Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ОСОБЕННОСТИ ОДНОТРУБНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Однотрубная система целесообразна только при наличии потребителей, непосредственно разбирающих сетевую воду. Она может являться частью общей системы теплоснабжения города или района, остальная часть которой остается двухтрубной. При этом доля тепловой нагрузки, воспринимаемая однотрубной частью системы, может быть различной в зависимости от соотношений тепловых нагрузок с возвратом воды (отопительно-вентиляционное потребление) и с ее потреблением (бытовое и промышленное использование горячей воды). Верхний предел температуры воды ограничен ее свойствами и необходимым статическим давлением, при котором может быть устранена опасность вскипания воды в теплопроводе. Эта зависимость показана на рис. 2. Из графика видно, что переход от применяемых в городских тепловых сетях температур до 150°С к 180°С увеличивает необходимое статическое давление в 2 раза (с 5 до Шага), а три переходе к 200° С в 3 раза (16 атм). При таком высоком статическом давлении почти не остается располагаемого перепада на перекачку воды, так как при применяемых трубах давление не должно превышать 20 кГ/см2. Практическое осуществление таких тепловых сетей потребует многократной перекачки горячей воды при сравнительно длинном транзите


В реальных условиях положение ухудшается при учете следующих факторов:

1. Отдельные здания и кварталы города имеют различное соотношение нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, причем в некоторых кварталах роль горячего-водоснабжения ничтожно мала.


2. В наиболее холодные дни температура воды за системами отопления составляет не 60, а около 70° С, т. е. количество воды, которая может быть отдана на нужды горячего водоснабжения с учетом ее охлаждения, должно уменьшиться.

3. Колебания расходов по часам суток и дням недели заставляют иметь у каждого потребителя соответствующие емкости для выравнивания графика потребления воды из сети.

Все это приводит к очень большим удельным величинам слива» воды в систему канализации при расчетном режиме.

Несмотря на непродолжительность такого режима, его значение очень серьезно, так как он определяет необходимые затраты на сооружения не только тепловых, но и канализационных сетей, которые должны отводить лишнюю воду. К этому надо добавить, что вода, удаляемая в канализацию, должна предварительно охлаждаться с 70° С (температура за отопительной системой) до 50° С (предельно допустимая температура для канализационных сооружений) с расходом на эти цели водопроводной воды. На каждый литр воды, сливаемой при 70°С, для охлаждения ее до 50°С водой с температурой 5° С потребуется взять из водопровода 0,3 л, а при сбросе излишка» в размере 2,9 л/л потребуется для подачи 1 л воды на горячее водоснабжение взять из водопровода уже 0,87 л, а, кроме того, со станции направить в сеть вместо 1 л 1,86 л воды при 200° С.

Таким образом, небаланс водного режима системы горячего водоснабжения в среднем географическом поясе, даже при подаче воды с температурой 200° С, окажется равным 2,7: 1. Это приведет к соответствующему увеличению затрат на водопроводные сооружения, канализационные сооружения и сооружения ТЭЦ, связанные с подготовкой воды для тепловой сети, не говоря уже о снижении тепловой экономичности при интенсивном сливе. Величины расчетных сливов в зависимости от соотношения расходов тепла на отопление и горячее водоснабжение и температуры подаваемой воды приведены на рис. 4.


