Размещено на http://www.allbest.ru/

Однотрубный транспорт тепла от источников комбинированной выработки электрической и тепловой энергии

В течение многих лет в ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» прорабатывались вопросы однотрубного транспорта тепла от источников комбинированной выработки электрической и тепловой энергии до пиковых котельных и ЦТП, расположенных в городской черте. В 2003 г. в ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» была выполнена работа «Обоснование инвестиций на присоединение систем теплоснабжения г. Тулы к Щекинской ГРЭС» [1], основой которой стала трехтрубная система теплоснабжения (два подающих теплопровода 2Ду500 мм и один обратный - Ду500 мм) с разделением потока обратной сетевой воды (часть воды возвращалась на Щекинскую ГРЭС, другая часть подавалась на пиковые котельные открытых систем теплоснабжения). Согласно технико-экономическим расчетам срок окупаемости системы теплоснабжения протяженностью 30 км составил 7,3 года. Работа была обсуждена и одобрена на заседании научно-технического совета РАО «ЕЭС России» [2]. На основании данной работы произведена оптимизация технических решений однотрубного транспорта тепла с учетом современного развития техники. В 2004 г. была выполнена утверждаемая часть проекта «Внешнее теплоснабжение от Новомосковской ГРЭС к Южной части г Новомосковска (пусковой комплекс)», основой которого являлась комплексная открытая система теплоснабжения, предназначенная одновременно для подачи тепла и горячей воды на котельную открытой системы теплоснабжения [3]. Протяженность тепловых сетей (подающий теплопровод Ду500 мм и обратный теплопровод Ду400 мм) составила 7,3 км.

Однотрубный транспорт тепла возможно осуществить только в системах теплоснабжения с непосредственным отбором сетевой воды на ГВС, к которым относятся открытые и раздельные системы теплоснабжения. Строительство однотрубных систем возможно осуществить по двум вариантам: с покрытием нагрузки только ГВС и с покрытием части базовой нагрузки отопления и вентиляции пиковой котельной и нагрузки ГВС. В качестве базовой нагрузки отопления и вентиляции (далее по тексту - базовая нагрузка отопления) рассматривается текущая нагрузка со значительным периодом стояния в течение отопительного периода (3000-5000 ч), которая составляет 50% и менее от расчетной нагрузки отопления и вентиляции. При этом основным условием эффективности однотрубного транспорта тепла является присоединение к тепловой электрической станции (ТЭС), расположенной в непосредственной близости от источника холодного водоснабжения (или внешнего водовода). Как показывают расчеты технико-экономических показателей однотрубный транспорт тепла наиболее эффективен при удаленности ТЭС от района потребления на расстояние 5 км и более. однотрубный тепло водоснабжение отопление

Схема однотрубного транспорта тепла для покрытия нагрузки ГВС приведена на рис. 1. Согласно данной схеме, перегретая сетевая вода, предназначенная для ГВС, подается непосредственно в бак-аккумулятор горячей воды 5, расположенный на городской отопительной котельной раздельной системы теплоснабжения (отдельный тепловой пункт ГВС). С целью сокращения расхода сетевая вода нагревается на ТЭС до 90-130 ^ОС, что позволяет снизить ее количество до 40% от расходуемого на ГВС. Это, в свою очередь, приводит к значительному снижению диаметра транзитного теплопровода. На котельной сетевая вода охлаждается в подогревателе 4 потоком холодной водопроводной воды, с которым она смешивается в баке-аккумуляторе 5. В баке рекомендуется поддерживать температуру горячей воды до 60-65 ^ОС. Для равномерной загрузки турбин на ТЭС рекомендуется устанавливать бак- аккумулятор 3. С целью снижения расхода сетевой воды на еще большую величину, ее в принципе можно нагревать до температуры 170 ^ОС. Недостатками данной схемы является незначительный объем тепловой энергии, вырабатываемой и транспортируемой от ТЭС.

Схема однотрубного транспорта тепла для покрытия части базовой нагрузки отопления и ГВС приведена на рис. 2. Согласно данной схемы, перегретая сетевая вода, предназначенная для ГВС, сначала охлаждается в подогревателе 6 потоком обратной воды городской пиковой котельной (отопительной котельной раздельной

системы теплоснабжения), а затем подается непосредственно в бак-аккумулятор горячей воды 7. В результате чего покрывается часть базовой тепловой нагрузки на отопление и вентиляцию. На котельной сетевая вода смешивается в баке- аккумуляторе 7 с химочищенной водопроводной водой (не более 20% от расходуемой на ГВС). Из бака-аккумулятора 7 сетевая вода через вакуумный деаэратор подается на подпитку открытой тепловой сети городской котельной. С целью сокращения расхода сетевая вода нагревается на ТЭС до 90-130 ^ОС, что позволяет снизить ее количество до 80% от расходуемого на ГВС. Для равномерной загрузки турбин на ТЭС также рекомендуется устанавливать бак-аккумулятор 3. С целью передачи большего количества тепла от ТЭС сетевую воду в принципе можно нагревать до температуры 170 ^ОС. Основным достоинством данной схемы является подача максимально возможного тепла от удаленной ТЭС в городские системы теплоснабжения, которое может быть доведено до уровня 30% нагрузки отопления и вентиляции и 100% нагрузки ГВС.

По сравнению с котельными и ТЭС, расположенными в городской черте, однотрубные системы теплоснабжения намного экологичнее, поскольку основной источник загрязнения (тепловая станция комбинированной выработки электроэнергии и тепла) располагается далеко за городом, а годовая выработка тепла городских котельных в несколько раз ниже годовой выработки традиционной отопительной котельной.

За городской чертой рекомендуется осуществлять надземную прокладку транзитного теплопровода, что приводит к значительному снижению капитальных затрат. Надземная прокладка теплопроводов обеспечивает быстрое обнаружение и ликвидацию аварий, а городские котельные обеспечивают покрытие до 70% и более нагрузки отопления. С учетом этого, а также возможностью кратковременного прекращения подачи горячей воды потребителям (до 24 ч) прокладка резервного теплопровода не выглядит обязательной, что подтверждается п. 6.11 СНиП 41-02-2003 [4].

Проведенные расчеты экономической эффективности показали, что при протяженности до 20 км и менее однотрубные системы при диаметре теплопроводов от 2Ду400 мм и более окупаются в течение 6-8 лет, т.е. достаточно быстро. Исходя из этого, однотрубные системы теплоснабжения могут оказаться актуальными не только для крупных городов с населением более 500 тыс. чел., но и для нескольких небольших городов одновременно, запитанных от одной мощной ТЭС. Принципиальная схема однотрубной системы теплоснабжения для нескольких населенных пунктов приведена на рис. 3.

Литература

1. «Обоснование инвестиций на присоединение систем теплоснабжения г. Тулы к Щекинской ГРЭС», ВНИПИ- энергопром, 2003 г.

2. Протокол заседания от 28.04.2004 г. подсекции «Теплофикации и централизованного теплоснабжения Научнотехнического совета ОАО РАО «ЕЭС России».

3. «Внешнее теплоснабжение от Новомосковской ГРЭС к Южной части г. Новомосковска (пусковой комплекс)», 2004 г.

4. СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети».

Размещено на Allbest.ru