Введение в теплофикацию

Энергетикой называется система устано­вок и устройств для преобразования первич­ных энергоресурсов в виды энергии, необхо­димые для народного хозяйства и населения, и передачи этой энергии от источников ее производства до объектов использования.

Из всех видов вырабатываемой энергии наиболее широкое использование находят два вида - электрическая энергия и тепло­та низкого и среднего потенциалов, на вы­работку которых затрачивается в настоящее время более 55 % всех используемых пер­вичных топливно-энергетических ресурсов страны. Особенно важное значение имеет электрическая энергия, которой в современном мире принадлежит ведущая роль в развитии производительных сил общества.

В промышленности и коммунально-бы­товом секторе России широко используется теплота низкого (с температурой до 150 °С) и среднего (до 350 °С) потенциалов. На ее выработку затрачивается количество теплоты, которое превышает в несколько раз расход топлива на выработку электроэнергии и составляет около одной трети всех потребляемых в стране топлив­но-энергетических ресурсов.

Главным ресурсом для выработки элек­трической и тепловой энергии в стране в на­стоящее время служит в основном органиче­ское топливо (природный газ, уголь, мазут).

Тепловое хозяйство страны развивается на основе непрерывно идущего процесса концентрации тепловых нагрузок в городах и промышленных районах.

Для организации рационального энерго­снабжения страны особенно большое значе­ние имеет теплофикация, являющаяся наи­более совершенным технологическим спо­собом производства электрической и тепло­вой энергии и одним из основных путей снижения расхода топлива на выработку указанных видов энергии.

Под термином «теплофикация» пони­мается энергоснабжение на базе комбини­рованной, т.е. совместной, выработки электрической и тепловой энергии в одной установке.

Термодинамической основой теплофи­кации служит полезное использование от­работавшей в тепловом двигателе теплоты, отводимой из теплосилового цикла.

В комбинированной выработке заключа­ется основное отличие теплофикации от так называемого раздельного метода энерго­снабжения, при котором электрическая энергия вырабатывается на конденсацион­ных тепловых электростанциях (КЭС), а те­пловая - в котельных.

Комбинированное производство элек­трической и тепловой энергии может быть реализовано на энергоустановках электри­ческой мощностью, измеряемой сотнями МВт и тепловой мощностью в сотни ГДж/с (Гкал/ч), а также на установках мощностью в десятки (сотни) кВт и кДж/с (ккал/ч). Та­кой широкий диапазон мощностей тепло­фикационных установок и систем тесней­шим образом связан с уровнем централиза­ции теплоснабжения, который, в свою оче­редь, зависит от плотности тепловых нагру­зок (тепловой мощности на единицу пло­щади района теплоснабжения); вида топли­ва, на котором работают энергоустановки; от экологических требований, диктуемых состоянием воздушного бассейна; наличия избытков теплоты на промышленных предприятиях, расположенных на рассматри­ваемой территории и т.п.

В бывшем СССР и в России в период планового регулирования экономики наи­большее развитие получили достаточно крупные городские и промышленные теп­лофикационные системы, базирующиеся на централизованном теплоснабжении го­родов и промышленных узлов. Таким обра­зом, при теплофикации в России было реа­лизовано два основных принципа:

1) комбинированное (совместное) про­изводство электрической и тепловой энер­гии, осуществляемое на ТЭЦ;

2) централизация теплоснабжения, т.е. передача теплоты от одного или нескольких источников, работающих на одну тепловую сеть, многочисленным тепловым потре­бителям.

Централизация теплоснабжения не является особенностью теплофикации и может быть реализована в системах тепло­снабжения не только от ТЭЦ, но и от других источников теплоты, таких как промыш­ленные, районные и квартальные котель­ные, от мусоросжигающих заводов и энер­гоустановок, утилизирующих избытки теп­лоты, образующиеся в технологических ус­тановках промпредприятий, и т.п.

Централизация теплоснабжения способ­ствует благоустройству теплоснабжаемых районов, позволяет уменьшить трудозатраты на обслуживание теплового хозяйства городов и промышленности, облегчает использование низкосортного топлива и сбросной теплоты промышленности.

При централизованном теплоснабжении от котельных без комбинированной выра­ботки электрической энергии на базе тепло­вого потребления суммарный расход топли­ва на удовлетворение теплового и электри­ческого потребления получается больше, чем при теплофикации. Теплофикация в со­четании с централизацией теплоснабжения является наиболее рациональным методом использования топливных ресурсов страны для тепло- и электроснабжения. Благодаря социальным, экономическим и экологиче­ским преимуществам централизованная те­плофикация стала одним из основных на­правлений развития энергетики нашей страны.