Основы централизованного теплоснабжения
Основы централизованного теплоснабжения: краткий обзор учебного пособия
В учебном пособии А.А. Кудинова и С.К. Зиганшиной "Основы централизованного теплоснабжения" рассматриваются ключевые аспекты проектирования, эксплуатации и анализа систем централизованного теплоснабжения. Книга предназначена для студентов и магистрантов теплотехнических специальностей, а также может быть полезна специалистам, работающим в сфере теплоэнергетики.
Классификация и компоненты систем теплоснабжения
Авторы начинают с классификации систем теплоснабжения, выделяя централизованные и децентрализованные подходы. Централизованные системы, рассматриваемые в основном, включают в себя три основных звена: теплоисточники, тепловые сети и местные системы теплопотребления. Подробно анализируются тепловые схемы теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), котельных установок (включая водогрейные и паровые котельные), а также схемы с утилизацией тепла уходящих газов и выпара. Отдельное внимание уделяется схемам атомных ТЭЦ.
Энергетические показатели и эффективность
Второй раздел посвящен энергетическим показателям тепловых электростанций. Рассматриваются понятия КПД (брутто и нетто), удельные расходы теплоты и условного топлива. Детально анализируются составляющие абсолютного КПД конденсационных электростанций, включая КПД турбоустановки, парового котла и соединяющих их трубопроводов. Приводятся формулы для расчета расхода пара, теплоты и топлива на КЭС и ТЭЦ, а также сравниваются КПД теплофикационных и конденсационных турбоустановок. Отдельно рассматриваются параметры АЭС и расход топлива.
Тепловое потребление и его особенности
Третий раздел посвящен анализу теплового потребления. Рассматриваются различные типы потребителей теплоты: системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения (ГВС), а также технологические и силовые установки. Подробно анализируются условия теплового комфорта в помещениях, основные расчетные формулы для определения тепловых нагрузок (отопление, вентиляция, ГВС) и годового расхода теплоты. Рассматриваются графики тепловых нагрузок и график продолжительности суммарной тепловой нагрузки.
Гидравлический и тепловой расчеты
Четвертый раздел посвящен гидравлическому и тепловому расчету трубопроводов тепловых сетей. Рассматриваются различные схемы тепловых сетей (тупиковые, кольцевые), методы гидравлического расчета, включая определение потерь давления по длине и в местных сопротивлениях. Приводятся формулы для определения диаметров трубопроводов, построения пьезометрических графиков и определения параметров работы насосов (сетевых, подпиточных, конденсатных). Рассматриваются требования к режиму давлений водяных тепловых сетей.
Устройство систем теплоснабжения
В пятом разделе рассматриваются устройство систем теплоснабжения. Дается классификация водяных систем теплоснабжения, схемы присоединения систем отопления и ГВС в закрытых и открытых системах. Подробно анализируются схемы присоединения систем ГВС, а также схемы местного регулирования отопительной нагрузки. Рассматриваются особенности однотрубных открытых систем теплоснабжения и паровых систем теплоснабжения.
Регулирование теплопотребления
Шестой раздел посвящен регулированию теплопотребления. Рассматриваются методы регулирования теплопотребления (центральное, местное, индивидуальное), а также качественное регулирование в закрытых системах теплоснабжения по температурным графикам для совместной нагрузки отопления и ГВС.
Тепловой расчет теплообменников
В седьмом разделе рассматривается тепловой расчет теплообменников. Приводятся основные понятия и определения, формулы для расчета тепловой нагрузки, среднего температурного напора и коэффициента теплопередачи. Рассматриваются водо-водяные теплообменники с движением воды в трубах и вдоль трубных пучков, а также пароводяные подогреватели с вертикальным трубным пучком.
Тепловые пункты
Восьмой раздел посвящен тепловым пунктам систем теплоснабжения. Рассматривается размещение тепловых пунктов у абонентов, схемы местных тепловых пунктов, а также схемы присоединения систем отопления, вентиляции и ГВС.
