Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
Термическая деаэрация (дегазация) воды основана на законе Генри –Дальтона, выражающемся применительно к данному случаю следующим уравнением, справедливым для условий равновесия:
![]()
где m — растворимость газов в воде; р —суммарное давление газа и водяных паров в пространстве над водой; рл, рг — парциальные давления соответственно пара и газа в том же пространстве; kp — коэффициент растворимости газа в воде, зависящий от температуры (чем выше температура, тем меньше коэффициент растворимости).
Если воду нагреть до температуры кипения, то, с одной стороны, коэффициенты растворимости газов в воде становятся равными нулю, а с другой стороны, парциальное давление пара над поверхностью воды становится равным суммарному давлению смеси. В итоге равновесия растворимость газов в воде становится равной нулю. Отсюда вывод: для удаления из воды растворенных в ней газов достаточно нагреть ее до температуры кипения. В этом и заключается суть термической дегазации.
Уравнение (18.2.1) характеризует предельное состояние равновесия, к которому придет система, если будут созданы определенные условия и предоставлено системе достаточно времени. Рассмотрим вкратце эти условия.
Из изложенного следует, что воду необходимо нагреть. Обычно деаэрируемую воду, стекающую струйками, каплями и пленкой, нагревают протекающим навстречу паром. Тогда необходимое количество теплоты Q для нагрева в единицу времени воды в количестве W от начальной температуры t до температуры кипения 4 (и соответствующих значений энтальпии h, i')
![]()
где F – площадь поверхности теплообмена; tср – средняя для условий теплообмена температура воды; ∆t – температурный напор; α – коэффициент теплоотдачи.
Правая часть уравнения (18.2.2) позволяет заключить, что площадь поверхности теплообмена желательно сделать как можно больше. Это дает возможность ускорить процесс теплообмена и уменьшить габариты аппарата. Решая эти задачи, потек воды дробят на струи, капли или тонкие пленки. Для обеспечения максимального температурного напора создают противоток пара и воды. Дробление потока и особенно сток ее тонкими пленками обеспечивают турбулизацию потока и соответственно увеличение коэффициента теплоотдачи.
Этими же средствами добиваются увеличения скорости десорбции газа из воды, поскольку количество удаляемого из нее в единицу времени газа определяется разностью концентраций газа в воде и в пространстве над водой, а следовательно, с учетом (18.2.1), разностью давлений газа в соответствии с уравнением
![]()
где ρг. р – так называемое равновесное парциальное давление газа в воде, оно отвечает концентрации газа в воде в условиях равновесия в соответствии с (18.2.1); ρг – парциальное давление газа в пространстве над водой; kд – коэффициент десорбции, зависящий от турбулентности потока воды, вязкости, поверхностного натяжения, скорости диффузии газов в воде, а следовательно, от температуры.
Для достижения минимального парциального давления газа в пространстве над водой осуществляют непрерывное удаление газов (с примесью паров) из рабочего пространства деаэратора через специальный штуцер для отвода выпара деаэратора. Если деаэратор вакуумный (т. е. давление в нем меньше атмосферного), то осуществляют отсос воздуха пароструйными или водоструйными эжекторами.
Примеры конструктивного выполнения деаэраторов приведены на рис. 12.2.3, 12.2.4. В первом из этих случаев реализован пленочный принцип дробления потока воды, во втором – струйный. На рис. 12.2.4 в качестве второй ступени дегазации применяют барботаж, т. е. пропускают пузырьки пара через слой воды. Барботаж применяется для более полной дегазации воды, особенно для более полного удаления двуокиси углерода.
На промышленных ТЭЦ деаэраторы чаще всего питаются паром из промышленного регулируемого отбора турбины, а на конденсационных электростанциях – из нерегулируемых отборов турбин (рис. 8.5). При дегазации питательной воды на ТЭС деаэратор одновременно выполняет функцию подогревателя очередной ступени подогрева в системе регенерации.
Деаэраторы типа изображенного на рис. 12.2.4 называют деаэраторами «перегретой» воды. Деаэраторы не требуют подачи на них греющего пара, пар в них образуется в результате дросселирования нагретой воды до такого давления, температура насыщения при котором меньше температуры воды, поступающей на деаэратор. Эта вода оказывается предварительно как бы перегретой сверх температуры в деаэраторе, до которой охлаждается в результате дросселирования и частичного превращения в пар.
