A távhő-hálózatok kiterjesztési lehetőségei az ipari berendezésekből származó hulladékhők forszírozott alkalmazása mellett, az eközben jelentkező tárolási problémák, valamint a gazdaságos fektetési technika

Tartalom

1.0 A távhőellátási helyzet bemutatása az NSZK-ban 13
1.1.1 A távhőellátás eddigi fejlődése 13
1.1.2 Az elvégzett vizsgálat bemutatása 16
1.1.3 A hőtermelő berendezések száma, fajtája és teljesítményének nagysága 16
1.1.5 A távhőellátó hálózatok hőhordozói és csatlakozó értékei 22
1.1.6 A távhőellátó hálózatok hossza 25
1.1.7 Villamos teljesítmény a szállítás számára 27
1.1.8 A távhőellátó hálózatok üzemmódja 30
1.1.9 A tanulmányok összefoglalása 34
1.2 A távhő-helyzet alapvető szempontjai 37
1.3 A távhőellátás jövőbeli fejlődése 38
1.3.1 Hősűrűség, hőszükséglet, távhőcsatlakoztatási lehetőségek 42
1.3.2 Fűtési építési intézkedések 1980,1985 és 1990-ben 45
1.4 A távhők alkalmazását befolyásoló tényezők 50
1.4.1 Műszaki tényezők 50
1.4.1.1 Lakóépületek 50
1.4.1.2 Nemlakó épületek 54
1.4.2 Jogi tényezők 53
1.4.3 Gazdasági tényezők 60
1.4.4 Szociális tényezők 62
1.5 Prognózis az 1985-1990. évek távhő-részaránya számára 65
1.5.1 Fűtés-építési intézkedések-lakóépületek 65
1.5.2 Lakóépület-állomány 68
1.5.3 Fűtés-építési intézkedések-nemlakó épületek 69
1.5.4 Az elemzések eredménye 69
2.0 Ipari távhők az alsórajnai távhőellátás példáján 71
2.1 A hulladékhő-felhasználás célkitűzései 71
2.2 Hulladékhő-kínálat 71
2.2.1 Fejlődési fázis 71
2.2.2 Egy 4 városra kiterjedő fűtés hulladékhőkapcsolata 73
2.2.3 Alsórajnai távhő-sínek, mint regionális összekötőtagok 76
2.2.4 Hulladékhőelőfordulás és ezek használhatóvátétele 79
2.2.4.1 Hulladékhő az acéliparból 80
2.2.4.1.1 A Thyssen Rt. Duisburg-Schweigern-i nagykohójának hulladékhő-forrása 80
2.2.4.1.2 A Thyssen Rt. Duisburg-Beeckerwerth-i meleg szélesszalag hengersorának hulladékhő-berendezése 83
2.2.4.2 A Sachtleben-Chemie Rt. vegyi művek kénsavtermelésének hulladékhője 87
2.3 Ipari hulladékhő-beszerzés és eladási mennyiségek 92
2.3.1 Hulladékhő-mennyiségek 92
2.3.2 Biztosított és biztosítatlan hulladékhő-kínálat 93
2.4 Hőbeszerzési árak bérmentve ellátási terület 93
2.5 A primér energia megtakarítása 95
2.6 Hulladékhő-felhasználás a csatlakoztatott távhőellátási területeken 93
2.6.1 Bevezető bemutatás 98
2.6.2 A kőszénerőművekből és az iparból származó hulladékhők felhasználásának és a hőellátásnak a kiterjedése 101
2.6.3 Beszerelt teljesítmények 101
2.6.4 Az ellátó hálózatok hőkínálata és hőbeszerzése energiafajták szerint 105
2.6.5 Az ellátó hálózatok hőbeszerzési költségei és hőárai 108
2.6.6 Az ellátóhálózatok eladás-és bevétel-fejlődése 108
3.0 Tanulmány egy hőszükséglet előremeghatározásával és egy hulladékhő-kötelék elektronikus adatfeldolgozás segítségével végzett optimálásával kapcsolatban 115
3.1.0 Bevezetés 115
3.1.1 Hőszükséglet előremeghatározása 115
3.1.1.1 Össz-rendszer 115
3.1.1.2 Kézi sínüzem 117
