В статье подняты вопросы эффективности работы сетей централизованного теплоснабжения (далее СЦТС) в летнее время и оптимизации режимов их работы.

То, что СЦТС даже молодых городов, проектируемые и создаваемые в 50-е – 70-е годы, работают сейчас в совершенно других технологических и экономических условиях, очевидно каждому. К некоторым таким условиям относятся:

1. Тенденция к комбинированной выработке тепловой и электрической энергии и ограничению (порой запрету) сжигать газ только для получения тепла. Это тянет за собой снижение температурных графиков работы СЦТС и, следовательно, увеличению расходов (циркуляции) теплоносителя. Сразу же встает проблема пропускной способности СЦТС.

2. Относительная стоимость транспортируемых энергоресурсов к тем материалам и оборудованию, из которых сделаны СЦТС, возросла уже не на проценты, а в разы. Поэтому регулирование гидравлических режимов сбросом теплоносителя в обратную магистраль или во внешнюю среду при авариях и регулирование тепловых режимов выбросом тепловой энергии в атмосферу у потребителей (через форточки) уже недопустимо. При том, что мощные источники тепловой энергии (далее Источник) не могут регулировать гидравлические и тепловые режимы отдельных участков (районов) СЦТС.

3. На СЦТС, пришедших к нам из прошлого века, практически отсутствует функция регулирования. Наличие на сетях только запорной арматуры, с помощью которой некоторые умельцы пытаются распределить тепло и отрегулировать гидравлические режимы, представляется верхом анахронизма. ЗАДВИЖКА НЕ РЕГУЛИРУЮЩИЙ ОРГАН!

Рассмотрим несколько критериев (аксиом, постулатов), по которым строились, налаживались режимы и эксплуатируются СЦТС многих городов России, включая Магнитогорск, и связанные с ними проблемы.

1. Главным критерием нормального теплоснабжения города является отсутствие жалоб потребителей тепловой энергии (далее Потребитель). Даже если допущены ошибки при проектировании и есть, например, повышенные теплопотери на самых отдаленных от источника тепла участках теплотрасс из-за обводнения грунтовыми водами, прокладкой городской ливневой канализации выше уровня теплотрассы (есть и такое), правила игры не меняются. В основном СЦТС принадлежат муниципалитетам, и их реконструкция для улучшения режимов должна финансироваться из городского бюджета. Но кто там оценивает то, что для качественного теплоснабжения этого удаленного, с его локальными проблемами Потребителя, использующего, к примеру, 10% тепла, идущего от общего Источника, нужно «перетапливать» 90% других, нормальных Потребителей, которые стоят на пути первого. Они и так избавятся от избыточной, некомфортной в доме энергии очень просто – выбросят ее в атмосферу через форточки с возмущением и проклятьями за очень дорогое тепло, которое потом не все, или не сразу и оплатят. У кого же есть мотивация и ресурсы вырваться из этого порочного круга, и какое отношение теплоснабжающей организации к вышеуказанной проблеме?

2. Второй, корпоративный критерий «эффективности» работы теплоснабжающей организации: чем больше тепла отправил в СЦТС, тем больше заработаешь. Но в условиях постоянного роста тарифов на тепло, большого объема неплатежей или отложенных платежей, высокой инфляции и необходимости 100% авансовых платежей за газ, идущий для производства тепла, избыточная тепловая энергия в сетях ухудшает экономическое положение не только Потребителя, но и теплоснабжающей организации. Хотя для многих эта ситуация очевидна, строгая экономическая оценка, как правило, не делается, и этот критерий продолжает активно жить на необъятных просторах России.

