Реферат: Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке

     БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

                                           КАФЕДРА«ЮНЕСКО»

                                   РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

Потери электрической итепловой энергии при транспортировке

                                                          

                                                                                                   Разработал: студент группы 104311

                                                                                                      

      СериковЕ.С.

                                                                                                      

         Проверил: ВолковЮ.А.

                                Минск2001

 

                                 Потери электроэнергииПотребители электроэнергии имеются повсюду.Производиться же она в сравнительно немногих местах, близких к источникамтопливо- и гидроресурсов. Электроэнергию не удаётся консервировать в большихмасштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтомувозникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

Передача энергии связана с заметными потерями. Дело в том,что электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии сзаконом Джоуля- Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии,определяется формулой:/>/>, где R-сопротивлениелинии. При очень большой длине линии передача энергии может стать экономическиневыгодной. Значительно снизить сопротивление линии практически весьма трудно.Поэтому приходиться уменьшать силу тока.

     Так как мощность тока пропорциональна произведению силытока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повыситьнапряжение в линии передачи. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднееиспользовать более высокое напряжение. Между тем генераторы переменного токастроят на напряжение, не превышающие 16-20кВ.Более высокое напряжениепотребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и другихчастей генератора.

     Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающиетрансформаторы. Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз,во сколько уменьшает силу тока.

     Для непосредственного использования электроэнергии вдвигателях электропривода станков, в осветительной сети и для других целейнапряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающихтрансформаторов.

     Обычно понижение напряжения и соответственно увеличениясилы тока происходят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становитсявсё меньше, а территория, Охватываемая электрической сетью- всё шире.

     При очень высоком напряжении между проводами начинаетсякоронный разряд, приводящий к потерям энергии. Допустимая амплитуда переменногонапряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного проводапотери энергии вследствие коронного разряда были незначительными.

     Электрические станции ряда районов страны объединенывысоковольтными линиями передач, образуя общую электрическую сеть, к которойприсоединены потребители. Такое объединение, называемое энергосистемой, даётвозможность сгладить «пиковые»нагрузки потребления энергии в утренние ивечерние часы. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергиипотребителям вне зависимости от места их расположения.

                     ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ.

     Электрическая часть электростанции включает в себяразнообразное основное и вспомогательное оборудование. К основномуоборудованию, предназначенному для производства и распределения электроэнергии,относятся:

·    Синхронные генераторы, вырабатывающие электроэнергию(наТЭС-турбогенераторы);

·    Сборные шины, предназначенные для приёма электроэнергии отгенераторов и распределения её к потребителям;

·    Коммуникационные аппараты- выключатели, предназначенные длявключения и отключения цепей в нормальных и аварийных условиях, иразъединители, предназначенные для снятия напряжения с обесточенных частейэлектроустановок и для создания видимого разрыва цепи;

·    Электроприемники собственных нужд(насосы, вентиляторы, аварийноеэлектрическое освещение и т.д.)

     Вспомогательноеоборудование предназначено для выполнения функций измерения, сигнализации,защиты и автоматики и т.д.

     Энергетическаясистема(энергосистема) состоит из электрических станций, электрических сетей ипотребителей электроэнергии, соединённых между собой и связанных общностьюрежима в непрерывном процессе производства, распределения и потребленияэлектрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

     Электроэнергетическая(электрическая) система-это совокупность электрических частей электростанций,электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима инепрерывностью процесса производства, распределения и потребленияэлектроэнергии. Электрическая система-часть энергосистемы, за исключениемтепловых сетей и тепловых потребителей. Электрическая сеть-совокупностьэлектроустановок для распределения электрической энергии, состоящая изподстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линийэлектропередачи. По электрической сети осуществляется распределениеэлектроэнергии от электростанций к потребителям. Линияэлектропередачи(воздушная или кабельная)-электроустановка, предназначенная дляпередачи электроэнергии.