3.1.1.3 A sínüzem optimálása 120
3.1.2 Egy ellátóhálózat hőteljesítmény-szükséglete 122
3.1.3 Szokásos hőtechnikai modellek 123
3.1.3.1 Egy távfűtőhálózat statikai modelljei 124
3.1.3.2 Egy távfűtőhálózat dinamikai modelljei 127
3.1.3.3 Következtetések az Alsórajna-Távhősinek hőszükséglet-prognózisai számára 128
3.1.4 Modellképzés a rendszerazonosítás által 131
3.1.4.1 A rendszerazonosítás elve 132
3.1.4.2 A rendszerazonosítás alkalmazása egy prognózis-modell kifejlesztésére 134
3.1.4.3 A megtanulható "Explorer"/=kutató-vizsgáló/ folyamatmodell 137
3.1.5 Hőteljesítmény-szükségleti prognózis egy az Alsórajna-Távhősinek által ellátott hálózat számára 140
3.1.5.1 A hőszükséglet rekonstrukciója a mért folyamadatokból 140
3.1.5.2 A hétköznaptól függő prognózisok 141
3.1.5.3 Elérhető prognózis-intervallum és a prognózisok pontossága 142
3.1.5.4 Kézi mért érték regisztrálás 147
3.1.5.5 A számított prognózisok kézi helyesbítése 148
3.1.6 Egyenértékű modell-struktúrák 153
3.1.7 Modellparaméterek elfogadása 157
3.1.8 A hőszükséglet-előremeghatározások összefoglalása 161
3.2 A hulladékhőszállító-kötelék optimálása 163
3.2.0 Bevezetés 163
3.2.1 Előzetes megjegyzés 163
3.2.2 Az Alsórajna-Távhősinek funkciójának leírása 164
3.2.2.1 A hők felfogása 165
3.2.2.2 Hőszállítási teljesítmény, hőveszteségmérés, hidraulikus teljesítményveszteség 167
3.2.2.3 A hők leadása 168
3.2.2.4 Hőtárolás 169
3.2.2.5 Megszorítások 171
3.2.2.6 Jellemző folyamatidők 171
3.3.2.7 Kihozatali és költségtényezők /nagyságrendek és értékviszonyok/ 172
3.2.3 Az optimálási problémák megfogalmazása 173
3.2.3.1 Szükséges teljesítmény-ismertetőjelek 173
3.2.3.2 Célértékek 175
3.2.3.4 Modellképzés 176
3.2.4 Megoldási elképzelések 177
3.2.5 Az optimálás összefoglalása 185
4.0 Energiák tárolása a távhőrendszerek felhasználása számára 187
4.1 Bevezetés 187
4.1.1 Tároló funkciók 188
4.2 Az erő-hő kapcsolás energiatárolása 194
4.2.1 A nyomáscsökkentő és egyenlő nyomású tárolás bevezető összefoglalása 194
4.2.2 Nyomáscsökkentő tároló 199
4.2.2.1 Bevezetés 199
4.2.2.2 Kiürítő- és töltő-ellátás a nyomáscsökkentő tárolóban 199
4.2.2.3 A kiürítő- és töltőfolyamat termodinamikai számítása energiamérleg segítségével 201
4.2.2.4 Az eddigi számítási módszerek 216
4.2.2.5 Megjegyzések 220
4.2.3 Egyenlőnyomású tárolók 225
4.2.4 Forróvíztárolók 228
4.3 Termikus energiatárolás a távhőelosztó hálózatokban 230
4.3.1 Bevezető összefoglalás 230
4.3.1.1 Egy energiatároló alkalmazása és az abból eredő hasznok 230
4.3.1.2 A méretezés alapelvei 231
4.3.1.3 A helyszín megválasztása 233
4.4 A termikus energiatárolás és ennek alkalmazása a távhőellátó hálózatokban 236
4.4.1 A termikus energiatárolás fajtái 236
4.4.2 A melegvíztárolók alkalmazása 236
4.4.2.1 A melegvíztárolás összefoglalása 236
4.4.2.2 A melegvíztárolók elvi üzemmódja a távhőhálózatokban 238
4.4.2.3 Nyomásmentes melegvíztárolás 241
4.4.2.4 A töltő- és kiürítő berendezések kialakítása 242
