Принципиальная схема централизованного теплоснабжения

1 --ТЭЦ или районная котельная; 2 — система отопления и вентиляции; 3-наружные теплопроводы

Для теплоснабжения городов могут быть использованы и другие источники энергии, такие, как солнечная энергия, геотермальная энергия (тепло подземных вод). В ряде зарубежных стран (США, Франция, Швеция и др.) доя отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха применяется электроэнергия.

Теплоносителем называется среда, которая передает тепло от источника к теплопотребляющим приборам, системам отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. В системах теплоснабжения, применяемых в нашей стране для городов и жилых районов, в качестве теплоносителя используется вода. В промышленных районах и на отдельных промышленных предприятиях для систем теплоснабжения применяют воду и пар. В последнее время и на промышленных предприятиях начали применять единый теплоно­ситель — воду, нагретую до разных температур. Применение единого теплоносителя упрощает схему теплоснабжения, ведет к сни­жению капитальных затрат и способствует качественной и дешевой эксплуатации.

1 [ар подается к потребителям но паровым сетям, а от них конденсат поступает по конденсатопроводам в котельную для повторного парообразования. Жилые и общественные здания получают тепло по водяным сетям, состоящим из двух труб. По одной трубе перегретую воду подают к потребителям, а по другой—охлажденная вода возвращается на ТЭЦ или в районную котельную.

Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения систем горячего водоснабжения разделяются на две группы: закрытые и открытые. В закрытых системах теплоснабжения вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, т. е. как теплоноситель, но из сетей не разбирается. В открытых системах вода, циркулирующая по теп­ловым сетям, может частично или полностью разбираться потребителями горячего водоснабжения. Ряд городов использует открытую систему (Ленинград, Ростов-на-Дону й др.).

Тепловые сети по трассировке подразделяются на кольцевые и лучевые. Лучевые сети просты, экономичны и удобны в эксплуа­тации. Однако крупным их недостатком по сравнению с кольцевыми сетями является опасность прекращения подачи тепла к потребителям в случае аварии на сети. Кольцевые сети более надежно обеспечивают потребителя теплом. Схема тепловой сети определяется размещением ТЭЦ или районной котельной среди теплопотребителей, характером теплового потребления и видом теплоносителя, причем она должна обеспечивать надежность и экономичность эксплуатации при минимальной протяжености сети.

Кольцевание сетей удорожает их, но в крупных системах теплоснабжения значительно повышает надежность снабжения, создает возможность резервирования и повышает эффективность гражданской обороны. Кольцевание промышленных тепловых сетей иногда обязательно по техническим требованиям. Кольцевание может быть заменено дублированием сетей, т. е. прокладкой параллельно двух паропроводов или теплопроводов.

Для тепловых сетей обычно применяют стальные трубы с теплоизоляцией. Прокладывают тепловые сети в непроходных каналах — наиболее распространенный в настоящее время способ прокладки, в траншеях (бесканальная прокладка) и в общих коллекторах совместно с другими коммуникациями.

В перспективе полная электрификация промышленности и жилищно-коммунального хозяйства городов позволит перейти к еди­ному энергоносителю — электроэнергии, что заменит три вида энергетических сетей (электрических, тепловых и газовых) одним — электрическими сетями.

При проектировании новых, реконструкции и расширении существующих систем инженерного обеспечения города должны быть предусмотрены отраслевые службы диспетчеризации и системы управления технологическими процессами. Их внедрение позволит повысить степень централизации, оперативности и оптимальности управления системами, бесперебойности и безопасности работы. 13 дальнейшем автоматизированные подсистемы войдут составными элементами в АСУ всего городского хозяйства.

Газоснабжение. В последние годы в топливно-энергетическом обеспечении городов продолжает возрастать доля газа как вида топлива. Источниками газоснабжения городов и промышленных районов служат месторождения природного газа и газовые заводы, на которых из твердых видов топлива получают искусственные газы. Наиболее широкое применение получили природные газы, которые бывают трех видов: газы, добываемые из чисто газовых месторождений; газы, выделяемые из скважин нефтяных месторождений вместе с нефтью, так называемые попутные; газы, добываемые из конденсатных месторождений (смесь сухого газа и паров тяжелых углеводородов). Искусственные газы получают при термической обработке твердых видов топлива, главным образом каменного угля. Для газоснабжения городов наиболее выгодно применять природные газы. Их преимущество перед другими видами топлива заключается в дешевизне, в большой теплоте сгорания, высокой транспортабельности (передача по трубам на большие расстояния) и легкой автоматизации процесса сгорания.

Газоснабжение городов определяется расходами на промышленные и жилищно-коммунальные нужды, причем последние все время растут, поскольку увеличивается количество газифицированных квартир. Однако следует указать, что газ, подаваемый в город, идет в основном на промышленные предприятия и липгь частично подается в жилые дома. В РФ около 85% природного таза используется промышленностью как тошгиво. Но природный газ является еще и сырьем для химической промышленности, В настоящее время на производство минеральных удобрений, синтетического каучука, спирта, пластмасс, ацетилена и другой ценной продукции расходуется около 6% всего добываемого газа в стране, и этот процент будет увеличиваться.

