Лекции по "Теплотехнике"

Лекция 1

Тема1. Введение. Теплогенерирующие установки. Источники тепловой энергии систем теплоснабжения. Энергетические ресурсы. Энергетический баланс. Энерготехнологическая переработка низкосортных топлив.

1. Введение

1.    Теплогенерирующие установки в системах теплоснабжения.

Теплогенерирующей установкой называют совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха.

Теплогенерирующая установка (котельная установка) представляет собой генератор, в котором химическая энергия топлива преобразуется в тепло.

Основные элементы современной котельной установки -  топка, котел, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель (в совокупности называемый котельным агрегатом), а также тягодутьевые и питательные устройства, оборудование топливоподачи и золоулавливания. В качестве теплоносителя, применяемого в теплогенерирующих   установках, обычно используются водяной пар или горячая вода.

Водяной пар используют для технологических нужд в промышленности и сельском хозяйстве, для приведения в движение паровых двигателей, а также для нагрева воды, направляемой в дальнейшем на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Горячую воду и подогретый воздух используют для отопления производственных, общественных и жилых зданий, а также для коммунально-бытовых нужд населения. Теплогенерирующие установки предназначены для производства тепловой энергии из первичных источников энергии, которыми являются: органическое н ядерное топливо, солнечная и геотермальная энергия, горючие и тепловые отходы промышленных производств.

Тепловая энергия — один из основных видов энергии, используемой человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности, как для развития и совершенствования общества, в котором он живет, так и для создания благоприятных условий его быта. Тепловая энергия, производимая человеком из первичных источников энергии, в основном используется для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд промышленных предприятий, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Комплексы устройств, производящих тепловую энергию и доставляющих ее в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха потребителю, называются системами теплоснабжения.

 В зависимости от мощности систем и числа потребителей, получающих от них тепловую энергию, системы теплоснабжения подразделяют на централизованные и децентрализованные. Условно принято считать систему теплоснабжения централизованной, если единичная мощность включенных в нее теплогенерирующих установок равна или превышает 58 МВт.

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт [Вт], [W], равный одному джоулю [Дж], [J], делённому на секунду. 1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

• Вт = Дж / с = кг·м²/с
• Вт = В·А
• 1 Мегаватт       [МВт] = 1000 кВт
• 1 Киловатт          кВт] = 1000 Вт
• 1 Вольт- ампер  [В·А] = 1 Вт

Внесистемные единицы

• 1 Гигакалория в секунду [Гкал/с],  [Gcal/s] = 4186.8 МВт
• 1 Килокалория в секунду [ккал/с],  [kcal/s] = 4186.8 Вт
• 1 Калория в секунду [кал/с],              [cal/s] = 4.1868 Вт
• 1 Гигакалория в час [Гкал/ч],         [Gcal/h] = 1.163 МВт
• 1 Килокалория в час [ккал/ч],          [kcal/h] = 1.163 Вт

 Если мощность установок, производящих тепловую энергию в системе, меньше 58 МВт, то система теплоснабжения считается децентрализованной. В последние годы основной отличительной чертой децентрализованных систем считается отсутствие внешних распределительных тепловых сетей системы теплоснабжения от источника теплоты к потребителям теплоты.