Теплоснабжение городов

Содержание                                                                                                         Стр.

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Теплоснабжение  городов………………………………………………………4

2. Энергоресурсы  и водоснабжение в городах………………………………….7

Заключение……………………………………………………………………….11

Список  литературы………………………………………...................................12

Введение 

     Городская среда организована и развивается  по законам сложной системы как  специфически выделенного из окружающей среды целостного множества с объединяющими связями и отношениями. Представляя собой динамическую систему, городская среда включает ряд подсистем, основными из которых являются: природная (естественная), техногенная (искусственная) и социальная. Эти подсистемы тесно взаимосвязаны и находятся в непрерывном взаимодействии.

     Главными  особенностями городской среды, определяющими необходимость ее выделения в качестве самостоятельного системного объекта, являются: многообразие формирующих ее компонентов, которые  характеризуются разнокачественностью и разнотипностью прямых и обратных связей и взаимодействий; относительная целостность (функциональная и пространственная); динамический характер развития системы в целом, включающий в то же время неравномерность развития подсистем; определенная инерционность основной структуры. [2]

     Используя ту же системную классификацию признаков  относительной самостоятельности  объекта управления по отношению  к историческому центру крупного города, можно заметить, что все  они наличествуют у этой подсистемы управления, вследствие чего исторический центр города может (и должен) рассматриваться в качестве относительно самостоятельного системного объекта. Это утверждение подтверждается также тем, что исторический центр города имеет специфическую систему целей, не присущих другим компонентам и подсистемам города, – цель сохранять историческое и культурное наследие народа, цель обеспечивать процессы самоидентификации населения, цель обеспечивать воспитательную функцию будущих поколений.

      Теплоснабжение городов 

     Ориентация  российской энергетики на теплофикацию и централизованное теплоснабжение как основной способ удовлетворения тепловых потребностей городов и  промышленных центров технически и  экономически себя оправдали. Однако в  работе систем централизованного теплоснабжения и теплофикации имеется много недостатков, неудачных технических решений, неиспользованных резервов, которые снижают экономичность и надежность функционирования таких систем.

  Производственный характер структуры систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) с ТЭЦ и котельными, необоснованность масштабов подключения потребителей и практическая неуправляемость режимами работы СЦТ (источники — тепловые сети - потребители) во многом обесценили преимущества централизованного теплоснабжения. Если источники тепловой энергии еще сопоставимы с мировым уровнем, то анализ в целом СЦТ показывает, что:

- техническая оснащенность и уровень технологических решений при строительстве тепловых сетей соответствуют состоянию 1960-х годов, в то время как резко увеличились радиусы теплоснабжения, и произошел переход на новые типоразмеры диаметров труб;

- качество металла теплопроводов, теплоизоляция, запорная и регулировочная арматура, конструкции и прокладка теплопроводов значительно уступает зарубежным аналогам, что приводит к большим потерям тепловой энергии в сетях;

- плохие условия теплогидроизоляции теплопроводов и каналов тепловых сетей способствовали повышению повреждаемости подземных теплопроводов, что привело к серьезным проблемам замены оборудования тепловых сетей;

- отечественное оборудование крупных ТЭЦ соответствует среднему зарубежному уровню 1980-х годов, и в настоящее время паротурбинные ТЭЦ характеризуются высокой  аварийностью, так как практически половина установленной мощности турбин выработала расчетный ресурс;

- на действующих угольных ТЭЦ отсутствуют системы очистки дымовых газов от NOх и SOх, а эффективность улавливания твердых частиц часто не достигает требуемых значений;

- конкурентоспособность СЦТ на современном этапе можно обеспечить только внедрением специально новых технических решений, как по структуре систем, так и по схемам, оборудованию энергоисточников и тепловых сетей.[3]

     Кроме того, принимаемые на практике традиционные режимы работы централизованного теплоснабжения имеют следующие недостатки:

- практическое отсутствие регулирование отпуска теплоты на отопление зданий в переходные периоды, когда особенно большое влияние на тепловой режим отапливаемых помещений оказывают ветер, солнечная радиация, бытовые тепловыделения;

- перерасход топлива и перетоп зданий в теплые периоды отопительного сезона;

- большие потери теплоты при его транспортировке (около 10%), а во многих случаях — намного больше;

- нерациональный расход электроэнергии на перекачку теплоносителя, обусловленный самим принципом центрального качественного регулирования;

- длительная эксплуатация подающих трубопроводов теплосети в неблагоприятном режиме температур, характеризующимся нарастанием коррозионных процессов и др.

