автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Научно-методические принципы комплексного обоснования направлений развития теплоснабжающих систем

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СИБИРСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. Л.А.Мелентьева

На правах рукописи

Федяев Андрей Витальевич

УДК 658.264:001.57

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ КОМПЛЕКСНОГО ОБОСНОВАНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ СИСТЕМ

05.14.01 - энергетические системы и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Иркутск - 1997

Работа выполнена в Сибирском энергетическом институте СО РАН.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор технических наук, профессор Степанов B.C. Доктор технических наук Елохин В.Р.

Доктор технических наук Никитин В.М.

Ведущая организация: Институт энергетических

исследований РАН, г.Москва

Защита состоится " Ь НО$оР& 1997г. в. часов на заседании диссертационного совета Д.002.30.01 при Сибирском энергетическом институте СО РАН по адресу: 664033. г.Иркутск, улЛермонтова, 130.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского энергетического института СО РАН.

Автореферат разослан " L "__Р KjTJC'V^ 1997 г.

Ученый секрешрь диссертационного совета Д.002.30.0!. (

д.т.н. А.М.Клер

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одними из приоритетных проблем энергетической стратегии России считаются проблемы развития региональной энергетики и теплоснабжения. Это обусловлено размерами территории России и, как следствие, разнообразием ее природно-климатических условий, а также контрастом социально-экономических уровней развития ее регионов и неравномерностью размещения как топливных баз, так и центров энергопотребления.

Тепловое хозяйство (ТХ) страны составляют объекты (более 400 ТЭЦ, сотни тысяч крупных и мелких котельных, десятки тысяч километров тепловых сетей), производящие и распределяющие тепловую энергию для технологических целей, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. На производство тепловой энергии расходуется примерно в 2 раза больше топлива, чем на производство электроэнергии. При этом порядка 30 % электроэнергии производится на ТЭЦ.

Имея черты единой отрасли с большими потребностями в топливе, оборудовании и материалах, ТХ никогда не рассматривалось в целом как единая отрасль топливно-энергитического комплекса (ТЭК). Основное внимание уделялось развитию крупных теплофикационных систем, а эффективное оборудование для малой теплофикации, мелких котельных и нетрадиционных источников тепловой энергии развивалось крайне медленно.

Наряду с заметными достижениями в области теплоснабжения были допущены и упущения, обусловленные: 1) сложностью подобных физико-технических систем; 2) недостаточной координирующей политикой в их развитии; 3) слабой увязкой с другими системами ТЭК.

Вследствие этого ТХ, являясь самой топливоёмкой частью ТЭК, технически и организационно наиболее запущено, что выражается:

- в сверхнормативных потерях тепловой энергии (15-20 % и более) и топлива;

- в большом износе оборудования энергоисточников (весь парк мелких котельных и до 50 % турбин и котлов на ТЭЦ) и тепловых сетей (более трети требуют замены);

- в остром недостатке средств измерения и регулирования, практическом отсутствии автоматизированных систем;

- в отсутствии средств очистки вредных выбросов или плохой очистке последних, особенно на угольных котельных коммунального теплоснабжения.

В этих условиях необходимо решение комплексных задач научно-технического развития ТХ, направленных на устранение действующих негативных тенденций в снижении комфортности, надежности, экономичности и экологичности систем теплоснабжения.

Цели исследования. Работа преследует три основные цели:

1) анализ современной ситуации в ТХ, выявление узких мест и структуризация проблем перспективного развития;

2) совершенствование методологии прогнозирования развития теплоснабжения в условиях хозяйственной самостоятельности, необходимости внедрения достижений НТП и решения экологических проблем путем:

- конкретизации современных научно-методических проблем при решении задач перспективного развития централизованного теплоснабжения и теплофикации;

- разработки научно-методического подхода к исследованию долгосрочных стратегий развития ТХ региона;

- обоснования промышленно-жилой агломерации (ПЖА) как объекта исследований при решении вопросов совершенствования и развития теплоснабжающих систем (ТСС);

- разработки методики и подхода к изучению развития теплового хозяйства ПЖА, создание алгоритмов и их реализации с использованием современных вычислительных средств;

- разработки подхода к анализу приоритетных направлений развития научно-технического прогресса (НТП) в ТХ России, проверки и адаптации перспективных энерготехнологий к региональным особенностям;

3) решение на основе разработанных принципов и методического аппарата конкретных научно-практических задач развития ТСС в отдельных регионах и стране в целом.

Методы и объект исследования. Работа базируется на методологии системных исследований в энергетике для создания безопасной и экологически чистой энергетики, комплексной постановке задач прогнозирования развития теплоснабжающих систем, методах математического моделирования, сценарных подходах и основных элементах рыночной экономики.

Идея предлагаемой работы заключается в переходе от изолированного рассмотрения схем энерго- и теплоснабжения отдельных городов и промышленных центров к рассмотрению этих схем как составных частей общей системы энергоснабжения некоторого района. Это позволит обеспечить сбалансированное развитие электро-, топливо- и теплоснабжающих систем района и удовлетворительное санитарно-гигиеническое состояние в населенных пунктах с учетом конкретных региональных особенностей.

