В этом докладе рассмотрены вопросы, связанные с переходом систем централизованного
теплоснабжения на децентрализованное. Рассмотрены положительные и отрицательные
стороны обеих
систем. Представлены результаты проведенного сопоставления этих систем.
Ориентация российской энергетики на теплофикацию и централизованное теплоснабжение
как основной способ удовлетворения тепловых потребностей городов и промышленных
центров технически и экономически себя оправдали. Однако в работе систем централизованного
теплоснабжения и теплофикации имеется много недостатков, неудачных технических
решений, неиспользованных резервов, которые снижают экономичность и надежность
функционирования таких систем [1].
Производственный характер структуры систем централизованного теплоснабжения
(СЦТ) с ТЭЦ и котельными, необоснованность масштабов подключения потребителей
и практическая
неуправляемость режимами работы СЦТ (источники — тепловые сети – потребители)
во многом обесценили преимущества централизованного теплоснабжения. Если
источники тепловой энергии еще сопоставимы с мировым уровнем, то анализ в целом
СЦТ показывает,
что:
- техническая оснащенность и уровень технологических решений при строительстве
тепловых сетей соответствуют состоянию 1960-х годов, в то время как
резко увеличились радиусы теплоснабжения, и произошел переход на новые типоразмеры
диаметров
труб; - качество металла теплопроводов, теплоизоляция, запорная и регулировочная
арматура, конструкции и прокладка теплопроводов значительно уступает
зарубежным аналогам,
что приводит к большим потерям тепловой энергии в сетях; - плохие условия теплогидроизоляции теплопроводов и каналов тепловых
сетей способствовали повышению повреждаемости подземных теплопроводов,
что привело
к серьезным проблемам
замены оборудования тепловых сетей; - отечественное оборудование крупных ТЭЦ соответствует среднему зарубежному
уров ню 1980-х годов, и в настоящее время паротурбинные ТЭЦ характеризуются
высокой
аварийностью, так как практически половина установленной мощности
турбин выработала расчетный ресурс; - на действующих угольных ТЭЦ отсутствуют системы очистки дымовых
газов от NOх и SOх, а эффективность улавливания твердых частиц
часто не достигает
требуемых значений; - конкурентоспособность СЦТ на современном этапе можно обеспечить
только внедрением специально новых технических решений, как
по структуре систем,
так и по схемам,
оборудованию энергоисточников и тепловых сетей.
Кроме того, принимаемые на практике традиционные режимы работы
централизованного теплоснабжения имеют следующие недостатки:
- практическое отсутствие регулирование отпуска теплоты на
отопление зданий в переходные периоды, когда особенно
большое влияние на
тепловой режим
отапливаемых помещений оказывают ветер, солнечная радиация,
бытовые тепловыделения; - перерасход топлива и перетоп зданий в теплые периоды отопительного
сезона; - большие потери теплоты при его транспортировке (около
10%), а во многих случаях — намного больше; - нерациональный расход электроэнергии на перекачку теплоносителя,
обусловленный самим принципом центрального качественного
регулирования; - длительная эксплуатация подающих трубопроводов теплосети
в неблагоприятном режиме температур, характеризующимся
нарастанием коррозионных процессов
и др.
Современная система децентрализованного теплоснабжения
представляет сложный комплекс функционально взаимосвязанного
оборудования,
включающего автономную
теплогенерирующую
установку и инженерные системы здания (горячее
водоснабжение, системы отопления и вентиляции).
В последнее время многие регионы России проявляют
интерес к внедрению энергоэффективной технологии
поквартирного
теплоснабжения многоэтажных
домов, представляющего
собой вид децентрализованного теплоснабжения,
при котором каждая
квартира в многоквартирном
доме оборудуется автономной системой обеспечения
теплотой и горячей водой. Основными элементами
системы поквартирного
отопления
являются
отопительный
котел, отопительные
приборы, системы подачи воздуха и отвода продуктов
сгорания. Разводка выполняется с применением
стальной трубы или
современных теплопроводных
систем — пластиковых
или металлопластиковых.
