ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Как и водяные паровые системы теплоснабжения бывают однотруб­ными, двухтрубными и многотрубными (рис. 2.14)

В однотрубной паровой системе (рис. 2.14, а) конденсат пара не возвращается от потребителей тепла к источнику, а используется на горячее водоснабжение и технологические нужды или выбрасывается в дренаж. Такие системы мало экономичны и применяются при неболь­ших расходах пара.

Двухтрубные паровые системы с возвратом конденсата к источнику тепла (рис. 2.14,6) имеют наибольшее распространение на практике. Конденсат от отдельных местных систем теплопотребления собирается в общий бак, расположенный в тепловом пункте, а затем насосом пе­рекачивается к источнику тепла. Конденсат пара является ценным про­дуктом: он не содержит солей жесткости и растворенных агрессивных газов и позволяет сохранить до 15 содержащегося в паре тепла. Приготовление новых порций питательной воды для паровых котлов обычно требует значительных затрат, превышающих затраты на воз­врат конденсата. Вопрос о целесообразности возврата конденсата к источнику тепла решается в каждом конкретном случае на основании технико-экономических расчетов.

Многотрубные паровые системы (рис. 2.14,8) применяются на про­мышленных площадках при получении пара от ТЭЦ и в случае, если технология производства требует пара разных давлений. Затраты на
сооружение отдельных паропроводов для пара разных давлений ока­зываются меньше, чем стоимость перерасхода топлива на ТЭЦ при от­пуске пара только одного, наиболее высокого давления и последующе­го редуцирования его у абонентов, нуждающихся в паре более низкого давления. Возврат конденсата в трехтрубных системах производится по одному общему конденсатопроводу. В ряде случаев двойные паро­проводы прокладываются и при одинаковом давлении в них пара в це­лях надежного и бесперебойного снабжения паром потребителей. Чис­ло паропроводов может быть и больше двух, например при резервиро­вании подачи с ТЭЦ пара разных давлений или при целесообразности подачи с ТЭЦ пара трех разных давлений.

На крупных промышленных узлах, объединяющих несколько пред­приятий, сооружаются комплексные водяные и паровые системы с по­дачей пара на технологию и воды на нужды отопления и вентиляции.

На абонентских вводах систем кроме устройств, обеспечивающих передачу тепла в местные системы теплопотребления, большое значе­ние имеет также система сбора конденсата и возврата его к источнику тепла.

Поступающий на абонентский ввод пар обычно попадает в распре­делительную гребенку, откуда непосредственно или через редукцион­ный клапанг (автомат давления «после себя») направляется к теплоис- пользующим аппаратам.

Схемы сбора конденсата бывают открытыми и закрытыми. Наибо­лее простая открытая схема сбора конденсата представлена на рис. 2.15. По этой схеме конденсат от теплоиспользующего аппарата 2 проходит конденсатоотводчик 3, т. е. прибор, пропускающий жид­кость и не пропускающий пара, и попадает в бак сбора конденсата 4, который через особую трубу 1 сообщается с атмосферой. Из бака конденсат насосом 5 перекачивается к источнику тепла или в случае однотрубной системы направляется на использование потребителем.

Недостатками открытой схемы сбора конденсата являются:

А) опасность поглощения конденсатом кислорода воздуха, что вы­зывает коррозию конденсатопроводов;

Б) потери в атмосферу пара вторичного вскипания и уходящего с паром тепла.

Определить потери пара и тепла в открытых баках сбора конден­сата можно из уравнения теплового баланса конденсата, поступаю­щего в бак. Допустим, что в бак поступает 1 "кг конденсата с энталь­пией, равной <7нач. При попадании в бак, т. е. в среду с меньшим дав­лением, чем в теплоиспользующем аппарате, конденсат вскипает и часть его в размере х, кг, уходит в атмосферу, а другая его часть в

Размере (1—х) с энтальпией, равной qKон, остается в баке. Уравне­ние теплового баланса 1 кг конденсата имеет вид:

1 Я нач = х 'кон (1 х) Я кон> где і'кон — энтальпия уходящего в атмосферу пара.

Из этого уравнения

9нач <7кон X = .

'кон Якон

Количество тепла, уходящего в атмосферу, равно:

Япот— х 1КОН•

Вычисленные по этим формулам потери пара и тепла в процентах к начальному количеству конденсата и содержащегося в нем тепла представлены на графике рис. 2.16. Из графика следует, что при дав­лении пара в теплоиспользующем аппарате 0,5 МПа (температура кон­денсата 151,11°С) потери конденсата составляют 9,7%, а потери теп­ла достигают 40,7%. В связи с этим открытые схемы сбора конденса­та применяются редко — лишь при количестве конденсата менее 103 кг/ч и расстоянии до источника менее 500 м (СНиП П-36-73).

Наибольшее распространение на практике имеют закрытые схемы сбора конденсата (рис. 2.17).