Решение задачи связано с выделением уровня промышленно-жилой агломерации как связующего звена между задачами обоснования концептуальных направлений развития ТХ на уровне страны или экономического района и задачами технико-экономической эффективности и реализуемости решений по ТСС на уровне города или

промышленного центра. При этом под промышленно-жилой агломерацией (ПЖА) понимается совокупность взаимосвязанных городов и сельских поселений, обладающих общей поселенческой, градообразующей и производственной структурой, образом жизни (общением, перемещениями, занятостью, культурой и т.д.). Она возникает как правило на базе крупного города с населением 100-500 тыс. чел. и охватывает другие населенные пункты в радиусе 80-150 км и более. Образованию агломераций способствуют предпосылки, особенности, тенденции и концепции развития поселенческой структуры России. Такое рассмотрение и увязывание решений на каждом уровне с уровнем агломерации позволяет учитывать:

- существующее техническое состояние теплоснабжения городов и мелких населенных пунктов;

- технические особенности в развитии ТСС региона;

- комплексное рассмотрение централизованных и децентрализованных потребителей;

- основные направления и достижения НТП в оборудовании и системах транспорта энергии;

- изменяющиеся требования к надежности и комфортности теплоснабжения;

- экологические особенности и возможные ограничения для систем теплоснабжения отдельных населенных пунктов или объектов;

рыночные условия конкурентоспособности различных энерготехнологий и способов доставки тепловой энергии;

- особые социальные, гражданские и технологические требования потребителей энергии;

устойчивость решений в условиях неоднозначности прогнозируемых параметров и технико-экономических показателей.

В связи с вышеизложенным несомненна актуальность работы, связанная с уточнением методологии и совершенствованием методического аппарата для исследования и обоснования комплексного прогноза развития ТСС и в целом ТХ региона в соответствующих экономических условиях.

. Научная новизна. В диссертации впервые получены и выносятся на защиту следующие результаты:

- методология исследования и алгоритмическая увязка подходов и моделей для изучения основных направлении перспективного развития ТСС региона на базе комплексного рассмотрения ТХ промышленно-жилых агломераций;

- методология исследований основных направлений научно-технического развития ТСС и оценка их эффективности;

- научно-прикладные результаты и концептуальные положения развития систем теплоснабжения отдельных объектов, регионов Сибири, Дальнего Востока и России в целом.

Практическая ценность и внедрение. Предложенный подход и разработанная методика обеспечивают качественно новый уровень рассмотрения проблем ТХ при разработке перспективных направлений развития теплоснабжения страны и её территорий путем целенаправленного изучения ТХ промышленно-жилых агломераций, качественного обоснования возможных технических направлений развития теплоснабжения (с выделением наиболее приоритетных вопросов НТП), поиска рациональных энергетических балансов в увязке с экономикой и экологическими ограничениями.

Результаты работы использовались при разработке программ развития энергетики (включая теплоснабжение) Дальнего Востока и Сибири, в работах ВНИПИэнергопром, ВНИИКТЭП, ИЭиПНТП АН СССР, а также в других работах, выполнявшихся в СЭИ СО РАН. Комплекс программ и результаты определения, направлений сокращения потребления мазута в ТХ России переданы и получили внедрение в Управлении балансов ТЭР и в ГСУ перспективного прогнозирования развития ТЭК в Минтопэнерго РФ.

Апробация работы. Основные методические положения и результаты работы были обсуждены и докладывались на:

- Всероссийской конференции по экономическому развитию Сибири (1989 г., Иркутск, 1990 г., Тюмень, 1991 г., 1993 г., Новосибирск);

- Международном семинаре по исследованию трубопроводных систем энергетики (1989 г., 1992 г., Туапсе и 1994 г., Иркутск);

- Семинаре по агомно-водородной энергетике в ИАЭ им. И.В.Курчатова (1986 г., 1988 г., 1990 г., Москва);

- Всесоюзном симпозиуме СЭИ СО РАН (1986 г., 1990 г., 1995 г. Иркутск);

- Всесоюзной конференции по проблемам развития энергетики (1989 г., Киев);

- Всесоюзном научно-техническом совещании по системным исследованиям (1979 г., 1985 г., Ленинград, 1990 г., Иркутск);

- Международных конференциях (1987 г., Австрия, 1989 г., ЧСФР);

- Всесоюзном научном семинаре по комплексной оптимизации параметров (1981 г., Иркутск, 1982 г., Минск, 1984 г., Москва, 1985 г., Иркутск, 1986 г., Обнинск);

Республиканской научно-технической конференции по атомному теплоснабжению (1981 г., Киев);

- Секции развития и функционирования электроэнергетических и теплоснабжающих систем научного совета по комплексным проблемам энергетики РАН (1987 г., 1990 г., 1994 г., Москва);

- Международном семинаре по новой технике и технологиям в теплоэнергетике (1995 г., Гусиноозерск).