3.Т епловая энергия в СЦТС и для отопления, и для горячего водоснабжения (ГВС) подается в одной трубе. На ГВС обычно идет 25 – 30% общего зимнего тепла Источника. Чтобы холодную воду нагреть в центральном тепловом пункте (ЦТП) (бойлерной) до СНИПовской температуры (+550), температура прямого теплоносителя на Источнике круглый год должна быть не ниже 700. Период межсезонья, когда устойчивая среднесуточная температура наружного воздуха изменяется от >+8°(отключение отопления) до (включение отопления) +1°, в Магнитогорске длится около полутора месяцев осенью и столько же весной. В эти три месяца для нормального комфортного отопления температура прямого теплоносителя на Источнике должна меняться от 540 до 710. Но она всегда не ниже 700, а в тепловых сетях, как мы говорили выше, отсутствует функция регулирования. И вот в этот осенне-весенний период вся избыточная энергия, идущая на отопление (около 25%), рассеивается в атмосфере практически 3 месяца. На насосных смешивания в ЦТП с помощью не регулирующих органов (задвижек) пытаются проимитировать это регулирование (хотя бы раз в неделю), но ведь температуры в течение 1,5 месяцев меняются практически ежедневно и порой очень резко.

4. Когда в прошлом веке проектировались и строились СЦТС крупных городов, в коммуникационных пунктах основных магистралей, откуда отходили районные магистрали, устанавливалась только запорная арматура. Распределялось тепло по районам с помощью размера (диаметра) трубопровода и опять-таки с помощью той самой задвижки, которой эта функция несвойственна. В результате при дешевых энергоресурсах России десятилетиями существовала система теплоснабжения, когда невозможность точного распределения тепла по районам компенсировалась подачей избыточного тепла в обделенный район. А как избавляются от ненужного (некомфортного) тепла в помещении, когда на улице относительно тепло, мы уже говорили.

Значимость некоторых обозначенных здесь проблем неоптимальной работы тепловых сетей без экономической оценки потерь трудно порой определить даже специалисту. В тресте «Теплофикация» делают эту оценку и вполне уверены, что она подойдет для СЦТС многих городов.

Рассмотрим проблемы сбыта тепловой энергии летом по СЦТС ТЭЦ.

Зимой Магнитогорск получает относительно недорогое (к стоимости тепла угольных котельных или по отношению к другим городам области) тепло. Через достаточно протяженные и разветвленные СЦТС оно поступает Потребителю. Тепловые потери в отопительный сезон составляют 9-12%, в т.ч. энергия утечек не превышает 2%. Эти цифры в целом говорят об очень хорошем состоянии сетей. В то же время потери летом доходят до 30-40%, а в денежном выражении до 7-8 млн. руб. ежемесячно. (Рис.1)

Нонсенс? Нет, просто основной составляющей потерь является нереализованная тепловая энергия. В свою очередь причинами могут быть не точно установленные нагрузки потребителей ГВС, отсутствие в городе нормативов утечек для горячей воды, учет горячей воды по квартирным водомерам, неоптимальные гидравлические режимы и распределение тепловой энергии по районам города.

Анализ показывает, что наиболее значимыми факторами являются два последних.

Рассмотрим режим работы СЦТС, питающихся от ТЭЦ ОАО «ММК». (Рис.2)

При одинаковой нагрузке 07.2005 и 07.2006 ( магистраль Ду=1000 была в ремонте 2 месяца) приведенные расходы соответствовали 3352 т/час и 2711 т/час, т.е. были меньше на 23%. Исходя из Q = G * dT, снизив расход на 23%, мы можем взять энергии на 23% меньше. Среднемесячное потребление тепла от ТЭЦ 69 700Гкал, снижение потребления на 23% даст экономию: 16 030 Гкал/месяц или * 248.14 руб = 3 977 930 руб/мес (покупная на ММК); 16 030 Гкал/месяц или * 600 руб = 9 618 000 руб/мес (у Потребителя).

Приборы учета, установленные на СЦТС ТЭЦ у Потребителя, в течение года дают им в среднем экономию денежных средств в размере 30%, а летом (Рис.3) в среднем 36%. 

Устанавливая приборы учета на эффективно работающих объектах (АИТП с современными пластинчатыми теплообменниками и терморегуляторами), Потребитель защищается от избыточной тепловой энергии, циркулирующей в сетях. Приборы показывают большой потенциал энергосбережения в СЦТС. При том, что группа режимов диспетчерской службы очень четко отслеживает изменение нагрузок и оперативно, по минимальным допускам (дальше уже идут жалобы) задает расходы и температуру прямого теплоносителя. 