     В нашей стране применяютсястандартные номинальные (междуфазные)напряжения трёхфазного тока частотой 50Гцв диапазоне 6-750кВ, а также напряжения 0,66;0,38кВ.Для генераторов применяютноминальные напряжения 3-21кВ.

     Передача электроэнергии отэлектростанций по линиям электропередачи осуществляется при напряжениях110-750кВ, т.е.значительно превышающих напряжения генераторов. Электрическиеподстанции применяются для преобразования

электроэнергии одного напряженияв электроэнергию другого напряжения. Электрическая подстанция-этоэлектроустановка, предназначенная для преобразования и распределенияэлектрической энергии. Подстанции состоят из трансформаторов, сборных шин икоммутационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования: устройств релейнойзащиты и автоматики, измерительных приборов. Подстанции предназначены для связигенераторов и потребителей с линиями электропередачи.

     Классификация электрическихсетей может осуществляться по роду тока, номинальному напряжению, выполняемымфункциям, характеру потребителя, конфигурации схемы сети и т.д.

     По роду тока различаютсясети переменного и постоянного тока; по напряжению: сверхвысокого напряжения(/>, высокого напряжения />, низкого напряжения (/><1кВ).

По конфигурации схемы сетиделятся на замкнутые и разомкнутые.

     По выполняемым функциямразличаются системообразующие, питающие и распределительные сети.Системообразующие сети напряжением 330-1150кВ осуществляют функции формированияобъединённых энергосистем, включающих мощные электростанции, обеспечивают ихфункционирование как единого объекта управления и одновременно передачуэлектроэнергии от мощных электростанций. Они же осуществляют системные связи,т.е. связи между энергосистемами очень большой длины. Режимом системообразующихсетей управляет диспетчер объединённого диспетчерского управления(ОДУ).В ОДУвходит несколько  районных энергосистем- районных энергетических управлений(РЭУ).

     Питающие сети предназначеныдля передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и частично отшин 110-220кВ электростанций к центрам питания(ЦП) распределительных сетей-районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнутые. Как правило, напряжениеэтих сетей 110-220кВ, по мере роста плотности нагрузок, мощности станций ипротяжённости электрических сетей напряжение иногда достигает 330-550Кв.

     Районная подстанция обычноимеет высшее напряжение 110-220кВ и низшее напряжение 6-35кВ.На этой подстанцииустанавливают трансформаторы, позволяющие регулировать под нагрузкой напряжениена шинах низшего напряжения.

     Распределительная сетьпредназначена для передачи электроэнергии на небольшие расстояния от шиннизшего напряжения районных подстанций к промышленным, городским, сельскимпотребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые. Различаютраспределительные сети высокого (/>) инизкого(/>напряжения. В свою очередьпо характеру потребителя распределительные сети подразделяются на сетипромышленного, городского и сельскохозяйственного назначения. Преимущественноераспространение в распределительных сетях имеет напряжение 10кВ, сети 6кВприменяются при наличии на предприятиях значительной нагрузки электродвигателейс номинальным напряжением 6кВ.Напряжение 35кВ широко используется для созданияцентров питания 6 и 10кВ в основном в сельской местности.

     Для электроснабжения большихпромышленных предприятий и крупных городов осуществляется глубокий вводвысокого напряжения, т.е. сооружение подстанций с первичным напряжением110-500кВ вблизи центров нагрузок. Сети внутреннего электроснабжения крупныхгородов- это сети 110кВ, в отдельных случаях к ним относятся глубокие вводы220/10кВ.Сети сельскохозяйственного назначения в настоящее время выполняют нанапряжение 0,4-110кВ.

     Воздушные линииэлектропередач (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние попроводам. Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода(служат дляпередачи электроэнергии), тросы (служат для защиты ВЛ от грозовыхперенапряжений), опоры(поддерживают провода и тросы на определённойвысоте), изоляторы(изолируют провода опоры), линейная арматура(с её помощьюпровода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах).

