Что относится к наиболее распространенным источникам теплоснабжения

Билет №4

По месту выработки теплоты системы теплоснабжения делятся на:

Централизованные (источник производства тепловой энергии работает на теплоснабжение группы зданий и связан транспортными устройствами с приборами потребления тепла);
Местные (потребитель и источник теплоснабжения находятся в одном помещении или в непосредственной близости).

По роду теплоносителя в системе:

Водяные;
Паровые.

По способу подключения системы отопления к системе теплоснабжения:

зависимые (теплоноситель, нагреваемый в теплогенераторе и транспортируемый по тепловым сетям, поступает непосредственно в теплопотребляющие приборы);
независимые (теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, в теплообменнике нагревает теплоноситель, циркулирующий в системе отопления).

По способу присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения:

закрытая (вода на горячее водоснабжение забирается из водопровода и нагревается в теплообменнике сетевой водой);
Открытая (вода на горячее водоснабжение забирается непосредственно из тепловой сети).

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОТЫ

§ 1.1. Классификация систем теплоснабжения

В зависимости от размещения источника теплоты по отношению к потребителям системы теплоснабжения разделяются на два вида: 1) централизованные; 2) децентрализованные. 1) Процесс централизованного теплоснабжения состоит из трех операций: подготовки, транспорта и использования теплоносителя. Подготовка теплоносителя производится в специальных теплоподготовительных установках на ТЭЦ, а также в городских, районных, групповых (квартальных) или промышленных котельных. Транспортируется теплоноситель по тепловым сетям, а используется в теплоприемниках потребителей. В системах централизованного теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей размещены раздельно, часто на значительном расстоянии, поэтому передача теплоты от источника до потребителей производится по тепловым сетям. В зависимости от степени централизации системы централизованного теплоснабжения можно разделить на следующие четыре группы: – групповые – теплоснабжение группы зданий; – районные – теплоснабжение нескольких групп зданий (района); – городские – теплоснабжение нескольких районов; – межгородские – теплоснабжение нескольких городов. По виду теплоносителя системы централизованного теплоснабжения разделяют на водяные и паровые. Вода используется для удовлетворения сезонной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения (ГВС); пар – для промышленной технологической нагрузки. 2) В децентрализованных системах теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей совмещены в одном агрегате или размещены столь близко, что передача теплоты от источника до теплоприемников может производиться без промежуточного звена – тепловой сети. Системы децентрализованного теплоснабжения разделяются на индивидуальные и местные. В индивидуальных системах теплоснабжение каждого помещения (уча сток цеха, комната, квартира) обеспечивается от отдельного источника. К таким системам относятся печное и поквартирное отопление. В местных системах теплоснабжение каждого здания обеспечивается от отдельного источника теплоты, обычно от местной котельной. 2. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Характеристика.

Вопрос35 Источники теплоснабжения. Тепловые сети. Способы прокладки

Общие сведения о теплоснабжении Потребители теплоты. Под тепловым потреблением понимают использование тепловой энергии для разнообразных коммунально-бытовых и производственных целей: отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение, технологические процессы.

Потребители теплоты по характеру их загрузки во времени могут быть разделены на сезонные и круглогодичные. К сезонным потребителям относятся системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а к круглогодичным — системы горячего водоснабжения и технологические аппараты. Тепловые нагрузки потребителей не остаются постоянными.

Расходы теплоты на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха зависят в основном от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, влажности воздуха и др. Из названных факторов основное значение имеет температура наружного воздуха. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график. Отопление и вентиляция являются зимними тепловыми нагрузками, для кондиционирования воздуха в летний период требуется искусственный холод.

Нагрузка горячего водоснабжения зависит от степени благоустройства жилых и общественных зданий, режима работы бань, прачечных и т.д. Технологическое потребление теплоты зависит в основном от характера производства, типа оборудования, вида выпускаемой продукции.

Горячее водоснабжение и технологическая нагрузка имеют переменный суточный график, а их годовые графики в определённой мере зависят от времени года. Летние нагрузки, как правило, ниже зимних вследствие более высокой температуры водопроводной воды и перерабатываемого сырья, а также благодаря меньшим тепловым потерям теплопроводов и технологических трубопроводов.

Классификация систем теплоснабжения

Назначение любой системы теплоснабжения заключается в обеспечении потребителей теплоты необходимым количеством тепловой энергии требуемых параметров.

