Ответы на вопросы к госам для специальности Энергообеспечение предприятий (140106) ОГУ - файл n1.docx

приобрести
Ответы на вопросы к госам для специальности Энергообеспечение предприятий (140106) ОГУ
скачать (4836.2 kb.)
Доступные файлы (8):
n1.docx1339kb.10.03.2012 20:06скачать
n2.docx1243kb.10.03.2012 19:15скачать
n3.docx2155kb.09.03.2012 12:26скачать
n4.docx263kb.10.03.2012 15:35скачать
n5.docx636kb.10.03.2012 20:00скачать
n6.docx144kb.10.03.2012 23:25скачать
n7.docx68kb.10.03.2012 22:50скачать
n8.doc57kb.10.03.2012 00:13скачать

n1.docx

1 ИСТОЧНИКИ И СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
1. Потребители теплоты и их тепловые нагрузки. Сезонная и круглогодичная нагрузки.

Основными потребителями тепловой энергии являются промышленные предприятия и коммунальное хозяйство.

Для промышленных предприятий используется тепловая энергия в виде горячей воды и пара для: силовых агрегатов имеющие в качестве привода паровые машины или турбины (паровые молоты, прессы, компрессора, насосы и т.д.). Параметры пара при этом: 8-35кгс/см2, 250-4500С; технологических аппаратов и устройств (подогреватели). Параметры пара: до 3,8 кгс/см2, до 3500С.

В ЖКХ основными потребителями теплоты являются системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Тепловую нагрузку можно разделить на сезонную и круглогодичную.

Сезонная нагрузка главным образом зависит от климатических условий – температуры наружного воздуха, его влажности, скорости ветра, солнечной радиации и т.п. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой. К сезонной нагрузке относят нагрузки отопления, вентиляции (зимние нагрузки), кондиционирования (летняя нагрузка).

Цель отопления – поддержание температуры внутреннего воздуха в помещении на заданном уровне. Температура воздуха в помещении зависит от назначения помещения, а в промышленных зданиях от характера выполняемых работ. Значения температуры воздуха в помещениях принимаются согласно СНиП и СанПин. В частности: - для жилых зданий - от 18 до 20 0С; - для промышленных зданий - от 16 до 20 0С; - для общественных зданий - от 14 до 25 0С.

Под вентиляционной нагрузкой понимают потребность в тепле для подогрева воздуха, подаваемого извне в помещения. В жилых зданиях без специальной приточной системы вентиляции расход тепла Qв = 0.

прт.jpg лджлджлдж.jpg

А Б

Рис. График теплопотребления сезонной нагрузки: А- годовой, Б- суточный.

К круглогодичной нагрузке относятся нагрузка горячего водоснабжения (ГВС) и технологическая нагрузка. График технологической нагрузки зависит от характера производства. График нагрузки ГВС зависит от благоустройства зданий, состава населения, графика рабочего дня, режима работы коммунальных предприятий. Технологическая и нагрузка ГВС слабо зависят от времени года.

Технологическая нагрузка задается технологами и зависит от вида производства.

Нагрузка ГВС имеет существенно неравномерный характер как в течение суток, так и по дням недели. Наибольший расход горячей воды наблюдается в утренние и вечерние часы, из дней недели – в субботу.

безимени-1.jpg полпрол.jpg

А Б

Рис. График теплопотребления круглогодичной нагрузки: А- годовой, Б- суточный.

2.Классификация систем теплоснабжения: по типу источника теплоты, по роду теплоносителя, по степени централизации.

По типу источника теплоты: централизованное теплоснабжение от ТЭЦ (теплофикация); централизованное теплоснабжение от котельных(промышленнных или районных); децетрализованное теплоснабжение от местных котельных или от индивидуальных отопительных агрегатов.

По сравнению с централизованным теплоснабжением от котельных теплофикация имеет ряд преимуществ: - экономия топлива за счет комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ; - возможность широкого использования сжигания низкосортого топлива, которое затруднительно в котельных; - чистота воздушного бассейна городов и промпредприятий, благодаря размещению на значительном расстояния от жилых кварталов и улучшенной степенью очистки дымовых газов.

Если потребность в теплоте 2000 ГДж/ч и выше, экономичным и рациональным является теплоснабжение от ТЭЦ, если тепловая нагрузка не превышает 400ГДж/ч, сооружение ТЭЦ не оправдывается и теплоснабжение осуществляется за счет котельных.

По роду теплоносителя системы делятся на: водяные и паровые.

Паровые системы нашли применение на промышленных предприятиях, а водяные в ЖКХ.

Преимущества воды как теплоносителя: возможность централизованного качественного регулирования тепловой нагрузки; меньшими энергетическими потерями при транспортировке и дальностью теплоснабжения (1°С на 1км); отсутствием потерь конденсата греющего пара; уменьшенные диаметры трубопроводов, что значительно снижает начальную стоимость сети;поддержание температуры в местных системах отопления на уровне санитарно-гигиенических норм.

Недостатки: большой расход электрической энергии на перекачку воды, по сравнению с расходом эл. энергии на перекачку конденсата греющего пара; вода более чувствительна к авариям.

По степени централизации: групповое (теплоснабжение групп зданий); районное (теплоснабжение нескольких групп зданий); городское (теплоснабжение нескольких районов); межгородское (теплоснабжение нескольких городов).
3.Классификация систем теплоснабжения: по способу подачи воды на горячее водоснабжение, по числу трубопроводов, по способу обеспечения потребителей теплотой.