     Длина линий электропередач вБеларуси (1996г.):750кВ-418км,330кВ-3951км,220кВ-2279км,110кВ-16034км.

     Наиболее распространенныепровода- алюминиевые, сталеалюминиевые, а также из сплавов алюминия. Силовыекабели состоят из одной или нескольких токопроводящих жил, отделенных друг отдруга и от земли изоляцией. Токопроводящие жилы- из алюминияоднопроволочные(сечением до 16/>)илимногопроволочные. Кабель с медными жилами применяется во взрывоопасныхпомещениях.

     Изоляция выполняется изспециальной пропитанной минеральным маслом кабельной бумаги, накладываемой в виделент на токопроводящие жилы, а также может быть резиновой или полиэтиленовой.Защитные оболочки, накладываемые поверх изоляции для предохранения ее от влагии воздуха, бывают свинцовыми, алюминиевыми или поливинилхлоридными. Для защитыот механических повреждений предусмотрена броня из стальных лент или проволок.Между оболочкой и броней- внутренние и внешние защитные покровы.

Внутренний защитныйпокров(подушка под броней)-джутовая прослойка из хлопчато- бумажной пропитаннойпряжи или из кабельной сульфатной бумаги.Наружный защитный покров- из джута,покрытого антикоррозионным составом.

     Существенную часть впотреблении электроэнергии составляют потери в сетях(7-9%).

 

                                  ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕХОЗЯЙСТВО ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ПОТЕНЦИАЛ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ.

  

     В промышленности более 2/3потенциала энергосбережения находится в сфере потребления наиболееэнергоемкими  отраслями- химической и нефтехимической, топливной, строительныхматериалов, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-         бумажной,пищевой и легкой промышленностью.

     Значительные резервыэкономии ТЭР в этих отраслях обусловлены несовершенством технологическихпроцессов и оборудования, схем энергоснабжения, недостаточным внедрением новыхэнергосберегающих и безотходных технологий, уровнем утилизации вторичныхэнергоресурсов, малой единичной мощностью технологических линий и агрегатов,применением неэкономичной осветительной аппаратуры, нерегулируемогоэлектропривода, неэффективной загрузкой энергооборудования, низкой оснащённостьюприборами учета, контроля и регулирования технологических и энергетическихпроцессов, недостатками, заложенными при проектировании и строительствепредприятий и отдельных производств, низким уровнем эксплуатации оборудования,зданий и сооружений.

     Машиностроение иметаллургия. Примерно треть всего используемого в машиностроениикотельно-печного топлива идет на нужды литейного, кузнечно-прессового итермического производства. На технологические нужды используется около половинывсей потребляемой теплоты и около трети всей электроэнергии. Свыше трети всейэлектроэнергии идет на механическую обработку. Основными потребителямиэнергоресурсов в машиностроении являются мартеновские печи, вагранки,плавильные печи, тягодутьевые машины(вентиляторы и дымососы), нагревательныепечи, сушилки, прокатные станы, гальваническое оборудование, сварочныеагрегаты, прессовое хозяйство.

     Причинами малой эффективности использования топливаи энергии в отраслях машиностроения являются низкий технический уровень печногохозяйства, высокая металлоемкость изделий, большие отходы металла при егообработке, незначительный уровень рекуперации сбросной теплоты, нерациональнаяструктура используемых энергоносителей, значительные потери в тепловых иэлектрических сетях.

     Более половины резервовэкономии энергоресурсов может быть реализовано в процессе плавки металлов илитейного производства. Остальная экономия связана с совершенствованиемпроцессов металлообработки, в том числе за счет повышения уровня ееавтоматизации, расширение использования менее энергоемких по сравнению сметаллом пластмасс и других конструкционных материалов.

     Наиболее крупнымипотребителями топлива в отрасли являются доменное и прокатное производство,самыми энергоемкими –ферросплавное, горнорудное, прокатное,электросталеплавильными и кислородное производство, самым теплоемким-коксохимическое производство.

