Bilans proizvodnje toplotne energije u 2002. god Ruska Federacija prikazano na dijagramu na sl.1.

Slika 1.

Godišnja potrošnja toplote stambenog fonda, društvenih i komunalnih objekata u 2003. godini iznosila je oko 2933 miliona GJ (700 miliona Gcal).

Glavni potrošač toplotne energije u ovom sektoru stanovanja je stambeni fond - oko 2095 miliona GJ (500 miliona Gcal) godišnje ili 71% ukupne potrošnje.

Toplotno opterećenje sistema za opskrbu toplinom (toplotno opterećenje) je ukupna količina topline primljene iz izvora topline, jednaka zbiru potrošnje topline prijemnika topline i gubitaka u toplinskim mrežama po jedinici vremena.

Glavni proizvođači i isporučioci toplotne energije u stambeno-komunalnim uslugama su specijalizovana komunalna preduzeća, koja su u nadležnosti opština i izvršni organi vlasti subjekata regija Ruske Federacije. U 2003. godini javna komunalna energetska preduzeća su obezbjeđivala oko 2.220 miliona GJ (530 miliona Gcal) godišnje, što je činilo 64% ukupne potražnje u stambeno-komunalnoj i socijalnoj sferi. Ostatak toplotne energije isporučuje regionalno akcionarska društva energetike i elektrifikacije, kao i druga preduzeća i organizacije ministarstava, resora, koncerna, udruženja.

Približno 1.477 miliona GJ (352,4 miliona Gcal) godišnje proizvedu javna preduzeća na sopstvenim izvorima toplote (kotlovnice), a oko 964 miliona GJ (230 miliona Gcal) se otkupi od drugih proizvođača sa naknadnim prenosom na pretplatnike - potrošače preko javnog komunalnog preduzeća. kompanije.distributivni

toplotne mreže.

Pretplatnik (potrošač)- pravno lice, kao i preduzetnik bez obrazovanja pravno lice, posjedovanje ili po drugom zakonskom osnovu objekata i sistema potrošnje toplotne energije, koji su direktno povezani sa sistemima komunalno grijanje zaključeno sa organizacija snabdijevanja toplotom in u dogledno vrijeme ugovor za isporuku (prijem) toplotne energije i (ili) nosača toplote.

Obim i struktura proizvodnje toplotne energije na izvorima toplote za snabdevanje toplotom stambeno-komunalnih usluga i objekata socijalnoj sferi prikazani su u tabeli. 1. Osnovni tehnološka struktura komunalna preduzeća za snabdevanje toplotom formiraju sopstvene kućne i grupne kotlarnice (GRKU), tromesečne (KTS) i okružne (gradske) termo stanice (RTS) sa toplotnim mrežama iz njih, distributivnim mrežama, kao i brojnim toplotnim (pretplatničkim) instalacijama .

Tabela 1. Struktura proizvodnje topline

Izvor toplinske energije, MW (Gcal/h)	Proizvodnja toplotne energije
	Količina proizvedene toplotne energije, milion GJ (miliona Gcal)	Podijelite ukupno obim proizvodnje, %
Kućne kotlovnice - do 3,5 (3)
Grupne kotlovnice (GRKU) - od 3,5 do 23,3 (3-20)
Kvartalne kotlarnice (KTS) - od 23,3 do 116 (20-100)
Okružne kotlarnice (RTS) - više od 116 (više od 100)

Generale godišnju potrošnju goriva za proizvodnju toplotne energije za stambeno-komunalne i društvene objekte je oko 150 miliona tona referentno gorivo, uključujući i komunalne kotlarnice - 66 miliona tona referentnog goriva. Struktura proizvodnje toplinske energije u općinskim kotlarnicama prema vrsti korištenog goriva prikazana je u tabeli 2.

Tabela 2. Struktura proizvodnje toplotne energije u komunalnim kotlarnicama prema vrsti upotrebljenog goriva

Vrsta goriva	Broj kotlarnica, hiljada jedinica	Proizvedena toplota, milion GJ, (miliona Gcal)	Dijeli u opšta proizvodnja, %
gasoviti

Kao što slijedi iz tabela 1, 2, polovina od ukupan broj 22,4 hiljade kotlarnica za stambeno-komunalne usluge radi na čvrsto gorivo i proizvodi skoro 35% sve toplotne energije koju potroši stambeni fond, što predstavlja značajan teret (pritisak) na prirodno okruženje ljudsko stanovanje. Ovdje se krije značajna rezerva za ekološko poboljšanje stambenih mikropodručja zamjenom mnogih malih kotlovnica centraliziranim izvorima toplinske energije ili njihovim prenošenjem na ekološki "čišće" vrste goriva - plin, tekući bojler-šporet, kao i netradicionalna obnovljivi izvori energije (na primjer, solarna energija, energija valova, energija vjetra). geotermalni izvori itd.).

Odlukom Vlade Ruske Federacije seoske sisteme za snabdijevanje toplotom treba prebaciti u bilans stanja i staviti u funkciju od strane općina lokalnih uprava. Ovaj posao se nastavlja, a broj stambeno-komunalnih instalacija se povećava.

Toplotna energija se koristi u procesu grijanja, ventilacije, klimatizacije, opskrbe toplom vodom, opskrbom parom.

Grijanje, ventilacija, klima služe stvaranju udobne uslove za život i radna aktivnost ljudi. Obim potrošnje toplinske energije za ove namjene određen je godišnjim dobima i prvenstveno ovisi o vanjskoj temperaturi. Sezonske potrošače karakterizira relativno stalna dnevna potrošnja topline i njena značajna kolebanja po sezoni.

Opskrba toplom vodom- domaćinstvo i tehnološko - tokom cijele godine. Karakteriše ga stalni trošak tokom cijele godine i ne ovisi o vanjskoj temperaturi.

Opskrba parom primijenjen u tehnološkim procesima duvanje, parenje, sušenje parom.

Grijanje, ventilacija i klimatizacija moraju osigurati meteorološke uslove i čistoću zraka propisanu sanitarno-higijenskim standardima u opsluživanim prostorima.

Uvjeti toplinske udobnosti određeni su temperaturom zraka t do °, WITH; relativna vlažnost vazduh φ, %; brzina vazduha w, gospođa. građevinski kodovi i pravila (SNiP) utvrđuju sljedeće dozvoljene i optimalne (u zagradama) vremenske uslove u servisiranim područjima stambenih i javne zgrade za hladno i prelazni periodi godine:

a) t in= 18…22°S (20…22°S);

b) φ = 65% (45-30%);

u) w– ne više od 0,32 m/s (0,1…0,15 m/s).

Jedna od glavnih karakteristika zatvorenih prostora je temperatura zraka u njima, koja ovisi o temperaturi vanjskog zraka, izvorima oslobađanja topline (ljudi, toplinski uređaji i oprema), te o svojstvima toplinske zaštite ograda. Za stvaranje potrebnog temperaturni režim Prostorije opslužuju sistemi grijanja.

Uzimajući u obzir oslobađanje topline u prostorijama, izračunata je temperatura zraka t do str uzeto jednakim 18°C, i početak i kraj period grejanja izvodi se na vanjskoj temperaturi t=8°S. Dužina perioda grijanja industrijskih prostorija smanjuje se u zavisnosti od rasipanje topline u njima.

Sa prirodnim ili prisilnim mehanička ventilacija topli zrak (sa štetnim nečistoćama) se uklanja iz prostorije, a umjesto njega ulazi vanjski zrak hladan vazduh. Toplina potrebna za zagrijavanje vanjskog zraka do projektirane temperature prostorije naziva se toplina koja se troši za ventilaciju.

Grijanje

Grijanje može biti lokalno ili centralizirano.

Najjednostavniji tip lokalnog grijanja je peć. grijanje na drva, predstavljanje zidanje sa peći i sistemom gasovoda za odvođenje produkata sagorevanja. Toplota koja se oslobađa tokom procesa sagorevanja zagreva zidove, što zauzvrat daje toplotu prostoriji.

Lokalno grijanje se može izvesti pomoću plinskih grijača, koji su malih dimenzija i težine i imaju visoku učinkovitost.

Također se prijavite stambeni sistemi grijanje vode. Izvor topline je uređaj za grijanje vode za čvrsta, tečna ili plinovita goriva. Voda se zagrijava u aparatu, na koji se dovodi uređaji za grijanje i, nakon što se ohladi, vraća se na izvor.

U lokalnim sistemima grijanja, zrak se može koristiti kao nosač topline. Uređaji za grijanje zraka nazivaju se vatro-vazduh ili plin-vazduh jedinice. U prostorijama se vazduh dovodi ventilatorima kroz kanalski sistem.

Odlična distribucija dobio lokalno grijanje električnih aparata proizveden u obliku prenosivih uređaja razni dizajni. U nekim slučajevima se koriste stacionarni električni grijači sa sekundarnim nosačima topline (zrak, voda).

U poduzećima, lokalno grijanje se praktički ne koristi u industrijskim prostorijama, ali se može koristiti u administrativnim i uslužnim prostorijama (uglavnom električni uređaji).

Centralizovani je sistem grejanja sa jednim zajedničkim (centralnim) izvorom toplote. Ovo je sistem grijanja za jednu zgradu, grupu zgrada, jedno ili više naselja, pa čak i mali grad.

Sistemi se razlikuju i po vrsti prenosa toplote na vazduh u prostoriji: konvektivni, zračeći; vrsta uređaja za grijanje: radijator, konverter, panel.

