Problems of reliable heat supply providing in the conditions of non-guaranteed electricity supply to heat-generating enterprises

Abstract

В роботі проведено аналіз сучасного стану централізованих систем теплопостачання. Розглянуті проблеми, що виникають при більш тривалому відключені електроживлення наприклад через стихійні негоди чи руйнування електричних станцій, підстанцій та мереж. Проведено аналіз наслідків тривалих зупинок джерел централізованого теплопостачання в зимовій період при екстремально низьких температурах, що призводить до виведення з ладу основного та допоміжного устаткування, теплових мереж та внутрішньо домових систем опалення. Розглянуто декілька реальних варіантів резервування, або повного власного забезпечення потреб котельні теплопостачання в електроживленні для найбільш розповсюджених типів котельні, а саме − з водогрійними котлами та безпосереднім підключенням до теплової мережі і з паровими котлами та пароводяними бойлерами. Запропоновано впровадження елементів власної електрогенерації на постійній основі, як частини технологічного процесу системи теплопостачання чи окремої котельні середньої та великої потужності, що при раціональному їх поєднанні, може призвести до значного економічного ефекту. Показано, що найперспективнішим є резервування за рахунок вбудованої в основну схему генерації тепла, систему генерації електроенергії, тобто повної або часткової когенерації. Виявлено, що при використані в системі когенерації тепла та електроенергії газових турбін, доцільно використовувати агрегати з невисокою температурою до 800 °С та тиском газу перед турбіною до 0,8 МПа, які відрізняються високою надійністю, невисокою вартістю та забезпечують найбільший відпуск утилізованого тепла.

The paper analyzes the current state of centralized heat supply systems. Considered problems that arise when the power supply is turned off for a longer period of time. For example, due to natural disasters or the destruction of power stations, substations and networks. An analysis of the consequences of long-term shutdowns of centralized heat supply sources in the winter period at extremely low temperatures, which leads to the failure of the main and auxiliary equipment, heat networks and domestic heating systems, was carried out. Considered several real options for reservation or full self- sufficiency of boiler room heat supply needs in power supply for the most common types of boiler room. Namely, with water heating boilers and direct connection to the heating network and with steam boilers and steam water boilers. It is proposed to introduce elements of own power generation on a permanent basis, as part of the technological process of the heat supply system or a separate boiler house of medium and large capacity, which, with their rational combination, can lead to a significant economic effect. It is shown that the most promising is the redundancy due to the built-in heat generation scheme, the electricity generation system, i.e. full or partial cogeneration. It was found that when gas turbines are used in the cogeneration system of heat and electricity, it is advisable to use units with a low temperature of up to 800 °C and a gas pressure before the turbine of up to 0.8 MPa, which are characterized by high reliability, low cost and provide the greatest release of utilized heat.