Основными направлениямиэнергосбережения в этих отраслях являются:

·    Использование эффективных футеровочных и теплоизоляционныхматериалов а печах, сушилках и теплопроводах;

·    Применение тиристорных преобразователей частоты в процессахиндукционного нагрева металла в кузнечном и термическом производстве;

·    Внедрение энергосберегающих лакокрасочных материалов(с пониженнойтемпературой сушки, водоразбавляемых, с повышенным сухим остатком);

·    Снижение энергозатрат при металлообработке(замена процессовгорячей штамповки выдавливанием  и холодной штамповкой);

·    Применение накатки шестерен вместо изготовления на зубофрезерныхстанках;

·    Расширение использования методов порошковой металлургии;

·    Применение станков с ЧПУ(числовым програмнымуправлением), развитие робототехники и гибких производственных структур;

·    Снижение энергоемкости литья за счет уменьшения брака.

     Химическая и нефтехимическая промышленность. Вэтих отраслях промышленности существует разнообразие технологических процессов,при которых потребляется или выделяется большое количество теплоты. Уголь,нефть и газ используются как в качестве топлива, так и в качестве сырья.

     Основными направлениямиэнергосбережения в этих отраслях являются:

·    Применение высокоэффективных процессов горения в технологическихпечах и аппаратах(установка рекуператоров для подогрева воды);

·    Использование погруженных газовых горелок для замены паровогоразогрева негорючих жидкостей;

·    Внедрение новой технологии безотходного экологически чистогопроизводства капролактама с получением тепловой энергии в виде пара и горючихгазов(ПО «Азот»);

·    Повышение эффективности процессов ректификации(оптимизациятехнологического процесса с использованием тепловых насосов, повышениеактивности и селективности катализаторов);

·    Совершенствование и укрупнение единичной мощности агрегатов впроизводстве химических волокон;

·    Снижение потерь топлива и сырья в низкотемпературных процессах;

·    Перепрофилирование производства аммиака на менее энергоемкоепроизводство метанола(ПО «Азот»).

     Крупным резервом экономии энергоресурсов внефтехимической промышленности является утилизация вторичных энергетическихресурсов, в том числе внедрение котлов-утилизаторов для производства пара игорячей воды с целью утилизации тепла высокопотенциальных газовых выбросов.

     Среди промышленныхпроизводств выпуск минеральных удобрений является одним из более энергоемких.Энергетические затраты в себестоимости отдельных видов продукции этой отраслисоставляют примерно третью часть. Повышение энергетической эффективностисвязано с необходимостью разработки принципиально новых видов оборудования дляпроизводства минеральных удобрений, основанных на применении современныхфизических, физико-химических и физико-механических воздействий(акустических,вибрационных, электромагнитных) на технологические процессы, в том числетепломассообменных аппаратов, фильтров перемешивающих устройств, грануляторов идр.

     Производство строительныхматериалов.

Производство строительныхматериалов основано на огневых процессах, связанных с расходом значительныхколичеств мазута, природного газа и кокса, т.е. наиболее ценных топлив. Приэтом коэффициент полезного использования этих топлив в отрасли не превышает40%.

     Наибольшее количествоэнергоресурсов внутри отрасли строительных материалов потребляется припроизводстве цемента. Наиболее энергоемким процессом в производстве цементаявляется отжиг клинкера(клинкер- обожженная до спекания смесь известняка иглины-сырья для производства цемента).При так называемом мокром способепроизводства удельный расход энергоресурсов на отжиг клинкера примерно в 1,5раза выше, чем при сухом способе. Поэтому важным направлением энергосбереженияявляется применение сухого способа производства цемента из переувлажненногосырья.

