6-1. ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ
Тепловые нагрузки, т. е. часовые потребности потребителей в тепле, являются исходными данными для проектирования котельной установки. На основании тепловых нагрузок составляется и рассчитывается тепловая схема котельной и производится выбор оборудования.
Потребителям отпускается тепло не только с различными параметрами, но и с применением различных теплоносителей.
Для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, как правило, теплоносителем является вода при различных температурах. Для технологических нужд возможны случаи применения в качестве теплоносителя как воды, так и пара.
В большинстве случаев для технологических целей практикуется применение в качестве теплоносителя пара различных параметров. Ввиду того что по характеру потребителей может требоваться в одних случаях выдача тепла только в виде воды, а в других случаях необходима выдачакак воды, так и пара, котельные могут быть как чисто водогрейными, так и комбинированными пароводогрейными.
С целью более полного разбора области применения водогрейных котлов производится рассмотрение водогрейных и пароводогрейных котельных как в части их тепловых схем, так и в части выбора оборудования и решений по компоновке его.
Поскольку целью настоящей книги является рассмотрение работы водогрейных котлов, то вопросы, связанные с применением паровых котлов в сочетании с водогрейными, рассматриваются менее подробно.
Потребление тепла может быть постоянным и временным, равномерным и неравномерным в течение суток, отопительного сезона и года. Для выявления общих тепловых нагрузок, проектируемой котельной установки необходимо иметь сведения о характере изменений всех видов теплопотребления как в течение часа, так и в течение суток и всего годового периода.
При обработке тепловых нагрузок различных потребителей необходимо группировать их по признаку однотипности теплоносителей и их параметров.
Практика проектирования котельных установок показала, что для правильного представления о режиме работы установки и выбора оборудования необходимо как минимум иметь сведения о максимальном зимнем, среднем зимнем и летнем часовых расходах тепла. Максимальный зимний часовой расход соответствует теплофикационной нагрузке при расчетной температуре наружного воздуха и пиковому расходу тепла на технологические нужды. Расход тепла на горячее водоснабжение в этом случае принимается среднечасовым при наличии аккумулирующей емкости (баки-аккумуляторы) или пиковым часовым при отсутствии такой емкости.
Средний зимний часовой расход обычно подсчитывается применительно к средней отопительной температуре наружного воздуха для теплофикационной нагрузки, среднесуточному потреблению тепла на технологические нужды и среднечасовому потреблению тепла на горячее водоснабжение.
Летний часовой расход состоит из потребности в тепле на технологические нужды и горячее водоснабжение.
Рекомендуется и для лета рассматривать два режима—максимальный летний и средний летний.
Расчетные температуры наружного воздуха для характерных режимов -зимы берутся из климатологических таблиц. Эти данные имеются в «Строительных нормах и правилах» (СНиП) и справочниках по отоплению и вентиляции. Общие расходы тепла по режимам должны быть даны с учетом потерь в наружных сетях, по которым тепло транспортируется от котельной установки к потребителям. Величина этих потерь определяется подсчетами при проектировании внешних тепловых сетей и обычно составляет около 3% расхода тепла для теплофикационных магистралей и 5% для паропроводов.
Максимальные расходы тепла на отопление и вентиляцию должны быть даны раздельно, если они подсчитаны для различных расчетных температур наружного воздуха. Еслиже расчетные температуры их одинаковы, то возможно объединение отопительных и вентиляционных нагрузок.
Пересчет расхода тепла на отопление и вентиляцию с заданного максимального зимнего режима на средний отопительный или какой-либо другой с достаточной степенью точности может быть произведен пропорционально разности температур внутреннего и наружного воздуха.
Для пояснения рассмотрим пример.
Максимальный расход тепла на отопление составляет при
tнв=-ЗО°С Qот=5 Гкал/ч.
Максимальный расход тепла на вентиляцию соответствует tнв=—16°С и составляет Qвент=3 Гкал/ч.
Суммарный расход на отопление и вентиляцию равен
Qот=5+3=8 Гкал/ч.
Определим расход тепла при средней отопительной температуре t=—6° С, если температура внутри обогреваемых помещений составляет +18° С.
В рассматриваемом случае разность - температур составит:
а) для максимального зимнего (расчетного) режима
{t-t)макс=18-<-30) = 48° С для отопления;
(tвн—tн.в)манс=18—(-16)=З4С ДЛЯ вентиляции;
б) для среднего отопительного режима -
(tвя—tнв)средн=18—(—6)=24°С как для отопления, так и для вентиляции.
Расход тепла составит на отопление при tнар=—6° С.
на вентиляцию
Общий расход тепла при средней отопительной температуре
Кроме того, должен быть учтенрасходтепла на горячее водоснабжение.
Подсчитанные часовые расходы тепла дают возможность рассчитать тепловую схему котельной установки и на основании полученных величин произвести выбор оборудования.
Выбор числа водогрейных котлов производится путем деления общей тепловой максимальной нагрузки котельной на единичную теплопроизводительность котла. При этом, учитывая сезонный режим работы, резервные котлы не предусматриваются.
Полное представление о характере и режиме теплопотребления может быть получено на основании суточных и годовых графиков. Годовой график расхода тепла на теплофикационные нужды строится, исходя из данных о длительности стояния различных температур наружного воздуха в рассматриваемом районе.
Пример построения такого графика приведен на рис. 5-1.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЕЛЬНЫХ
Для предотвращения коррозии с тазовой стороны в стальных водогрейных котлах температура обратной сетевой воды, поступающей в котлы, должна быть не ниже 60°С при работе на газе и не ниже 70°С при работе на мазуте. Для осуществления этого требования необходимо в те периоды, когда по обратной линии поступает вода при меньших температурах, осуществлять подогрев ее.
Возможно осуществление ряда схем подогрева обратной воды.
Рис. 6-1. Температурный график работы котельной и теплосети в зависимости от температуры наружного воздуха.
Произведем рассмотрение трех возможных схем применительно к котельной, состоящей из трех водогрейных котлов башенного типа теплопроизводительностью по 50 Гкал/ч.
В рассматриваемом случае теплосеть работает по температурному режиму 150—70°С и соотношение между температурами прямой и обратной воды характеризуется графиком, представленным на рис. 6-1. На графике указана температура обратной воды после дополнительного охлаждения ее в подогревателях горячего водоснабжения.
Схема № 1. В схеме № 1, подогрев обратной воды осуществляется в поверхностных водоводяных теплообменниках 4 за счет прямой воды после котлов, поступающей в теплосеть.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
