Методика составления и расчета тепловых схем ТЭЦ. Выбор оборудования промышленных ТЭЦ

Расчет тепловой схемы источника теплоснабжения является одним из основных, наиболее важных этапов проектирования. Цель - определение количественных и параметрических характеристик основных потоков пара и воды, выбор на основании этих характеристик основного и вспомогательного оборудования, определение диаметров трубопроводов, мощности турбин и производительности водоподготовки. Для выполнения расчёта составляют принципиальную расчётную схему, содержащую следующие элементы:

1. Условное изображение основного и вспомогательного оборудования;

2. Однолинейное изображение коммуникаций;

3. Параметры работы оборудования (давление, температура, теплосодержание);

4. Расходы среды по расчётным режимам.

Тепловая схема рассматривается для четырёх характерных режимов. Каждый из них отличается определённым значением наружной температуры, которой соответствуют тепловые нагрузки отопления, вентиляции и ГВС.

Первый режим — максимально-зимний, соответствует расчётной наружной температуре воздуха для проектирования отопления. Необходим для проверки обеспечения основным оборудованием ниже тепловых нагрузок.

Второй режим - соответствует средней температуре самого холодного месяца. В этом режиме должна обеспечиваться максимально длительная выдача тепла для технологии, средняя за наиболее холодный месяц выдачи тепла на отопление и среднечасовая нагрузка ГВС при условии выхода из строя наиболее мощного парового или водонагревательного котла. Необходим для выбора количества котлоагрегатов.

Третий режим – средне-зимний, соответствует средней температуре за отопительный период. Необходим для расчёта среднегодовых технико-экономических показателей и выбора отопительного режима работы основного оборудования.

Четвёртый режим – средне-летний, характеризуется отсутствием тепловых нагрузок отопления и вентиляции. Необходим для расчёта среднегодовых технико-экономических показателей и выбора отопительного режима работы основного оборудования.

Тепловые нагрузки технологических потребителей в общем случае не являются функцией наружных температур, поэтому привязка указанных нагрузок и режимом, определяемых наружными температурами, является в определённой мере условной. Однако, с целью учёта всех тепловых нагрузок, обеспечиваемых от источника теплоснабжения, технологические нагрузки определяют по приведённым выше режимам на основании данных о потреблении тепла по конкретным видам производственного потребления. При отсутствии таких данных технологическая нагрузка принимается равной максимальному её значению в первом, втором и третьем режимах, а в четвёртом она снижается на 20-30%.

Расчёт тепловой схемы выполняется последовательно для каждого из четырёх режимов на основании свободной таблицы тепловых нагрузок и расчётных схем. Поскольку расчёт тепловой схемы ТЭЦ и котельной имеет много общих элементов, рассмотрим методику расчёта на примере промышленно-отопительной ТЭЦ с необходимыми значениями относящимся к котельным.

Расчёт удобно разделить на несколько этапов:

1. Определение исходных данных.

На этом этапе выполняются следующие операции:

а) уточнение тепловых и электрических нагрузок;

б) выбор типа источника и ориентировочного состава основного оборудования и его параметров;

в) определение процентного количества воды, выдуваемой из котлов в зависимости от качества исходной воды исхемы химической очистки её (обычно 1,5-5%);

г)определение температуры исходной сырой воды (обычно зимой – 5 ⁰С, летом - 10°С);

д) определение температуры сырой воды, идущей на химическую очистку (обычно 20-40°С);

е) определение процента потерь пара и воды внутри схемы источника (обычно 1,5-2% от общего расхода теплоносителя, без учёта потерь с невозвращаемым конденсатом производства);

ж) вид теплоносителя для подогрева воздуха в калориферах, котлоагрегатах (пар, горячая вода);

з) параметры пара, поступающего на мазутное хозяйство (обычно 0,9-1,2 МПа; 250-300 °С);

и) определение графика температур сетевой воды.

2. Определение расходов пара и тепла в расчётных точках схемы.

Расчёт тепловых балансов схемы производится обычно в приводимой последовательности.

Уравнение теплового баланса теплофикационной установки: Q_ту = Q_ов + Q_гвс, где

Q_ов - нагрузка отопления и вентиляции в данном режиме, ГДж/ч;

Q_гвс - нагрузка ГВС, ГДж/ч.

Расход сетевой воды для закрытых систем теплоснабжения:

G_св = , где

t_пс, t_ос- температура прямой и обратной сетевой воды, ⁰С;

t_во- температура обратной воды вентиляционных потребителей, °С.

Количество подпиточной воды для закрытых систем равно количеству потерь: G_подп=G_потерь; д ля открытых систем: G_подп=G_гвс+ G_потерь.

Утечка теплосети согласно нормам принимается равной 0,5% объёма воды в трубопроводах теплосетей с учетомместных систем отопления и вентиляции.

Количество тепла, вносимого в систему с подпиточной водой Q_подп=G_подп∙t_подп, где t_подп обычно принимают равной 70 ⁰С, то есть минимальному значению температуры прямой воды независимо от температуры наружного воздуха.

На основании расчётов тепловой схемы составляют сводные таблицы теплового и материального баланса для четырёх расчётных режимов. Кроме этого, необходимо отметить, что во втором режиме, определяемом температурой наиболее холодного месяца, баланс сводится без одного наиболее мощного котла. Это делается для проверки возможности обеспечения нагрузок при аварийном либо ремонтном выходе котла из строя.

№46