     В производстве бетонаэнергосберегающими являются производство и внедрение добавок-ускорителейотвердения бетона для перехода на малоэнергоемкую технологию производствасборного железабетона, а также использование теплогенераторов длятепловлажностной обработки железобетона в ямных камерах; в производствекирпича- внедрение метода вакуумированных автоклавов на кирпичных заводах,внедрение обжиговых печей панельных конструкций в цельнометаллическом корпуседля производства глиняного кирпича.

     Необходимы организациявыпуска строительных и изоляционных материалов и конструкций, снижающихтеплопотери через ограждающие конструкции, и разработка и внедрение системы мероприятийпо использованию потенциала местных видов топлив для обжига стеновой керамики.

     В стекольной промышленноститепловой КПД пламенных стекловаренных печей(основных потребителей топлива) непревышает 20-25%.Наибольшие энергетические  потери происходят через ограждающиеконструкции печей(30-40%) и с отходящими газами (30-40%).Главные задачи вобласти энергосбережения в стекольной промышленности состоят в повышении КПДстекловаренных печей, замещении дефицитных видов органического топлива и в утилизациивторичных тепловых ресурсов.

     В лесной идеревообрабатывающей промышленности основными направлениями энергосбереженияявляются:

·    Внедрение экономичных агрегатов для сушки щепы в производстве древесно-стружечных плит;

·    Разработка и внедрение новых экономичных способов производствабумажных изделий, включая производство нетканных материалов и бумаги ссинтетическим волокном;

·    Увеличение производства мебели менее энергоемкими способами сприменением новых видов облицовочных материалов вместо ламинирования;

·    Изготовление деталей из древесно- стружечных плит;

·    Утилизация теплоты вентиляционных выбросов и низкопотенциальнойтеплоты паровоздушных смесей;

·    Разработка и внедрение оборудования по производству ииспользованию генераторного газа из древесных отходов для получения тепловой иэлектроэнергии;

·    Переоборудование сушильных камер ПАП-32 с электроэнергии напроизводство древесных отходов.

                Основные направления энергосбережения влегкой промышленности:

·    Совершенствование технологических процессов обжига фарфора;

·    Внедрение теплообменников- утилизаторов, использующих теплотусушильного агента теплоиспользующего оборудования на предприятиях легкойпромышленности.

     В сельском хозяйстве околополовины экономии энергии может обеспечено в результате внедренияэнергосберегающих машин, технологических процессов и оборудования.

     Преобладающая доляпотенциала энергосбережения приходится на устранение прямого расточительства иповышения экономичности работы сельскохозяйственной техники, сокращениепотребления ТЭР животноводческими фермами и тепличными хозяйствами за счетулучшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций, утилизациинизкопотенциальных ВЭР, оптимизации энергобалансов в сочетании с использованиемнетрадиционных источников(биогаза и др.), снижение расходов топлива на сушкузерна, использование экономичных котлов с кипящим слоем вместо электрокотлов,использование отходов (соломы и др.)вместо традиционных видов топлива.

     Основные направленияэнегосбережения в сельском хозяйстве наряду с созданием новой техникиследующие:

·    Совершенствование технологии сушки зерна и кормов, методовприменения минеральных и органических удобрений;

·    Разработка и внедрение систем использования отходоврастениеводства и животноводства в энергетических целях, а также дляпроизводства удобрений и кормовых добавок;

·    Использование теплоты вентиляционных выбросов животноводческихпомещений для подогрева воды и обогрева помещений дл молодняка(с применениемпластинчатых рекуператоров);

·    Обеспечение оптимальных температурных режимов и секционированиесистемы отопления животноводческих помещений;

·    Применение тепловых насосов в системах теплохладоснабжения иустройств для плавного регулирования работы систем вентиляции, внедрение современныхконтрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, установка приборовучета и контроля энергоресурсов, а также строительство биогазовых установок.

     В пищевой промышленности кчислу наиболее энергоемких относится производство сахара. Основная экономияэнергоресурсов в сахарном производстве может быть достигнута в результатесовершенствования технологических схем и целенаправленного внедренияэнергосберегающего оборудования, использование  низкопотенциальной теплотывторичных паров выпарных и вакуум- кристаллизационных установок и конденсатов втепловых схемах.

