Источники городского и поселкового теплоснабжения

Источниками централизованного теплоснабжения служат ТЭЦ и районные котельные на органическом и ядерном топливе, а также установки по использованию вторичных энергоресурсов (геотермальные воды, лучистая энергия солнца).

В России и странах СНГ основой развития является теплофикация на базе крупных ТЭЦ мощностью более 1000 МВт с максимальной отдачей 2900 МВт. Радиус передачи теплоты ТЭЦ достигает 12-15 км. В последние годы появилась тенденция увеличивать радиус до 30-50 км за счет выноса ТЭЦ на окраины и за город. В районах, где сооружение ТЭЦ по технико-экономическим показателям нецелесообразно из-за отсутствия необходимой концентрации нагрузок, централизованное теплоснабжение городов и рабочих поселков ведется от районных и промышленных котельных с радиусом действия 2-3 км.

Теплоснабжение сельской населенной местности отличается небольшой величиной тепловой нагрузки и рассредоточенной плотностью. Там экономически целесообразно предусматривать тепловую нагрузку не более 8-10 МВт и использовать чугунные котлы, а также автоматизированные модульные котельные, разработанные в разных городах (Радон-К, Энергомаш, Промэнерго).

На современных ТЭЦ применяются крупные и экономичные в эксплуатации турбоагрегаты электрической мощностью до 250 МВт с начальным давлением пара до 24 МПа, температурой нагрева 565 ^ºС. Имеется тенденция к увеличению начальных параметров мощности теплофикационных турбоагрегатов. Это выгодно не только с точки зрения снижения удельных расходов на 1 кВт/ч, но и в связи с понижением удельных капитальных вложений и эксплуатационных расходов. Тип и количество применяемых паровых турбин должны увязываться с оптимальным для данных условий α = 0,4 ÷ 0,65. Турбины, которые не только служат приводом генератора электрического тока, но и снабжают теплотой внешних потребителей, получили общее название теплофикационные турбины. Они разбиваются на следующие основные типы:

1. Турбины с противодавлением Р.

2. Турбины с одним регулируемым отбором пара.

3. Турбины с двумя регулируемыми отборами пара.

4. Турбины с регулируемым производственным отбором пара П. Давление в отборе 0,39 ÷ 1,47 МПа.

5. Турбины с регулируемым отопительным теплофикационным отбором пара Т. Давление 0,069 ÷ 0,24 МПа.

6. Турбина конденсационная К.

Современные теплофикационные турбины имеют в конденсаторе встроенный пучок конденсационных теплофикационных труб для предотвращения нагрева сетевой или подпиточной воды. Это значительно повышает коэффициент используемого топлива по сравнению со старыми турбинами, где теплота конденсата отработавшего в турбине пара теряется безвозвратно с охлажденной водой.

Рассмотрим турбины с противодавлением Р.

Схема 1. Принципиальная схема установки с турбиной
с противодавлением и конденсационной турбиной

После ПТ и парогенератора

Рис. 2.1

1 – турбина с противодавлением;

2 – конденсационная турбина;

3 – редукционно-охладительная установка

Схема 2. Принципиальная схема установки с турбиной,
имеющей регулируемый отбор пара

Рис. 2.2

Схема 3. Принципиальная схема установки с турбиной,
имеющей два регулируемых отбора пара

Рис. 2.3

Схема 1. Свежий пар из парогенератора с давлением Р_о направляется в турбину 1. В турбине происходит расширение пара до давления Р₂. Отработавший в турбине 1 пар поступает в сетевые подогреватели. Откуда подогретая вода идет потребителю теплоты. Для теплоснабжения жилых и общественных зданий пар имеет давление 70-250 кПа. Для промышленных целей требуется пар более высокого давления. Пар, покидающий турбину с противодавлением, расходуется лишь в том количестве, которое необходимо тепловому потребителю. Поэтому мощность, развиваемая турбиной с противодавлением, не является произвольной, а связана с нагрузкой теплового потребителя. Турбина с противодавлением, работающая изолированно, не может полностью обеспечить потребителей энергией. График потребления электроэнергии, как правило, не совпадает с графиком потребления теплоты. Поэтому в современных энергетических системах турбины с противодавлением обычно не устанавливают без конденсатора.

Схема 2. Турбина состоит из двух частей высокого давления (ЧВД) и двух частей низкого давления (ЧНД), связанных с конденсатором 3. Свежий пар подается к турбине с давлением Р_о, пар расширяется в ЧВД до давления Р_п, которое поддерживается постоянным и должно быть выбрано в соответствии с потребностями теплового потребителя. Пройдя ЧВД, поток пара G₁ разбивается на два потока. Поток пара G_п проходит отсечной и обратный клапаны и направляется к тепловому потребителю. Пар в количестве G₂ направляется через регулирующие клапаны в ЧНД. Там он расширяется до Р_к в конденсаторе. Таким образом, ЧВД турбины с отбором представляет собой турбину с противодавлением.

Схема 3. Применяется в тех случаях, когда ТЭЦ должна одновременно давать пар двух различных давлений. Турбина делится на три отсека: ЧВД, ЧСД, ЧНД. Пар подводится к ЧВД из парогенератора в количестве G₁ с давлением Р_п, при этом давлении часть пара G_п отбирается для промышленного теплового потребления. В это время расход пара
G₂ = G₁ – G_п проходит через регулирующие клапаны в ЧНД и там он расширяется до давления Р_т.