Теплофікація і централізоване теплопостачання - раздел Образование, Лекція 1 СТРУКТУРА І ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ ЕНЕРГЕТИКИ Як Показано Вище, Електричну Енергію Виробляють На Теплових Електростанціях,...
Як показано вище, електричну енергію виробляють на теплових електростанціях, де потенційна енергія водяної пари перетворюється на механічну енергію в паровій турбіні, звідки відпрацьовану пару направляють до конденсатора. Такі електричні станції називають конденсаційні. У цьому разі, щоб забезпечити споживачів теплотою і гарячою водою, потрібне додаткове джерело теплоти - опалювальна котельня.
Разом з цим існують теплофікаційні ТЕС, на яких одночасно виробляють як електричну, так і теплову енергію у вигляді технологічної або побутової пари, яка частково відпрацювала свій енергетичний ресурс у паровій турбіні для виробництва електричної енергії. Такі станції називають теплоелектроцентралі, їх розташовують безпосередньо біля споживачів теплоти: у містах, поруч з великими промисловими центрами і підприємствами тощо. На ТЕЦ для спільного виробництва теплоти й електроенергії встановлюють турбіни з регульованими відборами пари.
На рис. 5.4 показано принципову теплову схему найпростішої ТЕЦ, яка одночасно забезпечує промислове парове навантаження. Пара, одержувана в котлі 1, надходить у турбіну 2, безпосередньо з'єднану з електричним генератором 3, а потім прямує в конденсатор 4. З проміжного ступеня турбіни при потрібному регульованому тиску пару відбирають у розмірі 10-20 % від загальної кількості і подають споживачам теплоти 7. Частина пари у споживача втрачається, а частина конденсується, і її насосом 8 направляють до живильного бака 6, у який конденсатним насосом 5 подають і конденсат з конденсатора. Для відновлення втрат пари і конденсату до живильного бака по трубопроводу 10 додають хімічно очищену воду. Живильну воду подають в котел 1 живильним насосом 9.
Рис. 5.4. Теплова схема найпростішої теплоелектроцентралі: 1 -котел; 2 -турбіна; З - електрогенератор; 4 - конденсатор; 5 - КЕН; 6 - бак живильної води; 7 - споживач теплоти; 8 - мережевий насос; 9 – живильний насос; 10 - вода після хімічного водоочищення.
У районах, які обслуговують великі теплоелектроцентралі, зазвичай є споживачі тепла, які використовують як пару, так і гарячу воду. У цьому разі на ТЕЦ установлюють турбіни з двома регульованими відборами пари. Один відбір (високого тиску) - для споживачів пари, другий відбір (низького тиску) - для передачі пари у водяні підігрівники.
Щоб забезпечити технологічні процеси окремих підприємств або їх групи електричною і тепловою енергією, споживання яких може бути нерівномірним у часі, використовують міні-ТЕЦ. Міні-ТЕЦ за тепловою схемою не відрізняються від енергетичних потужних ТЕЦ. Відмінність полягає в потужності (кількості виробленої електричної і теплової енергії). Доцільність установки та функціонування міні-ТЕЦ визначають тех-ніко-економічним розрахунком на стадії проектування порівняно з окремим забезпеченням електричною енергією від уже існуючих КЕС і будівництвом на території підприємства котельної установки, яка буде забезпечувати теплотою технологічний цикл, опалення, гаряче водопостачання та ін. В останньому випадку докладно розглядають можливість використовувати вторинні енергоресурси, утилізація яких після технологічних процесів може зменшити проектну потужність котельної і навіть міні-ТЕЦ.
Використання ТЕЦ, міні-ТЕЦ, а також котелень пов'язане з потребою забезпечити споживачів тепловою енергією у вигляді водяної пари або гарячої води потрібних параметрів.
Постачання до споживача теплоти, віддача її та повернення до джерела теплопостачання конденсату або охолодженої води відбуваються за рахунок використання спеціалізованого обладнання (РОУ, водяні та кон-денсатні насоси, теплообмінники, інжектори, теплоізольовані трубопроводи - теплові мережі тощо), яке називають теплофікаційне, а сам процес забезпечення споживача теплотою - теплофікація.
Для великих міст України особливістю теплопостачання є теплофікація за рахунок ТЕЦ. Вони забезпечують близько 40 % теплової енергії, споживаної в промисловості і комунальному господарстві для потреб опалення і гарячого водопостачання, і мають безперечну термодинамічну перевагу перед виробництвом енергії на КЕС.
