Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
зование электроэнергии для осуществления чисто тепловых процессов с энергетической точки зрения неэффективно.
Однако решающими являются экономические критерии,
охватывающие весь комплекс взаимосвязанных факторов, так или иначе влияющие на систему энергоснабжения.
Основными из них являются годовые расчетные затраты по системе З с>минимальному значению которых должен удов летворить выбранный оптимальный вариант.
Конкретные расчеты, выполненные в АрмНИИ энерге тики для городов Якутска, Москвы и Еревана [Л. 22], дали возможность оценить влияние климатических условий на вне дрение систем электротеплоснабжения.
Основные результаты этих и аналогичных исследований привели к заключению, что последние могут оказаться конкурентпоспособными в самых различных климатических усло виях при достаточно низкой стоимости электроэнергии, малой доли участия в максимуме электрических нагрузок (оценивае мой к о э ф ф и ц и е н т о м в х о ж д е н и я в м а к с и м у м н а г р у з о к ) , малых капиталовложениях в станции и ЛЭП
и, наконец, высокой стоимости топлива.
В климатических условиях Армении при работе КЭС на газе, а котельных на угле теплоснабжение от электродных ко тельных при нулевом коэффициенте вхождения в максимум нагрузки энергосистемы (б = 0) оказывается равноэкономич ным с обычной системой теплоснабжения от котельных при.
дальности дополнительной |
автоперевозки |
топлива L = 1 7 0 — |
||
220 км, для групповых и L = 310—420 км |
для квартальных |
|||
котельных. |
|
р = 0,4 системы теплоснабжения |
||
В тех же условиях при |
||||
от электродных |
котельных |
оказываются в 2,6 — 4,2 |
раза до |
|
роже обычных |
систем от групповых и квартальных |
котель |
||
ных. |
|
|
|
|
Влияние природных условий на эффективность примене ния этих систем не всегда поддается четкому учету. Однако несомненно, что короткий отопительный период в сочетании с высоким значением долевой нагрузки горячего водоснабже
ния или, наконец, тяжелые рельефные условия и значительная отдаленность от железнодорожных и газовых магистралей создают благоприятные условия для применения систем электротеплоснабжеиия, особенно если существующая система
теплоснабжения базируется на дорогом привозном топливе. В определенных условиях применение систем электротеп
лоснабжения может оказаться целесообразным для покрытия пиков отопительной нагрузки. Совместная работа обычных и электрических котлов в периоды пика теплопотребления в ос новном зависит от возможностей энергосистемы, от режима ее работы.
56
С этой точки зрения, например, работа отопительных электрокотлов в ночные часы, в период спада электрической
нагрузки, а обычных котельных |
(или ТЭЦ)— днем значи |
тельно повысила бы надежность |
теплоснабжения. При вот |
можно умеренной стоимости электрокотлов такой режим, ве роятно, и экономически оказался бы оправданным.
Параллельно разновременная работа обоих источников теплоснабжения с успехом покрыла бы и «сверхпики» теп ловых нагрузок южных районов, возникающих в периоды «сравнительно суровых» зим.
Покрытие пиковой нагрузки индивидуальными электри ческими приборами фактически имеет место, особенно в юж ных районах, и обусловлено низким уровнем и особенно низ кой надежностью теплоснабжения. Но оно носит эпизодиче ский и стихийный характер и связано часто с недопустимым
«пережогом» электрической энергии, со снижением надежности работы электрической сети и т. д.
Величина дополнительных капитальных вложений, связан ных с внедрением электротенлоснабжающих систем в качестве о с н о в и ы х, п а р а л л е л ь н ы х и л и п и к о в ы х, особен но важное значение имеет для районов со сравнительно низ ким значением числа часов использования максимума тепло вых нагрузок.
В расчетах, выполненных в Грузинском НИИ энергетики [Л. 2], было принято, что базисная часть графика отопитель ной нагрузки, соответствующей температуре начала и конца отопительного периода, как и нагрузка горячего водоснабже ния, покрывается источниками централизованного .теплоснаб жения, а.пиковая (переменная) — с помощью различных электротеплоснабжающих систем.
