При покрытии от ТЭЦ сезонной нагрузки (отопление и вентиляция), а также сезонной нагрузки и горячего водоснабжения тепловая нагрузка теплофикационных турбин и параметры в отборе изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха.
При понижении температуры наружного воздуха увеличивается тепловая нагрузка района. Одновременно должна повышаться температура воды в тепловой сети, а для этого необходимо увеличивать давление отработавшего пара, используемого для подогрева воды. При расчетной наружной температуре тепловая нагрузка района достигает максимума. Однако длительность стояния наиболее низких температур отопительного периода обычно невелика, поэтому максимальный отпуск теплоты имеет кратковременный характер.
Если тепловая мощность отборов турбин выбирается по максимуму тепловой нагрузки, присоединенной к ТЭЦ, то годовая длительность использования максимума тепловой мощности отборов мала, так как большую часть года они недогружаются. В то же время по условиям покрытия графика электрической нагрузки энергосистемы число часов использования максимума электрической мощности теплофикационных турбин должно составлять обычно около 5¸6 тыс. ч/год, что приводит к существенному увеличению доли конденсационной выработки в годовом производстве электрической энергии на ТЭЦ. Прямым следствием такого решения является перерасход топлива в энергосистеме, поскольку удельный расход топлива на конденсационную выработку электрической энергии на ТЭЦ выше, чем на конденсационных тепловых электростанциях тех же начальных параметров. Завышение электрической мощности ТЭЦ вызывает также неоправданный перерасход капиталовложений из-за более высокой удельной стоимости ТЭЦ по сравнению с современными мощными конденсационными электростанциями.
Для уменьшения конденсационной выработки электрической энергии на ТЭЦ целесообразно максимум сезонной тепловой нагрузки покрывать отработавшим паром теплофикационных турбин не полностью, а частично. Часть теплоты целесообразно отпускать непосредственно из котлов. Максимальный отпуск теплоты от ТЭЦ можно представить как сумму двух слагаемых:
,
где 
- расчетная тепловая нагрузка ТЭЦ; 
- расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин; 
- пиковая тепловая нагрузка, покрываемая непосредственно от котлов.
Доля расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ, удовлетворяемая из отборов турбин, называется коэффициентом теплофикации ТЭЦ:
.
На рис. 4.12 показано распределение тепловой нагрузки ТЭЦ между отбором и пиковыми котлами при aт < 1.
Часть тепловой нагрузки ТЭЦ (площадка abc) покрывается непосредственно из пиковых котлов. При максимальной тепловой нагрузке ТЭЦ от котлов покрывается значительная доля, обычно около 50% расчетной тепловой нагрузки. Однако от годового отпуска теплоты ТЭЦ доля теплоты из котлов весьма невелика (отношение площади abc к площади 0 bcdkl 0обычно не превышает 15÷18%).
Для выяснения режима работы теплофикационного оборудования, определения давления пара в регулируемых отборах теплофикационных турбин, подсчета годового расхода топлива на ТЭЦ при различных методах регулирования отпуска теплоты и разных коэффициентах теплофикации удобно пользоваться годовыми графиками продолжительности тепловой нагрузки и параметров теплоносителя.
На рис. 25 приведены для иллюстрации такие графики для ТЭЦ с расчетной тепловой нагрузкой . Располагаемая тепловая мощность отборов теплофикационных турбин равна ; располагаемая мощность пиковых котлов . На рис. 25, а слева показана зависимость тепловой нагрузки от наружной температуры (кривая abcdek). При наружной температуре 
тепловая нагрузка ТЭЦ равна тепловой мощности теплофикационных турбин. При тепловой нагрузке 
все тепловое потребление удовлетворяется отработавшим паром от теплофикационных турбин. Как видно из рис. 25, а, такое положение имеет место при температурах наружного воздуха 
. При температурах наружного воздуха 
тепловая нагрузка ТЭЦ превышает тепловую мощность теплофикационных турбин 
, и поэтому для покрытия тепловой нагрузки кроме теплоты из отборов турбин используется также теплота непосредственно из котлов. При расчетной наружной температуре 
тепловая нагрузка ТЭЦ достигает максимального значения . При этом режиме отдача теплоты от пиковых котлов в тепловую сеть также достигает максимального значения .
Контрольные вопросы
1 Укажите возможные системы регулирования тепловой нагрузки и их характеристики.
2 Путем изменения каких параметров принципиально возможно центральное регулирование тепловой нагрузки в водяных системах теплоснабжения?
3 Почему при качественном регулировании отопительной нагрузки перепад температур сетевой воды в отопительной установке прямо пропорционален относительной отопительной нагрузке?
4 В чем заключается особенность центрального регулирования по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения? Какие преимущества и недостатки имеет эта система регулирования?
5 В чем заключаются методы центрального регулирования открытых систем теплоснабжения по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения? Укажите преимущества и недостатки качественного и качественно-количественного методов.
6 В чем состоит центральное регулирование однотрубных систем теплоснабжения. Как определяются расчетный расход воды и температура сетевой воды в транзитной магистрали?
7 Укажите преимущества и недостатки многоступенчатого подогрева сетевой воды на ТЭЦ по сравнению с одноступенчатым подогревом.
Список рекомендуемой литературы
1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М: Энергоиздат, 1982. 360с.
2. Сафронов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. – М: Энергоатомиздат, 1985. – 230с.
Лекция 5 – Гидравлический расчет тепловых сетей – 6 часов
План:
1 Задачи гидравлического расчета
2 Схемы и конфигурации тепловых сетей
3 Методика гидравлического расчета трубопроводов
4 Порядок проведения гидравлического расчета
5 Пьезометрический график
6 Определение расчетных расходов воды
7Определение характеристик насосов для водяной тепловой сети и конденсатопроводов
8 Гидравлический режим тепловых сетей
9 Контрольные вопросы
10 Список рекомендуемой литературы