По способу подачи воды на ГВС: закрытые системы; открытые системы.

орлпол.jpg

а) б)

Рис. Система теплоснабжения: а) Закрытая; б) Открытая. Э – элеватор; СЭН – сетевой электронасос; СО – система отопления.

Закрытые системы. В них вода используется как теплоноситель и из системы не отбирается. В местной установке ГВС подаётся водопроводная вода(питьевая), подогретая в спец. водоводяных подогревателях за счёт теплоты сетевой воды.

Достоинства закрытых систем теплоснабжения:

Недостатки:

Открытые системы. В них вода непосредственно поступает в установки ГВС. При этом не требуется дополнительные теплообменники, что значительно упрощает и удешевляет устройства абонентского ввода. Однако потери воды в открытой системе ГВС резко возрастают от 0,5 до 40% от общего расхода воды в системе и состав воды, подаваемой потребителям, ухудшается из-за присутствия в ней продуктов коррозии и отсутствия биологической обработки.

Основным достоинством открытых систем является использование воды более высокого качества, системы менее подвержены коррозии и более долговечны.

Недостатки:

По начальным затратам открытые и закрытые системы идентичны, но по эксплуатационным расходам открытые уступают закрытым. Экономически оправданным считается применение открытых систем при дальней транспортировке в районы с большой нагрузкой на ГВС и мягкой исходной водой.

По числу трубопроводов: однотрубные; двухтрубные; многотрубные.

Для открытых систем минимальное число трубопроводов один, для закрытой – два. Для двухтрубной системы тепловая сеть состоит из двух линий – подающей и обратной. По падающей питьевая вода подводится от источника теплоты к потребителям, а по обратной возвращается на ТЭЦ или в котельную. В некоторых районах, где теплота требуется высокого потенциала, чем в ГВС, применяются трёхтрубные системы: 2 линии как подающие и 1 как обратка.

По способу обеспечения потребителей теплотой: одноступенчатые системы теплоснабжения; многоступенчатые системы теплоснабжения.

В одноступенчатых системах потребители теплоты присоединяются к тепловым сетям непосредственно. Узлы присоединения потребителей к теп.сети называют абонентским вводом (местным тепловым пунктом). На абонентском вводе к каждому зданию устанавливается подогреватели ГВС, элеваторы, смесительный насос, КИП, регулирующая арматура, для изменения параметров теплоносителей в местных системах потребителей.

В многоступенчатых системах между источником теплоты ТЭЦ или котельной и теп. потребителем устанавливаются ТЦП – центральные тепловые пункты, в которых параметры теплоносителя изменяются в зависимости от расхода теплоты местными потребителями.

На ТЦП устанавливается центральная подогревательная установка ГВС, элеватор, насосные установки, центральная смесительная установка, подкачивающие насосы холодной водопроводной воды и КИП.

Применение многоступенчатых схем помогает снизить начальные затраты на сооружение подогревательной системы ГВС, насосных установок и авторегулирующих устройств, благодаря увеличению их единичной мощности и сокращению числа элементов в системе. При сооружении ЦТП сокращаются эксплуатационные расходы на содержание обслуживающего персонала. Однако, в многоступенчатых схемах увеличиваются начальные затраты на сооружение распределительной сети между ЦТП и отдельными зданиями. Оптимальная производительность ЦТП зависит от планировки района, от режима работы потребителей и определяется на основе технико-экономических показателей.
4. Схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети.

Эффективность теплоснабжения во многом определяется схемой присоединения абонентских установок к тепловой сети: Зависимые; Независимые.

В зависимых схемах присоединения теплоноситель поступает в приборы местных систем из теп.сети, и давление в местных системах определяется режимом давления в теп.сети.

При независимой схеме теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором его теплота используется для подогрева вторичного теплоносителя – водопроводной воды, поступающей в местные теплопотребляющие приборы. В этом случае, сетевая вода и вода, поступающая в приборы местных систем, разделены поверхностью нагрева, т.е. теп.сеть и местная система гидравлически изолированы.

Обе схемы имеют свои преимущества и недостатки.

Недостатки зависимой схемы:

Преимущества зависимой схемы:

Системы ГВС присоединяются к закрытой теп.сети по независимой схеме (через водоводяные подогреватели), а открытые по зависимой схеме.
5. Регулирование теплоснабжения.

Тепловые нагрузки многочисленных абонентов тепловой сети не одинаковы и не постоянны, поэтому для высококачественного теплоснабжения с сочетанием с экономичными режимами выработки и транспортировки теплоты, необходимо регулирование всех видов тепловых нагрузок в соответствии с потребностью абонентов.

В зависимости от места систем регулирования различают: Центральное; Групповое; Местное; Индивидуальное.

Центральное регулирование производится в источнике теплоты - на ТЭЦ или котельной, групповое – на центральном тепловом пункте (ЦТП), местное – на абонентском вводе, индивидуальное – на теплопотребляющих приборах.

Если тепловая нагрузка всех абонентов теп.сети однородна, т.е. у всех абонентов имеется один вид нагрузки – отопление, то допустимо только центральное регулирования отпуска теплоты. Однако, в большинстве случаев тепловая нагрузка однородна (отопление и ГВС или вентиляция), поэтому наряду с центральным регулированием используется групповое, местное и индивидуальное. Также рациональное сочетание двух или трёх ступеней регулирования является залогом экономичного режима работы (комбинированное регулирование).

