частина 3

1. Системи і схеми теплопостачання.

2. Класифікація систем центрального теплопостачання.

3. Теплові пункти.

4. Теплові мережі.

5. Вимоги до якості води в системах теплопостачання.

Теплопостачання - комплекс інженерних споруд, призначених для постачання теплом житлових, громадських і промислових будівель і споруд з метою забезпечення комунально-побутових потреб (опалення, вентиляція, гаряче водопостачання) і технологічних потреб споживачів.

Залежно від місця приготування тепла розрізняють:

- місцеве теплопостачання (МТ),

- централізоване теплопостачання (ЦТ).

У системах МТ приготування тепла здійснюється безпосередньо у споживача.

У системах ЦТ приготування тепла здійснюється централізовано для значної групи споживачів (будівель, об'єктів і т.п.).

Централізоване теплопостачання в порівнянні з МТ має ряд переваг:

- значне зниження витрати палива і експлуатаційних витрат за рахунок автоматизації котельних установок і підвищення їх ККД,

- зменшення ступеня забруднення повітряного басейну і поліпшення санітарного стану населених пунктів завдяки застосуванню сучасних пристроїв по очищенню димових газів,

- можливість використання низькосортних видів палива,

- зниження вартості будівництва споруд,

- скорочення площ, зайнятих місцевими котельнями і складами палива,

- зменшення пожежної небезпеки.

У деяких конкретних випадках МТ можуть виявитися більш технологічними і економічними, наприклад, в системах з використанням місцевих електронагрівальних пристроїв (електроопалення, електронагрів води). У цьому випадку відпадає необхідність у будівництві теплотрас і будівництві ряду пристроїв.

Система ЦТ складніша, ніж МТ, і включає джерело тепла, теплову мережу, теплові пункти і теплопотребляющіх будівлі, споруди і промислові установки (рис.33).

5 - конденсаційний насос,

7 - хімічна водопідготовка,

8-10 - споживачі тепла,

12 - подаючий трубопровід,

13 - зворотний трубопровід.

Малюнок 33 - Принципова схема теплофікації

Джерелами тепла при ЦТ можуть бути теплоелектроцентралі (ТЕЦ), на яких здійснюється комбіноване виробництво електричної та теплової енергії (теплофікація); котельні установки великої потужності, що виробляють тільки теплову енергію; пристрою для утилізації теплових відходів промисловості; установки для використання геотермальних джерел.

У системах МТ джерелами тепла служать печі, водогрійні котли, різні водонагрівачі, що використовують надлишкове тепло промислових підприємств, сонячну енергію і т.п.

Джерел тепла на території міста може бути кілька. Вони розміщуються на території міста з урахуванням таких факторів:

- не повинно бути занесення сірчистих димових газів і летючої золи в житлові зони міста,

- бажано джерела тепла розташовувати ближче до центру теплових навантажень для зменшення радіуса подачі тепла споживачам,

- доставка палива повинна бути зручною,

- дальність дії систем теплопостачання: при сучасних технічних засобах видалення парових систем від центрів споживання теплоти не повинно перевищувати 5 ... 6 км (при тиску 1,5 ... 2,0МПа), систем гарячого водопостачання 30 ... 40 км (насосні станції в цьому випадку проектуються на подавальних і зворотних трубопроводах), системи подачі теплоти від районних котелень - 5 ... 6 км.

Теплоносіями в системах ЦТ зазвичай є перегріта вода з температурою до 200 ° С і тиском Ру £ 2,5 МПа і пар з температурою t £ 440 ° С і тиском Ру £ 6,2Мпа. Перегріта вода зазвичай служить для забезпечення комунально-побутових, а пар - технологічних навантажень.

Використання теплоти в системах теплопостачання пов'язано з сезонами року. Частина споживачів теплоти залежить від кліматичних умов (системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря), а частина не залежить (системи побутового гарячого водопостачання, технологічного пароснабжения і гарячого водопостачання). Від переважання тих чи інших теплових потоків залежить багато в чому вибір і схем теплопостачання.

У деяких системах теплопостачання на загальну теплову мережу можуть працювати кілька джерел тепла, що підвищує надійність роботи системи, її маневреність і економічність, але в деякій мірі ускладнює роботу її гідравлічно, так як збільшується ймовірність виникнення гідравлічних ударів при зміні напрямку руху потоків теплоносія в трубопроводах.

Системи централізованого теплопостачання (ЦТ) класифікуються за кількома ознаками.

За способом приєднання установок опалення системи бувають:

У залежних системах теплоносій надходить в опалювальні установки споживачів безпосередньо з теплової мережі.

У незалежних системах теплоносій надходить в проміжний теплообмінник, встановлений в тепловому пункті, де він нагріває вторинний теплоносій, який циркулює в місцевій установці споживача.

У незалежних системах теплопостачання системи споживачів гідравлічно ізольовані від теплової мережі. Такі системи знаходять застосування переважно у великих містах. Це пов'язано з підвищеними вимогами до надійності подібних систем, а також з тим, що тиск в тепловій мережі є занадто високим для споживають установок за умовами їх міцності або навпаки з тим, що статичні тиску, створювані в теплопотребляющіх установках (висотних будівлях), неприйнятні для умов роботи теплової мережі.

За способом приєднання установок гарячого водопостачання системи теплопостачання діляться на:

У закритих системах вода з теплової мережі надходить в теплообмінники, встановлені в теплових пунктах, в яких вода з водопроводу нагрівається до температури 60 ... 70 ° С і використовується для гарячого водопостачання.

