Главная >  Инжиниринг 

 

Потребители диктуют. Потребители диктуют потенциал для низкотемпературного централизованного теплоснабжения

 

Перевод выполнен энергосервисной компанией "Экологические системы"

 

End-users dictate the potential for low temperature district heating
By Mr. Nick Bjorn Andersen, Danish Technological Institute- DTI Energy

 

Ник Бьерн Андерсен

 

В последние годы в странах Европейского Сообщества (ЕС) соблюдают новые условия развития предприятий ЦТ. Значительный объем тепла производится когенерационными (СНР) предприятиями, перед которыми стоят последствия либерализации электроэнергетики Европы, они должны уделять больше внимания вопросам экономической эффективности производства электроэнергии.

 

Значительный эффект может быть получен в уменьшении потребления энергии систем централизованного теплоснабжения (ЦТ). Работа над повышением эффективности систем является одной из основных задач в секторе ЦТ. Основными причинами являются продолжающийся рост цен на топливо и возрастающее внимание к экологическому влиянию, оказываемому производством тепла.

 

Единственный путь максимального повышения эффективности систем ЦТ является переход к так называемому низкотемпературному централизованному теплоснабжению (НЦТ), при котором предполагается, что температура на протяженности всей системы понижается так сильно, как это только возможно и где только возможно. Система и подсистемы должны оптимально управляться в соответствии с изменением потребления тепла.

 

Низкотемпературное централизованное теплоснабжение (НЦТ)

 

Более того, предоставляется возможность использовать заранее изолированные трубы, которые более дешевы и менее подвержены повреждениям при пониженных температурах.

 

Преимуществами понижения температур ЦТ являются:
Уменьшение тепловых потерь;
Лучший потенциал работоспособности станций когенерации;
Лучший потенциал потребления отходящего тепла и солнечной энергии.

 

Понижение температуры повышает эффективность в трех основных областях:
Уменьшении тепловых потерь распределения;
Уменьшении потребления топлива при производстве тепла;
Повышении отношения электричество/тепло на станциях когенерации.

 

Потенциал энергосбережения

 

Для пара от станции когенерации, понижение температуры подачи ЦТ повысит отношение электричество/тепло и увеличит энергетический выход на 0.2-0.3% на каждый градус понижения температуры подачи. Для пара теплоотвода, производимого станциями когенерации, энергетический выход увеличится на 0.1-0.16% на каждый градус понижения температуры подачи в зависимости от существующего уровня температуры подачи и общая эффективность увеличится.

 

Эффективность производства тепла наиболее значительно зависит от пониженной температуры подачи (или пониженная температура обратки сильно зависит от типа системы теплопроизводства). Для газа и угля потенциал сбережения в сетях ЦТ равен 0.5-1.0% на градус Цельсия понижения средних температур системы. Для других твердых топлив сбережения будут больше - 1.5-2.0% на каждый градус Цельсия понижения средних температур системы.

 

Понижение уровней температуры в существующих системах ЦТ уменьшает тепловые потери. Многие датские системы ЦТ разработаны для температур подачи выше 100°С. Сегодня температура подачи ниже 100°С, часто ниже 85°С, а иногда ниже 70°С при средней температуре зимы равной -12°С.

 

Понижение тепловых потерь распределения

 

Небольшую часть общих потерь составляют потери воды по отношению к общим потерям в трубопроводе, которые могут достигать 2% общих потерь, хотя для некоторых систем они составляют менее 0.5% общих потерь. Стандартные тепловые потери Общие потери в трубопроводе при плотности нагрузки > 5 ТДж на километр 10-18% Потери воды по отношению к общим потерям в трубопроводе 0-2%

 

Общие потери тепла в трубопроводах Датских системах ЦТ составляют более 5 ТДж на километр длины труб, что достаточно мало и составляет 10-18% тепла в распределительные сети. Такой низкий уровень потерь тепла является результатом процесса реновации, своевременной замены труб и понижения температур сети (которые происходят уже ряд лет). Этот процесс продолжается и в будущем будет заменено еще много старых труб.

 

Потенциал низких температур ограничен требованиями потребителями

 

Энергосбережения, получаемые благодаря понижению температур сети зависят от существующего уровня изоляции труб. Используя средний уровень изоляции труб Датского ЦТ, оценочная величина сбережений составит примерно 0.33% от подачи тепла в распределительную сеть на каждый градус Цельсия понижения средней температуры.

 

В принципе, понижение температуры подачи ЦТ повышает температуру обратки (теплообменники и двухтрубные системы). Для одинарных систем картина выглядит несколько иначе.

 

Установки потребителей (теплообменники и радиаторы) при пониженных температурах ограничивает понижение температуры. Более того, стратегии управления температурой подачи и смесительные контуры на сетях и в потребительских установках сильно влияют на этот потенциал.

 

Понижение системных температур возможно во многих старых Датских системах ЦТ, частично благодаря значительной реновации (осуществленной для понижения потребления), частично благодаря пересмотру размеров радиаторов во время внедрения системы.

