Теплоносители и их свойства. Тепловые электростанции. Системы теплоснабжения

1. ТНиС 12

● Тепловые электростанции
● Системы теплоснабжения
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
1

2. Графики тепловых нагрузок

Тепловая энергия плохо аккумулируется, поэтому ее
производство должно соответствовать потреблению.
Но потребность в теплоте меняется во времени, то есть
необходимы графики тепловых нагрузок.
Графики бывают по времени: суточные, месячные, годовые;
по виду нагрузки: бытовые, технологические,
отопительно-вентиляционные.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
2

3. Виды тепловых нагрузок

Технологическая нагрузка зависит от числа рабочих смен,
времени года, характера технологических процессов.
Отопительно-вентиляционная нагрузка в течение суток
равномерна и зависит от температуры наружного воздуха.
Бытовая нагрузка – это горячее водоснабжение.
Она одинакова зимой и летом.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
3

4. Суточные графики

Технологическая нагрузка
Q
Отопительно-вентиляционная
и бытовая нагрузки
Q
Зима
Лето
Бытовая
(зима)
Отопительновентиляционная
III
0
I
6
12
Бытовая
(лето)
II
18 24
, час
0
6
12
18 24
, час
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
4

5. Годовой график

Q
Максимальная технологическая
нагрузка в I смену, минимальная –
в III смену.
Отопительно-вентиляционная нагрузка
постоянна в течение суток.
0
3
6
9 12
, мес
Она есть зимой и полностью отсутствует
летом.
Бытовая нагрузка меняется в течение суток, исчезая ночью,
но зато она практически одинакова зимой и летом.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
5

6. Основные показатели

Наиболее холодным месяцем считается январь, поэтому на
годовом графике ему соответствует максимум нагрузки.
С мая по сентябрь есть только горячее водоснабжение.
Основными показатели системы теплоснабжения ТЭЦ
являются:
КПД, удельный расход условного топлива на единицу
тепловой энергии и ее себестоимость.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
6

7. КПД брутто

Основными показатели системы теплоснабжения ТЭЦ
являются: КПД, удельный расход условного топлива на
единицу тепловой энергии и ее себестоимость.
КПД брутто ТЭЦ по производству теплоты находится по
формуле:
òåï ë
áð
Qã
òåï ë ð ,
Bã Qí
(1)
где Qг – годовая выработка тепловой энергии ТЭЦ, МДж;
Вгтепл
– годовой расход топлива на выработку теплоты, кг;
Qнр
– низшая, рабочая теплота сгорания топлива, МДж/кг.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
7

8. КПД нетто

КПД нетто ТЭЦ по отпуску тепловой энергии:
îò
Q
ã
íòåïåòë
( Bã Âãñí )Qíð
.
(2)
В формуле (2) Qгот=Qг-Qгсн – годовой отпуск теплоты
потребителям;
Qгсн – годовой расход теплоты на собственные нужды станции;
Вгсн – годовой расход топлива на производство
электроэнергии для собственных нужд ТЭЦ (на привод
механизмов производства и отпуска теплоты).
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
8

9. Удельный расход условного топлива

Удельный расход условного топлива на производство 1 ГДж
тепловой энергии
(1 ГДж=106 кДж), кг/ГДж:
6
10
34,3
bóòåï ë
òåï ë
òåï ë
29300 áð
áð
(3)
или на производство 1 кВт∙ч тепловой энергии
(1 кВт∙ч=3600 кВт∙с), кг/кВт∙ч:
bóòåï ë
3600
0,123
òåï ë
òåï ë
29300 áð
áð
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
.
(4)
9

10. Себестоимость отпускаемой теплоты

В формулах (3) и (4) Qу=29300 кДж/кг – теплота сгорания
условного топлива.
Себестоимость единицы отпускаемой теплоты, руб/ГДж:
sтепл=Sтепл/Qот,
где
(5)
Sтепл – стоимость отпущенной потребителям
тепловой энергии, руб;
Qот – годовой отпуск теплоты ТЭЦ, ГДж.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
10

11. Экономичность ТЭС

Экономичность станции возрастает при:
● повышении начальных параметров пара перед турбиной
(давления и температуры);
● понижении конечных параметров пара за турбиной;
● применении промежуточного перегрева пара и
регенеративного подогрева питательной воды.
Система теплоснабжения – это комплекс устройств,
предназначенных для подготовки теплоносителя на ТЭЦ или
в отопительной котельной, транспорта его по тепловым сетям
и использования в теплоприемниках потребителя.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
11

12.