Jednocevni sistem centralno grijanje(Sl. 26) razlikuje se od dvocijevne po tome što voda ulazi u uređaje za grijanje i ispušta se iz njih kroz isti uspon. Šema jednocevnog sistema može biti protočna (Sl. 26, a), sa aksijalnim delovima za zatvaranje (Sl. 26, b), sa mešovitim delovima za zatvaranje (Sl. 26, c). Oznake su iste kao na sl.25.

U protočnim sistemima voda uzastopno prolazi kroz sve uređaje uspona, u sistemima sa aksijalnim zatvarajućim sekcijama voda prolazi djelimično kroz uređaje, dijelom kroz zaporne sekcije zajedničke za dva uređaja na istom spratu, u sistemima sa mješovitim zatvarajućim sekcijama, voda se grana kroz dva zatvarajuća dijela.

AT jednocevni sistemi temperatura vode opada u pravcu njenog kretanja, odnosno uređaja gornji spratovi toplijim aparatima niže etaže. U ovim sistemima potrošnja metala za uspone je nešto manja, ali je potrebna ugradnja zapornih dijelova.

Uređaji za grijanje ugrađeni u grijane prostorije izrađeni su od lijevanog željeza i čelika i imaju različite konstruktivne oblike od glatke cijevi, savijeni ili zavareni u blokove (registre), na radijatore, rebraste cijevi i grijaće ploče.

Opskrba toplom vodom

Topla voda mora biti istog kvaliteta kao voda za piće, jer se koristi u higijenske svrhe. Temperatura vode treba da bude unutar 55 ... 60 ° C.

Razlikovati lokalnu i centralnu toplu vodu. Lokalno snabdijevanje toplom vodom je osigurano bojleri autonomna i periodična akcija sa uređajem za distribuciju i raščlanjivanje tople vode. Bojleri rade na čvrsto gorivo (ugalj, drva), plin i mogu biti električni. Prema principu rada, bojleri se dijele na kapacitivne i protočne.

Centralni sistem tople vode koristi se za objekte toplotne snage preko 60 kW. Sistem je dio unutrašnji vodovod i predstavlja mrežu distributivnih cjevovoda vruća voda između potrošača.

Cirkulacioni usponci sprečavaju hlađenje vode u usponima u nedostatku unosa vode. Izvor toplote su bojleri (bojleri) koji se nalaze na toplotnom ulazu zgrade ili u grupnom grejnom mestu.

Ventilacija

Ventilacija služi za uvođenje čist vazduh u prostorije i ukloniti kontaminirani materijal kako bi se osigurali potrebni sanitarni i higijenski uslovi. Vazduh koji se dovodi u prostoriju naziva se dovodni vazduh, a uklonjeni vazduh se naziva odvodni vazduh.

Ventilacija može biti prirodna ili prisilna. Prirodna ventilacija nastaje pod uticajem razlike gustine između hladnog i topli vazduh, njegova cirkulacija ide ili kroz posebne kanale, ili kroz otvorene otvore, krmene otvore i prozore. At prirodna ventilacija pritisak je mali i, shodno tome, mala je razmena vazduha.

Prisilna ventilacija se izvodi uz pomoć ventilatora koji dovode zrak i uklanjaju ga iz prostorije s velikom efikasnošću.

Po vrsti organizacije protok vazduha ventilacija je opća i lokalna. Opća izmjena omogućava razmjenu zraka u cijelom volumenu prostorije, a lokalna - u određenim dijelovima prostorije (na radnim mjestima).

Ventilacioni sistem koji samo odvodi vazduh iz prostorije naziva se ispušni, a ventilacioni sistem koji samo dovodi vazduh u prostoriju naziva se dovodni vazduh.

AT stambene zgrade primjenjuju se, po pravilu, opšta prirodna razmjena izduvni sistem ventilaciju. vanjski zrak ulazi u prostor infiltracijom (kroz curenja u ogradi), a zagađeni unutrašnji vazduh se uklanja kroz izduvnih kanala zgrada. Gubici toplotne energije usled dotoka hladnog spoljašnjeg vazduha nadoknađuju se sistemom grejanja i iznose 5 ... 10% toplotnog opterećenja zimi.

u javnosti i industrijske zgrade dovod i izduv su obično uređeni prisilna ventilacija, a posebno se uzima u obzir potrošnja toplotne energije.

Klima

Klimatizacija mu daje željena svojstva, bez obzira na vanjske meteorološke uslove. To osiguravaju posebni uređaji - klima uređaji, koji pročišćavaju zrak od prašine, zagrijavaju ga, vlaže ili odvlažuju, hlade, pomiču, distribuiraju i automatski podešavaju parametre zraka.

Sistemi klimatizacije industrijskih prostorija u instrumentarskim, radio-elektronskim, prehrambenim, tekstilnim preduzećima, do vazdušno okruženje koji imaju visoke zahtjeve.

Glavni zadatak klima uređaja je termička i vlažna obrada zraka: zimi zrak treba zagrijavati i vlažiti, ljeti hladiti i sušiti.

Zrak se zagrijava u grijačima, hladi u površinskim ili kontaktnim hladnjacima, koji su po dizajnu slični grijačima, ali cirkulira u rashladnim cijevima hladnom vodom ili rashladno sredstvo (amonijak, freon).

Odvlaživanje vazduha nastaje kao rezultat kontakta sa površinom hladnjaka čija je temperatura ispod tačke rose vazduha – na toj površini se stvara kondenzacija.

Za navodnjavanje zrakom koriste se mlaznice za dovod vode ili vlažne površine s labirintskim prolazima.

Gubitak struje

Potrošači električne energije su posvuda. Proizvodi se na relativno malo mjesta u blizini izvora goriva i vode. Električna energija se ne može uštedjeti u velikim razmjerima. Mora se potrošiti odmah po prijemu. Stoga postoji potreba za prijenosom električne energije na velike udaljenosti.

Prijenos energije se odnosi na značajne gubitke. Činjenica je da struja zagrijava žice dalekovoda. Po zakonu Joule-Lenz Energija utrošena na zagrijavanje vodova određena je formulom:, gdje je R otpor linije. U vrlo velika dužina dalekovodi mogu postati ekonomski neisplativi. Praktično je vrlo teško značajno smanjiti otpor linije. Stoga morate smanjiti snagu struje.

Kako je strujna snaga proporcionalna proizvodu jačine struje i napona, da bi se održala prenesena snaga, potrebno je povećati napon u dalekovodu. Što je dalekovod duži, to je povoljnije koristiti veći napon. U međuvremenu, generatori naizmjenična struja grade se za napone koji ne prelaze 16-20 kV.Viši napon bi zahtijevao donošenje složenih posebnih mjera za izolaciju namotaja i drugih dijelova generatora.

Stoga se u velikim elektranama ugrađuju pojačani transformatori. Transformator povećava napon u liniji onoliko koliko smanjuje struju.

Za direktnu upotrebu električne energije u motorima električnog pogona alatnih mašina, u rasvjetna mreža a za druge svrhe, napon na krajevima vodova mora biti smanjen. To se postiže korištenjem transformatora za smanjenje snage.

Obično se smanjenje napona i, shodno tome, povećanje jačine struje javljaju u nekoliko faza. U svakoj fazi napon je sve manji, a područje pokriveno električnom mrežom sve šire.

Pri vrlo visokom naponu između žica počinje koronsko pražnjenje, što dovodi do gubitaka energije. Dozvoljena amplituda naizmjeničnog napona mora biti takva da za datu površinu poprečne žice gubitak energije zbog koronskog pražnjenja bude zanemariv.

Objedinjene su elektrane niza regiona zemlje visokonaponskih vodova prijenos, formirajući zajedničku električnu mrežu na koju su priključeni potrošači. Takva kombinacija, nazvana elektroenergetski sistem, omogućava izglađivanje „vršnih“ opterećenja potrošnje energije u jutarnjim i večernjim satima. Elektroenergetski sistem osigurava nesmetano napajanje potrošača, bez obzira na njihovu lokaciju.

ELEKTROENERGETSKI SISTEMI I ELEKTRIČNE MREŽE.

Električni dio elektrane uključuje raznovrsnu glavnu i pomoćnu opremu. Osnovna oprema namijenjena za proizvodnju i distribuciju električne energije uključuje:

• Sinhroni generatori koji proizvode električnu energiju (za TPP-turbinske generatore);
• Sabirnice dizajnirane za primanje električne energije iz generatora i distribuciju do potrošača;
• Komunikacijski uređaji - prekidači dizajnirani za uključivanje i isključivanje strujnih krugova u normalnom i vanredne situacije, i rastavljači dizajnirani za rasterećenje napona s dijelova električnih instalacija bez napona i za stvaranje vidljivog otvorenog kola;
• Pomoćni električni prijemnici (pumpe, ventilatori, hitni električna rasvjeta itd.)

Pomoćna oprema dizajniran za obavljanje funkcija mjerenja, signalizacije, zaštite i automatizacije, itd.

Energetski sistem (energetski sistem) se sastoji od elektrane, električne mreže i potrošači električne energije međusobno povezani i povezani zajedničkim načinom u kontinuiranom procesu proizvodnje, distribucije i potrošnje električne i toplotne energije na generalni menadžment ovim načinom rada.