В конденсаторах паровых турбин происходит достаточно полное удаление газов из основного конденсата, т. е. конденсатор одновременно выполняет роль деаэратора. Однако из-за присосов воздуха через сальники конденсатных насосов и другие неплотности в вакуумной системе турбин конденсат вновь загрязняется газами. Эти газы затем удаляются в деаэраторах атмосферного типа (с давлением несколько выше атмосферного) или в деаэраторах повышенного давления (с давлением, в несколько раз превышающим атмосферное).
Химическое обескислороживание воды
Химическое обескислороживание воды применяется для ликвидации проскоков кислорода в термически деаэрированную питательную воду. Для этого в питательную воду (в баки-аккумуляторы деаэраторов) непрерывно вводят гидразин-гидрат или гидразин-сульфат, обладающие сильными восстановительными свойствами. Реакция между гидразин-гидратом и кислородом протекает по уравнению Дозировку рассчитывают на полное обескислороживание воды с некоторым избытком гидразина.

Рис. 8.5. Схемы включения деаэраторов питательной воды.
а – в качестве самостоятельной ступени регенеративного подогрева воды; б – в качестве предвключенного подогревателя в данной ступени подогрева; в – к регулируемому отбору на ТЭЦ; 1 – парогенератор; 2 – турбина; 3 – конденсатор; 4 – конденсатный насос; 5 – подогреватель низкого давления; 6 – деаэратор; 7 – питательный насос; 8 – подогреватель высокого давления; 9 – регулятор давления.
8.3. Теплоснабжение
Общие сведения о теплоснабжении. Теплоносители
Из всех видов потребления энергии потребление в форме теплоты по масштабам занимает первое место, несмотря на особые преимущества электроэнергии и интенсивное развитие электроэнергетики. Это обусловлено главным образом относительной дешевизной теплоты, т. е. меньшими приведенными затратами на ее выработку в сравнении с электроэнергией. Однако доля капитальных вложений в системы теплоснабжения производственных, общественных и жилых зданий велика и составляет обычно 10 – 25 % от общей стоимости строительства объекта. Эксплуатационные затраты еще более значительны.
В потреблении теплоты можно выделить три основных направления:
- использование теплоты для выработки электроэнергии на электростанциях;
- использование теплоты в печах (огнетехническое использование теплоты);
- использование теплоты в так называемых системах теплоснабжения, которые предназначены в основном для централизованного теплоснабжения группы потребителей теплоты.
Между этими тремя направлениями, однако, нет совершенно четких границ. Например, во втором и третьем направлениях часть теплоты может быть использована для выработки электроэнергии, как это делается на ТЭЦ. Настоящая глава посвящена рассмотрению третьего из перечисленных направлений.
В процессе централизованного теплоснабжения можно выделить три последовательных стадии: подготовку теплоносителя; транспортировку теплоносителя; использование теплоносителя.
В соответствии с этими стадиями системы теплоснабжения содержат элементы: источники теплоты, например котельные или ТЭЦ; тепловые сети (паровые или водяные); потребители теплоты.
Определяющими в системах теплоснабжения являются потребители теплоты, поскольку они определяют параметры и даже вид теплоносителя, режимы теплопотребления. Вид теплоносителя и его параметры обусловливают устройство теплосети. Эти обстоятельства в совокупности с концентрацией теплопотребления определяют устройство источников теплоснабжения. Рассмотрение теплофикационного цикла свидетельствует о том, что наиболее прогрессивной является теплофицированная система теплоснабжения, поскольку она обеспечивает получение наиболее высоких значений КПД за счет выработки части энергии теплофикационным способом.
Основными видами теплоносителей в системах теплоснабжения являются водяной пар и горячая в о д а. Доли этих теплоносителей в суммарном отпуске теплоты от ТЭЦ приблизительно одинаковы.
