Ściąga 2 mała.doc

1.  DWA KOTŁY POŁĄCZONO POMPĄ, DWA KOTŁY POSIADAJĄ OSOBNĄ POMPĘ. PODAĆ ZALETY I WADY TAKICH POŁĄCZEŃ.

1 Pompa: droższa pompa ze względu na wymogi eksploatacyjne, w przypadku awarii lub uszkodzenia pompy następuje brak przepływu przez kotły (konieczność zastosowania pompy rezerwowej).

Układ kotłów wodnych ze wspólną pompą mieszającą

-------------------------------------------------------------

2 Pompy: zwiększone koszty inwestycyjne, możliwość odłączenia 1 z kotłów w przypadku awarii z 1 z pomp

Układ kotłów wodnych z 2 pompami mieszającymi

2. NARYSUJ SCHEMAT STABILIZACJI I UZUPEŁNIENIA WODY W CIEPŁONI Z POUSZKĄ GAZOWĄ I POMPAMI UZUPEŁNIAJĄCYMI.

Gdy ciśnienie w systemie ciepłowniczym obniża się, to czujnik ciśnienia otwiera zawór redukcyjny (wpuszcza gaz, ciśnienie rośnie) zawór się zamyka. Gdy ciśnienie jest za duże to otwiera się zawór upustowy i wypuszcza gaz do atmosfery.

3. NARYSUJ SCHEMAT Z ZASOBNIKIEM I POMPĄ ŁADUJĄCĄ. PODAJ ZASADY DOBORU POMPY ŁADUJĄCEJ.

3 Fazy pracy układu zasobnik wymiennik – ciepła II :

1) ładowanie zasobnika GCW < GŁ

2) stan obojętny  GW = GŁ

3) stan rozładowywania zasobników GCW > GŁ

dla załadowania zasobnika 

                                                            określamy pkt. pracy pompy

11. ELEMENTY SKŁADOWE SYSTEMU:

1) Źródło ciepła

Ciepłownia - źródło ciepła, w którym produkowana jest tylko i wyłącznie energia cieplna
Elektrociepłownia - jest to miejsce, w którym wytwarza się jednocześnie energię elektryczną i cieplną

2) Sieci ciepłownicze

Dwuprzewodowe

trójprzewodowe

czteroprzewodowe

PODZIAŁ WĘZŁÓW CIEPŁOWNICZYCH

3) węzły ciepłownicze

Węzeł ciepłowniczy - miejsce transformacji parametrów: temperatury i ciśnienia do potrzeb odbiorców

1) Węzły ciepłownicze c.o.

a) pośrednie (wymiennikowe)

b) bezpośrednie:

- bezpośrednie

- strumienicowe (hydroelewatorowe)

- zmieszania pompowego - węzły te dzielimy w zależności od umiejscowienia pompy na trzy grupy:

- z obniżeniem ciśnienia (pompa w przewodzie powrotnym)
- z podwyższeniem ciśnienia (pompa w przewodzie zasilającym)
- z pompą w przewodzie mieszającym

2) Węzły ciepłownicze technologiczne

Węzły te są stosowane w zakładach przemysłowych do specyficznych procesów technologicznych np. przygotowanie metali do obróbki galwanicznej

3) Węzły ciepłownicze wentylacyjno – klimatyzacyjne

a) bezpośrednie
b) pośrednie

4) Węzły ciepłownicze c.w.u.

a) jednostopniowe

- równoległe

- szeregowe

b) dwustopniowe

- szeregowo – równoległe

- pełnoszeregowe

CECHY CHARAKTERYSTYCZNE W UKŁADACH CIEPŁOWNICZYCH:

- nośnik ciepła o temperaturze powyżej 115°C

- ciśnienie max 1,6 MPa (160 mH2O)

NOŚNIKI CIEPŁA:

- Woda

- para wodna

- specjalne nośniki: dowtherm (przy ciśnieniu atm., temp. 250°C), olej cylindrowy (300°C przy ciśnieniu normalnym)

POTRZEBY CIEPLNE ZASPOKAJANE ZE ŹRÓDEŁ CENTRALNYCH:

1) Zależne od warunków klimatycznych

a) centralne ogrzewanie

b) Wentylacja

c) klimatyzacja

2) Niezależne od warunków klimatycznych

ciepła woda użytkowa

b) technologia

PALIWA:

