<<
>>

4.1. Разработка компоновочных решений по размещению оборудования в модульных котельных

Основным критерием выбора системы теплоснабжения является более низкая себестоимость вырабатываемой тепловой энергии как по приведенным затратам, так и с позиций окупаемости инвестиций в реконструкцию (чистый дисконтированный доход).

Этому вопросу посвящено множество работ /10,12,16,27,30,32,39,42-43,47-48,52,57-58,64,80/.

В гл.2 рассмотрена компоновка и общий вид типовой модульной котельной. Ниже рассматривается модернизация компоновочных решений.

На рис.4.1 приведена компоновка основного и вспомогательного оборудования модульной котельной с тремя котлами и установкой теплового насоса для нужд горячего водоснабжения, а летом - для кондиционирования и создания микроклимата в жилых и общественных зданиях /38/. Тепловой насос работает на бросовом тепле уходящих газов или жидких стоков. Автономная котельная включает: К1 - водогрейный газовый котел; К2 - циркуляционный насос контура котла; КЗ - циркуляционный насос контура системы отопления; К4 - циркуляционный насос контура котел-теплообменник ГВ; К5 - циркуляционный насос ситемы ГВ; Кб — подпиточный насос системы отопления; К7 - подпиточный насос контура котла; К8 - теплообменник контура котла; К9 - теплообменник ГВ; К10 - мембранный расширительный бак контура котла; К11 — подпиточный бак контура котла; К12 - подпиточный бак контура системы отопления.

Рис.4.1. Компоновка оборудования модульной котельной

Модульная котельная является малогабаритной, размещается вблизи потребителя; отдельно стоящей, либо на крыше ("крышной" вариант) /78/. Длина тепловых сетей (двухтрубных) в этом случае минимальна С этой цепью необходимо оптимальное размещение котельной, чтобы она находилась достаточно близко от источников потребления при соблюдении всех пожарных и других нормативных требований / 67,68-74/.

На рис.

4.2 приведены компоновки "крышной" котельной /78/. Особенностью компоновки "крышных" котельных является то, что они размещаются на техническом этаже, но не выше 9-10 этажей, так как при большей этажности зданий возможен отрыв факела, что может привести к серьезной аварии.

Рис.4.2. Компоновка оборудования "крышной" котельной

Другой особенностью является наличие тщательной гидроизоляции пола и стен котельной, чтобы избежать затопления водой нижних этажей в аварийной ситуации.

Тепловая производительность "крышных" котельных должна быть не более 3,0 МВт.

Модульные котельные в соответствии с /44/ предназначены для теплоснабжения одного здания или сооружения.

Тепловая схема котельной предусматривает приготовление воды с температурой 95°С для нужд отопления, то есть подача горячей воды в модульных котельных осуществляется в режиме 95/70°С. (рис.4.3). Котельная по взрывопожарной и пожарной опасности относится к категории "Г", степени огнестойкости 111а.

Рис.4,3. Принципиальная тепловая схема модульной котельной с установкой теплоутилизаторов за котлами

В соответствии с тепловой схемой в котельной за котлами установлены теплоутилизаторы К2, в которых нагревается часть исходной воды В 1,4 перед подачей ее на ХВО. Другая часть потока исходной воды В 1.1 нагревается в водоводяном подогревателе.

Модификацией предлагаемой схемы является размещение вместо водоводяного подогревателя за системой ХВО теплового насоса (рис.4.1), где нагревается вода для горячего водоснабжения. В летнее время в тепловом насосе готовится рассол для подачи в систему центрального кондиционирования жилых или общественных зданий для охлаждения воздуха.

Анализ тепловых схем с применением низкопотенциальной выбросной теплоты котельных и конструктивных схем тепловых насосов показал, что при среднем коэффициенте преобразования К=3 потенциал низкотемпературной теплоты позволяет использовать ее для нагрева воды системы горячего водоснабжения до температуры 55-65°С, сетевой воды - до 95-110°С в зимнее время /38/.

В сельской местности низкопотенциальную теплоту котельных можно использовать в тепличных хозяйствах.

В летнее время, как показано в тепловой схеме и компоновочных решениях (рис.4.1), бросовую теплоту можно использовать для производства холода при создании микроклимата в производственных и общественных помещениях.

Использование тепловых насосов позволит поднять КПД котлов на 2-3% с учетом дополнительных затрат на привод тепловых насосов, а также повысить эксергетический КПД до 90-95% /38/.

В котельной предусмотрена установка сигнализатора загазованности по оксиду углерода и метану.

Кроме отечественных котлов типа "Хопер" и "КСВа" на газообразном топливе применяются импортные котлы, рассмотренные в гл.2, суммарной мощностью 0,5-1,5 МВт. На нужды горячего водоснабжения вода в котельных нагревается либо в теплообменниках типа "вода-вода", либо в электроводонагревателях типа "АТМОР".

Теплоснабжение в условиях России требует весьма больших затрат топлива из-за продолжительных и достаточно суровых зим. Основными недостатками традиционных источников теплоснабжения является низкая энергетическая, особенно в модульных котельных, экономическая и экологическая эффективности. Кроме того, системы теплоснабжения имеют существенный недостаток — низкий эксергетический КПД, который для систем отопления составляет 6-10%. Использование только нетрадиционных источников теплоты для систем теплоснабжения нереально, так как известные природные источники: гелио, термальная теплоты и энергия ветра, нестабильны или отсутствуют для данного климатического района.

Эксергетический КПД модульных котельных можно повысить за счет использования теплоутилизаторов (см.гл.2). Низкопотенциальную теплоту уходящих газов, полученную в результате охлаждения выбросных газов до температуры 30-40°С в контактных теплоутилизаторах, можно использовать в тепловых насосах, повышая ее потенциал (рис.4.1) /38/. Таким образом, в модульных котельных можно реализовывать один из нетрадиционных методов использования рассеянной низкотемпературной (15-40°С) теплоты с помощью тепловых насосов.

В модульных котельных, как правило, не предусмотрены помещения ремонтных мастерских. При выходе из строя котлов и вспомогательного оборудования, их ремонт и наладка производится в сервисных центрах по обслуживанию котельных. Туда же поступает сигнал с диспетчерского пункта котельной.

<< | >>
Источник: Сорокин Роман Викторович. Тепловая и экономическая эффективности модульных котельных систем децентрализованного теплоснабжения: Диссертация кандидата технических наук: 05.23.03: Воронеж, 2004. 2004

Еще по теме 4.1. Разработка компоновочных решений по размещению оборудования в модульных котельных: