ВВЕДЕНИЕ
Тепловая энергия — один из основных видов энергии, используемой человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности, как для развития и совершенствования общества, в котором он живет, так и для создания благоприятных условий его быта. Тепловая энергия, производимая человеком из первичных источников энергии, в основном используется для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд промышленных предприятий, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.
Комплексы устройств, производящих тепловую энергию и доставляющих ее в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха потребителю, называются системами теплоснабжения. В зависимости от мощности систем и числа потребителей, получающих от них тепловую энергию, системы теплоснабжения подразделяют на централизованные и децентрализованные. Условно принято считать систему теплоснабжения централизованной, если единичная мощность включенных в нее теплогенерирующих установок равна или превышает 58 МВт, Если мощность установок, производящих тепловую энергию в системе, меньше 58 МВт, то система теплоснабжения считается децентрализованной. В централизованных системах теплоснабжения тепловая энергия производится либо в мощных комбинированных установках, производящих как тепловую, так и электрическую энергию, называемых теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), либо в крупных установках, производящих только тепловую энергию, называемых районными тепловыми станциями, или котельными. Единичная мощность теплогенераторов — агрегатов, производящих тепловую энергию из первичных источников энергии (органического, расщепляющегося и других топлив), в таких установках может изменяться на ТЭЦ от 10 до 200 МВт при общей мощности ТЭЦ от 100 до 1250 МВт, а в районных тепловых станциях — от 4 до 100 МВт. В децентрализованных системах теплоснабжения тепловая энергия производится в небольших отопительных тепловых станциях, оборудованных теплогенераторами мощностью до 1—10 МВт. К этим же системам относятся и системы поквартирного отопления, оборудованные отопительными печами и бытовыми отопительными аппаратами мощностью 5—20 кВт.
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусмотрена дальнейшая централизация теплоснабжения за счет сооружения преимущественно мощных ТЭЦ на органическом и ядерном топливе, атомных станций теплоснабжения и крупных котельных. В 1985 г. в системах децентрализованного теплоснабжения производилось еще 42 % общего объема тепловой энергии, что связа.но с небольшой плотностью населения на значительной части территории СССР и с тенденцией развития индивидуальных систем теплоснабжения в сельской местности, проявившейся в последние годы.
На июньском (1985 г.) совещании в ЦК КПСС по вопросам ускорения научно-технического прогресса было указано, что ресурсосбережение (в том числе и для тепловых электростанций) должно быть одним из главных направлений инвестиционной политики. Задача состоит в том, чтобы на 75—80 процентов удовлетворить прирост потребности народного хозяйства в топливе, сырье и материалах за счет их экономии.
Основные тенденции развития теплогенерирующих установок в системах теплоснабжения. Развитие тепло- Генернрующих установок определяется тенденциями развития общества в целом, в том числе н его народного хозяйства. В СССР и в дальнейшем будут продолжаться процессы, приводящие к концентрации населения в го- . родах, крупных рабочих поселках и сельских населенных пунктах, следовательно, будет продолжаться развитие централизованного теплоснабжения. Как следует из основных положений Энергетической программы СССР на дальнюю перспективу, предстоящие 20 лет будут годами постепенного перевода теплоэнергетических систем с жидкого, а затем и с газообразного топлива на твердое органическое топливо и ядерную энергию. Применительно к теплоэнергетическим установкам небольшой мощности особое внимание будут уделять использованию в качестве топлива местных ресурсов, промышленных и городских горючих отходов, продуктов переработки сельскохозяйственных отходов, а также экономному и рациональному использованию энергетических ресурсов, развитию энергосберегающих технологий, созданию систем с максимальной автоматизацией производства с целью экономии трудовых ресурсов.
Следует заметить, что при производстве тепловой энергии из органического топлива с продуктами сгорания в атмосферу выбрасывается значительное количество вредных веществ в виде пыли, окислов серы, азота и углерода и других соединений, влияющих на окружающую среду. Концентрация теплоэнергетических мощностей может привести к повышению уровня локальных вредных выбросов, что потребует значительных затрат на их улавливание и обезвреживание.
Теплогенераторы ближайшего будущего — это полностью механизированные агрегаты с высокой степенью автоматизации производства тепловой энергии, работающие на твердом, жидком топливе и газе, включая местные виды топлива, а также на атомной энергии. Рост себестоимости добычи традиционных видов топлива сделал экономически целесообразным развитие теплогенерирующих установок на так называемых нетрадиционных источниках энергии: солнечной, геотермальной и др. Все это, вместе взятое, и определяет тенденции развития теплогенераторов и теплогенерируюших установок в целом в ближайшем будущем.
Развитие конструкций теплогенераторов и технологических схем теплогенернрующих установок будет происходить по следующим направлениям: 1) преимущественного использования твердого и местных топлив для производства тепловой энергии; 2) использования ядерного горючего для теплоснабжения крупных потребителей при большой единичной мощности установок (1000 МВт и выше); 3) всемерного развития автоматизированных систем управления процессом производства тепловой энергии; 4) преимущественного развития теплогенератор ров с полностью механизированными системами подачи топлива и вывода золы; 5) создания технологических схем и конструкций, обеспечивающих минимальные вредные выбросы в атмосферу, минимальные удельные затраты металла и трудовых ресурсов при высокой экономичности расходования топлива на производство тепловой энергии. Одним из важнейших мероприятий по повышению эффективности теплогенерирующих установок для систем теплоснабжения будет массовая реконструкция установок децентрализованного теплоснабжения с заменой морально устаревшего оборудования новым, с высоким уровнем автоматизации.
Теплогенерирующие установки в народном хозяйстве страны. Тепловая энергия является одним из основных видов энергии, обеспечивающей промышленное и сельскохозяйственное производство и создающей нормальные условия жизни и деятельности населения. В 1985 г. произведено 16050 млн. ГДж тепловой энергии в виде пара и горячей воды, в том числе 62 % для нужд промышленного потребления. В системах централизованного теплоснабжения. 62 % тепловой энергии производится теплоэлектроцентралями (ТЭЦ); 30% — крупными тепловыми станциями; 8% — теплоутилизационными установками.
Тепловая энергия в народном хозяйстве используется для производства практически всех видов продукции. Так, для производства 1 т бумаги требуется 9,64 ГДж тепловой энергии, 1 т растительного масла — 5,03 ГДж, 1 т пластмасс — 22,63 ГДж, 1 тыс. м2 шерстяных тканей— 44 ГДж и т. д. Для жилищно-бытовых нужд на человека в СССР (всреднем) расходуется 20—25ГДж/год. Одна тепловая станция (районная котельная) мощностью 100 МВт может обеспечить тепловой энергией жилой район с населением 80—90 тыс. человек.
Отличительной особенностью теплогенерирующих установок, особенно предназначенных для отопительных Целей, является их высокая надежность, поскольку от их °та ильной работы в огромной степени зависят как выпуск промышленной продукции, так и условия эксплуатации жилищного фонда обслуживающего ими района. Для повышения надежности теплогенерирующих установок при их эксплуатации предусмотрены планово-предупредительные ремонты. Там, где это целесообразно, тепловые сети, по которым тепловая энергия подается потребителю, закольцовывают и подсоединяют к нескольким теплогенерирующим установкам (тепловым станциям, ТЭЦ и т. д.). Теплогенерирующие установки по условиям эксплуатации относятся к объектам повышенной опасности и, как правило, подведомственны Госгортехнадзору СССР.