А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина Основы централизованного теплоснабжения Москва Инфра-М 2015
А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина Основы централизованного теплоснабжения Москва Инфра-М; Znanium.com 2015
Кудинов, А.А. Основы централизованного теплоснабжения / А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина. – М.: Инфра-М; Znanium.com, 2015. – 176 с. ISBN 978-5-16-103513-9 (online) Описаны тепловые схемы ТЭЦ и котельных установок, приведены энергетические показатели тепловых электростанций, изложены методы определения тепловых нагрузок потребителей теплоты (систем отопления, вентиляции, ГВС) и гидравлического расчета трубопроводов тепловых сетей. Представлены сведения об устройстве и прокладке трубопроводов систем теплоснабжения. Достаточно подробно рассмотрены вопросы регулирования теплопотребления и теплового расчета теплообменных аппаратов рекуперативного типа, приведены схемы тепловых пунктов теплоснабжаемых зданий. Первое издание учебного пособия вышло в свет в 2007 году. Для студентов и магистрантов теплотехнических специальностей высших учебных заведений, может быть использовано при подготовке персонала КТЦ электростанций и систем теплоснабжения. ISBN 978-5-16-103513-9 (online) © А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина, 2015
А.А. КУДИНОВ, С.К. ЗИГАНШИНА ОСНОВЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Учебное пособие Самара 2015 G1, t1 ОП ОК РТ G2, t2 Gо tг,Gг
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Тепловые электрические станции» А.А. КУДИНОВ, С.К. ЗИГАНШИНА ОСНОВЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Учебное пособие Самара Самарский государственный технический университет 2015
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ ББК 31.38 Я73 УДК 697.34 (075.8) К 88 Кудинов А.А К 88 Основы централизованного теплоснабжения: учебное пособие / А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т. – 2015. – 176 с. ISBN 978-5-7964-1767-6 Описаны тепловые схемы ТЭЦ и котельных установок, приведены энерге тические показатели тепловых электростанций, изложены методы определения тепловых нагрузок потребителей теплоты (систем отопления, вентиляции, ГВС) и гидравлического расчета трубопроводов тепловых сетей. Представлены сведения об устройстве и прокладке трубопроводов систем теплоснабжения. Достаточно подробно рассмотрены вопросы регулирования теплопотребления и теплового расчета теплообменных аппаратов рекуперативного типа, приведены схемы тепловых пунктов теплоснабжаемых зданий. Первое издание учебного пособия вышло в свет в 2007 году. Для студентов и магистрантов теплотехнических специальностей высших учебных заведений, может быть использовано при подготовке персонала КТЦ электростанций и систем теплоснабжения. ББК 31.38 Я73 УДК 697.34 (075.8) К 88 Р е ц е н з е н т доктор. техн. наук, профессор Ю.Я. Печенегов ISBN 978-5-7964-1767-6 © А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина, 2015 © Самарский государственный технический университет, 2015
ВВЕДЕНИЕ Системы централизованного теплоснабжения характеризуются сочетанием трех основных звеньев: теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплопотребления (теплоиспользования) отдельных зданий и сооружений. При использовании органического топлива источником тепловой энергии может быть котельная установка или ТЭЦ, на атомных станциях теплоснабжения для получения тепловой энергии используется ядерное топливо, в ряде случаев в качестве вспомогательных используются возобновляемые источники теплоты – геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и др. В системах централизованного теплоснабжения теплоисточники располагаются в отдельно стоящих зданиях, а передача теплоты от них осуществляется посредством теплоносителей по трубопроводам тепловых сетей, к которым присоединены системы теплоиспользования. Теплоснабжение является одной из основных подсистем энерге тики. На теплоснабжение промышленных и коммунально-бытовых объектов расходуется около 1/3 всех используемых в стране первичных топливно-энергетических ресурсов. Основным направлением совершенствования этой подсистемы с целью снижения расхода топлива является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (теплофикация). Развитие теплофикации и централизованного теплоснабжения выдвигает сложные научные и инженерные задачи, успешное решение которых в значительной мере зависит от подготовки инженернотехнических и научных кадров. Учитывая сложность оборудования и высокую удельную фондоемкость в энергетике, к эксплуатационному персоналу ТЭС и систем теплоснабжения предъявляются довольно высокие, а подчас и жесткие требования по уровню подготовки и знаний. Действительно, слабая подготовка персонала, низкая его квалификация при определенных условиях могут привести к большим авариям на оборудовании, стоимость которого исчисляется сотнями миллионов рублей. Поэтому подготовка и обучение персонала явля
ется одной из первостепенных задач на станции и в системах теплоснабжения. Литература по тематике теплоснабжения, включая и монографии, имеется, но большая ее часть содержит достаточно много материала, который либо устарел, либо недостаточно эффективно (просто) изложен. Учебное пособие предназначено для студентов энергетических факультетов вузов, обучающихся по направлениям подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» (профили «Тепловые электрические станции», «Технология воды и топлива на ТЭС и АЭС»), 13.03.03 «Энергетическое машиностроение» (профили «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели», «Тепловые двигатели») в соответствии с содержанием дисциплины «Централизованное теплоснабжение» (60 ч аудиторных занятий, включая лекции, практику и лабораторные занятия). Курс «Централизованное теплоснабжение» является базовым в системе подготовки специалистов указанных профилей. Предлагаемое учебное пособие состоит из восьми глав. В книге описаны тепловые схемы ТЭЦ и котельных установок, приведены энергетические показатели тепловых электростанций, изложены методы определения тепловых нагрузок потребителей теплоты (систем отопления, вентиляции, ГВС) и гидравлического расчета трубопроводов тепловых сетей. Представлены сведения об устройстве и прокладке трубопроводов систем теплоснабжения. Достаточно подробно рассмотрены вопросы регулирования теплопотребления и теплового расчета теплообменных аппаратов рекуперативного типа, приведены сведения о тепловых пунктах. Настоящее пособие может быть использовано не только студен тами и магистрантами теплотехнических специальностей высших учебных заведений, но также и при подготовке персонала КТЦ электростанций и систем теплоснабжения.