- węgiel kamienny

- węgiel brunatny

- gaz ziemny

- biomasa

- lignit

PODSTAWOWE ZALETY SYSTEMU CIEPŁOWNICZEGO:

- Mniejsze nakłady inwestycyjne

- Pewność dostawy ciepla

- Niższy koszt energii

- Zużycie krajowego paliwa

- Tzw. współczynnik niejednoczesności. Im większy system ciepłowniczy współczynnik ten jest mniejszy. Dla Qzam = 1000MW a = 0,7, czyli moc zamówiona wynosi 1000MW, a moc źródła może być mniejsza i wynosić 700MW. Dla pojedynczego budynku moc źródła równa jest mocy zamówionej.

- Opóźnienia w transporcie (nawet do 12 godzin). Potrzeby przesuwają się w czasie a do tego nie potrzeba tak dużego źródła ciepła

12. CO TO JEST CHROPOWATOŚĆ PRZEWODU.

Chropowatość wpływa na współczynnik oporu liniowego, a on z kolei na opory liniowe. K=0,2 - 2 mm. Wartość chropowatości zmniejsz się w czasie eksploatacji.

13. W JAKI SPOSÓB USTALAMY MOC CIEPLNA ŹRÓDEŁ CIEPŁA.

Moc cieplną ustalamy w oparciu o bilans ciepła na cele:

- technologiczne – grzewczo wentylacyjne – c.w.u – potrzeby własne ciepłowni.

Optymalna ilość jednostek kołowych 2..4

Jeżeli nie jest możliwe wykonanie dokładnych obliczeń to stosuje się metodę wskaźnikową obliczeń Qco=qco x V

18. PIERŚCIENIOWA I PROMIENIOWA SIEĆ , ZALETY I WADY

Sieć promieniowa

------------------------------------------------------------

Sieć pierścieniowa

W przypadku zastosowania siec pierścieniowej podrażamy inwestycję oraz zwiększamy opory sieci ale mamy większa niezawodność działania sieci. W przypadku zastosowania sieci promieniowej budujemy sieć tańszą inwestycyjnie ale bardziej zawodna eksploatacyjnie.

19. ŹRÓDŁA CIEPŁA:

1. Ciepłownie miejskie (wodne).

Ciepłownia - źródło ciepła, w którym produkowana jest tylko i wyłącznie energia cieplna o podwyższonych parametrach. Zwykle obliczeniowe parametry pracy dla ciepłowni wynoszą 150/70°C. Ciepłownia jest źródłem ciepła dla pewnego obszaru z zespołem odbiorców ciepła. Obecnie spotyka się dwa rodzaje kotłów ciepłowniczych.

a) Rodzaje używanych kotłów w ciepłowniach:

Kotły wodnorurkowe - głównie stosowane, dobrze ekranowane rurkami, stały wymuszany przepływ, możliwość uzyskania małych obciążeń. Moc kotła wodnorurkowego, ze względu na stały przepływ, uzależniona jest od różnicy temperatur wody przed i za kotłem. Kotły wodnorurkowe ze względu na swoją konstrukcję wymagają stałego przepływu wody. Istnieją trzy podstawowe sposoby prowadzenia kotła:

- ze stałą temperaturą za kotłem,

- ze zmiennymi temperaturami przed i za kotłem,

- ze stałą temperaturą przed kotłem.

Kotły płomienicowo - płomieniówkowe - zmienny przepływ

Kocioł płomienicowo - płomieniówkowy.

Konstrukcje kotłów płomienicowo – płomieniówkowego – mają obszerną komorę paleniskowa (płomienicę) w pełni chłodzoną wodą. Kotły te poza płomienicą zawierają dwie lub trzy grupy ciągów płomieniówek, które mieszczą się z tyłu, nad lub obok płomienicy. Spaliny przepływają przez te rury w jednym, dwu lub trzech ciągach w ten sposób, że  może się osadzić tylko mała ilość lotnego  popiołu. Połączenia między płomienicą a płomieniówkami tworzone jest przez komorę. Charakteryzują się one dużymi oporami ciągu i wymagany jest wentylator nawiewny lub wentylator wyciągowy.

4. SCHEMAT STABILIZACJI I UZUPEŁNIENIA WODY W CIEPŁONI Z WŁASNĄ PODUSZKĄ PAROWĄ (SYSTEM ZAMKNIĘTY).

5. TEMPERATURY ORAZ CZĘŚCI SKŁADOWE CIEPŁOWNI:

- Temperatura przed kotłem > 70°C.