Существующие системы теплоснабжения в зависимости от взаимного расположения источника и потребителей теплоты можно разделить на централизованные и децентрализованные системы. В централизованных системах теплоснабжения один источник теплоты обслуживает теплоиспользующие устройства ряда потребителей, расположенных раздельно, поэтому передача теплоты от источника до потребителей осуществляется по специальным теплопроводам — тепловым сетям.

Централизованное теплоснабжение состоит из трёх взаимосвязанных и последовательно протекающих стадий: подготовки, транспортировки и использования теплоносителя. В соответствии с этими стадиями каждая система централизованного теплоснабжения (рис. 9.1) состоит из трех основных звеньев: источника теплоты 1 (например, теплоэлектроцентрали или котельной), тепловых сетей 2 (теплопроводов) и потребителей теплоты 3.

В децентрализованных системах теплоснабжения каждый потребитель имеет собственный источник теплоты.

Основными видами теплоносителей для целей теплоснабжения являются вода и водяной пар. Причём вода используется преимущественно для удовлетворения нагрузок отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения, а пар, кроме того,— для удовлетворения технологической нагрузки.

Общие сведения о котельных

Котельной установкой называется комплекс устройств, предназначенных для выработки тепловой энергии в виде горячей воды или пара. Главной частью этого комплекса является котёл.

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания.

По размещению на генеральном плане котельные подразделяются на отдельно стоящие, пристроенные и встроенные в здания другого назначения. Устройство котельных, пристроенных к жилым зданиям, к зданиям детских яслей-садов, школ, больниц и поликлиник, санаториев, учреждений отдыха, пионерских лагерей, а также котельных, встроенных в здания указанного назначения, не допускается.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. При установке паровых котлов дополнительно устанавливают конденсатные баки, насосы для перекачки конденсата и теплообменники.

Котельные средней и большой мощности отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Кроме котлов, насосов и тягодутьевых устройств они имеют дополнительные поверхности нагрева (экономайзер и воздухоподогреватель), оборудование для водоподготовки, топливоподающие и шлакоудаляющие устройства, теплообменники, устройства автоматики и др. Объёмно-планировочные решения этих котельных должны удовлетворять требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий (СН 245-71), СНиП 2.09.02—85 и СНиП II-35-76.

Тепловые сети. Способы прокладки теплопроводов

Тепловая энергия в виде горячей воды или пара транспортируется от источника теплоты (ТЭЦ или крупной котельной) к тепловым потребителям по специальным трубопроводам, называемым тепловыми сетями.

Тепловая сеть — один из наиболее дорогостоящих и трудоемких элементов систем централизованного теплоснабжения. Она представляет собой теплопроводы — сложные сооружения, состоящие из соединённых между собой сваркой стальных труб, тепловой изоляции, компенсаторов тепловых удлинений, запорной и регулирующей арматуры, строительных конструкций, подвижных и неподвижных опор, камер, дренажных и воздухоспускных устройств. Проектирование тепловых сетей производят с учётом положений и требований СНиП 2.04.07—86 «Тепловые сети».

По количеству параллельно проложенных теплопроводов тепловые сети могут быть однотрубными, двухтрубными и многотрубными. Однотрубные сети наиболее экономичны и просты. В них сетевая вода после систем отопления и вентиляции должна полностью использоваться для горячего водоснабжения. Однотрубные тепловые сети являются прогрессивными, с точки зрения значительного ускорения темпов строительства тепловых сетей. В трехтрубных сетях две трубы используют в качестве подающих для подачи теплоносителя с разными тепловыми потенциалами, а третью трубу в качестве общей обратной. В четырехтрубных сетях одна пара теплопроводов обслуживает системы отопления и вентиляции, а другая — систему горячего водоснабжения и технологические нужды.

В настоящее время наибольшее распространение получили двухтрубные тепловые сети, состоящие из подающего и обратного теплопроводов для водяных сетей и паропровода с конденсатопроводом для паровых сетей. Благодаря высокой аккумулирующей способности воды, позволяющей осуществлять дальнее теплоснабжение, а также большей экономичности и возможности центрального регулирования отпуска теплоты потребителям, водяные сети имеют более широкое применение, чем паровые.

