1.3 Представление конструкционных принципов системы с регулируемым потоком

В Северной Европе в послевоенный период успешно развивались водяные системы центрального теплоснабжения, имеющие ряд общих особенностей. В 50 - 60 годы было построено большое количество небольших, обычно работающих на мазуте, районных систем. Подсоединение потребителей не представляло особых трудностей, так как большая часть зданий уже имела центральное водяное отопление.

Дальнейшее распространение системы ЦТС получили в Европе в семидесятые годы после повышения цен на нефть. Укрупнение систем теплоснабжения давало возможность перейти к альтернативным более дешевым источникам теплоты, таким как установки комбинированной выработки энергии, работающим на угле. В то же время воздействие на окружающую среду, вызванное переводом систем теплоснабжения на уголь, также могло контролироваться.

Чтобы достичь максимальной выгоды от крупных капиталовложений в установки КТЭ, существующие системы ЦТС объединялись посредством систем магистральных трубопроводов. Там, где это было возможно, дополнительные источники теплоты, такие как установки по переработке отходов, и избыточная теплота промышленных предприятий подключались к централизованной системе. Для улучшения использования систем и повышения энергетической плотности ЦТС к системам подключались дополнительные потребители в зонах, охватываемых ЦТС.

Котлы, работающие на нефти и газе, использовались для покрытия пиковых нагрузок и для экстренного теплоснабжения при авариях в системе.

На стадии планирования многих больших систем учитывалась также неопределенность в ценообразовании на энергию в будущем. Системы ЦТС предлагали возможность использования первичного топлива более низкого сорта, такого как мазут, уголь, твердые отходы и др., а также возможность относительно легкого перехода на использование природного газа или светлых нефтепродуктов при благоприятных ценах на эти виды топлива.

1.3.1 Особенности конструкции современных систем

1.3.1.1 Источники теплоты

Типичным для большинства крупных европейских ЦТС является наличие нескольких источников теплоты для снабжения одной общей системы, которые могут быть разделены на две категории:

• установки базовой нагрузки;

• установки пиковой и аварийной нагрузки.

Установки для покрытия базовой нагрузки характеризуются высокими капитальными затратами, но низкой стоимостью первичного топлива. Типичными установками базовой нагрузки являются:

• установки КТЭ

• установки по сжиганию твердых отходов;

• промышленные теплоутилизационные установки;

• установки по утилизации побочных продуктов сельского хозяйства (сжигание соломы).

Установки для покрытия пиковых нагрузок характеризуются относительно низкими капитальными затратами и высокой стоимостью используемого топлива. Типичными установками пиковой нагрузки являются:

• котельные установки, работающие на природном газе;

• котельные установки, работающие на светлых нефтепродуктах.

Типичной чертой пиковых установок является способность плавно изменять тепловую нагрузку. В этом плане котлоагрегаты, работающие на твердом топливе (уголь, твердые отходы и т. п.), трудно использовать как установки пиковой нагрузки. Диапазон и темп изменения нагрузки могут не совпадать с требованиями, выдвигаемыми потребителями.

Для типичной западноевропейской СЦТС проектная мощность установок базовой нагрузки составляет приблизительно 60% от максимальной нагрузки системы. Такая мощность позволяет установкам базовой нагрузки покрывать приблизительно 90% годового потребления теплоты.