Влаштування газової котельні в теплопостачальній організації. Експлуатація систем теплопостачання та котельних установок. Побудова графіків зміни теплопостачання. Річний запас умовного палива

водаі водяна пара, у зв'язку з чим розрізняють водяні та парові системи теплопостачання. Вода, як теплоносій, використовується від районних котелень в основному обладнаних водогрійними котлами та через підігрівачі мережної води від парових котлів.

Вода як теплоносій має низку переваг перед парою. Деякі з цих переваг набувають особливо важливого значення при відпустці тепла з ТЕЦ. До останніх належить можливість транспортування води великі відстані без істотної втрати її енергетичного потенціалу, тобто. її температури (зниження температури води у великих системах становить менше 1 ° С на 1 км шляху). Енергетичний потенціал пари – його тиск – зменшується при транспортуванні значно, складаючи в середньому 0,1 – 0,15 МПа на 1 км шляху. Таким чином, у водяних системах тиск пари у відборах турбін може бути дуже низьким (від 0,06 до 0,2 МПа), тоді як у парових системах він повинен становити до 1-1,5 МПа. Підвищення тиску пари у відборах турбін призводить до збільшення витрати палива на ТЕЦ і зменшення вироблення електроенергії на тепловому споживанні.

До інших переваг води як теплоносія відноситься менша вартість приєднань до теплових мереж місцевих водяних систем опалення, а при відкритих системах ще й місцевих систем гарячого водопостачання. Переваги води як теплоносія є можливість центрального (у джерела тепла) регулювання відпустки тепла споживачам зміною температури води. При використанні води простота експлуатації – відсутність у споживачів (неминучих при використанні пари) конденсатовідвідників та насосних установок щодо повернення конденсату.

На рис. 4.1 наведено принципову схему водогрійної котельні.

Мал. 4.1 Принципова схема водогрійної котельні: 1 – мережевий насос; 2 – водогрійний котел; 3 – циркуляційний насос; 4 – підігрівач хімічно очищеної води; 5 – підігрівач сирої води; 6 – вакуумний деаератор; 7 - підживлювальний насос; 8 – насос сирої води; 9 – хімводопідготовка; 10 - охолоджувач випару; 11 - водоструминний ежектор; 12 - витратний бак ежектора; 13 - ежекторний насос.

Водогрійні котельні часто споруджуються у районах, що забудовуються, до введення в дію ТЕЦ і магістральних теплових мереж від ТЕЦ до зазначених котелень. Цим підготовляється теплове навантаження для ТЕЦ, щоб на момент введення в експлуатацію теплофікаційних турбін їх відбори були повністю завантажені. Водогрійні казани після цього використовуються як пікові або резервні. Основні характеристики сталевих водогрійних котлів наведено у таблиці 4.1.

Таблиця 4.1

5. Централізоване теплопостачання від районних котелень (парових).

6. Системи централізованого теплопостачання.

Комплекс установок, призначених для підготовки, транспортування та використання теплоносія, складає систему централізованого теплопостачання.

Централізовані системи теплопостачання забезпечують споживачів теплом низького і середнього потенціалу (до 350°С), вироблення якого витрачається близько 25 % всього палива, що видобувається в країні. Тепло, як відомо, є одним із видів енергії, тому при вирішенні основних питань енергопостачання окремих об'єктів та територіальних районів теплопостачання повинно розглядатися спільно з іншими енергозабезпечуючими системами – електропостачанням та газопостачанням.

Система теплопостачання складається з таких основних елементів (інженерних споруд): джерела тепла, теплових мереж, абонентських вводів та місцевих систем теплоспоживання.

Джерелами тепла в централізованих системах теплопостачання служать або теплоелектроцентралі (ТЕЦ), що виробляють одночасно і електроенергію, і тепло, або великі котельні, що іноді називають районними тепловими станціями. Системи теплопостачання на базі ТЕЦ називаються «теплофікаційними».

Отримане в джерелі тепло передають тому чи іншому теплоносія (вода, пара), який транспортують тепловими мережами до абонентських введень споживачів. Для передачі теплоти на далекі відстані (понад 100 км) можуть використовуватися системи транспорту теплоти в хімічно зв'язаному стані.

Залежно від організації руху теплоносія системи теплопостачання можуть бути замкнутими, напівзамкнутими та розімкненими.

У замкнутих системахспоживач використовує тільки частину тепла, що міститься в теплоносії, а сам теплоносій разом з кількістю тепла, що залишилася, повертається до джерела, де знову поповнюється теплом (двохтрубні закриті системи).

У напівзамкнутих системаху споживача використовується і частина тепла, що надходить до нього, і частина самого теплоносія, а залишки кількості теплоносія і тепла повертаються до джерела (двотрубні відкриті системи).

У розімкнутих системах,як сам теплоносій, так і тепло, що міститься в ньому, повністю використовується у споживача (однотрубні системи).

У централізованих системах теплопостачання як теплоносія використовується водаі водяна пара, у зв'язку з чим розрізняють водяні та парові системи теплопостачання.

Вода як теплоносій має низку переваг перед парою. Деякі з цих переваг набувають особливо важливого значення при відпустці тепла з ТЕЦ. До останніх належить можливість транспортування води великі відстані без істотної втрати її енергетичного потенціалу, тобто. її температури зниження температури води у великих системах становить менше 1 ° С на 1 км шляху). Енергетичний потенціал пари – його тиск – зменшується при транспортуванні значно, складаючи в середньому 0,1 – 0,15 МПа на 1 км шляху. Таким чином, у водяних системах тиск пари у відборах турбін може бути дуже низьким (від 0,06 до 0,2 МПа), тоді як у парових системах він повинен становити до 1-1,5 МПа. Підвищення тиску пари у відборах турбін призводить до збільшення витрати палива на ТЕЦ і зменшення вироблення електроенергії на тепловому споживанні.

Крім того, водяні системи дозволяють зберегти на ТЕЦ в чистоті конденсат пари, що гріє воду, без пристрою дорогих і складних пароперетворювачів. При парових системах конденсат повертається від споживачів нерідко забрудненим і далеко не повністю (40-50%), що вимагає значних витрат на його очищення та приготування додаткової поживної води котлів.

7. Місцеве та децентралізоване теплопостачання.

Для систем децентралізованого теплопостачання застосовуються парові або водогрійні котли, що встановлюються відповідно до парових та водогрійних котелень. Вибір типу котлів залежить від характеру теплових споживачів та вимог до виду теплоносія. Теплопостачання житлових та громадських будівель, як правило, здійснюється за допомогою підігрітої води. Для промислових споживачів потрібні як підігріта вода, так і водяна пара.

Виробничо-опалювальна котельня забезпечує споживачів як паром із необхідними параметрами, так і гарячою водою. У них встановлюються парові котли, які більш надійні в експлуатації, так як їх хвостові поверхні нагріву не схильні до такої значної корозії димовими газами як водогрійні.

Особливістю водогрійних котелень є відсутність пари, у зв'язку з чим обмежується забезпечення промислових споживачів, а для дегазації води для підживлення необхідно застосовувати вакуумні деаератори, більш складні в експлуатації в порівнянні зі звичайними атмосферними. Однак схема обв'язування котлів трубопроводами у цих котельнях значно простіша, ніж у парових. Зважаючи на складність запобігання випаданню конденсату на хвостових поверхнях нагріву з водяної пари, що знаходяться в димових газах, зростає небезпека виходу з ладу водогрійних котлів в результаті корозії.

Як джерела при автономному (децентралізованому) та місцевому теплопостачанні можуть виступати квартальні та групові теплогенеруючі установки, призначені для постачання теплоти одного або кількох кварталів, групи житлових будинків або одиночних квартир, громадських будівель. Ці установки, як правило, є опалювальними.

Місцеве теплопостачання використовується в житлових районах з тепловою потребою не більше 2,5 МВт для опалення та гарячого водопостачання невеликих груп житлових і виробничих будівель, віддалених від міста, або як тимчасове джерело теплопостачання до введення основного в районах, що забудовуються. Котельні при місцевому теплопостачанні можуть бути обладнані чавунними секційними, сталевими зварними, вертикально-горизонтально-циліндричними паровими та водогрійними котлами. Особливо перспективними є водогрійні котли, що з'явилися зовсім недавно на ринку.

При досить сильному зносі існуючих теплових мереж централізованого теплопостачання та відсутності необхідного фінансування робіт із їх заміни більш короткі теплові мережі децентралізованого (автономного) теплопостачання перспективніші та економічніші. Перехід на автономне теплопостачання став можливим після появи на ринку високоефективних котлів малої теплопродуктивності з ККД не нижче 90%.

У вітчизняному котлобудуванні з'явилися ефективні аналогічні котли, наприклад Борисоглібського заводу. До них можна віднести котли типу "Хопер" (рис.7.1), що встановлюються в модульних транспортабельних автоматизованих котельнях типу МТ /4,8/. Котельні також працюють в автоматичному режимі, оскільки котел "Хопер-80Е" оснащений електрокерованою автоматикою (рис.2.4).

Рис.7.1. Загальний вигляд котла "Хопер": 1 - вічко, 2 - датчик тяги, 3 - трубка, 4 - котел, 5 - блок автоматики, 6 - термометр, 7 - датчик температури, 8 - запальник, 9 - пальник, 10 - терморегулятор, - 11 - роз'єм, 12 - клапан пальника, 13 - газопровід, 14 - клапан запальника, 15 - зливна пробка, 16 - пуск запальника, 17 - газовідведення, 18 - патрубки опалення, 19 - панелі, 20 - дверцята, 21 - шнур євровилкою.

На рис.7.2. наведено заводську схему монтажу водопідігрівача із системою опалення.

Рис.7.2. Схема монтажу водопідігрівача з системою опалення: 1 - котел, 2 - кран, 3 - знеповітря, 3 - арматура розширювального бака, 5 - радіатор, 6 - розширювальний бак, 7 - водопідігрівач, 8 - запобіжний клапан, 9 - насос

У комплект поставки котлів "Хопер" входить імпортне обладнання: циркуляційний насос, клапан безпеки, електромагніт, автоматичний повітряний вентиль, розширювальний бак з арматурою.

Для модульних котелень особливо перспективними є котли типу "КВа" продуктивністю до 2,5 МВт. Вони забезпечують тепло- та гаряче водопостачання кількох багатоповерхових будинків житлового комплексу.

"КВа" автоматизований водогрійний котлоагрегат, що працює на природному газі низького тиску під наддувом, призначений для нагрівання води, яка використовується в системах опалення, гарячого водопостачання та вентиляції. До складу котлоагрегату входить власне водогрійний котел з утилізатором теплоти, блоковий автоматизований газовий пальник із системою автоматики, що забезпечує регулювання, керування, контроль параметрів та протиаварійні захисту. Він оснащений автономною водопровідною системою із запірною арматурою та запобіжними клапанами, що дозволяє легко компанувати його в котельні. Котлоагрегат має покращені екологічні характеристики: знижено вміст оксидів азоту у продуктах згоряння порівняно з нормативними вимогами, наявність оксиду вуглецю практично близько до нуля.

До такого типу відноситься автоматизований газовий котел "Флагман". Він має два вбудовані теплообмінники з оребрених труб, один з яких може підключатися до системи опалення, інший - до системи гарячого водопостачання. Обидва теплообмінники можуть працювати на сумісне навантаження.

Перспективність останніх двох типів водогрійних котлів полягає в тому, що у них досить знижена температура газів, що йдуть, за рахунок застосування теплоутилізаторів або вбудованих теплообмінників з срібними трубами. Такі котли мають ККД на 3-4% вище, порівняно з іншими типами котлів, у яких відсутні теплоутилізатори.

