Регулирование нагрузки в системах теплоснабжения
Системы теплоснабжения представляют собой взаимосвязанный комплекс потребителей теплоты, отличающихся как характером, так и величиной теплопотребления. Режимы расходов теплоты многочисленными абонентами неодинаковы. Тепловая нагрузка отопительных установок изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, оставаясь практически стабильной в течение суток. Расход теплоты на горячее водоснабжение и для ряда технологических процессов не зависит от температуры наружного воздуха, но изменяется как по часам суток, так и по дням недели.
В этих условиях необходимо искусственное изменение параметров и расхода теплоносителя в соответствии с фактической потребностью абонентов. Регулирование повышает качество теплоснабжения, сокращает перерасход тепловой энергии и топлива.
В зависимости от места осуществления регулирования различают центральное, групповое, местное и индивидуальное регулирование.
Центральное регулирование выполняют на ТЭЦ или в котельной попреобладающей нагрузке, характерной для большинства абонентов. В городских тепловых сетях такой нагрузкой может быть отопление или совместная нагрузка отопления и горячего водоснабжения. На ряде технологических предприятий преобладающим является технологическое тепло-потребление.
Групповое регулирование производится в центральных тепловыхпунктах (ЦТП) для группы однородных потребителей. В ЦТП поддерживаются требуемые расход и температура теплоносителя, поступающего в распределительные или во внутриквартальные сети.
Местное регулирование предусматривается на абонентском вводе длядополнительной корректировки параметров теплоносителя с учетом местных факторов.
Индивидуальное регулирование осуществляется непосредственно у теплопотребляющих приборов, например, у отопительных приборов систем отопления, и дополняет другие виды регулирования.
Тепловая нагрузка многочисленных абонентов современных систем теплоснабжения неоднородна не только по характеру теплопотребления, но и по параметрам теплоносителя. Поэтому центральное регулирование отпуска теплоты дополняется групповым, местным и индивидуальным, т. е. осуществляется комбинированное регулирование. Комбинированное
регулирование, состоящее из нескольких ступеней, взаимно дополняющих друг друга, создает наиболее полное соответствие между отпуском тепло-ты и фактическим теплопотреблением.
По способу осуществления регулирование может быть авто-матическим и ручным.
Сущность методов регулирования вытекает из уравнения теплового баланса
где Q — количество теплоты, полученное прибором от теплоносителя и отданное нагреваемой среде, кВт/ч; Gc.в— расход теплоносителя — сете
вой воды, кг/ч; с — теплоемкость теплоносителя, кДж/кг°С; 1 , 2 — тем-пература теплоносителя на входе и выходе из теплообменника, °С.
Регулирование тепловой нагрузки возможно несколькими методами: изменением температуры теплоносителя — качественный метод; измене-нием расхода теплоносителя — количественный метод; периодическим от-ключением систем — прерывистое регулирование; изменением поверхно-сти нагрева теплообменника. Сложность осуществления последнего мето-да ограничивает возможность его широкого применения.
Качественное регулирование осуществляется изменением тем-пературы при постоянном расходе теплоносителя. Качественный метод яв-ляется наиболее распространенным видом центрального регулирования водяных тепловых сетей.
Количественное регулирование отпуска теплоты производится изменением расхода теплоносителя при постоянной его температуре в подающем трубопроводе.
Качественно-количественное регулирование выполняется путем со-вместного изменения температуры и расхода теплоносителя.
Прерывистое регулирование достигается периодическим от-ключением систем, т. е. пропусками подачи теплоносителя, в связи с чем этот метод называется регулированием пропусками.
Центральные пропуски возможны лишь в тепловых сетях с однородным теплопотреблением, допускающим одновременные перерывы в пода-че теплоты. В современных системах теплоснабжения с разнородной тепловой нагрузкой регулирование пропусками используется для местного регулирования.
В паровых системах теплоснабжения качественное регулирование не-приемлемо ввиду того, что изменение температур в необходимом диапазоне требует большого изменения давления. Центральное регулирование паро-вых систем производится в основном количественным методом или путем пропусков. Однако периодическое отключение приводит к неравномерному прогреву отдельных приборов и к заполнению системы воздухом. Более эффективно местное или индивидуальное количественное регулирование.
Современные системы теплоснабжения характеризуются наличием разнородных потребителей, отличающихся как видом теплопотребления, так и параметрами теплоносителя. Наряду с отопительными установками значительное количество теплоты расходуется на горячее водоснабжение, возрастает вентиляционная нагрузка. При одновременной подаче теплоты по двухтрубным тепловым сетям для разнородных потребителей цен-тральное регулирование, выполняемое по преобладающей нагрузке, долж-но быть дополнено групповым и местным регулированием.
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе закрытых систем не должна быть ниже 70 °С, так как при более низких температурах нагрев водопроводной воды в теплообменнике до 60-65 °С будет невозможен.
В результате такого ограничения график температур имеет вид лома-ной линии с точкой излома при минимально допустимой температуре воды (рис. 6.7). В открытых системах температура воды в подающей линии не
должна превышать 60 °С (τ1 = tг 60 °С). Температура наружного воздуха, соответствующая точке «излома» или «срезки» графика, обозначается tн .
При температурах наружного воздуха выше tн центральное регулирование
сезонной нагрузки во избежание перегрева помещений дополняется местным регулированием.
В зависимости от соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления центральное регулирование разнородной нагрузки производится по отопительной нагрузке или по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
Центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке принимается в системах теплоснабжения со среднечасовой нагрузкой горячего водоснабжения, не превышающей 15 %, от расчетного расхода теп-лоты на отопление.
Рис. 6.7. График температур при комби-нированном регулировании отопительной на-грузки: 1 , 2.о — температуры сетевой воды в
подающем и обратном трубопроводах теплосе-ти; 1 , 2.о и 1 , 2.о — температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах теплосети при tнро и при tн соответственно
ро | |
tн | tн |
Точка излома температурного графика делит отопительный период на два диапазона (рис. 6.7): 1 — в интервале наружных температур 2 — в интервале температур . Граница между диапазонами находится графически в точке пересечения кривой с горизонтальной линией, соответствующей t = 70 °С.
График температур, приведенный на рис. 6.7, носит название отопительно-бытового.
Вопросы для самоконтроля
1. Поясните устройство водяных и паровых систем теплоснабжения, их плюсы и минусы.
2. Какие существуют схемы подключения абонентов к водяным сис-темам теплоснабжения? Начертите их и объясните принцип работы.
3. Какие существуют тепловые нагрузки?
4. Каким образом может осуществлятся регулирование нагрузок в системах теплоснабжения?
Дата добавления: 2016-06-15; просмотров: 15935;