1.3. Характеристика схем энергоснабжения

В настоящее время в нашей стране в основном применяются комбинированные схемы энергоснабжения. В отличие от децентрализованной, индивидуальной схемы энергоснабжения, в которой в качестве основного энергоресурса используется органическое топливо, в комбинированных схемах энергоснабжения используются несколько энергоресурсов. Реализация принципа комбинирования во многих случаях становится источником повышения эффективности энергетического хозяйства, благодаря комплексному использованию энергоресурсов.

Для энергоснабжения городов в настоящее время могут применяться следующие основные схемы:

1. Теплоэлектрическая, при которой электроэнергия используется для освещения, приготовления пищи, бытовых и силовых процессов, при централизованном теплоснабжении систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

2. Частично теплоэлектрическая, которая отличается от первой приготовлением пищи не на электрических, а на топливо использующих плитах (дровяных, угольных, газовых).

3. Газоэлектрическая, при которой электроэнергия подается только для целей освещения, силовых и бытовых процессов, а природный газ используется для приготовления пищи и горячей воды, а также для отопления и вентиляции.

4. Смешанные, тепло-газоэлектрические, когда электроэнергия подается для целей освещения, бытовых и силовых процессов; отопление и вентиляция осуществляются от централизованных источников теплоснабжения, природный (искусственный) газ используется для приготовления пищи, а горячее водоснабжение осуществляется за счет централизованных источников теплоснабжения, либо за счет газовых водонагревателей.

Теплогазоэлектрическая схема в настоящее время является наиболее характерной для городов РФ. При ее использовании наиболее важным следует считать вопрос о выборе источника получения теплоты низкого потенциала, в качестве которых можно использовать газовые колонки (водонагреватели), котельные установки (КУ) или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Данную схему можно рассматривать как переходную к более совершенной теплоэлектрической, при которой нужды пищеприготовления обеспечиваются электроэнергией. Такая схема становится реально осуществимой на современном этапе электрификации страны. При этом возникает проблема выбора между электроэнергией и природным газом.

Использование природного газа для приготовления пищи значительно сократило затраты времени и труда по сравнению с другими видами топлива. Однако при сжигании газа выделяются вредные продукты сгорания, и ухудшается температурно-влажный режим в помещениях.

Применением в быту электроэнергии обеспечивает значительную экономию времени, снижает затраты труда, улучшает экологическую обстановку, позволяет автоматизировать процессы. Поэтому в перспективе, по-видимому, можно ожидать перехода к чисто электрической схеме электроснабжения городов, предусматривающей электрификацию всех процессов.

При формировании современных систем энергообеспечения, как правило, рассматривают возможность создания раздельной или комбинированной схемы энергоснабжения. При раздельной схеме снабжение потребителей электроэнергией производится от энергосистемы, в которой основными источниками энергии являются крупные тепловые электростанции, работающие по конденсационному циклу (КЭС). При этом основным источником централизованного теплоснабжения являются станции теплоснабжения - районные или квартальные котельные установки.

При комбинированной схеме энергоснабжения в качестве источника электроэнергии и теплоты используются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) - паротурбинные электростанции, предназначенные для совместного производства этих энергоносителей. Применение той или иной схемы энергоснабжения, как правило, дополняется специализированными системами топливоснабжения. С помощью этих систем обеспечивается подача твердых, жидких или газообразных видов топлива на электростанции, в котельные установки и жилые дома.

Передача и распределение энергии в городских системах энергообеспечения осуществляется с помощью коммуникаций: 1) электроэнергия - по воздушным и кабельным линиям электропередачи, 2) теплота в виде пара или горячей воды - по тепловым сетям, 3) природный газ - по газовым сетям. Кроме того, в системы энергообеспечения включаются внутренние коммуникации и энергоиспользующее оборудование коммунально-бытовых потребителей города.

Таким образом, выбор рациональной схемы энергоснабжения города является весьма сложной технико-экономической задачей. Для решения этой задача требуется глубокое изучение всех аспектов формирования и функционирования энергетического хозяйства города, включая:

• определение потребностей в различных видах энергии и топлива;

• формирование возможных вариантов схем энергоснабжения;

• выбора (вида и параметров) энергоносителей;

• определение типа, мощности и числа энергетических агрегатов;

• расчета и выбора параметров энергетических коммуникаций и энергоиспользующего оборудования коммунально-бытовых потребителей города;

• расчет капитальных и эксплуатационных затрат по сравниваемым вариантам и выбор оптимальной схемы энергоснабжения.