Тепловая энергия

                                          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РГР 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ…………........................................…………............................3

1. Описание  сущности технологии  …………..........................................4

2. Основные  способы получения энергии …………...............................6

3. Нетрадиционные источники энергии…………..................................10

4. Тепловые  сети и потери при передаче  тепловой энергии …………....12

5. Оценка жизненного цикла как инструмент планирования затрат….15

6. Производство  и потребление тепловой энергии, себестоимость…….16

7. Спрос на тепловую энергию…………..………………………………..18

8. Альтернатива  производства тепловой энергии………………………..21

9. Теплоснабжение………………………………………………………....22

10. Проблема взаимодействия теплоэнергетики

 и окружающей  среды……………………………………………………...27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..28

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………..29 ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………..30 

 

                                                 ВВЕДЕНИЕ

     Человечеству  нужна тепловая энергия, причем потребности  в ней увеличиваются с каждым годом. Соответственно, запасы традиционных природных топлив (угля, нефти, природного газа и мазута) не бесконечны.

     Поэтому важно на сегодняшний день найти  выгодные  источники  тепловой энергии (энергия ветра и солнца), причем выгодные не только с точки зрения  дешевизны топлива, а также с  точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.

       Производству тепловой энергии  должно уделяться большое внимание  не только с экономической  точки зрения но и в странах с низкой температурой.

     Российская  Федерация на сегодняшний день  самая холодная страна в мире. Среднеинтегральная температура по всей территории страны составляет -5,5ºС. В России производится более 2 млрд. Гкал тепла, при этом затрачивается более 400 млн. т условного топлива, это составляет примерно 43% от всех использованных первичных энергоресурсов.

     Тепловая  энергия производится чаще всего  при сжигании различных видов  топлива, широко применяется для  отопления, проведения многочисленных технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания и  т.д.).

         В настоящее время ощущается  дефицит тепловой мощности в  стране, составляющий в совокупности  около 20% для 190 городов и населенных  пунктов. Основная часть отечественных  систем теплоснабжения достаточно  устарела, многие из них имеют  низкую термодинамическую эффективность,  и, соответсвенно, потери тепловой энергии и теплоносителя. Энергосберегающий потенциал теплоснабжающей отрасли составляет от 30 до 50%.

         Экономическая эффективность во  многом зависит от организации  производства и управления, заинтересованности  коллектива и каждого работающего  в достижении лучших результатов  и других факторов.

         Эффективность производства в  целом определяется степенью  гибкости хозяйственных структур  предприятия, восприимчивостью к  научно-техническим достижениям,  уровнем адекватности их действий  к быстро меняющимся условиям, способностью обнаружить новые  направления развития и многим  другим.

     Видна актуальность проблемы снижения эффективности эксплуатации  систем теплоснабжения.

         Цель работы – прежде всего ознакомиться с современным положением дел в этой широкой проблематике, так же понять сущность данной технологии. 
 
 
 

   Описание сущности технологии 

     Тепловая  энергия — форма энергии, которая  может служить продуктом/товаром  для удовлетворения потребностей физических и юридических лиц в тепле  и энергоносителях (пар, горячая  вода для отопления, горячая вода для водоснабжения.

     Основные  понятия и определения характерные  для данных систем:

     - тепловой агент или теплоноситель  это тепловой поток, используемый  для аккумуляции, транспортировки  и передачи тепловой энергии:  пара, горячей и теплой воды;

     - теплоэлектроцентраль - это установка  или совокупность установок, предназначенных  для производства электрической  и тепловой энергии;

     - котельная - это установка или  совокупность установок, предназначенных  для производства тепловой энергии;

     - потребитель - это физическое  или юридическое лицо, потребляющее  тепловую энергию на договорной  основе, путем подключения своих  установок к тепловой сети  поставщика;

     - распределение - это передача  тепловой энергии для ее отпуска  потребителям;

     - тепловая энергия - это форма  энергии, которая может служить  продуктом/товаром для удовлетворения  потребностей физических и юридических  лиц в тепле и энергоносителях  (пар, горячая вода для отопления,  горячая вода для водоснабжения;

     - поставщик тепловой энергии - это предприятие, поставляющее  тепловую энергию потребителям. Поставщик может быть одновременно  производителем и распределителем  или только распределителем;

     - управляющий жилищным фондом - это  ассоциация совладельцев, ассоциация  собственников приватизированного  жилья, жилищно-строительный кооператив, муниципальное предприятие по  управлению жилищным фондом, муниципальное  предприятие жилищно-коммунального  хозяйства, другие экономические  агенты и организации, на балансе  или в управлении которых находится  жилищный фонд;

     - потребляющая установка - это  совокупность установок и приемников, потребляющих тепловую энергию;

