Bilanca proizvodnje toplinske energije u 2002. god Ruska Federacija prikazano na dijagramu na sl.1.

Slika 1.

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

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

Toplinsko opterećenje sustava za opskrbu toplinom (toplinsko opterećenje) je ukupna količina topline primljene iz izvora topline, jednaka zbroju potrošnje topline prijamnika topline i gubitaka u toplinskim mrežama po jedinici vremena.

Glavni proizvođači i dobavljači toplinske energije u stambeno-komunalnim djelatnostima su specijalizirana komunalna poduzeća koja su u nadležnosti općina i izvršna tijela vlasti subjekata regija Ruske Federacije. U 2003. javna komunalna energetska poduzeća osiguravala su oko 2.220 milijuna GJ (530 milijuna Gcal) godišnje, što je činilo 64% ukupne potražnje u stambeno-komunalnoj i socijalnoj sferi. Ostatak toplinske energije isporučuje regionalna dioničkih društava energetike i elektrifikacije, kao i druga poduzeća i organizacije ministarstava, resora, koncerna, udruga.

Približno 1,477 milijuna GJ (352,4 milijuna Gcal) godišnje proizvedu komunalna poduzeća na vlastitim izvorima topline (kotlovnice), a oko 964 milijuna GJ (230 milijuna Gcal) otkupe se od drugih proizvođača s naknadnim prijenosom na pretplatnike - potrošače putem javnih komunalnih usluga poduzeća.distributivni

toplinske mreže.

Pretplatnik (potrošač)- pravna osoba, kao i poduzetnik bez obrazovanja pravna osoba, posjedovanje ili na drugoj pravnoj osnovi objekte i sustave potrošnje toplinske energije, koji su izravno povezani sa sustavima komunalno grijanje zaključeno sa organizacija opskrbe toplinom u u dogledno vrijeme ugovor o opskrbi (primanju) toplinske energije i (ili) nosača topline.

Volumen i struktura proizvodnje topline na izvorima topline za opskrbu toplinom stambeno-komunalnih usluga i objekata društvenoj sferi prikazani su u tablici. 1. Osnovni tehnološka struktura komunalna poduzeća za opskrbu toplinom formiraju vlastite kućne i grupne kotlovnice (GRKU), tromjesečne (KTS) i područne (gradske) termo stanice (RTS) s toplinskim mrežama iz njih, distribucijskim mrežama, kao i brojnim toplinskim (pretplatničkim) instalacijama .

Tablica 1. Struktura proizvodnje topline

Izvor opskrbe toplinom, MW (Gcal/h)	Proizvodnja toplinske energije
	Količina proizvedene toplinske energije, milijun GJ (milijun Gcal)	Podijelite ukupno obujam proizvodnje, %
Kućne kotlovnice - do 3,5 (3)
Grupne kotlovnice (GRKU) - od 3,5 do 23,3 (3-20)
Tromjesečne kotlovnice (KTS) - od 23,3 do 116 (20-100)
Okružne kotlovnice (RTS) - više od 116 (više od 100)

Općenito godišnju potrošnju goriva za proizvodnju toplinske energije za stambeno-komunalne i društvene objekte iznosi oko 150 milijuna tona referentno gorivo, uključujući u komunalnim kotlovnicama - 66 milijuna tona referentnog goriva. Struktura proizvodnje toplinske energije u gradskim kotlovnicama prema vrsti korištenog goriva prikazana je u tablici 2.

Tablica 2. Struktura proizvodnje topline u komunalnim kotlovnicama prema vrsti korištenog goriva

Vrsta goriva	Broj kotlovnica, tisuća jedinica	Proizvedena toplina, milijun GJ, (milijun Gcal)	Podijeli opća proizvodnja, %
plinoviti

Kao što slijedi iz tablica 1, 2, polovica ukupni broj 22,4 tisuće kotlovnica za stambeno-komunalne usluge radi na kruto gorivo i proizvodi gotovo 35% ukupne toplinske energije koju troši stambeni fond, što predstavlja značajan teret (pritisak) na prirodno okruženje ljudsko stanovanje. Ovdje leži značajna rezerva za ekološko poboljšanje stambenih mikropodručja zamjenom mnogih malih kotlovnica s centraliziranim izvorima topline ili njihovim prijenosom na ekološki "čišće" vrste goriva - plin, tekući bojler-štednjak, kao i netradicionalna obnovljivi izvori energije (na primjer, solarna energija, energija valova, energija vjetra). geotermalni izvori itd.).

Odlukom Vlade Ruske Federacije, općine lokalne uprave trebale bi prenijeti u bilancu ruralne sustave opskrbe toplinom i staviti ih u pogon. Ovaj posao se nastavlja, a broj stambeno-komunalnih instalacija se povećava.

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

Grijanje, ventilacija, klima služe stvaranju ugodnim uvjetima za život i radna aktivnost od ljudi. Volumen 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 njezina značajna kolebanja po sezoni.

Opskrba toplom vodom- kućanske i tehnološke - tijekom cijele godine. Karakterizira ga stalni trošak tijekom cijele godine i ne ovisi o vanjskoj temperaturi.

Opskrba parom primijenjen u tehnoloških procesa puhanje, parenje, sušenje parom.

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

Uvjeti toplinske udobnosti određeni su temperaturom zraka t do °, SA; relativna vlažnost zrak φ, %; brzina zraka w, m/s. građevinski propisi i pravila (SNiP) utvrđuju sljedeće dopuštene i optimalne (u zagradama) vremenske uvjete u opsluživanim područjima stambenih i javne zgrade za hladno i prijelazna razdoblja godine:

a) t u= 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 potrebnih temperaturni režim Prostorije opslužuju sustavi grijanja.

Uzimajući u obzir oslobađanje topline u prostorijama, izračunata temperatura zraka t do str uzeti jednak 18 ° C, a početak i kraj razdoblje grijanja provodi na vanjskoj temperaturi t=8°S. Duljina razdoblja grijanja industrijskih prostorija smanjuje se ovisno o rasipanju topline u njima.

S prirodnim ili prisilnim mehanička ventilacija topli zrak (sa štetnim nečistoćama) se uklanja iz prostorije, a umjesto njega ulazi vanjski zrak hladan zrak. Toplina potrebna za zagrijavanje vanjskog zraka na projektnu temperaturu 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 od cigle s peći i sustavom plinskih kanala za odvođenje produkata izgaranja. Toplina koja se oslobađa tijekom procesa izgaranja zagrijava zidove, što zauzvrat daje toplinu u prostoriju.

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

Također primijeniti apartmanski sustavi grijanje vode. Izvor topline je uređaj za grijanje vode za kruta, tekuća ili plinovita goriva. Voda se zagrijava u aparatu, koji se dovodi do uređaji za grijanje i, nakon što se ohladi, vraća se na izvor.

U lokalnim sustavima grijanja zrak se može koristiti kao nosač topline. Uređaji za grijanje zraka nazivaju se vatrogasnim ili plinsko-zračnim jedinicama. U prostorijama se zrak opskrbljuje ventilatorima kroz kanalski sustav.

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

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

Centralizirani je sustav grijanja s jednim zajedničkim (centralnim) izvorom topline. Ovo je sustav grijanja za jednu zgradu, grupu zgrada, jednu ili više četvrti, pa čak i mali grad.

Sustavi se također razlikuju po vrsti prijenosa topline u zrak prostorije: konvektivni, zračeći; vrsta uređaja za grijanje: radijator, pretvarač, ploča.

