БИЛЕТ № 22. 1. Техника и технология тепло- и электроэнергоснабжения города.

1. Техника и технология тепло- и электроэнергоснабжения города.

Обеспечение города теплом и электричеством может быть реализовано раздельной или комбинированной схемой энергоснабжения. При раздельной схеме тепло вырабатывается районными или квартальными котельными установками, а электроэнергия – тепловыми электростанциями. При комбинированной схеме энергоснабжения в качестве источника теплоты и электроэнергии используются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) – паротурбинные электростанции, предназначенные для совместного производства этих видов энергии.

В зависимости от температурного уровня используемых энергоносителей процессы выработки тепла для нужд города делятся на:

- высокотемпературные, протекающие при температуре выше 400˚С. Это процессы технологического назначения, в которых в качестве теплоносителя используется перегретый пар от ТЭЦ или котельных;

- среднетемпературные, осуществляемые при температуре 150-400˚С с использованием пара или горячей воды под давлением;

- низкотемпературные, используемые для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения при температуре пара и горячей воды 95-150˚С.

Производство теплоты в виде пара и горячей воды в котельных установках осуществляется в следующей последовательности:

- подготовка и подача топлива в топливосжигающие устройства и топку котлоагрегатов;

- сжигание топлива в котлоагрегатах;

- водоподготовка;

- производство теплоносителя (пара и горячей воды);

- транспортировка теплоносителя (передача теплоты потребителям) с возвратом конденсата пара или остывшей сетевой воды обратно в котельную.

Кроме источника тепла система теплоснабжения города включает тепловые сети, тепловые пункты, а также системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий. Различают местные и централизованные системы теплоснабжения: первые обслуживают часть или всё здание на базе печного отопления или домовой котельной установки, вторые – один или несколько районов города от ТЭЦ или от городской котельной. По виду потребителя системы теплоснабжения делятся на промышленные, промышленно-отопительные и отопительные, по виду теплоносителя – на паровые и водяные. Водяные системы теплоснабжения, как наиболее типичные для города, в свою очередь, делятся:

● по способу подачи тепла на горячее водоснабжение – на закрытые и открытые;

● по схемам присоединения систем отопления и вентиляции зданий – на зависимые и независимые;

● по количеству трубопроводов – на одно-, двух-, трех- и четырехтрубные.

Производство электроэнергии на ТЭЦ осуществляется совместно с производством тепловой энергии до стадии получения теплоносителя (перегретого пара). Пар направляется в паровую турбину, где происходит его отбор на нужды теплоснабжения и преобразование потенциальной энергии остальной части перегретого пара в кинетическую энергию вращения ротора турбины. Паровая турбина служит приводом электрического генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую. В качестве привода электрогенератора могут использоваться также газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания.

Произведенная электроэнергия распределяется между потребителями с помощью системы электроснабжения города, в состав которой входят:

- устройства для приема, преобразования и распределения электроэнергии между потребителями (центры питания, подстанции, распределительные устройства и пункты, трансформаторные пункты и др.);

- линии электропередачи, служащие для передачи электроэнергии от электростанций и распределительных устройств потребителям;

- электроприемники потребителей (трансформаторы, электродвигатели, системы освещения и др.).

Эти элементы образуют три взаимосвязанных подсистемы городского электроэнергоснабжения:

1. Электроснабжающую, предназначенную для распределения электроэнергии между отдельными районами города с помощью центров питания и линий электропередач напряжением 35-110 киловольт (кВ).

2. Распределительную, предназначенную для распределения электроэнергии между отдельными городскими и районными потребителями с помощью распределительных и трансформаторных пунктов и линий электропередач напряжением 6-20 кВ.

3. Внутреннюю, предназначенную для распределения электроэнергии между группами и отдельными электроприемниками потребителей (жилых и общественных зданий) с помощью вводно-распределительных устройств и внутридомовых сетей напряжением 380/220 В (0,4 кВ).

Для электрических сетей современных городов рекомендуется схема напряжений указанных подсистем 110/10/0,4 кВ, как наименее капиталоемкая и наиболее энергосберегающая. Данная схема базируется на трехфазном переменном токе частотой 50 герц, однако в городском хозяйстве применяется и постоянный ток, главным образом, для электроснабжения электрифицированного транспорта.