4.4.3 Hulladékhőtároló egy távhőkötelék-rendszerben 246
4.4.3.1 A hulladékhőtárolás bevezetése 246
4.4.3.2 A hulladékhőtárolás elvei és helyének megválasztása 249
4.4.3.3 A feladatfunkciók vizsgálata 251
4.4.3.3.1 A völgy- és csúcsterhelések fedezésének kiegyenlítése 251
4.4.3.3.2 A hőkínálat kiegyenlítése 252
4.4.3.3.3 A hulladékhőkínálat időbeli eltolódása 253
4.4.3.3.4 Egyszerűsített folyamatirányítás az ipari hulladékhő felhasználásnál 254
4.4.3.3.5 Ellátási biztonság a nem biztosított ipari hulladékhő esetében 255
4.4.4 Hulladékhőtárolók alkalmazása kötelék-rendszerekben 256
4.4.4.1 Nyomástároló Beeckerwerth-ben, tároló volumen, felépítés és működésmód 256
4.4.4.1.1 A tároló volumen meghatározása 256
4.4.4.1.2 A nyomástároló elrendezése és konstrukciója 259
4.4.4.1.3 A forróvíz kiszorításos tárolójának kihasználási foka és töltési tényezője Duisburg-Beeckerwerth-ben 265
4.4.4.1.4 A nyomástároló üzemmódja Beeckerwerth-ben 269
4.4.4.1.5 A két funkció-tartománnyal rendelkező tárolóberendezés szabályozhatósága 274
4.4.4.1.6 A tároló értékek becslése az 1983 decemberben történt próba-üzembehelyezés után 281
4.4.4.2 Csővezetékes tároló Beeckerwerth-ben 282
4.4.4.3 Nyomásnélküli hulladékhőtárolás a Moers-i ellátóhálózatban 235
4.4.4.4 Előfeszített öntött nyomástartály 288
4.5 Friss meleg helyettesítése nagy tárolók alkalmazása által 296
4.5.1 Bevezetés 296
4.5.2 Adatfelvétel és feldolgozás 297
4.5.3 Az adatok statisztikai elemzése 305
4.5.4 Egy nagy tároló alkalmazása és az ebből eredő előnyök 311
4.5.5 A nagytárolók üzemgazdasági optimálása 316
4.6 Latens és termokémiai energiatárolás a távhőelosztó hálózatokban 323
4.6.1 Bevezető összefoglalás 323
4.6.2 Látens hőtárolás 324
4.6.3 Termokémiai hőtárolás 326
4.6.3.1 Tárolások zeolit-anyaggal 326
4.6.3.2 Zeolit 328
4.6.3.3 A termokémiai tárolók működésmódja 330
4.6.3.3.1 Gőznyomás-görbe 330
4.6.3.3.2 Gőznyomás-csökkentés adszorpcióval 332
4.6.3.3.3 Hőtárolás zeolit útján 333
4.6.3.3.4 Elérhető hőarányok 337
4.6.4 A zeolit/víz-rendszer alkalmazási lehetőségei a Beeckerwerth/Schweigern-i hulladékhő felhasználás kereteiben az Alsórajna-Távhősinek számára 340
4.6.4.1 Zeolitos tároló a hulladékhő-forráson 340
4.6.4.2 Zeolitos tároló az átvevőhálózat hőátadó helyén 343
4.7 Mechanikai energiatárolás présléggel 346
4.7.1 Bevezetés 345
4.7.2 A sűrített levegős tároló jellegszámai 346
4.7.3 A merev és rugalmas présléges tárolók kiszámított volumetrikus tároló kapacitásának és tárolási hatásfokának tabellaszerű visszaadása 348
4.7.4 Megjegyzések 353
5.0 Hőszállítás és elosztás 357
5.1 Fajlagos fektetési költségek és az eddig folytatott fektetési gyakorlat kritikai tanulmánya 357
5.1.1 Bevezetés 357
5.1.2 Alapbeállások a vezetékhálózatok felépítéséhez 358
5.1.2.1 Kihangsúlyozott alapbeállások a szállító- és elosztóhálózatok felépítése számára 358
5.1.2.2 Jobb alapbeállások a szállító- és elosztó vezetékek felépítése számára 359
