Уточнение методики расчета тепловой мощности отопительной котельной с водогрейными котлами

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 697.34(0.75)

Россия, г Орел, ФГБОУ ВО «ОГУ имени И.С. Тургенева»

Уточнение методики расчета тепловой мощности отопительной котельной с водогрейными котлами

Горшенин В.П.

Аннотация

тепловой потеря энергия теплоноситель

В статье потери тепловой энергии в теплопроводах котельной и тепловой сети детализируются и с учетом механизма их возникновения подразделяются на вида. Различают тепловые потоки, теряемые путем теплопередачи через стенки теплопроводов и с утечками теплоносителя. Получены формулы для расчета отмеченных тепловых потоков.

Ключевые слова: тепловая мощность, горячая вода, сетевая вода, тепловой поток, расход, температура.

В существующей методике расчета тепловых схем отопительных котельных потери тепловых потоков в теплопроводах котельной и тепловой сети учитываются в виде нормативных добавок к потребляемым тепловым потокам [1]. В том случае не представляется возможным провести детальный анализ теплового баланса системы теплоснабжения.

В предлагаемой статье отмечены механизмы возникновения теряемых тепловых потерь и разработаны формулы для их вычисления. Такой подход к расчету тепловой мощности котельной позволяет анализировать уровень тепловых потерь в тепловой сети в зависимости от вида и состояния тепловой изоляции теплопроводов, значения температуры сетевой воды и состояния трубопроводов.

Тепловой поток, затрачиваемый в котельных агрегатах на нагрев циркулирующей через них воды (тепловая мощность котельной), находится следующим образом:

где - тепловой поток, затрачиваемый на нагрев воды, обеспечивающей удовлетворение коммунально-бытовых нужд населения;

- тепловой поток, затрачиваемый на нагрев воды, теряемой при удовлетворении собственных нужд котельной (с утечками греющей воды и подогретой сырой воды на участке ХВО, с выпаром и утечками химочищенной, подпиточной и рециркулирующей горячей воды);

- тепловой поток, затрачиваемый на нагрев воды, обеспечивающей подготовку топлива (мазута) к сжиганию.

Тепловой поток равен:

где - тепловые потоки, соответственно, вырабатываемый котельными агрегатами и поступающий на их вход после удовлетворения коммунально-бытовых нужд населения.

При этом:

где - тепловые потоки, теряемые в подающих и обратных теплопроводах котельной и тепловой сети:

- тепловой поток, потребляемый жилой застройкой для удовлетворения коммунально-бытовых нужд населения; определяется как сумма тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Учитывая выражение (3), равенство (2) принимает вид:

Тепловые потоки, теряемые в теплопроводах котельной и тепловой сети, обусловлены как теплопередачей через их стенки, так и утечкой теплоносителя в них:

При определении тепловых потоков, теряемых в теплопроводах котельной, учитывается только их потеря, обусловленная утечкой теплоносителя. Это связано с тем, что длина внутренних теплопроводов не значительна («короткие» теплопроводы) и перепад температуры по их длине принимается равным нулю (. В этом случае имеем:

где - расходы горячей воды, теряемой соответственно в подающих и обратных теплопроводах котельной:

; ;

- расходы горячей воды, вырабатываемой котельными агрегатами, отпускаемой котельной и возвращающейся в котельную, поступающей на вход котельных агрегатов после удовлетворения коммунально-бытовых нужд населения:

- доли расходов горячей воды, теряемой в подающих и обратных теплопроводах котельной и тепловой сети, от расхода потребляемой горячей воды;

- расход горячей воды, потребляемой для удовлетворения коммунально-бытовых нужд населения, т/ч.

Учитывая выражение (3.1) и принимая имеем:

где - расход горячей воды, теряемой в котельной при удовлетворении коммунально-бытовых нужд населения:

- температура горячей воды, вырабатываемой котельными агрегатами, ;

- температура обратной сетевой воды, возвращающейся в котельную (на выходе из обратной магистрали), :

- температура обратной сетевой воды на выходе от потребителей (из тепловых пунктов), ;

- перепад (падение) температуры воды по длине обратных теплопроводов.

