Теплоподготовительной установки ТЭЦ

Подбор основного оборудования

Разработка и построение продольного профиля тепловых сетей

Продольный профиль участка теплосети строится в масштабах вертикальном 1:100 и горизонтальном 1:5000 или 1:1000. Построение начинают с определения минимальной глубины тепловой камеры по трассе с учетом габаритных размеров устанавливаемого в них оборудования. Следует стремиться к минимальной глубине заложения каналов или теплопроводов. С этой целью в тепловых камерах допускается установка задвижек в горизонтальном положении или под углом 45^о. Количество сопряжения участков с обратными уклонами должно быть по возможности наименьшим. Уклон теплопроводов независимо от способа прокладки должен составлять не менее 0,002. При прокладке теплопроводов по конструкциям мостов при пересечении рек, оврагов уклоны могут не предусматриваться.

На продольном профиле показывают: отметки поверхности земли (проектные – сплошной линией, существующие – штриховой); все пересекаемые инженерные сети и сооружения с отметками верха их конструкции при расположении проектируемой тепловой сети сверху и с отметками низа инженерных сетей и конструкций при нижнем расположении тепловых сетей; отметки низа трубы тепловой сети, дна и потолка канала; глубину заложения теплопровода; уклон и длину участков тепловой сети; диаметр теплопровода и тип канала; дается развернутый план трассы с указанием углов поворота, ответвлений, неподвижных опор, компенсаторов, компенсаторных ниш и тепловых камер. При проектировании продольного дренажа указываются отметки лотка, диаметр и уклон дренажных труб.

При надземном способе прокладки на продольном профиле даются отметки верха несущей конструкции и низа теплопровода. В самых низких точках теплопроводов предусматривают дренажные выпуски, а в самых высоких – устройства для выпуска воздуха. Необходимо соблюдать допустимые расстояния по вертикали от конструкций тепловой сети до инженерных коммуникаций. Профиль строится в виде таблицы по форме 4.

Для обеспечения отопительно-вентиляционной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения на современных ТЭЦ устанавливают конденсационные турбины с отопительным отбором

Форма 4

типа Т. Все конденсационные турбины укомплектованы двумя горизонтальными подогревателями ПСГ. Подогревательная установка сетевой воды в данном случае состоит из четырех ступеней подогрева: встроенного в конденсатор теплофикационного пучка, подогревателей первой и второй ступеней и пикового котла. Теплофикационный пучок конденсатора чаще всего используют для предварительного нагрева подпиточной воды при открытых системах теплоснабжения и сетевой воды при закрытых системах. В качестве пиковых котлов применяют водогрейные котлы ПВТМ и КВГМ, устанавливаемые на территории станции и в тепловом районе.

Распределение тепловой нагрузки ТЭЦ между основными и пиковыми подогревателями производят, исходя из заданного коэффициента теплофикации a_т, который показывает долю расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ, удовлетворяемой за счет отборов турбин.

Расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин:

Q_тур = a_т× Q_ТЭЦ, (57)

а пикового источника:

Q_пик = Q_ТЭЦ(1 - a_т). (58)

Оптимальный a_т при постоянной технологической нагрузке равен – 0,7-0,8; при сезонной тепловой нагрузке для ТЭЦ высокого давления – 0,5-0,7, среднего давления – 0,4-0,5.

По Q_тур находят количество теплофикационных турбин (по номинальной нагрузке теплофикационных отборов) и сетевых подогревателей. По целому числу турбин определяют фактическую теплопроизводительность турбин и фактический коэффициент теплофикации a_т.

На годовом графике продолжительности тепловой нагрузки показывается базовая и пиковая части тепловой нагрузки ТЭЦ. С помощью этого графика находят температуру наружного воздуха, при которой включаются в работу пиковые котлы, а также число часов работы пикового источника теплоты в течение отопительного периода.

Далее производят распределение тепловой нагрузки Q_тур между подогревателями нижней и верхней ступеней:

; (59)

. (60)

Здесь t_н, t_в – температура сетевой воды после подогревателей соответственно нижней и верхней ступеней, ^оС, и определяется:

t_н = ; (61)

t_в = . (62)

Здесь , – температура насыщенного пара при давлении пара в отборах для верхней и нижней ступеней.

Так как в подогреватели нижней и верхней ступеней поступает пар из регулируемых отборов турбин с давлением 0,05-0,25 МПа, сетевую воду можно нагревать до температуры 115-118^оС. До расчетной температуры сетевая вода нагревается в пиковых котлах. Температуру нагрева воды после подогревателей нижней и верхней ступеней можно принимать по температуре насыщения пара из отборов турбин, учитывая недогрев в подогревателях нижней 5-7^оС и верхней 8-15^оС ступеней.

Температура сетевой воды на входе в подогреватель нижней ступени отличается от температуры воды в обратном теплопроводе у станции ввиду добавки подпиточной воды, а также за счет предварительного нагрева в теплофикационном пучке конденсатора.

