Теплоснабжение городов

 

Содержание                                                                                                         Стр.

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Теплоснабжение  городов………………………………………………………4

2. Энергоресурсы  и водоснабжение в городах………………………………….7

Заключение……………………………………………………………………….11

Список  литературы………………………………………...................................12

 

Введение 

     Городская среда организована и развивается  по законам сложной системы как  специфически выделенного из окружающей среды целостного множества с объединяющими связями и отношениями. Представляя собой динамическую систему, городская среда включает ряд подсистем, основными из которых являются: природная (естественная), техногенная (искусственная) и социальная. Эти подсистемы тесно взаимосвязаны и находятся в непрерывном взаимодействии.

     Главными  особенностями городской среды, определяющими необходимость ее выделения в качестве самостоятельного системного объекта, являются: многообразие формирующих ее компонентов, которые  характеризуются разнокачественностью и разнотипностью прямых и обратных связей и взаимодействий; относительная целостность (функциональная и пространственная); динамический характер развития системы в целом, включающий в то же время неравномерность развития подсистем; определенная инерционность основной структуры. [2]

     Используя ту же системную классификацию признаков  относительной самостоятельности  объекта управления по отношению  к историческому центру крупного города, можно заметить, что все  они наличествуют у этой подсистемы управления, вследствие чего исторический центр города может (и должен) рассматриваться в качестве относительно самостоятельного системного объекта. Это утверждение подтверждается также тем, что исторический центр города имеет специфическую систему целей, не присущих другим компонентам и подсистемам города, – цель сохранять историческое и культурное наследие народа, цель обеспечивать процессы самоидентификации населения, цель обеспечивать воспитательную функцию будущих поколений.

 

      Теплоснабжение городов 

     Ориентация  российской энергетики на теплофикацию и централизованное теплоснабжение как основной способ удовлетворения тепловых потребностей городов и  промышленных центров технически и  экономически себя оправдали. Однако в  работе систем централизованного теплоснабжения и теплофикации имеется много недостатков, неудачных технических решений, неиспользованных резервов, которые снижают экономичность и надежность функционирования таких систем.

  Производственный характер структуры систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) с ТЭЦ и котельными, необоснованность масштабов подключения потребителей и практическая неуправляемость режимами работы СЦТ (источники — тепловые сети - потребители) во многом обесценили преимущества централизованного теплоснабжения. Если источники тепловой энергии еще сопоставимы с мировым уровнем, то анализ в целом СЦТ показывает, что:

- техническая оснащенность и уровень технологических решений при строительстве тепловых сетей соответствуют состоянию 1960-х годов, в то время как резко увеличились радиусы теплоснабжения, и произошел переход на новые типоразмеры диаметров труб;

- качество металла теплопроводов, теплоизоляция, запорная и регулировочная арматура, конструкции и прокладка теплопроводов значительно уступает зарубежным аналогам, что приводит к большим потерям тепловой энергии в сетях;

- плохие условия теплогидроизоляции теплопроводов и каналов тепловых сетей способствовали повышению повреждаемости подземных теплопроводов, что привело к серьезным проблемам замены оборудования тепловых сетей;

- отечественное оборудование крупных ТЭЦ соответствует среднему зарубежному уровню 1980-х годов, и в настоящее время паротурбинные ТЭЦ характеризуются высокой  аварийностью, так как практически половина установленной мощности турбин выработала расчетный ресурс;

- на действующих угольных ТЭЦ отсутствуют системы очистки дымовых газов от NOх и SOх, а эффективность улавливания твердых частиц часто не достигает требуемых значений;

- конкурентоспособность СЦТ на современном этапе можно обеспечить только внедрением специально новых технических решений, как по структуре систем, так и по схемам, оборудованию энергоисточников и тепловых сетей.[3]

     Кроме того, принимаемые на практике традиционные режимы работы централизованного теплоснабжения имеют следующие недостатки:

- практическое отсутствие регулирование отпуска теплоты на отопление зданий в переходные периоды, когда особенно большое влияние на тепловой режим отапливаемых помещений оказывают ветер, солнечная радиация, бытовые тепловыделения;

- перерасход топлива и перетоп зданий в теплые периоды отопительного сезона;

- большие потери теплоты при его транспортировке (около 10%), а во многих случаях — намного больше;

- нерациональный расход электроэнергии на перекачку теплоносителя, обусловленный самим принципом центрального качественного регулирования;

- длительная эксплуатация подающих трубопроводов теплосети в неблагоприятном режиме температур, характеризующимся нарастанием коррозионных процессов и др.

     Современная система децентрализованного теплоснабжения представляет сложный комплекс функционально взаимосвязанного оборудования, включающего автономную теплогенерирующую установку и инженерные системы здания (горячее водоснабжение, системы отопления и вентиляции).

     В последнее время многие регионы  России проявляют интерес к внедрению энергоэффективной технологии поквартирного теплоснабжения многоэтажных домов, представляющего собой вид децентрализованного теплоснабжения, при котором каждая квартира в многоквартирном доме оборудуется автономной системой обеспечения теплотой и горячей водой.