Объективными предпосылками внедрения автономных
(децентрализованных) систем теплоснабжения
является:
- отсутствие в ряде случаев свободных мощностей
на централизованных источниках; - уплотнение застройки городских районов
объектами жилья; - кроме того, значительная часть застройки
приходится на местности с неразвитой
инженерной инфраструктурой; - более низкие капиталовложения и возможность
поэтапного покрытия тепловых нагрузок; - возможность поддержания комфортных
условий в квартире по своему
собственному желанию,
что в
свою очередь
является более привлекательным
по сравнению
с квартирами при централизованном
теплоснабжении, температура в которых зависит
от директивного
решения о начале и окончании
отопительного периода; - появление на рынке большого количества
различных модификаций отечественных
и импортных (зарубежных)
теплогенераторов
малой мощности.
Теплогенераторы могут размещаться
на кухне, в отдельном помещении
на любом
этаже (в
том числе
чердачном
или подвальном) или
в пристройке.
Наиболее распространенная схема
автономного (децентрализованного)
теплоснабжения
включает в себя: одноконтурный
или двухконтурный котел, циркуляционные
насосы для отопления и горячего
водоснабжения, обратные клапаны,
закрытые расширительные
баки, предохранительные клапаны.
При одноконтурном котле для
приготовления горячего водоснабжения
применяется емкостной или пластинчатый
теплообменник.
Достоинствами децентрализованного
теплоснабжения являются:
- отсутствие необходимости
отводов земли под тепловые
сети и котельные; - снижение потерь теплоты
из-за отсутствия
внешних тепловых
сетей, снижение
потерь сетевой воды,
уменьшение затрат
на водоподготовку; - значительное снижение
затрат на ремонт
и обслуживание оборудование; - полная автоматизация
режимов потребления.
В автономных системах
теплоснабжения
не рекомендуется использовать
неподготовленную
воду
из водопровода
в виду ее агрессивного
воздействия на
элементы котла, что вызывает
необходимость в
фильтрах и
других устройствах
водоподготовки.
Среди экспериментальных
зданий, построенных
в российских
регионах, есть как элитные
дома, так
и дома массовой
застройки.
Квартиры в них
стоят дороже
аналогичного
жилья с централизованным
теплоснабжением.
Однако
уровень комфорта
дает им преимущества
на
рынке
недвижимости.
Их владельцы
получают
возможность
самостоятельно решить,
сколько им
нужно теплоты и горячей
воды; исчезает
проблема
сезонных и
других перебоев в теплоснабжении.
Децентрализованные
системы
любого вида
позволяют исключить
потери энергии
при ее транспортировке
(в результате
снижается
стоимость теплоты
для
конечного потребителя),
повысить
надежность
систем отопления и горячего
водоснабжения,
вести жилищное
строительство
там, где нет
развитых тепловых
сетей.
При всех этих
достоинствах
децентрализованного
теплоснабжения
имеются и
негативные стороны. У
мелких котельных,
в
том
числе и «крышных»,
высота дымовых
труб,
как правило,
значительно
ниже, чем
у крупных.
При суммарном
равенстве
тепловой мощности
величины
выбросов не
изменяются,
однако резко
ухудшаются
условия рассеивания.
Кроме
того,
небольшие
котельные располагаются,
как правило,
вблизи
жилой
зоны.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В пользу
централизованного
теплоснабжения
следует
также рассматривать
комбинированную
выработку
тепловой
и электрической
энергии
на ТЭЦ. Дело
заключается
в том,
что рост
количества
автономных
котельных
однозначно
не приведет
к снижению
потребления
топлива
на ТЭЦ
(при условии неизменной
выработки
электроэнергии).
Это говорит
о
том,
что в
целом
по городу
возрастает
потребление
топлива,
и
уровень
загрязнения воздушного
бассейна
увеличивается
[1].
