книги из ГПНТБ / Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР)

tc=180°C (рис. 2—8). Снижением расчетной температуры об­ ратной воды до t2.p = 50°C при G £вч =5 л1челл можно добить­

ся полной ликвидации слива даже при t c = 150°C и температу­ ре наружного воздуха равной и даже несколько меньшей, чем ее расчетное значение. Эти расчеты показали также, что для однотрубной системы теплоснабжения снижение температуры обратной воды приводит к значительному уменьшению расхо­ да сетевой воды, а значит и к сокращению слива. Поэтому весьма важным является также выбор оптимальной величины t2.P для рассматриваемой системы.

В действительности потери тепла со сливом в значитель­

мым может казаться режим отпуска тепла при заданной п о- с т о я н н о й т е м п е р а т у р е сетевой воды, tc °С. Однако под­ держание в течение всего отопительного периода величины tc °С на постоянно высоком уровне приведет к недовыработке электрической энергии на тепловом потреблении.

к увеличению количества сливаемой воды. Наиболее приемле­ мым с экономической точки зрения может оказаться режим отпуска тепла при переменных значениях обоих величин, но его осуществление связано с серьезными техническими труд­ ностями и требует специального изучения.

Однако следует также учитывать, что большинство горо­ дов южных районов, особенно крупные административные и

ла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для различных районов и даже кварталов может резко отличать­ ся от его средних значений, принятых для всего города. Отказ от более или менее значительного слива в отдельных районах и кварталах естественно приведет к сооружению сети обрат­ ных линий или вообще к сохранению городской распредели­ тельной магистрали, если она существует.

снабжении расчетный слив горячей воды как в масштабе всего города, так и его отдельных районов достигает экономически

102

ловий, отопительных систем, конструкций отопительных прибо­ ров и их основных характеристик (в том числе и оптимально­ го температурного графика ti.P/t2.Py.

Наличие мощного транзитного теплопровода значитель­ ной протяженности предъявляет большие требования к н а- д е ж н о с т и всей системы теплоснабжения и в первую оче­ редь к самой транзитной магистрали. Меры, принимаемые для предупреждения волновых и гидравлических ударов, для лока­ лизации потерь воды при авариях (разбивка на секции) и про­ чее, должны повысить надежность этих трубопроводов. Кроме этого, переход к независимой схеме присоединения отопитель­ ных приборов и сооружение ЦТП в свою очередь значительно улучшают условия надежности.

Таким образом, на базе дальнего транспорта тепла и в южных районах возможно создание крупных теплоснабжаю­ щих систем.

Несмотря на усложнение последних, вызванное наличием значительного количества последовательно действующих звеньев, ТЭЦ — однотрубная транзитная магистраль — пико­ вые котельные—ЦТП—распределительные сети—в конечном счете за счет высокой маневренности и повышенного внутрен­ него резерва надежность работы всей системы существенно улучшится.

Централизация теплоснабжения южных районов путем дальнего транспорта тепла даст возможность вынести основ­ ные источники теплоснабжения за пределы городов, а мелкие котельные заменить мощными пиковыми котельными. Все юж­ ные районы СССР почти полностью газицифированы и при правильной организации топливоиспользования загрязнение окружающей среды будет сведено к минимуму. Но, с другой стороны, в этих районах из-за небольшой величины числа ча­ сов использования максимума отопительно-бытовой тепловой нагрузки в ы р а в н и в а н и е графика газопотребления тре­ бует значительных усилий и связано с созданием дорогостоя­ щих п о д з е м н ы х г а з о х р а н и л и щ , если решение этой задачи только б у ф е р н ы м и потребителями газа (тепло­ вые электростанции) оказывается невозможным или нерацио­ нальным. Дальний транспорт тепла на базе загородных ТЭЦ приведет к тому, что последняя окажется буферной, а пиковые источники — основными потребителями газового топлива

[Л. 37].

Важное значение имеет также правильный выбор мощно­ сти и числа пиковых источников теплоснабжения. В небольших южных городах окажется достаточным сооружение одной пи­ ковой котельной. В средних городах, особенно при сложном характере рельефа, оптимальная мощность пиковых источни­

ки

ков окажется сравнительно низкой и число их может достиг­ нуть до 2 -У3. В ряде крупных городов закавказских респуб­ лик сооружаются сравнительно мощные районные котельные. При внедрении в перспективе дальнего теплоснабжения на ба­ зе ТЭЦ или ГРЭС они (как и сравнительно крупные промыш ленные котельные) могут быть использованы в качестве пико­ вых котельных. С другой стороны, при удобном и близком рас­ положении к транзитному теплопроводу сравнительно мелкие потребители с небольшим расходсы соды могут быть присое­ динены к нему даже без пиковых источников. В качестве таких « п о п у т н ы х п о т р е б и т е л е й » могут оказаться отдельные поселки, совхозы, промышленные предприятия и т. д.