Забезпечення споживачів теплотою тільки за рахунок використання ТЕЦ має назву централізоване теплопостачання. Процес централізованого теплопостачання складається з трьох послідовних операцій: підготовка теплоносія потрібних параметрів, транспортування теплоносія до споживача, використання теплоти теплоносія споживачем і повернення залишків теплоносія на ТЕЦ.
Першу операцію виконують на ТЕЦ. Залежно від роду теплоносія системи теплопостачання поділяють на водяні та парові. Перші дістали поширення для теплопостачання сезонних споживачів гарячої води і теплоти на опалення. Парові системи використовують для технологічного теплопостачання до споживачів високотемпературного теплоносія. Практика показала такі переваги водяних систем теплопостачання порівняно з паровими:
- можливість змінити температуру в системі в широкому діапазоні (20...200 °С);
- повніше використання теплоти від ТЕЦ;
- немає втрат конденсату;
- менші втрати теплоти в навколишнє середовище в теплових мережах.
До недоліків водяних систем теплопостачання варто віднести:
- підвищену витрату електроенергії на транспортування води в мережах;
- підвищену втрату теплоносія через розриви та аварії в теплових
мережах;
- жорсткий гідравлічний зв'язок між ділянками мережі через високу
щільність теплоносія;
- залежність температури води в трубопроводах від якості
теплоізоляції.
Другу операцію централізованого теплопостачання - транспортування теплоносія до місця споживання - виконують за допомогою теплових мереж. Зазвичай теплові мережі являють собою заглиблені в грунт трубопроводи з теплоізоляцією, розміщені в спеціальних каналах (залізобетонних або цегельних) або без них (безканальна прокладка трубопроводів).
Третя операція - використання теплоти теплоносія споживачем - пов'язана з наявністю двох систем: закритою і відкритою.
У закритих системах теплопостачання споживач не витрачає теплоносій і не відбирає його з мережі, а використовує тільки для транспортування теплоти і передачі її іншому теплоносію (холодній воді) в теплообмінниках. У відкритих системах споживач відбирає теплоносій з теплової мережі частково або цілком.
Закриті системи характеризуються стабільністю якості теплоносія, який надходить до споживача, простотою санітарного контролю установки гарячого водопостачання, а також контролю герметичності системи за допомогою датчиків тиску. їх недоліки - складність устаткування й експлуатації теплових пунктів (ТП), можливість корозії труб споживача через використання недеаерованоі (не очищеної від агресивних розчинених газів) водопровідної води, можливість появи накипу в трубах.
До недоліків відкритих водяних систем належить потреба збільшувати потужність водопідготовчих установок, які розраховують на компенсацію витрат води, яку відбирає споживач із системи. Нестабільність са
нітарних показників у цьому разі потребує використовувати складні схеми їх контролю, а також контролювати герметичність системи.
Теплові мережі, по яких транспортують теплоносій до споживача, закінчуються ТП. Залежно від кількості споживачів розрізняють індивідуальні (місцеві) і центральні (групові) ТП. Перші обслуговують одного або декількох споживачів з однаковими параметрами споживання, центральні - групу споживачів (декілька будинків) або цілий район.
Устаткування ТП у кожному конкретному випадку вибирають, щоб повністю задовольнити потреби всіх споживачів у теплоті для системи опалення і для гарячого водопостачання.
Все темы данного раздела:
Роль енергетики в розвитку цивілізації
Весь тривалий процес освоєння енергії людиною можна умовно розділити на п'ять етапів.
Перший етап - етап мускульної енергії, почався багато тисячоліть тому і тривав до V-VII
Енергетика та енергопостачання: основні поняття і визначення
Політична та економічна незалежність і безпека держави багато в чому визначаються виробництвом енергетичних ресурсів у достатній кількості.
Різноманіття форм існування енергії, властивість
Паливно-енергетичний комплекс
Паливно-енергетичний комплекс - один з найважливіших і чітко організованих комплексів будь-якої національної економіки. Це єдина система енергопостачання країни, яка охоплює суку
Енергогенерувальні потужності
Основні типи електричних станцій.Залежно від виду первинної енергії розрізняють ТЕС, ГЕС, АЕС та ін. До ТЕС належать конденсаційні електростанції (КЕС) і теплофікаційні або теплое
Енергоспоживання як критерій рівня розвитку і добробуту суспільства
Енергетика і паливно-енергетичний комплекс, що реалізує її призначення, є основою існування і розвитку цивілізації. Концентруючи величезні матеріальні ресурси, переробляючи колосальні паливно-ене
Контрольні питання
1. Етапи освоєння енергії людством.
