Задачи дальнейшего развития теплоснабжения

    К концу 1940г. общая мощность теплофикационных агрегатов г.Донецка составила около 230 мВт, годовой отпуск тепла – около 2,5 млн. Гкал. Общая экономия топлива от теплофикации Донецка составляла с учётом разности к.п.д. котлоагрегатов и потребителей в предвоенный год по самым осторожным подсчётам около 50 тыс. т условного топлива в год. К тепловым сетям длиной 20 км было присоединено около 180 зданий и несколько промышленных предприятий. Теплофикация стала заметной в топливном хозяйстве города. Однако её удельный вес в тепловом потреблении всё же был весьма небольшим (около 7%), так как за годы предвоенных пятилеток сильно возросла тепловая нагрузка коммунальных и промышленных потребителей города.

    В годы Великой Отечественной войны  теплофикация Донецка практически  не развивалась, длина тепловых сетей за 4 года увеличилась всего на 10 км, а годовой отпуск тепла даже снизился. Однако и в этот тяжёлый период теплофикация показала свои преимущества: крупные котельные установки смогли легче перейти на сжигание местного топлива, чем мелкие котлоагрегаты в зданиях; постоянно сохранялась циркуляция воды в сетях, что обеспечивало от замерзания отопительные системы даже при значительном снижении температуры воды против графика. Довоенный отпуск тепла был достигнут по системе Донэнерго в 1945 г.

      В Законе о пятилетнем плане восстановления и развития народного хозяйства СССР на 1946 – 1950 гг. было подписано необходимости продолжить теплофикацию городов. С этого периода начинается планомерный и быстрый рост тепловых мощностей Донецка, отпуска тепла и протяжённости тепловых сетей, количество присоединённых потребителей.

    Основными принципами этого роста на протяжении всего послевоенного периода  являлись следующие:

     1. Сочетание интересов энергосистемы  (постоянное снижение удельных расходов топлива).

    С одной стороны, это требовало  быстрого использования тепловой мощности отборов вновь вводимых турбин, а с другой – постоянного наличия некоторой резервной тепловой мощности на каждой квартальной котельной для подключения к тепловым сетям возникающих в районе их действия новостроек. Организация совместной работы крупных является задачей настоящего периода. Отставание в развитии энергетических мощностей не позволило, однако, обеспечить теплоснабжение всех новостроек города только от ТЭЦ. Паллиативное решение этого вопроса было найдено путём сооружения в районах концентрированного жилого строительства районных котельных с водогрейными котлоагрегатами первоначально производительностью по 210, затем 420 ГДж/ч.

    Удачное сочетание интересов энергосистемы  и города привело к тому, что удельный расход топлива  на отпущенный киловатт-час при высоком коэффициенте использования электрической мощности непрерывно снижался и составлял в 1960г. 432, в 1970г. 252 и в 1973г. 233 г/(кВт* ч), т.е. был на 60 \г ниже удельного расхода по ТЭЦ Минэнерго. Начиная с 1950г. практически полностью прекращено сооружение в городе мелких котельных.

    2. Преимущественно присоединение  к ТЭЦ коммунальных потребителей, что обусловило сооружение в  основном водяных сетей и установку  на ТЭЦ турбин с отопительными отборами пара: первоначально типа АТ-25, затем ВТ-25 и наконец современных типа Т-50 и Т-100 на параметры пара 13 МПа и 565 С. Выбор коммунального направления в развитии теплофикации обусловливался прежде всего преимущественным ростом коммунальных потребителей, в основном жилых зданий, а также тем, что котельные промышленных предприятий имеют более современное оборудование и квалифицированное обслуживание. Вместе с тем тепло подавалось к вновь возникающим новостройками промышленности. Старым предприятиям при их реконструкции тепло подавалось лишь в той доле, которая не покрывалась местными существующими котельными.

    3. Всемерное содействие широкому  развитию горячего водоснабжения  на бытовые нужды. Решением  горисполкома была запрещена  установка в жилых домах газовых водонагревателей, широко применимая в довоенный период. В результате этого более 60% зданий имеют системы горячего водоснабжения, подключённые к тепловым сетям, что увеличило число часов использования присоединённой тепловой нагрузки. Этому в известной степени противодействует интенсивный рост установок приточной вентиляции, в том числе воздушных завес у входов в общественные здания, которые работают не более 8-10 часов в сутки и удельный вес которых в суммарной расчётной тепловой нагрузке составляет около 15%.