     Основными элементами системы поквартирного  отопления являются отопительный котел, отопительные приборы, системы подачи воздуха и отвода продуктов сгорания. Разводка выполняется с применением  стальной трубы или современных теплопроводных систем — пластиковых или металлопластиковых.[4]

     Объективными  предпосылками внедрения автономных (децентрализованных) систем теплоснабжения является:

- отсутствие в ряде случаев свободных мощностей на централизованных источниках;

- уплотнение застройки городских районов объектами жилья;

- кроме того, значительная часть застройки приходится на местности с неразвитой инженерной инфраструктурой;

- более низкие капиталовложения и возможность поэтапного покрытия тепловых нагрузок;

-  возможность поддержания комфортных условий в квартире по своему собственному желанию, что в свою очередь является более привлекательным по сравнению с квартирами при централизованном теплоснабжении, температура в которых зависит от директивного решения о начале и окончании отопительного периода;

- появление на рынке большого количества различных модификаций отечественных и импортных (зарубежных) теплогенераторов малой мощности. 
 
 

Энергоресурсы и водоснабжение в городах 

     Общее потребление энергоресурсов всех промышленных, жилищно-коммунальных и бытовых потребителей города в год составляет:

электрической энергии - около 988 млн. КВт.ч;

тепловой  энергии - более 5 млн. Гкал;

природного  газа - 1,73 млрд. куб. м.;

воды - 76,6 млн. куб. м.

      Водоснабжение. Система водоснабжения предназначена для обеспечения населения водой питьевого качества. В общем объеме подаваемой населению воды 60% составляют воды из открытых источников, 40% - из подземных источников.

          Промышленные предприятия используют  воду из городских сетей, как правило, только для бытовых целей, а пищевая отрасль промышленности и для технологических процессов производства. Городской водопровод обеспечивает пожаротушение на всей занимаемой городом территории необходимым количеством с соответствующим напором. [3]

      В систему водоснабжения города питьевая вода подается как из открытого водоисточника - рек, с использованием технологии для ее очистки, так и вода из артезианских скважин, которая сама по себе является экологически чистой и вкусной. Всего в городскую сеть подается  71,7 млн. куб. м воды в год.

     При разработке схемы электроснабжения крупных городов, как правило, предусматривают:

а)        создание кольцевой магистральной  сети напряжением 110 кВ и выше с понижающими  подстанциями. Питание кольцевой сети осуществляется от подстанции более высоких напряжений энергосистемы, а также городских электрических станций;

б)        сооружение глубоких вводов напряжением 110 кВ и выше для питания отдельных (центральных) районов города, не охватываемых кольцевой сетью указанного напряжения. В зависимости от местных условий питание подстанции глубокого ввода предусматривается от разных секций одной или разных опорных подстанций, а также ответвлениями от кольцевой сети;

в)        по мере развития города и увеличения его электрической нагрузки кольцевая сеть, принятая на первом этапе развития, преобразовывается в распределительную сеть с созданием кольцевой сети более высокого напряжения.

     В сетях напряжением 110 — 220 кВ допустимо  присоединение к одной цепи двухцепной линии по схеме с ответвлениями без выключателей, как правило, не более двух трансформаторных подстанций при условии сохранения питания электроприемников I и II категории (см. разд. 55) от двух независимых источников питания.

     Место сооружения, мощность, схема соединений подстанций 110(35) кВ и выше определяются на основе технико-экономических расчетов с учетом нагрузок и расположения основных потребителей, развития сетей 110 кВ и выше энергосистемы и распределительных сетей 10(6)—20 кВ города (района). При этом подстанции, сооружаемые для электроснабжения промышленных потребителей, используются также в качестве центров питания городской распределительной сети.[5]

     Сооружение  подстанций 110(35) кВ и выше для самостоятельного электроснабжения промышленных потребителей без присоединения городских сетей 10(6) —20 кВ допускают при наличии технико-экономических обоснований.

     Подстанции  глубокого ввода напряжением 110 — 220 кВ выполняют по схеме двух блоков «линия — трансформатор» с использованием отделителей в соответствии с типовыми решениями. Распредустройства 10(6) —20 кВ принимаются с одиночной секционированной системой шин, трансформаторы работают раздельно. Резервирование блоков осуществляется путем устройства АВР на секционном выключателе РУ 10(6) —20 кВ. Допускают применение одно- трансформаторных подстанций при обеспечении требуемой надежности электроснабжения потребителей. Мощность трансформаторов подстанций глубокого ввода напряжением 110 — 220 кВ при установке двух трансформаторов и отсутствии резервирования по сети напряжением 10(6)—20 кВ выбирается с учетом их загрузки в нормальном режиме на расчетный срок не более 70% номинальной мощности. Трансформаторы этих подстанций оборудуются устройством РПН.

     В зависимости от территории района электроснабжения, плотности нагрузки, состава потребителей и других местных условий мощность трансформаторов подстанций в крупнейших и крупных городах принимается:

- при питании по воздушным линиям напряжением 110 кВ не менее 25000 кВ • А, по линиям 220 кВ не менее 40 000 кВ • А;

- при питании по кабельным линиям напряжением 110 кВ не менее 40000 кВ А, по линиям 220 кВ не менее 63 000 кВ • А.

     На  подстанциях напряжением 110 — 220 кВ в первую очередь допускается  установка трансформаторов меньшей  мощности или одного трансформатора, если при этом выполняются требования к надежности электроснабжения потребителей. На подстанциях напряжением 110(35) кВ и выше при необходимости компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях напряжением 10(6)—20 кВ предусматривают установку заземляющих дугогасящих реакторов.