Elektroenergetski (električni) sistem je komplet električni dijelovi elektrane, električne mreže i potrošači električne energije, povezani zajedništvom režima i kontinuitetom procesa proizvodnje, distribucije i potrošnje električne energije. Električni sistem je dio elektroenergetskog sistema, sa izuzetkom toplotnih mreža i potrošača topline. Električna mreža - skup električnih instalacija za distribuciju električna energija, koji se sastoji od trafostanica, razvodni uređaji, zrak i kablovske linije prijenos snage. Distribucija električne energije od elektrana do potrošača vrši se preko električne mreže. Električni vod (nadzemni ili kablovski) je električna instalacija namijenjena za prijenos električne energije.

U našoj zemlji se koriste standardni nazivni (međufazni) naponi trofazne struje frekvencije 50 Hz u opsegu 6-750 kV, kao i naponi 0,66; 0,38 kV Nazivni naponi 3-21 kV se koriste za generatore.

Prenos električne energije iz elektrana putem dalekovoda vrši se na naponima od 110-750 kV, odnosno znatno iznad napona generatora. Električne podstanice primijenjen na transformaciju

elektricitet jednog napona u elektricitet drugog napona. Električna podstanica je električna instalacija dizajnirana za pretvaranje i distribuciju električne energije. Trafostanice se sastoje od transformatora, sabirnica i rasklopnih uređaja, kao i pomoćna oprema: uređaji za relejnu zaštitu i automatizaciju, merni instrumenti. Trafostanice su dizajnirane za povezivanje generatora i potrošača sa dalekovodima.

Klasifikacija električnih mreža može se izvršiti prema vrsti struje, nazivnom naponu, funkcijama koje se obavljaju, prirodi potrošača, konfiguraciji mrežnog dijagrama itd.

Prema vrsti struje, naizmjenične i jednosmerna struja; napon: ekstra visoki napon ( ,visokog napona ,niskog napona (<1кВ).

Prema konfiguraciji mrežnog dijagrama dijele se na zatvorene i otvorene.

Prema funkcijama koje obavljaju razlikuju se okosne, opskrbne i distributivne mreže. Kružne mreže napona 330-1150 kV obavljaju funkcije formiranja jedinstvenih elektroenergetskih sistema, uključujući moćne elektrane, osiguravaju njihovo funkcioniranje kao jedinstveni kontrolni objekt i istovremeno prenose električnu energiju iz moćnih elektrana. Oni također provode sistemske komunikacije, tj. veze između elektroenergetskih sistema su veoma dugačke. Način rada okosnih mreža kontroliše dispečer Jedinstvene dispečerske kontrole (ODC).ODU obuhvata nekoliko sistema daljinskog upravljanja - odeljenja za daljinsku energiju (REU).

Mreže za napajanje su projektovane za prenos električne energije od trafostanica magistralne mreže i djelimično od autobusa elektrana 110-220 kV do energetskih centara (CP) distributivnih mreža - podstanica. Mreže snabdijevanja su obično zatvorene. U pravilu, napon ovih mreža je 110-220 kV, kako se povećava gustina opterećenja, snaga stanica i dužina električnih mreža, napon ponekad dostiže 330-550 kV.

Okružna trafostanica obično ima veći napon od 110-220kV i niži napon od 6-35kV.U ovoj trafostanici su ugrađeni transformatori koji vam omogućavaju regulaciju napona na niskonaponskim sabirnicama pod opterećenjem.

Distributivna mreža je projektovana za prenos električne energije na kratke udaljenosti od niskonaponskih sabirnica područnih trafostanica do industrijskih, urbanih, ruralnih potrošača. Takve distribucijske mreže su obično otvorene. Postoje distributivne mreže visokog () i niskog (napona). Zauzvrat, prema prirodi potrošača, distributivne mreže se dele na mreže za industrijske, urbane i poljoprivredne svrhe.6kV napon.35kV napon se široko koristi za stvaranje 6 i 10kV energetskih centara, uglavnom u ruralnim područjima.

Za napajanje velikih industrijskih preduzeća i velikih gradova vrši se duboki unos visokog napona, tj. izgradnja trafostanica sa primarnim naponom 110-500 kV u blizini centara opterećenja. Mreže unutrašnjeg napajanja velikih gradova su mreže od 110 kV, u pojedinim slučajevima obuhvataju duboke ulaze od 220/10 kV.Poljoprivredne mreže trenutno rade na naponu od 0,4-110 kV.

Nadzemni vodovi (VL) su dizajnirani da prenose električnu energiju na daljinu kroz žice. Glavni konstruktivni elementi nadzemnih vodova su žice (služe za prenos električne energije), kablovi (služe za zaštitu nadzemnih vodova od udara groma), oslonci (nosne žice i kablovi na određenoj visini), izolatori (izoluju žice nosača ), linearne armature (uz pomoć nje žice se učvršćuju na izolatore, a izolatori na nosače).

Dužina dalekovoda u Bjelorusiji (1996): 750kV-418km, 330kV-3951km, 220kV-2279km, 110kV-16034km.

Najčešće žice su aluminij, čelik-aluminij i legure aluminija. Energetski kablovi se sastoje od jedne ili više strujnih žila, odvojenih jedna od druge i od zemlje izolacijom. Provodni provodnici - izrađeni od aluminijuma jednožilni (presek do 16) ili višežični. Kabl sa bakrenim provodnicima koristi se u eksplozivnim područjima.

Izolacija je izrađena od specijalnog kablovskog papira impregniranog mineralnim uljem, apliciranog u obliku traka na provodne žice, a može biti i gumena ili polietilenska. Zaštitni omotači postavljeni preko izolacije za zaštitu od vlage i zraka su olovni, aluminijski ili polivinilkloridni. Za zaštitu od mehaničkih oštećenja predviđen je oklop od čeličnih traka ili žica. Između školjke i oklopa nalaze se unutrašnji i vanjski zaštitni poklopci.

Unutrašnja zaštitna navlaka (jastuk ispod oklopa) je sloj od jute od impregniranog pamučnog prediva ili kabl sulfatnog papira.Vanjski zaštitni poklopac je od jute premazane antikorozivnom smjesom.

Značajan dio potrošnje električne energije su gubici u mrežama (7-9%).

ENERGETSKA EKONOMIJA INDUSTRIJSKIH PREDUZEĆA I POTENCIJAL UŠTEDE ENERGIJE.

U industriji, više od 2/3 potencijala za uštedu energije je u sferi potrošnje energetski najintenzivnijih industrija - hemijske i petrohemijske, goriva, građevinskih materijala, šumarstva, obrade drveta i celuloze i papira, prehrambene i lake industrije.

Značajne rezerve uštede energije u ovim industrijama su posledica nesavršenosti tehnoloških procesa i opreme, šema snabdevanja energijom, nedovoljnog uvođenja novih tehnologija za uštedu energije i bez otpada, stepena iskorišćenosti sekundarnih energetskih resursa, niskog jediničnog kapaciteta tehnoloških postrojenja. vodova i agregata, upotreba neekonomične rasvjetne opreme, neregulirani elektromotor, neefikasno opterećenje energetske opreme, niska opremljenost mjerenjem, kontrolom i regulacijom tehnoloških i energetskih procesa, nedostaci utvrđeni u projektovanju i izgradnji preduzeća i pojedinih industrija, niska nivo rada opreme, zgrada i objekata.

Mašinstvo i metalurgija. Otprilike jedna trećina svih kotlovskih i pećnih goriva koja se koriste u mašinstvu odlazi za potrebe ljevaonice, kovanja i presovanja i termičke proizvodnje. Otprilike polovina sve potrošene toplote i oko trećine električne energije koristi se za tehnološke potrebe. Više od jedne trećine električne energije odlazi na mehaničku obradu. Glavni potrošači energetskih resursa u mašinstvu su ložište, kupolaste peći, peći za topljenje, mašine za provlačenje (ventilatori i dimovode), peći za grejanje, sušare, valjaonice, oprema za cinkovanje, aparati za zavarivanje, presa.

Razlozi niske efikasnosti upotrebe goriva i energije u mašinskoj industriji su nizak tehnički nivo peći, velika potrošnja metala proizvoda, veliki metalni otpad tokom njegove obrade, neznatan stepen povrata otpadne toplote, neracionalna struktura energije. nosioci koji se koriste, te značajni gubici u toplotnim i električnim mrežama.

Više od polovine rezervi uštede energije može se ostvariti u procesu topljenja metala i livačkoj proizvodnji. Ostatak ušteda povezan je s unapređenjem procesa obrade metala, uključujući povećanje stepena njegove automatizacije, proširenje upotrebe manje energetski intenzivnih plastika i drugih konstrukcijskih materijala u odnosu na metal.

Najveći potrošači goriva u industriji su visoka peći i proizvodnja valjaka, energetski najintenzivniji su ferolegura, rudarstvo, valjanje, proizvodnja čelika i kisika, najintenzivnija je proizvodnja koksa.

• Upotreba efektivnih obloga i toplotnoizolacionih materijala u pećima, sušarama i toplovodima;
• Upotreba tiristorskih frekventnih pretvarača u procesima indukcijskog zagrijavanja metala u kovanju i termičkoj proizvodnji;
• Uvođenje štedljivih boja i lakova (sa niskom temperaturom sušenja, na bazi vode, sa povećanim suvim ostatkom);
• Smanjenje potrošnje energije u obradi metala (zamjena toplog štancanja ekstruzijom i hladnim štancanjem);
• Upotreba zupčanika umjesto proizvodnje na mašinama za brušenje zupčanika;
• Proširivanje upotrebe tehnika metalurgije praha;
• Upotreba CNC alatnih mašina (kompjutersko numeričko upravljanje), razvoj robotike i fleksibilnih proizvodnih struktura;
• Smanjena potrošnja energije livenja smanjenjem otpada.

