Теплоснабжение от котельных установок

В нетеплофицированных городах и поселках для целей централизованного теплоснабжения, как правило, сооружаются водогрейные и паровые, а часто и комбинированные котельные установки различных мощностей, работающие на местных или привозных видах топлива. Принципиальные тепловые схемы таких систем представлены на рис. 6.6, 6.7. (Конструктивные особенности, правила устройства и безопасной эксплуатации котлов и котельно-вспомогательного оборудования теплоисточников подробно изучаются в курсе «Теплогенерирующие (котельные) установки», а здесь рассматриваются только в общем, схемном виде). По тепловой мощности и охвату своими тепловыми сетями территории города они условно подразделяются на: городские-районные (РТС), квартальные (КТС), групповые (ГрКУ) и домовые (КУ) (см. табл. 6.2), а также установки промышленных предприятий.

Котельная — комплекс технологически связанных тепловых энергоустановок, расположенных в обособленных производственных зданиях, встроенных, пристроенных или надстроенных помещениях с котлами, водонагревателями (в том числе с установками нетрадиционного способа получения тепловой энергии) и котельно-вспомогательным оборудованием, предназначенным для выработки теплоты.

Городские и районные котельные используются для теплоснабжения всех потребителей города-района жилой застройки и промышленной зоны, их часто называют тепловыми станциями (РТС), тепловая мощность которых составляет от 116 (100) до 580-700 (500-600) МВт (Гкал/ч).

Принципиальная тепловая схема районной-квартальной тепловой станции (РТС или КТС) с водогрейными котлами

Рис. 6.6. Принципиальная тепловая схема районной-квартальной тепловой станции (РТС или КТС) с водогрейными котлами

1 - сетевой насос; 2 - водогрейный котел; 3 - рециркуляционный насос; 4 -подогреватель подпиточной воды; 5 - подогреватель водопроводной воды; 6 -вакуумный деаэратор; 7 - подпиточный насос и регулятор подпитки; 8 - насос водопроводной воды; 9 - оборудование химводоподготовки; 10 - охладитель выпара; 11- вакуумный водоструйный эжектор; 12 - бак-газоотделитель эжектора; 13 - эжекторный насос

Квартальные и групповые теплогенерирующие установки обслуживают отопительные нагрузки одного или нескольких кварталов или групп жилых домов, общественных зданий. Их тепловая мощность может составлять от 23 (20) до 116 (100) МВт (Гкал/ч).

Теплоисточники промышленных предприятий служат для теплоснабжения этих предприятий или группы предприятий в промышленной зоне (рис. 6.7), а также примыкающих к ней кварталов жилых и общественных зданий. Тепловая мощность их может быть от десятка до нескольких сотен МВт. Котлы, используемые в теплогенерирующих установках, могут быть разных типов, например:

паровой стационарный котел — стационарный котел для получения пара;

Рис. 6.7. Принципиальная тепловая схема паровой промышленной котельной 1 - паровой котел низкого давления; 2 - пароводяной подогреватель сетевой воды второй ступени; 3 - пароводяной подогреватель сетевой воды первой ступени (охладитель конденсата); 4 - термический деаэратор питательной воды котла; 5 - питательный насос котла; 6 - сетевой насос; 7 - вакуумный деаэратор подпиточной сетевой воды; 8 - подогреватели химически очищенной воды; 9 -подпиточный насос теплосети с регулятором подпитки; 10 - бак для сбора конденсата; 11- конденсатный насос; 12 - повысительный насос водопроводной воды; 13 - сепаратор продувочной воды котлов; 14 - охладитель продувочной воды котлов; 15 - пароводяной подогреватель водопроводной воды; 16 - оборудование химводоподготовки; 17 - насос умягченной химически очищенной воды

водогрейный стационарным котел — стационарным котел для нагрева воды под давлением;

пароводогрейный стационарный котел — стационарный котел для одновременного получения пара и нагрева воды под давлением;

стационарный котел-утилизатор — стационарный котел, в котором используется теплота отходящих горячих газов технологического процесса или двигателей;

энерготехнологический котел — стационарный котел, в топке которого осуществляется переработка технологических материалов;

электрический стационарный котел (электрокотел) — стационарный котел, в котором для получения пара или нагрева воды используется электрическая энергия;

электродный стационарный котел — электрический стационарный котел, в котором используется теплота, выделяемая при протекании электрического тока через воду.

