Теплофикация и тепловые сети. И тепловые
 Скачать 2.4 Mb.
|
|
1 Здесь и ниже при расчете количества топлива, расходуемого на ТЭЦ при совместной выработке электрической и тепловой энергии, использовался так называемый «физический метод» распределения расходов топлива между электрической и тепловой энергией Согласно этому методу вся экономия топлива, получаемая за счет комбинированной выработки, относится на электрическую энергию Подробнее см гл 1 вырабатываемой при раздельной схеме энергоснабжения в котельных, отработавшей теплотой, отведенной из теплосилового цикла электростанции, благодаря чему на ТЭС ликвидируется бесполезный отвод теплоты в окружающую среду при превращении химической, а на АЭС внутриядерной энергии топлива в электрическую энергию. Развитие комбинированной выработки является одним из основных путей повышения тепловой экономичности энергетического производства в нашей стране. В табл. В.1 приведены основные технико-экономические показатели развития теплофикации от ТЭС общего пользования. Экономия топлива за счет комбинированной выработки электрической и тепловой энергии составляла в СССР около 45 млн т, или около 13 % расхода топлива на выработку электроэнергии на всех ТЭС страны. На рис. В.1 показана динамика изменения удельных расходов условного топлива (нетто) на ТЭС Минэнерго СССР за 25 лет (с 1961 по 1987 г.). За этот период удельный расход топлива снизился: на КЭС на 94 г/(кВт • ч) — с 450 до 356 г/(кВт ■ ч); на ТЭЦ на 196 г/(кВт • ч) — с 462 до 266 г/ /(кВт • ч); в среднем по всем ТЭС на органическом топливе на 128 г/(кВт-ч) — с 454 до 326 г/(кВт‘ч) (1985 г.). Разность средних удельных расходов топлива КЭС и ТЭЦ составляла около 90 г/(кВт • ч) [124]. Приведенные выше данные по удельным расходам топлива на выработку электроэнергии в комбинированном цикле на ТЭЦ рассчитаны в соответствии с так называемым физическим методом распределения энергетических затрат (топлива) в теплофикационных установках [27]. Согласно этому методу расход топлива или эквивалентный ему расход теплоты на выработку электроэнергии на ТЭЦ получают путем вычитания из всего количества теплоты, подведенного к теплофикацион- 7 Таблица В.1. Основные техинко-экоиомические показатели развития теплофикации от тепловых электростанций общего пользования
ной установке, количества теплоты конденсата, направляемого в энергетические котлы ТЭЦ, и количества теплоты, отпускаемой от теплофикационной установки внешним потребителям. Другими словами, вся экономия топлива, расходуемого на выработку электроэнергии и теплоты в комбинированном (теплофикационном) цикле на ТЭЦ, относится только на электроэнергию. В дальнейшем все показатели по удельным расходам топлива на выработку элек- троэнергии на ТЭЦ приведены в соответствии с указанным методом. Комбинированное производство электрической н 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/e (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 ззбытков 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; комбинированное (совместное) производство электрической и тепловой энергии, осуществляемое на ТЭЦ; централизация теплоснабжения, т.е. передача теплоты от одного или нескольких источников, работающих на одну тепловую сеть, многочисленным тепловым потребителям. Первый принцип был рассмотрен выше, второй — централизация теплоснабжения не является особенностью теплофикации и может быть реализован 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. Несмотря на дополнительные потери энергии в тепловых сетях, централизация в теплоснабжении может обеспечить экономию топлива за счет: утилизации теплоты от промышленных технологических (включая крупные ГРЭС) и мусоросжигающих установок; более высокого КПД крупных промышленных и районных котельных, а также мощных котельных установок крупных ТЭЦ по сравнению с мелкими местными котельными, работающими на неквалифицированных низкокалорийных и многозольных видах твердого топлива; более рациональной загрузки источников теплоты с различной эффективностью при работе этих источников на одну сеть. Выбор рациональной степени централизации теплоснабжения, т.е. числа источников теплоснабжения, для удовлетворения тепловой нагрузки района зависит от ряда экономических и местных условий. С повышением степени централизации, т.