Особенности бесперебойного теплоснабжения потребителей

Теплота от тепловых электрических станций (ТЭС), включая теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), конденсационные электростанции и парогазовые установки, отпускается потребителям либо с паром, либо с горячей водой. Теплоту, отпускаемую с паром, используют, как правило, предприятия нефтеперерабатывающей, нефтехимической, текстильной, пищевой промышленности и др. Пар, поступающий к промышленному потребителю, может иметь давление 0,2-2,0 МПа и должен быть обязательно перегрет. Такой пар называют технологическим или промышленным [1].

Пароснабжение потребителей должно обеспечиваться с высокой надежностью, так как перерывы в подаче пара или даже снижение его расхода приводят к большому материальному ущербу, нарушению технологического процесса и даже к опасности возникновения пожаров.

Крупные потребители технологического пара получают его от специальных ТЭЦ, называемых промышленными. В качестве примера таких ТЭЦ можно назвать Нижнекамскую ТЭЦ-1, Тобольскую ТЭЦ и др.

Теплота, поступающая от ТЭЦ с горячей водой, используется в жилищно-коммунальном хозяйстве. При этом основными ее потребителями являются системы отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. В жилых и общественных зданиях температура поверхности отопительных приборов в соответствии с требованиями санитарногигиенических норм не должна превышать 95°С, а температура воды в кранах горячего водоснабжения должна быть не ниже 50-60°С в соответствии с требованиями комфортности и не выше 70°С по нормам техники безопасности [2].

Тепловые потребители диктуют не только вид и параметры теплоносителя, но и характер изменения тепловых нагрузок. По изменению во времени тепловые нагрузки можно разделить на сезонные и круглогодовые.

Сезонную нагрузку составляют отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Значение и характер изменения сезонной нагрузки зависят от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, влажности воздуха и солнечного излучения. Основное влияние оказывает температура наружного воздуха, поэтому сезонная нагрузка имеет практически постоянный суточный и резко переменный годовой графики (рис. 1) [3].

Рис. 1. Годовой график расхода теплоты на отопление (по месяцам года):

1, 2 – максимальные и минимальные значения.

Круглогодичную нагрузку составляют технологическая нагрузка и горячее водоснабжение. Нагрузка горячего водоснабжения зависит от степени благоустройства города или поселка, численности населения, распорядка его рабочего дня и режима работы таких коммунальных предприятий, как бани и прачечные. В отличие от сезонной нагрузки горячее водоснабжение и технологическая нагрузка почти не зависят от температуры наружного воздуха, поэтому круглогодовая нагрузка имеет практически постоянный годовой и резкопеременный суточный графики.

На рис. 2 показаны зависимости расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, а также общего расхода от температуры наружного воздуха. По оси ординат отложены значения отношений расходов теплоты к мощности ее источника ^Q . Как видно, преобладающей является отопительная нагрузка (кривая 1) [4].

Рис. 2. Зависимость относительного расхода теплоты от температуры наружного воздуха: 1 – на отопление; 2 – на вентиляцию; 3 – на горячее водоснабжение; 4 – суммарный.

График суммарного расхода теплоты (кривая 4) имеет три точки излома а , б и в . Точка излома а соответствует моменту включения отопления, точка б – моменту включения вентиляции, а точка в – изменению графика нагрузки вентиляции. Характер графика суммарной тепловой нагрузки зависит от соотношения нагрузок отдельных групп потребителей.

Так как тепловая нагрузка потребителя (следовательно, и источника теплоты) постоянно изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, то для правильного выбора состава оборудования источника теплоты и наиболее экономичного непрерывного и надежного режима его работы по отпуску теплоты необходимо располагать данными по продолжительности периода с той или иной нагрузкой в течение всего года.