Основные преимущества воды как теплоносителя в системах теплоснабжения состоят в следующем:
1.Более высокий КПД благодаря тому, что: отработавший пар имеет меньшее давление, поскольку в паровых сетях велики потери давления, что прямо ведет к недовыработке электроэнергии на тепловом потреблении; водяные теплосети позволяют использовать ступенчатый подогрев сетевой воды и этим еще увеличить выработку электроэнергии теплофикационным способом, которая перекрывает расход электроэнергии на пере
качку воды.
2.Повышенная аккумулирующая способность водя ной системы теплоснабжения, меньшие затраты на нее и более дальнее теплоснабжение.
3.Возможность центрального регулирования тепловых нагрузок. Снижение температуры пара ведет к его конденсации, а снижение давления – к гидравлической разрегулировке теплосетей.
4.Отсутствие потерь качественного конденсата у потребителей. Вода водяных теплосетей менее качественна, поэтому ее потери обходятся дешевле.
Основные недостатки воды как теплоносителя:
- большая чувствительность к авариям, поскольку утечки воды при авариях в 20 – 40 раз больше, чем пара. Это приводит к необходимости аварийного отключения сети, тогда как паровая сеть при аналогичном повреждении могла бы продолжительное время оставаться в работе;
- чрезмерно жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы, что приводит к гидравлическим разрегулировкам сети.
При выборе теплоносителя определяют приведенные затраты по сравниваемым системам с учетом затрат в источники теплоснабжения, тепловые сети и абонентские установки. Однако при этом приходится принимать во внимание неполную взаимозаменяемость воды и пара. Так, например, в процессах обдувки, пропарки, паровой сушки пар не может быть заменен водой. Если теплоснабжение осуществляется от котельной, то отпадает преимущество воды, связанное с выработкой электроэнергии теплофикационным способом.
Обычно воду в качестве теплоносителя применяют тогда, когда среднегодовая температура теплоносителя в теплообменном аппарате не превышает 40 °С. При более высоких параметрах применяют пар.
Кроме воды и пара в качестве теплоносителей могут использоваться:
Высокотемпературные продукты сгорания топлива (непосредственно после его сгорания) – применяются в так называемых огнетехнических устройствах индивидуального теплоснабжения. Транспортировать на дальние расстояния высокотемпературные газы практически невозможно или нецелесообразно.
Низкотемпературные продукты сгорания топлива (после их высокотемпературного использования)– так называемые отходящие газы.
Транспортировать их на расстояние более 50 – 100 м обычно экономически невыгодно.
Горячий воздух может применяться для отопления (для подачи непосредственно в отапливаемые помещения), однако воздух непригоден для систем горячего водоснабжения, для большинства систем кондиционирования воздуха и технологических процессов, поэтому применение его ограничено. Транспортируют его на расстояние не более чем на 50 – 80 м.
Прочие теплоносители обычно применяются для специальных условий.
8.4. Тепловое потребление
Основными потребителями теплоты в системах теплоснабжения являются:
1. Устройства отопления и вентиляции помещений, устройства горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха.
В жилых и общественных помещениях максимально допускаемая температура поверхности нагрева отопительных приборов ограничивается санитарно-гигиеническими требованиями. На наружных поверхностях нагревательных приборов при температуре 65 – 70 °С начинаются разложение и сухая возгонка органической пыли. При 80 °С этот процесс протекает достаточно интенсивно. Поэтому с учетом температурного напора в отопительном приборе для жилых домов и многих других помещений в системах отопления с местными нагревательными приборами (радиаторами, конвекторами, приставными отопительными панелями) температура теплоносителя не должна превышать 95 °С. Для детских яслей и садов, больниц и т. п. – 85 °С. Для большинства производственных помещений, а также лестничных клеток – 150 °С.
В системах отопления в качестве теплоносителя чаще применяется вода. В подающем трубопроводе двухтрубных водяных теплосетей при проектировании отопления для условий расчетной температуры наружного воздуха (т. е. для расчетной максимальной нагрузки отопления) рекомендуется принимать температуру сетевой воды равной 150 °С. Однако с учетом технико-экономических соображений и других условий эту температуру допускается принимать выше (до 200 °С) или ниже (до 95 °С).