2. Характеристика основних систем енергетичної галузі для виробництва електроенергії.
3. Основні поняття для енергетики, енергопостачання, пал
Природні ресурси
Природні ресурси - це запаси сировини та енергії, які видобувають з біосфери, наприклад будівельні матеріали, метали, вода, викопне паливо, геотермальна енергія тощо. Природні рес
Викопне органічне паливо
Д. І. Менделєєв визначив паливо як «горючу речовину, яку навмисно спалюють для одержання теплоти». Паливому широкому розумінні називають горючу речовину, яку економічно доцільно с
Склад і характеристики органічного палива
Тверде та рідке паливо, що безпосередньо подають до енерго-технологічних установок для його наступного спалювання, називають робочим. До його складу входять: волога Wр,
Нетрадиційні і відновлювані енергоресурси
Проблему використання нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії (НВДЕ) у різних галузях народного господарства почали розв'язуватися з другої половини XX ст. До цього спонукали
Класифікація та напрями використання вторинних енергетичних ресурсів
Вторинні енергетичні ресурси (ВЕР) являють собою енергетичний потенціал продукції, побічних і проміжних продуктів, що утворюються в технологічних агрегатах (установках) і втрачаються в самому агре
Ефективність використання вторинних енергетичних ресурсів
Паливні ВЕР необхідно використовувати як паливо повністю (100 %). Об'єм використання вторинних енергетичних ресурсів, що утилізуються з перетворенням енергоносія, визначається можливим виробленням
Контрольні питання
1. Загальна характеристика природних ресурсів.
2. Викопне органічне паливо та його види.
3. Характеристика енергоресурсів світу та України.
4. Загальний склад органічного
Особливості використання органічного палива
У всьому світі понад 80 % теплової та електричної енергії одержують, спалюючи викопне органічне паливо і перетворюючи його хімічну енергію на електричну і теплову. Близько 80 % усіх видів з
Закономірності утворення екологічно шкідливих речовин під час горіння палива
Склад продуктів згорання і кількісні співвідношення в них окремих компонентів залежать від властивостей і складу палива, а також від ступеня завершеності реакції горіння. У цьому можна переконатис
Характеристика шкідливих речовин у продуктах згорання палива і їх вплив на навколишнє середовище
Під забрудненням атмосфери розуміють зміну властивостей і погіршення функцій середовища в результаті викидів забруднювальних речовин (твердих, рідких і газоподібних), теплових та радіоактивних ви
Г/кВттод) від згорання органічного палива за даними
Міжнародного інституту прикладного системного аналізу (м. Відень)
Викиди
Вид палива
Кам'яне вугілля
Контрольні питання
1. Роль органічного палива в розвитку енергетики й енергоспоживання країни.
2. Характеристика повного і неповного згорання палива.
3. Основні стадії спалювання палива і їх характе
Шляхи пошуку екологічно-безпечної електроенергетики.
Одним з перспективних шляхів вирішення проблеми виходу з енергетичної кризи є залучення до паливно-енергетичного балансу України нетрадиційних поновлюваних джерел енергії (енергія с
Системи перетворення сонячної радіації в електричну й теплову енергію в системах енергопостачання.
Найвідоміший альтернативний ресурс енергії — сонячний.
Тепловий потік сонячного випромінювання, який сягає Землі, дуже великий. Він більш як у 5000 разів перевищує сумарне
Вітрові електричні станції
Новітні дослідження направлені переважно на вироблення електричної енергії за рахунок енергії вітру. Споруджуються ВЕС переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить у рух динамо-машину — ге
Геотермальна енергія
Геотермальна енергія (природне тепло Землі), акумульована в перших десятьох кілометрах Земної кори, по оцінці МРЕК-XI досягає 137 трлн. т у.п., що в 10 разів перевищує геологічні ре
Можливості застосування біомаси й твердих побутових відходів для виробництва електричної й теплової енергії.