    Существенным  дополнением к ТЭЦ, входящим в систему, являются тепловые станции (районные котельные). Несмотря на всемирную концентрацию жилищного строительства, его разбросанность по громадной территории города не давала возможности обеспечения его телом только от ТЭЦ.

    Таким образом, система централизованного теплоснабжения Донецка в целом от ТЭЦ и тепловых станций обеспечивает покрытие 85% всего потребления коммунального фонда Донецкого края, что само по себе представляет громадное достижение строителей, работников энергосистемы и городского хозяйства.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Технический прогресс в теплоснабжении 

    За  прошедшие годы технический прогресс коснулся всех трёх основных звеньев  системы теплоснабжения: источников тепла – ТЭЦ и тепловых станций, транспортных связей – магистральных и распорядительных сетей и, наконец, потребителей – систем отопления., тепловых пунктов и пр. Наибольший прогресс достигнут на источниках тепла. Это, прежде всего, применение агрегатов большой мощности; если первые ТЭЦ оборудовались турбогенераторами мощностью 3-5 тыс. кВт, то в настоящее время подавляющую часть мощности котельных составляют современные турбины мощностью 100 тыс. кВт.

    Технический прогресс в тепловых сетях коснулся как диаметров прокладываемых теплопроводов, так и их конструкций. Прежние магистрали с диаметром 400-600 мм и тепловой нагрузкой 419-628,5 ГДж/ч сменились в протяженных магистралях на диаметры 1000-2000 и даже 1400 мм с нагрузкой до 4190 ГДж/ч. При сооружении каналов в основном теперь используются сборные железобетонные конструкции. Широко применяется прокладка в городских проходных коллекторах. Резкое увеличение радиуса действия тепловых магистралей потребовало сооружения на них дополнительно к сетевым насосам на ТЭЦ специально насосно-перекачивающих станций.

    В послевоенный период резко изменился  технический облик санитарно-технических  устройств жилого дома и его теплового  пункта. На смену двухтрубным системам отопления пришли индустриальные однотрубные  системы, чугунным радиаторам – стальные конвекторы с малым объёмом воды и большой механической прочностью. Начиная с 60-х годов, широкое применение в районах новой застройки получили центральные тепловые пункты (ЦТП), располагаемые в отдельно стоящих небольших зданиях. Объединение в ЦТП теплоснабжения целой группы зданий позволило значительно устроить эксплуатацию теплового хозяйства. Монтаж оборудования в ТЦП производится крупными блоками, выполняемыми на заводе. Это значительно ускорило их монтаж и ввод их в эксплуатацию.

    В системы горячего водоснабжения  – как индивидуальные в зданиях, так и групповые в ТЦП –  в Донецке присоединены к тепловым сетям по наиболее надёжной схеме. Значительная часть приточных калориферов также имеет авторегуляторы температуры приточного воздуха.

    В целом система теплоснабжения Донецка  обеспечила по сравнению с местными котельными значительное повышение  и качества, и надёжности теплоснабжения. Идёт активное внедрение средств  телемеханического контроля и управления сетями. В первую очередь телемеханизируются сетевые насосные станции, большинство которых работает без обслуживающего персонала, а также запорные органы большого диаметра на тепловых магистралях.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1.2.1 Технико-экономические показатели 

    Целесообразность  своего развития теплофикационная система Донецка доказывает своей экономичностью. В отличие от паровых сетей, радиус действия которых не превышает 3 км,  водяные сети Донбасса весьма протяжённы, разветвлены, имеют от новых ТЭЦ большие радиусы действия и диаметры до 1200-1400 мм. Большие радиусы действия сетей и неровный профиль местности привели к необходимости сооружения на сетях насосно-перекачивающих станций. По режиму насосные станции перекачивали 40 тыс. м3/ч, что составляло около 30% количества воды, подаваемой сетевыми насосами ТЭЦ. Большой радиус действия сетей, наличие насосных станций на сети приводят к сравнительно высокому расходу электроэнергии на перекачку сетевой воды. Так, за 2000г. при удельном расходе сетевой воды 25,4 т удельный расход электроэнергии на один опущенный гигаджоуль составил 4,44 кВтч, в том числе 0,64 на сетевых насосных станциях. Значительны и тепловые потери, которые за 2000 г. составили по водяным сетям 5,44% к отпуску ТЭЦ.