Выражая для сравниваемых схем удельные расчетные затраты (затраты на отпускаемое тепло, руб/Гкал) в функции от числа часов использования пиковой мощности или от зна
Qn
Ор ^от
расчетной отопительной нагрузок, можно найти оптимальные области применения пикового электроотопления. Эта область определяется выражением «пик^Якр* где акр соответствует условию равноэкономичности обоих схем. В расчетах для Грузинской ССР принято также, что суточный режим электро снабжения по свободному графику является наиболее прием лемым для систем пикового электроотопления*.
С энергетической точки зрения, более рационально элек
трическую энергию использовать |
(по сравнению с ее прямым |
|||
использованим) для |
повышения |
п о т е н ц и а л а |
низкотем- |
|
* |
Н . В . М е л а д з е , Р . |
А . Х а ч а т у р я н , |
Т ези сы д о к л а д а н а |
Н Т с о в ещ а н и и , |
Е р е в а н , |
1969. |
|
|
|
иературного тепла. Как известно, такими т р а н с ф о р м а т о
р а м и |
т е п л а являются тепловые насосы |
с источниками |
|
низкотемпературного тепла — окружающая |
среда |
(воздух, |
|
вода) |
и вторичные энергоресурсы промышленных |
предприя |
|
тий.
Энергетическую эффективность теплонасосного отопления можно условно выразить через коэффициент использования первичного энергоресурса, в качестве которого следует при нять топливо, являющееся первичным энергоресурсом для
генерации электроэнергии на тепловых станциях |
и тепла в |
|
обычных системах теплоснабжения. |
Тогда, применяя ту же |
|
методику определения К*ЭК придется |
у с л о в н о |
в качестве |
нового частного к.п.д. использовать действительный коэффи циент преобразования теплового насоса фд, характеризующий не потери, а трансформацию тепла.
Вследствие того, что фд > 1, коэффициент использования
первичного энергоресурса |
(топлива) с учетом трансформации |
|||||||||
тепла Ки9тР может оказаться п больше единицы, если |
|
|||||||||
фд |
- ■ |
|
г |
- |
- |
, |
|
|
|
|
|
U |
|
Т,э Т/э |
т/ |
|
|
|
|
|
|
|
* д.т.х |
|
*Г.р |
|
|
|
|
|
|
|
где Рд.т.х — частный |
коэффициент |
использования |
топлива, |
|||||||
учитывающий его потери при добыче, транспорте |
||||||||||
и хранении [остальные обозначения см. |
(1—50)] |
|||||||||
Выражение |
1 показывает, |
что в рассматриваемой |
||||||||
системе используется |
также |
|
р а с с е я н н о е |
т е п л о |
н и з |
|||||
к о т е м п е р а т у р н ы х и с т о ч н и к о в . |
|
|
|
|
||||||
Даже при не совсем благоприятных |
для |
теплонасосного |
||||||||
варианта условиях, когда ч* = |
0,3, чг |
= |
0,9 и чэтр = |
tjJ |
= 0,9, |
|||||
уже при фд ]>3 его энергетическая |
эффективность |
окажется |
||||||||
выше, чем для чисто тепловых |
систем |
(при одной |
и той же |
|||||||
топливной базе). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По сравнению с индивидуальными децентрализованнымиустановками, для которых потери, связанные с добычей, тран спортом и распределением топлива (особенно для твердого), значительно, выше, чем на тепловых станциях, и которые от личаются низким уровнем конечного использования тепла (домовые печи), энергетическая эффективность использования топлива в теплонасосных системах теплоснабжения оказы вается значительно выше.
С энергетической точки зрения наиболее экономичными должны быть теплонасосные установки, использующие тепло геотермальных вод или вторичных энергоресурсов предприя тий.
Использование тепла минеральных вод для отопления соответствующих санаториев и близлежащих жилых поселков весьма заманчиво в горных районах.
58
Сравнительно суровые климатические условия и трудности транспорта топлива из-за тяжелых рельефных условий часто
мешают круглогодичной нормальной работе таких санаториев. Непосредственное использование тепла избыточных ми неральных вод для отопления часто оказывается невозмож ным как из-за низкой температуры воды, так и в связи с ее значительной минерализацией. Однако эти трудности, видимо, можно преодолеть, пользуясь соответствующими теплообменпымн (с применением по примеру Карловых Вар графитовых
поверхностей нагрева) и теплонасосными установками. Работа теплонасосной и любой электроотопительной
установки в период спада электрических нагрузок оказывает ся эффективной, если ограждающие конструкции здания и сами системы отопления обладают значительной аккумули рующей способностью. Однако теплонасосные установки не получили еще большого распространения в основном из-за высокой стоимости как их самих, так и электроэнергии.
Теплонасосные установки, как правило, осуществляют только отопление здания. Для одновременного удовлетворения и нужд горячего водоснабжения в систему электротеплоснаб жения можно включить также электроводонагреватели.
Очевидно, с увеличением долевой нагрузки горячего водо снабжения сочетание теплонасосного отопления с прямым электронагревом воды приведет к значительному снижению сравнительной экономичности применения тепловых насосов,
особенно при значениях ■б > 0. |
Расчеты показывают, что при |
коэффициенте преобразования |
?;1 > 4 теплонасосное отопле |
ние в сочетании с электронагревом воды для горячего водо снабжения может найти распространение в ряде южных райо нов страны.
Можно рассматривать также сочетание обоих методов
прямого и непрямого (теплонасосного) использования элек трической энергии, когда первый из них служит пиковым, а второй базовым источником покрытия тепловых нагрузок. Работа тепловых насосов в базисе тепловых нагрузок может существенно улучшить их энергоэкономические показатели как вследствие достижения более высоких значений среднего за отопительный период коэффициента преобразования фд
(соответствующего более низкому значению средней темпера туры теплоносителя в отопительной системе в непиковый пе
риод), так и увеличения числа часов использования максимума тепловых нагрузок, покрываемого тепловыми насосами. Пос леднее имеет особенно большое значение в связи с высокой начальной стоимостью этих установок.
Оптимальное распределение расчетной тепловой нагрузки между базисным (теплонасосным) и пиковыми источниками теплоснабжения зависит как от конфигурации годового гра
59
фика теплопотребления, отражающего влияние климатиче ских условий, так и от стоимости электроэнергии, от соотно шения капитальных вложений на эти источники и т. д. Чем выше стоимость электроэнергии и чем более суровы клима тические условия, тем выше должна быть оптимальная мощ ность теплонасосной установки. Наоборот, при низкой стои мости электроэнергии и теплом климате (низкие значения h0) оптимальная мощность теплового насоса стремится к нулю, что указывает на явную нецелесообразность его применения по сравнению с обычным электроотоплением. Однако даже при наличии благоприятных условий внедрение перечислен ных систем электротеплоснабжения осуществляется еще мед ленными темпами из-за ограниченных масштабов производ ства электрокотлов, теплонасосных установок и другого обо рудования.
Р А З Д Е Л В Т О Р О Й
ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ТЕПЛОФИКАЦИЯ В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОГО КЛИМАТА
Г Л А В А III
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
§ 2—1. Централизация теплоснабжения. Источники централизованного теплоснабжения
Централизация теплоснабжения |
в значительной |
степени |
|||
зависит от |
т е м п е р а т у р н о г о |
у р о в н я |
процесса. Для |
||
подавляющей части высокотемпературных процессов |
харак |
||||
терно |
т е р р и т о р и а л ь н о е е д и н с т в о |
производства и |
|||
потребления |
тепла и отсутствие промежуточного теплоноси |
||||
теля. |
Рациональная организация теплового хозяйства |
в этом |
|||
случае непосредственно связана с созданием крупных про мышленных узлов, т. е. с концентрацией самого производства и применением мощного энергетического оборудования. Для высокотемпературных процессов важным является централи зованное снабжение энергоресурсами (имеется в виду в пер вую очередь газификация и электрификация соответствующих установок).
64