Водяные тепловые сети по способу приготовления воды для горячего водоснабжения разделяются на закрытые и открытые. В закрытых сетях для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, нагреваемая сетевой водой в водоподогревателях. При этом сетевая вода возвращается на ТЭЦ или в котельную. В открытых сетях вода для горячего водоснабжения разбирается потребителями непосредственно из тепловой сети и после использования её в сеть уже не возвращается. Качество воды в открытой тепловой сети должно отвечать требованиям ГОСТ 2874—82*.

Тепловые сети разделяют на магистральные, прокладываемые на главных направлениях населенных пунктов, распределительные — внутри квартала, микрорайона и ответвления к отдельным зданиям

Тема 4.2. Источники и системы теплоснабжения.

Тепловая энергия требуется для работы промышленных предприятий, отопления, вентиляции, кондиционирования и централизованного горячего водоснабжения зданий.

Теплоснабжение поселений может осуществляться 2 способами:

Децентрализованное теплоснабжение – получение энергии от местных источников тепла (котельной установки, газоводогрейного агрегата, печи);
Централизованное теплоснабжение – получение тепловой энергии от теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), местных котельных.

Централизованное теплоснабжение представляет собой систему, состоящую из источника теплоты, трубопроводов и потребителей теплоты. Тепловой источник снабжает теплом группу домов, квартал или район города, а также промышленные предприятия. Теплоносителем может служить вода с t и выше, пар (низкого и высокого давления) и воздух. Водяные системы используют в жилых домах, паровые системы на промышленных предприятиях, воздушные – в общественных зданиях. По характеру тепловых нагрузок различают потребителей: Сезонных (система отопления, вентиляции, кондиционирования) – изменяют нагрузку по времени года и сохраняют ее в течение суток; Постоянных (промышленные производства, системы горячего водоснабжения жилых и общественных зданий) – изменяют интенсивность потребления в течение суток. Источником тепла может служить ТЭЦ, где вырабатывается и тепловая и электрическая энергия. Это наиболее совершенная форма теплового источника. Распространенным тепловым источником служат котельные установки, которые в зависимости от назначения подразделяют на производственные и отопительные. Отопительные котельные дают тепло на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Они в зависимости от производительной мощности бывают индивидуальные и групповые. Групповые бывают квартальные и районные (в зависимости от размера обслуживаемой территории).

Тема 4.3. Тепловые сети.

