Decentralizált távhőellátó hálózatok tervezési és ... - trivent.hu

Decentralizált távhőellátó hálózatok
tervezési és üzemeltetési kérdései
Forrai György
EN-BLOCK Kft. Tervező
Zanatyné Uitz Zsuzsanna
Kaposvári Vagyonkezelő Zrt.
23.Távhő Vándorgyűlés Pécs, 2010.09.13-14.

Közelítsünk távolról…

Kaposvári távhőellátás
HF3-1
HF3-2
HF1 ;HF2
HF 4

Jelenlegi adatok
• Saját beépített teljesítmény: 65 MW hő
1,4 MW villamos
• Kapcsoltan termelt vásárolt: 5 MW hő
• Fűtött lakásszám: 6856 db 896 365 légm 3
• Fűtött egyéb 165 163 légm 3
összesen: 1 061 528 légm 3
• Hőtermelők száma: 1
• A primer távvezeték hossza: 15 km

A termelt hő szerkezete

A fűtési hőmennyiség
értékesítésének alakulása

A fűtési fajlagos hőfelhasználás
változása

Fogyasztói bővítés
1. Lakossági fogyasztók
2. Közintézmények (meglévő, és új)
- Önkormányzati fogyasztók (iskolák, óvodák)
- Egyéb fogyasztók (oktatási, hatósági,
egészségügyi, kereskedelmi létesítmények)
3. Ipar, mezőgazdaság

Primerenergia diverzifikálása
- Megújuló energia
(HF3 bióerőműtől vásárolt hő, 17 MW, lásd tervezés)
- Hőszivattyúzás
(Távlati elvi lehetőség, decentralizált)
- Decentralizált hőforrások
(Távlati elvi lehetőség, decentralizált, megújuló, hulladék,
geotermikus, napkollektoros, stb.)

Szolgáltatás bővítés
- 1995-től vízellátás
(kút a fűtőmű területén ~3000 lakás)
- Távlatilag: távhűtés
(hőbázisú- abszorpciós és adszorpciós technológiák)
- Távlati elvi lehetőség: hőszivattyúzás
(hő és villamos bázisú)

Kaposvár- részletes távlati
hálózati séma

Kaposvár- egyszerűsített távlati
hálózati séma

Hogyan tervezzünk?
1. Ki terveztessen: a Hőszolgáltató, vagy a
Kivitelező, vagy a külső partner?
2. Mi a különbség a megrendelői, és a tervezői
szemléletek között?
3. Mi az, amit a Megrendelő kell, hogy megadjon,
és mi az, amit a Tervező ajánlhat?
4. Miről szóljon a terv?
5. Milyen legyen a kapcsolatuk harmadik fél felé?

Műszaki kérdések
1. Szétválasztott, vagy egyesített hálózat?
(A megújuló energia csak egyesített hálózatokban hasznosítható!)
2. Hőmérsékletszintek egyeztetése:
(Meghatározott mértékű hőmérsékletkülönbség engedélyezhető)
3. Nyomásszintek egyeztetése:
- Kiterjedés, domborzat és épületmagasság
(A kaposvári tervezett távhő rendszer 3 km kiterjedésű, 30 m szintmagassággal,
középmagas épületekkel)
- Felforrás, leürülés elleni védelem
(A kaposvári távfűtő rendszer tervezési hőmérséklete 125 oC,
jelenlegi üzemi hőmérséklete 110 oC, PN16, PÜ10 bar)
- Feltöltés, ürítés, vízminőség
(A direkt kapcsolású fogyasztók feltöltése, és leürülés elleni védelme)

Folytatás
- Nyomástartás, határok, biztonsági szelepek.
(A nyomás és szintmagasság különbség miatt a HF-3 hőforrás és a meglévő hálózat
hőcserélős kapcsolású kell, hogy legyen. A biztonsági szelepek a fűtőművel
összehangolandók.)
- Keringetési nyomás
(Kaposvár nagy része direkt kapcsolású! A decentralizált hőforrások
nyomásgörbéjének egyesített hálózatban közös „kiegyenlítődési” zónája van, s így
azok egymás függvényei. Mindegyik hőforrás szivattyújának a kritikus szakasz -a
bővítményi ág- ráeső ellenállását kell teljesítenie)
- Szivattyú nyomás
(A magasabban fekvő új hőforrások …HF3-1; HF3-2… szivattyúi kisebb nyomásúak
lehetnek)
- Havária, hidraulikus ütés, és felforrás elleni védelem
(szivattyú indítás, túláram védelem)