Знаходить застосування та повітряне опалення. З цією метою використовуються повітронагрівачі типу ВРК-С виробництва ТОВ "Теплосервіс", м. Каменськ-Шахтинський Ростовської області, суміщені з топкою на газоподібному паливі потужністю 0,45-1,0 МВт. Для гарячого водопостачання встановлюється у разі проточний газовий водонагрівач типу MORA-5510. При місцевому теплопостачанні котли та обладнання котелень вибирають виходячи з вимог, що висуваються до температури та тиску теплоносія (підігрітої води або водяної пари). Як теплоносій для опалення та гарячого водопостачання приймається, як правило, вода, а іноді пар тиском до 0,17 МПа. Ряд виробничих споживачів забезпечується парою тиском до 0,9 МПа. Теплові мережі мають мінімальну довжину. Параметри теплоносія, а також тепловий та гідравлічний режим роботи теплових мереж відповідають режиму роботи місцевих систем опалення та гарячого водопостачання.

Переваги такого теплопостачання - невелика вартість джерел теплопостачання та теплових мереж; простота монтажу та обслуговування; швидке введення в експлуатацію; різноманітність типів котлів з великим діапазоном теплопродуктивності.

Децентралізовані споживачі, які через великі відстані від ТЕЦ не можуть бути охоплені централізованим теплопостачанням, повинні мати раціональне (ефективне) теплопостачання, що відповідає сучасному технічному рівню та комфортності.

Масштаби споживання палива на теплопостачання дуже великі. В даний час теплопостачання промислових, громадських та житлових будівель здійснюється приблизно на 40+50% від котелень, що є неефективним через їх низький ККД (у котельнях температура згоряння палива становить приблизно 1500 ОС, а тепло споживачеві видається при суттєво нижчих температурах (60+100 ОС)).

Таким чином, нераціональне використання палива, коли частина тепла вилітає в трубу, призводить до виснаження запасів паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР).

Енергозберігаючим заходом є розробка та впровадження децентралізованих систем теплопостачання із розсіяними автономними джерелами тепла.

В даний час найбільш доцільним є децентралізовані системи теплопостачання, що базуються на нетрадиційних джерелах тепла, таких як сонце, вітер, вода.

Нетрадиційна енергетика:

Теплопостачання на основі теплових насосів;

Теплопостачання з урахуванням автономних водяних теплогенераторів.

Перспективи розвитку децентралізованих систем теплопостачання:

1. Децентралізовані системи теплопостачання не вимагають протяжних теплотрас, а отже – великих капітальних витрат.

2. Використання децентралізованих систем теплопостачання дозволяє суттєво скоротити шкідливі викиди від згоряння палива в атмосферу, що покращує екологічну обстановку.

3. Використання теплових насосів у системах децентралізованого теплопостачання для об'єктів промислового та цивільного секторів дозволяє порівняно з котельнями економити паливо у кількості 6+8 кг у.т. на 1 Гкал виробленого тепла, що становить приблизно 30-40%.

4. Децентралізовані системи з урахуванням ТН успішно застосовують у багатьох розвинених країн (США, Японія, Норвегія, Швеція та інших.). Виготовленням ТН займаються понад 30 фірм.

5. У лабораторії ОТТ кафедри ПТС МЕІ змонтовано автономну (децентралізовану) систему теплопостачання на базі відцентрового водяного теплогенератора.

Система працює в автоматичному режимі, підтримуючи температуру води в магістралі, що подає, в будь-якому заданому інтервалі від 60 до 90 ОС.

Коефіцієнт трансформації тепла системи становить м=1,5-:-2, а ККД дорівнює близько 25%.

6. Подальше підвищення енергетичної ефективності децентралізованих систем теплопостачання потребує проведення науково-технічних досліджень з метою визначення оптимальних режимів роботи.

8. Вибір теплоносія та системи теплопостачання.

Вибір теплоносія та системи теплопостачання визначається технічними та економічними міркуваннями та залежить головним чином від типу джерела теплоти та виду теплового навантаження. Рекомендується максимально спрощувати систему теплопостачання. Чим система простіше, тим вона дешевша у спорудженні та в експлуатації. Найбільш прості рішення дає застосування єдиного теплоносія для всіх видів теплового навантаження.

Якщо теплове навантаження району складається тільки з опалення, вентиляції та ГВП, то при теплофікації застосовується зазвичай двотрубна водяна система. У тих випадках, коли крім опалення, вентиляції та ГВП з району є також невелике технологічне навантаження, що вимагає теплоти підвищеного потенціалу, при теплофікації раціонально застосування тритрубних водяних систем. Одна з ліній, що подають системи використовується для задоволення навантаження підвищеного потенціалу.

У тих випадках, коли основним тепловим навантаженням району є технологічне навантаження підвищеного потенціалу, а сезонне теплове навантаження невелике, як теплоносій застосовується зазвичай пар.

При виборі системи теплопостачання та параметрів теплоносія враховуються технічні та економічні показники щодо всіх елементів: джерела теплоти, мережі, абонентських установок. Енергетично вода вигідніша за пару. Застосування могоступеневого підігріву води на ТЕЦ дозволяє підвищити питому комбіновану вироблення електричної та теплової енергії, завдяки чому зростає економія палива. При використанні парових систем все теплове навантаження покривається зазвичай відпрацьованою парою вищого тиску, чому питома комбінована вироблення електричної енергії знижується.

Отримане в джерелі тепло передають тому чи іншому теплоносія (вода, пара), який транспортують тепловими мережами до абонентських введень споживачів.

Залежно від числа теплопроводів у тепловій мережі водяні системи теплопостачання можуть бути однотрубними, двотрубними, тритрубними, чотиритрубними та комбінованими, якщо кількість труб у тепловій мережі не залишається постійною.

У замкнутих системах споживач використовує тільки частину тепла, що міститься в теплоносії, а сам теплоносій разом з кількістю тепла, що залишилася, повертається до джерела, де знову поповнюється теплом (двотрубні закриті системи). У напівзамкнутих системах у споживача використовується і частина тепла, що надходить до нього, і частина самого теплоносія, а залишки кількості теплоносія і тепла повертаються до джерела (двохтрубні відкриті системи). У розімкнених системах, як сам теплоносій, так і тепло, що міститься в ньому, повністю використовується у споживача (однотрубні системи).

На абонентських вводах відбувається перехід тепла (а деяких випадках і самого теплоносія) з теплових мереж до місцевих систем теплоспоживання. При цьому здебільшого здійснюється утилізація невикористаного в місцевих системах опалення та вентиляції тепла для приготування води систем гарячого водопостачання.

На вводах відбувається також місцеве (абонентське) регулювання кількості та потенціалу тепла, що передається до місцевих систем, та здійснюється контроль за роботою цих систем.

Залежно від схеми введення, тобто. Залежно від прийнятої технології переходу тепла з теплових мереж до місцевих систем, розрахункові витрати теплоносія в системі теплопостачання можуть змінюватися в 1,5–2 рази, що свідчить про істотний вплив абонентських вводів на економіку всієї системи теплопостачання.

У централізованих системах теплопостачання в якості теплоносія використовується вода і водяна пара, у зв'язку з чим розрізняють водяні та парові системи теплопостачання.

Вода як теплоносій має низку переваг перед парою; деякі з цих переваг набувають особливо важливого значення при відпустці тепла з ТЕЦ. До останніх належить можливість транспортування води великі відстані без істотної втрати її енергетичного потенціалу, тобто. її температури зниження температури води у великих системах становить менше 1 ° С на 1 км шляху). Енергетичний потенціал пари – її тиск – зменшується при транспортуванні значно, складаючи в середньому 0,1 – 015 МПа на 1 км шляху. Таким чином, у водяних системах тиск пари у відборах турбін може бути дуже низьким (від 0,06 до 0,2 МПа), тоді як у парових системах він повинен становити до 1-1,5 МПа. Підвищення тиску пари у відборах турбін призводить до збільшення витрати палива на ТЕЦ і зменшення вироблення електроенергії на тепловому споживанні.

До інших переваг води як теплоносія відносяться: менша вартість приєднань до теплових мереж місцевих водяних систем опалення, а при відкритих системах ще й місцевих систем гарячого водопостачання; можливість центрального (біля джерела тепла) регулювання відпустки тепла споживачам зміною температури води; простота експлуатації – відсутність у споживачів неминучих при парі конденсатовідвідників та насосних установок щодо повернення конденсату.

Пара як теплоносій у свою чергу має певні переваги в порівнянні з водою:

а) велику універсальність, яка полягає у можливості задоволення всіх видів теплоспоживання, включаючи технологічні процеси;

б) менша витрата електроенергії на переміщення теплоносія (витрата електроенергії на повернення конденсату в парових системах дуже невелика порівняно з витратами електроенергії на переміщення води у водяних системах);

в) незначність створюваного гідростатичного тиску внаслідок малої питомої густини пари в порівнянні з щільністю води.

Орієнтація, що неухильно проводиться в нашій країні, на більш економічні теплофікаційні системи теплопостачання та зазначені позитивні властивості водяних систем сприяють їх широкому застосуванню в житлово-комунальному господарстві міст і селищ. У меншій мірі водяні системи застосовуються у промисловості, де понад 2/3 всієї потреби у теплі задовольняються парою. Так як промислове теплоспоживання становить близько 2/3 всього теплоспоживання країни, частка пари в покритті загальної витрати тепла залишається дуже значною.

Найбільш економічні однотрубні (розімкнуті) системи (рис.8.1.а) доцільні тільки тоді, коли середньогодинна витрата мережної води, що подається на потреби опалення та вентиляції, збігається із середньогодинною витратою води, що споживається для гарячого водопостачання. Але для більшості районів нашої країни, крім найпівденніших, розрахункові витрати мережної води, що подається на потреби опалення та вентиляції, виявляються більшими за витрату води, що споживається для гарячого водопостачання. За такого дебалансу зазначених витрат невикористану для гарячого водопостачання воду доводиться відправляти в дренаж, що дуже неекономічним. У зв'язку з цим найбільшого поширення нашій країні отримали двухтрубные системи теплопостачання: відкриті (напівзамкнуті) (рис. 8.1., б) і закриті (замкнуті) (рис.8.1., в)

8.1. Принципова схема водяних систем теплопостачання

а–однотрубної (розімкнутої), б–двохтрубної відкритої (напівзамкнутої), в–двохтрубної закритої (замкнутої), г–комбінованої, д–трьохтрубної, е–чотиритрубної, 1–джерело тепла, 2–що подає трубопровід тепломережі , 4-калорифер вентиляції, 5-абонентський теплообмінник опалення, 6-нагрівальний прилад, 7-трубопроводи місцевої системи опалення, 8-місна система гарячого водопостачання, 9- зворотний трубопровід тепломережі, 10-теплообмінник гарячого водопостачання, 11-холодний технологічний апарат, 13-подавальний трубопровід гарячого водопостачання, 14-рециркуляційний трубопровід гарячого водопостачання, 15-котельна, 16-водогрійний котел, 17-насос.

При значному видаленні джерела тепла від теплопостачального району (при «заміських» ТЕЦ) доцільні комбіновані системи теплопостачання, що є поєднанням однотрубної системи і напівзамкнутої двотрубної системи (рис.8.1,г). У такій системі піковий водогрійний котел, що входить до складу ТЕЦ, розміщується безпосередньо в теплопостачальному районі, утворюючи додаткову водогрійну котельню. Від ТЕЦ до котельні подається по одній трубі тільки така кількість високотемпературної води, яка потрібна для гарячого водопостачання. Усередині теплопостачального району влаштовується звичайна напівзамкнена двотрубна система.

У котельні до води від ТЕЦ додається підігріта в казані вода із зворотного трубопроводу двотрубної системи, і загальний потік води з нижчою температурою, ніж температура води, що надходить від ТЕЦ, прямує до теплової мережі району. Надалі частина цієї води використовується у місцевих системах гарячого водопостачання, а решта повертається в котельню.