Hemijska i petrohemijska industrija. U ovim industrijama postoji niz tehnoloških procesa u kojima se troši ili oslobađa velika količina toplote. Ugalj, nafta i gas koriste se i kao gorivo i kao sirovine.

Glavni pravci uštede energije u ovim industrijama su:

• Upotreba visoko efikasnih procesa sagorevanja u tehnološkim pećima i aparatima (ugradnja rekuperatora za zagrevanje vode);
• Upotreba potopljenih plinskih plamenika za zamjenu parnog grijanja nezapaljivih tekućina;
• Implementacija nove tehnologije za neotpadnu ekološki prihvatljivu proizvodnju kaprolaktama uz proizvodnju toplotne energije u vidu pare i zapaljivih gasova (PA „Azot“);
• Poboljšanje efikasnosti procesa rektifikacije (optimizacija tehnološkog procesa korišćenjem toplotnih pumpi, povećanje aktivnosti i selektivnosti katalizatora);
• Unapređenje i povećanje jediničnog kapaciteta jedinica u proizvodnji hemijskih vlakana;
• Smanjenje gubitaka goriva i sirovina u niskotemperaturnim procesima;
• Preprofilisanje proizvodnje amonijaka na manje energetski intenzivnu proizvodnju metanola (PO "Azot").

Velika rezerva uštede energije u petrohemijskoj industriji je korišćenje sekundarnih energetskih resursa, uključujući i uvođenje kotlova na otpadnu toplotu za proizvodnju pare i tople vode kako bi se iskoristila toplota visokopotencijalne emisije gasova.

Među industrijskim proizvodnjama, proizvodnja mineralnih đubriva je jedna od energetski najintenzivnijih. Troškovi energije u troškovima pojedinih vrsta proizvoda u ovoj industriji čine oko trećinu. Povećanje energetske efikasnosti povezano je sa potrebom razvoja fundamentalno novih vrsta opreme za proizvodnju mineralnih đubriva, zasnovanih na upotrebi savremenih fizičkih, fizičko-hemijskih i fizičko-mehaničkih uticaja (akustičkih, vibracijskih, elektromagnetnih) na tehnološke procese, uključujući uređaji za prenos toplote i mase, filteri uređaja za mešanje, granulatori itd.

Proizvodnja građevinskog materijala.

Proizvodnja građevinskog materijala zasniva se na požarnim procesima povezanim sa utroškom značajnih količina mazuta, prirodnog gasa i koksa, tj. najvrednijih goriva. Istovremeno, efikasnost ovih goriva u industriji ne prelazi 40%.

Najveća količina energetskih resursa u industriji građevinskog materijala troši se na proizvodnju cementa. Energetski najzahtjevniji proces u proizvodnji cementa je žarenje klinkera (klinker je mješavina sirovina krečnjaka i gline koja se spaljuje za sinteriranje za proizvodnju cementa). Kod tzv. mokre metode proizvodnje specifična potrošnja energije za žarenje klinkera je otprilike 1,5 puta veća nego kod suhe metode. Stoga je važan pravac uštede energije korištenje suhe metode za proizvodnju cementa od pretopljenih sirovina.

U proizvodnji betona energetski štedljivi su proizvodnja i uvođenje akceleratora stvrdnjavanja betona za prelazak na niskoenergetsku tehnologiju za proizvodnju montažnog betona, kao i upotreba generatora toplote za toplotnu i vlažnu obradu armiranog betona u jamske komore; u proizvodnji opeke - uvođenje metode evakuiranih autoklava u tvornicama opeke, uvođenje peći panelnih konstrukcija u potpuno metalnom kućištu za proizvodnju glinenih opeka.

Neophodno je organizovati proizvodnju građevinskih i izolacionih materijala i konstrukcija koji smanjuju gubitke toplote kroz omotače zgrade, te razviti i implementirati sistem mera za korišćenje potencijala lokalnih goriva za pečenje zidne keramike.

U staklarskoj industriji toplotna efikasnost peći na plameno staklo (glavnih potrošača goriva) ne prelazi 20-25%.Najveći gubici energije nastaju kroz omotač peći (30-40%) i sa izduvnim gasovima (30). -40%).u staklarskoj industriji treba povećati efikasnost staklenih peći, zamijeniti oskudna fosilna goriva i iskoristiti sekundarne termalne resurse.

U šumarstvu i drvoprerađivačkoj industriji, glavne oblasti uštede energije su:

• Uvođenje isplativih jedinica za sušenje drvne sječke u proizvodnji iverica;
• Razvoj i implementacija novih ekonomičnih metoda za proizvodnju proizvoda od papira, uključujući proizvodnju netkanih materijala i papira sa sintetičkim vlaknima;
• Povećanje proizvodnje namještaja na manje energetski intenzivne načine korištenjem novih vrsta obložnih materijala umjesto laminiranja;
• Proizvodnja dijelova od iverice;
• Iskorištavanje topline ventilacijskih emisija i niskogradne topline parno-vazdušnih mješavina;
• Razvoj i implementacija opreme za proizvodnju i korištenje generatorskog plina iz drvnog otpada za proizvodnju toplinske i električne energije;
• Preopremanje sušara PAP-32 sa električne energije na proizvodnju drvnog otpada.

Glavni pravci uštede energije u lakoj industriji:

• Unapređenje tehnoloških procesa pečenja porculana;
• Implementacija izmjenjivača otpadne topline koji koriste toplinu sredstva za sušenje opreme za korištenje topline u preduzećima lake industrije.

U poljoprivredi se oko polovina ušteda energije može postići uvođenjem mašina, tehnoloških procesa i opreme za uštedu energije.

Dominantan udio potencijala uštede energije ostvaruje se eliminacijom direktnog otpada i povećanjem efikasnosti poljoprivredne mehanizacije, smanjenjem potrošnje goriva i energenata na stočnim farmama i plastenicima poboljšanjem termofizičkih karakteristika ogradnih konstrukcija, korištenjem niskopotencijalnih SER-a. , optimizacija energetskih bilansa u kombinaciji sa upotrebom netradicionalnih izvora (biogas i dr.), smanjenje potrošnje goriva za sušenje žitarica, korištenje ekonomičnih kotlova s ​​fluidiziranim slojem umjesto električnih kotlova, korištenje otpada (slama i sl.) umjesto tradicionalnih goriva .

Glavni pravci uštede energije u poljoprivredi, uz stvaranje nove tehnologije, su:

• Unapređenje tehnologije sušenja žitarica i stočne hrane, metoda primjene mineralnih i organskih đubriva;
• Razvoj i implementacija sistema za korišćenje biljnog i stočnog otpada u energetske svrhe, kao i za proizvodnju đubriva i aditiva za stočnu hranu;
• Korištenje topline ventilacijskih emisija iz stočnih objekata za grijanje vode i grijanje prostorija za mlade životinje (pomoću pločastih izmjenjivača topline);
• Osiguravanje optimalnih temperaturnih režima i sekcija sistema grijanja za stočne objekte;
• Primena toplotnih pumpi u sistemima snabdevanja toplotom i hladnoćom i uređaja za nesmetanu regulaciju rada ventilacionih sistema, uvođenje savremene instrumentacije i opreme za automatizaciju, ugradnja uređaja za merenje i kontrolu energije, kao i izgradnja biogas postrojenja .

U prehrambenoj industriji proizvodnja šećera je jedna od energetski najintenzivnijih industrija. Glavne uštede u energetskim resursima u proizvodnji šećera mogu se postići kao rezultat poboljšanja tehnoloških shema i ciljanog uvođenja opreme za uštedu energije, korištenja niskokvalitetne topline sekundarnih para isparivača i postrojenja za vakuum kristalizaciju i kondenzata u termičkim krugovima. .

Proizvodnja alkohola je takođe energetski intenzivna. Da bi se smanjila potrošnja topline, potrebno je uvesti enzimsku hidrolizu u pripremu škroba koji sadrži sirovine za fermentaciju.

Suština politike uštede energije u posmatranom periodu je maksimalno moguće zadovoljenje potražnje za energentima i energentima uštedom istih u industriji, poljoprivredi, domaćem sektoru i efikasnijim korišćenjem u elektroprivredi.

Glavni razlozi za neefikasnu upotrebu goriva i energetskih resursa u Bjelorusiji su nedostatak sveobuhvatne tehničke, ekonomske, regulatorne i pravne politike za očuvanje energije, nedostaci u projektovanju, izgradnji i radu, nedostatak tehničke baze za proizvodnja potrebne opreme, instrumenata, aparata, sistema automatizacije i upravljanja.

Potencijal za uštedu energije u elektroenergetskoj industriji formiran je zbog široko rasprostranjenog razvoja opskrbe toplinom na bazi plinskih turbina i postrojenja s kombiniranim ciklusom, modernizacije i rekonstrukcije postojećih energetskih objekata, poboljšanja tehnoloških shema i optimizacije režima rada opreme, porasta efikasnost procesa sagorevanja goriva i njihova automatizacija, uvođenje automatizovanih sistema upravljanja.