    Иногда  показатели по транспорту тепла рассматриваются  самостоятельно, в отрыве от показателей ТЭЦ. Пример, донецкой теплофикационной системе наглядно опровергает это, так как прогрессивное в своей основе укрупнение мощностей городских ТЭЦ неминуемо ведёт к увеличению радиуса теплоснабжения, а следовательно, диаметра тепловых магистралей, их стоимость и удельных потерь тепла, возрастанию потерь напора в сетях и мощности сетевых насосов.    
 
 
 
 
 
 

    Раздел 2  Система теплоснабжения 

      Каждая система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов: тепловой энергии, тепловой сети, абонентских вводов и местных систем потребителей тепла.

    Системы теплоснабжения с различными устройствами и названиями элементов классифицируют по признакам: источнику приготовления тепла, роду теплоносителя, способу подачи воды на горячее водоснабжение, количеству трубопроводов тепловых сетей, способу обеспечения потребителей тепловой энергией др.

    По  роду теплоносителя различают водяные и паровые системы теплоснабжения.

    Водяные системы применяют в основном для теплоснабжения сезонных потребителей и горячего водоснабжения, а в некоторых случаях и для технологических процессов. В нашей стране водяные системы теплоснабжения по протяжённости составляют 48% от общей длины всех тепловых сетей.

    Паровые системы теплоснабжения распространены главным образом на промышленных предприятиях, где требуется высокотемпературная тепловая нагрузка. За рубежом в системах теплоснабжения пар используется по-разному. В США и Бельгии пар принят единственным теплоносителем. В большинстве европейских стран на долю паровых систем приходится 1-10% протяжённости тепловых сетей, а в ФРГ и Финляндии – до 30-40%. В Исландии и Норвегии пар как теплоноситель вообще не используется.

    По качеству трубопроводов различают однотрубные и многотрубные системы теплоснабжения.

    По  способу обеспечения потребителей тепловой энергией различают одноступенчатые и много ступенчатые системы теплоснабжения.

    В одноступенчатых системах теплоснабжения потребители тепла присоединяют непосредственно к тепловым сетям. Узлы присоединения потребителей тепла к тепловым сетям называют абонентскими вводами. На абонентском вводе каждого здания устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расходов теплоносителя по местным отопительным и водоразборным приборам. Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом (МТП). Если абонентский ввод сооружается для отдельной, например технологической установки, то его называют индивидуальным тепловым пунктом (ИТП ).

    Непосредственное  присоединение отопительных приборов ограничивает пределы допустимого  давления в тепловых сетях, так как  высокое давление, необходимое для  транспорта теплоносителя к конечным потребителям, опасно для радиаторов отопления. В силу этого одноступенчатые системы применяют для теплоснабжения ограниченного числа потребителей от котельных с небольшой длиной тепловых сетей.

    В многоступенчатых системах между источником тепла и потребителями размещают  центральные тепловые пункты (ЦТП) или контрольно-распределительные пункты (КРП), в которых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными водонагревательными установками, регулирующей и предохраняющей арматурой, контрольно-измерительными приборами, предназначенными для обеспечения группы потребителей в квартале или районе теплом необходимых параметров. С помощью насосных или водонагревательных установок магистральные трубопроводы (первая ступень) соответственно частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей (вторая ступень). Из ЦТП или КРП теплоноситель с допустимыми или установленными параметрами для местных потребителей по общим или отдельным трубопроводам второй ступени подаётся в МТП каждого здания. При этом в МТП производятся лишь элеваторное подмешивание обратной воды из местных отопительных установок, местное регулирование расхода воды на горячее водоснабжение и учёт расхода тепла.