Публикации. Основные методические положения диссертации и результаты исследований опубликованы в 45 работах.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех частей, заключения и списка литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Часть 1. "АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ТЕПЛОФИКАЦИИ Глава 1. "Характеристика и социальные аспекты теплоснабжения".

Суммарное централизованное теплопотребление в России в 1995/96 гг. составляло порядка 1800-1850 млн. Гкал, что меньше, чем в предыдущий период более, чем на 10%. Наиболее отчетливо негативный процесс сокращения промышленного теплопотребления отразился на работе ТЭЦ и крупных котельных, доля производства тепла на которых сократилась на 25 и 13 % соответственно (по сравнению с 1990 г.).

Анализ состояния теплоснабжающих систем и теплофикации в новых условиях хозяйствования показал, что в тепловом хозяйстве накопилось много проблем и кризисных моментов:

- физический износ и моральное старение оборудования энергоисточников и тепловых сетей;

- дефициты тепловых мощностей практически во всех крупных городах России;

- несоответствие между масштабами систем централизованного теплоснабжения, их устаревшей структурой, низким техническим уровнем оснащения и строительно-монтажного исполнения;

- несоответствие качества поставляемого угля системам его сжигания - как в мелких угольных котельных со слоевыми способами сжигания, так и, зачастую, на ТЭЦ;

- практически повсеместное невыполнение санитарных норм по очистке дымовых газов и защите окружающей среды;

- катастрофический недостаток средств измерений, контроля и регулирования;

- слабая ремонтно-эксплуатапионная база, особенно в системах коммунального теплоснабжения;

- незаконченность реформирования системы управления, недостаточная проработанность законодательно-правовой базы, снижение инвестиционной деятельности.

К этому следует добавить проблемы технической политики, связанной с отсутствием объективных механизмов внедрения достижений НТП, недостатки систем централизованного и коммунального теплоснабжения.

Таким образом, в ТХ России сложившаяся ситуация х арактер изуется:

"•' - технической, технологической и организационной отсталостью и, как следствие, низкой экономичностью систем теплоснабжения всех типов и мощностей;

нарастающими явлениями снижения надежности теплоснабжения, проявляющимися в самых критических ситуациях;

- отставанием условий комфортности в зданиях от растущих требований населения;

снижением экономичности и ростом экологической напряженности от теплопроизводящих объектов.

В этих условиях решение многих актуальных задач преобразования ТХ России и ее регионов должно опираться на соответствующую научно-методическую базу.

Глава 2. " Особенности развития теплоснабжающих систем на современном этапе".

Одним из достижений в решении проблем развития теплоснабжающих систем городов и промышленных центров следует признать разработку теории и методов комплексного технико-экономического анализа развития систем теплоснабжения как сложного и многоотраслевого хозяйства страны. Этот метод получил широкое распространение в научных трудах С.Ф.Копьева, Г.БЛевенталя, Л.А.Мелентьева, В.Б.Пакшвера, Е.Я.Соколова, Е.О.Штейнгауза и ряда других авторов. На современном уровне этот подход приобрел новое качество как системных исследований развития топливно-энергетического комплекса страны. Здесь можно выделить работы А.А.Макарова, Л.А.Мелентьева, А.Г.Вигдорчика и других авторов.

Методическим вопросам определения сравнительной эффективности различных систем энергоснабжения городов и промышленных центров посвящены труды С.Я.Белинского, Н.И.Дунаевского, С.Ф.Копьева, Г.Б.Левенталя, Л.А.Мелентьева, В.Б.Пакшвера, Л.С.Хрилева и других. В этих работах сформулированы основные принципы сравнения различных вариантов тепло-снабжающих систем на основе приведения вариантов к равному энергетическому эффекту, предложены методы определения основных технико-экономических параметров источников энергии и тепловых сетей, а также различные подходы оценки соотношений между тепловой и электрической мощностями ТЭЦ для различных профилей теплофикационных турбин и с учетом режима работы ТЭЦ в энергосистеме.

Выбор оптимальных параметров энергоисточников, тепловых сетей и систем теплоснабжения в целом был предметом изучения большого числа исследователей и в, первую очередь, следует отметить методические разработки и публикации А.И.Андрющенко, Р.З.Аминова, С .-Я.Белинского, А.Н.Златопольского, А.М.Клера,

С.Ф.Копьева, В.П.Корытшпсова, Г.БЛевенталя, Л.А.Мелентьева, Л.С.Попырина, Е.Я.Соколова, Л.С.Хрилева и других.

Вопросам оптимизации параметров теплоносителя, схем и режимов отпуска тепловой энергии посвящены труды Н.К.Громова, Н.М.Зингера, С.Ф.Копьева, А.П.Меренкова, Е.В.Сенновой, Е.Я.Соколова, В.Я.Хасилева, А.Б.Хлудова, С.А.Чистовича, БЛ.Шифринсона и других.

