Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии для нужд теплоснабжения

Содержание

Введение

Глава 1. Обзор традиционных источников энергии для теплоснабжения

1.1. Классификация традиционных источников энергии в РФ

1.2. Обзор современных технологий традиционных источников энергии в теплоснабжении

Глава 2. Теоретические основы интеграции нетрадиционных источников в системы теплоснабжения России

2.1. Классификация возобновляемых источников энергии в контексте теплоэнергетической стратегии РФ

2.2. Нормативно-правовое регулирование и государственные стандарты применения ВИЭ в тепловых сетях

2.3. Анализ отечественного опыта эксплуатации гелиоустановок и теплонасосных систем в различных климатических зонах

Глава 3. Техническое проектирование и расчет показателей эффективности применения альтернативной генерации

3.1. Обоснование выбора теплотехнического оборудования и разработка схемы теплоснабжения объекта

3.2. Тепловой расчет системы и определение гидравлических параметров теплоносителя при работе от ВИЭ

3.3. Анализ эксплуатационной надежности и оценка топливной эффективности проектных решений

Глава 4. Сравнение использования нетрадиционных и традиционных источников энергии в теплоснабжении и их перспективы

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии для нужд теплоснабжения

Направление: Электро- и теплоэнергетика

Специальность: 13.02.02 – Теплоснабжение и теплотехническое оборудование

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегическими приоритетами энергетической политики Российской Федерации, направленными на диверсификацию топливно-энергетического баланса и снижение зависимости систем теплоснабжения от традиционных органических энергоносителей. В условиях исчерпания запасов углеводородного сырья, усиления экологических требований и необходимости технологической модернизации теплоэнергетического комплекса страны возрастает значение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) как альтернативы централизованным тепловым сетям на базе котельных и теплоэлектроцентралей. Согласно Энергетической стратегии России до 2035 года, доля ВИЭ в структуре генерации должна возрасти до 4,5%, что требует разработки технически обоснованных проектных решений по интеграции солнечных коллекторов, тепловых насосов и геотермальных установок в действующие системы теплоснабжения.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований НИУ «МЭИ», ФГУП «ВНИПИэнергопром» и ПАО «Т Плюс» в области проектирования децентрализованных систем теплоснабжения с использованием гелиоустановок и теплонасосного оборудования. Однако практическое применение ВИЭ в климатических условиях России сопряжено с необходимостью адаптации зарубежных технологий к температурным графикам регулирования 150/70°C и 115/70°C, характерным для отечественных тепловых сетей, а также с обеспечением гидравлической устойчивости при переменных режимах теплоотдачи возобновляемых источников.

Цель курсовой работы – технико-экономическое обоснование применения нетрадиционных источников энергии в системах теплоснабжения жилых и общественных зданий на основе сравнительного анализа с традиционными схемами централизованного теплоснабжения.

Задачи курсовой работы:

• провести систематизацию традиционных источников энергии, применяемых в теплоснабжении РФ, с анализом их технико-экономических показателей;
• изучить классификацию возобновляемых источников энергии и нормативно-правовую базу их использования в тепловых сетях;
• выполнить тепловой и гидравлический расчет системы теплоснабжения объекта с применением альтернативной генерации;
• провести сравнительную оценку эксплуатационной надежности и топливной эффективности традиционных и нетрадиционных источников энергии;
• обосновать перспективы внедрения ВИЭ в системы теплоснабжения различных климатических зон России.

Объект исследования – системы теплоснабжения жилых и общественных зданий с применением возобновляемых источников энергии.

Предмет исследования – технические и эксплуатационные характеристики нетрадиционных источников энергии для нужд теплоснабжения.

Методологическая база исследования включает теоретические положения теплотехники и гидравлики тепловых сетей, методы теплового расчета теплообменных аппаратов и гидравлического расчета трубопроводов систем теплоснабжения, нормативно-техническую базу: СП 124.13330.2012 «Тепловые сети», СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», ГОСТ Р 54860-2011, Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок (Приказ Минэнерго РФ № 115).

Научная новизна работы заключается в разработке комплексного подхода к обоснованию выбора теплотехнического оборудования на базе ВИЭ с учетом климатических особенностей регионов России и требований действующих нормативных документов.

Теоретическая значимость состоит в систематизации отечественного опыта эксплуатации гелиоустановок и теплонасосных систем в различных климатических зонах. Практическая значимость определяется возможностью использования результатов расчетов при проектировании децентрализованных систем теплоснабжения с применением возобновляемых источников энергии.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. В первой главе рассматриваются традиционные источники энергии для теплоснабжения. Во второй главе анализируются теоретические основы интеграции ВИЭ в тепловые сети России. В третьей главе выполняется техническое проектирование и расчет системы теплоснабжения с применением альтернативной генерации. В четвертой главе проводится сравнительный анализ нетрадиционных и традиционных источников энергии с оценкой их перспектив.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Классификация традиционных источников энергии в РФ

Традиционные источники энергии в системах теплоснабжения Российской Федерации представлены централизованными и децентрализованными генерирующими объектами, использующими органическое топливо – природный газ, мазут, уголь и твердые бытовые отходы. Централизованное теплоснабжение обеспечивается от теплоэлектроцентралей и районных котельных, объединенных магистральными тепловыми сетями с протяженностью более 180 тыс. км в двухтрубном исчислении. Теплоэлектроцентрали, работающие по комбинированному циклу производства электрической и тепловой энергии, составляют основу централизованного теплоснабжения крупных промышленных центров и городов с населением свыше 500 тыс. человек [1, c. 24].

Классификация традиционных источников теплоснабжения осуществляется по нескольким критериям. По виду используемого энергоносителя выделяют газовые, угольные, мазутные и комбинированные установки. По способу присоединения потребителей к тепловым сетям различают зависимые схемы с непосредственным забором теплоносителя из тепловой сети и независимые схемы с промежуточным теплообменным аппаратом в центральном тепловом пункте или индивидуальном тепловом пункте здания. По параметрам теплоносителя системы теплоснабжения подразделяются на водяные с температурой до 150°C и паровые с давлением пара до 2,5 МПа [3, c. 67].

Районные котельные мощность

…