     Энергоемким является такжепроизводство спирта. Для снижения расхода теплоты здесь необходимо внедрениеферментативного гидролиза при подготовке крахмала, содержащего сырье к сбраживанию.

     Сущность энергосберегающейполитики в рассматриваемый период состоит в максимально возможном обеспечениипотребности в ТЭР за счет их экономии в промышленности, сельском хозяйстве,коммунально-бытовом секторе и более эффективном использовании вэлектроэнергетике.

     Главные причинынеэффективного использования ТЭР в Беларуси обусловлены отсутствием комплекснойтехнической, экономической, нормативно- правовой политики энергосбережения,недостатками проектирования, строительства и эксплуатации, отсутствиемтехнической базы по производству необходимого оборудования, приборов,аппаратуры, средств автоматизации и систем управления.

     Потенциал энергосбережения вэлектроэнергетике формируется за счет широкого развития теплофикации на базеГТУ и ПГУ, модернизации и реконструкции действующих энергетических объектов,совершенствования технологических схем и оптимизации режимов работыоборудования, повышения эффективности процессов сжигания топлива и ихавтоматизации, внедрения автоматизированных систем управления.

     В коммунально- бытовомсекторе формируется за счет улучшения теплофизических характеристик ограждающихконструкций зданий и сооружений, модернизации и повышения уровня эксплуатациимелких котельных, использования более экономичных осветительных приборов,регулируемого электропривода, широкого внедрения приборов учета контроля,регулирования, улучшения содержания зданий и сооружений, повышенияэкономичности электротранспорта, КПД газовых плит, качества теплоизоляции и др.

   ОСНОВНЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

    Основнымипотребителями тепловой энергии являются промышленные предприятия и жилищно-коммунальное хозяйство.Для большинства производственных потребителей требуетсятепловая энергия в виде пара (насыщенного или перегретого) либо горячей воды.Например, для силовых агрегатов, которые имеют в качестве привода паровыемашины или турбины(паровые молоты и  прессы, ковочные машины, турбонасосы,турбокомпрессоры и т.д.), необходим пар давлением 0,8-3,5МПа и перегретый до250-450/>.

     Для технологическихаппаратов и устройств(разного рода подогреватели, сушилки, выпарные аппараты,химические реакторы) преимущественно требуются насыщенный или слабо перегретыйпар давлением 0,3-0,8МПа и вода с температурой 150/>.

     В жилищно-коммунальномхозяйстве основными потребителями теплоты являются системы отопления ивентиляции жилых и общественных зданий, системы горячего водоснабжения икондиционирования воздуха. В жилых и общественных зданиях температураповерхности отопительных приборов в соответствии с требованиями санитарно-гигиенических норм не должна превышать 95/>, атемпература воды в кранах горячего водоснабжения должна быть не ниже 50-60/> в соответствии стребованиями комфортности и не выше 70/> понормам техники безопасности. В связи с этим в системах отопления, вентиляции игорячего водоснабжения в качестве теплоносителя применяется горячая вода.

                                     Системытеплоснабжения.

     Системойтеплоснабжения называется комплекс устройств по выработке, транспорту ииспользованию теплоты.

     Снабжение теплотой потребителей(системотопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических процессов)состоит из трех взаимосвязанных процессов: сообщения теплоты теплоносителю,транспорта теплоносителя и использования теплового потенциала теплоносителя.Системы теплоснабжения классифицируются по следующим основным признакам:мощности, виду источника теплоты и виду теплоносителя. По мощности системытеплоснабжения характеризуются дальностью передачи теплоты и числомпотребителей. Они могут быть местными и централизованными. Местные системытеплоснабжения- это системы, в которых три основных звена объединены инаходятся в одном или смежных помещениях. При этом получение теплоты и передачаее воздуху помещений объединены в одном устройстве и расположены в отапливаемыхпомещениях(печи).Централизованные системы, в которых от одного источникатеплоты подается теплота для многих помещений.