Тритрубні системи знаходять застосування у промислових системах теплопостачання з постійною витратою води, що подається на технологічні потреби (рис.8.1, д). Такі системи мають дві труби, що подають. За однією з них вода з постійною температурою надходить до технологічних апаратів і теплообмінників гарячого водопостачання, за іншою вода зі змінною температурою йде на потреби опалення та вентиляції. Охолоджена вода від усіх місцевих систем повертається до джерела тепла по одному загальному трубопроводу.

Чотирьохтрубні системи (рис.8.1,е) через велику витрату металу застосовуються лише в дрібних системах з метою спрощення абонентських вводів. У таких системах вода для місцевих систем гарячого водопостачання готується безпосередньо біля джерела тепла (у котельнях) і особливою трубою підводиться до споживачів, де безпосередньо надходить до місцевих систем гарячого водопостачання. В цьому випадку у абонентів відсутні підігрівальні установки гарячого водопостачання та рециркуляційна вода систем гарячого водопостачання повертається для підігріву до джерела тепла. Дві інші труби у такій системі призначаються для місцевих систем опалення та вентиляції.

ДВОТРУБНІ ВОДЯНІ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Закриті та відкриті системи. Двотрубні водяні системи бувають закритими та відкритими. Ці системи відрізняються технологією приготування води для місцевих систем гарячого водопостачання (рис. 8.2). У закритих системах для гарячого водопостачання використовується водопровідна вода, що підігрівається у поверхневих теплообмінниках водою з теплової мережі (рис. 8.2,а). У відкритих системах воду для гарячого водопостачання беруть безпосередньо із теплової мережі. Відбір води з труби, що подає і зворотній, теплової мережі проводять у таких кількостях, щоб після змішування вода придбала потрібну для гарячого водопостачання температуру (рис. 8.2,б).

Рис.8.2 . Принципові схеми приготування води для гарячого водопостачання на абонентських у двотрубних водяних системах теплопостачання. а–при закритій системі, б–відкритій системі, 1–що подає та зворотний трубопроводи теплової мережі; клапан

У закритих системах теплопостачання сам теплоносій ніде не витрачається, а лише циркулює між джерелом тепла та місцевими системами теплоспоживання. Це означає, що такі системи закриті стосовно атмосфері, як і знайшло свій відбиток у тому назві. Для закритих систем теоретично справедлива рівність, тобто. кількість води, що йде від джерела і приходить до нього однаково. У реальних системах завжди . Частина води втрачається із системи через наявні у ній нещільності: через сальники насосів, компенсаторів, арматури тощо. Ці витоку води із системи невеликі і за хорошої експлуатації не перевищують 0,5% обсягу води у системі. Однак навіть у такій кількості вони завдають певної шкоди, тому що з ними марно губляться і тепло, і теплоносій.

Практична неминучість витоків дозволяє виключити з устаткування водяних систем теплопостачання розширювальні судини, оскільки витоку води із системи завжди перевищують можливе збільшення обсягу води при підвищенні її температури протягом опалювального періоду. Поповнення системи водою для компенсації витоків відбувається у джерела тепла.

Для відкритих систем навіть за відсутності витоків характерна нерівність. Мережева вода, виливаючись із водорозбірних кранів місцевих систем гарячого водопостачання, стикається з атмосферою, тобто. такі системи відкриті стосовно атмосфері. Поповнення відкритих систем водою відбувається зазвичай так само, як і закритих систем у джерела тепла, хоча в принципі в таких системах поповнення можливе і в інших точках системи. Кількість підживлювальної води у відкритих системах значно більша, ніж у закритих. Якщо у закритих системах підживлювальна вода покриває лише витоку води із системи, то у відкритих системах вона повинна компенсувати ще й передбачений відбір води.

Відсутність на абонентських вводах відкритих систем теплопостачання поверхневих теплообмінників гарячого водопостачання та заміна їх дешевими пристроями змішувача є основною перевагою відкритих систем перед закритими. Основний же недолік відкритих систем полягає в необхідності мати у джерела тепла більш потужну, ніж закритих системах, установку по оберненню підживлювальної води, щоб уникнути появи корозії і накипу в нагрівальних установках і теплових мережах.

Поряд з більш простими та дешевими абонентськими введеннями відкриті системи мають ще такі позитивні якості в порівнянні із закритими системами:

а) дозволяють використовувати у великих кількостях низькопотенційне відкидне тепло, яке є і на ТЕЦ(тепло конденсаторів турбін), та у ряді галузей промисловості, що зменшує витрату палива на приготування теплоносія;

б) забезпечують можливість зменшення розрахункової продуктивності джерела тепла шляхом опосередкування витрати тепла на гаряче водопостачання при встановленні центральних акумуляторів гарячої води;

в) збільшують термін службимісцевих систем гарячого водопостачання, тому що в них надходить вода з теплових мереж, що не містить агресивних газів та накипеутворюючих солей;

г) зменшують діаметри розподільчих мереж холодного водопостачання (приблизно на 16%),подаючи абонентам воду для місцевих систем гарячого водопостачання опалювальними трубопроводами;

д) дозволяють перейти до однотрубних систем при збігу витрат води на опалення та гаряче водопостачання .

До недоліків відкритих системкрім збільшення витрат, пов'язаних з обробкою великих кількостей підживлювальної води, відносяться:

а) можливість при недостатньо ретельній обробці води появи кольоровості в воді, що розбирається, а у разі приєднання радіаторних систем опалення до теплових мереж через змішувальні вузли (елеваторні, насосні) ще й можливість забруднення води, що розбирається, і появи в ній запаху внаслідок відкладення в радіаторах опадів.та розвитку в них особливих бактерій;

б) ускладнення контролю за щільністю системи, Оскільки у відкритих системах кількість підживлювальної води не характеризує величини витоку води із системи, як у закритих системах.

Мала жорсткість вихідної водопровідної води (1–1,5 мг·экв/л) сприяє застосуванню відкритих систем, виключаючи потребу у дорогій і складної протинакипної обробки води . Доцільно застосовувати відкриті системи і при дуже жорстких або агресивних щодо корозії вихідних водах, бо при таких водах у закритих системах необхідно влаштовувати обробку води на кожному абонентському введенні, що набагато складніше і дорожче єдиної обробки підживлювальної води біля джерела тепла у відкритих системах.

ОДНОТРУБНІ ВОДЯНІ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Схема абонентського введення однотрубної системи теплопостачання наведено на рис.8.3.

Мал. 8.3. Схема введення однотрубної системи теплопостачання

Мережева вода в кількості, що дорівнює середньогодинному витраті води в гарячому водопостачанні, подається на введення через автомат постійної витрати 1. Автомат 2 перерозподіляє мережну воду між змішувачем гарячого водопостачання і теплообмінником опалення 3 і забезпечує задану температуру суміші води з опалення, що подає після теплообмінника. У нічний годинник, коли водорозбір відсутня, вода, що надходить в систему гарячого водопостачання, вода зливається в бак-акумулятор 6 через автомат підпору 5 (автомат «до себе»), який забезпечує заповнення місцевих систем водою.При водорозборі більше середнього 7 насос додатково подає воду з бака в систему гарячого водопостачання. Циркуляційна вода системи гарячого водопостачання також зливається в акумулятор через автомат підпору 4. Для компенсації втрат тепла в циркуляційному контурі, включаючи бак-акумулятор, автомат 2 підтримує температуру води трохи вище, ніж зазвичай приймається для систем гарячого водопостачання.

ПАРОВІ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Рис.8.4. Принципові схеми парових систем теплопостачання

а-однотрубної без повернення конденсату; б-двохтрубний з поверненням конденсату; в-трьохтрубної з поверненням конденсату; 1-джерело тепла; 2-паропровід; 3–абонентське введення; 4-калорифер вентиляції; 5–теплообмінник місцевої системи опалення; 6–теплообмінник місцевої системи гарячого водопостачання; 7-технологічний апарат; 8-конденсатовідвідник; 9-дренаж; 10-бак збору конденсату; 11-конденсатний насос; 12-зворотний клапан; 13-конденсатопровід

Як і водяні, парові системи теплопостачання, бувають однотрубними, двотрубними та багатотрубними (рис. 8.4)

В однотрубній паровій системі (рис. 8.4 а) конденсат пари не повертається від споживачів тепла до джерела, а використовується на гаряче водопостачання та технологічні потреби або викидається в дренаж. Такі системи малоекономічні та застосовуються при невеликих витратах пари.

Двотрубні парові системи з поверненням конденсату до джерела тепла (рис. 8.4, б) мають найбільше поширення практично. Конденсат від окремих місцевих систем теплоспоживання збирається в загальний бак, розташований у тепловому пункті, а потім перекачується насосом до джерела тепла. Конденсат пари є цінним продуктом: він не містить солей жорсткості та розчинених агресивних газів і дозволяє зберегти до 15% тепла, що міститься в парі.. Приготування нових порцій поживної води для парових котлів зазвичай потребує значних витрат, що перевищують витрати на повернення конденсату. Питання доцільності повернення конденсату до джерела тепла вирішується у кожному даному випадку виходячи з техніко-економічних розрахунків.

Багатотрубні парові системи (рис. 8.4,в) застосовуються на промислових майданчиках при отриманні пари ТЕЦ і у випадку, якщо технологія виробництва потребує пари різних тисків. Витрати на спорудження окремих паропроводів для пари різних тисків виявляються меншими, ніж вартість перевитрати палива на ТЕЦ при відпустці пари лише одного, найвищого тиску та подальшого редукування його у абонентів, які потребують пари нижчого тиску. Повернення конденсату в тритрубних системах провадиться по одному загальному конденсатопроводу. У ряді випадків подвійні паропроводи прокладаються і при однаковому тиску в них пари з метою надійного та безперебійного постачання парою споживачів. Число паропроводів може бути і більше двох, наприклад, при резервуванні подачі з ТЕЦ пари різних тисків або доцільності подачі з ТЕЦ пари трьох різних тисків.

На великих промислових вузлах, що поєднують кілька підприємств, споруджуються комплексні водяні та парові системиз подачею пари на технологію та води на потреби опалення та вентиляції.

На абонентських вводах систем, крім пристроїв, що забезпечують передачу тепла до місцевих систем теплоспоживання, велике значення має також система збирання конденсату та повернення його до джерела тепла.

Пар, що надходить на абонентське введення, зазвичай потрапляє в розподільний гребінець, звідки безпосередньо або через редукційний клапан (автомат тиску «після себе») прямує до апаратів, що використовують.

Серйозне значення має правильний вибір параметрів теплоносія. При теплопостачанні від котелень раціонально, як правило, вибирати високі параметри теплоносія, допустимі за умовами техніки транспортування теплоти через мережу та використання її в абонентських установках. Підвищення параметрів теплоносія призводить до зменшення діаметрів теплової мережі та зниження витрат на перекачування (по воді). При теплофікації необхідно враховувати вплив параметрів теплоносія на ТЕЦ.

Вибір водяної системи теплопостачання закритого або відкритого типу залежить головним чином умов водопостачання ТЕЦ, якості водопровідної води (жорсткості, корозійної активності, окислюваності) і наявних джерел низькопотенційної теплоти для ГВП.

Обов'язковою умовою як для відкритої, так і для закритої систем теплопостачання є забезпечення стабільної якості гарячої водиу абонентів відповідно до ГОСТ 2874-73 «Вода питна». В більшості випадків якість вихідної водопровідної води визначає вибір системи теплопостачання (СТС).

При закритій системі: індекс насичення J> -0,5; карбонатна жорсткість Ж до<7мг-экв/л; (Сl+SО 4) 200мг/л; перманганатная окисляемость не регламентируется.

При відкритій системі: перманганатна окислюваність<4мг/л, индекс насыщения, карбонатная жёсткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентируется.