U domaćem sektoru formira se poboljšanjem toplotnih i fizičkih karakteristika ogradnih konstrukcija zgrada i objekata, modernizacijom i povećanjem nivoa rada malih kotlarnica, upotrebom ekonomičnijih rasvjetnih uređaja, podesivog električnog pogona, širokim uvođenjem kontrola i regulacija mjernih uređaja, poboljšanje održavanja zgrada i objekata, povećanje efikasnosti električnog transporta, efikasnosti plinskih peći, kvaliteta toplotne izolacije itd.

GLAVNI POTROŠAČI TOPLOTNE ENERGIJE

Glavni potrošači toplotne energije su industrijska preduzeća i stambeno-komunalne usluge.Većina industrijskih potrošača zahteva toplotnu energiju u obliku pare (zasićene ili pregrijane) ili tople vode. Na primjer, za pogonske jedinice koje kao pogon imaju parne mašine ili turbine (parni čekići i prese, kovačke mašine, turbopumpe, turbokompresori itd.), para je potrebna pod pritiskom od 0,8-3,5 MPa i pregrijanom na 250-450°C.

Tehnološki aparati i uređaji (sve vrste grijača, sušara, isparivača, hemijskih reaktori) uglavnom zahtijevaju zasićenu ili blago pregrijanu paru tlaka od 0,3-0,8 MPa i vodu temperature 150°C.

U stambeno-komunalnim uslugama, glavni potrošači topline su sistemi grijanja i ventilacije stambenih i javnih zgrada, sistemi vodosnabdijevanja i klimatizacije. U stambenim i javnim zgradama, površinska temperatura uređaja za grijanje, u skladu sa zahtjevima sanitarno-higijenskih standarda, ne smije biti veća od 95, a temperatura vode u slavinama tople vode ne smije biti niža od 50-60 u skladu sa zahtjevima udobnosti. a ne veći od 70 u skladu sa sigurnosnim standardima. S tim u vezi, u sistemima grijanja, ventilacije i tople vode, topla voda se koristi kao nosač topline.

Sistemi grijanja.

Sistem za snabdevanje toplotom je kompleks uređaja za proizvodnju, transport i korišćenje toplote.

Snabdijevanje potrošača toplinom (grijanje, ventilacija, sistemi vodosnabdijevanja i tehnološki procesi) sastoji se od tri međusobno povezana procesa: prijenosa topline na rashladno sredstvo, transporta rashladnog sredstva i korištenja toplinskog potencijala rashladnog sredstva. Sistemi za snabdevanje toplotom se klasifikuju prema sledećim glavnim karakteristikama: snaga, vrsta izvora toplote i vrsta rashladnog sredstva. U pogledu snage, sisteme za snabdevanje toplotom karakteriše opseg prenosa toplote i broj potrošača. Mogu biti lokalni ili centralizirani. Lokalni sistemi grijanja su sistemi u kojima su tri glavne karike kombinovane i smještene u istim ili susjednim prostorijama. Istovremeno, prijem toplote i njen prenos u unutrašnji vazduh se kombinuju u jednom uređaju i nalaze se u zagrejanim prostorijama (peći).Centralizovani sistemi u kojima se toplota isporučuje iz jednog izvora toplote u više prostorija.

Prema vrsti izvora toplote, sistemi daljinskog grejanja se dele na daljinsko grejanje i daljinsko grejanje. U sistemu daljinskog grijanja izvor topline je kotlovnica, daljinsko grijanje-CHP.

Nosač topline prima toplinu u kotlarnici (ili CHPP) i kroz vanjske cjevovode, koji se nazivaju toplinske mreže, ulazi u sisteme grijanja, ventilacije industrijskih, javnih i stambenih zgrada. U uređajima za grijanje koji se nalaze unutar zgrada, rashladno sredstvo odaje dio topline akumulirane u njemu i ispušta se kroz posebne cjevovode natrag do izvora topline.

Nosač topline je medij koji prenosi toplinu od izvora topline do uređaja za grijanje sistema grijanja, ventilacije i tople vode.

Prema vrsti nosača topline, sistemi za opskrbu toplinom podijeljeni su u 2 grupe - vode i pare. U sistemima za grijanje vode nosilac topline je voda, u parnim sistemima para. U Bjelorusiji se sistemi za grijanje vode koriste za gradove i stambena naselja. Na industrijskim lokacijama para se koristi u tehnološke svrhe.

Toplotni sistemi vode mogu biti jednocevni i dvocevni (u nekim slučajevima i višecevni).Najčešći je dvocevni sistem za snabdevanje toplotom (topla voda se snabdeva potrošačem preko jedne cevi, a rashlađena voda vraća se u TE ili u kotlarnicu kroz drugu cijev).Postoje otvoreni i zatvoreni sistemi dovoda topline. U otvorenom sistemu vrši se "direktno zauzimanje vode", tj. toplu vodu iz dovodne mreže potrošači rastavljaju za kućne, sanitarno-higijenske potrebe. Uz potpunu upotrebu tople vode, može se koristiti jednocijevni sistem. Zatvoreni sistem karakteriše skoro potpuni povratak mrežne vode u kogeneraciju (ili kotlarnicu).Mesto gde su potrošači toplote priključeni na toplotnu mrežu naziva se pretplatnički ulaz.

Nosači toplote sistema daljinskog grejanja podležu sanitarno-higijenskim (nosač toplote ne bi trebalo da pogoršava sanitarne uslove u zatvorenim prostorima - prosečna površinska temperatura uređaja za grejanje ne može biti veća od 70-80), tehničkim i ekonomskim (tako da troškovi transporta cjevovoda je najmanja, masa uređaja za grijanje je mala i osigurana je minimalna potrošnja goriva za grijanje prostora) i pogonskih zahtjeva (mogućnost centralnog podešavanja prijenosa topline potrošnih sistema zbog promjenjivih vanjskih temperatura).

Parametri nosača toplote - temperatura i pritisak. Umjesto pritiska u radu se koristi glava H. Napor i pritisak su povezani zavisnošću

gdje je H glava, m; P - pritisak, Pa; - gustina nosača toplote, kg /; g - ubrzanje slobodnog pada, m / u sistemima daljinskog grejanja iz kotlovnice ili CHP, kao iu sistemima grejanja industrijskih zgrada.

Mreža grijanja

U Bjelorusiji, dužina mreže grijanja (1996.) je: glavna 794 km, distribucija 1341 km.

Glavni elementi toplotnih mreža su cjevovod koji se sastoji od čeličnih cijevi međusobno povezanih zavarivanjem, izolacijska konstrukcija namijenjena zaštiti cjevovoda od vanjske korozije i gubitaka topline, te noseća konstrukcija koja percipira težinu cjevovoda i sile koje nastaju tijekom njegovog rada. operacija.

Najkritičniji elementi su cijevi, koje moraju biti dovoljno čvrste i zategnute pri maksimalnim pritiscima i temperaturama rashladnog sredstva, imati nizak koeficijent toplinske deformacije, malu hrapavost unutrašnje površine, visoku toplinsku otpornost zidova, što doprinosi očuvanju topline i nepromjenjivost svojstava materijala tokom dužeg izlaganja visokim temperaturama i pritiscima.

Toplotna izolacija se primjenjuje na cjevovode kako bi se smanjili gubici topline tokom transporta rashladnog sredstva. Toplotni gubici se smanjuju za 10-15 puta za nadzemno polaganje, a 3-5 puta za podzemno u odnosu na neizolovane cjevovode. Toplotna izolacija mora imati dovoljnu mehaničku čvrstoću, izdržljivost, otpornost na vlagu (hidrofobnost), ne stvarati uslove za nastanak korozije i istovremeno biti jeftina. Predstavljen je sljedećim dizajnom: segment, omot, punjenje, livenje i mastika. Izbor izolacijske konstrukcije ovisi o načinu polaganja toplinske cijevi.

Izolacija segmenata je izrađena od prethodno proizvedenih profilisanih segmenata različitih oblika, koji se postavljaju na cevovod, vezuju žicom, a sa vanjske strane oblažu azbestno-cementnom žbukom. Segmenti se izrađuju od pjenastog betona, mineralne vune, gasnog stakla itd. Izolacija omotača je izrađena od mineralnog filca, azbestnog termoizolacionog gajtana, aluminijumske folije i azbestnih limenih materijala. Ovi materijali pokrivaju cijevi u jednom ili više slojeva i pričvršćuju ih zavojima od metalne trake. Izolacijski materijali za omotavanje koriste se uglavnom za izolacijske armature, kompenzatore, prirubničke spojeve. Punjena izolacija se koristi u obliku navlaka, školjki, mreža punjenih praškastim, rastresitim i vlaknastim materijalima. Za pakovanje se koristi mineralna vuna, pjenasti beton i dr. Lijevana izolacija se koristi kod polaganja cjevovoda u neprohodnim kanalima i polaganju bez kanala.

U kanalskim cjevovodima se izvode od montažnih armirano-betonskih elemenata. Glavna prednost prolaznih kanala je mogućnost pristupa cjevovodu, njegove revizije i popravke bez otvaranja tla. Prolazni kanali (kolektori) se grade u prisustvu velikog broja cjevovoda. Opremljeni su ostalim podzemnim komunalijama - električnim kablovima, vodovodom, gasovodom, telefonskim kablovima, ventilacijom, niskonaponskom električnom rasvjetom.