- Temperatura za kotłem >110°C - w tej temperaturze następuje odgazowywanie termiczne i zmiękczanie wody sieciowej, tak aby zawartość tlenu była jak najmniejsza (105°C).

- Podmieszanie zimne - zapewnia odpowiednią temperaturę do sieci.

- Podmieszanie gorące - zapewnia odpowiednią temperaturę przed kotłem. Zapobiega to wykraplaniu się pary wodnej ze spalin oraz szkodliwemu oddziaływaniu związków siarki (kwasów) na elementy kotłów.

- Pompy stabilizujące - utrzymują ciśnienie w sieci na żądanym poziomie.

- Pompy uzupełniające - uzupełniają ubytki wody sieciowej.

- Pompy obiegowe - obieg wody w sieci.

- Przewód modelowy - na obejściu pompy obiegowej (dwa zawory odcinające, czujnik ciśnienia); przewód modelowy ma bardzo małą średnicę, zwykle j = 10mm; pomiar ciśnienia pomiędzy dwoma zaworami regulacyjnymi ręcznymi.

- Zawór podmieszania zimnego (ZRZ) - dobieramy na ciśnienie dyspozycyjne.

- Zawór podmieszania gorącego (ZRG) - pracuje przy ciśnieniu minimum 7mH2O równemu 1/3 oporów na kotle.

Aby nie dopuszczać do obniżenia temperatury spalin poniżej punktu rosy, temperatura wody przed kotłem nie powinna być niższa niż 70°C. Temperatura wody sieciowej za kotłem może wynosić maksymalnie 150°C. Jednocześnie temperatura ta powinna być wyższa lub równa 110°C. Jest to temperatura zapewniająca utrzymanie procesu odgazowania termicznego i zmiękczenia wody kotłowej. Dąży się do utrzymania jak najmniejszej zawartości powietrza atmosferycznego w wodzie.

Ciśnienie na pompach nie może być niższe niż 10mH2O na ssaniu, aby nie nastąpiło zasysanie powietrza i kawitacja. Ciśnienie w każdym punkcie sieci musi być wyższe od ciśnienia parowania (40mH2O). H - histereza - zwykle histereza wynosi 1 ÷ 2mH20.

Na obejściu pompy obiegowej montuje się tzw. przewód modelowy o średnicy 10 mm, z dwoma zaworami, między którymi znajduje się czujnik. Poprzez sterowanie zaworów otrzymujemy punkt stabilizacji. W przypadku gdy np. pompa obiegowa przestanie pracować, to w sieci jest utrzymywane ciśnienie przed pompą stabilizującą.

Niebezpieczeństwem, jakie może się zdarzyć w kotłach wodnych jest odparowanie wody w kotle. Może się to zdarzyć, gdy wyłączy się pompa stabilizująca.

Pompa stabilizująca pracuje poniżej ciśnienia minimalnego (ustalonego). Wydajność tych pomp nie jest duża. Wydajność powinna być tak dobrana lub powinno się je tak przydławić, aby pracowały co najmniej jedną minutę. Zalecane są pompy typu CR (Grundfos).
Jeżeli poziom ciśnienia obniży się o 3mH2O, gdy pompa stabilizująca pracuje przez okres dłuższy niż 3 minuty a ciśnienie nadal spada to włącza się pompa uzupełniająca.

2. Elektrociepłownie.

Elektrociepłownia - jest to miejsce, w którym wytwarza się jednocześnie energię elektryczną i cieplną.

a) Rodzaje używanych kotłów w elektrociepłowniach:

Kotły węglowe typu WR - (5, 10, 25, 46) [Gkcal/h =1,163MW ] wielkość kotłów określana była w "kcal" - ilość energii potrzebna do podgrzania 1 g wody

Kotły pyłowe typu WP - (70, 120- wodne szczytowe); palnik, w którym spalany jest pył węglowy, wykonywany ze zwykłej stali ST-35. Wymiana takich kotłów następuje co 4000 h czyli średnio co 10 lat.

Sprawność wytwarzania energii elektrycznej:

turbiny gazowe - 60MWel.; ht = 83%

ukł. siłowniano - ciepłownicze - 26MWel.; ht = 90%

turbiny parowe - 800MWel.; ht = 78 %

14. PODZIEMNE SIECI CIEPŁOWNICZE UKŁADANE W KANAŁACH I SYSTEMIE  BEZKANAŁOWYM. RURY PREIZOLOWANE

Technologia kanałowa sieci ciepłowniczych.