     По виду источника теплотысистемы централизованного теплоснабжения разделяют на районное теплоснабжение итеплофикацию. При системе районного теплоснабжения источником теплоты служитрайонная котельная, теплофикации-ТЭЦ.

     Теплоноситель получаеттеплоту в районной котельной (или ТЭЦ) и по наружным трубопроводам, которыеносят название тепловых сетей, поступает в системы отопления, вентиляциипромышленных, общественных и жилых зданий. В нагревательных приборах,расположенных внутри зданий, теплоноситель отдает часть аккумулированной в немтеплоты и отводится по специальным трубопроводам обратно к источнику теплоты.

     Теплоноситель – среда,которая передает теплоту от источника теплоты к нагревательным приборам системотопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

     По виду теплоносителясистемы теплоснабжения делятся на 2 группы- водяные и паровые. В водяныхсистемах теплоснабжения теплоносителем служит вода, в паровых- пар. В Беларусидля городов и жилых районов используются водяные системы теплоснабжения. Парприменяется на промышленных площадках для технологических целей.

     Системы водяныхтеплопроводов могут быть однотрубными и двухтрубными(в отдельных случаяхмноготрубными).Наиболее распространенной является двухтрубная систематеплоснабжения(по одной трубе подается горячая вода потребителю, по другой,обратной, охлажденная вода возвращается на ТЭЦ или в котельную).Различают открытуюи закрытую системы теплоснабжения. В открытой системе осуществляется«непосредственный водоразбор», т.е. горячая вода из подающей сетиразбирается потребителями для хозяйственных, санитарно- гигиенических нужд. Приполном использовании горячей воды может быть применена однотрубная система. Длязакрытой системы характерно почти полное возвращение сетевой воды на ТЭЦ(илирайонную котельную).Место присоединения потребителей тепла к теплопроводнойсети называется абонентским вводом.

     К теплоносителям системцентрализованного теплоснабжения предъявляют санитарно- гигиенические(теплоноситель не должен ухудшать санитарные условия в закрытых помещениях-средняя температура поверхности нагревательных приборов не может превышать70-80/>),технико-экономические(чтобы стоимость транспортных трубопроводов быланаименьшей, масса нагревательных приборов- малой и обеспечивался минимальныйрасход топлива для нагрева помещений)и эксплуатационные требования (возможностьцентральной регулировки теплоотдачи систем потребления  в связи с переменнымитемпературами наружного воздуха).

     Параметры теплоносителей-температура и давление. Вместо давления в практике эксплуатации используетсянапор Н. Напор и давление связаны зависимостью

                                 />

где Н- напор, м; Р- давление, Па;/> — плотность теплоносителя,кг//>;g-ускорение свободного падения, м//>.

     Мощность теплового потока Q(кВт), отдаваемого водой, характеризуется формулой    />,

  Где G-массовый расход воды через систему теплопотребления, кг/с; с/> — удельная теплоемкость воды(с/>=4,19кДж/кг К);/> — температура воды послеисточника теплоты до системы потребления до источника теплоты.

     В современных системахтеплоснабжения применяют следующие значения температур воды:1) />=105/>(95/>), />=70/> в системах отопления жилыхи общественных зданий;2) />=150/>, />=70/> в системахцентрализованного теплоснабжения от котельной или ТЭЦ, а также в системахотопления промышленных зданий.

                                     Тепловые сети

    В Беларуси длина тепловых сетей (1996 г.) составляет: основных  794 км,распределительных 1341км.

     Основными элементамитепловых сетей являются трубопровод, состоящий из стальных труб, соединенныхмежду собой с помощью сварки, изоляционная конструкция, предназначенная длязащиты трубопровода от наружной коррозии и тепловых потерь, и несущаяконструкция, воспринимающая вес трубопровода и усилия, возникающие при егоэксплуатации.

