СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ОТ ТЭЦ
Оптимальная концентрация мощностей ТЭЦ. На выбор экономически целесообразной мощности ТЭЦ влияют многие факторы, а именно: плотность и структура тепловых нагрузок, удаленность потребителей тепла от источника теплоснабжения, конфигурация и надежность работы тепловых сетей и др. Тепловая нагрузка как отопительных, так и промышленно-отопительных ТЭЦ может быть значительной — около 8400— 10 500 ГДж/ч (2000—2500 Гкал/ч). В настоящее время разрабатываются проекты и более крупных ТЭЦ, тепловая нагрузка которых составляет 12 500—21 000 ГДж/ч (3000—5000 Гкал/ч). На таких ТЭЦ предполагается установка теплофикационных турбин на докритические и закритические параметры пара единичной мощностью 175—250 МВт.
Положительными факторами, влияющими на целесообразность укрупнения мощности теплоэлектроцентралей, являются: рост и концентрация тепловых нагрузок городов и промышленных центров; улучшение технико-экономических показателей ТЭЦ при увеличении их мощности и др. В то же время при возрастании концентрации мощностей теплоэлектроцентралей существенно повышаются затраты в магистральные и транзитные тепловые сети, усложняются режимы работы сетей, что может приводить к снижению надежности теплоснабжения. Противоположное влияние отмеченных факторов вызывает необходимость определять оптимальное значение концентрации тепловой нагрузки отдельных ТЭЦ.
Для оценки экономического эффекта от укрупнения единичной мощности ТЭЦ необходимо соизмерить затраты в комбинированную схему энергоснабжения промышленного центра при вариантных значениях тепловой нагрузки и разном числе теплоэлектроцентралей. Для этой цели выполнялись расчеты, в которых при разных значениях сопоставлялись по приведенным затратам одна ТЭЦ с двумя ТЭЦ меньшей единичной электрической мощностью. При этом рассматривались теплофикационные турбины разной единичной мощности и учитывались затраты в транзитные и магистральные тепловые сети.
Результаты выполненных расчетов иллюстрируются построениями рис. 10-1, из которых видно, что при определенном уровне тепловой нагрузки оказывается эффективным сооружение двух ТЭЦ вместо одной, т. е. имеет место оптимум по концентрации нагрузки. С укрупнением единичной мощности теплофикационных турбин значение показателя повышается, но в целом характеризуется некоторой областью на рис. 10-1, в пределах которой рассматриваемые варианты по величине приведенных затрат практически равноэкономичны. Эта область в случае применения на ТЭЦ турбин Т-100-130 составляет 5000—5900 ГДж/ч (1200— 1400 Гкал/ч), а при установке турбин Т-175-130—7500— 9600 ГДж/ч (1700—2300 Гкал/ч). Еще в большей мере возрастает при дальнейшем укрупнении теплофикационных турбин.
Таким образом, для каждого типоразмера теплофикационных турбин может быть установлена оптимальная концентрация тепловой нагрузки ТЭЦ, значение которой возрастает с повышением их единичной мощности.
Технико-экономический анализ по выбору параметров магистральных тепловых сетей. Одним из факторов, существенно влияющих на выбор параметров магистральных тепловых сетей, является постепенность роста тепловых нагрузок. В настоящее время в практике проектирования этот фактор не учитывается, что приводит к перерасходу средств при строительстве как источников тепла, так и тепловых сетей. Ниже приведены некоторые результаты расчетов по оценке влияния этого фактора на основные параметры магистральных тепловых сетей и возможной экономии затрат, которая может быть получена при его учете.
Таким образом, в зависимости от длительности и темпов роста тепловых нагрузок потребителей приведенные затраты в магистральную тепловую сеть могут изменяться в пределах ±5%. Поскольку при учете фактора времени оптимальное удельное падение напора в тепловой сети повышается до предельно допустимого по условиям гидравлической устойчивости, становится особенно актуальным вопрос о выборе оптимальных параметров сети. Для этой цели могут быть применены методы, изложенные в [26, 41, 42, 50, 70].
Выбор оптимальных параметров теплоносителя для систем теплофикации. В последние годы проектными организациями проведен значительный объем исследований по определению экономической эффективности повышения расчетной температуры сетевой воды в подающей магистрали сверх общепринятого ее значения, равного 150°С [10, 12, 15, 19, 29, 30, 51, 62]. В результате этих исследований установлено, что повышение (рп до 180—200°С во многих случаях технически возможно и экономически эффективно.
Ниже приведены результаты технико-экономических расчетов по определению оптимального значения ДЛЯ систем теплоснабжения от ТЭЦ, выполненных при следующих исходных данных .
Полученные результаты являются характерными для условий европейской части СССР ПРИ дорогом топливе. В районах Сибири при более дешевом топливе эффективность повышения параметров сетевой воды будет больше. Так, при замыкающих затратах на топливо 11 руб/т у. т. повышение значения /рп ДО 180—<200°С эффективно при небольшой протяженности транзитных сетей (около 4—5 км), а при увеличении длины транзитных сетей до 20 км оптимальная расчетная температура сетевой воды может превысить 200РС.
Рассмотренные выше результаты расчетов относятся к оценке эффективности повышения расчетной температуры сетевой воды при зависимой схеме присоединения местных систем к тепловой сети. Аналогичные расчеты, выполненные для независимой схемы, показали, что в этом случае недовыработка электроэнергии на ТЭЦ из-за повышения расчетной температуры сетевой воды незначительно отличается от недовыработки при зависимой схеме. Экономия приведенных затрат по системе теплоснабжения в целом при независимой схеме больше, чем при зависимой. Дело в том, что повышение параметров сетевой воды при независимой схеме дает экономию капиталовложений не только по тепловым сетям, но и по тепловым пунктам потребителей за счет уменьшения поверхности нагрева водоводяных подогревателей. Поэтому эффективность повышения расчетной температуры сетевой воды при независимой схеме, как правило, выше, чем при зависимой. В то же время во всех случаях оптимальная расчетная температура сетевой воды в подающей магистрали возрастает при увеличении протяженности транзитных и магистральных тепловых сетей.