Анализ научно-методических разработок в изучении ТСС, теплоисточников и тепловых сетей показал, что при обосновании направлений развития теплоснабжения недостаточное внимание уделялось региональному аспекту:

- комплексному анализу существующего состояния и тенденций развития теплоснабжения отдельных регионов;

- увязке технических, экономических и экологических вопросов как составных частей социально-экономического и энергетического развития региона.

С переходом к рыночной экономике необходимо также учитывать:

- многообразие форм собственности и видов хозяйственной деятельности;

- повышение экологических требований и платы за землю, воду и выбросы вредных веществ;

- рост цен и тарифов на топливно-энергетические ресурсы;

- активность населения в принятии решения по развитию объектов ТХ;

- структурные изменения в ТЭК России, связанные с ориентацией на газ, сокращение потребления жидкого топлива и сдерживаемое развитие ядерной энергетики;

- физический износ и старение оборудования действующих ТСС;

- надежное и бесперебойное теплоснабжение потребителей;

- ведущую роль энергетики и систем теплоснабжения в социальном и экономическом развитии регионов;

- повышение административно-хозяйственной самостоятельности территорий и усиление процессов поиска независимости региона от внешних условий энерго- и топливоснабжения.

Таким образом, на современном этапе стоят следующие основные задачи:

- вывод ТХ из кризисного состояния;

- поиск оптимального сочетания централизованных и децентрализованных ТСС;

- реконструкция существующих ТСС с учетом их надежности, экономичности и экологичности;

- совершенствование ТХ путем проведения активной энергосберегающей политики.

Отмеченные основные проблемы развития ТХ региона позволили автору наметить три основных направления исследований:

- определение тенденций развития теплоснабжающих систем;

- создание научных основ выбора оптимальных параметров, структуры и систем теплоснабжения;

- формирование стратегий развития теплового хозяйства страны и регионов на длительную перспективу.

Опыт автора (а также других исследователей) в изучении эффективности ТСС с различными энергоисточниками при обосновании перспективных направлений развития ТХ в различных регионах определил необходимость использования принципа иерархичности в решении подобных задач. Для изучения проблемы перспективного развития ТХ региона предлагается выделение задач на временном и территориальном уровнях.

На временном уровне (5-15 и более лет):

- вопросы технико-экономического обоснования и разработки предложений по схемам теплоснабжения населенных пунктов;

- долгосрочные программы развития НТП и перспективных направлений развития ТСС регионов.

В территориальном плане предлагается:

- на уровне страны изучать стратегические вопросы развития теплоснабжения и связанные с ними энергомашиностроительные базы (уровни и масштабы применения ПГУ и ГТУ ТЭЦ, АИТ, нетрадиционных и возобновляемых энергоисточников, рациональную структуру топливоснабжения);

- на уровне экономических районов и административных образований осуществлять поиск рациональных стратегий развития теплоснабжающих систем населенных пунктов с учетом их конкретного взаимодействия с энергетическими системами и основными промышленными и коммунально-бытовыми потребителями с уточнением условий топливоснабжения, режимов использования ТЭЦ в графиках регулирования электрических и тепловых нагрузок;

- на уровне промышленно-жилой агломерации увязывать решения, полученные на уровне городов и промышленных центров, определять экономическую эффективность и масштабы развития централизованных и децентрализованных систем теплоснабжения, оценивать эффективность инвестиционной политики на всей рассматриваемой территории с учетом влияния конкретных местных факторов и условий финансирования, учитывать экологические ограничения конкретных населенных пунктов и выбирать стратегию доведения существующих энергообъектов до допустимых санитарных норм и правил;

- на уровне городов и объектов определять варианты развития теплоснабжающих систем с различными энергоисточннками, находить оптимальные параметры систем при заданных экономических и стоимостных показателях, уточнять режимы работы энергообъектов по тепловому и электрическому графикам нагрузок, изучать свойства систем теплоснабжения с учетом специфики потребителей и культуры их развития.

Принятая иерархия задач исследования перспектив развития ТСС в значительной степени определила требуемую разработку совокупности подходов, методов и моделей.

Часть 2. "МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ И СТРА ТЕГИЙ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОВОГО ХОЗЯЙСТВА Глава 3. "Исходные принципы и методология разработки стратегии

развития теплоснабжения региона в условиях хозяйственной самостоятельности".