Если в системах отопления с местными нагревательными приборами в качестве теплоносителя используется пар, например для отопления производственных помещений, то температура его не должна превышать 130°С.
В системах отопления со встроенными в строительные конструкции нагревательными элементами и стояками (системы панельного и панельно-лучистого отопления) средняя температура на обогреваемой поверхности не должна превышать, например, для полов жилых зданий 24 °С, для полов производственных предприятий 26 °С, для потолков при высоте помещений 2,5 – 2,8 м 28 °С.
Температура воды при горячем водоснабжении должна быть не ниже 60 °С, верхним пределом обычно является 70 °С.
Кондиционирование воздуха используют:
для достижения установленных нормами метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях, если они не могут быть обеспечены вентиляцией;
для создания и поддержания метеоусловий, диктуемых технологическими требованиями;
для создания и поддержания оптимальных метеоусловий и условий промежуточных между оптимальными и допустимыми.
2. Тепловые технологические аппараты и устройства – подогреватели для газообразных, жидких и твердых веществ; выпарные и ректификационные аппараты; сушилки для различных материалов и изделий; реакторы для осуществления химических процессов и т. п.
Пар или вода могут при этом использоваться либо только как теплоносители, либо и непосредственно в качестве компонента для производства продукции. Нередко оказывается целесообразным для технологических процессов и для отопления производственных помещений промышленного предприятия использовать единый теплоноситель. Для технологических процессов чаще всего применяется насыщенный или слабо перегретый пар с давлением 0,3 – 0,8 МПа и вода с температурой до 150 °С. Однако в некоторых случаях применяется пар с давлением до 9 МПа.
3. Силовые технологические агрегаты, имеющие в качестве привода паровые машины или турбины: паровые молоты и прессы, ковочные машины, паровые насосы, турбокомпрессоры для сжатия газов и т. д. Теплоноситель и одновременно рабочее тело в этих случаях – водяной пар: для паровых машин –обычно насыщенный или перегретый до 200 – 250 °С при давлении 0,8 – 1 МПа, а для паровых турбин — перегретый пар более высоких параметров.
Тепловые потребители диктуют источникам теплоснабжения не только вид теплоносителя и его параметры, но также характер изменения во времени тепловых нагрузок и параметров теплоносителя. В соответствии с этим различают: сезонную тепловую нагрузки и круглогодовую тепловую нагрузку.
К сезонной тепловой нагрузке относятся отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Отопление и вентиляция – это зимние тепловые нагрузки. Кондиционирование предполагает охлаждение воздуха в летний период. Если искусственный холод получают абсорбционным или эжекционным методом, то это требует затраты теплоты, т. е. источник теплоты покрывает летнюю тепловую нагрузку. Эти виды тепловой нагрузки зависят от климатических условий, прежде всего от температуры наружного воздуха, а также от направления и скорости ветра, интенсивности солнечного излучения, достигающего поверхности Земли, влажности воздуха.
Некоторые отрасли промышленности, в основном связанные с переработкой сельскохозяйственного сырья, также имеют сезонный характер теплопотребления, например сахарные заводы. Сезонная нагрузка обычно имеет слабопеременный график и резкопеременный годовой график.
К круглогодовой тепловой нагрузке относятся технологическая нагрузка и горячее водоснабжение. Графики технологической нагрузки сильно отличаются для предприятий различных отраслей промышленности.
Графики горячего водоснабжения по характеру изменений во времени зависят от уровня благоустройства жилых и общественных зданий, распорядка рабочего дня основных групп населения, от режима работы коммунальных предприятий. Технологическая нагрузка слабо зависит от температуры наружного воздуха и часто имеет резкопеременный суточный график (особенно для одно - и двухсменных предприятий) и слабопеременный годовой график.
При решении задач проектирования и эксплуатации в расчеты закладываются прежде всего следующие параметры, характеризующие тепловое потребление:
- максимальная расчетная тепловая нагрузка;
- характер изменения нагрузки в течение суток – суточный график нагрузки;
- характер изменения нагрузки в течение года — годовой график нагрузки;
продолжительность тепловых нагрузок в течение года – график продолжительности тепловых нагрузок;
- термодинамические параметры состояния теплоносителя.