     - производитель - это предприятие  со статусом юридического лица (в дальнейшем - предприятие), которое  производит тепловую энергию  на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), котельных (КТ) или в специальных  установках, использующие вторичные  энергоресурсы;

     - граница раздела - это место,  где использующие установки потребителя  присоединяются к тепловым сетям  поставщика, и в которых использующие  установки потребителя и тепловая  сеть поставщика распределяются  по праву собственности;

     - коллективная система теплоснабжения - это общая система обеспечения теплоснабжения индивидуальных квартир в жилых домах;

     - теплоэнергетическая система - это  совокупность элементов, предназначенных  для производства, транспортировки,  распределения и потребления  тепловой энергии;

     - субпотребитель - это физическое или юридическое лицо, тепловые установки которого присоединены к тепловым установкам одного из потребителей, с которым заключен договор;

     - транспортировка - это организованная  деятельность по передаче тепловой  энергии от производителя к  тепловым пунктам распределителей  или потребителей, подключенных  непосредственно к распределяющим  сетям;

     - регулируемая теплоэнергетическая  единица - это предприятие по  производству и/или транспортировке,  распределению или поставке тепловой  энергии, которое является доминирующим (монополистом) на местном рынке  тепловой энергии. Доминирующим (монопольным) положение предприятия  признается при наличии одного  из критериев, установленных законом.

     На  рисунке  1 показаны потери тепловой энергии при нормальной работе участка производства.

     Из  которого видно, что при 100% подачи энергии  топлива  в котел, установленный  в котельной, всего лишь 75% идет в  систему транспорта для передачи теплоносителю, а 25% на потери из которых 18% связанны с недожогом и уходящими газами, 4% на излучения, 3% на собственные нужды котельной.

     В связи с этим тепловая энергия  также требует учёта, а то количество тепла, которое поступает в помещение, должно соответствовать потребностям. Учёт тепла нужен не только потребителям, но и котельным, и тепловым пунктам, для контроля того, как потребляется тепловая энергия.

         На рисунке 2 показан модуль узла учета тепловой энергии.

     Из  которого видно, что для учета  расхода тепловой энергии необходимо устанавливать приборы контроля и измерения (счетчики, манометры, датчики  давления) для получения достоверной  информации о количестве потребления, а также регулирующую аппаратуру, которая дает возможность регулировать подачу как в ручном так и в втоматическом режиме работы.

     Узел  учета тепловой энергии - комплекс приборов и устройств, обеспечивающих учет тепловой энергии, массы (объема) теплоносителя, а также контроль и регистрацию  его параметров. Конструктивно узел учета представляет собой набор "модулей", которые врезаются  в трубопроводы. В узел учета тепла  входят: вычислитель, преобразователи  расхода, температуры, давления, приборы  индикации температуры и давления, а также запорная арматура.

       Для измерения расхода в России  каждому потребителю рекомендована установка индивидуальных приборов учета тепла, горячей и холодной воды.

     Основные способы получения энергии 

     Тепловая  электростанция (ТЭС) - это электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Первые ТЭС появились в конце 19 в и получили преимущественное распространение. Доля вырабатываемой ими электроэнергии составляла: в России и США более 80% (1975), в мире около 76% (1973).

     Около 75% всей электроэнергии России производится на тепловых электростанциях. Большинство  городов России снабжаются именно ТЭС. Часто в городах используются ТЭЦ - теплоэлектроцентрали, производящие не только электроэнергию, но и тепло  в виде горячей воды. Такая система  является не очень непрактичной т.к. в отличие от электрокабеля надежность теплотрасс  низка на больших расстояниях, эффективность централизованного теплоснабжения сильно снижается, следовательно, уменьшается температура теплоносителя. Подсчитано, что при протяженности теплотрасс более 20 км (типичная ситуация для большинства городов) установка электрического бойлера в отдельно стоящем доме становится экономически более выгодна.

     Топливом  для станции могут служить  уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные (КЭС), предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара. Крупные КЭС районного значения получили название государственных районных электростанций (ГРЭС).

     Простейшая  принципиальная схема КЭС, работающей на угле, представлена на рис 3. Уголь  подается в топливный бункер 1, а  из него — в дробильную установку 2, где превращается в пыль.

     Угольная  пыль поступает в топку парогенератора (парового котла) 3, имеющего систему  трубок, в которых циркулирует химически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры 400—650°С и под давлением 3—24 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину 4. Параметры пара зависят от мощности агрегатов.

       Тепловые конденсационные электростанции имеют невысокий кпд (30— 40%), так как большая часть энергии теряется с отходящими   топочными газами и охлаждающей водой конденсатора.