Если регулирование теплоснабжения на ТЭЦ или котельной осуществляется изменением температуры теплоносителя при постоянстве его расхода, то такой метод центрального регулирования называется качественным.

Если регулирование осуществляется изменением расхода теплоносителя при постоянной температуре – количественный метод.

Если регулирование осуществляется путём изменения температуры и расхода теплоносителя – качественно-количественный метод.

В городских водяных системах теплоснабжения центральное качественное регулирование дополняется количественным регулированием на ЦТП и местном ТП.

Основным достоинством центрального качественного регулирования является стабильность гидравлического режима, что облегчает наладку и эксплуатацию сети, однако, расходы на перекачку теплоносителей при качественном регулировании больше чем при количественном и качественно-количественном.

Основным достоинством количественного регулирования считается сокращение расходов электроэнергии на перекачку теплоносителя, а недостатком – гидравлическая разрегулировка теп.сети, следствие переменного гидравлического режима.

Для устранения гидравлической разрегулировки местных систем при количественном методе присоединения абонентских установок производится по схемам, обеспечивающие независимость расхода теплоносителя в местной системе. К таким схемам относят независимые схемы присоединения и зависимые со смесительным насосом, который при уменьшении расхода теплоносителя в подающей линии сети увеличивает расход воды в обратной линии, поддерживая расход в местной системе постоянным.

При выполнении центрального регулирования тепловой нагрузки реально возможный диапазон изменения температуры и расхода теплоносителя ограничено рядом условий. Так верхний предел изменения температуры сетевой воды в подающей линии определяется условием невскипания жидкости, зависит от напора в ней. Нижний предел температуры определяется условием комфортности горячего водоснабжения и равен 60°С для открытых систем и 65-70°С для закрытых. Верхний предел изменения расхода теплоносителя определяется располагаемым напором на ТЦП и на абонентском вводе (местное) и местными гидравлическими сопротивлениями (клапаны, вентили). Нижний предел расхода зависит от гидравлической устойчивости сети и ограничивается возможностью появления вертикальной разрегулировки, т.е. неодинакового изменения расхода теплоносителя на различных этажах здания. Вероятность этого явления возрастает с ростом этажности здания и уменьшения расхода в местной системе.

6 . График продолжительности тепловых нагрузок.

График продолжительности тепловых нагрузок. Для установления экономичного режима работы теплофикационного оборудования, выбора наивыгоднейших параметров теплоносителя, а также для других плановых и технико-экономических исследований необходимо знать длительность работы системы теплоснабжения при различных режимах в течение года. Для этой цели строятся графики продолжительности тепловой нагрузки (графики Россандера).

Метод построения графика продолжительности сезонной тепловой нагрузки показан на рис. Построение ведется в четырех квадрантах. В левом верхнем квадранте построены графики зависимости от наружной температуры tн , тепловой нагрузки отопления QО, вентиляции QВ и суммарной сезонной нагрузки (QО + QВ). В нижнем левом квадранте приведена кривая длительности стояния n в течение отопительного периода наружных температур tн , равных данной температуре или ниже. Эта кривая строится на основе данных приложения.
орлрол.jpg

Рис. Построение графика продолжительности сезонной тепловой нагрузки.

1 – QО = f( tн ); 2 – QВ = f( tн ); 3 – (QО + QВ) = f( tн ); 4 – n = f( tн ); 5 – график продолжительности сезонной тепловой нагрузки.

В нижнем правом квадранте проведена прямая линия под углом 45° к вертикальной и горизонтальной осям, используемая для переноса значений шкалы п из нижнего левого квадранта в верхний правый квадрант. График продолжительности тепловой нагрузки 5 строится для разных наружных температур tн по точкам пересечения штриховых линий, определяющих тепловую нагрузку и длительность стояния нагрузок, равных или больше данной.

Площадь под кривой 5 продолжительности тепловой нагрузки равна расходу теплоты на отопление и вентиляцию за отопительный сезон . Если по оси абсцисс графика 5 продолжительности сезонной тепловой нагрузки построить равновеликий прямоугольник 0bcd0 площадью, равной площади под графиком продолжительности, то высота этого прямоугольника будет равна среднему расходу теплоты за отопительный сезон:



где по — длительность отопительного сезона, с/год или ч/год.

Если на оси ординат графика 5 продолжительности тепловой нагрузки построить равновеликий прямоугольник 0kln0 площадью, равной площади под графиком продолжительности, то основание этого прямоугольника будет равно длительности использования расчетной сезонной тепловой нагрузки за отопительный сезон:



где .

7.Оборудование тепловых сетей. Трасса и профиль трубопроводов. Теплоизоляционные материалы и конструкции.

Тепловая сеть – это система прочно и плотно соединенных между собой участников теплопроводов, по которым теплота с помощью теплоносителей (пара или горячей воды) транспортируется от источников к тепловым потребителям.

пропро.jpg

Направление теплопроводов выбирается по тепловой карте района с учетом материалов геодезической съемки, плана существующих и намечаемых надземных и подземных сооружений, данных о характеристике грунтов и т. д. Вопрос о выборе типа теплопровода (надземный или подземный) решается с учетом местных условий и технико-экономических обоснований.

При высоком уровне грунтовых и внешних вод, густоте существующих подземных сооружений на трассе проектируемого теплопровода, сильно пересеченной оврагами и железнодорожными путями в большинстве случаев предпочтение отдается надземным теплопроводам. Они также чаще всего применяются на территории промышленных предприятий при совместной прокладке энергетических и технологических трубопроводов на общих эстакадах или высоких опорах.