5.1.3 Követelmények és jellegzetes ismertetőjelek a távhővezetékrendszerekkel kapcsolatban 359
5.1.4 Fajlagos fektetési költségek a távhővezetékek számára az új fektetési fejlődések figyelembevételével 362
5.2 Távhőellátó hálózatok gazdaságossági vizsgálatai és tervezései a grafikai adatfeldolgozás elektronikus adatfeldolgozó számítási modelljeivel 370
5.2.1 Probléma-felállítás 370
5.2.2 Távhőelosztási költségek 372
5.2.3 A távhőcsővezetékek optimális átmérője 372
5.2.3.1 A maximum-elv 372
5.2.3.2 A távhőcsővezetékek berendezéseinek költségei 374
5.2.4 Hálózattechnika 380
5.2.5 Az irányított gráf 380
5.2.6 A legrövidebb út egy irányított gráfban 380
5.2.6.1 A legrövidebb út programjának leírása 381
5.2.6.2 Egy irányított gráf számítási példája 382
5.2.7 Távhőhálózat-program 384
5.2.7.1 Programleírás 384
5.2.8 Modell-várostávhőhálózat 386
5.2.9 Összefoglalás 391
5.3 Fektetési fejlődések vizsgálatai és tanulmányai a távhőszállítóvezetékek számára 395
5.3.1 Bevezetés 392
5.3.2 Előregyártott rendszer-egységek 393
5.3.3 Csővezeték-fektetésitechnika a távhőszállító vezetékek számára 395
5.3.5 Szakasztolózár-állomások 405
5.3.6 A kompenzátornélküli fektetési technikával kapcsolatos vizsgálatok 407
5.3.6.1 Mechanikai előfeszítés /hidegnyújtás/ 407
5.3.6.1.1 Bevezetés 407
5.3.6.1.2 A kompenzátornélküli vákuumos acélköpenyes csőrendszer felépítése 410
5.3.6.1.7 Előfeszítő berendezés és előfeszítés-vezetés 417
5.3.6.1.4 Feszültségmérések és bizonyítások 418
5.3.6.1.5 A kompenzátornélküli fektetés eredmény, mechanikai előfeszítés 426
5.3.6.2 Termikus előfeszítés 427
5.3.6.2.1 Bevezetés 427
5.3.6.2.2 Előfeszítés villamos ellenállásos felmelegítés által 427
5.3.6.3 Egy "üzemi önelőfeszítés" tanulmánya 431
5.3.6.3.1 Általánosságok 431
5.3.6.3.2 Az üzemi önelőfeszítés vizsgálata 431
5.3.6.3.3 Felismerések 439
5.3.6.3.4 Üzemi önelőfeszítés. Az eljárás és ennek kihatásai 442
5.3.6.3.5 Az üzemi önelőfeszítés kilátásai és előnyei 443
5.3.6.3.6 A kilátások összefoglalása 444
5.3.6.4 Egy kedvező konstrukciójú és költségű fixpont-konstrukció tanulmánya egy vákuumos-acélköpenyes csőrendszerben 445
5.3.7 Energiamegtakarítás a hőelosztásnál. Távhővezetékfejlesztés vákuum alatt 451
5.3.7.1 Bevezetés 451
5.3.7.2 A vákuum feladatai 452
5.3.7.3 A vákuum alatti hőszigetelőanyagok tényleges hővezetőképessége 454
5.3.7.4 Elvi vizsgálatok a vákuum alatti hőszigetelőanyagok hővezetőképességének csökkentésére 456
5.3.7.5 A hőveszteségek számítása 460
5.3.7.6 A vákuumos hőszigetelés gazdaságossága 467
5.3.8 Hulladékhő átvevő- és átadóállomások 471
5.3.8.1 Hulladékhő-átvevő állomások 471
5.3.8.2 Hulladékhő-átadóállomások 472
5.3.9 A távhőhálózatok vezérlése és teherelosztása 475
5.3.9.1 Bevezetés 475
5.3.9.2 Távműködtető rendszer 475
5.3.9.3 Az alállomások megfigyelőhelyei 482
5.3.9.4 Központi vezető-megfigyelőhely 483
5.3.9.5 Műszaki felszerelés /hardware/ 485
6.0 Irodalmi jegyzék 491
Képmellékletek 499

Témakörök