Системы и схемы теплоснабжения

Теплоснабжение представляет собой комплекс инженерных соору­жений, предназначенных для снабжения теплом жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений с целью обеспечения коммунально-бытовых потребностей (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителей.

Различают местное, локальное и централизованное теплоснабжение. Система местного теплоснабжения обслуживает одного потребителя, т.е. квартиру, частный дом или небольшое предприятие. Локальная - одно или несколько зданий смежно или недалеко расположенных и обслуживаются котельной установкой, расположенной в этом здании (в подвале, на верх­нем этаже, «крышные» или пристроенном помещении). Системы центра­лизованного теплоснабжения - жилой или промышленный район.

Централизованное теплоснабжение по сравнению с местным имеет целый ряд преимуществ:

- значительное снижение расхода топлива и эксплуатационных за­трат за счет автоматизации котельных установок и повышения их КПД;

- уменьшение степени загрязнения воздушного бассейна и улучше­ние санитарного состояния населенных пунктов благодаря применению современных устройств по очистке дымовых газов;

- возможность использования низкосортных видов топлива;

- снижение стоимости строительства сооружений;

- сокращение площадей, занятых местными котельными и складами топлива;

- уменьшение пожарной опасности.

В связи с такими преимуществами в России наибольшее распростра­нение нашла централизованная система теплоснабжения (ЦТ).

В то же время необходимо отметить, что в некоторых конкретных случаях местная и локальная системы могут оказаться более технологич­ными и экономичными. Например, в системах с использованием местных электронагревательных устройств (электрическое отопление, электриче­ские водонагреватели, домовые котельные и т.д.). В этом случае отпадает необходимость в Прокладке теплотрасс и строительстве ряда устройств. Такие системы нашли широкое применение в Финляндии, Швеции и дру­гих странах с высоким уровнем выработки относительно дешевой элек­трической энергии.

Система ЦТ включает источник тепла, тепловую сеть, тепловые пункты и теплопотребляюшие здания, сооружения и промышленные уста­новки (рис. 4.1).

Источниками тепла при централизованном теплоснабжении могут быть теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых осуществляется комбини­рованная выработка электрической и тепловой энергии (теплофикация); котельные установки большой мощности (районные или центральные), вырабатывающие только тепловую энергию: устройства для утилизации тепловых отходов промышленности; установки для использования геотер­мальных источников и т.п.

В системах местного теплоснабжения источниками тепла служат пе­чи, водогрейные котлы, тепловые насосы, преобразователи энергии и раз­личные водонагреватели, использующие избыточное тепло промышлен­ных предприятий, солнечную энергию и т. п.

Размещение источника тепла на территории города осуществляется с учетом ряда факторов:

- исключения заноса сернистых дымовых газов и летучей золы в жи­лые зоны города;

- расположения относительно центра тепловых нагрузок (это рас­стояние должно быть наименьшим); в этом случае радиус подачи тепла по­требителям будет наикратчайшим;

- удобства доставки топлива; должны использоваться или сущест­вующие, или вновь построенные железнодорожные пути;

- возможности дальности действия систем теплоснабжения, при со­временных технических средствах удаление паровых систем от центров потребления паровых систем теплоты не должно превышать 5...6 км (при

давлении 1,5...2,0 МПа), систем горячего водоснабжения - 30...40 км (на­сосные станции в этом случае проектируются на подающих и обратных трубопроводах), системы подачи теплоты от районных котельных - 5...6 км.

Обычно при выборе площадки источника теплоты сравнивают не­сколько вариантов. Окончательный выбор осуществляется с учетом эко­номических, экологических и санитарных условий.

Теплоносителями в системах ЦТ крупных городов обычно является перегретая вода с температурой до 150° С, а в крупнейших городах - пар с температурой до 440°С и давлением до 6,2 МПа. Вода обычно служит для обеспечения коммунально-бытовых, а пар - технологических нагрузок. Выбор температуры теплоносителя определяется экономическими расче­тами и требованиями потребителей. С увеличением дальности транспорти­рования тепла рекомендуется повышать параметры теплоносителя.

Использование теплоты в системах теплоснабжения связано с сезо­нами года. Часть потребителей теплоты зависит от климатических условий (системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха), а часть не зависит (системы бытового горячего водоснабжения, технологического пароснабжения и горячего водоснабжения). От преобладания тех или иных тепловых потоков зависит во многом выбор систем и схем теплоснабжения.

В централизованных системах теплоснабжения на общую тепловую сеть могут работать несколько источников тепла, что повышает надеж­ность работы системы (с точки зрения обеспечения потребителей теплом), ее маневренность и экономичность. Но в некоторой степени усложняет ра­боту ее в гидравлическом плане - увеличивается вероятность возникнове­ния гидравлических ударов при изменении направления движения потоков теплоносителя в трубопроводах. Поэтому на границах зон действия источ­ников тепла устанавливаются запорные устройства с дистанционным управлением, позволяющим с диспетчерского пункта переключать тепло­вые сети, при необходимости, на другой источник.