 

Степень понижения температур зависит от размера и мощности теплообменников и радиаторов. Реновация установок потребителей увеличивает способность всей системы к работе при низких температурах обратки.

 

Процесс понижения температур всегда вызывает сопротивление консерваторов. Контракты на поставку могут быть восстановлены и проблемы потребителей могут быть разрешены предоставлением технической помощи и некоторых изменений.

 

Очень часто, НЦТ вводится вместе с другими изменениями в системе (удаление байпасов, инвестиции в изоляцию труб и реновацию установок потребителей систем ЦТ).

 

При планировании новых систем ЦТ соображения, касающиеся НЦТ, должны охватывать всю систему. Относящиеся к уровням температуры решения должны учитывать инвестиции в генерацию, инвестиции в сети, ожидаемую эффективность и внедрение.

 

Вопрос уровня температуры затрагивает и сбережения, и инвестиции, поэтому процесс понижения температуры обязан включать планирование.

 

Радиаторные модели для пониженных температур

 

Во время планирования должны быть исследованы оптимальные характеристики сетей, отражающие разницу температур и возможное повышение объемов потоков теплоносителя в системе. Более того, система распределения и потребительские системы ЦТ должны иметь определенный уровень надежности, позволяющий обеспечить максимальные выгоды при будущем технологическом развитии.

 

Способность использования пониженных температур сильно зависит от относительной тепловой нагрузки, выражаемой как Х = (Qactual /Qdim) , где Qactual - текущая тепловая нагрузка, а Qdim - размерные тепловые потери. Смотри также формулу ниже. Tr = Ts - (1.08-0.8*((Qa/Qrad[90/70])*((Ts -2 /7 -n 2/n *(Ts -2 Сокращения: Tr = Treturn = температура обратки Ts = Tsupply = температура подачи Qrad[90/70] = выход тепла радиатора при температуре подачи = 90°C и температуре обратки = 70°C. Qa = Qactual = текущий выход тепла радиатора n1 = константа (1.3 для стандартных радиаторов) n2 = константа (1.3 для стандартных радиаторов)

 

Адекватная модель радиатора для расчетов пониженных температур обычно включает 2 показателя степени радиатора. Многие исследования и расчеты показали, что модель хорошо отражает реальность при использовании показателя размера радиатора , отношения R = (Qrad [90/70°C] / Qdim). Qrad [90/70°C] -выход тепла радиатора при температуре подачи = 90°C и температуре обратки = 70°C. Qdim - размерные потери тепла. R = 1 подразумевает, что требуются Тподачи = 90°С и Тобратки = 70°С при расчетной температуре окружающей среды, которая в Дании = -12°С.

 

В течение прошедших лет температура во многих системах ЦТ в странах Восточной Европы понизилась. Первоначально, диапазон температур был таков: температура подачи = 90°C и температура обратки = 70°C

 

Низкотемпературный предел в радиаторных системах Восточной Европы

 

Основываясь на температуре подачи может быть проведен расчет температур обратки для различных показателей размера радиатора. При сравнении кривых температур обратки с фактической температурой обратки при базе 150 / 70 °C заметно, что системы ЦТ Восточной Европы имеют показатели размера радиатора (база 90 / 70 °C) в пределах 0.85-1.1.

 

В системах распределения тепла в зданиях могут быть использованы различные уровни. Например, пониженный диапазон (температура подачи = 105°C , температура обратки = 70°C при внешней температуре = -26°C и внутренней температуре помещения = 18°C). При более высоких внешних температурах температура подачи и соответствующая температура обратки понижаются.

 

Радиаторные системы Восточной Европы имеют показатели размера радиатора в пределах 0.85-1. Соответствующие температуры подачи при внешней температуре = 0°C должны быть в пределах 55-60°C. При внешней температуре = -26°C этот предел должен быть повышен и равен 80-90°C.

 

Выводы

 

В то же время, если провести переделку на двухтрубные системы, многие радиаторные системы Восточной Европы смогут работать в расширенном в сторону понижения диапазоне температур.

 

В общем, нет низкотемпературных систем отопления, но для средней тепловой нагрузки (внешняя температура = -2°C) могут использоваться достаточно низкие температуры. Для базы 150/70°C можно получить Тподачи = 61°C и Тобратки =47°C, что соответствует текущему показателю размера радиатора = 1.0.

 

Danish Technological Institute
Att. Nick Bjorn Andersen - DTI-Energy
Gregersensvej, Post Box 141
DK-2630 Tastrup
Denmark
Tel.: +45 43 50 45 85
E-mail:

 

Дополнительную информации можно получить :

 

 

ПРИКАЗ № 297 от 26. Мини-ТЭЦ. Мероприятия по энергосбережению. Жизнь за счет ресурсов. Реформа ЖКХ.

 

Главная >  Инжиниринг 

0.0122