По схеме а конденсат от теплоиспользующего аппарата 2, пройдя конденсатоотводчик 3, попадает в закрытый бак сбора конденсата 5, в котором поддерживается избыточное (по отношению к атмосфере) дав­ление. Если этот бак расположен рядом с помещениями с пребывани­ем людей, то по правилам котлонадзора давление в баке не должно превышать 0,12 МПа. При расположении бака в отдельно стоящем по­мещении избыточное давление в нем может быть больше. При попа-

Рис. 2 17. Закры­тые схемы сбора конденсата а — со вскипанием конденсата, б —с ох­ладителем конденса­та, 1 — паропровод; 2 — теплоиспользую - щий аппарат, 3 — конденсатоотводчик, 4 — конденсатопро - вод; 5 — бак сбора конденсата, 6 — во­домерное стекло, 7 — конденсатный насос

8 —обратный клапан

9 11 — регуляторы давления «до себя»

10 — трубопровод па ра вторичного веки пания, 12 — регуля тор температуры 13 — пароводяной теп лообменник; 14 — во допровод; 15 — горя чая вода; 16 — гид равлический затвор 17 — охладитель кон­денсата; 18 — ох­лажденный конден сат
дании в этот бак высокотемпературного конденсата с />>104°С конден­сат вскипает и образует вторичный пар, который может быть исполь­зован для разных целей, в том числе и для приготовления воды систем горячего водоснабжения. Установленный на подводке к пароводяному теплообменнику автомат давления «до себя» 11 не позволяет давлению в баке становиться меньше заданной величины. Конденсат из тепло­обменника через петлю вновь возвращается в бак. Для этого теплооб­менник необходимо располагать несколько выше бака. Поступление конденсата в бак может изменяться в течение отопительного периода и в зависимости от режима работы паропотребляющего оборудования, а следовательно, может изменяться и поступление вторичного пара в пароводяной теплообменник 13. В связи с этим для обеспечения по­догрева воды в заданном количестве к теплообменнику через регуля­тор температуры 12 подводится дополнительно пар от основного паро­провода. Удаляется конденсат из бака насосом. При быстром опорож­нении бака и образовании в нем вакуума он может быть раздавлен атмосферным давлением. Во избежание этого к баку через редуктор подводится пар от основного паропровода. Следует подчеркнуть, что поддержание необходимого давления в баке в основном зависит от способности пароводяного подогревателя конденсировать заданное ко­личество пара. Если пароводяной подогреватель не справляется с этой задачей, то давление в баке может увеличиваться.

По схеме б происходит предварительное охлаждение конденсата водой, идущей на цели горячего водоснабжения.

При закрытых схемах сбора конденсата последний не поглощает кислорода воздуха; отсутствуют также непроизводительные потери конденсата и содержащегося в нем тепла. Недостатком закрытых схем является их сложность, а также необходимость четкой увязки количества пара, выделяющегося в баке, с конденсационной способ­ностью пароводяного подогревателя и потреблением нагреваемой в нем воды.

Паровые системы отопления промышленных зданий и калориферы вентиляции присоединяются к паровым сетям или непосредственно, если давление в сети не превышает допустимого для этих систем, или через редуктор.

Водяные системы отопления обычно присоединяются к паровым тепловым сетям через поверхностный теплообменник.

Местные системы горячего водоснабжения наиболее часто присое­диняются к паровым сетям через поверхностные подогреватели. Воз­можен и смесительный подогрев в пленочных (рис. 2.18,а) и струйных (рис. 2.18,6) подогревателях. Недостатком смесительного подогрева является потеря такого ценного продукта, как конденсат пара.

Тепловой пункт паровой сети оснащается следующими контрольно - измерительными приборами:

А) манометрами и термометрами самопишущими и показывающи­ми на вводе паропровода после основных задвижек;

Б) манометрами показывающими перед редукционным клапаном и после него;

В) манометром самопишущим и показывающим на магистральном конденсатопроводе;

Г) термометрами показывающими на трубопроводах редуцирован­ного пара и на конденсатопроводе;

Д) расходомерами самопишущими на паропроводе при подключен­ной нагрузке 8 ГДж/ч и более.

Водонагревательная установка должна быть оборудована следую­щей контрольно-измерительной аппаратурой:

А) манометрами показывающими на паропроводах, на всасываю­щих и нагнетательных трубопроводах насосов, на входящих и выходя­щих трубопроводах греющей и нагреваемой воды;

Б) термометрами показывающими на паропроводах и конденсато- проводах, на входящих и выходящих трубопроводах греющей и нагре­ваемой воды каждого подогревателя, на общих трубопроводах холод­ной и горячей воды;

В) расходомерами самопишущими или счетчиками на трубопрово­дах первичного и вторичного теплоносителей;

Г) предохранительными клапанами на паровых коллекторах, парово­дяных подогревателях и конденсатных баках;

Д) дренажными устройствами для дренирования и удаления воз­духа;

Е) водоуказательным стеклом на стороне конКенсирующегося теп­лоносителя.

Сборные конденсатные баки должны быть оборудованы:

А) водоуказательными приборами;

Б) сигнализацией верхнего и нижнего уровней или дистанционными указателями уровня;

В) термометрами показывающими для измерения температуры кон­денсата в баке;

Г) манометрами показывающими для контроля за поддержанием избыточного давления в баке;

Д) штуцерами с кранами для отбора проб конденсата;

Е) предохранительными устройствами от повышения давления внутри бака;

Ж) приборами, контролирующими качество конденсата.

Для осуществления контроля за работой систем сбора конденсата конденсатоперекачивающая установка должна быть оборудована:

А) манометрами показывающими для измерения давления в сбор­ном конденсатопроводе, перед и после перекачивающего насоса;

Б) приборами для измерения температуры перекачиваемого кон­денсата;

В) расходомером или счетчиком для измерения количества перека­чиваемого "конденсата.