Классификация основных тепловых потерь при теплоснабжении и потреблении тепловой энергии

128

ISSN 2223-1560. Известия Юго-Западного государственного университета. 2015. № 4 (61).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Классификация основных тепловых потерь при теплоснабжении и потреблении тепловой энергии

В.Н. Кобелев, канд. техн. наук, доцент

Тепловые сети представляют собой сложные инженерные сооружения, строительство которых требует выполнения ряда дорогостоящих операций. Из всех инженерных коммуникаций городов тепловые сети являются наиболее дорогими, трудоемкими при сооружении, поэтому при их проектировании необходимо учитывать требования длительной эксплуатации без проведения ремонтов и перекладок. Кроме того, необходимо учитывать важность сохранения эксплуатационных качеств на всем протяже-нии срока службы. Теплопроводы прокладывают подземным или надземным способами. Подземный (канальный, бесканальный) способ является основным в жилых районах, при этом не загромождается территория и не ухудшается архитектурный облик города, надземный способ применяют обычно на территориях промышленных предприятий при совместной прокладке энергетических и технологических трубопроводов.

Системы теплоснабжения, в отличие от других систем, таких, как системы газоснабжения, имеют локальный характер. Однако несмотря на локальность, суммарное влияние систем теплоснабжения в масштабе страны весьма существенно, поэтому оптимизация тепловых сетей является важным направлением исследований.

Выбор структуры теплоснабжения зависит от ряда условий. Одним из главных условий является экономическая эффективность снабжения потребителей тепловой энергией. Схема теплоснабжения потребителя тепла определяется путем расчета технико-экономических показателей вариантов и дальнейшего их сравнения. Кроме технико-экономических показателей, при выборе схемы тепловой сети необходимо учитывать такие факторы, как требуемый уровень тепло- и энергосбережения, надежность сети, безопасность эксплуатации, а также требования экологии.

Ключевые слова: классификации, тепловые потери, прокладка теплопроводов системы теплоснабжения, теплопотери трубопроводов, экономия тепловой энергии, тепло и энергосбережение.

Heat networks are complex engineering structures, that is why their construction requires significant investments. Heat networks are the most expensive and time-consuming service among all utility lines, consequently such requinment as long-term usage without repairs has to be taken into account in the process of heat networks design. In addition, functional performance over the whole period of service life must be also taken into consideration. Heat lines can be ground or underground. Underground lines are typical of residential areas. In this case residential area is not cluttered up and architectural aspect of the city is not damaged. Ground lines are typical of industrial areas in the process of joint power and industrial piping.

Heat networks, in comparison to gas networks are local. However, despite their locality, the total effect of heat networks on a national scale is very significant, therefore, it is very important to optimize heat networks. Heat networks optimization is one of the lines of this research.

Selection of the heat supply structure depends on a number of conditions. One of the main conditions is cost-effective heat energy supply. Heat supply scheme is created by calculating the technical and economic indicators of options and their further comparison. In addition to the technical and economic factors, it is essential to take into consideration such factors as required heat and energy efficiency level, network reliability, operational safety and environmental requirements.

Key words: classifications, heat losses, heat networks pipelining, pipelines heat losses, heat energy efficiency, heat and energy efficiency.

В настоящее время системы теплоснабжения составляют важную часть топ-ливно-энергетического комплекса России. Производство тепловой энергии для систем теплоснабжения представляет собой одного из основных потребителей энергоресурсов нашей страны [1, 2, 3]. Доля теплового хозяйства в потреблении энергоресурсов диктует важность совершенствования и оптимизации тепловых сетей [4, 5]. На теплоснабжение в России в год расходуется более 400 млн т условного топлива. Согласно сводным данным по объектам теплоснабжения регионов Российской Федерации общая протяжённость тепловых сетей при их двухтрубном исполнении составляет при-мерно 185 тыс. км. Средний процент их износа оценивается в 6070%. Для приведения транспортной системы теплоносителя в надежное состояние необходимо построить заново или провести реконструкцию 150 тыс. км теплотрасс в двухтрубном исполнении.

