СПОСОБ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F01K17/02 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в установках для подготовки подпиточной воды систем теплоснабжения, преимущественно при малых расходах этой воды.

Известны способы работы систем теплоснабжения, по которым потребителям тепла подают нагретую сетевую воду, потери сетевой воды в теплосети восполняют подпиточной водой, которую перед подачей в теплосеть нагревают обратной сетевой или подпиточной водой в водоводяных теплообменниках, декарбонизируют и деаэрируют (авт.св. NN 1523688 и 1657675).

Недостатками способов-аналогов являются усложненность схем установок, необходимых для реализации способов, из-за наличия в них громоздких водоводяных теплообменников, а также пониженная тепловая экономичность способов из-за наличия значительного термического сопротивления этих теплообменников.

Более экономичен принятый в качестве прототипа способ по авт.св. N 1366655, по которому потребителю тепла подают предварительно нагретую сетевую воду, восполняют потери сетевой воды в теплосети подпиточной водой с заданным расходом, подпиточную воду перед подачей в теплосеть нагревают паром отборов в сетевых подогревателях теплофикационных турбин, декарбонизируют и деаэрируют под вакуумом.

Недостатками прототипа являются ограниченная сфера применения способа и усложненность схемы установки, необходимой для реализации способа. Способ применим только при значительных расходах подпиточной воды (2000-3000 т/ч), достаточных для загрузки сетевых подогревателей теплофикационных турбин. Способ неприменим на тепловых электростанциях с малым расходом подпиточной воды, а также на водогрейных котельных при отсутствии источников пара для подогрева подпиточной воды. Это приводит к понижению надежности теплоснабжения из-за невозможности организовать эффективный подогрев подпиточной воды.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности теплоснабжения, расширение сферы применимости способа, в том числе при малых расходах подпиточной воды, а также упрощение схемы установки, необходимой для реализации способа.

С этой целью предложен способ работы системы теплоснабжения, включающий подачу потребителю тепла предварительно нагретой сетевой воды, а также восполнение потерь сетевой воды в теплосети подпиточной водой с заданным расходом, причем последнюю перед подачей в теплосеть предварительно нагревают, декарбонизируют и деаэрируют под вакуумом, отличающийся тем, что при малом тепловом потреблении и малых потерях сетевой воды сокращают соответственно расход подпиточной воды, отбирают из теплосети необходимую для обеспечения заданного расхода часть нагретой сетевой воды и смешивают ее с подпиточной водой перед декарбонизацией, при этом нагрев подпиточной воды ведут указанным смешением.

Нагрев подпиточной воды перед декарбонизацией путем смешения ее с частью нагретой сетевой воды позволяет осуществить способ при любых, в том числе малых расходах подпиточной воды, а также упростить схему установки, необходимой для реализации способа. Тем самым повышается надежность теплоснабжения.

Предложенное решение не является очевидным, поскольку при подмешивании нагретой сетевой воды к подпиточной воде, направляемой на декарбонизацию и вакуумную деаэрацию, действуют два противоположных по направленности фактора: увеличение температуры подпиточной воды повышает эффективность декарбонизации и вакуумной деаэрации, с другой стороны, добавление к подпиточной воде части нагретой сетевой воды увеличивает гидравлическую нагрузку декарбонизаторов и деаэраторов и, соответственно, снижает их эффективность. Таким образом, целесообразность предложенного решения не может быть определена из известного уровня техники.

Для оценки возможности осуществления способа и его промышленной применимости авторами выполнены испытания насадочного декарбонизатора производительностью 550 т/ч и вакуумного деаэратора производительностью 800 т/ч. На фиг. 1 изображена полученная в результате испытаний зависимость между содержанием СО₂ в воде за декарбонизатором от температуры подпиточной воды, нагреваемой за счет подмешивания нагретой сетевой воды, а на фиг.2 - зависимость содержания О₂ в воде за вакуумным деаэратором от температуры подпиточной воды перед ним. Испытания проведены при температуре нагретой сетевой воды 140^oС и начальной температуре подпиточной воды (до подмешивания) 20^oС. Результаты испытаний показывают, что несмотря на увеличение гидравлической нагрузки повышение температуры путем подмешивания нагретой сетевой воды позволяет существенно повысить эффективность входящих в способ операций декарбонизации и вакуумной деаэрации.

Рассмотрим пример реализации способа.

На фиг. 3 показана схема теплоснабжающей установки, поясняющая способ. Установка состоит из включенного в сетевые трубопроводы 1 подогревателя или водогрейного котла 2 и включенных в трубопровод подпиточной воды 3 декарбонизатора 4 и вакуумного деаэратора 5. Трубопровод подпиточной воды 3 до декарбонизатора 4 соединен с сетевым трубопроводом 1 за подогревателем 2 трубопроводом подмешиваемой воды 6, на котором установлен регулирующий орган 7
В соответствии с предложенным способом обратную сетевую воду нагревают в подогревателе 2, например, до температуры 140^oС и подают потребителю тепла Потери сетевой воды в теплосети восполняют подпиточной водой с заданным расходом. При малом тепловом потреблении и малых потерях сетевой воды сокращают соответственно расход подпиточной воды, отбирают из теплосети необходимую для обеспечения заданного расхода часть нагретой сетевой воды и смешивают ее с подпиточной водой, за счет чего нагревают последнюю, например, с 20 до 50^o. Расход подпиточной воды при этом возрастает на 22% Далее подпиточную воду декарбонизируют в декарбонизаторе 4 и деаэрируют в вакуумном деаэраторе 5, после чего подают в сетевой трубопровод 1. Несмотря на повышение нагрузки декарбонизатора и вакуумного деаэратора на 22% повышение температуры подпиточной воды с 20 до 50^oС позволяет снизить остаточное содержание CO₂ за декарбонизатором с 5,8 до 2,8 мг/л и содержание О₂ за вакуумным деаэратором с 30 до 23 мкг/л. В случае, если качество обрабатываемой воды не требует проведения декарбонизации, нагретую сетевую воду смешивают с подпиточной водой перед вакуумной деаэрацией.

Таким образом, предложенное решение позволяет повысить надежность теплоснабжения благодаря эффективной обработке подпиточной воды при любых, в том числе малых, ее расходах, и упростить схему установки, в которой реализуется способ.

Использование: в области теплоэнергетики, преимущественно в системах с установками для подготовки подпиточной воды. Сущность изобретения: обратную сетевую воду нагревают и подают потребителям, потери сетевой воды восполняют подпиточной водой, которую перед подачей в теплосеть смешивают с частью нагретой сетевой воды, декарбонизируют и деаэрируют под вакуумом. 3 ил.

Способ работы системы теплоснасбжения, включающий подачу потребителю тепла предварительно нагретой сетевой воды, а также восполнение потерь сетевой воды в теплосети подпиточной водой с заданным расходом, причем последнюю перед подачей в теплосеть предварительно нагревают, декарбонизируют и деаэрируют под вакуумом, отличающийся тем, что при малом тепловом потреблении и малых потерях сетевой воды сокращают соответственно расход подпиточной воды, отбирают из теплосети необходимую для обеспечения заданного расхода часть нагретой сетевой воды и смешивают ее с подпиточной водой перед декарбонизацией, при этом нагрев подпиточной воды ведут указанным смешением.