Избор на топлоносител и система за топлоснабдяване

Изборът на топлоносител и система за топлоснабдяване се определя от технически и икономически съображения и зависи главно от вида на източника на топлина и вида на топлинния товар. Препоръчително е да се опрости отоплителната система колкото е възможно повече. Колкото по-опростена е системата, толкова по-евтина е за изграждане и толкова по-надеждна е за работа. Най-простите решения се осигуряват чрез използването на една охлаждаща течност за всички видове топлинно натоварване.

Ако топлинният товар на района се състои само от отопление, вентилация и захранване с топла вода, тогава за отопление обикновено се използва двутръбна водна система. В случаите, когато в допълнение към отоплението, вентилацията и захранването с топла вода има и малък технологичен товар в района, който изисква топлина с повишен потенциал, е рационално да се използват тритръбни водни системи за централно отопление. Една от захранващите линии на системата се използва за посрещане на увеличеното натоварване на капацитета.

В случаите, когато основното топлинно натоварване на района е технологично натоварване с повишен потенциал, а сезонното топлинно натоварване е малко, парата обикновено се използва като топлоносител.

При избора на система за топлоснабдяване и параметрите на охлаждащата течност се вземат предвид техническите и икономическите показатели за всички елементи: източник на топлина, мрежа, абонатни единици. От енергийно отношение водата е по-добра от парата. Използването на многостепенно отопление на вода в когенерационните централи позволява да се увеличи специфичното комбинирано производство на електрическа и топлинна енергия, като по този начин се увеличи икономията на гориво. При използване на парни системи целият топлинен товар обикновено се покрива от отработената пара с по-високо налягане, което намалява специфичното комбинирано производство на електроенергия.

Основните предимства на водата като топлоносител[редактиране]

Основните предимства на водата като топлоносител в сравнение с парата:

голямо специфично комбинирано производство на електрическа енергия на база потребление на топлина;
запазване на кондензат в когенерационните централи, което е особено важно за електроцентрали с високо налягане;
възможността за централно регулиране на хомогенен топлинен товар или определена комбинация от различни видове товар със същото съотношение на изчислените товари за абонатите, което опростява локалното регулиране;
по-висока ефективност на топлоснабдителната система поради липсата на загуби на конденз и пара в абонатните инсталации, които възникват в парните системи;
увеличен капацитет за съхранение на водната система.

Основните недостатъци на водата като охлаждаща течност[редактиране]

Основните недостатъци на водата като охлаждаща течност:

по-висока консумация на енергия за изпомпване на мрежова вода в сравнение с консумацията й за изпомпване на кондензат в парни системи;
по-голяма „чувствителност“ към аварии, тъй като течовете на охлаждаща течност от парните мрежи поради значителни специфични обеми пара са много (около 20–40) пъти по-малко, отколкото във водните системи (при незначителни повреди парните мрежи могат да останат в експлоатация дълго време, докато водните системи изискват изключване);
висока плътност на охлаждащата течност и твърда хидравлична връзка между всички точки на системата.

Според условията за задоволяване на топлинния режим на абонатните единици, определен от средната температура на топлоносителя в абонатните топлообменници, водата и парата могат да се считат за еквивалентни топлоносители. Само в специални случаи, когато парата се използва директно за технологичния процес (продухване, пропарване и др.), не може да сезаменени с вода.

За захранване с топлина от котелна пара се използва и за нископотенциални топлинни товари. Правилният избор на параметрите на охлаждащата течност е от голямо значение. При доставяне на топлина от котелни централи е рационално като правило да се избират високи параметри на охлаждащата течност, които са допустими при условията на технологията за транспортиране на топлина през мрежата и използването й в абонатни единици. Увеличаването на параметрите на охлаждащата течност води до намаляване на диаметрите на отоплителната мрежа и намаляване на разходите за изпомпване (с вода). При отопление е необходимо да се вземе предвид влиянието на параметрите на топлоносителя върху икономиката на когенерацията. Изборът на система за отопление на вода от затворен или отворен тип зависи главно от условията на водоснабдяването на когенерацията, качеството на чешмяната вода (твърдост, корозивност, окисляемост) и наличните източници на нискокачествена топлина за захранване с гореща вода.

Предпоставка за отворени и затворени системи за топлоснабдяване е да се осигури стабилно качество на топла вода за абонатите в съответствие с GOST 2974-82 * "Питейна вода". В повечето случаи качеството на първоначалната чешмяна вода определя избора на система за топлоснабдяване. Преобладаващото използване на всяка от разглежданите системи за топлоснабдяване се определя от следните показатели на изходната чешмяна вода. Затворена система: индекс на насищане J > — 0,5; карбонатна твърдост Zhk≤7 mg-eq/l; (Сl + 3О4) ≤ 200 mg/l; перманганатното окисление не се регулира. При отворена система: перманганатно окисление O 4 mg / l) в застояли зони на отворени системи за топлоснабдяване (радиатори на отоплителни инсталации и др.) Развиват се микробиологични процеси, което води до сулфидно замърсяване на водата. По този начин водата, взета от отоплителни инсталации за топлаводоснабдяване, има неприятна миризма на сероводород.

По отношение на енергийните характеристики и първоначалните разходи съвременните двутръбни затворени и отворени системи за топлоснабдяване са средно еквивалентни. От гледна точка на първоначалните разходи, отворените системи имат някои икономически предимства, ако има източници на мека вода в ТЕЦ, които не се нуждаят от пречистване на водата и отговарят на санитарните изисквания за питейна вода. При използване на отворени системи водата за захранване с топла вода се взема от отоплителната мрежа, което, от една страна, разтоварва мрежата за студено водоснабдяване и в някои случаи създава допълнителни икономически ползи, а от друга страна, често принуждава главните водопроводи да бъдат довеждани до ТЕЦ, което увеличава капиталовите разходи.

По отношение на оперативните разходи отворените системи са малко по-ниски от затворените поради допълнителните разходи за пречистване на водата. В експлоатация отворените системи са по-трудни от затворените поради нестабилността на хидравличния режим на отоплителната мрежа, усложняването на санитарния контрол на плътността на системата.

За пренос на топлина на дълги разстояния в райони с относително голямо натоварване на захранването с топла вода, ако има водоизточници в близост до ТЕЦ или котелна централа, които отговарят на санитарните изисквания, е икономически оправдано да се използва отворена система за топлоснабдяване с еднотръбен (еднопосочен) транзит и двутръбна разпределителна мрежа.

За пренос на топлина на супер-свръхдалечни разстояния на разстояния от порядъка на 100–150 km или повече е целесъобразно да се провери ефективността на използването на хемотермична система за пренос на топлина, т.е. пренос на топлина в химически свързано състояние.