Закриті системи гарячого водопостачання є більш сприятливими з точки зору задоволення якісних показників води - в них виключається корозія внутрішніх поверхонь трубопроводів.

У відкритих системах гарячого водопостачання вода, що витрачається споживачами, а також вода, що втрачається в мережах в результаті витоку її через нещільності, повинна компенсуватися хімічно підготовленої некорозійні діаерірованной водою. Це здійснюється на станціях хімічної водопідготовки. У такому випадку вода повинна відповідати вимогам, що пред'являються до питної води.

За кількістю трубопроводів, які використовуються для перенесення теплоносія, системи діляться на:

Однотрубні системи застосовуються в тих випадках, коли теплоносій повністю використовується споживачами і назад не повертається (наприклад, в парових системах без повернення конденсату або у відкритих системах гарячого водопостачання, в яких вода повністю розбирається споживачами).

У двотрубних системах теплоносій повністю або частково повертається в джерело тепла, де він підігрівається і заповнюється.

Многотрубний системи влаштовуються при необхідності виділення окремих типів теплового навантаження (наприклад, окремі системи для гарячого водопостачання та опалення). Застосування многотрубний систем спрощує регулювання відпустки тепла, способи приєднання споживачів до теплових мереж, а також їх експлуатацію.

По виду теплоносія системи ЦТ діляться на:

За способом регулювання відпустки тепла в системах теплопостачання (добове, сезонне) розрізняють системи з:

- центральним якісним регулюванням,

- місцевим кількісним регулюванням,

Центральне якісне регулювання подачі тепла здійснюється за основним видом теплового навантаження - опалення або гарячого водопостачання. Воно полягає в зміні температури теплоносія, що подається від джерела тепла в теплову мережу відповідно до прийнятого температурним графіком залежно від температури зовнішнього повітря.

Місцеве кількісне регулювання проводиться в теплових пунктах. Цей вид регулювання знаходить широке застосування при гарячому водопостачанні та здійснюється, як правило, автоматично. У парових системах теплопостачання в основному виробляється місцеве кількісне регулювання - тиск пара в джерелі теплопостачання підтримується постійним, а витрата його регулюється споживачами.

При якісно-кількісному регулюванні підтримується еквівалент витрати мережної води і її температури в залежності від відносної теплового навантаження. Завданням регулювання є підтримання в опалювальних приміщеннях розрахункової внутрішньої температури.

З точки зору гігієни найбільш прийнятними є системи з водяними теплоносіями.

Вибір системи теплопостачання здійснюється на підставі техніко-економічних показників.

Для забезпечення управління та контролю теплопостачанням окремих установок, будівель або груп будівель влаштовують теплові пункти (ТП).

Теплові пункти (ТП) в системах теплопостачання виконують такі функції:

- приготування гарячої води з параметрами, необхідними для санітарно-побутових і технічних потреб споживачів, а також підтримки або регулювання цих параметрів в процесі експлуатації систем; при цьому відбувається не тільки зміна параметрів, але в окремих випадках і перетворення теплоносія;

- захист місцевих систем від підвищення тиску і температури теплоносія,

- постійний контроль параметрів теплоносія (t і Р),

- регулювання витрати теплоносія і розподілу його по системам споживання теплоти,

- облік теплових потоків, витрат теплоносія і конденсату,

- заповнення та підживлення систем споживання теплоти,

- збір, охолодження, повернення конденсату і контроль його якості,

- акумулювання теплоти з метою вирівнювання добових коливань витрати теплоносія,

- водопідготовка для систем гарячого водопостачання.

Залежно від призначення теплові пункти поділяються на:

- індивідуальні теплові пункти (ІТП), призначені для приєднання систем опалення, вентиляції, гарячого водопостачання і технологічних тепловикористовуючих установок для однієї будівлі або його частини,

- центральні теплові пункти (ЦТП) - для двох і більше будівель.

За розміщення на генеральному плані ТП діляться на:

- прибудовані до будівель і споруд,

- вбудовані в будівлі і споруди.

Пристрій ІТП для кожного будинку обов'язково, незалежно від того, є чи немає ЦТП; при цьому в ІТП передбачаються тільки ті заходи, які необхідні для приєднання даної будівлі і відсутні в ЦТП.

Для промислових і сільськогосподарських підприємств, коли теплопостачання здійснюється від зовнішніх джерел теплоти, а число будівель більш одного, ЦТП проектуються в обов'язковому порядку. Для житлових і громадських будівель необхідність пристроїв ЦТП обґрунтовується техніко-економічними розрахунками.

Джерела тепла з'єднуються з тепловими пунктами тепловими мережами. За своїм призначенням теплові мережі діляться на:

Магістральні теплові мережі з'єднують джерела теплоти з великими тепловими споживачами і являють собою ділянки, що несуть основне теплове навантаження.

Розподільні або міжквартальні мережі транспортують теплоту від теплових магістральних мереж до об'єктів теплоспоживання.

Внутрішньоквартальні мережі відгалужуються від розподільних або безпосередньо від магістральних теплових мереж і закінчується в ТП споживачів теплоти. Вони несуть тільки ту теплове навантаження, яку має цей споживач теплоти.

Магістральні теплові мережі (рис.34) по конфігурації діляться на:

Загальна протяжність магістральних тупикових мереж значно менше кільцевих, але зате надійність кільцевих мереж значно вище, ніж тупикових. У кільцевих мережах легше і швидше вирівнюються втрати тиску, що виникають при різному навантаженні систем теплопостачання, особливо в період аварійних відключень окремих ділянок.