Так как при однотрубной системе транзита тепла вся (или почти вся) сетевая вода разбирается на горячее водоснабже­

удовлетворить нормам, установленным санитарными органа­ ми. Поэтому внедрение однотрубной системы теплоснабжения

сравнительно сложной и дорогой, то, очевидно, вариант одно­ трубной системы транспорта тепла, сопровождаемый более или менее заметным сливом, исключается. С точки зрения обе­ спечения удовлетворительного качества воды для горячего во­ доснабжения определенным преимуществом обладает схема независимого присоединения отопительных систем к распре­ делительной сети (сетевая вода не проходит через отопитель­ ные приборы). При комплексном решении вопросов водоснаб­ жения и теплоснабжения могут быть найдены другие более эф­ фективные, с учетом местных условий, варианты. Так, напри­ мер, многие районы юга, в том числе и Армянской ССР, ис­ пытывая большие трудности с водоснабжением городов, одно­

да полностью должна разбираться на нужды как горячего, так и холодного водоснабжения и значит о сливе не может быть и речи, вопросы выбора оптимального значения как количества сетевой воды (диаметра транзитного теплопровода), так и ее

105

температуры должны рассматриваться комплексно с одновре­ менным учетом экономики системы водоснабжения в целом. При сочетании ряда условий, и в том числе наличия в районе

для технического водоснабжения предприятий и в том числе подпитки промышленных котельных (после вторичной обра­ ботки), вполне возможно. Значительно труднее ее использо­ вание в качестве холодной воды для бытовых нужд, особенно

[Л. 38].

При использовании горячих подземных источников воды, которыми южные районы богаты, экономическая эффектив­ ность дальнего транспорта тепла может значительно увели­ читься.

Перспективы внедрения однотрубной системы теплоснаб­ жения в южных и особенно жарких районах страны окажутся

онные и пароэжекторные. Развитие систем централизованного теплохладоснабжения создаст самые благоприятные условия для внедрения дальнего теплоснабжения (см. § 3—7).

Основными источниками системы дальнего теплоснабже­

воды, подогрев мазута, а по последним разработкам даже воз­ духа и т. д. являются известными примерами теплофикации, хотя и для внутренних нужд.

Как показали исследования, выполненные в ВТИ, в инсти­ туте Теплоэлектропроект и т. д., путем небольшой модерниза­ ции, а в некоторых случаях и без нее, конденсационные блоки К-150-130, К-200-130 и прочие могут служить источниками теп­ лофикации и для внешних потребителей тепла. Если в услови­ ях напряженного электробаланса требуется возможно полное участие блоков в покрытии графика нагрузки энергосистемы, то возникает необходимость в сооружении на самой станции также пиковой водогрейной котельной.

Как показали расчеты [Л. 39], для блока К-200-300 сниже­ ние предельной тепловой нагрузки вдвое (0,7 Гкал/МВт) и сооружение в связи с этим ПВК требует дополнительных капи­

106

таловложений, составляющих не больше 3% от таковых для самого блока при его работе на твердом топливе. По этим же расчетам (для ГрЭС-0,8 с годовым отпуском тепла = 1,28 млн. Гкал) для среднезимнего режима мощность блока снижа­ ется до 189 МВт, а летнего режима — до 199 МВт, в основном из-за резкого снижения расхода пара через цилиндр низкого давления.

Для Армянской ССР и южных районов, отличающихся сложным рельефом, в отдельных конкретных случаях целесо­

ным является расположение площадки источника теплоснаб­

возвращающегося из технологических пароиспользующих при­ боров и из подогревателей отопительной системы для горячего водоснабжения.

Отказ от возврата конденсата и переход к однотрубной системе транзита тепла облегчается, если:

— значительная часть конденсапта технологического пара по различным техническим и экономическим причинам (сбор и очистка требуют сложных и дорогостоящих установок) не возвращается;

—в районе источника теплоснабжения имеются достаточ­ ные ресурсы умягченной воды, не требующие затрат для химводоочистки;

—слив конденсанта (после его использования в системе горячего водоснабжения) в годичном разрезе составляет не­ большую величину.

Как показывают расчеты, при сложном рельефе суммар­ ные затраты на транзит тепла при паровом теплоносителе (с учетом снижения эффективности комбинированной выработки электроэнергии) могут оказаться меньшими, чем при водяном, причем даже при возврате конденсата, если он осуществляется самотеком. Однако наиболее важным является то обстоятель­ ство, что при упомянутых условиях внедрение парового тепло­

подкачивающих насосов на магистральной линии, значительно

107

меньшей чувствительностью последней к авариям (из-за несо­ измеримо меньшей, чем при водяной системе, величине утечки).

Учитывая, что для большинства южных районов внедре­ ние централизованных систем теплоснабжения только начина­ ется, возможное упрощение их управления и регулирования, как и достижение высокой надежности, имеет особо важное значение. В этой связи при внедрении паровой системы дальне­ го транзита тепла вряд-ли целесообразным окажется непосред­ ственное присоединение к паровой сети потребителей горячей воды (через пароструйные инжекторы, сопловые подогревате­ ли и т. д.). Более предпочтительной может оказаться установ­ ка в Ц'ГП (в промышленном и, тем более, квартальном или районном), куда поступает пар из транзитной магистрали, па­ роводяных подогревателей (рис. 2—9) с целью нагрева воды для отопительной системы и других нужд.