Главная цель развития ТХ региона состоит е определении путей наиболее эффективного с точки зрения всего региона использования энергетических ресурсов при производстве й транспорте тепловой энергии. Исходя из этого основными задачами развития ТХ являются:

- совместная оценка перспектив развития централизованного теплоснабжения и электроэнергетики региона с учетом местных условий, рациональной степени централизации теплоснабжения и комбинированного производства тепла и электроэнергии;

- определение направлений топливообеспечения региона, исходя из целесообразности использования качественных видов тошшва для объектов ТХ;

- поиск практических путей реконструкции существующих источников тепла и сооружение экономически и экологически эффективных новых энергоисточников, а также закрытие (или переоборудование) мелких неэкономичных котельных, работающих на низкокачественных видах топлива и оказывающих вредное воздействие на окружающую среду;

- оценка возможных объемов энергосбережения у теплоемких (химические, целлюлозно-бумажные и т.п.) и массовых мелких (коммунально-бытовых) потребителей;

- анализ последствий деконцентрации мощностей теплоисточников с точки зрения надежности энергоснабжения, сокращения материальных и денежных затрат на сооружение транзитных и магистральных тепловых сетей, воздействия на окружающую среду;

- разработка эффективных тепловых балансов энергии и мощностей при различных уровнях энергопотребления (независимо от ведомственной принадлежности) и оценка их экономической эффективности.

Для решения этих задач предложен подход, суть которого заключается в последовательном анализе состояния ТСС, окружающей среды и эффективности различных способов производства тепловой энергии с использованием математических методов и моделей, адекватно отражающих особенности и направления развития ТХ региона. Для определения перспективных направлений развития ТСС предлагается выделение следующих основных этапов:

- выявление основных проблем в развитии ТХ и обоснование возможных путей устранения "узких" мест;

- анализ влияния экономических, социальных, экологических и других условий на конкурентоспособность различных видов и форм теплоснабжения;

формулировка основных принципов построения и преобразования систем теплоснабжения и теплофикации в современных условиях;

- оценка уровней теплопотребления для рассматриваемых периодов с разбивкой по городам и населенным пунктам;

исследование технико-экономической эффективности теплоснабжения отдельных населенных пунктов или характерных представителей в своих группах (выделяемых: по количеству населения - крупные, средние, мелкие города и ПГТ; по видам топлива и по другим признакам);

- разработка сценариев развития теплоснабжения регионов с целыо их последующей детальной проработки и проектирования;

- формулировка задач НТП в краткосрочной и долгосрочной перспективе.

Реализация такого подхода потребовала разработки соответствующего инструментария (рис. 1).

Основу стратегии развития ТХ региона составляет сбалансированное производство тепла и электроэнергии в условиях минимизации расходования топливных и денежных ресурсов, удовлетворении социальных требований населения. Для постановки такой задачи с учетом приведенных выше рекомендаций необходимо выполнить привязку уровней энергопотребления области или экономического района к существующей сети населенных пунктов и объектов промышленности.

Анализ существующего состояния теплоснабжающих систем региона позволяет выявить основные недостатки допущенные в их развитии и наметить возможные пути устранения негативных последствий в ТХ. Плохо формализуемую задачу анализа существующего состояния теплового хозяйства региона автор предлагает решать экспертным путем на основе глубокого информационного анализа существующего состояния по основным

параметрам технического, энергетического и экономического функционирования.

Рис. 1. Принципиальная схема для исследования перспектив развития теплоснабжающих систем

Разработка собственно баланса производства тепловой энергии в агломерации представляет задачу, также полностью не формализуемую в силу присутствия при реальном развитии субъективных факторов. В этих условиях представляется обоснованным создание двух типов моделей теплового баланса агломераций: имитационной и оптимизационной. Главенствующая роль отводится имитационной модели, на которой должен осуществляться процесс адаптации теплового баланса к реальным условиям. Одновременно оптимизационная модель должна служить инструментом сопоставления большого числа различных вариантов по заранее назначенному критерию.

Глава 4. "Методический подход к оценке технико-экономической эффективности перспективных ТСС".

Научно-технический прогресс в теплоснабжении необходимо рассматривать как непрерывный поиск новых научных знаний и различных технических решений для:

- обеспечения высокой эффективности использования природных топливно-энергетических и материальных ресурсов;

- расширения возможностей использования низкосортных углей, ядерной энергии и энергии возобновляемых источников;

- снижения вредного воздействия на окружающую среду, включая безопасность энергоустановок для окружающих и создание безопасных условий эксплуатации;

- создания оптимальной производственной, технологической и территориальной структуры источников энергии, транспортных потоков топлива и режимов энергоиспользования;

- дальнейшего совершенствования методов и средств управления производством и развития научных исследований.

В энергетической стратегии России отмечается, что "разработка научной концепции долгосрочного развития теплового хозяйства России и ее регионов должна опираться на фундаментальные исследования эффективности, энергетической и социальной значимости, технических и экологических аспектов централизованного теплоснабжения. Концепции развития систем теплоснабжения должны предусматривать совместную выработку тепла и электроэнергии, особенно при использовании природного газа, регулируемость отдельных потребителей тепловой энергии, определение обоснованного масштаба теплоснабжения промышленно-жилых агломераций, поиск новых теплоносителей, существенно снижающих потери тепла при использовании разветвленных тепловых сетей."

Таким образом, коренное техническое перевооружение ТЭК является (наряду с перестройкой производственной структуры энергетики и решением вопросов энергосбережения) одной из центральных задач энергетической политики России.

