Региональные системы теплоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Региональные системы теплоснабжения

М.Н. Сирота, инженер, ОАО "ЦНИИЭП

инженерного оборудования"

Москва

Некоторым специалистам региональные системы теплоснабжения представляются фантастическими, а между тем есть основания рассмотреть возможности их создания с целью повышения эффективности выработки тепловой и электрической энергии уже действующими крупнейшими источникам, которые работают в условиях хронической недогрузки.

Статья, опубликованная в журнале "Новости теплоснабжения" (№ 12, 2003 г.) д.т.н. А.И.Андрющенко "Метаморфозы теплофикации и пути совершенствования систем теплоснабжения городов", показала, что мы не одиноки в попытках оптимизировать направление развития теплофикации. Мы также сталкиваемся с полярными представлениями о рациональности энергоснабжения при реализации конкретных проектов. В этих условиях приходится определять область оптимального применения централизованных систем теплоснабжения от ТЭЦ (ТЭС), от котельных, а также местных или автономных источников тепла и электроэнергии. Как известно, распределение тепловой нагрузки ТЭС является проблемой экономической, т.е. решаемой на ограниченный период и при определенных внешних условиях.

В условиях административной системы хозяйствования слабо учитывались фактические условия использования тепла: режим потребления, расположение потребителей относительно источника, различия в требованиях к надежности энергоснабжения потребителей. Предстоящий период будет характеризоваться принципиальным изменением экономических, социальных и технических критериев по сравнению с теми, которые формировали проектные решения ныне действующих ТЭС, т.е. 35-40 лет назад. Необходимо эти решения пересматривать.

Варианты развития систем теплоснабжения Московской области

Мы реализовали ряд проектов теплоснабжения в Западной Сибири, других регионах и в частности в Московской области - регионе, в котором географические, производственные, демографические особенности (компактность демографических и функциональных зон развития, достаточно плотное их взаиморасположение и др.) позволяют с наибольшей эффективностью создать масштабные системы энергоснабжения и энергопользования городов, территорий и всего региона.

Территория Московской области по этим особенностям во многом напоминает территорию малого европейского государства, динамично развивающегося, но имеющего дефицит энергетических ресурсов.

Существенным элементом сходства с точки зрения энергетической политики является положительный прогноз устойчивого развития региона, т.е. постепенного развития действующих отраслей хозяйства, в том числе, промышленных и градостроительных, с планомерной их перестройкой.

Анализ состояния энергоснабжения области показывает, что есть также возможности повышения эффективности энергоснабжения, улучшение экологических условий в области в целом, путем внедрения централизованных систем теплоснабжения на базе действующих крупнейших источников энергии, которые оказались хронически недогруженными. Были рассмотрены также дополнительные условия максимального развития централизованной системы теплоснабжения, связанной с реализацией проектов строительства новых крупных источников энергии. Мы попытались определить оптимальные пределы применения централизованной системы теплоснабжения, питаемой от ТЭС.

Наиболее радикальными являются предложения о так называемых региональных системах теплоснабжения. Такие системы некоторым специалистам представляются фантастическими, а между тем есть основания рассмотреть возможности их создания с целью повышения эффективности выработки энергии уже действующими крупнейшими источниками, которые работают в условиях хронической недогрузки по основному продукту - электроэнергии.

Предлагается осуществить строительство межрайонных систем передачи тепла в города южной и юго-восточной частей Московской области от крупных ТЭС - Ступинской ТЭЦ-17 и Шатурской ГРЭС-4. Система "Юг", рассчитана на подачу тепла в города Подольск, Чехов, Кли-мовск, Серпухов, от Ступинской теплоэлектростанции (ТЭЦ-17), а система "Юго-Восток" рассчитана на подачу тепла в города Егорьевск, Воскресенск и Коломну от Шатурской теплоэлектростанции (ГРЭС-4). Также предполагается строительство региональной системы "Восток", которая вошла бы в гипотетический проект ТЭС "Петровское" (крупный источник энергии в районе гг. Раменское - Бронницы). Тепло от такого нового источника целесообразно подать в города и поселки по трассе Раменское-Жуковский-Люберцы.