Для выравнивания расхода конденсата (из подогревате­ лей ЦТП и, частично, технологических пароиспользующих ус­ тановок) на нужды горячего водоснабжения все конденсатные

$

Рис. 2—9. Схема паровой системы теплоснабжения. 1—источник теплоснабжения; 2—подогреватель сетевой воды; 3—элеватор; 4—отопительные приборы; 5—расширительный резервуар; 6—аккумулятор горячей воды; 7 и 8—регулирование температуры горячей воды; 9—слив.

линии должны быть соединены в общую распределительную сеть с установкой сборного бака — аккумулятора. Таким образом, и в этом случае однотрубным оказывается транзит­ ный паропровод, а распределительная сеть остается двухтруб­ ной. Энергоэкономическая эффективность однотрубной систе­ мы транзита тепла в виде пара может оказаться высокой, если, как и в случае водяного теплоносителя, расход пара будет со­ ответствовать среднечасовому расходу воды на горячее водо-

108

снабжение, а остальная (пиковая) часть тепловой нагрузки района будет покрыта пиковой котельной. В качестве пиковой может быть приспособлена одна из существующих в данном районе крупных котельных. В противном случае может ока­ заться целесообразным сооружение новой пиковой водогрей­ ной котельной осуществить в комплексе с ЦТП.

В § 2—17 обсуждаются результаты конкретных расчетов, касающихся перспектив внедрения этих систем для ряда райо­ нов и городов Армянской ССР.

На основании изложенного можно заключить, что

A. Одним из основных вопросов дальнейшего развития энергоснабжения южных городов является выбор с учетом ме­ стных природных и экономических условий оптимальных сис­ тем теплоснабжения. Весьма перспективным является с этой точки зрения разработка и внедрение независимых водоводя­

ных и пароводяных систем теплоснабжения.

жет оказаться наиболее целесообразным направлением раз­ вития централизованного теплоснабжения для южных райо­ нов.

B. Внедрение всех этих систем требует решения ряда тех­

нических задач, связанных особенно с регулированием отпус­ ка тепла и управлением и регулированием всей системы в целом.

Такое требование относится особенно к чисто однотрубным системам, когда определяющим компонентом тепловой нагруз­ ки района является горячее водоснабжение, а производным— отопление и вентиляция.

§ 2—6. Области применения централизованного теплоснабжения

В зависимости от конкретных условий городов и их райо­ нов вопросы централизации теплоснабжения могут решаться в следующих аспектах:

а) экономическая целесообразность перехода от д е ц е н ­ т р а л и з о в а н н о г о к централизованному теплоснабжению в существующих городах или их районах, отличающихся вы­ соким процентом старой застройки;

ной схемы теплоснабжения. Выбор оптимальной т е п л о ф и ­ к а ц и о н н о й с и с т е м ы .

109

СССР отношения максимальных и минимальных значений для

бельным и в районах теплого климата (не высокие значения h0). При одинаковой энергетической эффективности экономи­ ческая эффективность централизации теплоснабжения также окажется одинаковой независимо от местных условий срав­ ниваемых районов, если только произведение зт h0 = const.

Для иллюстрации по изложенной методике была определе­ на целесообразность перехода к централизованному теплоснаб­ жению от квартальных и районных котельных в условиях г. Еревана. Расчеты подтвердили [Л. 40], что при высоких теплоплотностях района (порядка q > 0,7 Гкал/г . ча) переход к централизованному теплоснабжению на базе районных ко­ тельных экономически более выгодно, чем на базе кварталь­ ных котельных с паровыми котлами ДКВР.

Зависимость срока окупаемости т от теплоплотности q имеет почти всегда криволинейный характер, причем с ярко выраженным минимумом для сравнительно дешевого топлива. Для каждого значения з т и типа котельной имеется оптималь­ ная зона теплоплотности q, за пределами которой срок окупае­ мости возрастает.

Выбор оптимальной степени централизации теплоснабже­ ния для заданных значений расчетной тепловой нагрузки Qp и теплоплотности q сводится к определению ц е л е с о о б р а з ­

ной м о щ н о с т и источника тепла и взаимосвязанного с ней р а д и у с а т е п л о с н а б ж е н и я . Экономическим критери­ ем такой оптимизации может служить минимальное значение

расчетных затрат. Здесь рассматриваются только теплоснаб­ жающие системы жилых нетеплофицируемых районов, от груп­ повых отопительных (горячее водоснабжение может покры­ ваться и от квартирных водонагревателей), либо от кварталь­

ных или районных котельных. Правильное решение поставлен­ ной задачи зависит в первую очередь от степени д о с т о в е р ­ н о с т и всего к о м п л е к с а и с х о д н ы х д а н н ы х , кото­ рыми определяются капитальные вложения и эксплуатаци­ онные расходы для всех звеньев сравниваемых теплоснабжаю­ щих систем. Аналитические выражения этих затрат по котель­

111