Идея подхода к оценке эффективности технической политики в ТСС состоит в комплексном изучении технической, экономической и системной эффективности перспективных технологий. При этом наиболее изученная часть процессов представляется в агрегированном виде, а по остальным разрабатываются специальные модели. Такое целенаправленное моделирование позволило реализовать следующую принципиальную схему исследования основных свойств перспективных технологий (рис. 2), в которой выделены следующие направления моделирования:

- элементы оборудования и энергоисточники в целом;

- тепловые схемы энергоисточников;

- термодинамические и транспортные свойства теплоносителей;

- системы транспорта тепловой энергии;

- оптимальные (или рациональные) режимы работы основного оборудования энергоисточников и ТСС в целом;

- адаптация потребителей к изменениям конструктивных и теплозащитных свойств материалов.

Страна

Регион

ПЖА

ТСС

Энергоисточник

Режимы

Режимы

Транспорт

Потребитель

Тепловая схема

.1 .....

Оборудование

Свойства веществ

вода пар | газ

Теплозащитные характеристики

Норма

Поиск

Рис. 2. Принципиальная схема взаимоувязки исследований основных направлений развития НТП в ТХ.

Такое формирование математических моделей позволяет описывать практически любые ТСС и агрегировать их для соответствующего иерархического уровня (страна, регион, агломерация).

Постановка задачи выбора параметров ТСС совместно с обоснованием направлений их развития представлена в следующем виде. Необходимо определить такие режимные, конструктивные и системные параметры ТСС, при которых обеспечивается минимум функционала (расчетных затрат на ТСС в целом) - уравнение (1), при выполнении некоторых условий: рассматриваемая технология не убыточна для данной агломерации (неравенство 2) при найденных ценах на производимую энергию (3); обеспечиваются заданные балансовые уравнения по производству энергии (4) и (5).

тшЗСХ.У.ЗД) (1)

где Х={аТ>Ьч,Н„,Ьпк}, У={<5т,лг,0прат1!}, г={пт,п,1К,1п/10,/ц,арез}, при условиях

ЧДД=Е(Е^.(Ц!)-З1)/(1+(1)1>0, 1ет, (2)

! 1

ц^ц!!ЖА, (3)

А+Зпк-Ппк-Ьп^орт (4)

^•пт-Иж<ШПЖА, (5)

где Х- совокупность оптимизируемых режимных параметров ТСС (ат-коэффициент теплофикации или соотношение часовых тепловых нагрузок базисного и пикового теплоисточников; ,Ьп к- чисто

часов в год загрузки базисного источника по тепловому и электрическому графикам нагрузки и пикового источника по тепловому графику, соответственно); У- совокупность оптимизируемых конструктивных параметров элементов ТСС (РХ^Т,0ПК -

установленная единичная тепловая и электрическая мощность базисной установки и единичная тепловая мощность пиково-резервной установки; сЗтс- оптимальный диаметр транзитного участка тепловых сетей); Ъ- совокупность оптимизируемых параметров собственно ТСС в целом (пт,пП1.- количество установок базисного и пикового теплоисточников; I /10- расчетный температурный график сетевой воды; / - доля централизации потребителей к рассматриваемой ТСС; аре коэффициент резервирования, показывающий долю покрытия нагрузки при выходе энергоисточников из нормальных1 условий эксплуатации); Ц1, ЦРЖА - цена (или себестоимость) ¿-ой энергетической продукции (горячая вода, пар, электроэнергия, синтез-газ, техническая вода) ТСС и средняя для промышленно-жилой агломерации; ЧДД- чистый дисконтированный доход; доход от

продажи ¡-ой продукции на 1-ом шаге расчета; затраты,

осуществляемые на том же шаге; Т- расчетный период; (1- норма дисконта; () - расчетный отпуск тепла от рассматриваемой ТСС;

\УПЖА- предельная величина возможного производства электроэнергии для данной ТСС по условиям совместной работы с другими энергисточниками в графике электрической нагрузки.

Как и большинство формальных постановок задач оптимизации достаточно сложных технических систем, она не может быть формализована полностью, и поэтому ее постановку нужно понимать как совокупность неявных и достаточно сложных (часто дискретных и булевских) зависимостей, требующих кроме того соблюдения взаимосвязей нескольких иерархических уровней. В связи с этим для решения данной задачи используется метод декомпозиции, когда основная задача разбивается на ряд подзадач. В результате такого подхода практически все системы теплоснабжения (централизованные,

децентрализованные, локальные или местные) можно представить в виде комплекса элементов той или иной степени сложности.

Выбор параметров ТСС осуществляется поэтапно:

- на пфвом этапе рассматриваются отдельные элементы (оборудование, энергообъекты, схемы транспорта энергии, потребители) при заданных ограничениях со стороны ТСС;

- на втором этапе производится согласование полученных решений.

