Количество и параметры технологического пара берутся из исходных данных.
Пусть расход и давление технологического пара составляют Dp = 8 т/ч, Рп = 0,6 МПа.
Часовую нагрузку отопления рассчитываем по формуле
(4.1)
Если расчетная нагрузка отопления Qo max = 43 Гкал/час; температура внутри помещений ti = 18°С; температура наружного воздуха в конце отопительного периода tк = 8°С; расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t0 = -27°С, то 
= 12,22 Гкал/час.
Средняя часовая нагрузка по ГВС в отопительный период рассчитывается по формуле
(4.2)
Если суточное нормативное потребление тепла на ГВС Qhn = 68,4 Гкал, то Qhm = 3,42 Гкал/час.
Максимальную часовую нагрузку по ГВС можно рассчитать по формуле
= 8,2 Гкал/час (4.3)
Если учесть потери тепла в сетях в количестве 10%, то часовые нагрузки на отопление и ГВС станут
=13,4 Гкал/час (4.4)
=9,02 Гкал/час (4.5)
Далее требуется рассчитать количество пара, обеспечивающего тепловые нагрузки в конце отопительного сезона.
Энтальпия насыщенного пара при 0,1 Мпа 
кДж/кг, энтальпия конденсата при 0,1 Мпа - 
кДж/кг.
Тогда одна тонна пара обеспечит тепловую нагрузку на отопление и ГВС k=0,539 Гкал/т.
Для обеспечения тепловой нагрузки на отопление в конце отопительного периода потребуется
=24,9 т/час пара. (4.6)
Для обеспечения тепловой нагрузки на ГВС в отопительный период потребуется
=16,7 т/час пара. (4.7)
Потребление тепла на собственные нужды возьмем как 2,4% от тепловой нагрузки
=1,19 т/час пара. (4.8)
Таким образом, для обеспечения тепловой нагрузки в конце отопительного периода потребуется:
| Пара давлением 0,6 Мпа | т/час | ||
| Пара давлением 0,1 Мпа | 42,9 | т/час | |
| В том числе для ГВС | 16,7 | т/час | |
| Общее производство пара | 50,9 | т/час |
Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в неотопительном периоде.
Нагрузка на отопление будет отсутствовать.
Тепловая нагрузка на ГВС в неотопительный период находится по формуле
, (4.9)
где β - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортов β = 1,2 -1,5), для предприятий - 1,0; tcs = 15°С - температура холодной воды в неотопительный период; tс = 5°С - температура холодной воды в отопительный период.
= 5,25 Гкал/час.
Если учесть потери тепла в сетях в количестве 10%, то с учетом потерь
= 5,77 Гкал/час. (4.10)
Для обеспечения тепловой нагрузки на ГВС в неотопительный период потребуется следующее количество пара
= 10,71 т/час (4.11)
Потребление тепла и выработку пара на собственные нужды нужно взять как в отопительный период 2,4% от номинальной нагрузки,
= 1,19 т/час (4.12)
Таким образом, для обеспечения тепловой нагрузки в неотопительный период потребуется
| Пара давлением 0,6 Мпа | т/час | ||
| Пара давлением 0,1 Мпа | 11,90 | т/час | |
| В том числе для ГВС | 10,71 | т/час | |
| Общее производство пара | 19,90 | т/час |
Выбор турбоагрегатов.
Можно рассмотреть турбинное оборудование, выпускаемое, например, Калужским турбинным заводом (htt://www.ktz.kaluga.ru). По параметрам свежего пара подходят следующие установки:
| ПР-2,5-1,3/0,6/0,1 |
| ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04 |
| ТГ 0,6/0,4-К1,3 |
| ТГ 0,5А/0,4 Р13/3,7 |
| ТГ 0,6А/0,4 Р12/3,7 |
| ТГ 0,75А/0,4 Р13/2 |
| ТГ 1,25А/0,4 Р13/2,5 |
| ТГ 1,5А/10,5 Р13/3 |
| ТГ 0,5ПА/0,4 Р11/6 |
| ТГ 0,6ПА/0,4 Р13/6 |
| ТГ 0,75ПА/0,4 Р13/4 |
| ТГ 1,7/0,4 Р5/1,0 |
| ТГ 3,5АЛ/10,5 Р12/1,2 |
| ТГ 4АС/10,5 Р14/1,2 |
Сначала можно выбрать турбоагрегаты, которые могли бы работать круглый год.
Основанием для выбора является количество и параметры пара, вырабатываемого в неотопительный период, а также количество и параметры пара для обеспечения технологических нагрузок. Основным критерием будет являться максимальное производство электроэнергии.