Jednocijevni sustav 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. Shema jednocijevnog sustava može biti protočna (slika 26, a), s aksijalnim dijelovima za zatvaranje (slika 26, b), s mješovitim zatvarajućim dijelovima (slika 26, c). Oznake su iste kao na sl.25.

U protočnim sustavima voda uzastopno prolazi kroz sve uređaje uspona, u sustavima s aksijalnim zatvarajućim dijelovima voda dijelom prolazi kroz uređaje, dijelom kroz zaporne sekcije zajedničke za dva uređaja na istoj etaži, u sustavima s mješovitim sekcijama zatvaranja, voda se grana kroz dva zatvaranja dijela.

NA jednocijevni sustavi temperatura vode opada u smjeru njezina kretanja, odnosno uređaja gornjim katovima toplije aparate niže etaže. U ovim sustavima 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 strukturne oblike od glatke cijevi, savijeni ili zavareni u blokove (registre), na radijatore, rebraste cijevi i grijaće ploče.

Opskrba toplom vodom

Topla voda mora biti iste kvalitete kao i pitka, jer se koristi u higijenske svrhe. Temperatura vode treba biti unutar 55 ... 60 ° C.

Razlikovati lokalnu i centralnu opskrbu toplom vodom. Lokalnu opskrbu toplom vodom osigurava bojleri autonomna i periodično djelovanje s uređajem za distribuciju i raščlanjivanje tople vode. Bojleri rade na kruto gorivo (ugljen, drva), plin i mogu biti električni. Prema principu rada, bojleri se dijele na kapacitivne i protočne.

Centralni sustav opskrbe toplom vodom koristi se za objekte toplinske snage preko 60 kW. Sustav je dio unutarnji vodovod i predstavlja mrežu distribucijskih cjevovoda Vruća voda između potrošača.

Cirkulacijski usponi sprječavaju hlađenje vode u usponima u nedostatku unosa vode. Izvor topline su bojleri (bojleri) smješteni u toplinskom ulazu zgrade ili u grupnom grijalištu.

Ventilacija

Ventilacija služi za uvođenje čisti zrak u prostor i ukloniti kontaminirani materijal radi osiguranja potrebnih sanitarno-higijenskih uvjeta. Zrak koji se dovodi u prostoriju naziva se dovodni zrak, a uklonjeni zrak naziva se ispušni zrak.

Ventilacija može biti prirodna ili prisilna. Prirodna ventilacija nastaje pod utjecajem razlike gustoće između hladnog i topli zrak, njegova cirkulacija ide ili kroz posebne kanale, ili kroz otvorene otvore, krmene otvore i prozore. Na prirodna ventilacija pritisak je mali i, sukladno tome, mala je izmjena zraka.

Prisilna ventilacija provodi se uz pomoć ventilatora koji dovode zrak i uklanjaju ga iz prostorije s visokom učinkovitošću.

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

Sustav ventilacije koji samo odvodi zrak iz prostorije naziva se ispušni, ventilacijski sustav koji samo dovodi zrak u prostoriju naziva se dovodni zrak.

NA stambene zgrade primjenjuje se u pravilu opća razmjena prirodna Ispušni sustav ventilacija. vanjski zrak ulazi u prostor infiltracijom (kroz propuštanja u ogradama), a zagađeni unutarnji zrak se uklanja kroz ispušni kanali zgrada. Gubici toplinske energije uslijed dotoka hladnog vanjskog zraka nadopunjuju se sustavom grijanja i iznose 5 ... 10% opterećenja grijanja zimi.

u javnosti i industrijske zgrade dovod i ispuh obično je uređen prisilna ventilacija, a posebno se uzima u obzir potrošnja toplinske energije.

Klimatizacija

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

Sustavi klimatizacije industrijskih prostora u instrumentarskim, radio-elektroničkim, prehrambenim, tekstilnim poduzećima, do zračno okruženje koji imaju visoke zahtjeve.

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

Zrak se zagrijava u grijačima, hladi u površinskim ili kontaktnim hladnjacima, sličnog dizajna kao grijači, ali cirkulira u rashladnim cijevima hladna voda ili rashladno sredstvo (amonijak, freon).

Odvlaživanje zraka nastaje kao rezultat kontakta s površinom hladnjaka čija je temperatura ispod točke rosišta zraka – na toj površini nastaje kondenzacija.

Za navodnjavanje zrakom koriste se mlaznice za dovod vode ili navlažene površine s labirintnim 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 sačuvati u velikim razmjerima. Mora se konzumirati odmah po primitku. Stoga postoji potreba za prijenosom električne energije na velike udaljenosti.

Prijenos energije povezan je sa 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. Na vrlo velika duljina dalekovodi mogu postati ekonomski neisplativi. Praktički je vrlo teško značajno smanjiti otpor linije. Stoga morate smanjiti snagu struje.

Budući da je strujna snaga proporcionalna umnošku jačine struje i napona, kako bi se održala odašena 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 zahtijevao bi donošenje složenih posebnih mjera za izolaciju namota i drugih dijelova generatora.

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

Za izravnu upotrebu električne energije u motorima električnog pogona alatnih strojeva, u rasvjetna mreža a u druge svrhe mora se sniziti napon na krajevima voda. To se postiže korištenjem step-down transformatora.

Obično se smanjenje napona i, sukladno tome, povećanje snage struje javljaju u nekoliko faza. U svakoj fazi napon je sve manji, a područje koje pokriva električna mreža sve je šire.

Pri vrlo visokom naponu između žica počinje koronsko pražnjenje, što dovodi do gubitaka energije. Dopuštena amplituda izmjeničnog napona mora biti takva da je za dano područje poprečne žice gubitak energije zbog koronskog pražnjenja zanemariv.

Objedinjene su elektrane brojnih regija zemlje visokonaponski vodovi prijenos, tvoreći zajedničku električnu mrežu na koju su priključeni potrošači. Takva kombinacija, nazvana energetski sustav, omogućuje izglađivanje "vršnih" opterećenja potrošnje energije u jutarnjim i večernjim satima. Elektroenergetski sustav osigurava nesmetano napajanje potrošača, bez obzira na njihovu lokaciju.

ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI I ELEKTRIČNE MREŽE.

Električni dio elektrane uključuje raznovrsnu glavnu i pomoćnu opremu. Glavna oprema namijenjena proizvodnji i distribuciji električne energije uključuje:

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

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

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

Elektroenergetski (električni) sustav je skup električni dijelovi elektrane, električne mreže i potrošači električne energije, povezani zajedništvom režima i kontinuitetom procesa proizvodnje, distribucije i potrošnje električne energije. Električni sustav je dio elektroenergetskog sustava, s izuzetkom toplinskih mreža i potrošača topline. Električna mreža - skup električnih instalacija za distribuciju električna energija, koji se sastoji od trafostanica, razvodni uređaji, zrak i kabelske vodove prijenos snage. Distribucija električne energije od elektrana do potrošača vrši se putem električne mreže. Električni vod (nadzemni ili kabelski) je električna instalacija namijenjena za prijenos električne energije.

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

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

elektricitet jednog napona u elektricitet drugog napona. Električna trafostanica je električna instalacija namijenjena pretvaranju i distribuciji električne energije. Trafostanice se sastoje od transformatora, sabirnica i sklopnih uređaja, kao i pomoćna oprema: uređaji za relejnu zaštitu i automatizaciju, mjerni instrumenti. Trafostanice su dizajnirane za povezivanje generatora i potrošača s dalekovodima.

Klasifikacija električnih mreža može se provesti prema vrsti struje, nazivnom naponu, izvršenim funkcijama, prirodi potrošača, konfiguraciji mrežnog dijagrama itd.