При проектировании установок централизованного теплоснабжения расходы теплоты принимают на основании проектов теплопотребляющих установок. Если таковые отсутствуют, то в качестве основы принимают так называемые укрупненные измерители, т. е. разработанные с учетом аналогичных проектов и данных эксплуатации подобного оборудования.
8.5. Системы теплоснабжения
Если вода, циркулирующая в теплосети (ее называют сетевой водой), частично отбирается для горячего водоснабжения, то систему теплоснабжения называют открытой (разомкнутой). Если же вода, циркулирующая в теплосети, не отбирается абонентами, а только отдает им теплоту, то систему теплоснабжения называют закрытой (замкнутой). Абонентскими установками называют 'собственно тепло потребляющие установки, например отопительный прибора водоразборный кран, изображаемые далее на рисунках.
Схемы присоединения абонентских установок к теплосетям (абонентские вводы) в этих случаях отличаются. Различны схемы присоединения абонентских установок также в одно-, двух - и трехтрубных (многотрубных) системах теплоснабжения.
Водяные системы теплоснабжения чаще всего выполняют двухтрубными: одна труба служит в качестве подающей для горячей воды, а другая – в качестве обратной для охлажденной у абонента воды. Если количества воды, необходимые для горячего водоснабжения, с одной стороны, и для покрытия нагрузок отопления и вентиляции, с другой стороны, одинаковы, то возможно применить однотрубную систему. В ней горячая вода, отдав часть теплоты на покрытие нагрузок отопления и вентиляции, поступает на горячее водоснабжение по открытой схеме.
В трехтрубных (много трубных) системах одна труба служит (в качестве обратной для охлажденной воды, а две (или более) трубы служат подающими, каждая из которых обслуживает определенную группу потребителей. Например, по одной подается постоянное количество воды с переменной температурой для покрытия нагрузок отопления и вентиляции, а по другой (другим) – переменное количество горячей воды постоянной температуры для покрытия нагрузок бытового и технологического горячего водоснабжения. Трехтрубные системы требуют больше капитальных вложений, но позволяют осуществлять центральное регулирование двух разнородных тепловых нагрузок.
Рассмотрим более подробно схемы присоединения абонентских установок к имеющим широкое применение двухтрубным водяным теплосетям при замкнутой системе теплоснабжения.
Абонентские установки к теплосетям часто подключаются не непосредственно, а через тепловые пункты.
На рис. 8.6 изображена схема присоединения абонентских установок к тепловым сетям через тепловой пункт.
Вода из подающего трубопровода теплосети частично проходит через регулятор РО непосредственно к элеваторам Э абонентов, а в остальной части проходит через подогреватель ПВ, где охлаждается за счет нагрева водопроводной воды и далее смешивается с водой, прошедшей через РО. Часть воды, отдавшая теплоту в отопительных приборах О, возвращается в обратный трубопровод теплосети, а другая часть подхватывается насосом НО и вновь возвращается в отопительные приборы в смеси с водой, поступившей из подающей магистрали теплосети через РО и ПВ. Водопроводная вода нагревается сначала в ЛН за счет энергии обратной сетевой воды, а затем в ПВ водой из подающей магистрали и далее направляется к водоразборным кранам К. Неиспользованная в кранах вода рециркулирует в этом контуре, для чего подается в линию водопроводной воды между ПН и ПВ.

Рис. 8.6. Схема присоединения отопления и горячего водоснабжения группы зданий к тепловой сети через тепловой пункт. В – воздушный кран; К – водоразборный кран; НО – насос отопления смесительный; НГ – насос горячего водоснабжения циркуляционный; ПН – подогреватель горячего водоснабжения нижней ступени; ПВ – подогреватель горячего водоснабжения верхней ступени; РТ – регулятор температуры воды; РО – регулятор температуры отапливаемых помещений; МУ – моделирующее устройство; Э – элеватор; О – отопительный прибор.
Преимуществом схемы присоединения через тепловой пункт является то, что теплотой пункт обслуживает сразу группу зданий, поэтому позволяет обходиться без индивидуальных регуляторов. При этом в качестве импульса для регулирования отопления могут быть использованы либо температура воздуха в отапливаемом помещении, либо температура воздуха в устройстве, моделирующем температурный режим в отапливаемых помещениях.
