Теплоснабжение промышленных предприятий. Теплоносители. Источники теплоты.

Теплоснабжение промышленных предприятий – снабжение теплотой с помощью теплоносителя систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения промышленных зданий и технологических потребителей. Система теплоснабжения – совокупность устройств, являющихся источником теплоты, тепловых сетей, Систем распределения и использования (абонентских вводов и потребителей теплоты). Теплофикация – централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и теплоты на ТЭЦ. Теплоноситель — жидкое или газообразное вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. На практике чаще всего применяют воду (в виде газа или жидкости), глицерин, нефтяные масла, расплавы металлов (Sn, Pb, Na, К), воздух, азот (в том числе жидкий), фреоны (в случае использования фазовых переходов обычно называют хладагентами) и др. Английский термин coolant в большей степени относится к использованию теплоносителя в качестве охлаждающего агента. Самым первым теплоносителем, используемым человеком, был нагретый воздух. В большинстве приборов/инженерных систем и др., служащих для передачи/распределения тепла используется теплоноситель, например: системы отопления зданий, холодильник, кондиционер, масляный обогреватель, тепловой пункт, котельная, солнечный коллектор, солнечный водонагреватель и др. Основные проблемы при выборе теплоносителя: Рабочий диапазон температур Не существует теплоносителя, способного перекрыть весь диапазон от 0 до, скажем, 3000 Кельвина. У каждого вида теплоносителя есть свой рабочий диапазон, есть диапазон, в котором теплоноситель может находиться небольшое время без существенной деградации. Однако существуют специально разработанные терможидкости с расширенным рабочим диапазоном, который недостижим для воды, силиконовых масел и других классических теплоносителей.

Теплоёмкость Определяет количество теплоносителя, которое необходимо прокачивать в единицу времени для переноса заданного количества тепла.

Источником теплоты является топливо. Основной источник – топливо органического происхождения. Топливо представляет собой различные органические соединения в твердом, жидком или газообразном состоянии. Топливо бывает натуральное и производное. Твердое топливо: натуральное (дрова, торф, каменные угли, сланцы), произведенное (кокс, полукокс, торфные и каменноугольные брикеты); Жидкое топливо: натуральное (нефть), произведённые (бензин, керосин, масла); Газообразное топливо: натуральное (природный газ), произведенные (деменный, кожовый, полукожовый, генераторный газ, газ подземных газофикаций).

Для расчета различных тепловых устройств, связанный с сжиганием топлива и использованием продуктов сжигания необходимо знать химический состав твердого и жидкого топлива представляет собой сложный химический состав: основание: С, H, S, O, N, A, W; W-влага.

С^P+H^P+S^P+O^P+N^P+A^P+W^P=100% - рабочая масса топлива.

C, H, P – основные элементы

С – основной горючий элемент (С^P≤85%)

Н – (Н^P≤10%) теплота сгорания в 4 раза больше чем у С.

S – (S^P≤6%)

Газовое топливо – механич-я смесь из горючих и негорючих газов. Элементарный состав даёт в % по объёму 1м³.

СН₄ (90 – 96%) и С_mH_n (1 – 6%) – горючие газы.

N₂(азот) (1 – 4%) и CO₂ (0,1 – 0,2%) – негорючие газы.

Q=37550 кДж/м³ – теплота сгорания.

 

Вопрос 70

В настоящее время отпуск тепла потребителям крупных населенных пунктов в основном производится и будет производится в дальнейшем от достаточно мощных систем централизованного теплоснабжения (СЦТ), имеющих в качестве источников тепла крупные ТЭЦ или районные котельные.
Теплоснабжение — система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенная для обеспечения теплового комфорта для находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических норм.

Система теплоснабжения состоит из следующих функциональных частей:

1. источник производства тепловой энергии (котельная, ТЭЦ);

2. транспортирующие устройства тепловой энергии к помещениям (тепловые сети);

3. теплопотребляющие приборы, которые передают тепловую энергию потребителю (радиаторы отопления, калориферы).

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).

Вопрос 71

Тепловые нагрузки по характеру протекания во времени можно разделить на две группы: сезонные; круглогодовые.

Сезонные потребители используют теплоту не круглый год, а только в течение какой-то его части (сезона), при этом расход теплоты и его изменение во времени зависят от климатических условий: температуры наружного воздуха, солнечного излучения, скорости и направления ветра, влажности воздуха.

Сезонными потребителями теплоты являются:отопление; приточная вентиляция (с подогревом воздуха в калориферах); кондиционирование воздуха (получение воздуха определенного качества, чистоты, температуры и влажности).

Отопление и вентиляция являются зимними тепловыми нагрузками. Для кондиционирования воздуха в летний период требуется искусственный холод, который вырабатывается в абсорбционных или эжекционных холодильных установках. Расход теплоты в течение суток на отопление меняется относительно мало, что объясняется небольшим суточным изменением температуры и большой теплоаккумулирующей способностью зданий.

Годовой график сезонных потребителей (рис. 2) в противоположность суточному графику имеет резко переменный характер: наибольший расход теплоты в самые холодные месяцы (январь, декабрь), значительно меньший расход в начале и конце отопительного сезона и нулевой в летний период.

Круглогодовые потребители используют теплоту в течение всего года. К этой группе относятся:

· технологическая нагрузка;

· горячее водоснабжение.

У круглогодовых потребителей расход теплоты зависит от многих факторов. Так, технологическое потребление теплоты зависит от технологии производства, вида выпускаемой продукции, типа оборудования, режима работы предприятия и т. д.