     Наиболее ответственнымиэлементами являются трубы, которые должны быть достаточно прочными игерметичными при максимальных давлениях и температурах теплоносителя, обладатьнизким коэффициентом температурных деформаций, малой шероховатостью внутреннейповерхности, высоким термическим сопротивлением стенок, способствующимсохранению теплоты, неизменностью свойств материала при длительном воздействиивысоких температур и давлений.

     Тепловая изоляциянакладывается на трубопроводы для снижения потерь теплоты при транспортировкетеплоносителя. Потери теплоты снижаются при надземной при надземной прокладке в10-15 раз, а при подземной в 3-5 раз по сравнению с неизолированнымитрубопроводами. Тепловая изоляция должна обладать достаточной механическойпрочностью, долговечностью, стойкостью против увлажнения(гидрофобностью), несоздавать условий для возникновения коррозии и при этом быть дешевой. Она представленаследующими конструкциями: сегментной, оберточной, набивочной, литой имастичной. Выбор изоляционной конструкции зависит от способа прокладкитеплопровода.

     Сегментная изоляциявыполняется из ранее изготовленных формованных сегментов различной формы,которые накладываются на трубопровод, обвязываются проволокой, а снаружипокрываются асбоцементной штукатуркой. Сегменты изготавливаются из пенобетона,минеральной ваты, газостекла и др. Оберточная изоляция выполняется изминерального войлока, асбестового термоизоляционного шнура, алюминиевой фольгии асбестовых листовых материалов. Указанными материалами покрывают трубы в одинили несколько слоев и крепят бандажами из полосового металла. Оберточныеизоляционные материалы используют в основном для изоляции арматуры,компенсаторов, фланцевых соединений. Набивная изоляция применяется в видечехлов, оболочек, сеток с заполнением порошкообразными, сыпучими и волокнистымиматериалами. Для набивки применяется минеральная вата, пенобетонная крошка идр. Литая изоляция используется при прокладках трубопроводов в непроходныхканалах и бесканальных прокладках.

     В канальных трубопроводахсооружаются из сборных железобетонных элементов. Основное достоинство проходныхканалов заключается в возможности доступа к трубопроводу, его ревизии и ремонтабез вскрытия грунта. Проходные каналы(коллекторы)сооружаются при наличиибольшого числа трубопроводов. Оборудуются другими подземными коммуникациями-электрокабелями, водопроводом, газопроводом, телефонными кабелями, вентиляцией,электроосвещением низкого напряжения.

     Полу проходные каналыприменяются при прокладке небольшого числа труб(2-4) в тех местах, где поусловиям эксплуатации недопустимо вскрытие грунта, и при прокладкетрубопроводов больших диаметров(800-1400мм.)

     Непроходные каналыизготавливают из унифицированных железобетонных элементов. Они представляютсобой корытообразный лоток с перекрытием из сборных железобетонных плит.Наружная поверхность стен покрывается рубероидом на битумной мастике. Изоляция-антикоррозийный защитный слой, теплоизоляционный слой(минеральная вата илипеностекло), защитное механическое покрытие в виде металлической сетки илипроволоки. Сверху- слой асбоцементной штукатурки.

                                                 Литература:

1.    ИсаченкоВ.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.М.: энергоиздат,1981.

2.    Теплотехническоеоборудование и теплоснабжение промышленных предприятий/Под ред. Б.Н. Голубкова.М.: Энергия,1979.

3.    Тепловоеоборудование и тепловые сети. Г.А. Арсеньев и др.М.:                                              Энергоатомиздат, 1988.

4.    АндрюшенкоА.И., Аминов Р.З., Хлебалин Ю.М. Теплофикационные установки и их использование.М.: Высш. школа, 1983.

 

                          

 

 

еще рефераты
Еще работы по физике