Üzemviteli kérdések
- Előnykapcsolások
Kaposváron a bővítés után többféle hőtermelő kapcsolási sorrendjét,
előnykapcsolását kell megoldani:
- Bázis technológiai hőfejlesztők (pld. termikus gáztalanítás, földgáz, 0,12 MW)
- Saját gázmotoros kapacitás (2,1 MW)
- Külső gázmotoros kapacitás (5,2 MW)
- Távlati, tervezett megújuló (17 MW átadott)
- Egyéb távlati megujuló, hulladék stb, hőforrás, belépésük szerint
- Tartalék gázkazán kapacitás (60 MW, földgáz)
A rendszert úgy kell kialakítani, hogy a legkedvezőbb hőforrások által termelt hő
hasznosítható legyen. Adódhat azonban a gázkazánház teljes csúcsidejű
kihasználtságának szükségessége is.
- Rákapcsolódások, és hirtelen leállások kezelése
- Elszámolások

Fűtőműből kiadott hő
tartamdiagram változása
MW
40,00
35,00
30,00
2004 (3,91) 2005 (3,06) 2006 (3,83) 2007 (5,38) 2008 (5,73) 2009 (4,98)
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
1 51 100 149 199 249 299 349

Hőigényarány- tartamdiagramok

Hőigényarány- tartamdiagram
típusok

A hőigény napi lefutási görbéje

Hálózati nyomásdiagram
bővítésnél

Hurkolt hálózat, méretezési program (Demo)

„Hurkolt hálózat méretező”
• Többszörösen hurkolt távfűtési hálózatok hidraulikai
méretezése és hőveszteség számítása, több betáplálási
ponttal, és korlátlan számú fogyasztókkal, és szakaszokkal.
• A betáplálási és fogyasztási pontokon megadott
hőmennyiségek alapján – (hurkok esetén iterációval)
meghatározza az egyes ágak terhelését, az egyes szakaszok
nyomásesését és a hálózat nyomáseloszlását.
• Nem csak az üzemszerű állapotok méretezhetők, hanem
könnyen ellenőrizhető, hogy miként alakulnak a viszonyok
egyes szakaszok kiesése esetén, vagy miként növelhető a
hálózat biztonsága újabb hurkok kialakításával.
• Hálózatbővítéskor több változat végigszámolható.

Hidraulikai méretezés összesítő

Háromponti betáplálás

Háromponti betáplálás vizsgálata

Hőegyenleg- tartamdiagram

Hőegyenleg- tartamdiagramm

Hőegyenleg- tartamdiagramm

A decentralizált távfűtés előnyei
- Hasznos, a távfűtési díjakat mérsékelő hőtermelői
kooperációk építhetők ki külső felekkel, kis és nagy
egységteljesítménnyel, amelyek csökkentik a fajlagos
primer energia felhasználást, és környezet szennyeződést
- A hőforrások primer energia ellátottsága sokfélébb,
biztonságosabb, és olcsóbb.
- A vezetékhálózat kisebb dimenziójú, könnyebben
fektethető, kisebb nyomású, és kevesebb energiát fogyaszt.

Ajánlott teendők
Hőszolgáltatónál:
- Decentralizált hőforrású, kiterjedt, egyesített körvezetékes
hálózatok létrehozása, és azok koordinált működtetése
- Kis és nagy egységteljesítményű hőforrások (hőszivattyúk)
létesítése közvetlenül a fogyasztóknál
Külső partnernél:
- Hőtároló kapacitás biztosítása
Fogyasztónál:
- Kishőmérsékletű, méret fogyasztói hálózatok létesítése

Köszönjük a figyelmet!