Kanały przechodnie.

Kanały przechodnie są kosztowne i dlatego stosuje się je tylko wtedy gdy są konieczne ze względu na umieszczenie w nich szeregu przewodów różnymi nośnikami, na przykład z wodą zimną i ciepłą, parą, sprężonym powietrzem, dla których trzeba by było prowadzić szereg osobnych kanałów. Kanały przechodnie stosuje się tam, gdzie ze względu na niezawodność ruchu konieczna jest stała obsługa i konserwacja, na przykład dla przewodów parowych i kondensacyjnych.

Kanały półprzechodnie.

Kanały półprzechodnie są formą pośrednią między kanałami przechodnimi a nieprzechodnimi. Ich wysokość w świetle wynosi 1,2 ÷ 1,4 m. Budowane są na odcinkach krótkich, np. jako odgałęzienia do poszczególnych budynków, głównie dla sieci parowych, zamiast kanałów przechodnich. Dają one możliwość lepszego wglądu do przewodów i dokonanie drobnych poprawek izolacji i spawów

Kanały nieprzechodnie

Do tej pory najczęściej sieci ciepłownicze układano w kanałach nieprzechodnich prawie zawsze dla przewodów z wodą gorącą, a także dla przewodów z parą przegrzaną.. Kanały nieprzechodnie są najwłaściwsze dla sieci jednoprzewodowych (technologicznych) zarówno wodnych jak i parowych bez zwrotu kondensatu. Istnieje bardzo wiele konstrukcji tego typu kanałów. Bardzo korzystną okazała się konstrukcja przykryć wykonanych w kształcie łupin, prefabrykowanych z betonu po odkryciu takiej łupiny przewody dostępne są ze wszystkich stron, co znakomicie ułatwia roboty izolacyjne i naprawę.

Kanał nieprzechodni łupinowy.

Metoda bezkanałowa.

Obecnie najbardziej rozpowszechnioną technologią budowy sieci ciepłowniczych polega na stosowaniu rur preizolowanych, czyli rur izolowanych pianką poliuretanową. Jest to tzw. system związny. Dotychczas poliuretan spieniano freonami F13, ale ze względu na szkodliwy wpływ na warstwę ozonowa jako środek zastępczy stosuje się CO2. Wadą tej technologii jest stosunkowo niska odporność na temperaturę - około 130°C. Poza sieciami wodnymi najczęściej stosowane są w Polsce sieci parowe, które wymagają znacznie wyższych.

Konstrukcja sieci ciepłowniczej preizolowanej.

Konstrukcja sieci ciepłowniczej preizolowanej.

Rura właściwa - rura stalowa bez lub ze szwem. Standardem są rury spawane oznaczone jako St37. Końce rury powinny być nie izolowane na długości min.150 mm oraz przygotowane do spawania.

Rura osłonowa - dla rurociągów podziemnych wykonana najczęściej z twardego HDPE. Polietylen powinien być w kolorze czarnym o gęstości nie mniejszej niż 944 kg/m3. Tego rodzaju rurociągi nie mogą być stosowane dla rurociągów napowietrznych, gdzie byłyby narażone na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Stosowane są wtedy płaszcze osłonowe z blachy.

Pianka izolacyjna - jest równomiernie rozłożona i zagęszczona na całej długości rury. W zależności od systemu pianka przylega lub nie zarówno do płaszcza zewnętrznego jak i do rury właściwej.

Główne elementy składowe systemów rur preizolowanych:

- łuki i kolana,mufy, punkty stałe, zawory odcinające, odwodnienia, odpowietrzenia, kompensatory, system alarmowy.

Giętkie rury preizolowane.

Rury stalowe giętkie - największą zaleta rur elastycznych jest możliwość łatwego wyginania.

Rury z tworzyw sztucznych. Najczęściej wykonywane są z polietylenu

mufy metalowe - składają się z kształtek metalowych pokrytych szczelną warstwą plastycznego polietylenu

mufy termokurczliwe - mają różne konstrukcje w zależności od producenta

mufy zgrzewane - stosowane są do rurociągów o większych średnicach, poczynając od średnicy zewnętrznej 315mm

...