Для тех исходных данных, которые выбраны для примера, можно выбрать два варианта использования турбоагрегатов.
1 вариант
Используется один турбогенератор ТГ 0,6/0,4-К1,3. Далее приведены основные параметры его работы.
| Номинальная электрическая мощность, кВт | ||
| Номинальные параметры сухого свежего пара (рабочий диапазон) абсолютное давление, Мпа 1,3(0,8-1,5) расход свежего пара, т/ч 10 | ||
| Номинальное абсолютное давление пара за турбиной, кПа |
Данный турбогенератор допускает подогрев сетевой воды в конденсаторе. Хотя за турбиной давление ниже атмосферного, но вполне достаточно, чтобы при конденсации пара обеспечивать нагрев холодной воды до температуры 55°С, что позволит использовать ее для целей ГВС.
2 вариант.
Используется один турбогенератор ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04. Далее приведены основные параметры его работы.
| Номинальная электрическая мощность, кВт 600 |
| абсолютное давление,Мпа (рабочий диапазон); 1,3(1,2-1,4) |
| расход свежего пара, т/ч. 12 |
| абсолютное давление,МПа; 0,65 |
| расход (рабочий диапазон), т/ч. 5 (0-9,0) |
| Номинальное абсолютное давление пара за турбиной, кПа 50 |
Данный турбогенератор также допускает подогрев сетевой воды в конденсаторе. В турбогенератор будет направляться 12т/ч пара из которых 1,84 т/ч будет поступать из отбора, например, на технологические нужды, а остальные 10,16 т/ч за турбиной будут использованы для нагрева воды для ГВС.
Теперь, с учетом уже выбранного оборудования, попробуем рассмотреть варианты турбогенераторов, работающих в отопительный период. Критерии выбора остаются прежними.
1 вариант
Используется одна турбина с противодавлением и отбором ПР-2,5-1,3/0,6/0,1
| Номинальная электрическая мощность, кВт 2500 Номинальные параметры сухого свежего пара (рабочий диапазон) |
| абсолютное давление,Мпа 1,3(1,2-1,35) |
| Расход свежего пара, т/ч |
| в режиме с отбором 49,6 |
| в режиме без отбора 29,5 |
| абсолютное давление,МПа 0,6(0,5-0,7) |
| расход (рабочий диапазон), т/ч 35(0-35) |
| Номинальное абсолютное давление пара |
| за турбиной, МПа, 12 (0,08-0,18) |
В режиме без отбора данная турбина может работать с любым из выбранных ранее турбоагрегатов. Например, из вырабатываемых 50,9 т/ч пара давлением 1,4 Мпа 29,5т/ч направляется в турбину ПР-2,5-1,3/0,6/0,1, работающую без отбора, и после турбины 24,8 т/ч используется для приготовления воды в системе отопления и на собственные нужды, а 4,7 т/ч в системе ГВС. 10 т/ч направляется в турбогенератор ТГ 0,6/0,4-К1,3. Тепло, выделяющееся в конденсаторе этого турбогенератора, используется для приготовления воды в системе ГВС. Оставшиеся 9,2 т/ч редуцируются. 8 т/ч направляются на промпотребление, а 1,2 т/ч на приготовление воды в системе ГВС. Схемы паровых потоков от котлов до потребителей в отопительный и неотопительный период указаны в Приложении А соответственно на рис. 1 и рис. 2
2 вариант
Добавляется второй турбогенератор ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04 и еще один турбогенератор ТГ 1,25А/0,4 Р13/2,5 со следующими характеристиками.
| Номинальная электрическая мощность, кВт 1250 Номинальные параметры сухого свежего пара (рабочий диапазон) |
| абсолютное давление, Мпа 1,3(1,2-1,4) |
| Расход свежего пара, т/ч 22 |
| Номинальное абсолютное давление пара |
| за турбиной, МПа 0,25(0,15-0,35) |
Данный вариант обладает тем преимуществом, что имеются два одинаковых турбогенератора. Это повышает надежность работы системы. Из вырабатываемых 48,7т/ч пара давлением 1,4 Мпа 24т/ч направляется в два турбогенератора ТГ 1,25А/0,4 Р13/2,5, из отборов которых 8 т/ч направляются на промпотребление, а 0,1 т/ч на для приготовление воды в системе ГВС. 22 т/ч пара направляются в турбогенератор ТГ 1,25А/0,4 Р13/2,5, после которого направляются на приготовления воды в системе отопления. Оставшаяся 2,7 т/ч редуцируется и направляются на приготовления воды в системе отопления и на собственные нужды.
Схемы паровых потоков от котлов до потребителей в отопительный и неотопительный период для данного варианта указаны в Приложении А соответственно на рис. 3 и рис. 4