Методы регулирования

Тепловая нагрузка у теплоиспользующих потребителей непостоянна и меняется в зависимости от метеорологических условий, числа пользующихся горячей водой в системах бытового горячего водоснабжения, режима работы технологического оборудования, режимов систем кондиционирования воздуха и вентиляции для калориферных установок и других факторов.

Для обеспечения высокого качества теплоснабжения, экономичных режимов выработки теплоты в котельных или на ТЭЦ и транспортирования ее по тепловым сетям выбирается соответствующий метод регулирования.

Методика изменения количества теплоты, подаваемой потребителям в соответствии с графиками их теплопотребления, называется системой регулирования отпуска теплоты.

В зависимости от пункта осуществления регулирования различают центральное, групповое, местное и индивидуальное регулирование отпуска теплоты.

Центральное регулирование тепловой нагрузки осуществляется у источника теплоты - на ТЭЦ или в котельной.

Групповое - на групповых тепловых (регулирующих) подстанциях (ГРП), в тепловых пунктах про­мышленных предприятий.

Местное - на местных тепловых подстанциях (МРП), у нагревательных приборов систем теплопотребления.

Индивидуальное - у потребителей те­плоты на теплоиспользующих приборах.

Для обеспечения высокой экономичности теплоснабжения следует применять комбинированное регулирование.

Центральное регулирование применяется для основной тепловой нагрузки (например, для отопления и вентиляции), а для регулирования иных видов нагрузок используется групповое или местное регулирование.

Эффективное регулирование может быть достигнуто только с помощью соответствующих систем автоматического регулирования (САР).

Групповое и местное регулирование наиболее удобно осуществлять при применении групповых или индивидуальных автоматических регуляторов, устанавливаемых на каждом нагревательном приборе.

Основное количество теплоты у потребителей расходуется для нагревательных целей, поэтому тепловая нагрузка зависит от режима теплоотдачи нагревательных приборов. Несмотря на значительное конструктивное разнообразие применяемых нагревательных приборов, все они, как правило, являются теплообменниками поверхностного типа, теплоотдача которых может быть определена по уравне­нию:

Q = k × F × Dt × n = W_n × (t₁ - t₂) × n, (3.1)

где Q - количество теплоты, отданное нагревательным прибором за время n в секундах, кДж;

k - коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, кВт/(м²× К);

F - поверхность нагрева прибора, м²;

Dt - средняя разность температур греющей и нагреваемой среды, °С;

W_n - эквивалент расхода первичной (греющей) среды;

t₁ и t₂ - температуры греющей среды на входе в нагревательный прибор и на выходе из него, ^оС.

Уравнение (3.1) показывает, что теплоотдачу можно регулировать воздей­ствием на любой член его правой части.

Регулирование отпуска тепла в широких пределах воздействием на ко­эффициент теплопередачи практически трудно осуществить, так как он является достаточно устойчивым.

Изменение теплоотдачи выключением и включением части поверхности нагрева возможно только у потребителей, в этом случае невозможно воспользоваться выгодами центрального регулирования. Изменение времени работы нагревательных приборов с целью изменения теплоотдачи может применяться при местном способе регулирования, но при разнородной тепловой нагрузке невоз­можно на этом принципе построить центральное регулирование.

Наибольшие возможности дает регулирование отпуска теплоты при теплоносителе - воде. Изменение средней разности температур греющей и нагреваемой сред при линейном изменении температур каждой из них определяется по формуле:

, (3.2)

где t_ср - средняя температура нагреваемой среды, ^оС;

t₂, t₁ - температуры вторичной (нагреваемой) среды на входе в нагревательный прибор и на выходе из него, ^оС.

В водяных тепловых сетях основное регулирование отпуска теплоты осуществляется центрально следующими способами:

· изменением температуры воды в подающем трубопроводе без регулирования расхода воды (качественное регулирование);

· изменением расхода сетевой воды при сохранении постоянной температуры воды в подающем трубопроводе (количественное регулирование);

· изменением температуры воды в подающем трубопроводе с соответствующим изменением расхода воды (качественно-количественное регулирование).

Для корректирования центрального регулирования в водяных тепловых сетях проводят дополнительно групповое или местное регулирование.

В паровых сетях осуществляется только местное регулирование отпуска теплоты. Основные методы регулирования отпуска теплоты при паровом тепло­носителе заключаются в изменении числа часов работы (n) и температуры кон­денсации (t) путем дросселирования. Первый метод осуществляется работой «пропусками», а второй метод ограничен из-за невозможности снизить давление в нагревательных приборах ниже 0, 1 МПа, а температуру ниже 100 °С.

Для получения широкого диапазона регулирования необходимо переводить установку на работу под вакуумом, что не всегда возможно.