Особенности зависимой и независимой системы теплоснабжения потребителей

Районные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) предназначены для отпуска теплоты, как промышленным предприятиям, так и расположенным поблизости городам и населенным пунктам. Для удовлетворения отопительно-вентиляционной и бытовой нагрузок жилых и общественных зданий, а также промышленных предприятий используется главным образом горячая вода.

В современных условиях более предпочтительными являются зависимые системы теплоснабжения, которые характеризуется высокой энергетической эффективностью благодаря использованию низкопотенциальных источников теплоты, в том числе отработавшего пара турбин ТЭЦ для подготовки большого количества подпиточной воды теплосети; поддержание высокого качества сетевой воды во всей системе теплоснабжения и в местных системах отопления и горячего водоснабжения потребителей благодаря возможности высокоэффективной централизованной противонакипной и противокоррозионной обработки подпиточной воды на ТЭЦ [1].

Источником теплоты зависимой системы теплоснабжения является теплоприготовительная установка теплоэлектроцентрали. Пар из отборов турбины поступает в сетевые подогреватели, в которых конденсируется и отдает теплоту сетевой воде, циркулирующей в системе (рис. 1). Поступающая из теплоснабжаемого района сетевая вода насосом подается в сетевые подогреватели. Возвращается только та сетевая вода, которая не была использована на горячее водоснабжение и прошла через систему отопления, то есть чисто отопительная вода [2].

Основными недостатками открытой системы теплоснабжения являются более сложный гидравлический режим системы из-за разности расходов сетевой воды в подающей и обратной магистралях, а также высокая стоимость оборудования для подготовки большого количества подпиточной воды теплосети на ТЭЦ.

Рис. 1. Общая схема зависимой системы теплоснабжения, когда горячее водоснабжение производится непосредственный отбор воды из тепловой сети.

Для реализации независимой системы теплоснабжения требуется наличие у потребителей поверхностных теплообменников для нагрева водопроводной воды, подаваемой на горячее водоснабжение, а иногда и водоподготовки.

В схеме независимой системы теплоснабжения источником теплоты служит теплоэлектроцентраль. Охлажденная сетевая вода из района теплоснабжения поступает в теплоприготовительную установку ТЭЦ. Сетевая вода проходит через основные сетевые подогреватели, куда поступает пар из отборов турбины, и нагревается примерно до 120°С. При пиковых нагрузках сетевая вода нагревается до требуемого значения в пиковых водогрейных котлах ТЭЦ до 150°С. Сетевая вода из ТЭЦ поступает в подающие линии тепловых сетей и транспортируется к центральным тепловым пунктам районов потребления. В центральных тепловых пунктах водопроводная вода подогревается сетевой водой в теплообменных аппаратах до температуры 60°С (рис. 2). Остывание воды в трубопроводах системы горячего водоснабжения компенсируется с помощью циркуляционной линии. Циркуляционный насос возвращает часть охладившейся воды в теплообменники, где она вновь нагревается. Так как температура горячей воды должна быть не ниже 60°С, температура сетевой воды не должна быть ниже 70°С [3].

Рис. 2. Общая схема независимой системы теплоснабжения, когда горячее водоснабжение присоединяется к тепловым сетям через теплообменник.

Преимуществами независимой системы теплоснабжения выступают: стабильный гидравлический режим системы благодаря примерно одинаковому расходу сетевой воды в подающей и обратной магистралях, а также низкая стоимость установки для подготовки малого количества подпиточной воды теплосети на ТЭЦ.

Основными недостатками независимой системы теплоснабжения выступают: пониженная энергетическая эффективность системы из-за ограничения возможностей использования низкопотенциальных источников теплоты на ТЭЦ; высокая стоимость большого количества местных тепловых пунктов потребителей из-за наличия в них теплообменников-подогревателей горячей воды; интенсивность внутренней коррозии металлических участков трубопроводов не деаэрированной горячей воды в местных системах [4, 5].

Для определения температуры воды в тепловых сетях для различных расчетных температур наружного воздуха строятся графики, разработанные теплоэлектропроектом. Например, из такого графика видно, что при температурах наружного воздуха 3°С и выше вплоть до конца отопительного сезона температура прямой сетевой воды постоянна и равна 70°С.