При підвищеній окислюваності (Про>4мг/л) у застійних зонах відкритих систем теплопостачання (радіатори та ін.) розвиваються мікробіологічні процеси, наслідок яких – сульфідне забруднення води. Так вода, що відбирається з опалювальних установок для ГВП, має неприємний сірководневий запах.

За енергетичними показниками та за початковими витратами сучасні двотрубні закриті та відкриті системи ТЗ є в середньому рівноцінними. За початковими витратами відкриті системи можуть мати деякі економічні переваги за наявності на ТЕЦ джерел м'якої води, що не потребує водопідготовки та задовольняє санітарним нормам до питної води. Розвантажується мережа холодного водопроводу в абонентів, і потребує додаткових підведення її до ТЕЦ. В експлуатації відкриті системи складніші за закриті через нестабільність гідравлічного режиму теплової мережі, ускладнення санітарного контролю щільності системи.

При дальньому транспортуванні з великим навантаженням ЄВС за наявності поблизу ТЕЦ або котельні джерел води, що задовольняють санітарним нормам, економічно виправдано застосування відкритої системи ТЗ з однотрубним (односпрямованим) транзитом та дво трубною розподільчою мережею.

При наддальньому транспортуванні теплоти на відстань близько 100-150км і доцільніше перевірити економічність застосування хімотермічної системи передачі теплоти (в хімічно зв'язаному стані на прикладі метан + вода = СО + 3Н2).

9. Обладнання ТЕЦ. Основне обладнання (турбіни, казани).

Устаткування теплопідготовчих станцій можна умовно поділити на основне та допоміжне. До основного обладнання ТЕЦта опалювально-виробничих котелень належать турбіни та котли. ТЕЦ класифікуються за родом переважного теплового навантаження на опалювальні, промислово-опалювальні та промислові. Там встановлюються відповідно турбіни типу Т, ПТ, Р. У нашій країні різних етапах розвитку енергетики турбіни виготовляли металевий завод ім. XXII з'їзду КПРС (ЛМЗ), Невський та Кіровський заводи у Ленінграді, Калузький турбінний, Брянський машинобудівний та Харківський турбо-генераторний заводи. Нині великі теплофікаційні турбіни випускає Уральський турбомоторний завод ім. Ворошилова (УТМЗ).

Перша вітчизняна турбіна потужністю 12.МВт була створена в 1931 р. З 1935 р. всі ТЕЦ споруджувалися на параметри пари у турбін 2,9 МПа та 400 ° С, а імпорт теплофікаційних турбін був практично припинений. Починаючи з 1950 р. радянська енергетика вступила в смугу інтенсивного зростання ефективності роботи енергопостачальних установок, продовжувався у зв'язку із збільшенням теплових навантажень процес укрупнення їх основного обладнання та потужностей. У 1953-1954 pp. у зв'язку зі зростанням нафтовидобутку в Приураллі почалося спорудження низки нафтоперегінних заводів великої продуктивності, котрим знадобилися ТЕЦ потужністю 200-300 МВт. Для них були створені двовідбірні турбіни потужністю 50 МВт (1956 р. на тиск 9,0 МПа на Ленінградському металевому заводі і в 1957 р. на УТМЗ на тиск 13,0 МПа). Лише за 10 років було встановлено понад 500 турбін із тиском 9,0 МПа сумарною потужністю близько 9*10 3 МВт. Поодинока потужність ТЕЦ низки електричних систем зросла до 125-150 МВт. У міру зростання технологічного теплового навантаження нафтоперегінних заводів, а також з початком будівництва хімкомбінатів для виробництва добрив, пластмас та штучного волокна, які мали потребу в парі до 600-800 т/год, виникла потреба у відновленні виробництва протитискових турбін.Випуск таких турбін на тиск 13,0 МПа потужністю 50 МВт було розпочато на ЛМЗ у 1962 р. Розвиток житлового будівництва у великих містах створив базу для спорудження значної кількості опалювальних ТЕЦ потужністю 300-400 МВт та більше. З цією метою було розпочато випуск на УТМЗ турбін Т-50-130 потужністю 50 МВт 1960 р., а 1962 р. турбін Т-100-130 потужністю 100 МВт.Принциповою відмінністю цих типів турбін є застосування в них двоступінчастого підігріву мережної води за рахунок нижнього відбору пари з тиском 0,05-0,2 МПа та верхнього 0,06-0,25 МПа.Ці турбіни можуть бути переведені на режим з протитиском ( погіршеним вакуумом) з конденсацією вихлопної пари у спеціальній поверхні мережевого пучка, розташованого в конденсаторі, для підігріву води. На деяких ТЕЦ конденсатори турбін з погіршеним вакуумом цілком використовуються як основні підігрівачі. Поодинока потужність опалювальних ТЕЦ до 1970 р. досягла 650 МВт (ТЕЦ № 20 Мосенерго), а промислово-опалювальних – 400 МВт (Тольяттинська ТЕЦ). Сумарна відпустка пари на таких станціях становить близько 60% відпущеного тепла і на окремих ТЕЦ перевищує 1000 т/год.

Новим ступенем розвитку теплофікаційного турбобудування є розробка та створення ще більших турбін, що забезпечують подальше підвищення економічності ТЕЦ та зниження витрат на їх спорудження. Турбіна Т-250, здатна забезпечити теплом та електроенергією місто з населенням 350 тис. осіб, запроектована на закритичні параметри пари 24,0 МПа, 560°С із проміжним перегрівом пари при тиску 4,0/3,6 МПа до температури 565°С . Турбіна ПТ-135 на тиск 13,0 МПа має два опалювальні відбори з незалежним регулюванням тисків у межах 0,04-0,2 МПа у нижньому відборі та 0,05-0,25 МПа у верхньому. У цій турбіні передбачено також промисловий відбір з тиском 1,5±0,3 МПаТурбіна з протитиском Р-100 призначена для використання на ТЕЦ із значним споживанням технологічної пари. Від кожної турбіни може бути відпущено приблизно 650 т/год пара тиском 1,2-1,5 МПа з можливістю збільшення на вихлопі до 2,1 МПа. Для постачання споживачів може бути використана також пара з додаткового нерегульованого відбору турбіни тиском 3,0-3,5 МПа. Турбіна Т-170 на тиск пари 13,0 МПа і температуру 565°С без проміжного перегріву як по електричній потужності, так і за кількістю пари, що відбирається займає проміжне місце між турбінами Т-100 і Т-250. Цю турбіну доцільно встановлювати на середніх за потужністю міських ТЕЦ із значним комунально-побутовим навантаженням. Поодинока потужність ТЕЦ продовжує зростати. Нині вже експлуатуються, будуються та проектуються ТЕЦ електричною потужністю понад 1,5 млн. кВт. Великі міські та промислові ТЕЦ вимагатимуть розробки та створення ще потужніших агрегатів. Вже розпочато роботи з визначення профілю теплофікаційних турбін одиничною потужністю 400-450 МВт.

Паралельно з розвитком турбобудування створювалися потужніші котельні агрегати. У 1931-1945 pp. широке застосування в енергетиці отримали прямоточні котли вітчизняної конструкції, що виробляють пар із тиском 3,5 МПа та температурою 430°С. В даний час для встановлення на ТЕЦ з турбінами потужністю до 50 МВт з параметрами пари 9 МПа та 500-535°С випускаються котельні агрегати продуктивністю 120, 160 та 220 т/год з камерним спалюванням твердих палив, а також мазуту та газу. Конструкції цих котлів розроблялися з 50-х практично всіма основними котельними заводами країни - Таганрозьким, Подільським і Барнаульским. Спільним для таких котлів є П-подібне компонування, використання природної циркуляції, прямокутна відкрита топкова камера та сталевий трубчастий підігрівач повітря.

У 1955-1965 pp. поряд з освоєнням на ТЕЦ установок з параметрами 10 МПа та 540°С створювалися більші турбіни та котельні агрегати на параметри 14 МПа та 570°С. З них найбільшого поширення набули турбіни потужністю 50 та 100 МВт з котлами Таганрозького котельного заводу (ТКЗ) продуктивністю 420 т/год типів ТП-80 – ТП-86 для твердого палива та ТГМ-84 – для газу та мазуту. Найбільш потужним агрегатом цього заводу, що використовується на ТЕЦ докритичних параметрів, є агрегат типу ТГМ-96 з камерою топки для спалювання газу і мазуту продуктивністю 480-500 т/год.

Блокове компонування котел-турбіна (Т-250) на надкритичні параметри пари з проміжним перегрівом зажадало створення прямоточного котла паропродуктивністю близько 1000 т/год. Для зниження вартості спорудження ТЕЦ радянськими вченими М. А. Стирцковичем та І. К. Стаселявічусом вперше у світі було запропоновано схему опалювальної теплоелектроцентралі з використанням нових водогрійних котлів теплопродуктивністю до 210 МВт. Було доведено доцільність підігріву мережевої води на ТЕЦ у піковій частині графіка спеціальними піковими водогрійними котлоагрегатами, відмовившись від використання для цих цілей дорожчих парових енергетичних котлоагрегатів. Дослідження ВТІ ім. Ф. Е. Дзержинського завершилися розробкою та виробництвом ряду типорозмірів уніфікованих баштових газомазутних водогрійних котельних агрегатів одиничною теплопродуктивністю 58, 116 та 210 МВт. Пізніше було розроблено котлоагрегати менших продуктивностей. На відміну від котлоагрегатів баштового типу (ПТВМ), котлоагрегати серії КВГМ запроектовані для роботи зі штучною тягою. Такі котли теплопродуктивністю 58 і 116 МВт мають П-подібне компонування та призначені для роботи в основному режимі.

Рентабельність паротурбінних ТЕЦ для європейської частини СРСР свого часу досягається за мінімального теплового навантаження 350-580 МВт. Тому поряд з будівництвом ТЕЦ у великих масштабах здійснюється будівництво промислових та опалювальних котелень, обладнаних сучасними водогрійними та паровими котлами. Районні теплові станції з котлами типу ПТВМ, КВГМ використовують при навантаженнях 35-350 МВт, а парові котельні з котлами типу ДКВР та інші – при навантаженнях 3,5-47 МВт. Невеликі селища та сільськогосподарські об'єкти, житлові райони окремих міст опалюються невеликими котельнями з чавунними та сталевими казанами продуктивністю до 1,1 МВт.

10. Обладнання ТЕЦ. Допоміжне обладнання (підігрівачі, насоси, компресори, пароперетворювачі, випарники, редукційно-охолоджувальні установки РОУ, конденсатні баки).

11. Водопідготовка. Норми якості води.

12. Водопідготовка. Освітлення, пом'якшення (осадження, катіоновий обмін, стабілізація жорсткості води).

13. Водопідготовка. Деаерація.

14. Теплове споживання. Сезонне навантаження.

15. Теплове споживання. Цілорічне навантаження.

16. Теплове споживання. Графік Россандер.

Котельна установка являє собою тепловий генератор, в якому хімічна енергія палива перетворюється на теплову енергію робочого тіла, в якості якого використовуються вода і водяна пара. Робоче тіло, зване в даному випадку теплоносієм, транспортується до теплоприймачів споживачів і після використання теплового потенціалу знову повертається в котельню установку для повторення циклу.

По виду вироблюваного теплоносія котельні установки бувають паровими і водогрійними. За призначенням вони поділяються на три основні типи:

- Енергетичні - установки, що виробляють теплову енергію для подальшого перетворення її в електричну енергію і тому входять в комплекс енергетичних споруд електричних станцій.