     Современная система децентрализованного теплоснабжения представляет сложный комплекс функционально взаимосвязанного оборудования, включающего автономную теплогенерирующую установку и инженерные системы здания (горячее водоснабжение, системы отопления и вентиляции).

     В последнее время многие регионы  России проявляют интерес к внедрению энергоэффективной технологии поквартирного теплоснабжения многоэтажных домов, представляющего собой вид децентрализованного теплоснабжения, при котором каждая квартира в многоквартирном доме оборудуется автономной системой обеспечения теплотой и горячей водой.

     Основными элементами системы поквартирного  отопления являются отопительный котел, отопительные приборы, системы подачи воздуха и отвода продуктов сгорания. Разводка выполняется с применением  стальной трубы или современных теплопроводных систем — пластиковых или металлопластиковых.[4]

     Объективными  предпосылками внедрения автономных (децентрализованных) систем теплоснабжения является:

- отсутствие в ряде случаев свободных мощностей на централизованных источниках;

- уплотнение застройки городских районов объектами жилья;

- кроме того, значительная часть застройки приходится на местности с неразвитой инженерной инфраструктурой;

- более низкие капиталовложения и возможность поэтапного покрытия тепловых нагрузок;

-  возможность поддержания комфортных условий в квартире по своему собственному желанию, что в свою очередь является более привлекательным по сравнению с квартирами при централизованном теплоснабжении, температура в которых зависит от директивного решения о начале и окончании отопительного периода;

- появление на рынке большого количества различных модификаций отечественных и импортных (зарубежных) теплогенераторов малой мощности. 
 
 

Энергоресурсы и водоснабжение в городах 

     Общее потребление энергоресурсов всех промышленных, жилищно-коммунальных и бытовых потребителей города в год составляет:

электрической энергии - около 988 млн. КВт.ч;

тепловой  энергии - более 5 млн. Гкал;

природного  газа - 1,73 млрд. куб. м.;

воды - 76,6 млн. куб. м.

      Водоснабжение. Система водоснабжения предназначена для обеспечения населения водой питьевого качества. В общем объеме подаваемой населению воды 60% составляют воды из открытых источников, 40% - из подземных источников.

          Промышленные предприятия используют  воду из городских сетей, как правило, только для бытовых целей, а пищевая отрасль промышленности и для технологических процессов производства. Городской водопровод обеспечивает пожаротушение на всей занимаемой городом территории необходимым количеством с соответствующим напором. [3]

      В систему водоснабжения города питьевая вода подается как из открытого водоисточника - рек, с использованием технологии для ее очистки, так и вода из артезианских скважин, которая сама по себе является экологически чистой и вкусной. Всего в городскую сеть подается  71,7 млн. куб. м воды в год.

     При разработке схемы электроснабжения крупных городов, как правило, предусматривают:

а)        создание кольцевой магистральной  сети напряжением 110 кВ и выше с понижающими  подстанциями. Питание кольцевой сети осуществляется от подстанции более высоких напряжений энергосистемы, а также городских электрических станций;

б)        сооружение глубоких вводов напряжением 110 кВ и выше для питания отдельных (центральных) районов города, не охватываемых кольцевой сетью указанного напряжения. В зависимости от местных условий питание подстанции глубокого ввода предусматривается от разных секций одной или разных опорных подстанций, а также ответвлениями от кольцевой сети;

в)        по мере развития города и увеличения его электрической нагрузки кольцевая сеть, принятая на первом этапе развития, преобразовывается в распределительную сеть с созданием кольцевой сети более высокого напряжения.

     В сетях напряжением 110 — 220 кВ допустимо  присоединение к одной цепи двухцепной линии по схеме с ответвлениями без выключателей, как правило, не более двух трансформаторных подстанций при условии сохранения питания электроприемников I и II категории (см. разд. 55) от двух независимых источников питания.

     Место сооружения, мощность, схема соединений подстанций 110(35) кВ и выше определяются на основе технико-экономических расчетов с учетом нагрузок и расположения основных потребителей, развития сетей 110 кВ и выше энергосистемы и распределительных сетей 10(6)—20 кВ города (района). При этом подстанции, сооружаемые для электроснабжения промышленных потребителей, используются также в качестве центров питания городской распределительной сети.[5]

     Сооружение  подстанций 110(35) кВ и выше для самостоятельного электроснабжения промышленных потребителей без присоединения городских сетей 10(6) —20 кВ допускают при наличии технико-экономических обоснований.

