5 Электрические и тепловые нагрузки и способы их регулирования

По видам потребления различают пять групп электрических и тепловых

нагрузок:

- промышленная нагрузка;

- коммунально-бытовое потребление;

- электрический транспорт;

- уличное освещение;

- сельскохозяйственные нужды.

Промышленная нагрузка за счет одно- и двухсменных режи-мов работы предприятий снижается в ночное и вечернее время. Комму-нально-бытовое потребление значительно в утреннее и вечер-нее время, вечерний пик более продолжительный. Транспортные пере-возки имеют пики в утренние и вечерние часы. Уличное освещение имеет максимум в ночные часы. Сельскохозяйственные графи-ки потребления достаточно равномерны с сезонным изменением его величины.

В связи со значительной неравномерностью электрической нагрузки в течение суток важной задачей является рациональное покрытие относительно кратковременных, но значительных пиков нагрузки. Суммарный график нагрузок получают путем почасового сложения нагрузок всех потребителей для типично зимних и типично летних месяцев. Зимний график имеет два пика (рисунок 11), летний - один (рисунок 12), что объясняется более длинным световым днем (освещение включается после окончания работы на односмен-ных предприятиях и снижения транспортных перевозок).

Рисунок 11 - Суммарный график нагрузок в зимние сутки

Рисунок 12 - Суммарный график нагрузок в летние сутки

По числу часов максимальных нагрузок различают базовые, полупиковые и пиковые агрегаты. Для базовых электростанций максимум нагрузки составляет в год 6000-7500 ч, для полупиковых и пиковых - соответственно 2000-6000 и 500-2000 ч.

Основными способами покрытия пиков электрической нагрузки являются:

1 Эксплуатация гидроэлектростанций благодаря простоте пуска, останова, регулирования, возможности изменения нагрузки.

2 Использование резерва мощности обычных паротурбинных энергоблоков, работающих в режиме частых пусков и остановов.

3 Применение высокоманевренных агрегатов, таких, как пиковые и полупи-ковые паротурбинные, газотурбинные, парогазовые и гидроаккумулирующие электростанции. Гидроаккумулирующие электростанции в период мини-мальных электрических нагрузок перекачивают воду из нижнего водо-хранилища в верхнее, потребляя энергию из сети, а в период максимальных нагрузок работают, как ГЭС.

4 Использование временной перегрузки паротурбинных ТЭС за счёт режимных мероприятий (изменение параметров пара перед турбиной, отключение ПВД и т. д.).

5 Аккумулирование энергии путем заполнения газохранилищ сжатым возду-хом, используемым затем в газотурбинных установках, накопление теплоты в виде горячей воды и электроэнергии в электрических аккумуляторах.

6 Использование ТЭЦ, как наиболее экономичного способа получения тепловой энергии.

6.Транспортирование тепловой энергии

Основными потребителями тепловой энергии являются промышленные предприятия и жилищно-коммунальное хозяйство. Для производственных и коммунальных потребителей тепловая энергия требуется в виде пара (насыщенного или перегретого) либо горячей воды.

Системой теплоснабжения называется комплекс устройств по выработке, транспортировке и использованию теплоты.

Снабжение тепловой энергией потребителей (систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических процессов) состоит из трёх взаимосвязанных процессов: передачи теплоты теплоносителю, транспортировки теплоносителя и использования теплового потенциала теплоносителя. Системы теплоснабжения могут быть децентрализованными (местными) и централизованными.

Децентрализованные системы теплоснабжения - это системы, в которых три основных звена объединены и находятся в одном или смежных помещениях. При этом получение теплоты и передача ее воздуху помещения объединены в одном устройстве и расположены в отапливаемых помещениях.

Централизованные системы теплоснабжения - это системы, в которых от одного источника теплоты подается теплота для многих зданий, кварталов, районов.

Транспортирование тепловой энергии от источника до потребителей производится тепловыми сетями, суммарная длина которых в однотрубном исчислении в Республике Беларусь составляет свыше 10 тыс. км.

Основными элементами тепловых сетей являются трубопровод, состоящий из стальных труб, соединенных между собой с помощью сварки; изоляционная конструкция, предназначенная для защиты трубопровода от на-ружной коррозии и тепловых потерь, и несущая конструкция, воспринимающая вес трубопровода и усилия, возникающие при его эксплуатации.

Наиболее ответственными элементами являются трубы, которые должны быть достаточно прочными и герметичными при максимальных давлениях и температурах теплоносителя, стойкими, с высоким термическим сопротивлением стенок, способствующим сохранению теплоты, неизменностью свойств материала при длительном воздействии высоких температур и давлений.

В настоящее время в системе холодного и горячего водоснабжения все больше применение находят пластмассовые трубы. Срок службы их составляет для холодного водоснабжения - 50, для горячего - 30 лет. Стальные трубы могут служить 7-15, чугунные - 15-20 лет. При этом трудоемкость монтажа пластмассовых труб в 2-3 раза ниже, чем стальных или чугунных. Они эластичны, устойчивы к коррозии, обладают высокими гидравлическими свойствами и не требуют ухода, сохраняя при этом необходимую чистоту.

Тепловая изоляция накладывается на трубопроводы для снижения потерь теплоты при транспортировке теплоносителя. Потери тепловой энергии в магистральных и квартальных эксплуатируемых теплосетях во многом определяются качеством изоляционных материалов, технологией их применения и условиями эксплуатации трубопроводов.

Широкое применение в качестве изоляционного материала для теплосетей имеют стекловата и минеральная вата в виде матов. Применяются для утепления труб, на которые не передаются механические нагрузи (внутри помещений и в канальной прокладке). Для утепления труб или конструкций, подверженных вибрациям, применяют маты, усиленные металлической сеткой. В местах, где возможно увлажнение, применяют исключительно минеральную вату и дополнительную изоляцию в виде алюминиевой фольги, штукатурки по металлической сетке и т. д.

Температура на поверхности изоляционной конструкции не должна быть выше 60 °С. Толщина слоя изоляции определяется на основе расчетов.

Прокладка трубопроводов производится надземным и подземным способами. Надземная прокладка применяется при высоком уровне грунтовых и вешних вод, на территории промышленных предприятий, при пересечении оврагов, рек, многоколейных железнодорожных путей. При подземной прокладке трубопроводы размещаются либо непосредственно в грунте (бесканальная прокладка), либо в непроходных, полупроходных и проходных каналах.