В жилых районах из архитектурных соображений обычно применяется подземная кладка тепловых сетей. Стоит сказать, что надземные теплопроводные сети долговечны и ремонтопригодны, по сравнению с подземными. Поэтому желательно изыскание хотя бы частичного использования подземных теплопроводов.

При выборе трассы теплопровода следует руководствоваться в первую очередь условиями надежности теплоснабжения, безопасности работы обслуживающего персонала и населения, возможностью быстрой ликвидации неполадок и аварий.

В целях безопасности и надежности теплоснабжения, прокладка сетей не ведется в общих каналах с кислородопроводами, газопроводами, трубопроводами сжатого воздуха с давлением выше 1,6 МПа. При проектировании подземных теплопроводов по условиям снижения начальных затрат следует выбирать минимальное количество камер, сооружая их только в пунктах установки арматуры и приборов, нуждающихся в обслуживании. Количество требующих камер сокращается при применении сильфонных или линзовых компенсаторов, а также осевых компенсаторов с большим ходом (сдвоенных компенсаторов), естественной компенсации температурных деформаций.

На не проезжей части допускаются выступающие на поверхность земли перекрытия камер и вентиляционных шахт на высоту 0,4 м. Для облегчения опорожнения (дренажа) теплопроводов, их прокладывают с уклоном к горизонту. Для защиты паропровода от попадания конденсата из конденсатопровода в период остановки паропровода или падения давления пара после конденсатоотводчиков должны устанавливаться обратные клапаны или затворы.

По трассе тепловых сетей строится продольный профиль, на который наносят планировочные и существующие отметки земли, уровень стояния грунтовых вод, существующие и проектируемые подземные коммуникации и другие сооружения пересекаемые теплопроводом, с указанием вертикальных отметок этих сооружений.

Важное значение в устройстве теплопровода имеет тепловая изоляция. От качества изоляционной конструкции теплопровода зависят не только тепловые потери, но и его долговечность. При соответствующем качестве материалов и технологии изготовления тепловая изоляция может одновременно выполнять роль антикоррозийной защиты наружной поверхности стального трубопровода. К таким материалам, относятся полиуретан и производные на его основе – полимербетон и бион.

Основные требования к теплоизоляционным конструкциям заключается в следующем:

Основными требованиями для теплоизоляционных материалов паропроводов электростанций и котельных являются низкая теплопроводность и высокая температуростойкость. Такие материалы обычно характеризуются большим содержанием воздушных пор и малой объемной плотностью.

Последнее качество этих материалов предопределяет их повышенные гигроскопичность и водопоглощение.

Одно из основных требований к теплоизоляционным материалам для подземных теплопроводов заключается в малом водопоглощении. Поэтому высокоэффективные теплоизоляционные материалы с большим содержанием воздушных пор, легко впитывающие влагу из окружающего грунта, как правило, непригодны для подземных теплопроводов.

Выбор теплоизоляционной конструкции и ее размеров зависит от типа теплопровода и располагаемых исходных материалов и выполняется на основе технико-экономических расчетов. При современных масштабах теплофикации и централизованного теплоснабжения проблема тепловой изоляции тепловых сетей имеет большое народнохозяйственное значение.

При сооружении теплопроводов в каналах в качестве тепловой изоляции часто применяются изделия из минеральной ваты, защищенный битуминировкой от увлажнения. На наружную поверхность стальной трубы накладывается антикоррозийное покрытие (эмаль, изол и др.). На антикоррозийное покрытие укладываются скорлупы из минеральной ваты, армированные стальной сеткой. Сверху скорлуп укладываются полуцилиндрические асбоцементные футляры, закрепляемые на теплопроводе стальной сеткой, покрываемой сверху асбоцементной штукатуркой.
8.Оборудование тепловых сетей. Конструкции трубопроводов.

В общем случае теплопровод состоит из трех основных элементов:

Конструктивное выполнение указанных элементов зависит от типа теплопровода и используемых материалов. В некоторых типах теплопроводов, например в бесканальном теплопроводе с монолитной изоляцией, функции изоляционной и несущей конструкции совмещены в одном общем элементе.

В зависимости от используемых материалов изоляционная конструкция теплопровода может выполняться как в виде одного элемента, так и виде нескольких последовательно соединенных элементов, например, несколько наложенных друг на друга слоев изоляции, каждый из которых выполняет отдельную задачу.

Современные теплопроводы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

Все подземные теплопроводы, и в первую очередь теплопроводы бесканальные и в непроходных каналах, работают, как правило, в условиях высокой влажности и повышенной температуры окружающей среды, т. е. в условиях весьма благоприятных для коррозии металлических сооружений. Поэтому важнейшим элементом является изоляционная конструкция, назначение которой не только защита трубопровода от тепловых потерь, но и защита трубопровода от наружной коррозии.

В том случае, когда изоляционный слой выполнен и пористого материала, например минеральной ваты, пенобетона, битумоперлита и др., необходимо защитить его от внешней влаги и воздуха наружным покрытием из материала с низким водопоглощением и низкой воздухопроницаемостью, например из полиэтилена или изола. Основной метод защиты подземных теплопроводов от электрохимической коррозии заключается в выполнении изоляционного слоя из материала с высоким влаго- и электросопротивлением.