Poluprolazni kanali se koriste pri polaganju manjeg broja cijevi (2-4) na mjestima gdje je, prema radnim uvjetima, neprihvatljivo otvaranje tla, te pri polaganju cjevovoda velikih promjera (800-1400mm.)

Neprohodni kanali su izrađeni od objedinjenih armirano-betonskih elemenata. Oni su koritasti nosač sa plafonom od prefabrikovanih betonskih ploča. Vanjska površina zidova je prekrivena krovnim materijalom na bitumenskom mastiku. Izolacija - antikorozivni zaštitni sloj, termoizolacijski sloj (mineralna vuna ili pjenasto staklo), zaštitni mehanički premaz u obliku metalne mreže ili žice. Iznad - sloj azbestno-cementne žbuke.

književnost:

1. Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Prenos toplote M.: Izdavačka kuća energetike, 1981.
2. Oprema za toplotnu tehniku ​​i snabdevanje toplotom industrijskih preduzeća / Ed. B.N. Golubkov. M.: Energija, 1979.
3. Toplotna oprema i toplotne mreže. G.A. Arseniev i dr. M.: Energoatomizdat, 1988.
4. Andryushenko A.I., Aminov R.Z., Khlebalin Yu.M. Instalacije grijanja i njihova upotreba. M. : Vyssh. škola, 1983.

Pitanje 1. Klasifikacija potrošača topline. Tabela toplotnog opterećenja.

OSNOVE OPĆE HEMIJE (teorija i ispitni materijali)

Urednik Asylbekova B.A.

Potpisano za štampu 24. 01.2002 Format 60x90/16 Cijena po dogovoru

Volume 5.7 academic-ed. l. Tiraž 300 primjeraka. Narudžba 2511

Štamparsko-kopirna radionica KSTU, Karaganda, b. Mira, 56

Pitanje 1. Klasifikacija potrošača topline. Tabela toplotnog opterećenja.

Klasifikacija potrošača topline. (8, str.51..55)

Toplotna potrošnja je korištenje toplinske energije u različite kućne i industrijske svrhe (grijanje, ventilacija, klimatizacija, tuševi, kade, praonice rublja, razne tehnološke instalacije za korištenje topline itd.).

Prilikom projektovanja i rada sistema za snabdevanje toplotom potrebno je uzeti u obzir:

Vrsta nosača toplote (voda ili para);

Parametri nosača toplote (temperatura i pritisak);

Maksimalna satna potrošnja toplote;

Promjena potrošnje topline tokom dana (dnevni raspored);

Godišnja potrošnja toplote;

Promjena potrošnje toplinske energije tokom godine (godišnji raspored);

Priroda upotrebe rashladnog sredstva od strane potrošača (direktan unos iz mreže grijanja ili samo odvod topline).

Potrošači topline postavljaju različite zahtjeve prema sistemu grijanja. Unatoč tome, opskrba toplinom mora biti pouzdana, ekonomična i kvalitetno zadovoljiti sve potrošače topline.

Način rada tehnoloških sistema podložan je promjenama koje mogu biti redovne i nasumične, dugotrajne ili kratkoročne, ali treba da se dešavaju uz minimalnu potrošnju energije, bez ugrožavanja pouzdanosti rada opreme i pratećih sistema.

Zanemarivanje ovog faktora obično dovodi do pogrešnih proračuna pri odabiru opreme za izvore napajanja i nerazumne prekomjerne potrošnje goriva kako bi se osiguralo potrebno opterećenje.

Da bi se procenile stvarne potrebe preduzeća ili njegovih odeljenja za izvorima toplotne energije, potrebno je analizirati grafikone potrošnje toplotne energije u određenim periodima rada - u toku dana, nedelje, meseca, godine.

Karakteristike ujednačenosti toplotnih opterećenja tokom godine su broj sati korišćenja maksimalnog toplotnog opterećenja, h/god, i koeficijent K, koji predstavlja odnos prosečnog dnevnog opterećenja i maksimalnog dnevnog opterećenja za godinu.

Prema ovim karakteristikama industrijska preduzeća se dele u tri grupe: prva t\u003d 4000 - 5000 h / godina, K \u003d 0,57 - 0,68; sekunda t\u003d 5000 - 6000 h / godina, K \u003d 0,6 - 0,76; treći t 6000 h/god, K 0,76.

U prvu grupu spadaju preduzeća, na primjer, laka industrija i mašinstvo, u strukturi troškova toplotne energije od kojih više od 40% imaju opterećenja sistema grijanja, ventilacije i tople vode. Shodno tome, cijena topline za tehnologiju je manja od 60%. U treću grupu spadaju preduzeća sa dominantnim učešćem troškova toplotnog opterećenja za tehnološke potrebe - više od 90%. Potrošnja toplotne energije kod potrošača ostalih kategorija je veoma mala - manje od 10% (tabela 8).

Tabela 8

Potrošači topline mogu se podijeliti u dvije grupe:

1) sezonski potrošači toplotne energije;

2) cjelogodišnji potrošači topline.

Sezonski potrošači topline su:

grijanje;

Ventilacija (sa grijanjem zraka u grijačima);

Klimatizacija (dobivanje zraka određene kvalitete: čistoće, temperature i vlažnosti).

Potrošači tokom cijele godine koriste toplinu tokom cijele godine. Ova grupa uključuje:

Tehnološki potrošači topline;

Snabdijevanje toplom vodom za kućne potrošače.

Promjene sezonskog opterećenja uglavnom zavise od klimatskih uslova (temperatura vanjskog zraka, brzina i smjer vjetra, sunčevo zračenje, vlažnost zraka itd.). Sezonsko opterećenje ima relativno konstantan dnevni raspored i varijabilni godišnji raspored opterećenja (Sl. 11).

Raspored tehnološkog opterećenja zavisi od profila i načina rada industrijskih preduzeća, a raspored opterećenja toplom vodom zavisi od poboljšanja objekata, sastava i dnevne rutine glavnih grupa stanovništva, načina rada. komunalnih usluga - kupatila, praonica. Ima gotovo konstantan godišnji i oštro varijabilan dnevni raspored. Dnevni rasporedi subotom i nedjeljom se obično razlikuju od dnevnih rasporeda ostalim danima u sedmici.

Većina sistema za opskrbu toplinom ima različito toplinsko opterećenje (grijanje, ventilacija, opskrba toplom vodom, procesni potrošači). Njegova vrijednost i priroda zavise od mnogih faktora, uključujući klimatske i, uglavnom, temperaturu vanjskog zraka.

Na grafikonu (Sl. 12) prikazana je zavisnost potrošnje toplote za grijanje, ventilaciju, toplu vodu i tehnološke potrebe od temperature vanjskog zraka, tj. troškovi grijanja.

Relativne vrijednosti potrošnje topline su iscrtane duž ordinatne ose u dijelovima jedinice (maksimalna ukupna potrošnja topline se uzima kao jedinica, tj., gdje su , , , maksimalna procijenjena potrošnja topline za grijanje, ventilaciju, toplu vodu nabavne i tehnološke potrebe).

Apscisa je vanjska temperatura zraka.

Napravimo četiri grafikona različitih termičkih opterećenja. Potrošnja toplote za tehnološke potrebe i opskrba toplom vodom nije funkcija vanjske temperature. Raspored će imati neujednačen karakter tokom dana i tokom sedmice, ali se tokom godine izglađuje i dobija ujednačen karakter.

je obično 24 sata. Pri konstantnoj vanjskoj temperaturi, opterećenje grijanja stambenih zgrada je praktično konstantno. Za industrijska preduzeća ima nestalan dnevni i nedeljni raspored, tj. kako bi uštedjeli, noću i vikendom umjetno smanjuju dovod topline. Maksimalni protok grijanja odgovara izračunatoj vanjskoj temperaturi za grijanje i predstavlja izračunato opterećenje grijanja. Minimalna potrošnja topline za grijanje odgovara izračunatoj vanjskoj temperaturi na početku i na kraju sezone grijanja

Karakteristične temperature za grafikon opterećenje ventilacijom sljedeće:

Izračunata temperatura vanjskog zraka za ventilaciju odgovara izračunatom opterećenju ventilacije (koristi se recirkulacijsko grijanje). Kada je potrošnja toplote za ventilaciju konstantna i ventilacione jedinice rade sa recirkulacijom, tj. sa dodatkom vazduha iz njihovih prostorija u spoljašnji vazduh. Recirkulacija vazduha je prihvatljiva za prostorije u kojima vazduh ne sadrži patogene, otrovne gasove, pare i prašinu. Zrak se miješa ispred kaloričnog uređaja i to u količini koja osigurava njegovu konstantnu temperaturu. Kako vanjska temperatura pada, miješanje se povećava, a dovod vanjskog zraka opada. Temperatura vode koja ulazi u grijače ostaje konstantna. Dakle, kada je vanjska temperatura niža, potrošnja topline za ventilaciju ostaje jednaka izračunatoj zbog smanjenja brzine izmjene zraka. Za regulaciju brzine izmjene zraka u intervalu ventilacione jedinice moraju biti opremljene autoregulatorima.

Temperatura aktiviranja ventilacije. Minimalna potrošnja topline za ventilaciju odgovara izračunatoj vanjskoj temperaturi na početku i na kraju perioda grijanja industrijskih zgrada.