Для транспортировки тепла к потребителям используют трубопроводы – тепловые сети, которые могут передавать тепло с помощью воды и пара, их соответственно называют водяными и паровыми. Тепловые сети передают тепло на большие расстояния. Во избежание больших теплопотерь они должны быть теплоизолированными. Различают трубопроводы: — транзитные; — магистральные; — распределительные. Тепловые сети, которые подводят тепло к промышленным предприятиям, называют промышленными, к жилым домам и общественным зданиям – коммунальными. К предприятиям и гражданским зданиям – смешанными. Схемы тепловых сетей в плане могут быть 2 видов: радиальные и кольцевые. Радиальная схема теплоснабжения представляет собой тупиковые ответвления ко всем объектам. В случае аварии эти объекты оказываются отключенными. Кольцевая схема теплоснабжения более надежна и бесперебойна в работе. В ней все ветки мелких ответвлений объединены в общий контур. Тепловые сети разных районов города могут быть соединены между собой, чтобы в случае выхода из строя одного источника тепла его мог дублировать другой. Это позволяет бесперебойно снабжать теплом все районы города и одновременно устранять неисправность. Тепловые сети делают двух – и многотрубными. Наиболее распространена двухтрубная система, при которой одна труба – подающая, другая – обратная. В этой системе вода циркулирует по замкнутому кругу: отдав свое тепло потребителю, она возвращается в котельную. В жилых районах применяют два вида водяных систем теплоснабжения: открытую и закрытую. Разница заключается в том, что при закрытой системе теплоснабжения в трубопроводах циркулирует постоянное количество воды, а при открытой системе – часть воды непосредственно из системы разбирается на нужды горячего водоснабжения. В открытой системе теплоснабжения вода должна быть по качеству равноценна питьевой, а запас воды на источнике тепла должен постоянно пополняться. Однотрубная систем подает теплоноситель для отопления и вентиляции, а затем выпускает его в качестве горячего водоснабжения. Вариант наиболее дешевый, но трудно рассчитываемый. Трехтрубная система обеспечивает подачу тепла по двум трубам с разными параметрами теплоносителя, а возврат осуществляется по третьей трубе. В четырехтрубной системе подача тепла на отопление и горячее водоснабжение разделена по двум парам труб. Наиболее применима в настоящее время в населенных пунктах раздельная двухтрубная система теплоснабжения ввиду удобства и экономичности ее использования. Тепловые сети прокладывают над землей и под землей. Надземная прокладка дешевле, но часто недопустима по эстетическим соображениям. Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и бесканальную прокладки трубопроводов. Канальная прокладка трубопроводов дороже, но надежнее, так как стенки канала защищают трубы от случайных воздействий. Бесканальная прокладка теплопроводов – простой и дешевый способ заложения, поэтому от наиболее распространен, особенно при реконструкции и в малоэтажной застройке. Трубы укладывают прямо в грунт. Этот способ имеет, однако, большие недостатки: коррозия, трудоемкость ремонта, отсутствие периодического надзора. Частично их преодолевают, защищая трубы от внешних воздействий грунта изоляционным материалом. Цементной коркой и гидроизоляцией. Применяют и армированный пенобетон, где арматуру выполняют в виде сетки, что придает значительную жесткость трубопроводам. В настоящее время широкое применение получили теплоизоляционные пенополиуретановые (ППУ) системы трубопроводов. Принципиальной особенностью этого вида прокладки трубопроводов является практически полная герметичность конструкции, позволяющая располагать трубопроводы тепловых сетей во влажных грунтах без дополнительной гидроизоляции и попутного дренажа. Кроме того, конструкция прокладки трубопроводов может быть оборудована системой оперативного дистанционного контроля (СОДК), позволяющей систематически отслеживать и находить места увлажнения изоляции. Трассу тепловых сетей в городах прокладывают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полос зеленых насаждений, но при обосновании допускается расположение теплотрассы под проезжей частью или тротуаром. Теплосети нельзя прокладывать вдоль бровок террас, оврагов или искусственных выемок при просадочных грунтах. Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0,002. Магистральные сети располагаются по главным направлениям от источника тепла и состоят из труб больших диаметров – от 400 до 1200мм. Разводящие сети имеют диаметр трубопроводов от 100 до 300мм, а диаметр трубопроводов, ведущих к потребителям – 50 …150мм.

Теплоснабжение

снабжение теплом жилых, общественных и промышленных зданий (сооружений) для обеспечения коммунально-бытовых (Отопление, Вентиляция, Горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителей. Различают местное и централизованное Т. Система местного Т. обслуживает одно или несколько зданий, система централизованного — жилой или промышленный район. В СССР наибольшее значение приобрело централизованное Т. (в связи с этим термин «Т.» чаще всего употребляется применительно к системам централизованного Т.). Его основные преимущества перед местным Т. — значительное снижение расхода топлива и эксплуатационных затрат (например, за счёт автоматизации котельных установок (См. Котельная установка) и повышения их кпд); возможность использования низкосортного топлива; уменьшение степени загрязнения воздушного бассейна (См. Воздушный бассейн) и улучшение санитарного состояния населённых мест.

Система централизованного Т. включает источник тепла, тепловую сеть (См. Тепловая сеть) и теплопотребляющие установки, присоединяемые к сети через тепловые пункты (См. Тепловой пункт). Источниками тепла при централизованном Т. могут быть теплоэлектроцентрали (См. Теплоэлектроцентраль) (ТЭЦ), осуществляющие комбинированную выработку электрической и тепловой энергии (см. Теплофикация); котельные установки большой мощности, вырабатывающие только тепловую энергию; устройства для утилизации тепловых отходов промышленности; установки для использования тепла геотермальных источников. В системах местного Т. источниками тепла служат печи, водогрейные котлы, водонагреватели (в том числе солнечные) и т. п. Теплоносителями в системах централизованного Т. обычно являются вода с температурой до 150 °С и пар под давлением 0,7—1,6 Мн/м 2 (7—16 ат). Вода служит в основном для покрытия коммунально-бытовых, а пар — технологических нагрузок. Выбор температуры и давления в системах Т. определяется требованиями потребителей и экономическими соображениями. С увеличением дальности транспортирования тепла возрастает экономически оправданное повышение параметров теплоносителя. Расстояние, на которое транспортируется тепло в современных системах централизованного Т., достигает нескольких десятков км. Затраты условного топлива на единицу отпущенного потребителю тепла определяются в основном кпд источника Т. Развитие систем Т. характеризуется повышением мощности источника тепла и единичных мощностей установленного оборудования. Тепловые мощности современных ТЭЦ достигают 2—4 Ткал/ч, районных котельных 300—500 Гкал/ч. В некоторых системах Т. осуществляется совместная работа нескольких источников тепла на общие тепловые сети, что повышает надёжность, манёвренность и экономичность Т.