Таким образом, решение данной задачи сводится к управляемому итерационному процессу. Одновременно при решении задачи выбора параметров элементов ТСС используются различные методы (последовательного приближения, направленного перебора, комбинаторные, численного интегрирования и др.), на базе которых разработаны расчетные модели. Особенности отдельных моделей следующие.

Расчет тепловых схем. Расчет тепловых схем заключается в решении "системы' уравнений материальных и тепловых балансов основных ее элементов. Число переменных такой системы, как правило, больше числа уравнений. Для ее решения часть переменных доопределяется с использованием алгоритмов из теории графов.

Расчет схем ГТУ производится методом последовательных приближений путем выбора значений основных параметров, их последующим уточнением в зависимости от свойств рабочего тела, расчет процесса расширения газа в ГТУ - с определением показателей установки для конкретного топлива.

Для расчета схем ПГУ ТЭЦ с котлом-утилизатором (небольшой мощности) используется термодинамический метод синтеза теплообменной аппаратуры.

Свойства теплоносителей. Термодинамические свойства воды и водяного пара и газов заданы эмпирическими уравнениями. Свойства газовых смесей вычисляются по выражениям, применимым для смесей идеальных газов.

Конверсия и синтез метана. Расчет реакций конверсии (синтеза) метана с водяным паром осуществляется на основе расчета равновесного состояния путем решения системы уравнений: материальных балансов С#4, Н^О,СО,Н^ и СОп; суммарного мольного расхода

газовой смеси; закона действующих масс с учетом уравнений констант равновесия; теплового баланса.

Тепловой расчет турбин при переменных режимах работы. В общем виде задача заключается в определении мощности турбины (Ит) при изменении параметров теплопотребления и расхода острого пара:

Ыт = Р(0о^1'12'^'Оп>Рп)> (6)

где 0о- расход острого пара на турбину; расход и темпе-

ратуры сетевой воды на входе и выходе; Оп,Рп- расход и давление пара для технологических нужд.

В основе модели лежит метод вычисления распределения давления пара по отсекам проточной части турбины по известной формуле Стодола-Флюгеля:

1 Со = Ь'о^Л^-ЪхУ^о-Ъо) . (7)

где в - расход пара через отсек турбины; Т - абсолютная температура пара на входе в отсек; РрР9- давление пара на входе и выходе из

отсека; индекс "х" относится к переменному режиму, а индекс "о" к расчетному.

В процессе определения показателей по отсекам турбины рассчитываются все термодинамические, расходные и энергетические характеристики при изменении режима теплопотребления или работы турбины по заданному энергетическому графику нагрузки.

Режимы теплопотребления задаются графиком продолжительности отопительной нагрузки (график Россандера) и укрупненными графиками промышленного теплопотребления.

Солнечное теплоснабжение. Для расчета систем солнечного теплоснабжения используется полуэмпирический Г-метод. В общем случае задача заключается в поиске такой площади солнечных коллекторов (А), чтобы обеспечить заданную тепловую нагрузку (Ь) при некоторой величине I", характерной для заданной местности или периода времени года. Для решения задачи с использованием критериев экономической эффективности необходимо определить:

шшЗ (Ц,А,НТ ,^,ЦЭ), (8)

при условиях

(9)

А<А (10)

тах к '

где 3 - суммарные приведенные издержки в ТСС с солнечными коллекторами; Ь-,НТ,Г- тепловая нагрузка, солнечная радиация и

1 Ц 1

коэффициент замещения в 1-ый месяц; , У- безразмерные величины

для 1-го месяца, показывающие отношения тепловых потерь солнечного коллектора и количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора, к тепловой нагрузке; Цэ- цена энергоресурса данной ТСС

(топливо, электроэнергия); Атах- предельная площадь солнечных коллекторов (например, по условиям кровли).

Выбор параметров и структуры ТСС неразрывно связан с определением наиболее целесообразных областей их применения. В

общем виде задача определения возможных областей применения перспективных энерготехнологий состоит в определении граничных значений расчетных тепловых нагрузок, для которых имеет место максимальная эффективность технологии при различных сочетаниях исходных условий. Таким образом, необходимо для 1-той технологии

найти такое значение 0ор при котором

где Цт1, Цт1.,, Цт1+1- цены на тепловую энергию рассматриваемой и

конкурирующих технологий; Ц?1ЖА- средние цены по другим видам продукции в ПЖА; р - плотность тепловых нагрузок.

Постановка задачи ориентирована на поиск минимальной цены на тепловую энергию (ЦТ|) при постоянных ценах (равенство 15) на

другие виды продукции (средние по ПЖА).

Решение подобной задачи осуществляется в несколько этапов:

- анализируется техническое состояние существующих ТСС;

- определяются конкурирующие технологии и себестоимость (цены) их продукции;

- для каждой технологии определяются единичная тепловая мощность и предельное количество блоков;

- определяются полные инвестиционные и ежегодные издержки с учетом удорожающих коэффициентов (территориального, климатического и сейсмичности) и динамика строительства (реконструкции или модернизации);

- рассчитываются цены на энергию для получения положительного значения ЧДД (если условие не выполняется, то происходит изменение 0ор или меняется конкурирующая технология)

с учетом условий (14) и (15).