Другое возможное решение задачи заключается в электрической изоляции металла от электролита путем наложения на наружную поверхность стальных трубопроводов антикоррозийного покрытия, имеющего большое электрическое сопротивление, например путем эмалирования наружной поверхности или нанесения двухслойного покрытия температуроустойчивым изолом или трехслойного покрытия органосиликатной краской.

Источниками электрической коррозии стальных подземных теплопроводов обычно служат установки постоянного тока, например электрифицированные железные дороги и трамваи, с рельсовых путей которых электрический ток стекает на землю. В анодных зонах, где ток стекает с металлических трубопроводов в грунт, происходит разрушение трубопроводов.

Для ограничения натекания блуждающих токов на подземные теплопроводы могут быть использованы разные методы или их комбинации, в том числе:

Возможны также чисто электрические методы защиты, например, создание вокруг теплопровода контртока, равного по значению, но направленного против блуждающих токов.

Наиболее распространенными конструкциями теплопроводов являются подземные.

9. Оборудование тепловых сетей. Трубы и их соединение. Опоры. Компенсация температурных деформаций.

Трубы и их соединения.

Техника транспорта теплоты предъявляет следующие основные требования к трубам, применяемым для теплопроводов:

Все известные до настоящего времени типы труб одновременно не удовлетворяют всем перечисленным требованиям. В частности, этим требованиям не вполне удовлетворят стальные трубы, применяемые для транспорта пара и горячей воды. Однако высокие механические свойства и эластичность стальных труб, а также простота, надежность и герметичность соединений (сварка) обеспечили практически стопроцентное применение этих труб в системах централизованного теплоснабжения.

Основные типы стальных труб, применяемых для тепловых сетей:

- диаметром до 400 мм включительно – бесшовные, горячекатаные;

- диаметром выше 400 мм – электросварные с продольным швом и электросварные со спиральным швом.

Трубопроводы тепловых сетей соединяются между собой при помощи электрической или газовой сварки. Для водяных тепловых сетей преимущество отдаётся сталям марок Ст2сп и Ст3сп.

Схема трубопроводов, размещение опор и компенсирующих устройств должны быть выбраны таким образом, чтобы суммарное напряжение от всех одновременно действующих нагрузок ни в одном сечении трубопровода не превосходило допускаемого. Наиболее слабым местом стальных трубопроводов, по которому следует вести проверку напряжений, являются сварные швы.

Опоры.

Опоры являются ответственными деталями теплопровода. Они воспринимают усилия от трубопроводов и передают их на несущие конструкции или грунт. При сооружении теплопроводов применяют опоры двух типов: свободные и неподвижные.

Свободные опоры воспринимают вес трубопровода и обеспечивают его свободное перемещение при температурных деформациях. Неподвижные опоры фиксируют положение трубопровода в определенных точках и воспринимают усилия, возникающие в местах фиксации под действием температурных деформаций и внутреннего давления.

При бесканальной прокладке обычно отказываются от установки свободных опор под трубопроводами во избежание неравномерных посадок и дополнительных изгибающих напряжений. В этих теплопроводах трубы укладываются на нетронутый грунт или тщательно утрамбованный слой песка. При расчете изгибающих напряжений и деформаций трубопровод, лежащий на свободных опорах, рассматривается как многопролетная балка.

По принципу работы свободные опоры делятся на скользящие, роликовые, катковые и подвесные.

При выборе типа опор следует не только руководствоваться значением расчетных усилий, но и учитывать работу опор в условиях эксплуатации. С увеличением диаметров трубопроводов резко возрастают силы трения на опорах.

рплорл.jpg

Рис. А Скользящая опора:1 – тепловая изоляция; 2 – опорный полуцилиндр; 3 – стальная скоба; 4 – бетонный камень; 5 – цементно-песчаный раствор

Рис.Б Роликовая опора. Рис.В Катковая опора. Рис.Г Подвесная опора.

В некоторых случаях, когда по условиям размещения трубопроводов относительно несущих конструкций скользящие и катящиеся опоры не могут быть установлены, применяются подвесные опоры. Недостатком простых подвесных опор является деформация труб вследствие различной амплитуды подвесок, находящихся на различном расстоянии от неподвижной опоры, из-за разных углов поворота. По мере удаления от неподвижной опоры возрастают температурная деформация трубопровода и угол поворота подвесок.

Компенсация температурных деформаций.

Компенсация температурных деформаций производится специальными устройствами – компенсаторами.

По принципу действия компенсаторы разделяются на радиальные и осевые.

Радиальные компенсаторы позволяют перемещение трубопровода и в осевом, и в радиальном направлениях. При радиальной компенсации термическая деформация трубопровода воспринимается за счет изгиба эластичных вставок или отдельных участков самого трубопровода.

ролдпрл.jpg

а) б) в)

Рис.Компенсаторы. а) П-образный; б) Ω-образный;в) S-образный.

Преимущества – простота устройства, надежность, разгруженность неподвижных опор от усилий внутреннего давления. Недостаток – поперечное перемещение деформируемых участков. Это требует увеличения сечения непроходных каналов и затрудняет применение засыпных изоляций и бесканальной прокладки.

Осевые компенсаторы допускают перемещения трубопровода только по направлению оси. Выполняются скользящего типа – сальниковые и упругие – линзовые (сильфонные).

Линзовые компенсаторы устанавливаются на трубопроводах низкого давления – до 0,5 МПа.