Ukupna potrošnja toplote za grijanje, ventilaciju, snabdijevanje toplom vodom i tehnološke potrebe u okrugu je zbir troškova pojedinačnih pretplatnika. Opterećenje grijanja je dominantno. Grafikon ukupne potrošnje toplote ima oblik prikazan na sl.12. Ima tri tačke prekida:

a) trenutak uključivanja grijanja;

b) trenutak uključivanja ventilacije;

c) trenutak promjene ventilacionog opterećenja.

Priroda ukupnog rasporeda opterećenja ovisi o omjeru opterećenja pojedinih grupa potrošača.

Main zadatak grijanja je održavanje uslova toplotnog komfora (uslova povoljnih za život i aktivnost).

Prema SNiP-u, dozvoljeni (optimalni) meteorološki uslovi u području ​​stambenih i javnih zgrada:

Temperatura vazduha 18-22 o C (22-24 o C)

Relativna vlažnost 65% (45-30)

Brzina vazduha ne veća od 0,3 m/s (0,1-0,15)

Da bi se to postiglo, potrebno je održavati ravnotežu između toplinskih gubitaka zgrade i toplotnog dobitka, što se može izraziti sljedećom jednadžbom ( toplotni bilans):

,

gdje je - ukupni toplinski gubici, - dotok toplote kroz sistem grijanja, - unutrašnji izvori topline.

Uključuje:

Gubici zbog prijenosa topline kroz vanjska kućišta;

Gubici infiltracije usled prodora hladnog vazduha u prostorije kroz spoljne ograde koje propuštaju, , gde je koeficijent infiltracije (= 0,03-0,06 - stambene, javne zgrade, = 0,25-0,30 - industrijski objekti);

Toplina za grijanje hladnih predmeta (materijala), ()

Uključuje:

Od sunčevog zračenja (fenjeri, prozori);

Od komunikacijske i tehnološke opreme;

Od električne opreme i električnih rasvjetnih tijela;

Od zagrijanog materijala i proizvoda;

U tehnološkim procesima (kondenzacija);

Od produkata izgaranja, površine peći;

Od ljudi.

Postoje dva metode izračunavanja .

1) Za male zgrade(prostorije):

,

gdje je koeficijent prolaza topline, površina pojedinih vanjskih ograda, razlika u temperaturama zraka sa unutrašnje i vanjske strane ovih ograda.

- 130,00 Kb

1. Vrijednost toplotne energije za savremeno društvo. Relevantnost za Rusiju.

E.G.Gašo, V.S.Puzakov. Savremene realnosti u oblasti snabdevanja toplotom.

Za više od 100 godina svog razvoja, ruski sistem kogeneracije (kogeneracije) i daljinskog grijanja (DH) postao je najveći na svijetu. Pod kogeneracijom se podrazumijeva proces centraliziranog snabdijevanja potrošača toplotnom energijom dobijenom u kogeneraciji kombinovanom metodom proizvodnje toplotne i električne energije. DH se odnosi na opskrbu potrošača toplinom iz izvora topline kroz zajedničku toplinsku mrežu. Daljinsko grijanje zauzima značajno mjesto u energetskom kompleksu zemlje. Više od polovine električnih kapaciteta svih termoelektrana dolazi iz javnih CHP elektrana, koje proizvode preko 30% sve električne energije u zemlji i pokrivaju trećinu potražnje za toplotnom energijom. Do danas, sistem za snabdevanje toplotom u zemlji se sastoji od skoro 50 hiljada lokalnih sistema za snabdevanje toplotom, koje opslužuje 17 hiljada preduzeća za snabdevanje toplotom. Postojeći sistem grijanja višespratnih stambenih zgrada organizovan je kao sistem daljinskog grijanja.

Glavni izvori toplote u sistemu daljinskog grejanja su kogeneracione jedinice u termoelektranama (kogeneratori, po pravilu, u sastavu proizvodnih preduzeća) i kotlarnice (različitih oblika svojine). Proizvodnju toplotne energije u Rusiji karakterišu sledeći podaci:

centralizovani izvori proizvode oko 74%;

decentralizovani izvori proizvode 26% toplote u Rusiji.

Glavne vrste korištenih prirodnih goriva i energetskih resursa (FER): prirodni plin, nafta i naftni proizvodi, ugalj. Još se ne može govoriti o udjelu obnovljivih izvora energije (OIE) u bilansu goriva i energije zemlje, jer o njima danas praktično nema pouzdanih statističkih podataka.

Materijali sa osmog sastanka Otvorenog seminara "Ekonomski problemi energetskog kompleksa" od 25.01.2000. A.S. Nekrasov, S.A. Voronina. Ekonomski problemi snabdijevanja toplotom u Rusiji.

Snabdijevanje toplotom u Rusiji, iako je prepoznato kao najintenzivniji i najkritičniji segment gorivno-energetskog kompleksa zemlje, bilo je i ostaje potpuno nekoordinirano zbog svoje nejedinstva.

U zvaničnoj statističkoj publikaciji, Ruskom statističkom godišnjaku, ne postoji odeljak o snabdevanju toplotom.

Najveći neriješeni problem modernog daljinskog grijanja je smanjenje toplinskih gubitaka. Vrijednosti ovih gubitaka nisu pravilno uzete u obzir i nisu ekonomski procijenjene. Navedene količine toplinskih gubitaka razlikuju se višestruko u zavisnosti od izvora informacija.

A.S. Nekrasov (u diskusiji)

“Postoje ekonomska ograničenja efikasnosti daljinskog grijanja iz određenog izvora. Moje gledište je da je danas veoma važno izračunati za sve glavne gradove (a to je urađeno u ISE imena L.A. Melentijeva u Irkutsku), kako bi daljinsko grejanje zaista trebalo da izgleda.

Centralizacija je jedan od pravaca. Uz gustinu urbanog razvoja koju imamo, naravno, trebalo bi da bude. Pitanje je drugačije. Jednom sam bio u Gusinoozersku, gde ima 20 hiljada ljudi. Postoji snabdevanje toplotom iz Gusinoozerske GRES. Ako uzmemo 200 ljudi koji žive u svakoj kući, ovo je 5 ulica sa 20 kuća. Uz gustinu izgradnje, kao što je to učinjeno u starijim gradovima, efikasni rezultati se mogu postići daljinskim grijanjem. Međutim, u ovom gradu svaka kuća stoji na udaljenosti od najmanje 50-100 m jedna od druge. Kako takav sistem može obezbijediti daljinsko grijanje bez ekonomskih gubitaka? Nemoguće. Dakle, pitanje kakav sistem toplotne energije treba da bude jeste pitanje kakva je strategija usvojena u urbanističkom planiranju. Iako je to van okvira našeg zadatka, to je osnovni uslov za opravdanje razvoja daljinskog grijanja, posebno na bazi kogeneracije. Danas je nemoguće nedvosmisleno reći da li je daljinsko grijanje dobro ili loše.”

2. Metode dobijanja toplotne i električne energije

2.1. Termoelektrane

2.2. hidroelektrane

2.3. Nuklearne elektrane

Ovaj dio je kratak pregled trenutnog stanja energetskih resursa, koji razmatra tradicionalne izvore električne energije. Tradicionalni izvori prvenstveno uključuju: toplotnu, nuklearnu i energiju protoka vode.

2.1 Termoelektrane

Termoelektrana (TE), elektrana koja proizvodi električnu energiju kao rezultat konverzije toplotne energije koja se oslobađa tokom sagorevanja fosilnih goriva. Prve termoelektrane su se pojavile u kon. 19 in i dobio dominantnu distribuciju. Svi R. 70s 20ti vijek TE - glavni tip elektrana. Udio električne energije koju su proizveli bio je: u Rusiji i SAD-u St. 80% (1975), u svijetu oko 76% (1973).

Oko 75% sve električne energije u Rusiji proizvodi se u termoelektranama. Većina ruskih gradova snabdjevena je termoelektranama. Često se u gradovima koriste CHP - kombinovane toplotne i elektrane koje proizvode ne samo električnu energiju, već i toplotu u obliku tople vode. Takav sistem je prilično nepraktičan. za razliku od električnog kabla, pouzdanost toplovoda je izuzetno niska na velikim udaljenostima, efikasnost daljinskog grejanja je značajno smanjena usled smanjenja temperature rashladne tečnosti. Procjenjuje se da s dužinom toplovoda većom od 20 km (tipična situacija za većinu gradova), ugradnja električnog bojlera u samostojećoj kući postaje ekonomski isplativa.

U termoelektranama se hemijska energija goriva prvo pretvara u mehaničku, a zatim u električnu energiju.

Gorivo za takvu elektranu može biti ugalj, treset, plin, uljni škriljci, lož ulje. Termoelektrane se dijele na kondenzacijske (CPP), predviđene za proizvodnju samo električne energije, i kombinirane toplinske i elektrane (CHP), koje osim električne toplinske energije proizvode u obliku tople vode i pare. Veliki IES-i od regionalnog značaja nazivaju se državne područne elektrane (GRES).

Najjednostavniji šematski dijagram IES-a na ugalj prikazan je na sl. Ugalj se ubacuje u bunker za gorivo 1, a iz njega - u postrojenje za drobljenje 2, gdje se pretvara u prašinu. Ugljena prašina ulazi u peć generatora pare (parni kotao) 3, koji ima sistem cijevi u kojima cirkuliše hemijski pročišćena voda, nazvana napojna voda. U kotlu se voda zagreva, isparava, a nastala zasićena para se dovede do temperature od 400-650°C i pod pritiskom od 3-24 MPa kroz parni cjevovod ulazi u parnu turbinu 4. Para parametri zavise od snage jedinica.