На центральных тепловых пунктах обычно размещаются центральные водо-водяные подогреватели для отопления и горячего водоснабжения, центральная смесительная насосная установка сетевой воды, подкачивающие насосы холодной водопроводной и сетевой воды, приборы для измерений и автоматизации. Количество узлов обслуживания при применении центральных теп-ло1вых пунктов уменьшается, что упрощает эксплуатацию. Уменьшаются капитальные вложения на подогреватели горячего водоснабжения, насосные установки, регулирующие устройства. Однако увеличиваются капитальные вложения на сооружение распределительной сети, поскольку вместо двухтрубной сети на этих участках приходится сооружать четырехтрубные распределительные сети. Степень централизации тепловых пунктов определяется технико-экономическими расчетами с учетом плотности теплового потребления, планировки района застройки и режимов теплового потребления.
Схемы присоединения абонентских установок к водяным теплосетям. в закрытой двухтрубной системе теплоснабжения изображены на рис. 8.7 На рисунке представлены схемы включения однородных нагрузок: схемы а – г – схемы присоединения отопительных установок; схемы д, е – схемы присоединения установок горячего водоснабжения и схемы совместного присоединения в одном узле (на одном абонентском вводе) установок отопления и горячего водоснабжения – схемы ж – м.
Отопительные установки, показанные на рис. 8.7а – в, ж – л, присоединены к теплосетям по зависимой схеме—давление в абонентских установках зависит от давления в тепловой сети. На рис. 8.7г, м изображено присоединение отопительных установок абонентов к тепловым сетям по независимой схеме – давление в отопительных приборах не зависит от давления в тепловой сети. Абонентские установки горячего водоснабжения в закрытых системах теплоснабжения присоединяются только через водо-водяные подогреватели, т. е. по независимой схеме.
В зависимой схеме присоединения оборудование абонентских установок проще и дешевле, может быть получен больший перепад температур, а следовательно, меньший расход воды и меньшие диаметры трубопроводов сети. Однако при зависимой сети существует жесткая гидравлическая связь теплосети с отопительными приборами абонентских установок, которые обычно имеют пониженную. Механическую прочность. Например, В чугунных отопительных приборах (радиаторах) допустимое давление составляет не более 0,6 МПа, в то время как в протяженных теплосетях оно обычно в 2 – 3 раза выше. Если давление в обратной линии теплосети в статических условиях (т. е. при прекращении циркуляции воды) превышает допустимое давление в абонентских установках, то применение зависимой схемы присоединения абонентских установок недопустимо, поскольку аварийное отключение насоса или ошибочное перекрытие клапана в обратной линии теплосети может привести к разрыву приборов в отопительных установках абонентов. В системах теплоснабжения крупных городов предпочтительной является независимая схема присоединения абонентских установок к теплосети.
В схеме а вода из подающего трубопровода теплосети непосредственно поступает в отопительные приборы через клапан регулятора расхода PP. Вода, отдавшая теплоту, идет в обратный трубопровод теплосети. При подключении жилых домов по такой схеме вода в подающем трубопроводе теплосети не может быть выше 95°С. Отопление промышленных предприятий не имеет таких жестких ограничений, поэтому нередко подключается по описанной схеме.



Рис. 8.7. Схемы присоединения абонентских установок к теплосетям в закрытой двухтрубной водяной системе теплоснабжения.
а – зависимая отопительной установки без смешения; б – зависимая отопительной установки со струйным смешением; в – зависимая отопительной установки с насосным смешением: г – независимая отопительной установки с циркуляционным насосом; д – установки горячего водоснабжения с верхним аккумулятором; е – установки горячего водоснабжения с нижним аккумулятором; ж – параллельная установка горячего водоснабжения и отопительной установки по зависимой схеме со струйным смешением; э – смешанная установка горячего водоснабжения и отопительной установки по зависимой схеме со струйным смешением; и – двухступенчатая последовательная установки горячего водоснабжения и отопительной установки
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |


