Виды источников тепловой энергии

Тепло для отопления жилых зданий, производственных и складских помещений, офисных площадей и так далее требуется во всех городах и по всей стране: в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Улан-Удэ, Рязани, Омске, Туле, Твери, Ростове-на-Дону и т. д. В данной статье мы хотели бы поговорить о видах источников тепловой энергии. Основными источниками централизованного теплоснабжения являются промышленные и коммунальные тепловые станции комбинированного производства тепла и электрической энергии — ТЭЦ, сооружаемые вблизи промышленных центров и городов. Преобладающее число ТЭЦ имеет тепловые сети со средним радиусом действия 10—15 км. В последние годы наметилась тенденция к увеличению протяженности сетей до 30—50 км. Строительство ТЭЦ далеко за чертой города объясняется высокими требованиями санитарных норм к чистоте городов и воздушного бассейна, а также экономическими выгодами приближения тепловых станций к местным топливным базам и водным источникам. Исследования советских специалистов привели к заключению, что допустимая дальность транспорта тепла по тепловым сетям для городов с населением более 1 млн. человек может быть увеличена до 100 км.

В тех районах, где сооружение ТЭЦ по технико-экономическим показателям нецелесообразно ввиду отсутствия необходимой концентрации тепловой и электрической нагрузок, централизованное теплоснабжение городов и рабочих поселков ведется от районных и промышленных котельных с радиусом действия тепловых сетей 2—3 км. Теплоснабжение сельских населенных мест отличается небольшой величиной тепловой нагрузки и рассредоточенной теплоплотностью. Ввиду этого централизованное теплоснабжение в сельской местности экономически целесообразно предусматривать от котельных с чугунными котлами при общей тепловой нагрузке на котельную не более 8—10 МВт. В районных центрах с большими тепловыми нагрузками и имеющими крупные производственные зоны по переработке сельскохозяйственной продукции или выращиванию скота местные котельные оборудуют паровыми котлами. На отдельных предприятиях вместе с промышленными котельными часто используют энергетические установки, утилизирующие тепло вторичных энергоресурсов.

Капитальные вложения на сооружение современных ТЭЦ и крупных районных водогрейных котельных с тепловой мощностью до 220 МВт при полной автоматизации процессов в 2—3 раза ниже затрат, связанных со строительством эквивалентных мощностей квартальных котельных, в связи с чем строительство квартальных котельных с 1958 г. повсеместно запрещено. К 1975 г. доля районных котельных в общем балансе выработки тепла составляла около 40% и в ближайшие 10—20 лет этот уровень сохранится. Суммарный отпуск тепла с ТЭЦ и от районных котельных, составляющий по стране примерно 75% тепловой потребности городов и промышленных центров, в дальнейшем будет непрерывно возрастать за счет преимущественного строительства крупных ТЭЦ.

На этапе массового жилищного и промышленного строительства возрастающая потребность тепла должна решаться на базе источников с большой присоединенной тепловой мощностью. Однако ввод таких источников тепла в центральных районах с высокой плотностью населения все более сдерживается из-за опасности загрязнения воздушного бассейна и сокращающихся запасов органического топлива. Значительные трудности возникают и с выбором территорий под большие хранилища топлива, транспортные коммуникации с круглосуточным движением транспорта для доставки топлива на тепловые станции и размещения высоких дымовых труб. Учитывая эти обстоятельства, партия и правительство в программном документе «Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы», принятом на XXV съезде КПСС, предусматривают дальнейшее совершенствование топливно-энергетического баланса на основе рационального сочетания различных видов топлив с широким применением энергии атома и опережающего строительства атомных тепловых станций, в том числе и для целей теплофикации. В европейской части СССР в связи с дефицитом органического топлива расширение теплофикации на базе атомных тепловых электростанций (АТЭЦ) и централизованного теплоснабжения от атомных котельных позволяет наилучшим образом уменьшить топливный дефицит центрального района и улучшить размещение энергетических баз страны. В 1975 г. выработка электроэнергии на атомных станциях составляла 2% от общего ее производства, в конце десятой пятилетки достигнет 10%.

Сооружение атомных станций теплоснабжения (ACT) дает многие преимущества. Опыт Нововоронежской атомной станции показал широкую возможность повторного использования выгружаемых из водоводяных реакторов отработавших тепловыделяющих элементов для дожигания ядерного горючего в ACT. Остаточная концентрация ядерного топлива в выгружаемых на АТЭЦ тепловыделяющих элементах становится недостаточной для выработки пара высоких давлений, но этот остаточный энергетический потенциал вполне пригоден для реализации в ACT для нагрева сетевой воды.

В районах Кавказа, Сибири и Дальнего Востока успешно используют геотермальные воды для теплоснабжения населенных мест и парникового хозяйства. Эксплуатация, например, только одной скважины, от которой тепло поступает в несколько кварталов г. Тбилиси с населением 5 тыс. человек, позволила сэкономить в 1976 г. 64,8 млн. м³ природного газа, 9 млн. кВт/ч электроэнергии и 3 млн. м³ питьевой воды. С 1967 г. работает на дешевой энергии подземных источников Камчатки Паужетская геотермальная электростанция. На опытно-промышленных геотермальных электрических станциях (ГеоТЭС) используется вода гейзеров с температурой от 40 до 200°С и выше. Вода преобразуется в пароводяную смесь или пар с перегревом до 200°С.

Другим перспективным естественным источником тепла является лучистая энергия Солнца. Потенциальные мировые энергетические ресурсы солнечного излучения вследствие его постоянной возобновляемости безграничны. По оценке специалистов годовые запасы возобновляемой энергии солнечного излучения составляют около 52% от всех используемых возобновляемых и невозобновляемых источников энергии. Экспериментальные гелиоустановки на юге Средней Азии и в других районах страны показали возможность применения лучистой энергии Солнца для теплоснабжения коммунально-бытовых потребителей и промышленных предприятий. Особенно заметны преимущества гелиоустановок в летний период, когда в различных санаториях, домах отдыха, пионерских и спортивных лагерях на горячее водоснабжение расходуется огромное количество топлива, сжигаемого в мелких временных котельных. Использование для этих и других целей солнечной энергии поможет ослабить напряженность топливно-энергетического баланса страны за счет уменьшения в нем доли органических топлив. Советские специалисты доказали принципиальную возможность получения за счет солнечной энергии высокопотенциального пара (с давлением до 7 МПа и температурой до 450°С) для выработки электрической энергии в турбогенераторах большой мощности. Но промышленное освоение солнечной энергии сдерживается рядом эксплуатационных трудностей. Одна из них состоит в сложности обеспечения автоматического изменения углов наклона отражателей, сфокусированных на паровые котлы, или лучевоспринимающих панелей в различные периоды солнцестояния. Большие затруднения вызывает проблема аккумулирования энергии для обеспечения работы электрической станции в ночное время и в пасмурные дни.

В районах страны дорогим привозным топливом, где сооружение котельных нецелесообразно, допускается электрическое теплоснабжение зданий. Электрическое отопление и горячее водоснабжение отвечает основным тенденциям современного технического прогресса, так как позволяет осуществить идею единого энергетического ввода в здание, при котором с наибольшей точностью может быть достигнуто автоматическое регулирование заданных режимов потребления энергии. Однако повсеместное применение электрического обогрева помещений неэкономично ввиду перерасхода топлива на выработку электроэнергии.

Источник: ООО «Вемиру»

E-mail: info@stroimrem.ru

URL: www.stroimrem.ru

строительство домов проекты