Реализация систем является альтернативой развития централизованных систем теплоснабжения в указанных городах отдельно на базе реконструкции (укрупнения) действующих в них котельных. При расчете эффективности региональной системы теплоснабжения сравниваются два варианта:

1. Существующая система тепло- и электроснабжения, при которой используются централизованные источники электрической энергии и местные (локальные) котельные для теплоснабжения, которые потребуют восстановления и реконструкции. При сравнении следует учесть сопоставимые затраты, прежде всего на газ для выработки тепла котельными. Затраты на выработку и подачу электроэнергии не учитываются.

2. Проектируемая система, при которой подача электроэнергии и тепла осуществляется от действующих (реконструируемых) когенерационных источников по межгородским (районным) магистральным теплопроводам через главные городские тепловые насосные станции и тепловые узлы. Котельные местных или централизованных систем теплоснабжения соответствующей мощности ликвидируются. На нужды теплоснабжения используется только избыточное ("даровое") тепло, образующееся на ТЭС при производстве электроэнергии и учтенное в тарифе на электроэнергию. Дополнительно должны быть учтены затраты на транспорт тепла от источника к потребителям.

Региональные системы теплоснабжения могли бы повысить эффективность инвестиций в сочетании со строительством новых крупных источников тепловой и электрической энергии.

Региональная система теплоснабжения "ЮГ"

В качестве примера приведен расчет по региональной системе теплоснабжения "ЮГ". В таблице 1 находятся данные по потребляемой тепловой мощности и расходе топлива на производство тепла по объектам проектируемой системы.

Мощность теплового потребления принята на перспективу из расчета на 1 жителя в размере 4,2 кВт, в том числе 1,2 кВт на отопление (включая соцкультбыт), 1,2 кВт на горячее водоснабжение (включая соцкультбыт), 1,3 кВт на промышленность (включая госпредприятия), 0,3 кВт на транспорт и 0,2 кВт на неэнергетические коммунальные системы. Часть тепловой мощности, режим использования которой близок к режиму использования электрической энергии (горячее водоснабжение, вентиляция и кондиционирование, частично -промышленность), принята в размере 2,2 кВт на 1 жителя.

Трасса теплопроводов определена, исходя из того, что трассировка сети должна быть в основном (но не только) совмещена с линями электропередач от когенерирующих источников энергии (размещение трубопроводов в зоне отчуждения ЛЭП).

Гидравлический расчет трубопроводов по участкам произведен по данным таблицы 2.

В таблице 3 приведены данные о характеристиках главных тепловых (ГТНС) и повысительных тепловых (ПТНС) насосных станций. ПТНС входят в состав комплексов районных тепловых узлов (РТУ), куда также входят котельные, работающие как отопительные. Расчетное давление на ГТНС "Ступино" принято с учетом геодезического напора и поддержания давления на входе в сети г. Подольска не менее 5-6 атм.

Расчетное давление на станциях, возвращающих обратную воду в магистральные теплопроводы, определено по противодавлению в последних. Потребляемая мощность всех насосных станций системы при заданных диаметрах теплопроводов не превышает 29,4 МВт или 5% от подаваемой тепловой мощности (592 МВт).

В таблице 4 приведены показатели стоимости строительства по станциям, обеспечивающим теплоснабжение от централизованной системы.

В таблице 5 приведены показатели по теплопроводам системы. В расчет приняты новые трубы, однако может быть рассмотрен вариант использования труб б/у магистральных газо- или нефтепроводов.

В результате замены источников теплоснабжения предусматривается ликвидация части местных котельных. В таблице 6 приведены данные о территории котельных, которая может быть возвращена в хозяйственное использование для городских нужд. Количество существующих котельных принято по данным статистической отчетности за 2002 г. Площадь, занимаемая котельной и высвобождаемая для использования, включает также санитарно-защитную зону, принята в среднем около 1,2 га.