Termokondenzacione elektrane imaju nisku efikasnost (30-40%), jer se najveći deo energije gubi sa dimnim gasovima i rashladnom vodom kondenzatora.

Povoljno je graditi IES u neposrednoj blizini lokacija za vađenje goriva. Istovremeno, potrošači električne energije mogu se nalaziti na znatnoj udaljenosti od stanice.

Kombinovana termoelektrana se od kondenzacione stanice razlikuje po specijalnoj kombinovanoj turbini za toplotnu i električnu energiju sa ugrađenom ekstrakcijom pare. U TE se jedan dio pare u potpunosti koristi u turbini za proizvodnju električne energije u generatoru 5 i zatim ulazi u kondenzator 6, a drugi dio koji ima visoku temperaturu i pritisak (isprekidana linija na slici) je uzima se iz srednjeg stupnja turbine i koristi se za opskrbu toplinom. Kondenzatna pumpa 7 se kroz deaerator 8, a zatim napojna pumpa 9 dovodi u generator pare. Količina vodene pare zavisi od potreba preduzeća za toplotnom energijom.

Efikasnost CHP dostiže 60-70%.

Takve stanice se obično grade u blizini potrošača - industrijskih preduzeća ili stambenih područja. Najčešće rade na uvozno gorivo.

Razmatrane termoelektrane po vrsti glavne termo jedinice - parne turbine - spadaju u parnoturbinske stanice. Termalne stanice sa gasnim turbinama (GTU), kombinovanim ciklusom (CCGT) i dizel postrojenjima postale su mnogo manje rasprostranjene.

Najekonomičnije su velike termoelektrane na parne turbine (skraćeno TE). Većina termoelektrana u našoj zemlji kao gorivo koristi ugljenu prašinu. Za proizvodnju 1 kWh električne energije potrebno je nekoliko stotina grama uglja. U parnom kotlu, preko 90% energije koju oslobađa gorivo prenosi se na paru. U turbini se kinetička energija mlaznica pare prenosi na rotor. Osovina turbine je čvrsto povezana sa osovinom generatora.

Moderne parne turbine za termoelektrane su vrlo napredne, brze, visoko ekonomične mašine sa dugim vijekom trajanja. Njihova snaga u verziji s jednom osovinom dostiže 1 milion 200 hiljada kW, a to nije granica. Takve mašine su uvek višestepene, odnosno obično imaju nekoliko desetina diskova sa radnim noževima i isto

broj, ispred svakog diska, grupa mlaznica kroz koje struji mlaz pare. Pritisak i temperatura pare se postepeno smanjuju.

Iz kursa fizike je poznato da se efikasnost toplotnih motora povećava sa povećanjem početne temperature radnog fluida. Zbog toga se para koja ulazi u turbinu dovodi do visokih parametara: temperatura je skoro do 550 °C, a pritisak do 25 MPa. Efikasnost TE dostiže 40%. Većina energije se gubi zajedno sa vrelom izduvnom parom.

Prema naučnicima, energetska industrija bliske budućnosti i dalje će se zasnivati ​​na termoenergetici koja koristi neobnovljive resurse. Ali njegova struktura će se promijeniti. Upotreba ulja se mora smanjiti. Proizvodnja električne energije u nuklearnim elektranama značajno će se povećati. Korištenje ogromnih rezervi jeftinog uglja, koje još nisu dotaknute, počeće, na primjer, u bazenima Kuznjeck, Kansk-Achinsk i Ekibastuz. Uveliko će se koristiti prirodni gas, čije rezerve u zemlji daleko nadmašuju one u drugim zemljama.

Nažalost, rezerve nafte, gasa, uglja nikako nisu beskrajne. Prirodi su bili potrebni milioni godina da stvori ove rezerve, oni će se potrošiti za stotine godina. Danas je svijet počeo ozbiljno razmišljati o tome kako spriječiti grabežljivu pljačku zemaljskog bogatstva. Uostalom, samo pod ovim uslovom, rezerve goriva mogu trajati stoljećima.

2.2 Hidroelektrane

Hidroelektrana, hidroelektrana (HE), kompleks objekata i opreme kroz koje se energija protoka vode pretvara u električnu energiju. Hidroelektrana se sastoji od niza hidrauličnih konstrukcija koje obezbeđuju potrebnu koncentraciju protoka vode i stvaranje pritiska i energije. oprema koja pretvara energiju vode koja se kreće pod pritiskom u mehaničku energiju rotacije, koja se zauzvrat pretvara u električnu energiju. Glava HE nastaje koncentracijom riječnog pada u korištenom dijelu branom (Sl. 1), ili derivacijom (Sl. 2), ili branom i skretanjem zajedno (Sl. 3) . Glavna elektroenergetska oprema hidroelektrane nalazi se u zgradi hidroelektrane: u strojarnici elektrane - hidroelektrane, pomoćna oprema, uređaji za automatsko upravljanje i nadzor; u centralnom kontrolnom punktu - konzoli operatera-dispečera ili automatika hidroelektrane. Pojačavajuća transformatorska podstanica se nalazi kako unutar zgrade HE, tako iu zasebnim zgradama ili na otvorenim prostorima. Distributivni uređaji se često nalaze na otvorenom prostoru. Zgrada elektrane može se podijeliti na dijelove sa jednom ili više jedinica i pomoćnom opremom, odvojene od susjednih dijelova zgrade. U zgradi HE ili unutar nje stvara se montažno mjesto za montažu i popravku različite opreme i za pomoćne poslove održavanja HE.

Prema instalisanoj snazi ​​(u MW), HE se razlikuju na moćne (preko 250), srednje (do 25) i male (do 5). Snaga hidroelektrane zavisi od pritiska Na (razlika između nivoa uzvodno i nizvodno), protoka vode koji se koristi u hidroturbinama i efikasnosti hidroagregata. Iz niza razloga (zbog npr. sezonskih promjena nivoa vode u akumulacijama, varijabilnosti u opterećenju elektroenergetskog sistema, remonta hidroelektrana ili hidrauličkih konstrukcija, itd.), pad i protok vode su konstantno mijenja se, a pored toga mijenja se i protok prilikom regulacije snage HE. Postoje godišnji, nedeljni i dnevni ciklusi režima rada HE.

Prema maksimalnom korištenom pritisku, HE se dijele na visokotlačne (više od 60 m), srednje tlačne (od 25 do 60 m) i niskotlačne (od 3 do 25 m). Na ravničarskim rekama padovi retko prelaze 100 m, u planinskim uslovima branom se mogu stvoriti padovi do 300 m i više, a uz pomoć derivacije do 1.500 m. Klasifikacija grla približno odgovara tipovima korišćene energetske opreme: kašike i radijalne aksijalne turbine sa metalnim spiralama; na turbinama srednjeg pritiska - rotacione i radijalno-aksijalne turbine sa armiranobetonskim i metalnim spiralama, na niskotlačnim - turbine sa rotacionim lopaticama u armiranobetonskim spiralama, ponekad horizontalne turbine u kapsulama ili u otvorenim komorama. Podjela hidroelektrane prema korištenom pritisku je okvirna, uslovna.

Prema shemi korištenja vodnih resursa i koncentraciji pritiska, HE se obično dijele na kanalske, brane, preusmjerivače sa potisnim i beztlačnim preusmjeravanjem, mješovite, crpne akumulacije i plimne. U protočnim i blizu branskim HE, pritisak vode stvara brana koja blokira rijeku i podiže nivo vode u uzvodnom dijelu. Istovremeno, neizbježna su i neka plavljenja riječne doline. U slučaju izgradnje dvije brane na istoj dionici rijeke, površina plavljenja se smanjuje. Na ravničarskim rijekama najveća ekonomski izvodljiva poplavna površina ograničava visinu brane. Protočne i uzbranske hidroelektrane grade se kako na niskim rijekama s puno vode, tako i na planinskim rijekama, u uskim stisnutim dolinama.

Konstrukcije protočne HE, pored brane, uključuju i zgradu HE i preljeve (Sl. 4). Sastav hidrauličnih konstrukcija zavisi od visine glave i instalirane snage. Na protočnoj hidroelektrani, zgrada u kojoj se nalaze hidroelektrane služi kao nastavak brane i zajedno sa njom stvara tlačni front. Istovremeno, s jedne strane, glavni bazen graniči sa zgradom HE, as druge, zadnji bazen. Ulazne spiralne komore hidrauličnih turbina položene su ispod nivoa gornjeg voda sa svojim ulaznim sekcijama, dok su izlazni delovi usisnih cevi potopljeni ispod nivoa repne vode.

Kratki opis

Za više od 100 godina svog razvoja, ruski sistem kogeneracije (kogeneracije) i daljinskog grijanja (DH) postao je najveći na svijetu. Pod kogeneracijom se podrazumijeva proces centraliziranog snabdijevanja potrošača toplotnom energijom dobijenom u kogeneraciji kombinovanom metodom proizvodnje toplotne i električne energije. DH se odnosi na opskrbu potrošača toplinom iz izvora topline kroz zajedničku toplinsku mrežu. Daljinsko grijanje zauzima značajno mjesto u energetskom kompleksu zemlje. Više od polovine električnih kapaciteta svih termoelektrana