5. Задачи и особенности проектирования тгу

Современные теплогенерирующие установки должны удовлетворять следующим требованиям:

• иметь простую и экономичную транспортировку теплоты к потребителю;

• иметь наиболее рациональную схему топливоподачи и складского хозяйства;

• иметь надежную и экономичную тепловую схему, предусматривающую всевозможную утилизацию вторично-энергетических ресурсов;

• быть безопасными при эксплуатации и удовлетворять требованиям охраны труда.

При проектировании теплогенерирующих установок проектировщику приходится сталкиваться с широким кругом вопросов, касающихся самых разных сторон работы. Эти вопросы можно разделить на две части:

• вопросы, относящиеся к расчету непосредственно теплогенераторов (расчет горения топлива, конструктивный или поверочный расчет теплоотдающих поверхностей котельного агрегата, водяного экономайзера, воздухоподогревателя и т.п.).

• вопросы, относящиеся к проектированию теплогенерирующей установки в целом (расчет тепловой схемы и выбор оборудования котельной, аэродинамические расчеты воздушного и газового трактов, расчет химводоочистви и т.п.).

Производственные теплогенерирующие установки проектируются на базе технологических нагрузок по пару или пару и горячей воде с учетом возврата от технологического оборудования определенного количества конденсата. Если имеется технологическая нагрузка по горячей воде, то в состав теплогенерирующей установки включается теплонагревательная установка для получения горячей воды требуемых параметров.

При тепловой мощности производственных теплогенерирующих установок до 58 МВт они проектируются с паровыми котельными агрегатами низкого (p = 1,4 МПа) или среднего (p = 2,4 – 4,0 МПа) давления.

При больших технологических нагрузках по горячей воде производственные теплогенерирующие установки могут включать как паровые, так и водогрейные котельные агрегаты.

Производственно-отопительные теплогенерирующие установки проектируются исходя из технологических и отопительных нагрузок. Потребителю производится отпуск пара или пара и горячей воды на технологические нужды и горячей воды для покрытия нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Производственно-отопительные теплогенерирующие установки оснащаются, как правило, паровыми котлами и водонагревательными установками. При больших нагрузках по горячей воде в состав теплогенерирующей установки могут включаться паровые котлы, вырабатывающие пар на технологические нужды, нагревающие воду для технологических нужд и целей теплоснабжения коммунально-бытовых потребителей. При установке паровых котлов горячая вода для технологических нужд приготовляется в отдельной водонагревательной установке, работающей по температурному графику, заданному технологическим режимом. Горячая вода для отопительных целей готовится также в отдельной водонагревательной установке, которая работает по отопительному температурному графику.

Производственно-отопительные теплогенерирующие установки оснащаются паровыми котельными агрегатами низкого (p = 1,4 МПа) или среднего (p = 2,4 – 4,0 МПа) давления. При необходимости в состав теплогенерирующей установки могут включаться водогрейные котлы, работающие по самостоятельному контуру.

Отопительные теплогенерирующие установки проектируются исходя из тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Температура воды в подающем трубопроводе изменится в интервале 150 – 70 ^оС для систем отопления и вентиляции и 65 – 75 ^оС для систем горячего водоснабжения.

В отопительных теплогенерирующих установках используются паровые котельные агрегаты низкого давления или водогрейные котлы. Теплогенерирующие установки с паровыми котельными агрегатами включают водонагревательную установку для подготовки сетевой воды; при использовании водогрейных котельных агрегатов они присоединяются непосредственно к тепловым сетям.

Для открытой системы теплоснабжения в состав водогрейной теплогенерирующей установки включаются дополнительные элементы: баки-аккумуляторы для создания запаса воды на горячее водоснабжения в часы максимального её расходования потребителем, перекачивающие насосы, насосы для подачи горячей оды потребителю и др.

Наиболее трудоемким и ответственным при проектировании ТГУ является разработка её тепловой схемы. По результатам расчета тепловой схемы определяют суммарную теплопроизводительность котельной установки при нескольких режимах её работы, выбирают тип и количество котельных агрегатов и другого оборудования (подогревателей, насосов, теплоутилизаторов и пр.)

Сложность тепловых схем современных котельных установок вынуждает вести их расчет методом последовательных приближений. Для каждого из элементов тепловой схемы составляют уравнение теплового и материального балансов, решение которых позволяет определить расход и энтальпию теплоносителей. Общую увязку этих уравнений, число которых связано с видом установки, с числом и параметрами теплоносителей, с системой горячего водоснабжения и рядом других условий, принято осуществлять на материальном и тепловом балансе деаэратора, куда сходятся основные потоки рабочего тела. Ряд величин, нужных для расчета тепловой схемы, получают из расчета элементов и устройств, связанных со схемой. Так, например, размер продувки паровых котлов берут из расчета водоподготовки; потери воды в тепловых сетях – из их расчета; долю и температуру возвращаемого конденсата – из проектов устройств технологических потребителей. При отсутствии перечисленных сведений некоторые данные можно принимать на основе имеющегося опыта. Удовлетворительным считается расчет, при котором расхождение величин, полученных в расчете, с принятыми первоначально не превышает 3%. В противном случае расчет повторяют, принимая в качестве исходных полученные значения.