Prema vrsti struje, izmjenične i istosmjerna struja; napon: ekstra visoki napon ( ,visoki napon ,Niski napon (<1кВ).

Prema konfiguraciji mrežnog dijagrama dijele se na zatvorene i otvorene.

Prema obavljanim funkcijama razlikuju se okosne, opskrbne i distribucijske mreže. Kružne mreže s naponom od 330-1150 kV obavljaju funkcije formiranja jedinstvenih energetskih sustava, uključujući moćne elektrane, osiguravaju njihovo funkcioniranje kao jedinstveni kontrolni objekt i istodobno prenose električnu energiju iz moćnih elektrana. Također provode komunikaciju sustava, t.j. veze između elektroenergetskih sustava su vrlo duge. Načinom rada okosnih mreža upravlja dispečer Jedinstvene dispečerske kontrole (ODC) ODU uključuje nekoliko daljinskih elektroenergetskih sustava - područnih energetskih odjela (REU).

Opskrbne mreže su predviđene za prijenos električne energije od trafostanica okosne mreže i dijelom od autobusa elektrana 110-220 kV do energetskih centara (CP) distribucijskih mreža - podstanica. Mreže opskrbe su obično zatvorene. U pravilu, napon ovih mreža je 110-220 kV, kako raste gustoća opterećenja, snaga stanica i duljina električnih mreža, napon ponekad doseže 330-550 kV.

Okružna trafostanica obično ima veći napon od 110-220kV i niži napon od 6-35kV. Transformatori su ugrađeni u ovu trafostanicu, što vam omogućuje regulaciju napona na niskonaponskim sabirnicama pod opterećenjem.

Distribucijska mreža je projektirana za prijenos električne energije na kratke udaljenosti od niskonaponskih sabirnica područnih trafostanica do industrijskih, urbanih, ruralnih potrošača. Takve su distribucijske mreže obično otvorene. Postoje distribucijske mreže visokog () i niskog (napona). Zauzvrat, prema prirodi potrošača, distribucijske mreže se dijele 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 poduzeća i velikih gradova provodi se duboki unos visokog napona, t.j. izgradnja trafostanica s primarnim naponom 110-500 kV u blizini centara opterećenja. Mreže internog napajanja velikih gradova su mreže od 110 kV, u nekim slučajevima uključuju duboke ulaze od 220 / 10 kV. Poljoprivredne mreže trenutno rade na naponu od 0,4-110 kV.

Nadzemni električni vodovi (VL) dizajnirani su za prijenos električne energije na daljinu kroz žice. Glavni konstruktivni elementi nadzemnih vodova su žice (služe za prijenos električne energije), kabeli (služe za zaštitu nadzemnih vodova od udara groma), oslonci (nosne žice i kabeli na određenoj visini), izolatori (izoliraju žice nosača). ), linearne armature (uz njegovu pomoć žice se učvršćuju na izolatore, a izolatori na nosače).

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

Najčešće žice su aluminij, čelik-aluminij i aluminijske legure. Energetski kabeli sastoje se od jedne ili više strujnih jezgri, odvojenih jedna od druge i od zemlje izolacijom. Vodljivi vodiči - izrađeni od aluminija jednožilni (presjek do 16) ili višežični. Kabel s bakrenim vodičima koristi se u eksplozivnim područjima.

Izolacija je izrađena od posebnog kabelskog papira impregniranog mineralnim uljem, apliciranog u obliku traka na vodljive žice, a može biti i od gume ili polietilena. 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 unutarnji i vanjski zaštitni poklopci.

Unutarnji zaštitni omot (jastuk ispod oklopa) je sloj jute od impregnirane pamučne pređe ili kabel sulfatnog papira.Vanjski zaštitni omot je od jute premazane antikorozivnom smjesom.

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

ENERGETSKA EKONOMIJA INDUSTRIJSKIH PODUZEĆA I POTENCIJAL UŠTEDE ENERGIJE.

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

Značajne rezerve ušteda energije u ovim industrijama posljedica su nesavršenosti tehnoloških procesa i opreme, shema opskrbe energijom, nedovoljnog uvođenja novih tehnologija za uštedu energije i bez otpada, razine iskorištenosti sekundarnih energetskih resursa, niskog jediničnog kapaciteta tehnoloških postrojenja. vodova i jedinice, korištenje neekonomične rasvjetne opreme, neregulirani električni pogon, neučinkovito opterećenje energetske opreme, niska opremljenost mjerenjem, kontrolom i regulacijom tehnoloških i energetskih procesa, nedostaci utvrđeni u projektiranju i izgradnji poduzeća i pojedinih industrija, niska razina rada opreme, zgrada i građevina.

Strojarstvo i metalurgija. Za potrebe ljevaonice, kovanja i prešanja te toplinske proizvodnje odlazi otprilike jedna trećina svih kotlovskih i pećnih goriva koje se koriste u strojarstvu. Otprilike polovica sve potrošene topline i oko trećine električne energije koristi se za tehnološke potrebe. Više od trećine električne energije odlazi na mehaničku obradu. Glavni potrošači energetskih resursa u strojarstvu su ložište, kupolaste peći, peći za taljenje, strojevi za vuču (ventilatori i dimovode), peći za grijanje, sušare, valjaonice, oprema za galvanizaciju, jedinice za zavarivanje, preše.

Razlozi niske učinkovitosti korištenja goriva i energije u inženjerskim industrijama su niska tehnička razina peći, visoka potrošnja metala proizvoda, veliki metalni otpad tijekom njegove obrade, neznatna razina povrata otpadne topline, neracionalna struktura energije. korišteni nositelji, te značajni gubici u toplinskim i električnim mrežama.

Više od polovice rezervi uštede energije može se ostvariti u procesu taljenja metala i ljevaoničke proizvodnje. Ostatak uštede povezan je s poboljšanjem procesa obrade metala, uključujući povećanje razine njegove automatizacije, proširenje upotrebe manje energetski intenzivne plastike i drugih konstrukcijskih materijala u usporedbi s metalom.

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

• Upotreba učinkovitih materijala za oblaganje i toplinsko izolaciju u pećima, sušilicama i toplinskim cjevovodima;
• Primjena tiristorskih frekvencijskih pretvarača u procesima indukcijskog zagrijavanja metala u kovanju i toplinskoj proizvodnji;
• Uvođenje štedljivih boja i lakova (s niskom temperaturom sušenja, na bazi vode, s povećanim suhim ostatkom);
• Smanjenje potrošnje energije u obradi metala (zamjena toplog štancanja ekstruzijom i hladnim žigosanje);
• Upotreba zupčanika umjesto proizvodnje na strojevima za rezanje zupčanika;
• Proširivanje primjene tehnika metalurgije praha;
• Korištenje CNC alatnih strojeva (računalno numeričko upravljanje), razvoj robotike i fleksibilnih proizvodnih struktura;
• Smanjena potrošnja energije odljevka smanjenjem otpada.

Kemijska i petrokemijska industrija. U tim industrijama postoji niz tehnoloških procesa u kojima se troši ili oslobađa velika količina topline. Ugljen, nafta i plin koriste se i kao gorivo i kao sirovine.