У них виробляється перегріта водяна пара середніх, високих та надкритичних параметрів;

- Виробничі - установки, що виробляють теплову енергію для технологічних потреб різних виробництв. Вони, як правило, є паровими, що виробляють суху насичену або перегріту пару низьких і середніх параметрів;

– опалювальні - установки, що виробляють теплову енергію для теплопостачання міст. Як правило, вони є водогрійними

та призначені для отримання перегрітої води з температурою

Часто зустрічаються поєднання виробничих і опалювальних котельних установок, що виробляють одночасно пар для виробничо-технологічних потреб і гарячу воду для опалювально-побутових цілей.

Робочі процеси парової котельної установки схематично можна представити як два організованих потоки - газів і рідини, що рухаються по одній і тій же теплообмінній системі і обмінюються між собою енергією через розділяють їх металеві стінки, що називаються поверхнями нагріву (рис. 5.1) .

Організація потоків в котельних установках відрізняється великою різноманітністю і залежить від багатьох факторів: призначення котельної та її продуктивності, виду палива, що використовується, і способу спалювання, роду теплоносія і методів його циркуляції, а також визначається завданнями забезпечення максимального ефекту перетворення енергії палива в теплову. енергію води.

Відповідно до наведеної схеми власне котлоагрегат включає в себе:

топковий пристрій, в якому спалюється паливо та утворюються топкові гази - високонагріті продукти згоряння;

котел (металеву ємність), усередині якого циркулює теплоносій і через поверхню якого передається теплота від газів до теплоносія;

систему газоходів, що служать для видалення топкових газів в атмосферу;

пристрої для подачі палива та повітря в топку, видалення залишків паливоспаления і продуктів згоряння, циркуляції теплоносія;

системи трубопроводів води, пари, повітря, конструктивно виконаних як єдине ціле з котлоагрегатом.

Котельня установка(рис. 5.2) - сукупність одного або кількох котлоагрегатів, встановлених в одному приміщенні та обладнаних загальними допоміжними пристроями паливопідготовки, шлакозоло-видалення, водопідготовки та живлення котлів, очищення та видалення газів.

Подача подрібненого палива

	безперервна	продування

Перегріта пара		Повітря


				Пар		ВПУ
					Живильник-
			ня вода

	Повітря			ПОНЕДІЛОК

						Ті, що йдуть
					гази

Мал. 5.2. Технологічна схема котельної установки для водяної пари: 1 - паливний бункер; 2 - млин для помелу палива; 3 - пальник; 4 – котлоагрегат; 5 - топкова камера; 6 - пристрій золошлаковидалення; 7 - екранні труби; 8 - пароперегрівач; 9 - барабан казана; 10 – нижні колектори екранів; 11 – економайзер; 12 - повітропідігрівач; 13 - повітрозабірний короб; 14 – вентилятор; 15 - золоуловлювач; 16 - пристрій гідрозоловидалення; 17 - димосос; 18 – димова труба; 19 - деаератор; ВПУ – водопідготовча установка; ПН - живильний насос

Однією з основних завдань безпечної експлуатації котельних установок є організація раціонального водного режиму, при якому не утворюється накип на стінках випарних поверхонь нагріву, відсутня їх корозія і забезпечується висока якість вироблюваної пари. Пар, що виробляється в котельні, повертається від споживача в конденсованому стані; при цьому кількість конденсату, що повертається, зазвичай буває менше, ніж кількість виробленої пари.

Втрати конденсату і води при продуванні заповнюються за рахунок додавання води з будь-якого джерела. Ця вода повинна бути відповідним чином підготовлена до вступу в котельний агрегат. Вода, що пройшла попередню підготовку, називається додатковою, суміш конденсату, що повертається, і додаткової води - поживною, а вода, котра циркулює в контурі котла, котловий.

Паровий котел-це пристрій, що має систему поверхонь нагрівання для отримання пари з безперервно надходить в нього поживної води шляхом використання теплоти, що виділяється при згорянні органічного палива. У сучасних парових котлах організується факельне спалювання палива в камерній топці, що представляє собою призматичну вертикальну шахту. Смолоскипний спосіб спалювання характеризується безперервним рухом палива разом з повітрям і продуктами згоряння в камері топки.

Паливо та необхідне для його спалювання повітря вводяться в топку котла через спеціальні пристрої – пальники.

Топка у верхній частині з'єднується горизонтальним газоходом з однією або двома призматичними вертикальними шахтами, званими по основному виду теплообміну конвективними шахтами, що відбувається в них.

У топці, горизонтальному газоході та конвективній шахті знаходяться поверхні нагріву, що виконуються у вигляді системи труб, в яких рухається робоче середовище.

Залежно від переважного способу передачі теплоти поверхнями нагрівання їх можна поділити на такі види: радіаційні - теплота передається в основному випромінюванням; радіаційно-конвективні – теплота передається випромінюванням та конвекцією приблизно в рівних кількостях; конвективні - теплота передається в основному конвекцією.

У камері топки по всьому периметру і по всій висоті розташовуються трубні плоскі системи - топкові екрани, що є радіаційними поверхнями нагріву.

Поверхня нагріву, у якій вода підігрівається до температури насичення, називається економайзером; утворення пари відбувається в пароутворювальній (випарювальній) поверхні нагріву, а його перегрів - у пароперегрівачі. Система трубних елементів котла, у яких рухаються

поживна вода, пароводяна суміш і перегріта пара, утворюють його пароводяний тракт.

Водяні економайзери призначені для охолодження продуктів згоряння та підігріву поживної води до надходження її до випарної частини котельного агрегату. Попередній підігрів води за рахунок теплоти димових газів суттєво збільшує ККД котельного агрегату. Залежно від застосовуваного матеріалу економайзери діляться на чавунні та сталеві, за типом поверхні - на ребристі та гладкотрубні, за рівнем підігріву води - на некиплячі та киплячі.

Пароперегрівач являє собою змійникову поверхню теплообміну, призначену для перегріву пари, отриманого в випаровувальній частині котельного агрегату. Пара рухається всередині трубок, що омиваються зовні димовими газами.

Для безперервного відведення теплоти та забезпечення необхідного температурного режиму металу поверхонь нагріву організується безперервний рух робочого середовища. При цьому вода в економайзері та пара в пароперегрівачі можуть проходити одноразово або багаторазово.

У першому випадку котел називається прямоточним, а в другому - котлом з багаторазовою циркуляцією.

Пароводяна система прямоточного котла є гідравлічною системою, у всіх елементах якої робоче середовище рухається під напором, створюваним поживним насосом. У прямоточних котлах немає чіткої фіксації економайзерної, пароутворювальної та пароперегрівної зон.

У котлах з багаторазовою циркуляцією (рис. 5.2) існує замкнутий контур, утворений системою труб, що обігріваються і не обігріваються, об'єднаних вгорі барабаном, а внизу - колектором. Колектор - це заглушена з торців труба, в яку по довжині вварюються екранні труби. Барабан являє собою циліндричну горизонтальну посудину, що має водяний і паровий об'єми, які поділяються поверхнею, званою дзеркалом випаровування. У барабані пар, що утворився, відокремлюється і надходить у пароперегрівач.

Волога насичена пара, одержувана в барабані котлоагрегатів низького та середнього тисків, може нести з собою краплі котлової води, що містить розчинені в ній солі. У котлоагрегатах високого та надвисокого тисків забруднення пари обумовлюється ще й додатковим винесенням солей кремнієвої кислоти та сполук натрію, які роз-64

творяться в парі. Домішки, що несуть з парою, відкладаються в пароперегрівачі, що вкрай небажано, оскільки може призвести до перепалу труб пароперегрівача. Тому пара перед виходом з барабана котла піддається сепарації, в процесі якої краплі котлової води відокремлюються і залишаються в барабані. Сепарація пари здійснюється в спеціальних сепаруючих пристроях, в яких створюються умови для природного або механічного поділу води і пари.

Природна сепарація відбувається внаслідок великої різниці густин води та пари. Механічний інерційний принцип сепарації заснований на відмінності інерційних властивостей водяних крапель і пари при різкому збільшенні швидкості та одночасному зміні напрямку або закручування потоку вологої пари.

У котлах з природною циркуляцією поживна вода, що подається насосом, підігрівається в економайзері та надходить у барабан. З барабана по опускних труб, що не обігріваються, вода надходить в нижні колектори екранів, звідки розподіляється в обігріваються екранні труби, в яких закипає. Циркуляція відбувається за рахунок різниці щільностей пароводяної суміші в екранних трубах і води у водоопускних трубах.

У котлах з багаторазовою примусовою циркуляцією для поліпшення циркуляції додатково встановлюється циркуляційний насос, що дозволяє здійснювати рух пароводяної суміші по похилим і горизонтальним трубам.

Температура в топці у зоні горіння смолоскипа досягає 1400-1600 °С. Стіни камери згоряння виконуються з вогнетривкого матеріалу, їх зовнішня частина покривається теплоізоляцією. Продукти згоряння, що частково охолодилися в топ-ці, з температурою 900-1200 °С надходять у горизонтальний газохід котла, де омивають пароперегрівач, а потім направляються в конвективну шахту, в якій розміщуються проміжний пароперегрівач, водяний економайзер і остання -верхня нагріву - повітропідігрівач, в якому повітря підігрівається перед подачею в топку котла. Гаряче повітря, що спрямовується в топку котла, покращує умови згоряння палива, зменшує втрати теплоти від хімічної та механічної неповноти згоряння палива, підвищує температуру його горіння, інтенсифікує теплообмін, що в результаті підвищує ККД установки. У середньому зниження температури газів на кожні 20-25 °С підвищує ККД приблизно на 1%.

Продукти згоряння за повітропідігрівачем називають газами, що йдуть; вони мають температуру 110–160 °С. Оскільки подальша утилізація теплоти нерентабельна, гази, що йдуть, за допомогою димососа через золоуловлювач видаляються в димову трубу.

Велике значення для надійної роботи котла має якість живильної води. Незважаючи на знесолювання та деаерацію води (видалення з води корозійно-активних газів) Про 2 та СО 2) на водопідготовчій установці, в котел безперервно з поживною водою надходить деяка кількість розчинених солей і зважених частинок. Дуже невелика частина солей відноситься парою, що виробляється. У котлах з багаторазовою циркуляцією основна кількість солей і твердих частинок затримується в котлі, через що їх вміст у котловій воді поступово збільшується. При кипінні води в котлі солі випадають з розчину, а на внутрішній поверхні екранних труб утворюється накип, що погано проводить теплоту. В результаті екрани недостатньо охолоджуються середовищем, що рухається в них, і можуть зруйнуватися під дією внутрішнього тиску. Тому частину води з підвищеною концентрацією солей необхідно видаляти з котла. На заповнення віддаленої кількості води подається поживна вода з меншою концентрацією домішок. Такий процес заміни води у замкнутому контурі називається безперервним продуванням. Безперервна продувка здійснюється з барабана котла.

У прямоточних котлах через відсутність барабана безперервна продувка утруднена, тому до якості поживної води цих котлів пред'являються підвищені вимоги.

4.1 Склад розділів проектної документації та вимоги до їх змісту наведено у .

4.2 Обладнання та матеріали, що використовуються при проектуванні, у випадках, встановлених документами в галузі стандартизації, повинні мати сертифікати відповідності вимогам норм і стандартів Росії, а також дозвіл Ростехнагляду на їх застосування.

4.3 При проектуванні котелень з паровими та водогрійними котлами з тиском пари більше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) та з температурою води понад 115°С необхідно дотримуватись відповідних норм і правил у галузі промислової безпеки, а також документів у галузі стандартизації.

4.4 Проектування нових і реконструйованих котелень має здійснюватися відповідно до розроблених та узгоджених в установленому порядку схем теплопостачання, або з обґрунтуваннями інвестицій у будівництво, прийнятими у схемах та проектах районного планування, генеральних планів міст, селищ та сільських поселень, проектів планування житлових, промислових та інших функціональних зон або окремих об'єктів, наведених у .