Одним из наиболее трудоемких и дорогостоящих элементов систем теплоснабжения являются тепловые сети. Они представляют собой сложные сооружения, состоящие из соединенных между собой труб с тепловой изоляцией, компенсаторов температурных удлинений, подвижных и неподвижных опор, запорной и регулирующей арматуры, строительных конструкций, камер и колодцев, дренажных устройств и др. [6].

Классификация основных тепловых потерь при транспортировании и потреблении теплоносителя

Затраты на сооружение тепловых сетей составляют в городах около 50% начальной стоимости строительства ТЭЦ. Вместе с тем, многолетний опыт эксплуатации тепловых сетей различных конструкций указывает на их недолговечность: срок службы магистральных сетей 1618 лет, распределительных и внутриквартальных 68 лет, а многие теплопроводы, особенно горячего водоснабжения, уже через 23 года выходят из строя. Это обусловлено, главным образом, низкой коррозионной стойкостью теплопроводов, а также нарушениями технологии при строительстве, низким качеством выполнения отдельных операций и т.д.

Резерв экономии тепловой энергии имеет несколько источников, среди которых ведущее место занимает теплоизоляция. Качественная тепловая изоляция позволяет снизить потери тепла только на теплоэлектростанциях в 3-4 раза. В настоящее время на ТЭЦ находится в эксплуатации около 7,7106 м3 теплозащищаемых конструкций, излучающих в окружающую среду 2103 Вт/ч тепла. В отечественных теплопроводах уровень потерь в 2,5 раза превышает нормативный, при этом 16,5% вырабатываемой тепловой энергии теряется в сетях. Реальный резерв этого источника энергосбережения можно оценить в 60 млн т условного топлива в год [7]. Поэтому проблема создания эффективного теплоизоляционного материала, который используется в том числе и для систем теплогазоснабжения и вентиляции, является актуальной, что и привело к целенаправленной разработке экономичного технического оборудования по производству теплоизоляционного волокна из базальтового сырья [8]. Проведенный анализ известной отечественной и зарубежной технической литературы и опыт эксплуатации систем транспортирования и потребления тепловой энергии позволили выявить основные направления устранения потерь тепла, что стало основой разработки научно-технических решений, позволяющих более эффективно использовать теплоноситель в системах теплоснабжения.

Научная новизна разработанной классификации тепловых потерь при транспортировке и потреблении тепловых потерь позволяет прогнозировать на стадии проектирования способы и устройства эффективного использования тепловой энергии [9,10,11,12].

Выводы

1. Особенность территориального расположения России обусловлено значительной продолжительностью отопительного периода, поэтому ресурсосберегающее теплоснабжение и потребление тепловой энергии является актуальной проблемой снижения энергозатрат топливно-энергетического баланса России.

2.Решение по ресурсосберегающему транспортированию и потреблению тепловой энергии первостепенно определяется выявлением и максимально возможным устранением основных тепловых потерь высокостоимостного теплоносителя, производимого при централизованном теплоснабжении. теплоснабжение сеть экономический потребитель

3.Разработана ресурсосберегающая классификация основных тепловых потерь при транспортировании и потреблении теплоносителя, которая послужит основой для разработки мероприятий для различных регионов страны по снижению себестоимости систем теплоснабжения и потребления тепловой энергии.

Список литературы

1. Балуев Е.Д. Перспективы развития централизованного теплоснабжения // Теплоэнергетика. - 2001. - № 11. - С. 127136.

2. Мелькумов В.Н., Кузнецов И.С., Кобелев В.Н. Выбор математической модели трасс тепловых сетей // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. - 2011. - № 2(22). - С. 31-36.

3. Ресурсосберегающие технологии в системах теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства: монография / Н.С. Кобелев, А.В. Моржавин, В.Н. Кобелев [и др.]; Юго-Зап. гос.ун-т. - Курск, 2013. - 106 с.

4. Николаев Ю.Е. Выбор оптимального варианта развития малых ТЭЦ в системах децентрализованного теплоснабжения // Пром. энергетика. - 2001. - №1. - С.1517.