При сравнении
вариантов
одними
из основных
показателей
являются
следующие
виды
затрат.
Они
наглядно
представлены
в таблице
1 [2].
В качестве
подтверждения
вышеизложенного
нами
был произведен
расчет
двух
вариантов систем
с централизованным
и децентрализованным
теплоснабжением
одного
квартала.
Рассматриваемый
квартал
представляет
собой
четыре 3-х
секционных
5-и
этажных
жилых
здания. На этаже
каждой
секции
расположены
по четыре
квартиры
общей
площадью 70 м2.
 |
| Рис.1. Зависимость удельной стоимости котлов от установленной мощности |
Допустим,
что
данный район
отапливается
котельной
с 3-я
котлами
КВГМ-4
на
природном газе
(I—
вариант). В
качестве
II
варианта
— индивидуальный
газовый
котел
со
встроенным
проточным
теплообменником
для
приготовления горячей
воды.
Зависимость
удельной
стоимости
котла
(DM/кВт)
от
установленной
мощности
приведена
на
рис
1.
Расчет
нами
был
произведен
в
соответствии
с
[3].
При
анализе зависимостей
использовались данные
для импортных
котлов.
 |
| Рис.2. Годовой расход топлива при централизованном (1— без тепловых потерь; 2–4 — соответственно при 10%-, 20%-, 30%-ных тепловых потерях) и децентрализованном (соответственно минимальные и максимальные тепловые потери) теплоснабжении |
Котлы
российского производства
на 20–40
% дешевле,
в зависимости
от фирмы-производителя
и фирмы
посредника. При
определении основных
технико-экономических показателей
для
децентрализованных систем
теплоснабжения необходимо
учитывать расходы,
связанные с
увеличением величины
диаметров газопроводов
низкого давления,
так как
в этом
случае возрастают
потери газа.
Но в
этом есть
положительный фактор,
выступающий в
пользу децентрализованного
теплоснабжения: отпадает
необходимость в
прокладке тепловых
сетей.
Расчетные
данные наглядно
представлены на
рис 2,
3, из
которых видно,
что:
-
годовой расход
топлива при
децентрализованном теплоснабжении
снижается
в среднем
на 40–50
%;
-
снижаются затраты
на обслуживание
примерно в
2,5–3 раза;
-
затраты на
электрическую энергию
в 3
раза;
-
эксплуатационные
расходы
при децентрализованном
теплоснабжении
также
меньше, чем
при централизованном
теплоснабжении.
Применение
поквартирной
системы
теплоснабжения
многоэтажных
жилых домов
позволяет
полностью
исключить потери
тепла в
тепловых сетях
и при
распределении
между
потребителями,
и
значительно
снизить
потери на
источнике. Позволит
организовать
индивидуальный
учет и
регулирование
потребления
теплоты в
зависимости
от
экономических
возможностей
и физиологических
потребностей.
Поквартирное
теплоснабжение
приведет
к снижению
единовременных
капитальных
вложений и
эксплуатационных
затрат,
а также
позволяет экономить
энергетические
и
сырьевые ресурсы
на выработку
тепловой энергии
и как
следствие
этого,
приводит к
уменьшению нагрузки
на экологическую
обстановку.
 |
| Рис.3. Суммарные расходы при центплизованном (1— без тепловых потерь; 2–4 — соответственно при 10%-, 20%-, 30%-ных тепловых потерях) и децентрализованном (соответственно минимальные и максимальные тепловые потери) теплоснабжении |
Поквартирная
система
теплоснабжения
является экономически,
энергетически,
экологически
эффективным
решением
вопроса
теплоснабжения
для многоэтажных
домов.
И
все-таки,
необходимо
проводить
всесторонний
анализ
эффективности
применения
той
или иной
системы теплоснабжения,
принимая
во
внимание множество
факторов.
Виктор Жила,
Юлия Маркевич,
Московский государственный
строительный университет
(МГСУ), Россия