4.5 Проектування котелень, для яких не визначено у встановленому порядку вид палива, не допускається. Вид палива та його класифікація (основне, за потреби аварійне) визначається за погодженням з регіональними уповноваженими органами влади. Кількість та спосіб доставки необхідно узгодити з паливопостачальними організаціями.

4.6 Котельні за цільовим призначенням у системі теплопостачання поділяються на:

центральні у системі централізованого теплопостачання;
пікові в системі централізованого та децентралізованого теплопостачання на базі комбінованого вироблення теплової та електричної енергії;
автономні системи децентралізованого теплопостачання

4.7 за призначенням поділяються на:

опалювальні – для забезпечення тепловою енергією систем опалення, вентиляції, кондиціювання та гарячого водопостачання;
опалювально-виробничі – для забезпечення тепловою енергією систем опалення, вентиляції, кондиціювання, гарячого водопостачання, технологічного теплопостачання;
виробничі – для забезпечення тепловою енергією систем технологічного теплопостачання.

4.8 Котельні за надійністю відпуску теплової енергії споживачам (відповідно до СП 74.13330) поділяються на котельні першої та другої категорії.

котельні, що є єдиним джерелом теплової енергії системи теплопостачання;
котельні, що забезпечують тепловою енергією споживачів першої та другої категорії, що не мають індивідуальних резервних джерел теплової енергії. Переліки споживачів за категоріями встановлюються у завданні проектування.

4.9 У котельнях з паровими та пароводогрейними котлами загальною встановленою тепловою потужністю більше 10 МВт з метою підвищення надійності та енергоефективності при техніко-економічних обґрунтуваннях рекомендується встановлення парових турбогенераторів малої потужності з напругою 0,4 кВ з паровими протитисковими турбінами для забезпечення чи підприємств, біля яких вони перебувають. Відпрацьована пара після турбін може бути використана: на технологічне паропостачання споживачів, для нагрівання води систем теплопостачання, на власні потреби котельні.

Проектування таких установок має здійснюватися відповідно до .

У водогрійних котельнях, що працюють на рідкому та газоподібному паливі, для цих цілей допускається використання газотурбінних або дизельних установок.

При проектуванні електроенергетичної надбудови для вироблення електричної енергії для власних потреб котельні та/або передачі її в мережу слід здійснювати відповідно до , . У разі якщо для розробки проектної документації недостатньо вимог щодо надійності та безпеки, встановлених нормативними документами, або такі вимоги не встановлено, слід розробляти та затверджувати в установленому порядку спеціальні технічні умови.

4.10 Для теплопостачання будівель та споруд від блочно-модульних котелень слід передбачати можливість роботи обладнання котельні без постійного персоналу.

4.11 Розрахункова теплова потужність котельні визначається як сума максимальних годинних витрат теплової енергії на опалення, вентиляцію та кондиціювання, середніх годинних витрат теплової енергії на гаряче водопостачання та витрат теплової енергії на технологічні цілі. При визначенні розрахункової теплової потужності котельні повинні враховуватися витрати теплової енергії на власні потреби котельні, втрати в котельні та в теплових мережах з урахуванням енергетичної ефективності системи.

4.12 Розрахункові витрати теплової енергії на технологічні цілі слід приймати за завданням проектування. У цьому повинна враховуватися можливість розбіжності максимальних витрат теплової енергії окремих споживачів.

4.13 Розрахункові годинні витрати теплової енергії на опалення, вентиляцію, кондиціювання та гаряче водопостачання повинні прийматися за завданням на проектування, за відсутності таких даних – визначатися за СП 74.13330, а також за рекомендаціями.

4.14 Число та продуктивність котлів, встановлених у котельні, слід вибирати, забезпечуючи:

розрахункову продуктивність (теплову потужність котельні згідно 4.11);
стабільну роботу котлів за мінімально допустимого навантаження в теплий період року.

При виході з ладу найбільшого за продуктивністю котла в котельнях першої категорії котли, що залишилися, повинні забезпечувати відпуск теплової енергії споживачам першої категорії:

на технологічне теплопостачання та системи вентиляції - у кількості, що визначається мінімально допустимими навантаженнями (незалежно від температури зовнішнього повітря);
на опалення та гаряче водопостачання - у кількості, що визначається режимом найбільш холодного місяця.

При виході з ладу одного котла, незалежно від категорії котельні, кількість теплової енергії, що відпускається споживачам другої категорії, повинна забезпечуватися відповідно до вимог СП 74.13330.

Число котлів, що встановлюються в котельнях, та їх продуктивність, слід визначати на підставі техніко-економічних розрахунків.

У котельнях слід передбачати встановлення не менше двох котлів; у виробничих котельнях другої категорії – встановлення одного котла.

4.15 У проектах котелень слід використовувати котли, економайзери, повітропідігрівачі, турбіни з протитиском, газотурбінні та газопоршневі установки з генераторами напругою 0,4 кВ, золоуловлювачі та інше обладнання в блочному транспортабельному виконанні повної заводської та виконаної повної заводської.

4.16 Проекти блоків допоміжного обладнання з трубопроводами, системами автоматичного контролю, регулювання, сигналізації та електротехнічним обладнанням підвищеної заводської готовності розробляються на замовлення та завдання монтажних організацій.

4.17 Відкрите встановлення обладнання у різних кліматичних зонах можливе, якщо це допускається інструкціями заводів-виробників та відповідає за шумовими характеристиками вимогам у СП 51.13330 та .

4.18 Компонування та розміщення технологічного обладнання котельні повинні забезпечувати:

умови для механізації ремонтних робіт;
можливість використання при ремонтних роботах підлогових підйомно-транспортних механізмів та пристроїв.

Для ремонту вузлів обладнання та трубопроводів масою понад 50 кг слід передбачати, як правило, інвентарні вантажопідйомні пристрої. У разі неможливості використання інвентарних вантажопідйомних пристроїв слід передбачати стаціонарні вантажопідйомні пристрої (талі, тельфери, підвісні та мостові крани).

4.19 У котельнях за завданням на проектування слід передбачати ремонтні ділянки чи приміщення для проведення ремонтних робіт. При цьому слід враховувати можливість виконання робіт із ремонту вказаного обладнання відповідними службами промислових підприємств чи спеціалізованими організаціями.

4.20 Прийняті у проекті основні технічні рішення мають забезпечувати:

надійність та безпека роботи обладнання;
максимальну енергетичну ефективність котельні;
економічно обґрунтовані витрати на будівництво, експлуатацію та ремонт;
вимоги охорони праці;
необхідні санітарно-побутові умови для експлуатаційного та ремонтного персоналу;
вимоги охорони довкілля.

4.21 Теплову ізоляцію обладнання котелень, трубопроводів, арматури, газоходів, повітроводів та пилопроводів слід передбачати з урахуванням вимог СП 60.13330 та СП 61.13330.

У цьому розділі:

Вступ	1. Область застосування
2. Нормативні посилання	3. Терміни та визначення
4. Загальні положення	5. Генеральний план та транспорт
6. Об'ємно-планувальні та конструктивні рішення

Газова котельня найпопулярніша у своєму класі. Оскільки, підключившись до магістралі газопостачання, не потрібно турбуватися про доставку та зберігання палива. Слід сказати, що газ - це клас палива, яке є вибухонебезпечним та пожежонебезпечним, а також при неправильній експлуатації можуть бути його викиди до приміщення. Саме тому потрібно ретельно виконувати всі норми проектування газової котельні (розрахунки, норми газопостачання та газоходів тощо), які вказані в СНіП, щоб уникнути небезпеки.

Газові установки з ліцензією цього класу забезпечують опалення та гарячу воду для промислових об'єктів, житлових будинків, котеджів та селищ, а також об'єктів сільськогосподарського призначення.

Переваги та недоліки обладнання на газу

До основних переваг обладнання газової котельні можна віднести:

Економічність.Газова котельня з ліцензією витратить паливо ощадливо, і при цьому, виробляючи достатню кількість теплової енергії (автоматика робить всі розрахунки). При правильному проектуванні схеми ця установка дуже вигідна в експлуатації;
Екологічність палива.Сьогодні це дуже важливий чинник. Виробники намагаються випускати обладнання із максимальним рівнем очищення викидів. Також слід зазначити, що викиди СО2 при роботі пристрою з ліцензією такого класу мінімальні;
Високий показник ККД.Обладнання газу видає найвищий коефіцієнт, норма якого сягає до 95%. А відповідно під час експлуатації виходить якісне опалення приміщень;
Обладнання газової котельні має менші габарити, ніж у установках іншого класу;
Мобільність.Це стосується лише модульних установок газу. Їхнє проектування відбувається на заводі, і випускаються вони з ліцензією;
Для зручності в експлуатації можна встановлювати GSM керування котлами (в такий спосіб можна здійснювати всі розрахунки та вводити параметри, стежити за викидами).

Проектування газових котелень із автоматизованою схемою дозволяє скоротити контроль оператора.

Недоліками експлуатації газових установок такого класу є:

Потрібно проводити ліцензоване сервісне обслуговування котельні перед початком опалювального сезону, оскільки це обладнання є джерелом небезпеки та можливим викидом газу при експлуатації;
Підключення до центральної газової магістралі (отримання ліцензії) дорого коштує та є тривалим процесом (якщо його немає);
Функціонування агрегатів газу безпосередньо залежить від розрахунку тиску в магістралі;
Це обладнання енергозалежне, але ця проблема можна виправити, якщо передбачити безперебійне харчування у схемі;
Щоб отримати ліцензію на встановлення газу (природному або зрідженому) слід виконати суворі ліцензовані норми перевіряючих інспекцій відповідно до СНиП.

Проектування газової установки під ключ

Проектування газових котелень з ліцензією полягає у складанні та розрахунку схеми опалення, газопостачання та газоходів. Для цього обов'язково потрібно ознайомитися з нормами СНиП «Газові котельні» та враховувати характеристики при встановленні опалювальних агрегатів та газоходів.

Проектування котельні на газу має відбуватися у певній послідовності та відповідно до таких пунктів (норм):

Виконуються архітектурно-будівельні схеми та креслення, відповідно до норм СНіП. Також цьому етапі враховуються побажання замовника (в розрахунках).
Розраховується газова котельня, тобто розраховується кількість необхідної теплової енергії для опалення та подачі гарячої води. Тобто потужність котлів, які будуть встановлені для експлуатації, а також їх викиди.
Розташування приміщення котельні. Це важливий пункт проектування газових котелень, тому що всі робочі вузли розташовуються за нормами в одному приміщенні з певним розрахунком. Це приміщення може бути у вигляді прибудови або окремої будови, може бути всередині об'єкта, що опалюється, або на даху. Все залежить від призначення об'єкта та його проектування.
Розробка схем та планів, які допомагають функціонувати газовому котельному обладнанню. Слід враховувати клас автоматизації та систему теплопостачання. Усі схеми газопостачання котельні мають бути облаштовані відповідно до норм СНіП. Не варто забувати, що ці установки досить небезпечні та правильна розробка дуже важлива. Розробку мають здійснювати кваліфіковані спеціалісти під ключ, які мають на це ліцензію.
Потрібно перевірити об'єкт на безпеку шляхом проведення спеціальної експертизи.

При неправильному не ліцензованому проектуванні газових котелень можна зазнати великих фінансових витрат (штрафів), а також наражатись на небезпеку під час експлуатації. Найкраще довірити монтаж обладнання такого класу компаніям, які виконують монтаж газових котелень під ключ. Компанії мають ліцензію на виконання цих робіт, а це гарантує тривалу експлуатацію газової установки та виконання всіх норм СНіП.

Принцип (схема) роботи газової установки

Експлуатація обладнання такого класу не включає складних процесів і схем (розрахунків). Газоходи котельні виконують газопостачання, тобто подають паливо (природний або скраплений газ) до пальника в котлі або котлах (якщо в установці є кілька газових агрегатів згідно з ліцензією). Далі паливо згоряє в камері згоряння, внаслідок чого нагрівається теплоносій. Теплоносій циркулює у теплообміннику.