ГЛАВА 1 КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОТЫ § 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В зависимости от размещения источника теплоты по отношению к потребителям системы теплоснабжения разделяются на два вида: 1) централизованные; 2) децентрализованные. 1. В системах централизованного теплоснабжения источник теп лоты и теплоприемники потребителей размещены раздельно, часто на значительном расстоянии, поэтому передача теплоты от источника до потребителей производится по тепловым сетям. Процесс централизованного теплоснабжения состоит из трех операций: подготовки, транспорта и использования теплоносителя. Подготовка теплоносителя производится в специальных тепло подготовительных установках на ТЭЦ, а также в городских, районных, групповых (квартальных) или промышленных котельных. Транспортируется теплоноситель по тепловым сетям, а используется в теплоприемниках потребителей. В зависимости от степени централизации системы централизо ванного теплоснабжения можно разделить на следующие четыре группы: – групповые – теплоснабжение группы зданий; – районные – теплоснабжение нескольких групп зданий (района); – городские – теплоснабжение нескольких районов; – межгородские – теплоснабжение нескольких городов. По виду теплоносителя системы централизованного теплоснаб жения разделяют на водяные и паровые. Вода используется для удовлетворения сезонной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения (ГВС); пар – для промышленной технологической нагрузки.
2. В децентрализованных системах теплоснабжения источник те плоты и теплоприемники потребителей совмещены в одном агрегате или размещены столь близко, что передача теплоты от источника до теплоприемников может производиться без промежуточного звена – тепловой сети. Системы децентрализованного теплоснабжения разделяются на индивидуальные и местные. В индивидуальных системах теплоснабжение каждого помеще ния (участок цеха, комната, квартира) обеспечивается от отдельного источника. К таким системам относятся печное и поквартирное отопление. В местных системах теплоснабжение каждого здания обеспечивается от отдельного источника теплоты, обычно от местной котельной. § 1.2. ТЕПЛОВЫЕ СХЕМЫ ТЭЦ Большая часть тепловой нагрузки систем централизованного теп лоснабжения РФ удовлетворяется теплотой, получаемой от установленных на ТЭЦ теплофикационных турбоагрегатов, в которых электрическая энергия вырабатывается комбинированным методом [7, 16]. На современных ТЭЦ, работающих на органическом топливе, ус танавливаются, как правило, теплофикационные турбины единичной мощностью (50÷250 МВт) на высокие и закритические начальные параметры (9,0÷13 МПа и 24 МПа; 555 ○С и 540 ○С) двух типов: 1) конденсационные с отборами пара (0,07÷0,24 МПа) типа Т и (0,8÷1,6 МПа) типа ПТ; 2) с противодавлением (0,4÷4,0 МПа) типа Р. Ha атомных ТЭЦ применяют конденсационные турбины электрической мощностью до 500 МВт с отборами пара на параметры 6÷6,5 МПа. На рис. 1.1 показаны принципиальные тепловые схемы ТЭЦ на органическом топливе с начальными параметрами 13 МПа, 555 ○С, оборудованные конденсационными турбинами с отборами пара типа ПТ и Т.
Похожие