Glavni pravci uštede energije u ovim industrijama su:

• Primjena visokoučinkovitih procesa izgaranja u tehnološkim pećima i aparatima (ugradnja rekuperatora za zagrijavanje vode);
• Korištenje potopljenih plinskih plamenika za zamjenu parnog grijanja nezapaljivih tekućina;
• Implementacija nove tehnologije za neotpadnu ekološki prihvatljivu proizvodnju kaprolaktama uz proizvodnju toplinske energije u obliku pare i gorivih plinova (PO "Azot");
• Poboljšanje učinkovitosti procesa rektifikacije (optimizacija tehnološkog procesa primjenom toplinskih pumpi, povećanje aktivnosti i selektivnosti katalizatora);
• Poboljšanje i povećanje jediničnog kapaciteta jedinica u proizvodnji kemijskih vlakana;
• Smanjenje gubitaka goriva i sirovina u niskotemperaturnim procesima;
• Preprofiliranje proizvodnje amonijaka na manje energetski intenzivnu proizvodnju metanola (PO "Azot").

Velika rezerva za uštedu energetskih resursa u petrokemijskoj industriji je iskorištavanje sekundarnih energetskih resursa, uključujući uvođenje kotlova na otpadnu toplinu za proizvodnju pare i tople vode kako bi se iskoristila toplina visokopotencijalnih emisija plinova.

Među industrijskim proizvodnjama, proizvodnja mineralnih gnojiva jedna je od energetski najzahtjevnijih. Troškovi energije u trošku određenih vrsta proizvoda u ovoj industriji čine oko trećinu. Povećanje energetske učinkovitosti povezano je s potrebom razvoja temeljno novih vrsta opreme za proizvodnju mineralnih gnojiva, temeljenih na korištenju suvremenih fizičkih, fizikalno-kemijskih i fizikalno-mehaničkih utjecaja (akustičkih, vibracijskih, elektromagnetskih) na tehnološke procese, uključujući uređaji za prijenos topline i mase, filteri uređaja za miješanje, granulatori itd.

Proizvodnja građevinskog materijala.

Proizvodnja građevinskog materijala temelji se na požarnim procesima povezanim s potrošnjom značajnih količina loživog ulja, prirodnog plina i koksa, t.j. najvrjednija goriva. Istodobno, učinkovitost ovih goriva u industriji ne prelazi 40%.

Najveća količina energetskih resursa u industriji građevinskih materijala troši se na proizvodnju cementa. Energetski najzahtjevniji proces u proizvodnji cementa je žarenje klinkera (klinker je mješavina vapnenačke i glinene sirovine spaljene 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 smjer uštede energije korištenje suhe metode za proizvodnju cementa iz pretopljenih sirovina.

U proizvodnji betona energetski štedljivi su proizvodnja i uvođenje akceleratora stvrdnjavanja betona za prijelaz na niskoenergetsku tehnologiju za proizvodnju montažnog betona, kao i korištenje generatora topline za toplinsku 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.

Potrebno je organizirati proizvodnju građevinskih i izolacijskih materijala i konstrukcija koji smanjuju gubitke topline kroz ovojnice zgrade, te razviti i implementirati sustav mjera za korištenje potencijala lokalnih goriva za pečenje zidne keramike.

U staklarskoj industriji toplinska učinkovitost peći na plameno staklo (glavni potrošači goriva) ne prelazi 20-25%.Najveći gubici energije nastaju kroz omotač zgrade peći (30-40%) i s ispušnim plinovima (30). -40%).u staklarskoj industriji povećati učinkovitost staklenih peći, zamijeniti oskudna fosilna goriva i iskoristiti sekundarne toplinske resurse.

U šumarstvu i drvoprerađivačkoj industriji glavna područja 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 materijala za oblaganje umjesto laminiranja;
• Izrada dijelova od iverice;
• Iskorištavanje topline ventilacijskih emisija i niskog stupnja topline mješavine pare i zraka;
• Razvoj i implementacija opreme za proizvodnju i korištenje generatorskog plina iz drvnog otpada za proizvodnju toplinske i električne energije;
• Preopremanje sušnih komora PAP-32 sa električne energije na proizvodnju drvnog otpada.

Glavni pravci uštede energije u lakoj industriji:

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

U poljoprivredi se oko polovica ušteda energije može postići uvođenjem štedljivih strojeva, tehnoloških procesa i opreme.

Pretežni udio potencijala uštede energije ostvaruje se uklanjanjem izravnog otpada i povećanjem učinkovitosti poljoprivrednih strojeva, smanjenjem potrošnje goriva i energenata u stočnim farmama i staklenicima poboljšanjem termofizičkih karakteristika ograđenih konstrukcija, korištenjem niskopotencijalnog SER-a. , optimiziranje energetskih bilanca u kombinaciji s korištenjem netradicionalnih izvora (bioplin i sl.), 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 sljedeći:

• Unapređenje tehnologije sušenja žitarica i stočne hrane, metode primjene mineralnih i organskih gnojiva;
• Razvoj i implementacija sustava za korištenje biljnog i stočnog otpada u energetske svrhe, kao i za proizvodnju gnojiva i aditiva za životinje;
• 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 sustava grijanja za stočarske objekte;
• Primjena dizalica topline u sustavima opskrbe toplinom i hladnoćom i uređajima za nesmetanu regulaciju rada ventilacijskih sustava, uvođenje suvremene instrumentacije i opreme za automatizaciju, ugradnja uređaja za mjerenje i upravljanje energijom, kao i izgradnja bioplinskih postrojenja .

U prehrambenoj industriji proizvodnja šećera je jedna od energetski najintenzivnijih industrija. Glavne uštede u energetskim resursima u proizvodnji šećera mogu se postići poboljšanjem tehnoloških shema i ciljanim uvođenjem opreme za uštedu energije, korištenjem niske razine topline sekundarnih para isparivača i postrojenja za vakuumsku kristalizaciju i kondenzata u toplinskim krugovima. .

Proizvodnja alkohola je također energetski intenzivna. Za smanjenje potrošnje topline potrebno je uvesti enzimsku hidrolizu u pripremu škroba koji sadrži sirovine za fermentaciju.

Bit politike uštede energije u promatranom razdoblju je maksimalno moguće zadovoljenje potražnje za gorivima i energentima uštedom istih u industriji, poljoprivredi, domaćem sektoru i učinkovitijim korištenjem u elektroprivredi.

Glavni razlozi za neučinkovito korištenje izvora goriva i energije u Bjelorusiji su nedostatak sveobuhvatne tehničke, ekonomske, regulatorne i pravne politike za uštedu energije, nedostaci u projektiranju, izgradnji i radu, nedostatak tehničke baze za proizvodnja potrebne opreme, instrumenata, aparata, sustava automatizacije i upravljanja.

Potencijal za uštedu energije u elektroprivredi formira se zahvaljujući raširenom razvoju opskrbe toplinom temeljenom na plinskim turbinama i postrojenjima s kombiniranim ciklusom, modernizaciji i rekonstrukciji postojećih energetskih objekata, poboljšanju tehnoloških shema i optimizaciji načina rada opreme, povećanju učinkovitost procesa izgaranja goriva i njihova automatizacija, uvođenje automatiziranih sustava upravljanja.

U domaćem sektoru formira se poboljšanjem toplinskih i fizičkih karakteristika ograđenih konstrukcija zgrada i građevina, modernizacijom i povećanjem razine rada malih kotlovnica, korištenjem ekonomičnijih rasvjetnih uređaja, podesivog električnog pogona, raširenim uvođenjem kontrola i regulacija mjernih uređaja, poboljšanje održavanja zgrada i građevina, povećanje učinkovitosti električnog transporta, učinkovitosti plinskih peći, kvalitete toplinske izolacije itd.

GLAVNI POTROŠAČI TOPLINSKE ENERGIJE

Glavni potrošači toplinske energije su industrijska poduzeća i stambeno-komunalne usluge.Većina industrijskih potrošača zahtijeva toplinsku energiju u obliku pare (zasićene ili pregrijane) ili tople vode. Na primjer, za pogonske jedinice koje kao pogon imaju parne strojeve ili turbine (parni čekići i preše, kovački strojevi, turbopumpe, turbokompresori itd.), para je potrebna pod tlakom od 0,8-3,5 MPa i pregrijana na 250-450°C.

Tehnološki aparati i uređaji (sve vrste grijača, sušara, isparivača, kemijskih reaktora) 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 sustavi grijanja i ventilacije stambenih i javnih zgrada, opskrba toplom vodom i klimatizacija. U stambenim i javnim zgradama, površinska temperatura uređaja za grijanje, u skladu sa zahtjevima sanitarno-higijenskih normi, 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 sustavima grijanja, ventilacije i tople vode, topla voda se koristi kao nosač topline.

Sustavi grijanja.

Sustav opskrbe toplinom je kompleks uređaja za proizvodnju, transport i korištenje topline.

Opskrba toplinom potrošača (grijanje, ventilacija, sustavi opskrbe toplom vodom i tehnološki procesi) sastoji se od tri međusobno povezana procesa: prijenosa topline na rashladno sredstvo, transporta rashladnog sredstva i korištenja toplinskog potencijala rashladnog sredstva. Sustavi opskrbe toplinom klasificirani su prema sljedećim glavnim značajkama: snaga, vrsta izvora topline i vrsta rashladne tekućine. U pogledu snage, sustave opskrbe toplinom karakterizira raspon prijenosa topline i broj potrošača. Mogu biti lokalni ili centralizirani. Lokalni sustavi grijanja su sustavi u kojima su tri glavne veze spojene i smještene u istom ili susjednom prostoru. Istodobno se primanje topline i njezin prijenos u unutarnji zrak kombiniraju u jednom uređaju i nalaze se u grijanim prostorijama (peći).Centralizirani sustavi u kojima se toplina dovodi iz jednog izvora topline u više prostorija.

Sustavi daljinskog grijanja prema vrsti izvora topline dijele se na daljinsko grijanje i daljinsko grijanje. U sustavu daljinskog grijanja izvor topline je kotlovnica, daljinsko grijanje-CHP.

Nosač topline prima toplinu u kotlovnici okruga (ili CHPP) i kroz vanjske cjevovode, koji se nazivaju toplinske mreže, ulazi u sustave grijanja, ventilacije industrijskih, javnih i stambenih zgrada. U uređajima za grijanje koji se nalaze unutar zgrada, rashladna tekućina daje dio topline akumulirane u njoj i ispušta se kroz posebne cjevovode natrag do izvora topline.

Nosač topline je medij koji prenosi toplinu iz izvora topline na uređaje za grijanje sustava grijanja, ventilacije i opskrbe toplom vodom.

Prema vrsti nosača topline, sustavi opskrbe toplinom podijeljeni su u 2 skupine - voda i para. U sustavima grijanja vode nositelj topline je voda, u parnim sustavima para. U Bjelorusiji se sustavi grijanja vode koriste za gradove i stambena područja. Na industrijskim mjestima para se koristi u tehnološke svrhe.

Toplovodni sustavi vode mogu biti jednocijevni i dvocijevni (u nekim slučajevima i višecijevni).Najčešći je dvocijevni sustav opskrbe toplinom (topla voda se opskrbljuje potrošaču preko jedne cijevi, a rashlađena voda vraća se u CHPP ili u kotlovnicu kroz drugu cijev).Postoje otvoreni i zatvoreni sustavi opskrbe toplinom. U otvorenom sustavu provodi se "izravno povlačenje vode", t.j. toplu vodu iz opskrbne mreže potrošači rastavljaju za kućanske, sanitarno-higijenske potrebe. Uz potpunu upotrebu tople vode, može se koristiti jednocijevni sustav. Zatvoreni sustav karakterizira gotovo potpuni povratak mrežne vode u CHP (ili kotlovnicu kotlovnice).Mjesto gdje su potrošači topline priključeni na toplinsku mrežu naziva se pretplatnički ulaz.

Nosači topline sustava daljinskog grijanja podliježu sanitarno-higijenskim (nosač topline ne bi trebao pogoršavati sanitarne uvjete u zatvorenim prostorima - prosječna temperatura površine uređaja za grijanje ne može biti veća od 70-80), tehničkim i ekonomskim (tako da troškovi transporta cjevovoda je najniža, masa uređaja za grijanje je mala i osigurana je minimalna potrošnja goriva za grijanje prostora) i pogonskih zahtjeva (mogućnost centralnog podešavanja prijenosa topline potrošnih sustava zbog promjenjivih vanjskih temperatura).

Parametri nosača topline - temperatura i tlak. Umjesto tlaka u radu se koristi glava H. Napor i tlak povezani su ovisnošću

gdje je H glava, m; P - tlak, Pa; - gustoća nosača topline, kg /; g - ubrzanje slobodnog pada, m / u sustavima daljinskog grijanja iz kotlovnice ili CHP, kao iu sustavima grijanja industrijskih zgrada.

Mreža grijanja

U Bjelorusiji, duljina toplinskih mreža (1996.) je: glavna 794 km, distribucija 1341 km.

Glavni elementi toplinskih 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 nepropusne pri maksimalnim tlakovima i temperaturama rashladne tekućine, imati nizak koeficijent toplinske deformacije, malu hrapavost unutarnje površine, visoku toplinsku otpornost zidova, što doprinosi očuvanju topline i nepromjenjivost svojstava materijala tijekom dugotrajnog izlaganja visokim temperaturama i pritiscima.

Toplinska izolacija se primjenjuje na cjevovode kako bi se smanjili gubici topline tijekom transporta rashladne tekućine. Toplinski gubici se smanjuju za 10-15 puta za nadzemno polaganje, a 3-5 puta za podzemno u odnosu na neizolirane cjevovode. Toplinska izolacija mora imati dovoljnu mehaničku čvrstoću, izdržljivost, otpornost na vlagu (hidrofobnost), ne stvarati uvjete za nastanak korozije i istovremeno biti jeftina. Predstavljen je sljedećim dizajnom: segment, omot, nadjev, lijevani i mastiks. Izbor izolacijske strukture ovisi o načinu polaganja toplinske cijevi.

Segmentna izolacija izrađena je od prethodno izrađenih profiliranih segmenata različitih oblika, koji su postavljeni na cjevovod, vezani žicom i izvana prekriveni azbestno-cementnom žbukom. Segmenti se izrađuju od pjenastog betona, mineralne vune, plinskog stakla itd. Omotačka izolacija izrađena je od mineralnog filca, azbestnog termoizolacijskog kabela, aluminijske 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 koristi se u obliku pokrova, školjki, mreža ispunjenih praškastim, labavim i vlaknastim materijalima. Za pakiranje se koristi mineralna vuna, pjenasti beton i dr. Kod polaganja cjevovoda u neprohodnim kanalima i bezkanalnog polaganja koristi se lijevana izolacija.

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

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

Neprohodni kanali su izrađeni od objedinjenih armiranobetonskih elemenata. Oni su koritasti pladanj sa stropom od gotovih betonskih ploča. Vanjska površina zidova prekrivena je krovnim materijalom na bitumenskom mastiku. Izolacija - antikorozivni zaštitni sloj, toplinski izolacijski 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. Prijenos topline. M .: Izdavačka kuća energetike, 1981.
2. Oprema za toplinsku tehniku ​​i opskrbu toplinom industrijskih poduzeća / Ed. B.N. Golubkov. M.: Energija, 1979.
3. Toplinska oprema i toplinske mreže. G.A. Arseniev i dr. M.: Energoatomizdat, 1988.
4. Andryushenko A.I., Aminov R.Z., Khlebalin Yu.M. Instalacije grijanja i njihova uporaba. M.: Vyssh. škola, 1983.

Pitanje 1. Klasifikacija potrošača topline. Dijagrami toplinskog opterećenja.

OSNOVE OPĆE KEMIJE (teorija i ispitni materijali)

Urednica Asylbekova B.A.

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

Svezak 5.7 akademsko-ur. l. Naklada 300 primjeraka. Narudžba 2511

Tiskarsko-kopirna radionica KSTU, Karaganda, rođ. Mira, 56 godina

Pitanje 1. Klasifikacija potrošača topline. Dijagrami toplinskog opterećenja.

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

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

Prilikom projektiranja i rada sustava opskrbe toplinom potrebno je uzeti u obzir:

Vrsta nosača topline (voda ili para);

Parametri nosača topline (temperatura i tlak);

Maksimalna satna potrošnja topline;

Promjena potrošnje topline tijekom dana (dnevni raspored);

Godišnja potrošnja topline;

Promjena potrošnje topline tijekom godine (godišnji raspored);

Priroda upotrebe rashladne tekućine od strane potrošača (izravni unos iz mreže grijanja ili samo ekstrakcija topline).

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

Način rada tehnoloških sustava podložan je promjenama koje mogu biti redovite i slučajne, dugotrajne ili kratkoročne, ali bi se one trebale odvijati uz minimalnu potrošnju energije, bez ugrožavanja pouzdanosti rada opreme i pripadajućih sustava.

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

Kako bi se procijenila stvarna potreba poduzeća ili njegovih odjela za toplinskim energetskim resursima, potrebno je analizirati grafikone potrošnje toplinske energije u pojedinim razdobljima rada - unutar dana, tjedna, mjeseca, godine.

Karakteristike ujednačenosti toplinskih opterećenja tijekom cijele godine su broj sati korištenja maksimalnog toplinskog opterećenja, h/god., te koeficijent K, koji predstavlja omjer prosječnog dnevnog opterećenja i maksimalnog dnevnog opterećenja za godinu.

Prema tim karakteristikama industrijska poduzeća se dijele u tri skupine: prva t\u003d 4000 - 5000 h / godina, K \u003d 0,57 - 0,68; drugi t\u003d 5000 - 6000 h / godina, K \u003d 0,6 - 0,76; treći t 6000 h/god, K 0,76.

Prva skupina uključuje poduzeća, na primjer, laku industriju i strojarstvo, u strukturi troškova toplinske energije od kojih više od 40% ima opterećenja sustava grijanja, ventilacije i tople vode. Sukladno tome, trošak topline za tehnologiju je manji od 60%. Treća skupina uključuje poduzeća s prevladavajućim udjelom troškova toplinskog opterećenja za tehnološke potrebe - više od 90%. Potrošnja topline kod potrošača ostalih kategorija vrlo je mala - manje od 10% (tablica 8).

Tablica 8

Potrošači topline mogu se podijeliti u dvije skupine:

1) sezonski potrošači topline;

2) cjelogodišnji potrošači topline.

Sezonski potrošači topline su:

Grijanje;

Ventilacija (s grijanjem zraka u grijačima);

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

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

Tehnološki potrošači topline;

Opskrba toplom vodom za kućne potrošače.

Promjene sezonskog opterećenja uglavnom ovise o klimatskim uvjetima (temperatura vanjskog zraka, brzina i smjer vjetra, sunčevo zračenje, vlažnost zraka itd.). Sezonsko opterećenje ima relativno stalan dnevni raspored i promjenjiv godišnji raspored opterećenja (slika 11.).

Raspored tehnološkog opterećenja ovisi o profilu i načinu rada industrijskih poduzeća, a raspored opterećenja opskrbe toplom vodom ovisi o poboljšanju zgrada, sastavu i dnevnoj rutini glavnih skupina stanovništva, načinu rada. komunalnih djelatnosti - kupališta, praonica rublja. Ima gotovo konstantan godišnji i oštro varijabilan dnevni raspored. Dnevni rasporedi subotom i nedjeljom obično se razlikuju od dnevnih rasporeda ostalim danima u tjednu.

Većina sustava opskrbe toplinom ima različito toplinsko opterećenje (grijanje, ventilacija, opskrba toplom vodom, procesni potrošači). Njegova vrijednost i priroda ovise o mnogim čimbenicima, uključujući klimatske i, uglavnom, temperaturu vanjskog zraka.

Na grafikonu (sl. 12) prikazana je ovisnost utroška topline za grijanje, ventilaciju, opskrbu toplom vodom i tehnološke potrebe o temperaturi vanjskog zraka, t.j. troškovi topline.

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

Apscisa je vanjska temperatura zraka.

Izgradimo četiri grafikona različitih toplinskih opterećenja. Potrošnja topline za tehnološke potrebe i opskrba toplom vodom nije funkcija vanjske temperature. Raspored će imati neujednačen karakter tijekom dana i tjedna, ali se tijekom godine izglađuje i dobiva ujednačen karakter.

je obično 24 sata. Pri konstantnoj vanjskoj temperaturi opterećenje grijanja stambenih zgrada je praktički konstantno. Za industrijska poduzeća ima nestalan dnevni i tjedni raspored, t.j. radi uštede umjetno smanjuju opskrbu toplinom noću i vikendom. Maksimalni protok grijanja odgovara izračunatoj vanjskoj temperaturi za grijanje i izračunato je opterećenje grijanja. Minimalna potrošnja topline za grijanje odgovara izračunatoj vanjskoj temperaturi na početku i kraju sezone grijanja

Karakteristične temperature za graf ventilacijsko opterećenje sljedeće:

Izračunata temperatura vanjskog zraka za ventilaciju odgovara izračunatom opterećenju ventilacije (koristi se recirkulacijsko grijanje). Kada je potrošnja topline za ventilaciju konstantna i ventilacijske jedinice rade s recirkulacijom, t.j. s primjesom zraka odnesenog iz njihovih prostorija u vanjski zrak. Recirkulacija zraka prihvatljiva je za prostore u kojima zrak ne sadrži patogene, otrovne plinove, 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 zraka niža, potrošnja topline za ventilaciju ostaje jednaka izračunatoj zbog smanjenja brzine izmjene zraka. Za regulaciju brzine izmjene zraka u intervalu ventilacijske jedinice moraju biti opremljene autoregulatorima.

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

Ukupna potrošnja topline za grijanje, ventilaciju, opskrbu toplom vodom i tehnološke potrebe u četvrti je zbroj troškova pojedinih pretplatnika. Opterećenje grijanja je dominantno. Grafikon ukupne potrošnje topline ima oblik prikazan na sl.12. Ima tri točke prekida:

a) trenutak uključivanja grijanja;

b) trenutak uključivanja ventilacije;

c) trenutak promjene ventilacijskog opterećenja.

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

Glavni zadatak grijanja je održavanje uvjeta toplinske udobnosti (uvjeta povoljnih za život i aktivnost).

Prema SNiP-u, dopušteni (optimalni) meteorološki uvjeti na području ​​stambenih i javnih zgrada:

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

Relativna vlažnost zraka 65% (45-30)

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

Za to je potrebno održavati ravnotežu između toplinskih gubitaka zgrade i toplinskog dobitka, što se može izraziti sljedećom jednadžbom ( toplinska ravnoteža):

,

gdje je - ukupni toplinski gubici, - dotok topline kroz sustav grijanja, - unutarnji izvori topline.