У котельнях з газопостачанням є розподільчий колектор. Цей елемент конструкції здійснює розрахунок і розподіляє теплоносій за встановленими контурами (залежно від схеми газової котельні). Наприклад, це можуть бути опалювальні радіатори, бойлери, тепла підлога тощо. Теплоносій віддає свою теплову енергію та повертається в котел по зворотному ходу. Отже, відбувається циркуляція. Розподільний колектор складається із системи обладнання, завдяки якому циркулює теплоносій, а також контролюється його температура.

Викид продуктів горіння палива (природний або скраплений газ) здійснюється через димар, який повинен проектуватися за всіма характеристиками СНіП, щоб не допустити небезпечної ситуації.

Установки з газопостачанням керуються автоматикою, що мінімізує втручання оператора у процес експлуатації. Автоматика у газовому обладнанні має багаторівневий захист. Тобто зупиняє котли за небезпечних аварійних ситуацій, здійснює розрахунок всіх параметрів і викидів і т.д. Сучасні автоматизовані системи можуть сповіщати оператора навіть за допомогою SMS.

Мал. 1

Види

Можна виділити таку класифікацію ліцензованих газових котелень, за способом встановлення:

Встановлення на даху.На виробничих об'єктах опалювальне обладнання часто монтують на даху;
Транспортна установка.Котельні такого виду є аварійними, що випускаються із заводу повністю укомплектованими. Їх можна перевозити, попередньо встановивши на причіп, шасі тощо. Ці установки є повністю безпечними;
Блочно-модульна котельня на газі.Цей клас установок монтується разом із приміщенням за допомогою спеціальних модулів. Транспортується будь-яким видом транспорту. І збирається компанією виробником під ключ. Виробник також займається дозвільною документацією (ліцензія);
Вбудована котельня.Агрегати на газу встановлюються у приміщенні усередині будівлі.

Мал. 2

Для вбудованих котелень з ліцензією є певні норми БНіП, яких потрібно дотримуватися для забезпечення безпеки та запобігання викидам газу. Такого класу котельня повинна мати прямий вихід надвір.

Проектування таких котелень із газопостачанням заборонено:

у багатоквартирних будинках, лікарнях, дитячих садках, школах, санаторіях тощо.
над та під приміщеннями, де знаходяться понад 50 осіб, складами та виробництвами з небезпекою А, Б категорій (пожежонебезпека, вибухонебезпека).

Установки на зрідженому газі

Котельні на зрідженому газі мають свої переваги, наприклад, немає проблем із тиском у газових магістралях, немає потреби турбуватися зі збільшенням вартості опалення, а також можна самостійно встановлювати норми та ліміти. Цей клас обладнання також автономний.

Але при проектуванні та монтажі котельні на зрідженому газі додаткові грошові вкладення слід витратити на конструкцію (схему). Так як конструкція вимагає встановлення спеціального резервуара для палива. Це так званий газгольдер, який може мати об'єм 5-50 м2. Тут встановлені додаткові газоходи котельні, тобто ті якими зріджений газ надходить у котельну установку. Такий клас газопостачання виглядає як окремий трубопровід (газохід). Частота заповнення резервуара зрідженим газом залежить від того який його обсяг, це може відбуватися від 1 до 4 разів на рік.

Заправка такого обладнання зрідженим газом провадиться компаніями, які мають ліцензію на проведення робіт такого класу під ключ. Їхнє ліцензування також дозволяє проводити техогляд газоходів та газгольдера. Обов'язково потрібно наймати майстрів, які мають дозволи та ліцензію, оскільки це роботи з високим рівнем небезпеки.

Конструкція на зрідженому газі більше ні чим не відрізняється від працюючої на природному газі. Цей клас обладнання також має у комплектації радіатори, запірну арматуру, насоси, клапани, автоматику тощо.

Газгольдер зі зрідженим паливом може бути встановлений у 2 варіантах (схемах):

Над землею;
Під землею.

Проектування обох варіантів має здійснюватися, дотримуючись певних умов та розрахунків, які в тому числі позначені в СНиП. Резервуар для зрідженого палива, що розташований над землею, повинен обов'язково бути огородженим парканом (від 1,6 м). Паркан повинен бути встановлений на відстані 1 метр від резервуара по всьому периметру. Це потрібно для кращої циркуляції повітря під час експлуатації.

Також є й інші норми проектування та розташування наземного газгольдера (щоб уникнути небезпеки) – це розрахунок відстані від різних об'єктів:

Не менш ніж за 20 метрів від житлових будівель;
Не менш ніж за 10 метрів від доріг;
Не менш ніж за 5 метрів від різного роду споруд та комунікацій.

Мал. 3

Що ж до проектування резервуара під землею, всі вищезгадані норми скорочуються вдвічі. Але є розрахунок глибини занурення резервуару зі зрідженим газом та газоходом. Ці норми проектування повинні розраховуватися індивідуально відповідно до обсягу ємності та його конструкції.

Мал. 4

Але обладнання цього класу також має свої недоліки при експлуатації, оскільки якщо якість газу погана, то котельня не функціонуватиме в заданому режимі. Заправка резервуара повинна здійснюватися компанією з усіма дозволами та ліцензією.

Норми безпеки під час експлуатації

Експлуатація газових котелень має безліч плюсів, але не варто забувати і про суттєвий мінус – небезпека цього обладнання. Це пояснюється використанням легкозаймистих речовин і горючих речовин, які і становлять усю небезпеку.

Тож можна сказати, що такі установки це

Автономні котли та котельні установки.До санітарно-технічних пристроїв будинків умовно можна віднести котельні та теплогенератори тепловою потужністю від 3-20 кВт до 3000 кВт, які останнім часом називають автономними (включаючи дахові та блокові - мобільні), та індивідуальні квартирні теплогенератори. Вони, як правило, призначаються для теплопостачання окремого об'єкта (іноді невеликої групи поруч розташованих об'єктів) або індивідуальної квартири, котеджу.

Особливості проектування та спорудження автономних котелень для різних типів цивільних об'єктів різні. Вони регламентовані зведенням правил СП 41-104-2000 "Проектування автономних джерел теплопостачання".

Автономні котельні за розміщенням їх у просторі поділяють на: окремі, прибудовані до будівель іншого призначення, вбудовані в будівлі іншого призначення незалежно від поверху розміщення, дахові. Теплова потужність вбудованої, прибудованої та дахової котельні не повинна перевищувати потреби в теплоті тієї будівлі, для теплопостачання якої вона призначена.

В окремих випадках при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні допускається можливість використання вбудованої, прибудованої або дахової автономної котельні для теплопостачання кількох будівель, якщо теплове навантаження додаткових споживачів не перевищить 100 % теплового навантаження основної будівлі. Але при цьому загальна теплова потужність автономної котельні не повинна перевищувати наступних величин: 3,0 МВт - для дахової та вбудованої котельні з котлами на рідкому та газоподібному паливі; 1,5 МВт – для вбудованої котельні з котлами на твердому паливі. Загальна теплова потужність прибудованих котеленьне обмежується.

Для виробничих будівель промислових та сільськогосподарських підприємствдопускається проектування та будівництво прибудованих, вбудованих та дахових котелень. Для котелень, прибудованихдо будівель зазначеного призначення, загальна теплова потужність котлів, що встановлюються, одинична продуктивність кожного котла і параметри теплоносія не нормуються.

Для котелень, вбудованиху виробничі будівлі промислових підприємств при застосуванні котлів із тиском пари до 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) та температурою води до 115 °С, теплова потужність котлів не нормується.

Дахові котельнідля виробничих будівель промислових підприємств допускається проектувати із застосуванням котлів із тиском пари до 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) та температурою води до 115 °С.

Для житлових будівель допускається влаштування прибудованих та дахових котелень ззастосуванням водогрійних котлів з температурою води до 115 °С, при цьому теплова потужність котельні не повинна перевищувати 3,0 МВт. Не дозволяється вбудовувати котельні у житлові багатоквартирні будинки.

Для громадських, адміністративних та побутових будівельдопускається проектування вбудованих, прибудованих та дахових котелень при застосуванні:

- водогрійних котлів із температурою нагрівання води до 115 °С;
- парових котлів з тиском насиченої пари до 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2), що задовольняють умові (/- 100) Кt - температура насиченої пари при робочому тиску, °С; V- Водяний об'єм котла, м 3 .

Не допускається проектування дахових, вбудованих та прибудованих котелень до будівель дитячих дошкільних та шкільних закладів, до лікувальних корпусів лікарень та поліклінік з цілодобовим перебуванням хворих, до спальних корпусів санаторіїв та закладів відпочинку.

Можливість встановлення дахової котельні на будинках будь-якого призначення вище за відмітку 26,5 м має узгоджуватися з місцевими органами Державної протипожежної служби.

Теплові навантаження для розрахунку та вибору обладнання котеленьповинні визначатися для трьох режимів:

максимального - при розрахунковій температурі зовнішнього повітря (в найбільш холодну п'ятиденку);

середнього - при середній температурі зовнішнього повітря найбільш холодний місяць;

Зазначені розрахункові температури зовнішнього повітря приймаються відповідно до СНіП 23-01-99* та СНіП 41-01-2003.

Розрахункова продуктивність котельні визначається сумою витрат теплоти на опалення та вентиляцію при макси-

малому режимі (максимальні теплові навантаження) та теплових навантажень на гаряче водопостачання при середньому режимі та розрахункових навантажень на технологічні цілі при середньому режимі.При визначенні розрахункової продуктивності котельні повинні враховуватися витрати теплоти на власні потреби котельні, включаючи опалення в котельні.

Максимальні теплові навантаження на опалення (? 0П1ах, вентиляцію (?„ тах та середні теплові навантаження на гаряче водопостачання) ?) Ітжитлових, громадських та виробничих будівель слід приймати за відповідними проектами.

Технологічні схеми та компонування обладнання котельніповинні забезпечувати: оптимальну механізацію та автоматизацію технологічних процесів, безпечне та зручне обслуговування обладнання; найменшу довжину комунікацій; оптимальні умови для механізації ремонтних робіт; безпечну експлуатацію без постійного обслуговуючого персоналу шляхом автоматизації технологічних процесів індивідуальних котелень.

На рис. 1.19 представлена зразкова технологічна схема автономних джерел теплопостачання.

Нагріта в котлі вода (первинний контур) надходить у підігрівачі, де нагріває воду вторинного контуру, що надходить у системи опалення, вентиляції, кондиціонування та ГВП, і повертається в котел. У цій схемі контур циркуляції води в котлах гідравлічно ізольований від контурів циркуляції абонентських систем, що дозволяє захистити котли від підживлення їх неякісною водою за наявності витоків, а в ряді випадків взагалі відмовитися від водопідготовки та забезпечити надійний безнакипний режим котлів.

В автономних та дахових котельнях ремонтні ділянки не передбачаються. Ремонт обладнання, арматури, приладів контролю та регулювання повинен проводитись спеціалізованими організаціями, що мають відповідні ліцензії, з використанням їх вантажопідіймальних пристроїв та баз.

Обладнання автономних котелень повинне розташовуватися в окремому приміщенні, недоступному для несанкціонованого проникнення сторонніх людей.

Для вбудованих та прибудованих автономних котелень передбачають закриті склади зберігання твердого або рідкого палива, розташовані поза приміщенням котельні та будівлі, для теплопостачання якої вона призначена.

