватели (поверхностные пароводяные теплообменники);

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

^ 13 – регулятор температуры воды в ПЛТС;

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

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

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

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

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


^ 2.2.3 Присоединение паровой котельной к пароводяной системе теплоснабжения


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


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

^ 2.2.4 Присоединение водогрейной котельной к тепловой сети


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


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

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

^ Рисунок 2.4 – Схема присоединения водогрейной котельной к тепловой сети

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

  1   2   3   4   5   6   7



Схожі:

Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины
Гичёв Ю. А. Вторичные энергоресурсы промышленных предприятий. Часть І: Конспект лекций: Днепропетровск: нметАУ, 2012. – 57 с
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки украины министерство промышленной политики украины национальная металлургическая академия Украины – Государственный институт подготовки и переподготовки кадров промышленности (гипопром) Под редакцией профессора Шестопалова Г.
Социология. Курс лекций // Шестопалов Г. Г., Амельченко А. Е., Куревина Т. В., Лагута Л. Н под ред проф Г. Г. Шестопалова. – Днепропетровск:...
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки украины министерство промышленной политики украины учебно-научный комплекс «Национальная металлургическая академия Украины Государственный институт подготовки и переподготовки кадров промышленности (гипопром)» Под редакцией профессора Шестопалова Г.
Политология. Конспект лекций/ Шестопалов Г. Г., Побочий И. А., Заболотный М. Б., Поливец Н. С. Под ред профессора Г. Г. Шестопалова....
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconОоо «Евразхолдинг» пао «евраз днепропетровский металлургический завод им. Петровского» Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины Национальная
Международная научно-техническая конференция, посвященная 125-летию основания «Днепропетровского металлургического завода им. Г....
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины
Гичёв Ю. А. Тепловые электростанции: Часть І: Конспект лекций: Днепропетровск: нметАУ, 2011. – 45 с
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины украинский государственный центр внешкольного образования
Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України від 27. 01. 2012 №74, у жовтні місяці ц р були підведені підсумки Всеукраїнської...
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconЗапорожское областное управление образования и науки, молодежи и спорта ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос работа участни областного этапа Всеукраинской олимпиады школьников по русскому языку учен 8 класса
Ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconЗапорожское областное управление образования и науки, молодежи и спорта ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос работа участни областного этапа Всеукраинской олимпиады школьников по русскому языку учен 9 класса
Ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconЗапорожское областное управление образования и науки, молодежи и спорта ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос работа участни областного этапа Всеукраинской олимпиады школьников по русскому языку учен 11 класса
Ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос
Министерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальная металлургическая академия украины iconЗапорожское областное управление образования и науки, молодежи и спорта ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос работа участни областного этапа Всеукраинской олимпиады школьников по русскому языку учен 10 класса
Ку «запорожская областная академия последипломного педагогического образования» зос
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©on2.docdat.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи