Основные направления повышения энергоэффективности систем теплоснабжения жилищно-коммунального комплекса г. Ярославля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные направления повышения энергоэффективности систем теплоснабжения жилищно-коммунального комплекса г. Ярославля

В.И. Субботин, Е.С. Ставровский, Л.И. Тимошин, А.Ю. Костерин, кафедра промышленной теплоэнергетики, ИГЭУ; Б. А. Медведев, директор, С.Ф. Клемко, гл. инженер, ОАО «Яргортеплоэнерго»

Учеными Ивановского государственного энергетического университета (ИГЭУ) была проведена работа по технико-экономическому обоснованию реконструкции котельных системы теплоснабжения ОАО «Яргортеплоэнерго» (ЯГТЭ). До 1997 г. эти котельные (39 котельных с общей установленной мощностью 249 Гкал/ч) были ведомственными, в качестве топлива использовался газ, мазут и уголь. В котельных установлены котлы старых конструкций, которые, как и вспомогательное оборудование, сильно изношены, работают с низким КПД (~70%), что приводит к перерасходу топлива и высокой себестоимости отпускаемой тепловой энергии. В связи с этим возникла острая необходимость в реконструкции системы теплоснабжения и, в первую очередь, отопительных котельных.

Технико-экономические расчеты показывают высокую эффективность перевода котлов с мазута на газ, закрытия отопительных котельных, работающих на каменном угле, и замену их блочно-модульными, работающими на газе. Так, например, две котельные, работающие на каменном угле, с отопительными нагрузками 0,41 и 0,34 Гкал/ч отпускают тепловую энергию по тарифу от 860 до 900 руб./Гкал. При объединении тепловых сетей и замене котельных на новую блочно-модульную газовую, оснащенную котлами с автоматическими горелками без дежурного персонала, тариф отпускаемой тепловой энергии снизится до 480 руб./Гкал. Срок окупаемости такого мероприятия - 4,4 года. При ставке дисконта 10% чистый дисконтированный доход от проведения реконструкции составит более 2 млн руб. При этом замена нескольких мелких угольных котельных на одну с эквивалентной тепловой нагрузкой повышает экономические показатели реконструкции.

Эффективным мероприятием является также объединение тепловых сетей нескольких газовых котельных с одновременным закрытием котельных небольшой мощности и переводом их нагрузки на более мощную котельную. Увеличение нагрузки позволит работать в номинальном режиме с максимальным КПД и снизить себестоимость производства тепловой энергии. Например, после объединения тепловых сетей двух котельных, работающих на газе, с нагрузками 0,86 и 4,16 Гкал/ч и замены их новой, тариф на тепловую энергию снизится с 460 и 248 руб./Гкал соответственно до 220,4 руб./Гкал. Срок окупаемости составит 3,9 года, а чистый дисконтированный доход будет равен 3 млн руб.

В другом случае, объединение систем теплоснабжения от трех котельных и замена устаревшего основного и вспомогательного оборудования на новое с объединенным отпуском тепловой энергии 23800 Гкал/год позволит снизить тариф отпускаемой энергии с 530 до 237 руб./Гкал. Срок окупаемости реконструкции - 2 года. Чистый дисконтированный доход составит более 11 млн руб.

В то же время следует констатировать, что при данной ценовой политике производителей оборудования котельных замена устаревшего оборудования, имеющего большой износ и работающего с низким КПД, в некоторых случаях экономически нецелесообразна. Высокая стоимость оборудования (даже отечественных производителей) приводит к тому, что срок окупаемости реконструкции котельной превышает 10 лет. Однако даже в этих условиях замена оборудования котельных необходима в связи с их значительным физическим износом. Реализация реконструкции котельной позволит обновить существующее оборудование и снизить в будущем дополнительные затраты, связанные с эксплуатацией изношенного оборудования.

В настоящее время низка и эффективность подачи греющего пара от котельных на объекты жилищно-коммунального комплекса (ЖКК) (прачечные, бани и т.д.). Периодичность работы теплоиспользующего оборудования этих объектов приводит к дополнительному расходу пара на каждодневный прогрев паропровода и к потере конденсата пара. В технико-экономическом обосновании показана высокая эффективность установки электродных паровых котлов непосредственно в помещениях объектов ЖКК. Так, тариф отпускаемой от котельной тепловой энергии (пар в прачечную и горячая вода в больничный комплекс) составляет 1260 руб./Гкал. Установка же электродных паровых котлов в помещении прачечной и подача ГВС от расположенной рядом крупной водогрейной котельной уменьшит тариф до 880 руб./Гкал. Срок окупаемости предложенной реконструкции составит 2,1 года. Чистый дисконтированный доход от проведения реконструкции составит 3,3 млн руб.

Рассматривая направления энергосбережения и реконструкции систем теплоснабжения, необходимо объективно учитывать состояние каждой из трех составляющих системы: источника тепловой энергии (котельной или ТЭЦ), тепловых сетей и потребителей.

Из-за несовершенства ценообразования на природный газ и тарифной политики в некоторых городах России тарифы на тепловую энергию от ТЭЦ, устанавливаемые Региональной энергетической комиссией, выравниваются с тарифом от газовых котельных и даже становятся выше. Поэтому предприятия, имеющие возможность строительства собственных газовых котельных, отказываются от услуг централизованного теплоснабжения. А уменьшение подключенной тепловой нагрузки (34% за последнее десятилетие [3] в основном за счет закрытия и перепрофилирования предприятий) отрицательно сказалось на технико-экономических показателях ТЭЦ и снизило их конкурентоспособность. Кроме того, высокий физический износ основного оборудования ТЭЦ, по-видимому, не позволит в настоящее время затормозить процесс децентрализации систем теплоснабжения, который идет по пути увеличения доли автономных источников тепловой энергии (мини-ТЭЦ) в общем балансе выработки тепловой энергии.