пролпрл.jpg

а) б)

Рис. Компенсатор. а) односторонний сальниковый: б) трехволновой линзовый компенсатор

1 – стакан; 2 – корпус; 3 – набивка; 4 –упорное кольцо; 5 – грундбукса.

10.ТЭС как основной источник обеспечения предприятия электрической и тепловой энергией. Типы ТЭС. Технологическая схема ТЭС.

Типы тепловых электрических станций. Теп.элек.станции –энергетические установки, которые производят тепловую и электрическую энергию, использую разнообразные виды топлива. В настоящее время элек.станции работают на газе, угле и мазуте. ТЭС использующие тепловую энергию, выделенную атомным ядром при его делении называют АЭС.

Требования предъявляемые к ТЭС: Высокая тепловая экономичность; Высокая надёжность;

Манёвренность и мобильность (быстро пускаться, останавливаться, изменять текущую нагрузку);

Малоотходность (ПДК выбросов); Комфортная работа персонала.

ТЭС на органическом топливе (газ, уголь, мазут) разделяют на след.типы:

Базовые ТЭС характеризуются равномерной высокой нагрузкой и высоким использованием оборудования в течение времени. В качестве базовых используют обычно наиболее экономичные и современные ТЭС. Пиковые станции характеризуются неравномерной загрузкой в течение года.

апноао.jpg

Рис. Технологическая схема ТЭС. 1 – паровой котёл; 2 – паровая турбина; 3 – дымовая труба; 4 – градирня; 5 – топливно-транспортный цех; 6 – газорегуляторный пункт; 7 – конденсатор турбины; 8 – деаэратор повышенного давления; 9 – питательный насос; 10 – группа подогревателей высокого и низкого давления; 11 – дутьевой вентилятор; 12 – циркуляционный насос; 13 – дымосос; 14 – генератор; 15 – горелки котла; 16 – конденсационный насос.

Тракт топлива. Уголь: подача ЖД транспортом, разгрузка, дробление, сушка, размол, сепарация пыли, подача готовой пыли в горелки котла.

Мазут: подача ЖД транспортом или транспортировка по трубопроводам, слив в резервуары, подогрев, подача к горелки котла.

Газ: подача от магистрального газопровода, фильтрация, редуцирование (снижение давления), подача газа к горелкам котла.

Воздушный тракт. Забор воздуха с улицы или помещения, подогрев воздуха в воздухоподогревателях (трубчатый) и подача воздуха на горелки котла дутьевыми вентиляторами.

Газовый тракт. Топливо и воздух смешиваются в горелках котла, процесс горения происходит в топке котла, газы продуктов сгорания омывают поверхности нагрева, отдавая своё тепло, дымососом подаются в дымовую трубу.

Тракт рабочего тела (пароводяной тракт). После деаэратора, где из воды удаляются растворенные в ней газы (кислород), питательная вода перемещается ПЭНами, нагревается до нужной температуры в подогревателях высокого и низкого давления и поступает в котёл. В котле вода подогревается до более высокой температуры, проходя через поверхности нагрева, испаряется и превращается в пар с нужными параметрами (давление и температура). По паропроводам пар подаётся в паровую турбину, которая вращает электрогенератор, отработанный пар в турбине проходит конденсатор, где охлаждается и превращается в конденсат. ПЭНами подаётся в деаэратор. Для превращения отработанного пара в турбине в конденсат, через конденсатор пропускают циркуляционную воду с помощью циркуляционных насосов. Турбина является приводом генератора, генератор вырабатывает электрическую энергию, которая проходит через повышающие трансформаторы и напрвляется по ЛЭП к потребителям.
11.ТЭС как основной источник обеспечения предприятия электрической и тепловой энергией. Принципиальная тепловая схема выработки тепла на ТЭЦ. Основное и вспомогательное оборудование ТЭЦ.

Принципиальная тепловая схема выработки тепла на ТЭЦ.



1 – паровой котёл; 2 – паровая турбина; 3 – генератор; 4 – конденсатор турбины;

5 – конденсатный насос; 6 – деаэратор высокого давления; 7 – питательный насос;

8 – подогреватели низкого и высокого давления; 9 – основной бойлер №2; 10 – основной бойлер №1; 11 – пиковый бойлер; 12 – сетевой насос; 13 – водогрейный пиковый котёл; 14 – насос подпитки тепловой сети; 15 – деаэратор подпитки теплосети (атмосферного типа); 16 – пар на производство к потребителям.

Принципиальная тепловая схема выработки тепла характеризует сущность основного технологического процесса получения тепловой энергии на ТЭЦ. Основное и вспомогательное оборудование наносится на принципиальную схему условными обозначениями, также показывается как они соединяются трубопроводами пара и воды.

Однотипное оборудование дают в виде одного агрегата, резервное оборудование не указывают. Связи между оборудованием указывают лишь принципиальные, необходимые для осуществления основного технологического процесса.

Тепловые схемы очень наглядны и позволяют легко и быстро ориентироваться в оборудовании и рабочем процессе установки. Тепловые схемы прикладываются к инструкции по обслуживанию теплового оборудования, и должны быть изучены эксплуатационным персоналом.

В состав основного оборудования ТЭЦ входят: котлы, турбины, генераторы. К вспомогательному оборудованию: конденсаторы, деаэраторы, подогреватели, насосы.