е. уменьшением числа источников теплоснабжения, как правило, повышается экономичность выработки теплоты и снижаются удельные начальные затраты и расходы по эксплуатации источников теплоснабжения, но одновременно увеличиваются начальные затраты на сооружение тепловых сетей и эксплуатационные расходы на транспорт и распределение теплоты. Централизация теплоснабжения способствует благоустройству теплоснабжаемых районов, позволяет уменьшить трудозатра- 10 ты на обслуживание теплового хозя городов и промышленности, обле использование низкосортного то пли сбросной теплоты промышленности. При централизованном теплоснаб» от котельных без комбинированной t ботки электрической энергии на базе т< вого потребления суммарный расход тс ва на удовлетворение теплового и эле! ческого потребления получается бол чем при теплофикации. Теплофикация четании с централизацией теплоснабж является наиболее рациональным мете использования топливных ресурсов ст| для тепло- и электроснабжения. Благо социальным, экономическим и эколог ским преимуществам централизованна! плофикация стала одним из основных правлений развития энергетики на страны. Ориентация советской и российс энергетики на комбинированное произ! ство электрической энергии и теплоть крупных ТЭС была предусмотрена еще е сударственном плане электрификации I сии — плане ГОЭЛРО. Эта идея, полное оправдавшая себя опытом развития coi ской теплофикации, широко реализуе в городах и промышленных районах Hai страны. Для успешного развития тепло» кации необходима разработка и практи ская реализация согласованных по cpoi и масштабам планов сооружения и вв< в эксплуатацию источников теплоты и т ловых сетей в соответствии с растут спросом на теплоту низкого и среднего i тенциалов. Днем рождения советской теплофи» ции и централизованного теплоснабжеь считается 25 ноября 1924 г. В этот ден1 Ленинграде был введен в строй первый те лопровод общего пользования, сооруже ный по проекту и под руководством пиоь ров советской теплофикации — инжене Л.Л. Гинтера и профессора В.В. Дмитрие! По этому теплопроводу теплота от ЛГЭС-3 (Ленинградской государственной электростанции № 3, впоследствии ТЭЦ им. Л.Л. Гинтера) была передана в жилой дом № 96 по набережной р. Фонтанки, а затем в Казачьи бани и другие здания. Широкое развитие теплофикации на базе централизованного теплоснабжения началось в 1931 г. после специального решения правительства страны, отметившего важное народнохозяйственное значение этого направления развития энергетики. Развернулось строительство мощных по тому времени ТЭЦ (100—200 МВт) для районного электро- и теплоснабжения в крупных городах и при вновь создаваемых крупных промышленных комбинатах. В годы Великой Отечественной войны объектам теплофикации, как и другим энергетическим объектам страны, был нанесен значительный ущерб. Однако, несмотря на это, мощность теплофикационных установок во время войны не снижалась. Советские энергетики сумели быстро демонтировать и перебазировать значительную часть оборудования ТЭЦ из прифронтовой полосы на восток, развернуть строительство объектов теплофикации на Урале, в Сибири и на Волге. Особенно большое развитие теплофикация и централизованное теплоснабжение получили в послевоенный период. На рис. В.2 приведены показатели, характеризующие развитие теплофикации со времени ее возникновения до 1987 г. До 1990 г. основной организацией, сооружающей и эксплуатирующей теплофикационные установки в СССР, было Министерство энергетики и электрификации СССР (Минэнерго СССР). Теплоэлектроцентрали Минэнерго СССР составили в 1990 г. 85 % по электрической и 80 % по тепловой мощности всех ТЭЦ страны. 10 В 1989 г. электрическая мощность теплофикационных турбин достигла 98 ГВт, в том числе на станциях Минэнерго 85 ГВт [124]. Годовая выработка электрической энергии теплофикационными турбинами дос- О тигла515-10 кВт • ч, в том числе на стан- Q циях Минэнерго 450 • 10 кВт • ч. Комбинированная выработка электрической энергии составила 310 • 109 кВт'ч, в том числе на станциях Минэнерго 272 • 109 кВт • ч. В 1987 г. годовой отпуск теплоты от ТЭЦ составил 5,5 • 109 ГДж. Примерно таким же был суммарный отпуск теплоты от всех других установок централизованного теплоснабжения, т.е. от промышленных, районных, квартальных котельных и от теплоутилизационных установок промышленных предприятий. При суммарном годовом теплопотребле- нии народного хозяйства и жилищно-коммунального сектора СССР в 1989 г. в разме- 9 ре 16*10 ГДж централизованным теплоснабжением удовлетворялось около 70 % теплового потребления, из них половина за счет теплофикации. Уровень современного развития теплофикации России характеризуется следующими данными. В 1995 г. в рамках РАО «ЕЭС России» (Российского акционерного общества «Единая энергетическая система России»), которое стало правопреемником Минэнерго СССР на территории России, действовали 163 ТЭС с начальными параметрами 9 МПа и выше, из них 123 ТЭЦ. Распределение этих ТЭЦ по электрическим мощностям приведено в табл. В.2. Наибольшую суммарную электрическую мощность имеют ТЭЦ единичной мощностью от 200 до 500 МВт. Теплофикационные турбины установлены и работают не только на ТЭЦ, но и на ряде крупных ТЭС (ГРЭС). Так, электрическая мощность Среднеуральской
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||