Файл: Теплоснабжения.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно – Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

М.В. Алтынова, Н.Е Алтынова

ОСНОВЫ

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Учебное пособие

Новочеркасск 2008

УДК 621. 311 22 (075.8)

ББК 31.38

А. 37

Рецензенты: доктор технических наук, профессор Н.Н. Ефимов,

кандидат технических наук, доцент В.А. Луконин

Алтынова М.А., Алтынова Н.Е.

А.37 Основы централизованного теплоснабжения: Учеб. пособие/ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2008. 204 с.
Рассмотрены основы теплофикации, теплоснабжения.

Дана классификация и методики расчета тепловой нагрузки и тепловых сетей. Приведены расчетные зависимости для определения потребности в теплоте. Рассмотрены вопросы энергосбережения и экономии тепловой энергии.

Пособие предназначено для студентов специальности «Энергоснабжение предприятий», изучающих вопросы проектирования и эксплуатации теплофикационных систем


УДК 621.311.22 (075.8)

ББК 31.38

© Южно-Российских государственный

технический университет, 2007

© Алтынова М.В., Алтынова Н.Е., 2007

ВВЕДЕНИЕ

Процесс создания комфортных условий для человека достигается устройством и эксплуатацией отопительной и вентиляционной техники и приборов, приготовлением холодной и горячей воды, подачей их в жилые помещения, водоотведением стоков в канализацию. Для целей приготовления пищи и обогрева людей в дома вводятся доступные населению энергоносители – электрическая и тепловая энергия, природный газ и т.д. В общем виде этот процесс энергофикации решает важнейшие социальные задачи общества – обеспечение и напрерывное поддержание жизненных условий для населения. Любое нарушение в нем приводит к ухудшению качества жизни. Поэтому Правительство РФ и МЧС России эти сложные инженерные системы квалифицировали как объекты, потенциально опасные при авариях и повреждениях, выработали их классификацию по категориям возможного риска.

---

Энергоснабжающая (теплоснабжающая) организация – коммерческая организация независимо от организационно-правовой формы, осуществляющая продажу абонентам (потребителям) по присоединенной тепловой сети произведенной или (и) купленной тепловой энергии и теплоносителей.

Система теплоснабжения – совокупность взаимосвязанных источника, тепловых сетей и систем теплопотребления.

В Советское время были реализованы программы централизации энергоснабжения – строительство мощных тепловых, гидравлических и атомных электростанций, электрических и тепловых сетей от них ( в том числе программа развития техники и технологии централизованного теплоснабжения) и развития топливной промышленности.

Централизованное теплоснабжение (ЦТ) представляет собой процесс обеспечения низкопотенциальной теплотой (пар, горячая вода, горячий воздух с температурой до 300⁰С) нескольких отдельно стоящих потребителей от одного источника.

В историческом плане развитие систем централизованного теплоснабжения шло в направлении постепенной централизации, усложнения и укрупнения мощностей источников и потребителей, повышения экономической эффективности.

В технологическом плане система централизованного теплоснабжения (СЦТ) представляет собой единовременный, триединый процесс, состоящий из производства тепловой энергии, транспортирования и потребления.

Такой сложный процесс имеет еще две характерные особенности, которые не всегда правильно или вовсе не учитываются в процессе строительства и в дальнейшей эксплуатации объектов централизованного энергообеспечения.

С одной стороны, СЦТ – целенаправленный и непрерывный процесс воздействия человека, который имеет форму услуги, с другой стороны, этот процесс имеет характер промышленного производства, товарным продуктом которого являются электрическая и тепловая энергия. В себестоимость этих продуктов в размере от 70 до 90% входят энергетические ресурсы – топливо, электроэнергия, вода, технологические материалы и др.

---

Человечество не научилось пока аккумулировать в промышленных масштабах электро- и теплоэнергию. Все это производится и потребляется только в единовременном процессе и на ограниченном пространстве (группа зданий, район, город), поэтому эти товарные продукты не могут быть складированы (произведены «про запас»), и имеют ограниченные экспортные возможности – производятся и потребляются только на конкретной территории. Необходимо отметить, что Единая Электроэнергетическая Система позволяет передавать электроэнергию на дальние расстояния и экспортировать ее за границу.

«Аккумулятор теплоты» – устройство для накопления теплоты с целью ее дальнейшего использования.

В связи с большой неравномерностью энергопотребления энергоисточники и сетевые устройства строятся со значительными запасами мощности, в 2-3 раза превышающими среднечасовые потребности в энергии.

Главным потребителем и организатором (исполнителем) оказания услуг жизнеобеспечения в городах и поселках в настоящее время выступает жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ).

Наиболее сложной, дорогой и ресурсоемкой отраслью в комплексе ЖКХ является коммунальная энергетика, обеспечивающая коммунальное электро- и теплоснабжение.

Система коммунального теплоснабжения – это совокупность объединенных общим производственным процессом источников теплоты и (или) тепловых сетей города (района, квартала), другого населенного пункта, эксплуатируемых теплоснабжающей организацией системы жилищно-коммунального хозяйства, получившей соответствующее специальное разрешение (лицензию) в установленном порядке.