     Подстанции  глубокого ввода напряжением 110 — 220 кВ выполняют по схеме двух блоков «линия — трансформатор» с использованием отделителей в соответствии с типовыми решениями. Распредустройства 10(6) —20 кВ принимаются с одиночной секционированной системой шин, трансформаторы работают раздельно. Резервирование блоков осуществляется путем устройства АВР на секционном выключателе РУ 10(6) —20 кВ. Допускают применение одно- трансформаторных подстанций при обеспечении требуемой надежности электроснабжения потребителей. Мощность трансформаторов подстанций глубокого ввода напряжением 110 — 220 кВ при установке двух трансформаторов и отсутствии резервирования по сети напряжением 10(6)—20 кВ выбирается с учетом их загрузки в нормальном режиме на расчетный срок не более 70% номинальной мощности. Трансформаторы этих подстанций оборудуются устройством РПН.

     В зависимости от территории района электроснабжения, плотности нагрузки, состава потребителей и других местных условий мощность трансформаторов подстанций в крупнейших и крупных городах принимается:

- при питании по воздушным линиям напряжением 110 кВ не менее 25000 кВ • А, по линиям 220 кВ не менее 40 000 кВ • А;

- при питании по кабельным линиям напряжением 110 кВ не менее 40000 кВ А, по линиям 220 кВ не менее 63 000 кВ • А.

     На  подстанциях напряжением 110 — 220 кВ в первую очередь допускается  установка трансформаторов меньшей  мощности или одного трансформатора, если при этом выполняются требования к надежности электроснабжения потребителей. На подстанциях напряжением 110(35) кВ и выше при необходимости компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях напряжением 10(6)—20 кВ предусматривают установку заземляющих дугогасящих реакторов.

     Мощность  короткого замыкания на сборных  шинах ЦП при напряжении 10(6) кВ не должна превышать 350(220) MB * А, при напряжении 20 кВ — 700 MB * А. Выбор средств ограничения мощности короткого замыкания ниже приведенных значений осуществляется на основе технико-экономических расчетов. При возможности снижения выдержек времени релейной защиты по условиям сети для обеспечения термической стойкости кабелей допускается завышать их сечения по сравнению с расчетными по нагреву. При необходимости ограничения мощности короткого замыкания на шинах 10(6)—20 кВ ЦП рассматривают применение трансформаторов с расщепленными обмотками или установку токоограничивающих реакторов в цепях вводов трансформаторов.

      Заключение 

     Основой комплексной характеристики городского расселения служит выявление градообразующих функций города. Именно эти функции (в различных сочетаниях) определяют функциональный профиль того или иного города, его место в системе функциональных взаимосвязей, сложившихся в том или ином регионе.

     Функциональный  профиль может быть правильно  определен только на основании анализа  полной хозяйственной структуры  городов, который должен опираться  на систему количественных показателей. Чтобы охарактеризовать градообразующие  функции, нужно выделить градообразующие контингенты трудящихся из всего населения города.

     Города, где доля занятых в промышленно-транспортной сфере и в промышленности выше аналогичных среднероссийских значений, относятся к типу городов - индустриальных центров. Города, где показатели занятости в промышленно-транспортной сфере и в промышленности соответственно ниже средне-российских показателей, являются в подавляющем большинстве городами непромышленными.

     Существование городов различных типов обусловлено  необходимостью иметь различные составляющие экономического организма, как многопрофильные, так и специализированные.

     Адаптируясь к новым условиям, города должны вырабатывать свои модели экономического поведения, используя, в первую очередь, монопольное положение в производстве определенных видов продукции. Именно поэтому программа реформ города не может ограничиваться системой унифицированных мероприятий, а требует разумного учета реформ.  

Список  литературы: 

1. Власова Н.Ю. Крупнейшие города – ядра экономической  и политической структуры России// Регион в составе федерации: политика, экономика, право. Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 2008.
2. Воронин А.Г. Муниципальное хозяйствование и управление: проблемы теории и практики.- М.: Финансы и статистика, 2005
3. Салливан А. Экономика города, - М.: ИНФОРА-М, 2007.
4. Таболин В.в. Экономика города. правовой аспект, - М.: Финансы и статистика, 2006.
5. Швецов А.Н. Государственная поддержка Российских городов.- М., 2007