5. Сазанов Б.В. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий. -М.: Энергоатомиздат, 1990. - 303 c.

6. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. - М., 2003.

7. Хаванов П.А. Источники теплоты автономных систем теплоснабжения // АВОК. - 2002. - №1.

8. Волокнистые материалы из базальтов Украины: сб. ст. - Киев.: Техника, 1971. - 172 с.

9. Пат. 2316699 Российская Федерация, МПК7 В 01 Д 21/66. Котел отопительный газовый / Кобелев Н.С., Кобелев В.Н., Кладов Д.Б [и др.]; заявитель и патентообладатель Курск. гос. техн. ун-т. №2009114608/22; заявл. 17.04.2009; опубл. 20.10.2009, Бюл. № 29.

10. Кобелев В.Н., Алябьева Т.В., Кобелев В.Н. Методика расчета устройств комплексной очистки вентиляционного воздуха для влажных помещений. - Курск, 2016. - С. 158-163.

11. Тепловлажностный режим вентилируемой воздушной прослойки / Н.С. Кобелев, Т.В. Алябьева, В.Н Кобелев [и др.] // Известия Курского государственного технического университета. - 2010. - № 1. - С. 73-77.

12. Мелькумов В.Н., Кузнецов И.С., Кобелев В.Н. Задача поиска оптимальной структуры тепловых сетей // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. - 2011. - № 2(22). - С. 3742.

1. Baluev E.D. Perspektivy razvitija centralizovannogo teplosnabzhenija // Teplojenergetika. - 2001. - № 11. - S. 127-136.

2. Mel'kumov V.N., Kuznecov I.S., Kobelev V.N. Vybor matematicheskoj mo-deli trass teplovyh setej // Nauchnyj vestnik VGASU. Stroitel'stvo i arhitektura. - 2011. - № 2(22). - S. 31-36.

3. Resursosberegajushhie tehnologii v sistemah teplosnabzhenija zhilishhno-kommunal'nogo hozjajstva: monografija / N.S. Kobelev, A.V. Morzhavin, V.N. Kobelev [i dr.]; Jugo-Zap. gos.un-t. - Kursk, 2013. - 106 s.

4. Nikolaev Ju.E. Vybor optimal'nogo varianta razvitija malyh TJeC v sistemah decentralizovannogo teplosnabzhenija // Prom. jenergetika. - 2001. - №1. - S.15-17.

5. Sazanov B.V. Teplojenergeticheskie sistemy promyshlennyh predprijatij. -M.: Jenergoatomizdat, 1990. - 303 c.

6. SNiP 41-02-2003. Teplovye seti. - M., 2003.

7. Havanov P.A. Istochniki teploty av-tonomnyh sistem teplosnabzhenija // AVOK. - 2002. - №1.

8. Voloknistye materialy iz bazal'tov Ukrainy: sb. st. - Kiev.: Tehnika, 1971. - 172 s.

9. Pat. 2316699 Rossijskaja Federacija, MPK7 V 01 D 21/66. Kotel otopitel'nyj gazovyj / Kobelev N.S., Kobelev V.N., Kladov D.B [i dr.]; zajavitel' i patentoobladatel' Kursk. gos. tehn. un-t. №2009114608/22; zajavl. 17.04.2009; opubl. 20.10.2009, Bjul. № 29.

10. Kobelev V.N., Aljab'eva T.V., Kobelev V.N. Metodika rascheta ustrojstv kompleksnoj ochistki ventiljacionnogo vozduha dlja vlazhnyh pomeshhenij. - Kursk, 2016. - S. 158-163.

11. Teplovlazhnostnyj rezhim ventiliruemoj vozdushnoj proslojki / N.S. Kobelev, T.V. Aljab'eva, V.N Kobelev [i dr.] // Izvestija Kurskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. - 2010. - № 1. - S. 73-77.

12. Mel'kumov V.N., Kuznecov I.S., Kobelev V.N. Zadacha poiska optimal'noj struktury teplovyh setej // Nauchnyj vestnik VGASU. Stroitel'stvo i arhitektura. - 2011. - № 2(22). - S. 37-42

Размещено на Allbest.ru