Рассмотрим принципиальную тепловую схему. Пар из парового котла 1 поступает в турбину 2, отработанный пар в турбине сбрасывается в конденсатор 4, охлаждаемый циркуляционной водой. Образовавшийся конденсат насосом 5 подаётся в деаэратор 6, конденсат в деаэраторе подогревается до заданной температуры и из воды удаляются растворённые газы. В результате образуется питательная вода, которая питательным насосом 7 через подогреватели высокого и низкого давления подаётся в котёл.

Паровая турбина имеет систему регулирования с помощью которой регулируется поступление пара на производство 16 и подача пара на бойлерную установку: на основные бойлера 9,10 и пиковый бойлер 11. Бойлерная установка предназначена для отпуска теплоты потребителям на нужды отопления и ГВС. Сетевая вода прокачивается через подогреватели 9, 10 сетевыми насосами 12 и поступает потребителю. При низких температурах наружного воздуха, когда необходимо поднять температуру сетевой воды, включают в работу пиковый бойлер 11, если температура прямой сетевой воды низкая по сравнению с графиком режима тепловой сети, то имеется возможность подогревать воду в пиковом бойлере и в пиковом водогрейном котле 13.

Для поддержания заданного давления сетевой воды в обратной магистрали теплосети и восполнения утечек воды применяют насос подпитки теплосети14. Химически очищенная вода в деаэраторе 15 подогревается до заданной температуры и из неё удаляются растворенные газы.

Рассмотренная тепловая схема является типовой, содержание в ней отдельных элементов может варьироваться на конкретных ТЭЦ.

12.Котельные как источник теплоснабжения потребителей. Назначение котельных. Тепловая схема водогрейной котельной.

Назначение котельных.

Отопительные котельные предназначены для выработки теплоты, используемой для отопления и ГВС жилых, общественных и промышленных сооружений и зданий.

Производительность установок определяется как сумма максимальных часовых расходов теплоты на указанные цели при расчётной температуре наружного воздуха и расхода теплоты на собственные нужды.

Отопительно-производственные котельные предназначены для выработки теплоты, используемую для отопления и ГВС жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений, а также для снабжения предприятия паром, используемого для технологических нужд.

Производственные котельные предназначены для выработки теплоэнергии технологического назначения. Имеют производительность, которую определяют по максимуму суточного графика с учётом потерь и собственных нужд.

Наибольшее распространение получили отопительные и отопительно-производственные котельные.

Котлы, установленные в системах производственного теплоснабжения, выпускают производительностью 4; 6,5; 10; 20; 30; 50; 100 и 180 Гкал/ч.

Марки котлов:

ПТВМ – прямоточный теплофикационный водотрубный котёл башенного типа модернизированный;

КВГМ – котёл водотрубный газомазутный.

КВТК – котёл водотрубный на твердом топливе с камерным сжиганием топлива;

КВТС – котёл водотрубный на твердом топливе со слоевым сжиганием топлива.

В водогрейных котлах не допустимо парообразование во избежание образования накипи, гидроудара. Для этого необходимо поддерживать постоянную скорость воды в системе, т.е. водогрейные котлы работают при постоянном расходе. Во избежание низкотемпературной коррозии на хвостовых поверхностях котла поддерживают температуру воды выше температуры точки росы. Температура точки росы при сжигании газа 54-57°С, при сжигании низкосернистого мазута 60°С, при сжигании высокосернистого – 90°С.

Выбор типа котельной проводится на основе технико-экономических расчётов. Количество и единичная мощность оборудования определяется по результатам тепловых схем потерь, при выборе оборудования следует стремиться к укрупнению единичной производительности.

В котельных отопительного назначения резервных котлов не устанавливают, в котельных промышленных и промышленно-отопительных вопрос о резервировании паровых котлов определяется требованиями внешних потребителей, если потребитель не допускает перерывов подачи пара, то в котельной устанавливают резервные паровые котлы.

Восполнение потерь воды в сети производится хим.очищенной водой, поэтому в котельной предусматривается хим.водоочистка 9 и деаэратор 6. Деаэратор вакуумного типа, давление в нём может быть от 0,07 до 0,6 кг/см2. Обычно деаэратор регулируется на давление 0,6 кг/см2. Деаэраторы могут работать с обогревом и без него. При работе без обогрева температура воды на входе в деаэратор должна быть на 5-10°С выше температуры насыщения по давлению в деаэраторе. При работе с обогревом температура воды на входе в деаэратор на 5-7°С ниже температуры насыщения по давлению в деаэраторе.

При этом нагрев хим.очищенной воды производится сетевой водой из котла, для нагрева воды до необходимой температуры перед деаэратором 6 устанавливается подогреватель хим.очищенной воды 4. Для нормальной работы водоочистки 9 температура перед ней должна быть 25-40°С, поэтому перед 9 вода должна быть нагрета горячей сетевой водой из котла 2 в водо-водяных подогревателях сырой воды 5. После водоочистки температура воды становиться на 5°С ниже температуры перед ней.

прол.jpg

Рис. Тепловая схема водогрейной котельной. 1 – сетевой насос; 2 – водогрейные котлы; 3 – насос рециркуляции; 4 – подогреватель хим.очищенной воды; 5 – подогреватель сырой воды; 6 – деаэратор подпитки теплосети вакуумного типа; 7 – насос подпитки теплосети; 8 – насос сырой воды; 9 – хим.водоподготовка; 10 – охладитель выпара; 11 – эжектор водоструйный; 12 – расходный бак эжектора; 13 – эжекторный насос.