Примечание. К технологическим материалам относятся, например: жидкие промышленные стоки, содержащие токсичные вещества, газовые токсичные выбросы, мелкозернистые материалы, подвергающиеся огневой обработке (природные фосфаты, керамзит и другие), щелока целлюлозно-бумажной промышленности.

Домовые и коттеджные (квартирные) котельные мощностью до 3 МВт проектируются и строятся, как правило, на газообразном или жидком котельном топливе, в ряде случаев на электрообогреве, размещаются непосредственно в жилом доме (квартире) или пристройках к нему. Рынок котельной техники широко представлен многочисленными конструкциями стальных и чугунных котлов и оборудования отечественных и зарубежных производителей.

Группу домовых котельных в последние годы пополнили так называемые транспортабельные блочно-модульные и крышные котельные, работающие на газообразном или жидком котельно-печном топливе. При сравнительно небольшой мощности котлоагрегатов (до 1 — 1,5 МВт) они обладают рядом важных преимуществ по сравнению со стационарными централизованными установками теплоснабжения.

К ним следует отнести возможность установки малогабаритных автоматизированных модульных котлов на крыше или в пристройке зданий, отсутствие тепловых распределительных сетей и теп-лопотерь при транспортировке. В отдельных случаях крышные котельные конкурируют со стационарными по ряду технико-экономических показателей. Это обстоятельство породило в последние годы огульную критику систем и структур С ЦТ, без детального анализа и учета всех определяющих параметров состояния, оценки технологических, экономических, социальных и других факторов развития систем и общества.

Сложившаяся структура и практика теплоснабжения городов не исключает применения мобильных теплоисточников, однако область их использования ограничена отдельными локальными объектами при отсутствии других, стационарных источников, при дефиците тепловой мощности имеющихся в поселении теплогенераторов. К тому же, в условиях растущего дефицита-подорожания и скорого исчерпания запасов высококачественных видов топлива (примеры исчерпанных газовых месторождений: саратовское, дашавское, ставропольское, упомянутые во Введении), замена и перевод их на местные виды топлива практически невозможны.

Тепловая схема газифицированной крышной котельной (один из возможных вариантов) представлена на рис. 6.8.

Выше были рассмотрены принципиальные схемы закрытых систем ЦТ. На рис. 6.9 представлена принципиальная схема ТЭЦ с непосредственным водоразбором из тепловых сетей.

Г

Условные обозначения:

котел —[>*<]— регулирующий клапан

т

-€Ь насос

расширительный бак і

хвп

Г

Из водопровода

От потребителей ОВ

Г-г

2

2

7

' -

К потребителям ОВ ->-

К потребителям ГВ

€ Рециркуляция ГВ -

ХВП— водоподготовка у станции

-|^|- теплообменник

Принципиальная схема ТЭЦ с непосредственным водоразбором из тепловых сетей с термической стабилизацией подпиточной воды для тепловых сетей [27]

Рис. 6.9. Принципиальная схема ТЭЦ с непосредственным водоразбором из тепловых сетей с термической стабилизацией подпиточной воды для тепловых сетей [27]

1 - водоподготовка; 2 - подпиточный насос; 3 - сетевой насос; 4 - основной бойлер; 5 - пиковый бойлер (или пиковый котел); 6 - регулятор давления; 7 -смеситель; 8 - элеватор; 9 - бак-аккумулятор; 10 - отопительный прибор; 11 -раковина; 12 - душ; 13 - ванна; 14 - турбина; 15 - электрогенератор; 16 - конденсатор; 17 - котел; 18 - редукционно-охладительная установка; 19 - обратный клапан; 20 - водомер

Рис. 6.8. Принципиальная тепловая схема крышной газифицированной котельной

Схема непосредственного водоразбора весьма проста. Вместо сложных и дорогих тепловых пунктов с кожухотрубными или пластинчатыми подогревателями абонентский ввод представляется в виде смесителя, соединяющего местную сеть ГВС с обеими трубами теплосети. Учет потребленной воды проводится по водомерам на линиях разбора или на обеих трубах ввода теплосети. На ТЭЦ для водоснабжения используются в больших количествах отходы низкотемпературной охлаждающей воды (конденсаторов, топочных панелей и др.). Местные установки ГВС у потребителя не подвергаются внутренней коррозии и зашламлению, так как вся сетевая вода проходит химочистку и деаэрацию. Но при этом на ТЭЦ необходимо сооружать мощные водоподготовительные установки и системы водоснабжения (чего не любят делать энергетики).