В настоящее время рациональным является:

- техническое переоснащение систем теплоснабжения (источник - котельная) паровыми котлоагрегатами с более высоким КПД (или использование существующих) с установкой паровых турбин малой (до 10 МВт) и средней (до 30 МВт) мощности на паропроводах между котлоагрегатами и потребителем на отдельных предприятиях, в поселках и малых городах, т.е. создание автономных источников тепловой и электрической энергии;

- создание мини-ТЭЦ с газотурбинными и газопоршневыми электрогенераторами.

Паровые котельные малой и средней мощности целесообразно оснастить электрогенераторами с приводом от паротурбинных установок, т.к. установленные там котлы ДКВР, ДЕ, КС и др. вырабатывают пар более высокого давления, чем требуется для технологического процесса и систем отопления. Понижение давления пара осуществляется РОУ, при этом на одной тонне пара теряется примерно 45 кВт.ч энергии. Выполненные технико-экономические расчеты для некоторых котельных ОАО «ЯГТЭ» по турбинам противодавления мощностью до 1 МВт показывают целесообразность их установки. Тариф на вырабатываемую электроэнергию будет в 1,5 раза ниже покупного (соответственно 0,918 и 1,52 руб./кВт.ч) при тарифе на тепловую энергию 480 руб./Гкал. Срок окупаемости проекта составит 2,5 года.

При малой присоединенной нагрузке котельной эффективность ее реконструкции может быть повышена за счет диспетчеризации котельной, т.е. перевода ее в режим «без обслуживающего персонала» с выводом параметров работы котельной на диспетчерский пункт предприятия. Так, расчеты по котельной № 29 ОАО «ЯГТЭ» с подключенной нагрузкой 0,35 Гкал/ч показали, что реконструкция котельной путем замены морально и физически устаревшего оборудования на современное окупается через 34,2 года. В то же время после проведения мероприятий по диспетчеризации котельной срок окупаемости составил 3,9 года, по котельной № 44 с подключенной нагрузкой 0,81 Гкал/ч - соответственно 23,1 и 5,2 года, по котельной № 23 с подключенной нагрузкой 1,04 Гкал/ч - 17,9 и 5,8 лет. При этом экономически целесообразно при наличии не менее четырех котельных, переведенных в режим работы без обслуживающего персонала, создание выездной бригады по обслуживанию котельных.

В проведенных расчетах не принимались во внимание экологические аспекты. В то же время нужно учесть, что с увеличением платы за выбросы в атмосферу снизится срок окупаемости замены оборудования котельных.

Отметим некоторые особенности и других направлений повышения энергоэффективности систем теплоснабжения ЖКК.

Известно, что низкое качество изоляции и прокладки труб, несоответствующий уровень эксплуатации тепловых сетей приводит к потере тепловой энергии при транспортировке теплоносителя до 15-20%.

При рассмотрении возможности реконструкции тепловых сетей котельных необходимо отметить эффективность применения при бесканальной прокладке новых конструкций трубопроводов типа «труба в трубе» с пенополиуретаном (ППУ) в качестве теплоизоляции. При закрытой системе горячего водоснабжения (ГВС) это позволяет снизить общие затраты на прокладку тепловых сетей на 30%. Применять данные конструкции труб при открытой системе ГВС невозможно в связи с интенсивной внутренней коррозией и высокой стоимостью. Применение же ППУ в качестве изоляции в виде скорлупы и нанесения напыления может (по опыту эксплуатации ОАО «ЯГТЭ») приводить к резкому увеличению скорости коррозии и выходу из строя трубопроводов и оборудования через несколько лет после окончания строительства вследствие наружной коррозии. Так, например, трубопроводы ГВС и отопления котельной № 12 ОАО «ЯГТЭ», а также трубопроводы ГВС санатория «Ясные Зори» стали выходить из строя по причине наружной коррозии уже через 4-5 лет.

Обоснованное применение ППУ в виде скорлупы и напыления возможно только после разработки методов контроля его качества и соответствия действующей нормативно-технической документации.

Важным потенциалом энергосбережения в системах теплоснабжения является также повышение теплозащитных свойств строительных конструкций зданий и сооружений ЖКК. Так, потери теплоты на 1 м² окон зданий старой застройки составляют примерно 300 кВт.ч. Реальная воздухопроницаемость может увеличить потери теплоты через окна на 10%.

Применение новых технологий по повышению тепловой эффективности окон строящихся зданий (алюминиевые и пластиковые блоки в виде двухкамерных стеклопакетов с тройным остеклением или теплоотражающим с низкоэмиссионным покрытием) сокращает потери теплоты до 160 кВт.ч. Однако подобные мероприятия высокозатратны и срок их окупаемости высок.

котельная теплоснабжение котел коммунальный

Литература

1. Вопросы энергосбережения в рамках форума «Heat&Went «2002 Moscow» // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2002. № 4. С. 52-57.

2. Реальные пути экономии ресурсов. Топливный элемент // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2002. № 5. С. 52-56.

3. Повышение эффективности теплоэнергетического оборудования // Материалы III Всер. научн.-практ. конф. 21-22 нояб. 2002. г. Иваново: ГОУВПО «ИГЭУ». 2002. С. 157-160.

Размещено на Allbest.ru