Для закрытых систем теплоснабжения:

, (63)

где 20^оС – ориентировочный перепад температуры сетевой воды в теплофикационном пучке конденсатора;

– средняя температура сетевой воды в обратном трубопроводе при расходе G_d и расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t_o, определяется по [7, форм. (4.63а)];

G_подп – расчетный расход подпиточной воды с температурой t_подп, принимаемой равной 40^оС в зимний период и 65^оС в летний.

Для открытых систем теплоснабжения при предварительном нагреве подпиточной воды в теплофикационном пучке конденсатора:

. (64)

В этом случае определяют по[7, форм. (4.63а)].

Зная теплопроизводительность подогревателей нежней и верхней ступеней и расход сетевой воды, производят поверочный расчет водоподогревателей, заключающийся в определении коэффициентов теплопередачи.

Среднелогарифмическая разность температур сетевой воды у подогревателей:

; (65)

. (66)

Коэффициент теплопередачи подогревателей:

; (67)

. (68)

Подбор пиковых котлов производят по величине суммарной пиковой тепловой нагрузки Q_пик.

Число пиковых котлов определяют по формуле:

, (69)

где – единичная теплопроизводительность одного пикового котла.

В качестве пиковых котлов применяют водогрейные котлы типов ПТВМ и КВГМ. Подобранные по тепловому максимуму пиковые котлы проверяют на гидравлический максимум; при этом учитывают, что пиковые котлы включают параллельно.

В расчетно-пояснительной записке приводится принципиальная схема теплоподготовительной установки ТЭЦ и подпитки тепловой сети с описанием принципа работы и обоснованием выбора теплотехнического оборудования.

Подбор сетевых и других насосов производится по их характеристикам: напору и расходу. По принятому напору и расчетной подаче определяют число параллельно или последовательно работающих насосов. Минимальное количество устанавливаемых сетевых насосов принимают не менее определенных по СНиП 41-02-2003. При соответствующем обосновании допускается предусматривать установку отдельных групп сетевых и подпиточных насосов для отопительного и летнего периодов.

Требуемый напор сетевых насосов H_р при суммарных расчетных расходах сетевой воды складывается из потерь напора в водоподогревательной установке источника теплоты и пиковой котельной DH_п.у, суммарных потерь напора в подающем и обратном теплопроводах тепловой сети (от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя) DH_l,tot и потерь напора в ЦТП или у абонента DH_аб:

H_р = DH_п.у + DH_l,tot + DH_аб . (70)

Потери напора в подогревательной установке ТЭЦ зависят от ее компоновки. В водоподогревательных установках турбин типа Т и ПТ потери напора в пучке конденсатора, в подогревателях нижней и верхней ступеней компенсируются работой бустерных насосов, а в пиковых котлах, в тепловой сети и у абонентов – работой сетевых насосов. Потери напора в пучке конденсатора, в подогревателях нижней и верхней ступеней составляют 20-25 м. Потери напора в пиковых котлах – 10 м.

Потери напора у абонента можно определить по формуле:

DH_аб = DH_к + DH_с, (71)

где DH_с – потери напора в микрорайонных сетях;

DH_к – потери напора в абонентской установке, которые зависят от схемы включения абонентской установки.

Потери DH_к можно принимать следующие:

- при зависимом присоединении отопительных и вентиляционных установок без применения элеваторов, а также при независимом присоединении с помощью поверхностных подогревателей 6-10 м;

- при присоединении отопительных установок с помощью элеватора 15-20 м;

- при последовательном включении водоводяных подогревателей горячей воды и элеваторного узла 20-25 м.

Напор сетевых насосов для летнего периода:

, (72)

где , – расходы сетевой воды соответственно в летний и зимний периоды.

Требуемый напор подпиточных насосов устанавливается исходя из необходимости поддержания определенного статического напора в тепловой сети, напора в обратном трубопроводе и обеспечения условий невскипания воды в трубопроводе тепловой сети.

Для закрытых систем:

H_п.р = H_ст + DH_подп - H_б, (73)

где H_ст – статический напор в тепловой сети, м;

DH_подп – потери напора в подпиточной линии, м;

H_б – высота установки подпиточных баков относительно оси подпиточных насосов, м.

Для открытых систем теплоснабжения исходя из летнего режима работы:

H_п.р = H_ст + H_б, (74)

где сумма потерь напора в тепловой сети и в подпиточной линии, м.

Принятый напор подпиточных насосов должен проверяться для условий работы в отопительный и летний периоды года.

Подача подпиточных насосов для закрытых систем теплоснабжения определяется из условий восполнения утечки воды, принимаемой равной 0,75% объема воды в теплопроводах тепловой сети, а также присоединенных к ним систем отопления и вентиляции зданий. Кроме того, должна предусматриваться аварийная подпитка водопроводной водой в размере до 2% объема воды в теплопроводах и системах отопления и вентиляции зданий.

Подача подпиточных насосов для открытых систем теплоснабжения составляет 0,75% объема воды в тепловой сети, системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения плюс максимальный часовой расход воды на горячее водоснабжение.

Количество подпиточных насосов в закрытых системах принимают не менее двух, в открытых – не менее трех, один из которых резервный.