Сравнение вариантов развития систем теплоснабжения

При сравнении вариантов систем теплоснабжения учитываются только различающиеся показатели.

Котельные объектов теплоснабжения потребляют из внешних источников:

газ 664 млрд. м3/год

электроэнергия 207,2 млн кВт.ч

Расчетные тарифы на период окупаемости:

на газ 1,05 руб./м3

на электроэнергию 1,3 руб./кВт.ч

1. Вариант модернизации действующей системы теплоснабжения гг. Ступино, Серпухова, Чехова, Климовска, Подольска

1.1 Капитальные вложения (инвестиции):капитальный ремонт действующих котельных общей мощностью 592 МВт при удельных затратах до 6000 руб. на 1 кВт - К1 =3520 млн руб.

1.2 Годовые эксплуатационные затраты составляют:

на топливо (газ) 697,2 млн руб.

на амортизационные отчисления (3,5% от стоимости строительства) 113,8 млн руб. рентабельность региональный источник теплопровод

Общие годовые эксплуатационные расходы -- Э1 =811 млн руб.

2. Вариант строительства региональной системы теплоснабжения "Юг"

Вводятся в действие объекты для транспортировки тепла от районных ТЭС до городских тепловых узлов. 2.1 Капитальные вложения (инвестиции):

магистральные межгородские теплопроводы- 4560 млн руб.

насосные станции на главных тепловых насосных станциях и городских тепловых узлах 970,2 млн руб.

Всего учитываемые капитальные вложения (К2) - 5530,2 млн руб.

2.2 Эксплуатационные затраты (учитываемые расчетом):

амортизационные отчисления (не более 3,5% от стоимости строительства) - 193,8 млн руб.

расходы на электроэнергию - 269,4 млн руб.

Общие годовые эксплуатационные расходы - Э2=463,2 млн руб.

3. Доходы при реализации предлагаемого варианта:

за счет ликвидации котельных в городах высвобождаются около 100 га городских площадей.

Стоимость аренды земли и инвестиционных программ при передаче участков определяется ориентировочно (1 млн руб. за 1 га в год или 100 млн руб. в год) - Д2= 100 млн руб. в год.

4. Сравнение производится по приведенным годовым расходам (П):

П=К/Т+Э,

где Т - срок окупаемости.

Сравнение не учитывает особенностей финансирования нового строительства, кредитования и т.п., которые позволят снизить расходы на реализацию проекта.

П1 =П2 или К1 /Т +Э1 =К2/Т +Э2 - Д2

Максимальный срок окупаемости составляет

При использовании схем кредитования, лизинга, раздела продукции и пр. срок окупаемости проекта будет меньше.

Выводы

Экономические показатели рентабельности региональных систем теплоснабжения представляются вполне реализуемыми.

Создание региональных систем теплоснабжения позволит повысить эффективность выработки энергии крупными действующими источниками, которые в течение длительного времени недогружены.

Передача тепла на значительные расстояния существенно повышает экономичность строительства нового крупного источника энергии в центре перспективных нагрузок на юге от Москвы.

Подача тепла в города Московской области по трем системам, с общей численностью населения свыше 2 млн чел., при региональных системах позволит ликвидировать около 450 котельных в этих городах.

Региональные системы тепло-

снабжения "Юг", "Восток" и "Юго-Восток" позволят уменьшить потребление природного газа на нужды теплопотребления в зоне региональных систем свыше 2300 млн м3 природного газа в год.

Технические проблемы, связанные с прокладкой теплопроводов по достаточно урбанизированной территории, не следует преуменьшать, однако, следует исходить из того, что региональная система теплоснабжения - такая же неотъемлемая часть теплоэнергетического узла, как и транснациональные высоковольтные ЛЭП для гидроузлов.

Размещено на Allbest.ru