Процесс коммунального энергоснабжения изменил важную социальную функцию населения и общества – вместо многовекового самообслуживания пришло общинное, коммунальное обслуживание, выполняемое специалистами-профессионалами и в составе специализированных организаций.

1. ПРОИЗВОДСТВО И ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ

ЭНЕРГИИ, ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ

ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК

1. 
   Краткая характеристика коммунальной
   

энергетики

Важное, хотя и не главное, место в топливно-энергетическом комплексе страны занимает коммунальная энергетика. На ее долю приходятся услуги по потреблению около 30 % всей тепловой энергии и около 13 % электрической энергии, вырабатываемых в стране, содержание и эксплуатация систем электро- и теплоснабжения, наружного освещения городов и поселков.

---

Конечной целью процесса энергоснабжения потребителей является постоянное воссоздание среды обитания человека (освещение, отопление, горячее водоснабжение), поддержание биоэнергетического потенциала (производство предметов потребления, продуктов питания, условий труда, транспортное обеспечение и т.д.).

Деление энергетики на «большую» и «малую отраслевую», в том числе и коммунальную, весьма условно. Разница состоит только в масштабах и параметрах воспроизводства энергии, а также в отраслевой принадлежности и статусах государственной иерархии.

Большая энергетика обеспечивает промышленное производство электроэнергии (99,3 %) и теплоты (82 %) и их транспортировку, оперирует высокими параметрами процессов: температурами до 540  560 ⁰С, давлениями до 30 МПа, напряжениями до 1500 кВ.

Коммунальная энергетика преимущественно воспроизводит большую часть тепловой энергии на собственных источниках, транспортирует ее и получаемую от ТЭС электрическую и тепловую энергии и «потребляет» их в ЖКХ городов и поселков, оперируя при этом более низкими потенциалами энергоносителей: температурой до 350 ⁰С, давлениями до 3,0 МПа, напряжениями до 35 кВ.

Коммунальная энергетика непосредственно обслуживает население в пределах жилых микрорайонов, жилых домов и общественных зданий, доходя непосредственно до центральных и индивидуальных тепловых пунктов, отопительных систем, нагревательных и водозаборных приборов, линий горячего водоснабжения и вентиляции зданий.

Поэтому процесс энергоснабжения имеет двойственный характер. С одной стороны, промышленный процесс воспроизводства и транспортирования энергии с высокой долей (до 80 %) в себестоимости ресурсов (топлива, воды, материалов, энергии), а с другой,  своеобразная форма оказания услуги населению в организации процесса потребления энергии, которую практически, кроме структур ЖКХ, никто не оказывает.

В жилищно-коммунальном комплексе сегодня занято около 5 млн. чел., в том числе, примерно 700 тыс. чел. – в коммунальной энергетике. В стране действует более 52000 энергетических коммунальных предприятий разных форм собственности.

---

Поскольку все эти предприятия расположены в жилых микрорайонах вопросы экологической безопасности и защиты населения, наряду с надежным и качественным энергоснабжением, также приобретают первостепенное значение в социальной политике государства.
1.2. Производство и потребление тепловой энергии в ЖКХ
Баланс потребления тепловой энергии в 2002 г. в Российской Федерации показан на диаграмме рис. 1.1.

Годовое теплопотребление жилищного фонда объектов социального и коммунального назначения в 2003 г. составило порядка 2933 млн ГДж (700 млн. Гкал).

Главным потребителем тепловой энергии в этом секторе ЖКХ является жилищный фонд – порядка 2095 млн ГДж

(500 млн Гкал) в год или 71 % общего потребления.

Тепловая нагрузка системы теплоснабжения (тепловая нагрузка) – это суммарное количество теплоты, получаемой от источников теплоты, равное сумме теплопотреблений приемников теплоты и потерь в тепловых сетях в единицу времени.


Рис.1.1. Структура фактических услуг теплоснабжения (включая ГВС) коммунальных предприятий
Основными производителями и поставщиками тепловой энергии в ЖКХ являются специализированные предприятия коммунальной энергетики, находящиеся в ведении муниципалитетов и исполнительных органов власти субъектов регионов Российской Федерации. Предприятия коммунальной энергетики в 2003 г. обеспечивали отпуск порядка 2220 млн ГДж (530 млн Гкал) в год, что составило 64 % общей потребности жилищно-коммунальной и социальной сфер. Остальная часть тепловой энергии поставляется региональными акционерными обществами энергетики и электрификации, а также предприятиями и организациями министерств, ведомств, концернов и объединений.

Порядка 1477 млн ГДж (352,4 млн Гкал) в год предприятия коммунальной энергетики вырабатывают на собственных теплоисточниках (котельных) и около 964 млн ГДж (230 млн Гкал) покупают у других производителей с последующей передачей ее абонентам – потребителям по коммунальным распределительным тепловым сетям.

Абонент (потребитель) – юридическое лицо, а также предприниматель без образования юридического лица, имеющие в собственности или на ином законном основании объекты и системы теплопотребления, которые непосредственно присоединены к системам коммунального теплоснабжения, заключившие с теплоснабжающей организацией в установленном порядке договор на отпуск (получение) тепловой энергии и (или) теплоносителей.

---