3.2.3. Автономные системы теплоснабжения
По оценкам специалистов, 25-35% энергоресурсов России тратится на отопление, при этом потери достигают 30% (в развитых странах – около 2%), 45–70% теплосетей требуют ремонта или замены. Начавшееся в нашей стране внедрение автономных систем теплоснабжения (АСТ) полностью соответствует общемировым тенденциям, поскольку обеспечивают минимизацию потерь в процессе транспортировки теплоносителей из-за больших расстояний и ветхости теплопроводов, характерных для централизованных систем. В АТС потребитель осуществляет расчет с поставщиками топлива и холодной воды из сети (если она является теплоносителем).
Различают АСТ с жидким теплоносителем, проходящим по системе трубопроводов и радиаторов, с воздушным и с прямым электрическим отоплением (ПЭО), когда электроэнергия непосредственно преобразуется в тепло. К преимуществам АСТ относятся получение воды и пара с требуемой степенью чистоты, наличие резерва теплогенерирующих мощностей, что не всегда возможно при централизованном теплоснабжении. Недостаток автономного теплоснабжения – пока еще более высокие удельные расходы топлива на выработку горячей воды и пара, а также эксплуатационные затраты на обслуживание теплового хозяйства.
Упрощенная структурная схема автономной открытой паровой системы теплоснабжения предприятия на базе собственной котельной представлена на рис. 3.7. Из естественного источника или магистрального водопровода берётся холодная сырая вода с температурой примерно около 5 ºС, которая с помощью насоса подается в питающую магистраль. Перед подачей воды в котел она проходит определённую обработку. В специальных фильтрах она умягчается, из неё удаляют соли жесткости кальция, магния, натрия или же осуществляется её обессоливание; степень удаления солей жесткости определяется параметрами работы котельного агрегата. Затем из воды в декарбонизаторе удаляется углекислота, в деаэраторе – кислород. Из деаэратора вода, называемая питательной, подаётся в котельный агрегат. Получившейся в котле пар направляется в распределительный паровой коллектор, откуда он подаётся на все нужды теплоснабжения: на систему отопления и вентиляции, систему горячего водоснабжения и на технологические нужды.
Р и с. 3.7. Схема автономного теплоснабжения предприятия: 1 – питательный насос; 2 – водоподготовительная установка с декарбонизатором и деаэратором; 3 – расходомер природного газа; 4 – котлоагрегат; 5 – расходомер пара; 6 – распределительный паровой коллектор: 7 – теплообменник; 8 – возвратный насос; 9 – фильтр тонкой очистки; 10 – расходомер горячей воды
Система горячего водоснабжения предприятия является закрытой. Температура горячей воды, получаемой в пароводяном теплообменнике, составляет 65-70 ºС. Для повышения эффективности использования энергоресурсов конденсат пара после теплообменника возвращается в котел, смешиваясь с питательной водой. Система теплоснабжения обеспечивает выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров. Состояние теплоносителей определено давлением, температурой, энтальпией, степенью сухости и рядом других параметров.
В настоящее время на тепловых пунктах и в АСТ находят применение струйные насосы – подогреватели (СНП), которые используют энергию пара для нагрева и транспорта горячей воды без применения циркуляционных насосов, требующих определенных затрат энергии. В СНП используются сверхзвуковые сопла и форcажные камеры, которые формируют на выходе насоса трансзвуковые скачки давления, разгоняющие теплоноситель. Экономия расхода топлива при этом составляет 10…35% за счет повышения эффективности теплообмена, экономия электроэнергии – 50…100% за счет снижения потребной мощности или исключения из работы циркуляционных насосов.