В.) Способы выработки электрической и тепловой энергии

Источником тепловой энергии в системах централизованного теп- лоснабжения могут быть теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), районные (РК) и квартальные котельные. Тепловая энергия отпускается потребителям в виде горячей воды и водяного пара. Для снабжения тепловой энергией жилищно-коммунального сектора в качестве теплоносителя применяют воду, а для снабжения промышленных предприятий, наряду с водой, часто используют водяной пар.

Различают два способа централизованной выработки электрической и тепловой энергии (см. рис. 1):

– комбинированный на ТЭЦ (см. рис. 1, в);

– раздельный на конденсационной электрической станции (КЭС) и РК (см. рис. 1, а и 1, б).

Централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепловой и электрической энергии называется теплофикацией. Теплофикация является высшей формой централизованного теплоснаб- жения.

При комбинированном способе кинетическая энергия пара используется вначале в турбине для выработки электрической энергии, а затем тепловая энергия частично отработавшего пара используется в тепло- подготовительной установке источника тепла для централизованного теплоснабжения.

Рис. 1. Упрощенные принципиальные схемы раздельного и комбинирован- ного процессов выработки тепла и электроэнергии: Раздельный процесс: а – конденсационная электрическая станция (КЭС); б – районная котельная (РК); в – комбинированный процесс (ТЭЦ); 1 – котел; 2 – турбина; 3 – генератор; 4 – конденсатор; – конденсатный насос; 6 – регенеративный подогреватель; 7 – питательный насос; 8 – подогреватель сетевой воды; 9 – сетевой насос

Сопоставление ориентировочных тепловых балансов при раздель ной и комбинированной выработке тепловой и электрической энергии показывает, что общая доля полезного использования тепла при раздельной выработке примерно вдвое меньше, чем на ТЭЦ.

В конденсационных турбинах с целью увеличения выработки элек- трической энергии пар срабатывается до более глубокого вакуума, чем в теплофикационных турбинах. Поэтому электрическая энергия, выра- батываемая за цикл в конденсационной турбине, превосходит выработку электроэнергии, производимую в теплофикационной турбине.

В конденсационном цикле тепло, выделяющееся при конденсации отработавшего пара, передается в конденсаторе охлаждающей воде и из-за низкой ее температуры (25÷30 °С) не может быть использовано для целей теплоснабжения. Из теплофикационной турбины частично отработавший пар с более высоким давлением подается технологическому потребителю или поступает в теплофикационные подогреватели на нагрев сетевой воды, т. е. его тепло используется полезно.

В реальных условиях, с учетом дополнительных потерь, КПД КЭС по выработке электроэнергии не превышает 35÷43 %, а КПД ТЭЦ – 80 %.

При комбинированном способе производства удельный расход топлива на выработку электрической энергии получается значительно меньше, чем при раздельном способе.

(12 В.) Определение расчетной нагрузки на отопление и вентиляцию по укрупненным показателям.

1.1 Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и тепло- притоком от системы отопления. Условие теплового равновесия здания может быть выражено в виде равенства

где Q ос – суммарные тепловые потери здания;

Q т – теплопотери теплопередачей через наружные ограждения;

Q и – теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха;

Q о – подвод тепла в здание через отопительную систему;

Q тв – внутренние тепловыделения.

Суммарные тепловые потери здания можно представить в виде

где – µ коэффициент инфильтрации, представляющий собой отношение теплопотерь инфильтрацией к теплопотерям теплопередачей через наружные ограждения.

Коэффициент инфильтрации µ зависит от типа зданий, герметичности наружных ограждений, свободной высоты здания (не разделенной между этажами перекрытиями), внутренней и наружной температуры воздуха и скорости ветра.

Тепловые потери Q т через наружные ограждения при отсутствии проектных данных определяются по укрупненным показателям: общей площади F или наружному объему здания V н, соответственно по формулам.

Максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий без учета инфильтрации

где – , соответственно удельный тепловой поток, Вт / м2 (ккал/ч·м2), на отопление 1 м² общей площади, удельная отопительная характери стика, Вт/(м²· К), (ккал/(м³∙ ч ∙°С));

F – общая площадь жилых зданий, м²;

К₁– коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление об- щественных зданий, при отсутствии данных принимается равным 0,25;

β – поправочный коэффициент, учитывающий климатические ус ловия района;

V_н – наружный объем здания, м³;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, °С

– расчетная температура наружного воздуха для отопления, °С;

1.2 Расход тепла на вентиляцию жилых зданий, не имеющих, как правило, специальной приточной системы, невелик. Он обычно не превышает 5÷10 % расхода тепла на отопление и учитывается величиной удельной тепловой потери qо.

Расход тепла на вентиляцию производственных и коммунальных предприятий, а также общественных и культурных учреждений составляет значительную долю от суммарного теплопотребления объекта. В производственных предприятиях расход тепла на вентиляцию часто превышает расход на отопление.

Ориентировочно максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий определяется по укрупненным показателям: общей площади F или наружному объему здания V н соответственно по формулам

где K₂ – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, принимается для построек до 1985 г. – 0,4,

после 1985 г. – 0,6;

q_в – удельная вентиляционная характеристика Вт/(м3 · К) (ккал/(м3·ч· °С));

– расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, °С.