Потребление газа в городах подразделяется на следующие группы:

— бытовое (для приготовления пищи и горячего водоснабжения);

— коммунально-бытовое (потребление в зданиях сферы обслуживания и общественных зданиях);

— отопление и вентиляция зданий;

— промышленное.

Проекты газоснабжения областей, районов, городов, поселков и других населенных мест разрабатываются на основе схем* и проектов районных планировок, генеральных планов городов, поселков и сельских населенных пунктов с обязательным учетом их развития на ггерспективу. Системы газификации представляют собой комплекс магистральных газопроводов, подземных газо­хранилищ и кольцевых газопроводов, обеспечивающих надежное газоснабжение районов. Система газоснабжения крупного города — это сети различного давления в сочетании с газохранилищами и необходимыми сооружениями, обеспечивающими транспортировку и распределение газа.

Существует следующая классификация городских газопроводов:

—по виду транспортируемого газа — газопроводы природного газа, попутного нефтяного газа, сжиженных углеводородных газов, искусственного газа, смешанного газа. Для больших городов используется главным образом природный таз, хотя в районах малоэтажной застройки может использоваться и сжиженный газ;

—по давлению газа — газопроводы низкого, среднего, высокого давления;

—по местоположению относительно поверхности земли — подземные (подводные), надземные (надводные): —по расположению в системе планировки города — наружные (уличные, внутримикрорайонные) и внутренние (внутри домовые);

—по назначению в системе газоснабжения — городские магистральные, распределительные, вводы, вводные газопроводы, (ввод в здание);

—по принципу построения распределительных газопроводов закольцованные (кольцевые), тупиковые, смешанные; —по материалу труб — металлические (стальные), неметаллические.

Каждый газифицированный город имеет разветвленные газовые сети, имеющие большую протяженность, например, протяженность газовых сетей в Москве составляла более 6000 км. От места добычи или изготовления до города газ гтодается по магистральным газо­проводам. I Тачальным пунктом является головная компрессорная станция, а конечныгм пунктом магистральных сетей — газораспре­делительная станция (IPC), которая располагается на вводе в город. По трассе магистральных трубопроводов кроме головной компрессорной станции устанавливаются промежуточные для повышения давления газа на расстояниях 130—150 км между ними.

От газораспределительной станции начинаются городские газовые сети. Давление газа на этих станциях снижается до величины, необходимой для системы газоснабжения города. После газораспределительной станции таз поступает в сеть высокого давления, которая закольцовывается вокруг города, и от нее к потребителям через газорегулягорные пункты (ГРП). Городские газопроводы подразделяются: на газопроводы высокого, среднего и низкого давления (причем для обеспечения надежности газоснабжения они обычно решаются кольцевыми и лишь в редких случаях — тупиковыми); на абонентские ответвления, подающие газ от распределительных сетей к отдельным потребителям или их группам; на внутридомовые газопроводы, транспортирующие таз внутри здания к отдельным ггриборам. Промышленные газопроводы состоят из ответвлений от распределительных газопроводов, включая ввод и регуляторную станцию на территории промышленного предприятия, а также и межцеховых и внутрицеховых газопроводов. Таким образом, распределительными газопроводами считаются проводы, идущие от ГРП или газовых заводов, обеспечивающие газоснабжение города до ввода, т. е. уличные, внутримикрорайонные, внутриквартальные, дворовые газопроводы.

Для газопроводов установлены следующие давления газа (кгс/см2): низкое — до 0, 05; среднее — от 0, 05 до 3; высокое — от 3 до 12. Жилые, общественные здания и коммунально-бытовые потребители получают газ низкого давления; промышленные предприятия, теплоэлектроцентрали и котельные — газ среднего или высокого давления.

Независимо от давления газа газопроводы прокладывают, как правило, под землей по улицам и дорогам города. Газопроводы, которые транспортируют осушенный газ, допускается прокладывать в зоне сезонного промерзания грунта, а газопроводы, транс­портирующие влажный газ, — ниже зоны сезонного промерзания грунта с уклоном к конденсатосборникам не менее 0, 002. Мини­мальная допустимая глубина заложения газопроводов на улицах с усовершенствованными покрытиями должна составлять не менее 0, 8 м, а на участках без усовершенствованных дорожных покрытий — не менее 0, 9 м, считая от верха дорожного покрытия до верха трубы. Эту величину допускается уменьшать до 0, 6 м в местах, где не предусматривается движение транспорта. По трассе га­зопроводов, проложенных в городе, предусматривается установка контрольно-измерительных пунктов на расстояниях между ними не более 200 м. t

Для строительства газопроводов применяют стальные бесшовные, сварные прямошовные и спирально-шовные трубы, а также неметаллические трубы (полиэтиленовые, винипластовые и асбестоцементные). Для стальных газопроводов должна предусматриваться защита от коррозии, вызываемой окружающей средой и блуждающими электрическими токами.