Тепловые потоки, теряемые в подающих и обратных теплопроводах тепловой сети:

где - расход потребляемой сетевой воды, т/ч;

- расходы сетевой воды, теряемой соответственно в подающих и обратных теплопроводах закрытой тепловой сети;

- температура прямой сетевой воды на входе в подающую магистраль, :

- температура прямой сетевой воды на входе у потребителей, ;

- перепад (падение) температуры воды по длине подающих теплопроводов.

Учитывая выражение (3.2) и принимая имеем:

где - расход сетевой воды, теряемой в тепловой сети:

Выражение (4) может быть также представлено в следующем виде:

где - тепловые потоки, теряемые в теплопроводах котельной и тепловой сети соответственно путем теплопередачи через их стенки и с утечками теплоносителя.

Тепловые потоки и в выражении (12) вычисляются по формулам:

Применительно к максимально-зимнему режиму работы котельной и выражение (14) принимает более простой вид:

Тепловой поток в выражении (1) находится следующим образом:

где - тепловой поток, вырабатываемый на подготовку подпиточной воды;

- тепловой поток, отпускаемый с выработанной рециркулирующей горячей водой;

- тепловой поток, поступающий на вход котельных агрегатов после удовлетворения собственных нужд котельной.

Тепловой поток равен:

где - тепловой поток, теряемый с утечкой горячей (греющей) воды, обеспечивающей подготовку подпиточной воды;

- тепловой поток, теряемый с выпаром, покидающим его охладитель;

- тепловые потоки, потребляемые исходной и химочищенной водой соответственно в их подогревателях и в деаэраторе;

- тепловые потоки, поступающие на вход котельных агрегатов с охлажденной горячей водой после деаэратора и подогревателей исходной и химочищенной воды.

Тепловые потоки могут быть записаны следующим образом:

где - тепловые потоки, затрачиваемые на нагрев полезных объемов исходной и химочищенной воды соответственно в их подогревателях и в деаэраторе;

- тепловые потоки, теряемые с утечками, соответственно, подогретой исходной, химочищенной и подпиточной воды (тепловые потоки, затрачиваемые на нагрев теряемых объемов исходной и химочищенной воды).

Тепловые потоки, затрачиваемые в подогревателях и деаэраторе на нагрев полезных объемов исходной и химочищенной воды, в конечном счете, возвращаются на вход котельных агрегатов в виде теплового потока, поступающего с подпиточной водой. Следовательно:

где - тепловой поток, поступающий на вход котельных агрегатов с подпиточной водой, поступающей из деаэратора в составе деаэрированной воды.

С учетом равенств (17) и (18) выражение (16) принимает вид:

Тепловой поток , отпускаемый котельными агрегатами с выработанной рециркулирующей горячей водой, равен:

где - тепловой поток, теряемый с утечкой рециркулирующей горячей воды;

- тепловой поток, поступающий на вход котельных агрегатов с рециркулирующей горячей водой.

Тепловой поток , поступающий на вход котельных агрегатов после удовлетворения собственных нужд котельной, составляет:

После подстановки соотношений (16.1), (19) и (20) в выражение (15) оно принимает вид:

Анализ выражения (14) показывает, что значительная часть теплового потока, затрачиваемого на удовлетворение собственных нужд котельной, в ее тепловом балансе учитывается в виде теплового потока определяемого по выражению (14).

Тепловой поток , обеспечивающий подготовку топлива (мазута) к сжиганию, равен:

где - расходы горячей воды, вырабатываемой котельными агрегатами и поступающей на их вход после использования ее для подготовки мазута;

- температура обратной сетевой воды по отопительно-бытовому графику.

Список литературы

1. Бузников, Е.Ф. Производственные и отопительные котельные [Текст] / Е.Ф. Бузников, К.Ф. Роддатис, Э.Я. Берзиньш. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 248 с.

Размещено на Allbest.ru