106. Энергоснабжение городов. Характеристика энергетических ресурсов. Основы выбора системы энергоснабжения городов

Система электроснабжения - это совокупность электроустановок электрических станций (генерирующих мощностей), электрических сетей (включая подстанции и линии электропередачи различных типов напряжений) и приемников электроэнергии, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования, распределения и потребления электрической энергии.

В нашей стране электроэнергия в основном вырабатывается на мощных гидро-, тепловых и атомных электростанциях. Создана Единая электроэнергетическая система страны, связывающая в единое целое подавляющее большинство электростанций. Обеспечение электроэнергией потребителей осуществляется через развитую электрическую сеть и подстанции энергосистем.

Следует отметить, что в нашей стране электростанции генерируют переменный трехфазный синусоидальный ток частотой 50 Гц. Это значит, что в течение 1 с ток, изменяясь по синусоиде, 50 раз совершает полный цикл: возрастает от 0 до максимума, затем уменьшается до 0, далее уменьшается до отрицательного максимума и снова возвращается к 0. На переменном токе работает большинство потребителей. Те потребители, которые работают на постоянном токе, имеют систему электроснабжения, включающую выпрямители (преобразователи), преобразующие переменный ток в постоянный (например, на постоянном токе работают трамвай и троллейбус).

Выбор системы электроснабжения на переменном токе обусловлен простотой преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Это преобразование осуществляется в трансформаторах. Передача электроэнергии на большие расстояния выполняется при возможно наибольших напряжениях 220, 380, 600 кВ, так как при этом потери электроэнергии в линиях передачи наименьшие.

Для питания потребителей, расположенных на территории города, предусматривается система электроснабжения — совокупность трансформаторных подстанций и электрических сетей различных напряжений. Общую систему электроснабжения обычно делят на две части:

1) электрические сети и понижающие подстанции 35—110 кВ. Совокупность этих сетей называется электроснабжающими сетями, они предназначены для распределения энергии между районами города.

2) питающие сети 10 или 6 кВ и распределительные сети 10 - 0,4 кВ. Эта часть системы электроснабжения предназначена для распределения энергии непосредственно среди потребителей.

107. Классификация и характеристика систем теплоснабжения городов. Технологии теплоснабжения потребителей

Теплоснабжение - снабжение теплом жилых, общественных и промышленных зданий для обеспечения коммунально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителей. Различают местное и централизованное теплоснабжение. Система местного теплоснабжения обслуживает одно или несколько зданий, система централизованного - жилой или промышленный район. Его основные преимущества перед местным теплоснабжением - значительное снижение расхода топлива и эксплуатационных затрат (например, за счёт автоматизации котельных установок и повышения их КПД); возможность использования низкосортного топлива; уменьшение степени загрязнения воздушного бассейна и улучшение санитарного состояния населённых мест.

Система централизованного теплоснабжения включает:

а) источник тепла

б) тепловую сеть

в) теплопотребляющие установки, присоединяемые к сети через тепловые пункты.

Источниками тепла при централизованном теплоснабжении могут быть:

а) теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), осуществляющие комбинированную выработку электрической и тепловой энергии;

б) котельные установки большой мощности, вырабатывающие только тепловую энергию;

в) устройства для утилизации тепловых отходов промышленности (побочное тепло, возникающее при технологических процессах в промышленности);

г) установки для использования тепла геотермальных источников;

д) децентрализованное теплоснабжение от мелких придомовых котельных установок (пристроенных, подвальных, крышных) индивидуальных отопительных приборов и т.п.; при этом отсутствуют тепловые сети и связанные с ними потери тепловой энергии.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), тепловая электростанция, вырабатывает не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды. Использование в практических целях отработавшего тепла двигателей, вращающих электрические генераторы, является отличительной особенностью ТЭЦ и носит название теплофикация. Замена местных котельных, нерационально использующих топливо и загрязняющих атмосферу городов и посёлков, централизованной системой теплоснабжения способствует не только значительной экономии топлива, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению санитарного состояния населённых мест.

По роду теплоносителя различают паровые и водяные системы теплоснабжения. Паровые системы используются в основном для технологических целей в промышленности. Для нужд коммунального теплоснабжения населения вследствие повышенной опасности при их эксплуатации они не используются.

В водяных системах теплоснабжения теплоносителем являете горячая вода. Эти системы применяются для горячего водоснабжения и отопления.

По способу выработки тепловой энергии различают:

1. Комбинированную выработку тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях. В этом случае тепло рабочего тепло-водяного пара используется для получения электроэнергии при расширении пара в турбинах, а затем оставшееся тепло отработанного пара используется для нагрева воды в теплообменниках, которые составляют теплофикационное оборудование ТЭЦ. Таким образом, на ТЭЦ тепло высокого потенциала используется для выработки электроэнергии, а тепло низкого потенциала — для теплоснабжения.

2. Раздельную выработку тепловой энергии, когда нагрев воды в котельных установках (тепловых станциях) отделен от выработки электрической энергии.

По способу подачи воды на горячее водоснабжение водяные системы теплоснабжения делятся на открытые и закрытые. В открытых водяных системах теплоснабжения горячая вода поступает к водоразборным приборам местной системы горячего водоснабжения непосредственно из тепловых сетей. В закрытых водяных системах теплоснабжения воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в водоподогревателях — теплообменниках (бойлерах) водопроводной воды, которая поступает затем в местную систему горячего водоснабжения.

Узлы присоединения потребителей тепла к тепловым сетям, называют абонентскими вводами. На абонентском вводе каждого здания устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расхода теплоносителя по местным отопительным и водоразборным приборам. Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом (МТП). Если абонентский ввод сооружается для отдельного объекта, то его называют индивидуальным тепловым пунктом (ИТП).