Uključuje:

Gubici zbog prijenosa topline kroz vanjska kućišta;

Gubici infiltracije zbog hladnog zraka koji ulazi u prostore kroz vanjske ograde koje propuštaju, , gdje je koeficijent infiltracije (= 0,03-0,06 - stambene, javne zgrade, = 0,25-0,30 - industrijske zgrade);

Toplina za zagrijavanje hladnih predmeta (materijala), ()

Uključuje:

Od sunčevog zračenja (lanterne, prozori);

Od komunikacijske i tehnološke opreme;

Od električne opreme i električnih rasvjetnih tijela;

Od zagrijanog materijala i proizvoda;

U tehnološkim procesima (kondenzacija);

Od proizvoda izgaranja, površine peći;

Od ljudi.

Postoje dva metode izračunavanja .

1) Za male zgrade(prostorije):

,

gdje je koeficijent prolaza topline, je površina pojedinih vanjskih ograda, razlika je temperatura zraka s unutarnje i vanjske strane ovih ograda.

- 130,00 Kb

1. Vrijednost toplinske energije za moderno društvo. Relevantnost za Rusiju.

E.G.Gasho, V.S.Puzakov. Suvremene stvarnosti u području opskrbe toplinom.

Za više od 100 godina svog razvoja, ruski sustav kogeneracije (kogeneracije) i daljinskog grijanja (DH) postao je najveći na svijetu. Pod kogeneracijom se podrazumijeva proces centraliziranog opskrbe potrošača toplinskom energijom dobivenom u kogeneracijskoj elektrani kombiniranom metodom proizvodnje toplinske i električne energije. DH se odnosi na opskrbu toplinom potrošača iz izvora topline kroz zajedničku toplinsku mrežu. Daljinsko grijanje zauzima značajno mjesto u energetskom kompleksu zemlje. Više od polovice električnih kapaciteta svih termoelektrana dolazi iz javnih kogeneracijskih elektrana koje proizvode preko 30% ukupne električne energije u zemlji i pokrivaju trećinu potreba za toplinskom energijom. Do danas se sustav opskrbe toplinom u zemlji sastoji od gotovo 50 tisuća lokalnih sustava opskrbe toplinom, koje opslužuje 17 tisuća poduzeća za opskrbu toplinom. Postojeći sustav grijanja višekatnih stambenih zgrada organiziran je kao sustav grijanja.

Glavni izvori topline u sustavu daljinskog grijanja su kogeneracijske jedinice u termoelektranama (kogeneracijske, u pravilu u sklopu proizvodnih poduzeća) i kotlovnice (različitih oblika vlasništva). Proizvodnju toplinske energije u Rusiji karakteriziraju sljedeći podaci:

centralizirani izvori proizvode oko 74%;

decentralizirani izvori proizvode 26% topline u Rusiji.

Glavne vrste korištenih prirodnih goriva i energetskih resursa (FER): prirodni plin, nafta i naftni proizvodi, ugljen. O udjelu obnovljivih izvora energije (OIE) u gorivno-energetskoj bilanci zemlje još se ne može govoriti, jer o njima danas praktički nema pouzdanih statističkih podataka.

Materijali s osmog sastanka Otvorenog seminara "Ekonomski problemi energetskog kompleksa" od 25.01.2000. A.S. Nekrasov, S.A. Voronina. Ekonomski problemi opskrbe toplinom u Rusiji.

Opskrba toplinskom energijom u Rusiji, unatoč tome što je prepoznata kao najintenzivniji i najkritičniji segment gorivno-energetskog kompleksa zemlje, bila je i ostaje potpuno nekoordinirana zbog svoje nejedinstva.

U službenoj statističkoj publikaciji, Ruskom statističkom ljetopisu, ne postoji odjeljak o opskrbi toplinom.

Najveći neriješeni problem suvremenog daljinskog grijanja je smanjenje toplinskih gubitaka. Vrijednosti ovih gubitaka nisu pravilno uzete u obzir i nisu ekonomski procijenjene. Navedeni volumeni toplinskih gubitaka razlikuju se višestruko ovisno o izvorima informacija.

A.S. Nekrasov (u raspravi)

“Postoje ekonomska ograničenja učinkovitosti daljinskog grijanja iz određenog izvora. Moje je stajalište da je danas vrlo važno izračunati za sve glavne gradove (a to je učinjeno na ISE imena L.A. Melentieva u Irkutsku) kako bi daljinsko grijanje zaista trebalo izgledati.

Centralizacija je jedan od pravaca. Uz gustoću urbane razvijenosti koju imamo, naravno, trebala bi biti. Pitanje je drugačije. Jednom sam bio u Gusinoozersku, gdje ima 20 tisuća ljudi. Postoji opskrba toplinom iz Gusinoozerskaya GRES. Ako uzmemo 200 ljudi koji žive u svakoj kući, ovo je 5 ulica sa 20 kuća. Uz gustoću gradnje, kao što je to učinjeno u starijim gradovima, učinkoviti rezultati mogu se postići daljinskim grijanjem. Međutim, u ovom gradu svaka kuća stoji na udaljenosti od najmanje 50-100 m jedna od druge. Kako takav sustav može osigurati daljinsko grijanje bez ekonomskih gubitaka? Nemoguće. Stoga je pitanje kakav bi trebao biti sustav opskrbe toplinom pitanje kakva se strategija donosi u urbanističkom planiranju. Iako je to izvan okvira naše zadaće, to je osnovni uvjet za opravdanost razvoja daljinskog grijanja, posebice na bazi kogeneracije. Danas je nemoguće jednoznačno reći je li daljinsko grijanje dobro ili loše.”

2. Metode dobivanja toplinske 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: toplinsku, nuklearnu i energiju protoka vode.

2.1 Termoelektrane

Termoelektrana (TE), elektrana koja generira električnu energiju kao rezultat pretvorbe toplinske energije koja se oslobađa tijekom izgaranja fosilnih goriva. Prve termoelektrane pojavile su se u kon. 19 in i dobio pretežnu distribuciju. Svi R. 70-ih godina 20. stoljeće TE - glavna vrsta 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 opskrbljena je termoelektranama. Često se u gradovima koriste CHP - kombinirane toplinske i elektrane koje proizvode ne samo električnu energiju, već i toplinu u obliku tople vode. Takav sustav je prilično nepraktičan. za razliku od električnog kabela, pouzdanost grijanja je iznimno niska na velikim udaljenostima, učinkovitost daljinskog grijanja uvelike je smanjena zbog smanjenja temperature rashladne tekućine. Procjenjuje se da s duljinom toplinske cijevi većom od 20 km (tipična situacija za većinu gradova), ugradnja električnog bojlera u samostojećoj kući postaje ekonomski isplativa.

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

Gorivo za takvu elektranu može biti ugljen, treset, plin, uljni škriljac, loživo ulje. Termoelektrane se dijele na kondenzacijske (CPP), namijenjene za proizvodnju samo električne energije, i kombinirane toplinske i elektrane (CHP), koje osim električne toplinske energije proizvode u obliku tople vode i pare. Velike IES-ove regionalnog značaja nazivaju se državne područne elektrane (GRES).

Najjednostavniji shematski dijagram IES-a na ugljen prikazan je na sl. Ugljen se dovodi 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 sustav cijevi u kojima kruži kemijski pročišćena voda, nazvana napojna voda. U kotlu se voda zagrijava, 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 ovise o snazi ​​jedinica.

Termokondenzacijske elektrane imaju nisku učinkovitost (30-40%), jer se najveći dio energije gubi s dimnim plinovima i rashladnom vodom kondenzatora.