По схемам присоединения установок отопления различают зависимые и независимые системы Т. В зависимых системах теплоноситель из тепловой сети поступает непосредственно в отопительные установки потребителей, в независимых — в промежуточный теплообменник, установленный в тепловом пункте, где он нагревает вторичный теплоноситель, циркулирующий в местной установке потребителя. В независимых системах установки потребителей гидравлически изолированы от тепловой сети. Такие системы применяются преимущественно в крупных городах — в целях повышения надёжности Т., а также в тех случаях, когда режим давления в тепловой сети недопустим для тепло-потребляющих установок по условиям их прочности или же когда статическое давление, создаваемое последними, неприемлемо для тепловой сети (таковы, например, системы отопления высотных зданий).

В зависимости от схемы присоединения установок горячего водоснабжения различают закрытые и открытые системы Т. В закрытых системах на горячее водоснабжение поступает вода из водопровода, нагретая до требуемой температуры (обычно 0 °С) водой из тепловой сети в теплообменниках, установленных в тепловых пунктах. В открытых системах вода подаётся непосредственно из тепловой сети (непосредственный водоразбор). Утечка воды из-за неплотностей в системе, а также её расход на водоразбор компенсируются дополнительной подачей соответствующего количества воды в тепловую сеть. Для предотвращения коррозии и образования накипи на внутренней поверхности трубопровода вода, подаваемая в тепловую сеть, проходит водоподготовку (См. Водоподготовка) и деаэрацию (см. Деаэратор). В открытых системах вода должна также удовлетворять требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Выбор системы определяется в основном наличием достаточного кол-ва воды питьевого качества, её коррозионными и накипеобразующими свойствами. В СССР получили распространение системы обоих типов.

По числу трубопроводов, используемых для переноса теплоносителя, различают одно-, двух- и многотрубные системы Т. Однотрубные системы применяют в тех случаях, когда теплоноситель полностью используется потребителями и обратно не возвращается (например, в паровых системах без возврата конденсата и в открытых водяных системах, где вся поступающая от источника вода разбирается на горячее водоснабжение потребителей). В двухтрубных системах теплоноситель полностью или частично возвращается к источнику тепла, где он подогревается и восполняется. Многотрубные системы устраивают при необходимости выделения отдельных видов тепловой нагрузки (например, горячего водоснабжения), что упрощает регулирование отпуска тепла, режим эксплуатации и способы присоединения потребителей к тепловым сетям. В СССР преимущественное распространение получили двухтрубные системы Т.

Регулирование отпуска тепла в системах Т. (суточное, сезонное) осуществляется как в источнике тепла, так и в теплопотребляющих установках. В водяных системах Т. обычно производится так называемое центральное качественное регулирование подачи тепла по основному виду тепловой нагрузки — отоплению или по сочетанию двух видов нагрузки — отопления и горячего водоснабжения. Оно заключается в изменении температуры теплоносителя, подаваемого от источника Т. в тепловую сеть, в соответствии с принятым температурным графиком (то есть зависимостью требуемой температуры воды в сети от температуры наружного воздуха). Центральное качественное регулирование дополняется местным количественным в тепловых пунктах; последнее наиболее распространено при горячем водоснабжении и обычно осуществляется автоматически. В паровых системах Т. в основном производится местное количественное регулирование; давление пара в источнике Т. поддерживается постоянным, расход пара регулируется потребителями.

Лит.: Громов Н. К., Городские теплофикационные системы, М., 1974; Сафонов А, П., Автоматизация систем централизованного теплоснабжения, М., 1974; Соколов Е. Я., Теплофикация и тепловые сети, 4 изд., М., 1975; Зингер Н. М., Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем, М., 1976.

Н. М. Зингер.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .