Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf

метры пара. Кроме этого, важное значение имеет не только стоимость, но и вид топлива, режим его потребления и т. д.

Таким образом, обоснование оптимального решения тре­ бует полного учета всех технико-экономических факторов. Еди­ ные и стандартные рекомендации особенно для такой обшир­ ной страны, как Советский Союз, должны быть весьма осто­ рожными и не должны носить характер окончательных реше­ ний. Конечно, имеются такие факторы, которые обусловлены тенденцией развития не только советской, но и всей мировой энергетики и поэтому их учет о б я з а т е л е н для любого района Советского Союза. К таким общим факторам относятся в первую очередь повышение начальных параметров пара и единичной мощности турбоагрегатов, развитие топливоэнерге­ тического баланса страны и т. д. Они общеизвестны и их влия­ ние на эффективность теплофикации изложено достаточно об­ стоятельно [Л. 4, 45, 46].

Важное значение имеют и так называемые местные фак­ торы. Работа любой энергетической установки зависит как от параметров рабочего тела, так и от параметров среды. Темпе­ ратура и давление среды (атмосферное давление) оказывают непосредственное влияние на выбор оптимального значения конечного давления рабочего тела ра. Хотя последний не ока­ зывает такого решающего влияния на эффективность соору­ жения и эксплуатации ТЭЦ, как начальные параметры пара, однако в резко различных природно-климатических условиях Союза выбор оптимального значения вакуума для турбоагре­ гатов является важной задачей.

Параметры состояния среды, т. е. окружающего воздуха и воды, оказывают определенное влияние на протекающие к энергоустановках процессы горения, теплообмена, движения газов и жидкостей и т. л. Анализ и выбор оптимальных пара­ метров энергетических установок стремятся выполнить с по­ мощью величин, учитывающих и параметры состояния среды (эксергия, техническая работоспособность и т. п.).

Очевидно, что при заданных величинах QPv и q важное

значение имеет выбор теплоносителя. При повсеместном при­ менении водяного теплоносителя (в том числе и для низко­ температурных технологических процессов) увеличивается оптималное значение радиуса теплоснабжения, а следователь­

зависит роль, выполняемая данной ТЭЦ.

Система энергоснабжения сама также оказывает опреде­ ленное влияние на окружающую среду. В этом смысле особен­

119

особенно на базе низкокачественных видов топлива (большое содержание серы, минеральных примесей и т. д.), может весь­ ма отридателно влиять на ч и с т о т у о к р у ж а ю щ е й с ре ­ ды. Поэтому при решении всех вопросов, связанных с выбо­ ром оптимальной схемы энергоснабжения района, нельзя игно­ рировать взаимное влияние системы энергоснабжения и среды.

Отрицательное влияние энергоснабжающей и, в частности, теплоснабжающей системы на окружающую среду, раститель­ ный и животный мир может оказаться значительным, если при выборе этих систем исходить только из общих энерго-эконо­ мических факторов и не учитывать также экологические фак­ торы и масштабы их влияния.

§ 2—8. Влияние природно-климатических условий на эффективность теплофикации

В предыдущих главах мы старались показать, что при­ родно-климатические условия оказывают определенное влия­ ние на величину и характер теплопотребления и на работу любой теплоэнергетической установки в целом. Несомненно, что они должны оказать определенное влияние и на эффек­ тивность теплофикации [Л. 47, 48, 49, 50 и др.]. Такой «боль­ шой» интерес к этим вопросам частично вызван бытующим среди энергетиков мнением о заведомой неэффективности теп­ лофикации в южных районах (районы теплого и жаркого кли­ мата). Нередко такое мнение не остается просто «мнением», а отрицателно сказывается на развитие теплофикации этих районов.

Практика проектирования теплоэлектроцентралей пока­ зывает, что неучет «местных» и в первую очередь всего ком­ плекса природных факторов может привести к серьезным ошибкам и оказать отрицательное влияние на технико-эконо­ мические показатели их строительства и эксплуатации.

Вопрос заключается не только в оценке этого влияния.

Более важной является разработка конкретных путей повы­

шения эффективности теплофикации в тех районах, где в силу климатических и других природных условий она оказывается

сравнительно низкой.

Влияние природно-климатических условий на выбор ме­ тода энергоснабжения вообще и на эффективность теплофи­ кации, в частности, проявляется весьма сложным образом.

Между природно-климатическими факторами и технико-эко­ номическими показателями теплофикации существует сложная взаимосвязь и потому исследования влияния этих факторов носят приближенный, а иногда и у с л о в н ы й характер. Так, для определения влияния именно этих факторов часто пред­ полагается, что все остальные исходные данные и технико-эко-

120

комические показатели должны быть и д е н т и ч н ы м и (з сравниваемых городах или вариантах). Такое условие не всег­ да выполнимо, так как некоторые данные, принятые исходны­ ми, сами также могут в известной мере зависеть от природноклиматических условий. К таким исходным величинам отно­ сятся, например, капиталовложения на источники теплоснаб­ жения (в южных районах имеются благоприятные возмож­

ности для открытой или полуоткрытой компановки) и тепловые сети (отличие в радиусе теплоснабжения, в сложности релье­ фа и т. д.), доля горячего водоснабжения в суммарной тепло­ вой нагрузке и т. д.

Как уже было сказано, условный характер имеет само климатическое районирование, базирующееся в основном на показателях отопительного сезона.

Изучение влияния климатических факторов на показатели эффективности теплофикации часто имеет сравнительный ха­ рактер — сравниваются различные города с городом, эффек­ тивность теплофикации которого не вызывает сомнения и до­ казана практикой (например, г. Москва [Л. 47]) или обычным методом сравнения схем комбинированного и раздельного энергоснабжения в различных климатических условиях [Л. 49, 50] и т. д.

Даже при самых упрощенных сравнительных расчетах

следует четко разграничить два случая, отражающих взаимо­ связь между суммарными расчетными тепловыми нагрузками QPvh территориальными показателями охвата теплофикацией

(площадь F или средний радиус Rc). Если за исходное взять равенство этих нагрузок для данного («холодного») Qp^ и

рассматриваемого южного города, Qp , то район охвата теп­

лофикацией у последнего должен быть больше, т. е. Qp =

Qp^ и F < F'. При одинаковой территории охвата, наоборот,

F = F' и QPy > Qp . Оба эти условия исходят из предполо­

жения, что теплоплотность в теплых районах должна быть меньше, чем в «холодных» районах, т. е. q' < q. Однако в от­ дельных случаях это исходное неравенство может перейти и в равенство. Оно наступит при соответствующем сочетании климатических RKи строительно-планировочных Rcn характе­ ристик (см. § 1—1), если в отличие от сравниваемого «холод­ ного» города значительная часть населения южного города живет в многоэтажных зданиях легкой конструкции, одновре­ менно достигнут высокий уровень централизованного горячего водоснабжения и т. и. Рассматриваемые два основных случая ‘(при qOTгв) графически представлены на рис. 2—11.

121

Условно принято, что тепловые нагрузки территориально рав­

на удельную стоимость тепловых сетей и на радиус теплоснаб­ жения (от ТЭЦ); б) продолжительности наружных темпера­ тур и отопительного периода на число часов использования тепловой мощности ТЭЦ. Расчеты показывают, что по срав­ нению с климатическими условиями Москвы (tj = —26°С)

удельные стоимости тепловых сетей могут увеличится макси­ мум на 6—7% (схема а), а прирост радиуса теплоснабжения (схема б) — на 5—6 % (при наружной расчетной температуре = —10°С). Чем больше радиус охвата теплофикацией, тем

больше его относительный прирост при переходе к более теп­ лому климату.

С увеличением доли горячего водоснабжения, как и сле­ довало ожидать, влияние величины оказывается еще бо­

лее слабым. Слабым оказывается также влияние продолжи­ тельности отопительного периода на число использования теп­ ловой мощности ТЭЦ (сопоставление выполнению по схеме б,

Р и с . 2 — 11. Г о д о в ы е г р а ф и к и т еп л о в ы х н а г р у зо к д л я р а й о н о в х о л о д н о г о и т е п л о г о к л и м а т а .

при одинаковых величинах установленной мощности ТЭЦ, NT3U и расчетного коэффициента теплофикации аТЭЦ/).

Здесь важную роль играет то обстоятельство, что для сравни­ ваемых городов число часов с максимальными тепловыми на­ грузками (левые части годовых графиков рис. 2—11) значи­ тельно меньше отличаются друг от друга, чем число часов с

\22

минимальными нагрузками (правые части годовых графиков), т. е. определяющим является конец отопительного периода.

Выравнивание расчетных тепловых нагрузок связано с изменением радиусов теплоснабжения, что вполне корректно, если учесть, что сопоставление выполняется через удельные стоимости тепловых сетей. Менее корректно условие об оди­ наковом значении (вместо оптимального) коэффициента теп­ лофикации для городов, значительно отличающихся своими климатическими условиями, хотя формально оно и вытекает из принятой схемы сопоставления (схема б). В этом случае также увеличение доли горячего водоснабжения еще более смягчает влияние климатических условий.

Для повышения эффективности теплофикации в южных городах и соответствующей компенсации отрицательного вли­ яния теплого климата рекомендуется, что вполне справедли­ во, развить горячее водоснабжение, уменьшить расчетное

значение коэффициента теплофикации и установить более вы­ сокий температурный график (повышением температуры по­ дающей воды) в тепловых сетях.

Выводы о с л а б о м в л и я н и и климатических условий на эффективность теплофикации, видимо, не должны вызы­ вать сомнения, но они, как уже отмечалось, относятся только к тем городам, наружные расчетные температуры которых из­ меняются в пределах—5(Н— 10°С, т. е. не охватывают ряд городов южных районов с tj > —10°С.

Для более полного и всестороннего рассмотрения влияния природно-климатических факторов, возможно, следовало бы отказаться от условия постоянства для сравниваемых городов всех тех остальных показателей (что, конечно, осложнило бы выполненное исследование), которые так или иначе зависят от природно-климатических условий. Приближенный харак­ тер имеет также важное соотношение между стоимостями теп­

ловых сетей С и С' территориально идентичных районов тепло­ снабжения, находящихся в заданном (например, г. Москва) и рассматриваемом климатических условиях [Л. 47].

■где Q и Дтр— максимальные (расчетные) тепловые нагруз­ ки и расчетные перепады температурного графика тепловых сетей для заданного, а

Q' и Дтр— для сравниваемого города.

Оно выведено на основе известного уравнения для стои­ мости тепловых сетей, где численные коэффициенты находятся путем анализа проектно-сметных материалов для средних ус-

.ловий их сооружения. Эти «средние» условия, безусловно, не

123