Новосибирская ТЭЦ-5
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
12

13. Ташкентская ТЭС

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
13

14. ТЭС

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
14

15. Системы теплоснабжения

Системы теплоснабжения делятся по типу теплоносителя:
на водяные и паровые; по количеству труб на:
● 1-трубные – теплоноситель подается потребителям по
одной трубе и полностью разбирается;
● 2-трубные – теплоноситель подается по прямой трубе,
частично разбирается потребителями, оставшийся
возвращается на ТЭЦ или в котельную по обратной трубе;
● 3-трубные – по двум прямым трубам потребителям подаются
теплоносители с разными параметрами, обратная – общая.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
15

16. Производство теплоносителя на ТЭЦ

- Запорная арматура
Горячее водоснабжение
Отопительные
радиаторы
p =6-13бар
Б
СП2
ЦН
Э
ПС
СН
СП1
Конд
ФГр
ОС
РД a) Открытая, b) Закрытая, с) С элевазависимая независимая
тором
p =1,2-2,5бар
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
16

17. Обозначения на схеме

ПС – прямая сетевая вода tпс=90–150 С; Б – бойлер;
Э – элеватор; ЦН – циркуляционный насос;
ОС – обратная сетевая вода, которая возвращается от
потребителей с температурами tос=30–70 С;
ФГр – фильтр-грязевик; РД – автоматический регулятор
давления «после себя»; СН – сетевой насос;
СП1- первый сетевой подогреватель, в котором вода
подогревается до температур tпс=90–120 С отбираемым из
турбины паром давлением р=1,2–2,5 бар;
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
17

18. Способы подключения

СП2 - второй сетевой подогреватель, в котором вода
подогревается до температур tпс=120–150 С отбираемым из
турбины паром давлением р=6–13 бар.
Абоненты могут присоединяться к сети по схемам:
а) зависимая, открытая;
b) независимая, закрытая;
с) с элеватором.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
18

19. Присоединения потребителей

Более предпочтительной является независимая, закрытая
схема, при которой параметры воды в системе отопления
и горячего водоснабжения не зависят от параметров сетевой
воды.
Закрытая означает, что сетевая вода не разбирается
потребителями.
Она полностью (за исключением потерь в сети) возвращается
на ТЭЦ.
Разбирается же вторичная вода, подогретая в бойлере за
счет теплоты прямой сетевой воды.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
19

20. Паровые системы

По аналогии с водяной системой теплоснабжения паровая
система может быть:
● однотрубной, когда пар подается потребителям по одному
паропроводу, конденсат возвращается на станцию по
обратному трубопроводу;
● двухтрубной, если в районе имеются потребители, которым
требуется пар разных параметров.
При этом трубопровод возврата конденсата общий.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
20

21. Паровая система теплоснабжения

Если в водяной системе теплоснабжения теплоноситель
перемещается посредством сетевого насоса, то в паровой
системе пар подается за счет перепада его давления.
При использовании пара для отопления и горячего
водоснабжения на абонентских вводах ставят пароводяные
бойлеры.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
21

22. Производство теплоносителя в отопительной котельной

КОП
ПЕ
ПП
РУ
РУ
РУ
ПВП
ПГ
Д
РП
СП
СН
ВВП
ХВО
ПН
ППН
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
22

23. Обозначения на схеме котельной

ПГ
– парогенератор (p0=14–40 бар; D=25–75 т/ч);
ПЕ
– пароперегреватель;
КОП
– коллектор острого пара;
РУ
– редукционная установка;
ПВП
– пароводяной подогреватель;
СП
– сетевой потребитель;
ПП
– производственный потребитель;
СН
– сетевой насос; ПН – питательный насос;
ППН
– подпиточный насос; Д – деаэратор (1,2 бар);
ХВО
– химводоочистка;
ВВП
– водоводяной подогреватель;
РП
– расширитель непрерывной продувки (2 бар).
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
23

24. Температурный график для г. Красноярска

160
tпс,
tос,
C
140
120
Количеств-е Качественное
регулир-е
регулир-е
(расходом) (температ-й)
100
tпс=97 C
80
60
40
150 С
D
70 C
E
А
В
20
tпс=tос=tвз=18 С
C
0
+20
+10
0
-10
tос=48 С
tвз= -17,1 C
-20
-30 tвз, С
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
24