Біомаса – це вуглецевомісткі органічні речовини рослинного та тваринного походження (деревина, солома, рослинні залишки сільськогосподарського виробництва, гній і т. ін.). Також до
Відновлювані джерела енергії
На сучасному етапі для України актуальною проблемою є інтеграція її економіки у світову, що має дати певні вигоди від участі в міжнародному поділі праці. Подальше розширення міжнародного економічно
Біоенергетика
Біоенергетика є однією з найперспективніших складових відновлюваної енерге-тики України. Вона заснована на використанні енергії біомаси — вуглецевомістких ор-ганічних речовин рослин
Вітроенергетика
На території України є сприятливі умови для розвитку вітроенергетики. У багатьох регіонах середньорічна швидкість вітру становить 5—5,5 м/с на стандартизованій ви-соті 10 м над пове
Сонячна теплова енергетика
Часто вважають, що сонячну енергію доцільно використовувати переважно для локального забезпечення гарячого водопостачання в літній період, і потенціал вико-ристання сонячної енергії
Фотоенергетика
З технічної точки зору в Україні існують цілком сприятливі умови для викорис-тання фотоенергетики. Основні потужності (близько 80%) колишнього Радянського Союзу з виробництва кремні
Геотермальна енергетика
Україна має значний потенціал геотермальної енергії. Найбільш перспективни-ми районами щодо цього є Закарпаття, Крим, Прикарпаття, Харківська, Полтавська, Донецька, Луганська, Черні
Гідроенергетика
Серед відновлюваних джерел енергії гідроенергетика є добре відомим і техноло-гічно опанованим способом виробництва електроенергії. На р. Дніпро побудовано сім потужних ГЕС та одна Г
Загальні положення
Сукупність установок, які перетворюють хімічну енергію органічного палива на теплову та електричну, мають назву теплова електрична станція. Основне призначення електр
Типові схеми ТЕС
За способом компонування котлів і парових турбін ТЕС бувають з поперечними зв'язками і з блочним компонуванням.
Принципову теплову схему ТЕС з поперечними зв'язками по
Графіки електричних і теплових навантажень
Особливістю роботи електричних станцій є те, що загальна кількість електричної енергії, яку виробляють у кожний момент часу, майже цілком відповідає кількості споживаної.
Електричні станц
Техніко-економічні показники ТЕС. Оцінка економічності роботи теплової електростанції
Ефективність роботи ТЕС характеризується різними техніко-економічними показниками. Одні з них оцінюють досконалість теплових процесів, наприклад показники теплової економічності, до яких належать К
Контрольні питання
1. Призначення й основні типи ТЕС.
2. Типові схеми ТЕС.
3. Особливості технологічної схеми ТЕС, що працює на твердому паливі.
4. Особливості реалізації циклу Ренкіна.
НА НАВКОЛИШНЄ ПРИРОДНЕ
_ СЕРЕДОВИЩЕ_______________
Через негативний вплив енерговиробництва, яке постійно зростає, у багатьох регіонах уже сьогодні створилася небезпечна
НА НАВКОЛИШНЄ ПРИРОДНЕ
_ СЕРЕДОВИЩЕ_______________
Через негативний вплив енерговиробництва, яке постійно зростає, у багатьох регіонах уже сьогодні створилася небезпечна
НА НАВКОЛИШНЄ ПРИРОДНЕ
_ СЕРЕДОВИЩЕ_______________
Через негативний вплив енерговиробництва, яке постійно зростає, у багатьох регіонах уже сьогодні створилася небезпечна
Негативний вплив на навколишнє середовище підстанцій і ліній електропередач
Щоб транспортувати електричну енергію до споживачів, використовують електричні мережі, зокрема високовольтні лінії (ВЛ) і трансформаторні підстанції (ТП).
У районах розміщення електрични
Негативний вплив на навколишнє середовище підстанцій і ліній електропередач
Щоб транспортувати електричну енергію до споживачів, використовують електричні мережі, зокрема високовольтні лінії (ВЛ) і трансформаторні підстанції (ТП).
У районах розміщення електрични
Негативний вплив на навколишнє середовище підстанцій і ліній електропередач
Щоб транспортувати електричну енергію до споживачів, використовують електричні мережі, зокрема високовольтні лінії (ВЛ) і трансформаторні підстанції (ТП).
У районах розміщення електрични
Контрольні питання
1. Загальна характеристика впливу теплової енергетики на навколишнє середовище.
2. Характеристика газових і аерозольних викидів ТЕС.
3. Ступінь ризику і дія токсичних газових вики
Контрольні питання
1. Загальна характеристика впливу теплової енергетики на навколишнє середовище.
2. Характеристика газових і аерозольних викидів ТЕС.
3. Ступінь ризику і дія токсичних газових вики
Вплив термодинамічного фактора на показники екологічної безпеки ТЕС
Для визначення ролі термодинамічного фактора скористаємося співвідношенням (7.1), з якого випливає, що, за інших рівних умов (К = const), питомий показник екологічної безпеки обернено пропо
Сучасні тенденції підвищення коефіцієнта корисної дії теплових електростанцій
Провідні фірми в галузі енергетичного машинобудування (ABB, Siemens, General Electric, консорціум MAN Energy і GEC Alsthom (ME/GA) та ін.) в останні десятиліття нарощують свої зусилля і капіталовкл
Технологічні і паливні фактори впливу на екологічну безпеку
Крім термодинамічного фактора істотно впливають на поліпшення екологічної безпеки технологічні та паливні фактори.
Особливо чутливим є ефект від комплексної реалізації технологічного і па
Технологічні і паливні фактори впливу на екологічну безпеку
Крім термодинамічного фактора істотно впливають на поліпшення екологічної безпеки технологічні та паливні фактори.
Особливо чутливим є ефект від комплексної реалізації технологічного і па
Контрольні питання
1. Характеристика універсального показника екобезпеки енерго об'єкта.
2. Перелік основних факторів впливу на екобезпеку енергооб'єкта.
3. Характеристики впливу термодинамічно
Лекція 8
ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМИ ПІДВИЩЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБ'ЄКТІВ,ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬ ОРГАНІЧНЕ ПАЛИВО
Парогазова установка з внутрішньоцикловою газифікацією вугілля
Технології внутрішньоциклової газифікації вугілля для ПГУ - один з найперспективніших напрямів розвитку енергетики. На їх основі вирішують проблеми, пов'язані з підвищенням ККД існуючих ТЕС і потр
Газопарові установки
Термодинамічний аналіз традиційних циклів ГТУ і ПТУ показує, що у процесі їх реалізації мають місце великі втрати работоздатності (ексергії). У ПТУ основні втрати виникають у процесі підведення те
Теплові електричні станції на базі паливних елементів
У зв'язку з уповільненням темпу збільшення економічності ТЕС за рахунок модернізації традиційних технологій перетворення хімічної енергії палива на електричну в останні роки все більший інтерес ви
Підвищення параметрів циклів ПТУ
Існуючі у світовій енергетиці тенденції підвищення ефективності ТЕС на основі нетрадиційних енерготехнологій не виключають пошук шляхів підвищення економічності традиційних ПТУ і ГТУ на основі під
Використання каталітичних камер згорання у складі ГТУ
Дослідження застосування каталітичного горіння в камерах згорання ГТУ з метою створення екологічно чистих установок проводять фірми й організації General Electric Corporation, U. S. Department o
Контрольні питання
1. Загальна характеристика перспективних напрямів підвищення еко логічної безпеки об'єктів теплоенергетики.
2. Конверсія органічного палива як метод підвищення екологічної без пе
Консалтингові схеми в енергетиці
Паливно-енергетичні кризи, яких зазнали країни Західної Європи на початку 70-х років XX ст., змусили переглянути ставлення суспільства до взаємодії процесів виробництва та використання енергії і
Енергетичний аудит
Кінцева мета підвищення енергетичної ефективності будь-якого виробництва (підприємства) - знизити рівень споживання енергії за умови зберігання обсягів виробництва з одночасним скороченням негатив
Енергетичний менеджмент
Енергетичний менеджмент (ЕМ) дозволяє одержати докладну картину споживання енергії на підприємстві і порівняти ефективність існуючого споживання зі споживанням енергії на інших підприємствах (виро
Енергозбереження
Розглянуті вище заходи - енергетичний аудит і менеджмент, спрямовані на підвищення ефективності виробництва і споживання енергії, тісно пов'язані із загальними організаційними заходами щодо енерго
Контрольні питання
1. Основи управління підвищенням ефективності виробництва і споживання енергії.
2. Консалтингові схеми в енергетиці як державний механізм раціонального використання енергії.
3.
Конспект лекцій до самостійного вивчення розділів з дисципліни
„Виробництво електричної енергії ”для студентів спеціальності 6.090603«Електротехнічні системи електроспоживання» усіх форм навчання
Уклада
Новости и инфо для студентов