По указанным причинам система однотрубного транспорта тепла требует подачи от основного источника теплоснабжения (ТЭЦ) не всего требуемого городу тепла, а лишь такой его доли, которая может быть оправдана по температуре воды и соотношению (нагрузок тепла и теплоносителя. Если окажется, что эта расчетная доля близка к обычно принимаемой доле теплового потребления, покрываемой отбором пара из турбин ТЭЦ, го задача может считаться решенной удовлетворительно с точки зрения расхода теплоносителя и самого транспорта тепла. Простой расчет показывает, что при нормальном для среднего пояса отношении нагрузок отопления и вентиляции, с одной стороны, и горячего водоснабжения — с другой (86: 14 = 6,2), достаточно выбрать температуру воды 180° С, чтобы получить удовлетворительный баланс расходов тепла и теплоносителя при средних зимних температурах наружного воздуха. Действительно, при температуре воды 60° С, подаваемой на горячее водоснабжение, отношение количеств тепла, соответствующее балансу теплоносителя, составляет (180—60): 60 = 2,0. В этом случае расход тепла на отопление и вентиляцию необходимо снизить с 86 до 28%, т. е. до 0,32 расчетного расхода. Это соответствует (при расчетном значении наинизшей наружной температуры — 26° С) возможности покрытия за счет отборов расходов Тепла до температуры наружного воздуха около +2,5° С. Общая доля тепловой нагрузки, покрываемая отборами турбин, Составит при этом 0,14 + 0,28 = 0,42, что достаточно близко к обычно принимаемым 50% и соответствует экономически оправданному пределу мощности ТЭЦ. При желании доведения этой величины до 50% необходимо поднять температуру воды, посылаемой с ТЭЦ, до 210° С, что в большинстве случаев окажется технически и экономически нерациональным. В перспективе можно рассчитывать на увеличение Доли тепла, расходуемой на горячее водоснабжение, но отношение расходов тепла на отопление и горячее водоснабжение существенно не изменится.

Так, в перспективных разработках намечается общее увеличение удельного потребления тепла на одного жителя почти в 2 раза, а горячего водоснабжения даже в 2,2 раза против настоящего времени, но доля последнего увеличится только до 0,15—0,16 для среднего пояса. Это позволит поднять долю отпуска тепла из отборов от максимального общего потребления с 42 до 45—48% при сохранении расчетной температуры воды 180° С.

Указанная выше доля теплового потребления, охватываемая ТЭЦ, определяет и выбор агрегатов последней. Что же касается доли тепловой нагрузки, не покрываемой из, отборов, то для ее покрытия должны быть использованы пиковые источники теплоснабжения. В отличие от двухтрубных систем, для которых.размещение этих источников Наиболее целесообразно на площадке ТЭЦ или вблизи ее, так как вся вода после отборов ТЭЦ проходит через пиковые подогреватели или пиковые водогрейные котлы, для однотрубных систем характерным является отрыв от площадки ТЭЦ пиковых источников, в которых происходит подогрев воды после системы отопления. Таким образом, осуществляется параллельный нагрев воды в пиковых котлах до тех же или более низких температур, которые обеспечиваются отборами из турбин.


В зависимости от размещения пиковых источников теплоснабжения система может быть в большей или меньшей степени однотрубной. Если предусмотреть один пиковый источник для данного района или города, совпадающий по размещению с площадкой ТЭЦ, то вся тепловая сеть становится двухтрубной (рис. 5,а). При размещении пикового источника в конце транзитной магистрали (загородной, внутригородской или дальней) транзит становится однотрубным, внутригородская же сеть остается двухтрубной (рис. 5,6). При размещении внутри города нескольких пиковых источников тепла отпадает необходимость в двухтрубных магистралях в самом городе до таких пиковых котельных (рис. 5,в) наконец, при размещении в каждом квартале своего пикового источника теплоснабжения двухтрубной остается только внутриквартальная сеть. Можно представить себе и крайний случай, когда пиковый источник теплоснабжения размещается на каждом вводе или в каждом доме. Тогда все тепловые сети города становятся однотрубными (рис. 5,г).

Итак, непременным условием для осуществления однотрубной системы теплоснабжения городов является наличие пиковых источников тепла, расположенных в большей или меньшей близости от самих потребителей тепла. В зависимости от этого экономия от однотрубного транспорта тепла распространяется на большую или меньшую часть тепловых сетей города. Этой экономии противостоят дополнительные затраты, связанные с разукрупнением пиковых источников, и увеличенные расходы по их эксплуатации. Однако при всех рассмотренных вариантах остается экономия на магистралях, связывающих ТЭЦ с пиковыми источниками тепла.

Однотрубные системы тепловых сетей. Сборник статей под редакцией Громова Н. К. 1962

Экспертиза

на главную