Сырая вода подаётся из магистрального водовода с помощью насоса сырой воды 8. После деаэратора 6 деаэрированная вода с помощью насоса подпитки теплосети 7 подаётся в обратную теп.сеть на всас сетевых насосов 1 на восполнение утечек воды в сети и поддержания давления в обратной магистрали.

Для утилизации тепла с выпаром деаэратора 6 устанавливается охладитель выпара 10, где пароводяная смесь отдаёт своё тепло хим.очищенной воде, которая поступает в деаэратор 6. Конденсат из охладителя выпара 10 откачивается с помощью водоструйного эжектора 11.

Для поддержания заданной температуры и расхода перед котлом делается узел рециркуляции с выходом котла на вход с помощью насоса рециркуляции 3.

Для поддержания постоянного расхода воды в котле и температуры на входе из котла предусматривается узел перепуска, т.е. часть воды проходит мимо котла.

13. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых энергоустановок и тепловых сетей.

Целью организации водно-химического режима является обеспечение надежной работы тепловых энергоустановок, трубопроводов и другого оборудования без повреждения и снижения экономичности, вызванных коррозией металла. Не допускать образование накипи, отложений и шлама на теплопередающих поверхностях оборудования и трубопроводах вкотельных, систем теплоснабжения и теплопотребления. Организацию водно-химического режима работы оборудования и его контроль осуществляет подготовленный персонал химической лаборатории или структурного подразделения организации.

Водоподготовка — обработка воды, поступающей из природного водоисточника, для приведения её качества в соответствие с требованиями технологических потребителей. Может производиться на сооружениях или установках водоподготовки для нужд коммунального хозяйства, теплогенерирующих предприятий, транспорта, промышленных предприятиях.

Водоподготовка нужна для надёжной эксплуатации котельного агрегата необходимы: безнакипный режим работы испарительных элементов котла, защита их от коррозии и высокое качество вырабатываемого пара.

Питательная вода обычно состоит из смеси конденсата отработанного пара и добавочной воды, в качестве которой используют природную воду, предварительно прошедшую обработку.

В природной воде содержатся грубодисперсные вещества, или механические примеси (песок, глина и пр.) коллоидные примеси (продукты распада растительных организмов), молекулярные и ионодисперсные примеси (газы О2, СО2. Н2S и соли: хлориды, сульфаты, силикаты, бикарбонаты, нитриты).

Жесткость воды – свойства воды обусловленное присутствием в ней солей Са2+ и Mg2+. Различают временную и постоянную жесткость. Временная связана с присутствием в воде гидрокарбанатов устраняемых деаэрацией. Постоянная соли Са2+, Mg2+ устраняемых умягчением воды.

Осветление воды. При этом способе из воды удаляются грубодисперсные и коллоидно-дисперсные вещества. Первые из них могут быть выделены из воды при её отстаивании в отстойниках. Осветление воды происходит значительно быстрее и полнее при наличии в воде специальных реактивов коагулянтов (сульфат алюминия, сульфат железа и т.д.). Благодаря этим реактивам мелкодисперсные и коллоидные частицы укрупняются, увеличивается скорость их осаждения, и они лучше задерживаются фильтрующим материалом. Такой процесс называется коагуляцией.

Умягчение воды. При этом способе из воды удаляют катионы Са2+ и Mg2+ (накипеобразователи) ещё до поступления в котёл. Умягчение осуществляется химическим или термическим методами. К химическому методу относят осаждение и катионный обмен. Его основой является способность нерастворимых в воде веществ – катионитов (Са2+, Mg2+, Na+) – заменять свой обменный катион на катионы солей воды в процессе её фильтрования через слой катионита. Различают Na (Na+ОН-) и Н катионы. У первого обменным ионом является натрий, у второго – водород. (ОН- - ионирование). Термический метод основан на разложении Са (НСО3)2 и Mg(НСО3)2 при нагреве воды 85...1000С. образующийся при этом трудно растворимые вещества выпадают в осадок. Обычно этот метод применяется в сочетании с химическим.


Деаэрация— удаление кислорода и других газов из жидкости. По принципу действия деаэрация реализуется: термическая (наиболее распространённая),химическая.

Гидразинно-амиачный водный режим. Является дополнением к термической деаэрации, которая не обеспечивает полного удаления кислорода и СО2, образующего в воде раствор углекислоты Н2СО3. Растворённый в воде кислород связывают введением гидразина N2Н4. Находящаяся в воде углекислота Н2СО3 связывается с дозируемым в питательную воду аммиаком NН3 в виде водного раствора гидроокиси NН4ОН, при этом образуется карбонат аммония NН4СО3.

Выбор способов водоподготовки тепловых сетей должен производиться специализированной проектной или наладочной организацией, которая должна учитывать качество исходной воды, назначения котельной, конструкции теплопотребляющего оборудования, санитарные требования к теплоносителю, условия безопасности эксплуатации, технико-экономические показатели, соответствие с требованиями заводов-изготовителей.

Не допускаются никакие изменения проектных схем и конструкций оборудования, которые могут повлиять на работу установок по водоподготовке тепловых сетей.

Оборудование, предназначенное для водоочистки тепловых сетей, должно быть защищено специальным антикоррозийным покрытием, или же оборудование производится из подобного материала.

Тепловые сети принимаются в работу только при условии исправного оборудования для водоподготовки, при полной загрузке фильтров и наличия контрольно-измерительных приборов.
1 ИСТОЧНИКИ И СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
Лекции
Лабораторные
Справочники
Эссе
Вопросы
Стандарты
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации