Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 100

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

их сооружение и эксплуатацию. Кроме этого, появляется воз­ можность более рационально перераспределить расход воды между отдельными питательными линиями в соответствии с заданным режимом работы теплоснабжающей системы, зна­ чительно уменьшить потери сетевой воды при аварийных си­ туациях и т. д.

Основной отличительной чертой рассматриваемой систе­ мы является независимое присоединение через установленные в ЦТП водоводяные подогреватели отопительных установок. Если присоединение установок горячего водоснабжения также выполняется по независимой схеме (т. е. через подогревате­ ли), то зависимая система теплоснабжения называется закры­ той (рис. 2—56), [Л. 32]). В открытой независимой системе горячее водоснабжение осуществляется путем непосредствен­ ного водоразбора из тепловой сети (рис. 2—5а), [Л. 31]).

Очевидно, что в условиях сложного рельефа, когда раз­ ность геодезических отметок у абонентов заданного энерго­

района достигает значительной величины,

независимое при­

соединение улучшит условия их н а д е ж н о й

б е з а в а р и й ­

ной работы.

 

модернизация

Независимо от природных условий такая

значительно повышает м а н е в р е н н о с т ь

тепловых сетей и

всей системы теплоснабжения, как и р е г у л и р у е м у ю с п о ­

со б н о с т ь последней [Л. 34, 35,36].

Вусловиях весьма сложного рельефа определенный инте­ рес представляет независимая пароводяная система центра­ лизованного теплоснабжения. В этом случае сложность релье­ фа энергорайона преодолевается за счет давления пара, кото­ рый по транзитному трубопроводу поступает в тепловые пунк­ ты, где и используется для подготовки сетевой воды.

На размещение и выбор целесообразной мощности теп­ ловых пунктов определенное влияние может оказать и слож­ ность рельефа. При всех остальных равных условиях для обеспечения надежной работы водяной распределительной се­ ти чем сложнее рельеф, тем меньшей должна быть мощность тепловых пунктов.

Целесообразность применения этой системы была прове­ рена на примере одного из новых жилых районов г. Еревана, отличающегося сложным рельефом (разница геодезических уровней порядка 100 м при средней отметке района 1300 м). Расчетная нагрузка на отопление и вентиляцию составила

около 24 Гкал'ч, а среднечасовая нагрузка горячего водоснаб­ жения — 8,7 Гкал!ч.

В соответствии с условиями профиля предусматривается создание 4-х тепловых пунктов (один из них в котельной). Сравнение двух вариантов независимой системы теплоснабже­ ния пароводяной и водоводяной (при одном и том же темпе-

9 2


ратурном графике отопительной системы, равном 150/70°С) показало, что наиболее экономичной является пароводя­ ная система. Разница в годовых расчетных затратах состави­

ла 3 —3; = (132—126,5) 103 = 5,5 тыс. руб., хотя удельные ка­ питаловложения на сооружение паровых котельных (руб/Гкал) оказались почти в 2,4 раза больше, чем для водогрейных.

Расчеты, выполненные для г. Кафана (Арм. ССР), отли­ чающегося значительно более сложным рельефом и резко до­ минирующим значением промышленных потребителей тепла, также показали целесообразность осуществления независимой

Рис. 2—5. Принципиальная схема независимой системы теплоснабжения- а) открытая, б) закрытая (двухступенчатое последовательное

включение подогревателей горячего водоснабжения). 1.—станционный насос; 2.—станционный подогреватель; 3.—подогреватель

отопления ЦТП; 4.—верхняя ступень подогревателя горячего водоснабжения; 5.—нижняя ступень подогревателя горячего водоснабжения; 6.—водоразборный кран; 7 .—отопительный прибор; 8.—элеватор; 9.—насос абонентского контура; 10.—регулятор температуры; 11.—регулятор расхода; 12.—обратный клапан.

'пароводяной системы, если даже источником теплоснабжения является ТЭЦ. Согласно этим разработкам, предприятия вто­

рого энергорайона по магистральным трубопроводам должны получать только пар, часть которого используется для подго­ товки горячей воды, идущей на удовлетворение как подсоб­ ных нужд самих предприятий, так и (где это можно) жилищ- но-комм) нальных нужд ближайших жилых районов.

Чем сложнее рельеф и меньше доля горячей воды в теп­ ловой нагрузке предприятий, тем более целесообразным ока­ жется внедрение этой системы. С другой стороны, при раз­ дельной схеме энергоснабжения, если в структуре тепловых нагрузок доминирует отопительно-бытовое теплопотребление, более целесообразной в рассматриваемых природных усло­ виях оказывается независимая водяная система централизо­ ванного теплоснабжения. Усилия, направленные на создание современных конструкций мощных и сравнительно дешевых водогрейных котлов, в значительной мере облегчат решение этой задачи.

Как уже было отмечено, масштабы централизации тепло­ снабжения в первую очередь зависят от технико-экономичес­ ких показателей транспорта тепла. В условиях малых значе­ ний плотности теплопотребления, сложного рельефа, неболь­ шой величины числа часов использования расчетной тепловой нагрузки только внедрение новых экономичных систем транс­ порта тепла может решить эту задачу. Так, при сочетании ря­

да благоприятных

условий для

внедрения о д н о т р у б н о й

системы теплоснабжения вариант

комбинированной

схемы

теплоснабжения (т.

е. теплофикации) южных городов

может

оказаться экономически более приемлемым. Хотя протяжен­ ность магистрального (питательного) теплопровода обычно составляет небольшую долю общей протяженности тепловых сетей, на ее долю падает больше половины всех материальных (металл) и денежных затрат.

Исключение обратного трубопровода в сочетании с воз­ можно максимальным повышением температуры теплоноси­ теля, что приводит к соответствующему сокращению расхода сетевой воды и значит уменьшению диаметра транзитного трубопровода, создает необходимые экономические предпо­ сылки для значительного-увеличения дальности теплоснабже­ ния (почти в 2-г5 раз по сравнению с двухтрубной системой). В этом случае окажется возможным объединить в общую теп­ лоснабжающую систему несколько небольших городов и про­ мышленных узлов, благоприятно расположенных по трассе единого и сравнительно мощного транзитного теплопровода.

Значительная экономичность однотрубной системы тепло­ снабжения в первую очередь связана с резким повышением мощности транзитной линии — увеличением ее диаметра и

94


соответственно пропускной способности. Известно, что с уве­ личением диаметра трубопровода значительно уменьшаются тепловые потери, следовательно и затраты на их компенсацию, а также расходы на амортизацию, текущий ремонт, расходы на перекачку теплоносителя и т. п.

Таким образом, дальний транспорт тепла и концентрация

тепловых нагрузок по существу взаимосвязаны. Поэтому для создания системы дальнего теплоснабжения на базе сравни­ тельно мощного источника тепла города и поселки, благопри­ ятно расположенные вокруг намечаемого транзитного тепло­ провода, должны иметь достаточно большие тепловые нагруз­ ки. Целесообразный радиус теплоснабжения зависит как от достигнутой сравнительной экономии затрат при строитель­ стве крупного источника тепла взамен мелких (или дополни­ тельных затрат, необходимых для реконструкции существую­ щих источников энергоснабжения), так и особенно от затрат на сооружение тепловых сетей (до квартала).

Внедрение системы дальнего теплоснабжения в южных районах даст возможность также удалить источники тепло­ снабжения от тех городов, для которых по климатическим и другим условиям загрязнение окружающей их среды особен­ но нежелательно. Внедрение однотрубной системы теплоснаб­ жения окажется более рациональным именно для этих райо­ нов главным образом по той причине, что в силу местных при­ родных условий значительно легче будет добиться выполнения

основного

требования,

а именно с б а л а н с и р о в а н н о й

у в я з к и

между обоими

видами тепловых нагрузок: отопле­

ние и вентиляция и горячего водоснабжения.

Схема однотрубной системы теплоснабжения в наиболее упрощенном виде представлена на рис. 2—6. В соответствии с обозначениями, указанными на схеме, после небольших упро­ щающих допущений можно записать следующие уравнения

материального и теплового баланса:

 

 

Got = GrB -f- Go6 -j- Gc.1;

Gc — GrB + Gc.T ,

(2— 23)

GotC —(Gc— GrB) tc -j- G06t2,

(2 — 24j 1

Gc tc ~ G"Btc -(- Got (ti — to)

(QTB-j- GMJ t2.

(2—25)

Расход сетевой воды Gc обычно принимается равным

среднечасовому (за неделю) расходу на горячее водоснабже­ ние GBB‘. Однако, если в зависимости от тепловых нагрузок

температура сетевой воды tc оказывается выше допускаемого

предельного значения (например 200°С), приходится соответ­ ственно увеличивать расход Gc.

95.


Уравнения теплового баланса можно записать и в относи­ тельных величинах.

Так, если расход воды в магистральной сети считать за­ данным или известным и обозначить

Uor —•

Пел

G c.

 

Utb

и iirB

G"B

Gc

 

 

то из (2—24) и (2—25) получим для температуры сетевой воды

tc

(urB “Ь Uq6 “Ь Вел ) — Up6 tg

(2-26)

1 - и"

 

А—аккумулятор горячей воды; В—воздушный кран; С—смеситель; РТ—регулятор температуры; О—отопительный прибор; К—водоразборный кран; Н—насос; ИС—источник теплоснабжения.

для температуры воды перед отопительным прибором

(1 — UrB) tc -1- Uo6 t2

(2 -27)

Uqt

Для узла горячего водоснабжения при отборе воды после системы отопления и из тепловой сети уравнения материаль­ ного и теплового балансов примут вид:

G cb = G rB-f- G rB; Gre trBi= G rB t2-(- G rBtc .

(2 28)

96

Для выравнивания суточного графика нагрузки горячего водоснабжения в систему однотрубного теплоснабжения вклю­ чается аккумулятор горячей воды. Его роль окажется весьма

важной для южных городов из-за низкой аккумулирующей способности зданий, особенно во вновь застраиваемых и ре­ конструируемых районах -этих городов. При всех условиях равенство среднесуточных расходов воды в сети и на горячее водоснабжение Gccc = GBBC тем труднее поддерживать, чем

ниже температура наружного воздуха. Так как суточный рас­ ход воды в тепловых сетях одновременно обеспечивает суточ­ ную нагрузку отопления (отнесенные к одному человеку), то можно записать:

Gj;c = (tc — t2) = Хот v'(t„ - tjj), к к а л л ел .

сутки,

(2—29)

где

G£c

— среднесуточный расход воды

в сети,

л/челХ

 

Хот

Хсутки;

 

 

 

— отопительная характеристика здания, ккал/мгХ

 

v'

Хград. ч;

 

 

 

— удельная кубатура здания по внешнему обме-

 

 

. ру, м3/чел;

 

 

 

tB и tjj

— температуры внутреннего и

наружного воз­

 

 

духа, °С;

1 ккал/кг .град).

 

 

(теплоемкость воды принята

 

Очевидно, в условиях теплого климата из-за сравнитель­

но высоких значений наружных температур

t„ условие (2—

29)

может быть выполнено при не о-чень высоких температу­

рах сетевой воды. При этом имеется в виду, что одновременно должное развитие получит централизованное горячее водо­ снабжение. Развитие горячего водоснабжения в городах и поселках южных районов еще значительно отстает от достиг­ нутого уровня городского строительства и общего благососто­

яния в целом. Фактически оно осуществляется в основном газовыми колонками и широко охватывает лишь жилые поме­ щения. Потребление горячей воды в общественных, админи­ стративных, торговых, спортивных и других зданиях даже в жарких районах составляет незначительную долю суммар­ ной нагрузки горячего водоснабжения.

Стремление к дальнейшему улучшению уровня повсемест­ ного комфорта, несомненно, приведет к постепенному широко­ му внедрению централизованного горячего водоснабжения и на этой основе — к полному удовлетворению возрастающих нужд в горячей воде.

Как известно, при централизованном горячем водоснаб­ жении расход воды в расчете на одного жителя увеличивается

97

7—917