Как же при этом добиться снижения до оптимального подаваемого в СЦТС тепла летом? 

1. Более равномерным распределением расходов (гидравлических напоров, давлений) теплоносителя по районным магистралям. 

2. Суточным регулированием тепла на ГВС на магистралях (на Источниках это сделать невозможно).

3. Установкой эффективных терморегуляторов на теплообменниках, работающих в широком диапазоне перепада давлений в сетях.

К сожалению, мощные сетевые насосы на ТЭЦ, не оснащенные частотным электроприводом, не обладают возможностями необходимого регулирования гидравлических режимов СЦТС в нужном диапазоне. А мы не должны забывать, что теплофикационная вода в СЦТС несет две функции: перенос (транспортировку) тепловой энергии и регулирование гидравлических режимов во всех районах города. Регулировать гидравлику носителем энергии – дорогая и очень тонкая задача. На сетях до ЦТП нет регулирующих органов, большинство терморегуляторов на бойлерах устаревшей конструкции и не могут адаптироваться (самонастраиваться) на изменяющиеся перепады давлений и температуру теплоносителя. Какой же выход из положения? Самый быстрый и наиболее эффективный – сделать магистральные и районные сети РЕГУЛИРУЕМЫМИ. В распределительных коммутационных пунктах установить регулирующие клапаны с электроприводами под управлением микропроцессорных контроллеров с обратной связью по давлению (перепаду давлений) и программным суточным регулированием (ночным снижением энергии в сетях, когда минимально потребление горячей воды).

На сетях треста «Теплофикация» положительный опыт работы такой системы есть на магистрали Ду700 в Ленинском районе. При затратах не более 500 тыс. руб. на протяжении 5 лет каждое лето ежемесячно в среднем экономится от 400 до 500 тыс. рублей. (Рис. 4) 

Экономия средств (руб): июнь 611 318,7, август 491 849,6 

В настоящее время разрабатываются проекты автоматического регулирования гидравлических режимов и оптимизации распределения тепла летом на СЦТС ТЭЦ и Пиковой котельной. 

Сотрудники треста могут гордиться своими достижениями в области энергосбережения. Например, снижение утечек в СЦТС города. (Рис. 5)

При цене 30 руб/м³ подпитка СЦТС с 2000г по 2005г снизилась на 64 т/ч, стоимость потерь сократилась на 64 USD/ час или 64*24*365=560 640 USD/ год  (14 576 640 руб/год). В 2006 году - активное строительство жилья в городе, присоединение новых тепловых районов, ликвидация угольных котельных.

Благодаря целевым программам по энергосбережению все повысительные насосы треста оснащены частотно-регулируемыми электроприводами, экономящими 30-40% электроэнергии, идущей на транспортировку теплоносителя. Реконструированы и внедрены АСУ ТП практически на всех котлах ЦК и ПК, проложены десятки километров теплотрасс в энергоэффективной пенополиуретановой изоляции. 

На сетях треста установлено более 700 приборов учета тепловой энергии; построены новые, модернизированы и превращены в автоматизированные десятки ЦТП и АИТП, находящиеся под диспетчерским контролем; создана система автоматизированного коммерческого учета и диспетчерского контроля всей тепловой энергии, поступающей в СЦТС треста, а так же природного газа. 

Все это сделало энергетические агрегаты и установки, тепловые сети, системы контроля, диспетчеризации и управления треста «Теплофикация» более энергоэффективными и энергосберегающими. Но еще множество проблем предстоит решить на нашем предприятии коммунальной энергетики и в одной из самых отсталых отраслей народного хозяйства - жилищно-коммунальной сфере.

  © 2002-2010 Челябинское областное государственное унитарное предприятие "Энергосбережение"
Веб-мастер: Грачева Екатерина. fonden@chel.surnet.ru , (351) 742-02-02
Последнее обновление: пятница, 30 ноября 2007