1.7. Системы централизованного теплоснабжения (сцт)
1.7.1. Устройство и схемы подключения сцт.
В расчёта теплового баланса мы определили количество тепла Qотопл., которое необходимо подвести к каждому помещению или зданию для того, чтобы внутри них постоянно поддерживалась нормативная температура. Подвод тепла для отопления в нашей стране в городах в основном осуществляется с помощью систем централизованного теплоснабжения.
Появление СЦТ было вызвано началом широкого производства электрической энергии. КПД в то время равнялся 3-5 %, остальная энергия сожженного топлива выбрасывалась в окружающую среду. Естественным техническим решением было использовать это даровое тепло для отопления и горячего водоснабжения (ГВС).
Первая в стране ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) была введена в строй в 1924 г. в Ленинграде. В настоящее время теплоснабжение России обеспечивают 485 ТЭЦ, 6,5тысяч котельных мощностью более 20 Гкал/ч, более 100 тысяч мелких котельных и около 600 тысяч индивидуальных источников тепла. Суммарная реализация тепла в стране составляет 2060 млн Гкал/год, в том числе жилищный сектор и бюджетная сфера потребляют 1086 млн Гкал, промышленность и прочие потребители 974 млн Гкал. На теплоснабжение расходуется более 400 млн т.у.т./год. (условное топливо – топливо, теплота сгорания которого равна 7000 ккал/кг).
СЦТ состоят из источника тепла, тепловых сетей и систем теплопотребления.
В качестве теплоносителя используется вода. На источнике тепла сжигается топливо, полученное при этом тепло передаётся теплоносителю, который по подающему трубопроводу тепловой сети попадает в системы теплопотребления, отдаёт там часть своей энергии и по обратному трубопроводу возвращается на источник тепла (рис.1.13).
Рис.1.13. Общая схема СЦТ
В качестве топлива используется природный газ (теплотворная способность около 8000 ккал/нм3), мазут (теплотворная способность около 10500 ккал/кг), бурый уголь (теплотворная способность 4500-5500 ккал/кг), дрова, торф и другое местное топливо.
На каждом источнике тепла имеется теплогенератор (турбина или котлоагрегат), система подготовки и хранения топлива, система химводоподготовки (необходима для снижения коррозии трубопроводов) и мощные сетевые насосы, обеспечивающие прокачку теплоносителя до самого дальнего потребителя. На выходе с источника тепла обязательно должен быть узел измерения количества тепловой энергии, отпущенной с источника.
Как правило, СЦТ используются одновременно для отопления и ГВС.
СЦТ могут быть закрытого или открытого типа.
В СЦТ закрытого типа теплоноситель не отбирается из сети, а в СЦТ открытого типа сетевая вода расходуется на ГВС.
Тепловые сети служат для доставки тепла до каждого потребителя. Потери тепла в сетях технологически неизбежны, но величина этих потерь может быть различной и зависит от теплового сопротивления изоляции трубопровода. В 1950-х годах критерий выбора толщины изоляции был экономический: стоимость изоляции не должна была превышать стоимость сэкономленной тепловой энергии за ожидаемый срок службы изоляции.
В настоящее время имеются нормативы при проектировании тепловой изоляции трубопроводов.
Для всех диаметров труб от 25 до 1440 мм для трёх видов прокладки (надземной, подземной бесканальной и подземной в непроходных каналах) нормируются потери тепла с 1 метра изолированной трубы.
Норматив утечек – 0,25 % от объёма тепловой сети в час.
Подключение к тепловой сети теплопотребляющих установок может быть выполнено по зависимой схеме (рис.1.14), когда сетевая вода поступает непосредственно в приборы потребителя.
Рис.1.14. Подключение теплопотребляющих установок по зависимой схеме
При подключении по независимой схеме (рис.1.15) тепло передаётся каждому потребителю через водо-водяной теплообменник. В этом случае каждый потребитель имеет собственный замкнутый контур, по которому циркулирует собственный теплоноситель, и потребитель может самостоятельно регулировать режим теплопотребления.
Рис.1.15. Подключение теплопотребляющих установок по независимой схеме