Povoljno je graditi IES u neposrednoj blizini mjesta vađenja goriva. Istodobno, potrošači električne energije mogu se nalaziti na znatnoj udaljenosti od stanice.

Kombinirana toplinska i elektrana razlikuje se od kondenzacijske stanice po posebnoj kombiniranoj turbini za toplinsku i električnu energiju s ugrađenom ekstrakcijom pare. U CHPP 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 tlak (isprekidana linija na slici) je uzet iz srednjeg stupnja turbine i korišten za opskrbu toplinom. Kondenzatna pumpa 7 kroz deaerator 8, a zatim napojna pumpa 9 se dovodi u generator pare. Količina pare koja se ekstrahira ovisi o potrebama poduzeća za toplinskom energijom.

Učinkovitost CHP doseže 60-70%.

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

Termoelektrane koje se smatraju prema vrsti glavne termo jedinice - parne turbine - spadaju u parnoturbinske stanice. Termalne stanice s plinskim turbinama (GTU), kombiniranim ciklusom (CCGT) i dizel postrojenjima postale su znatno manje raširene.

Najisplativije su velike termoelektrane s parnom turbinom (skraćeno TE). Većina termoelektrana u našoj zemlji kao gorivo koristi ugljenu prašinu. Za proizvodnju 1 kWh električne energije potrebno je nekoliko stotina grama ugljena. 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 s osovinom generatora.

Moderne parne turbine za termoelektrane su vrlo napredni, brzi, visoko ekonomični strojevi s dugim vijekom trajanja. Njihova snaga u verziji s jednom osovinom doseže 1 milijun 200 tisuća kW, a to nije granica. Takvi strojevi su uvijek višestupanjski, tj. obično imaju nekoliko desetaka diskova s ​​radnim noževima i isto

broj, ispred svakog diska, skupina mlaznica kroz koje struji mlaz pare. Tlak i temperatura pare postupno se smanjuju.

Iz kolegija fizike poznato je da učinkovitost toplinskih motora raste s povećanjem početne temperature radnog fluida. Stoga se para koja ulazi u turbinu dovodi do visokih parametara: temperatura je gotovo do 550 ° C, a tlak je do 25 MPa. Učinkovitost TPP doseže 40%. Većina energije se gubi zajedno s vrućom ispušnom parom.

Prema znanstvenicima, energetska industrija bliske budućnosti i dalje će se temeljiti na termoenergetici koja koristi neobnovljive izvore. Ali njegova struktura će se promijeniti. Korištenje ulja mora se smanjiti. Proizvodnja električne energije u nuklearnim elektranama značajno će se povećati. Korištenje divovskih rezervi jeftinog ugljena, koje još nisu dotaknute, počet će, primjerice, u bazenima Kuznjeck, Kansk-Achinsk i Ekibastuz. Uvelike će se koristiti prirodni plin, čije rezerve u zemlji daleko nadmašuju one u drugim zemljama.

Nažalost, rezerve nafte, plina, ugljena nikako nisu beskrajne. Prirodi su bili potrebni milijuni 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 uvjetom rezerve goriva mogu trajati stoljećima.

2.2 Hidroelektrane

Hidroelektrana, hidroelektrana (HE), kompleks građevina i opreme kroz koje se energija protoka vode pretvara u električnu energiju. Hidroelektrana se sastoji od niza hidrauličnih građevina koje osiguravaju potrebnu koncentraciju protoka vode i stvaranje tlaka 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 preusmjeravanjem 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 središnjem upravljačkom mjestu - konzoli operatera-dispečera ili automatika hidroelektrane. Pojačavajuća transformatorska podstanica nalazi se kako unutar zgrade HE, tako iu zasebnim zgradama ili na otvorenim prostorima. Uređaji za distribuciju često se nalaze na otvorenom prostoru. Zgrada elektrane može se podijeliti na dijelove s jednom ili više jedinica i pomoćne opreme, odvojene od susjednih dijelova zgrade. U zgradi HE ili unutar nje stvara se montažno mjesto za montažu i popravak različite opreme te za pomoćne poslove održavanja HE.

Prema instaliranoj snazi ​​(u MW), HE se razlikuju na snažne (preko 250), srednje (do 25) i male (do 5). Snaga hidroelektrane ovisi o tlaku Na (razlici između razina uzvodno i nizvodno), protoku vode koji se koristi u hidroturbinama i učinkovitosti hidroagregata. Iz niza razloga (zbog npr. sezonskih promjena vodostaja u akumulacijama, varijabilnosti u opterećenju elektroenergetskog sustava, popravka hidroelektrana ili hidrauličkih građevina i sl.), pad i protok vode su konstantno mijenja, a uz to se mijenja i protok pri regulaciji snage HE. Postoje godišnji, tjedni i dnevni ciklusi rada HE.

Prema maksimalno iskorištenom pritisku, HE se dijele na visokotlačne (više od 60 m), srednjetlačne (od 25 do 60 m) i niskotlačne (od 3 do 25 m). Na nizinskim rijekama padovi rijetko prelaze 100 m, u planinskim uvjetima branom se mogu stvoriti padovi do 300 m i više, a uz pomoć derivacije do 1500 m. Klasifikacija grla približno odgovara tipovima korištene energetske opreme: žlice i radijalne aksijalne turbine s metalnim volutama; na srednjetlačnim - rotacijskim i radijalno-aksijalnim turbinama s armiranobetonskim i metalnim spiralama, na niskotlačnim - turbinama s rotacijskim lopaticama u armiranobetonskim spiralama, ponekad horizontalnim turbinama u kapsulama ili u otvorenim komorama. Podjela hidroelektrane prema korištenom tlaku je okvirna, uvjetna.

Prema shemi korištenja vodnih resursa i koncentraciji pritisaka, HE se obično dijele na kanalske, brane, preusmjeravanje s tlačnim i beztlačnim preusmjeravanjem, mješovite, crpne akumulacije i plimne. U protočnim i uzbranskim HE tlak vode stvara brana koja blokira rijeku i podiže razinu vode u uzvodnom dijelu. Pritom je neizbježna i neka poplava riječne doline. U slučaju izgradnje dvije brane na istoj dionici rijeke, površina plavljenja se smanjuje. Na nizinskim rijekama najveća ekonomski izvediva 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.

Građevine protočne HE, osim brane, uključuju zgradu HE i preljeve (slika 4.). Sastav hidrauličkih konstrukcija ovisi o visini glave i instaliranoj snazi. Na protočnoj hidroelektrani zgrada s hidroelektranama smještenim u njoj služi kao nastavak brane i zajedno s njom stvara tlačnu frontu. Istodobno, s jedne strane, na zgradu HE graniči glavni bazen, a s druge stražnji bazen. Ulazne spiralne komore hidrauličnih turbina položene su ispod razine gornjeg voda sa svojim ulaznim dijelovima, dok su izlazni dijelovi usisnih cijevi potopljeni ispod razine zadnje vode.

Kratki opis

Za više od 100 godina svog razvoja, ruski sustav kogeneracije (kogeneracije) i daljinskog grijanja (DH) postao je najveći na svijetu. Pod kogeneracijom se podrazumijeva proces centraliziranog opskrbe potrošača toplinskom energijom dobivenom u kogeneracijskoj elektrani kombiniranom metodom proizvodnje toplinske i električne energije. DH se odnosi na opskrbu toplinom potrošača iz izvora topline kroz zajedničku toplinsku mrežu. Daljinsko grijanje zauzima značajno mjesto u energetskom kompleksu zemlje. Više od polovice električnih kapaciteta svih termoelektrana