-с^сь

розширювальний бак

теплообмінник

регулюючий клапан

водопідготовка біля станції

Мал. 1.19. Теплогідравлічна схема автономної (дахової) котельні

Устаткування автономних джерел теплопостачання.В даний час вітчизняна промисловість випускає чавунні та сталеві котли, призначені як для спалювання газу, рідкого котельно-пічного палива, так і для шарового спалювання сортованого твердого палива на колосникових ґратах та у завислому (вихровому, псевдозрідженому) стані.

При необхідності твердопаливні котли можуть бути переобладнані для спалювання газоподібного та рідкого палива шляхом встановлення на фронтальній плиті відповідних газогорілчаних пристроїв або форсунок та автоматики до них.

З малометражних чавунних секційних котлівслід назвати котли найпоширенішої марки КЧМ різних модифікацій. Малометражні сталеві котливипускаються багатьма машинобудівними підприємствами різних відомств переважно як товарів народного споживання. У порівнянні з чавунними котлами вони менш довговічні (термін служби чавунних котлів до 20 років, сталевих - 8-10 років), але вони менш металомісткі і не настільки трудомісткі у виготовленні, і дешевші на ринку котлів та обладнання.

Ціліснозварні сталеві котли більш газощільні, ніж чавунні. Гладка поверхня сталевих котлів знижує їх забруднення з газової сторони в процесі експлуатації, вони простіші у ремонті та обслуговуванні. Економічність (ККД) сталевих котлів близька до чавунних показників.

Крім вітчизняних котлів на ринку котлів та котельно-допоміжного обладнання в останні роки з'явилося багато котлів зарубіжних фірм, у тому числі французьких, німецьких, англійських, корейських, фінських та ін. Всі вони відрізняються високою якістю виконання, гарною автоматикою та приладами управління, відмінним дизайном. Але роздрібні ціни їх при тих же теплотехнічних характеристиках в 3-5 разів вищі за рівень цін на російське обладнання, тому вони менш доступні для масового покупця.

В автономних автоматизованих котельнях рекомендується застосовувати високоефективні котли повної заводської готовності з автоматизованими пальниками (мал. 1.20). Як правило, ККД котлів має бути не менше 92%. Доцільне постачання укрупнених блоків обладнання та трубопроводів, що стикуються на місці монтажу. Число котлів у котельні має бути не менше 2.

Мал. 1.20.

у м. Звенигороді

У табл. 1.7, 1.8 представлені технічні характеристики опалювальних котлів комунального призначення компанії «ЗІОСАБ».

Для дахових та вбудованих котеленьрекомендується використовувати малогабаритні модульні казани. Конструктивне виконання котлів має забезпечити зручність технологічного обслуговування, швидкого ремонту окремих вузлів та агрегатів.

У котельнях слід застосовувати водяні горизонтальні секційні кожухотрубні та пластинчасті водопідігрівачі, що включаються за протиточними схемами потоків теплоносіїв.

У парових котельняхповинні застосовуватися пароводяні та ємнісні підігрівачі, обладнані запобіжними клапанами з боку середовища, що нагрівається, а також повітряними та спускними пристроями.

Кожен пароводяний підігрівач повинен бути обладнаний конденсатовідвідником або регулятором переливу для відведення конденсату, штуцерами із запірною арматурою для випуску повітря та спуску води та запобіжним клапаном, що передбачається відповідно до вимог ПБ 10-115-96 Держгіртехнагляду Росії.

Таблиця 1.7

Основні технічні характеристики опалювальних котлів ЗІОСАБ комунального призначення

Найменування котла	Теплопро- ність,	маса, кг	Габарити дхшхв, мм	тиск	Температура води на виході, °С	Опір по воді, кПа	тивление
ЗІОСАБ-2000
ЗІОСАБ-1000
ЗІОСАБ-500
Ставан-250
Ставай-125

Таблиця 1.8

Параметри викидів (природний газ/ЛЖТ) котлів ЗІОСАБ

Продуктивність водопідігрівальних установок визначається за максимальними годинними витратами теплоти на опалення, вентиляцію та кондиціювання та розрахунковою витратою теплоти на ГВП. Число водопідігрівачів повинне бути не менше двох для кожного виду навантаження, при цьому у разі виходу з ладу одного з них ті, що залишилися, повинні забезпечувати відпуск теплоти в режимі найхолоднішого місяця (для ГВП - максимальної годинної витрати).

У котельнях рекомендується застосовувати безфундаментні насоси, подачу та натиск яких визначають теплогідравлічним розрахунком. Число насосів первинного контуру котельні слід приймати не менше двох, один з яких є резервним. Дозволяється застосування здвоєних насосів. Безфундаментні насоси в системах теплоспоживання можна встановлювати без резерву (резервні насоси зберігаються на складі).

Враховуючи малогабаритність автономних джерел теплопостачання, кількість запірної арматури на трубопроводах має бути мінімально необхідним, що забезпечує надійну та безаварійну роботу. Місця встановлення запірної та регулюючої арматури повинні мати штучне освітлення.

Розширювальні баки повинні бути обладнані запобіжними клапанами, а на трубопроводі, що подає, при введенні (безпосередньо після першої засувки) і на зворотному трубопроводі перед регулюючими пристроями, насосами, приладами обліку витрати води та теплоти встановлено не більше одного грязьовика (або феромагнітного фільтра).

Імпортні котлоагрегати та котельні повинні мати супровідну документацію російською мовою, що включає технічне паспорт, посібник з пуску та налагодження та технічного обслуговування, гарантійні зобов'язання, адреси виробників, постачальника та сервісної служби, акредитованої в Російській Федерації.

В автономних котельнях, що працюють на рідкому і газоподібному паливі, слід передбачати огороджувальні конструкції з розрахунку 0,03 м 2 на 1 м 3 обсягу приміщення, в якому знаходяться котли.

Водно-хімічний режим роботи автономної котельніповинен забезпечити роботу котлів, тепловикористовувального обладнання та трубопроводів без корозійних пошкоджень та відкладень накипу та шламу на внутрішніх поверхнях. Технологію обробки води слід вибирати в залежності від вимог до якості поживної та котлової води, води для систем теплопостачання та гарячого водопостачання, якості вихідної води та кількості та якості стічних вод, що відводяться.

Для вбудованих і прибудованих автономних котелень на твердому або рідкому паливі слід передбачати склад палива, розташований поза приміщенням котельні та опалювальних будівель, місткістю, розрахованою за добовими витратами палива, виходячи з умов зберігання, не менше: твердого палива - 7 діб; рідкого палива – 5 діб.

Число резервуарів рідкого палива при цьому не нормується. Для зберігання твердого палива слід передбачати закритий склад, що не опалюється.

Поквартирні системи теплопостачання.Розвиток ринкових відносин нашій країні викликало життя поквартирні системи теплопостачання. Такі системи набули застосування і в багатоквартирних житлових будинках, у тому числі тих, що мають вбудовані приміщення громадського призначення. Так, у ФРН при новому будівництві та реконструкції старого житлового фонду поквартирні системи теплопостачання отримують переважне застосування, дозволяючи мешканцям вести індивідуальні використання теплогенераторів, облік енергетичних ресурсів та їх оплату постачальникам. У такі системи розвивалися ще з довоєнного часу, з оплатою теплопостачання через автоматичні монетоприймачі.

Поквартирне теплопостачання - забезпечення теплотою систем опалення, вентиляції та гарячого водопостачання квартир у житловому будинку.Система складається з індивідуального джерела теплоти - теплогенератора, трубопроводів гарячого водопостачання з водорозбірною арматурою, трубопроводів опалення

опалювальними приладами та теплообмінниками систем вентиляції.

Як джерела теплоти систем поквартирного теплопостачання рекомендується застосовувати індивідуальні теплогенератори - автоматизовані котли повної заводської готовності на різних видах палива, у тому числі на природному газі, що працюють без постійного обслуговуючого персоналу.

Для багатоквартирних житлових будинків та вбудованих приміщень громадського призначення слід застосовувати теплогенератори з закритою (герметичною) камерою згоряння,з автоматикою безпеки, що забезпечує припинення подачі палива при припиненні подачі електроенергії, при несправності ланцюгів захисту, при згасанні полум'я пальника, при падінні тиску теплоносія нижче за гранично допустиме значення, при досягненні гранично допустимої температури теплоносія, при порушенні димовидалення (рис. 1.21); із температурою теплоносія до 95 °С; із тиском теплоносія до 1,0 МПа.

У квартирах житлових будинків заввишки до 5 поверхів допускається застосування теплогенераторів із відкритою камерою згоряннядля систем гарячого водопостачання (швидкісних проточних водонагрівачів – АГВ, рис. 4.4, див. розділ 4).

Атмосферний газовий пальник

Проточний теплообмінник

Панель керування з контролером самодіагностики

Мал. 1.21. Внутрішнє влаштування котла з атмосферною

газовим пальником

У квартирах теплогенератори загальною теплопродуктивністю до 35 кВт можна встановлювати в кухнях, коридорах, нежитлових приміщеннях, а в вбудованих приміщеннях громадського призначення - в приміщеннях без постійного перебування людей.

Теплогенератори загальною теплопродуктивністю понад 35 кВт слід розміщувати в одному спеціально відведеному приміщенні. Загальна теплопродуктивність встановлених у цьому приміщенні теплогенераторів має перевищувати 100 кВт. Схеми паралельного включення кількох однотипних казанів отримали назву каскадних.

Забір повітря, необхідного для горіння палива, повинен здійснюватися:

- для теплогенераторів із закритими камерами згоряння повітропроводами безпосередньо зовні будівлі;
- для теплогенераторів з відкритими камерами згоряння безпосередньо з приміщень, в яких вони встановлені.

Зрозуміло, що при поквартирному теплопостачанні у багатоповерхових будинках до будівельних конструкцій виникають додаткові вимоги щодо влаштування димоходів для індивідуальних теплогенераторів. Димарі також можуть бути індивідуальними та колективними. Димар повинен мати вертикальний напрямок і не мати звужень, забороняється прокладання їх через житлові приміщення.

До колективного димоходу можуть приєднуватися теплогенератори одного типу (наприклад, із закритою камерою згоряння з примусовим димовидаленням), теплопродуктивність яких відрізняється не більше ніж на 30% меншу сторону від теплогенератора з найбільшою теплопродуктивністю. До одного колективного димаря слід приєднувати не більше 8 теплогенераторів і не більше одного теплогенератора на поверх.

Викиди продуктів згоряння слід, як правило, виконувати вище покрівлі будівлі. Допускається за погодженням з органами Держсанепіднагляду Росії здійснювати викид диму через стіну будівлі, у своїй димовідвід слід виводити межі габаритів лоджій, балконів, терас, веранд тощо.

Система вентиляції у приміщеннях з теплогенераторами повинна забезпечувати нормативну кратність повітрообміну, але не менше 1 обміну на годину.

При розміщенні теплогенератора у приміщеннях громадського призначення необхідно передбачити встановлення системи контролю загазованості з автоматичним відключенням подачі газу для теплогенератора при досягненні небезпечної концентрації газу у повітрі – понад 10 % нижньої концентраційної межі розповсюдження полум'я природного газу.

Технічне обслуговування та ремонт теплогенераторів, газопроводу, димоходу та повітроводу для забору зовнішнього повітря повинні здійснюватися спеціалізованими організаціями, що мають свою аварійно-диспетчерську службу.

Схожі статті

Обговорюють:

"Лихі дев'яності": опис, історія та цікаві факти: 90-ті роки в Росії та країнах колишнього СРСР ознаменувалися сплеском.
Відмінність гастриту від виразки шлунка:Медики пояснили, як відрізнити гастрит від виразки шлунка.
Чи небезпечна уреаплазма у жінок під час вагітності – наслідки для плода, норма в аналізах та лікування Вплив уреаплазми на плід:Якщо ви запланували вагітність, то обов'язково потрібно пройти...
Екстрена контрацепція: способи, методи та наслідки:Трапляється, що за статевої близькості рветься презерватив, тому насіннєва...