Разработанный подход к поиску рациональных областей использования различных технологий производства энергии позволяет определять эффективность ТСС в условиях рыночной экономики. Основная идея реализована в виде совокупности математических моделей, позволяющих рассматривать:

- ТСС как единую технологическую систему (энергисточник-сисгема транспорта-потребитель);

(12)

при условиях

ЧДД^ГЕЯ^, Цт1)-3() /(1-(1)1>0, I еТ, I М '

цги>цт1<цт|+1,

(14)

(15)

(13)

ц,=ц,ПЖА,

- энергоисточники с различными видами первичной энергии (уголь, газ, жидкое топливо, электроэнергия, ядерная энергия, солнечная и геотермальная энергии);

- различные схемы транспорта энергии (горячая вода, пар, газ, газовые смеси, электроэнергия);

- потребителей тепловой энергии с учетом возможностей регулирования тепловой энергии и энергосбережения.

Энергоисточники. При моделировании энергоисточников выбор состава основных и пиково-резервных источников определяется по выражениям:

п1И=епй'ег[(1-ат)-др/дп1:], (16)

(пт-1).0т+ппк-дп1.>др-«рез, (17)

где Р - расчетная тепловая нагрузка; а - доля обязательного с

точки зрения потребителя резерва.

Капиталовложения в энергоисточники определяются через удельные показатели установок-аналогов:

к=кА-(с>/дА)п, (18)

где к^ - удельные капиталовложения в установки-аналоги; Q,Q/^-

мощности расчетной установки и установки-аналога, соответственно; п - показатель регрессии.

Транспорт энергии. Для укрупненных расчетов капиталовложения в водяные тепловые сети определяются по выражениям, полученным на основании аппроксимации показателей, рассчитанных для большого числа вариантов:

кт=кт-(1300/дтр)"-дюр-ьт-пт^„, (19)

Км=км-(Омр/боо)п-дмр.ьм(Р,дмр).пм , (20)

^^^'^Лр^Л^Л' (21)

где Кт,Км,Кр- капиталовложения в транзитные, магистральные и распределительные сети; дтр,ди,дрр- расчетная величина теплового луча транзитных, магистральных и распределительных сетей; кт, км, кр- удельная стоимость прокладки транзитных, магистральных

и распределительных сетей на единицу длины; Ьш- длина теплового луча транзитного участка; Ьм(р, дмр), Ьр(р, (¡)рр)- длины магистральных и распределительных участков сетей как функции плотности (р) и величин тепловых нагрузок (д„рС>рр); пш,пм,пр- число

соответствующих тепловых лучей; (рп- поправочный коэффициент на грунтовые условия и конструкцию теплопроводов; п - показатель регрессии для соответствующих сетей.

Аналогичным образом рассчитываются паровые и газовые сети, а электрические сети и подстанции - через удельные показатели.

Системы отопления зданий. Рассматриваются три принципиально отличные друг от друга системы отопления здания: водяного отопления с конвективными радиаторами теплообмена; воздушного отопления на базе электронагревателей; радиационного отопления с газовыми горел-ками инфракрасного излучения.

В общем виде капиталовложения в абонентские установки (Каб) можно выразить следующей зависимостью:

О + аре^+кэ^'^-п (22)

где к а5-удельные капиталовложения в местные отопительные установки жилых и общественных зданий с радиаторами (или газовыми горелками инфракрасного излучения); агег- доля увеличения затрат на установку средств контроля и терморегулирования; удельные капиталовложения на усиление домовых электрических сетей; V/ - мощность домового ввода на 1 чел.; п - среднее число людей (обычно равняется удвоенному числу жилых комнат).

Методология подхода к определению уровней и масштабов развития различных энерготехнологий опирается на необходимость тесной увязки развития ТСС с развитием отраслевых систем энергетики, как составляющих ТЭК страны или региона. В качестве основного параметра принята тепловая нагрузка ТСС, состоящая из совокупности энерготехнологий, обеспечивающих тепловой энергией соответствующую группу потребителей.

В зависимости от количества выделяемых в модели ТЭК страны или региона узлов происходит формирование структуры и количества агломераций. Например, при рассмотрении в целом ТЭК России с выделением экономических районов представляется целесообразным в каждом районе провести ранжировку агломераций по следующим основным признакам: суммарной величине тепловой нагрузки агломерации, доли ТЭЦ, степени централизованного теплоснабжения и т.д., что позволяет в значительной степени сократить размерность модели. Блок теплоснабжения в модели ТЭК страны был подготовлен инж. С.А.Кочановым.

Для решения задач выбора параметров, областей применения и масштабов развития ТСС свойства технологий представляются следующей системой уравнений:

Qr(t)=f,(Q(t),Hq(t))

Dr(t) = f2(D(t),Hd(t)) W(t)=f3(N(t),Hw(t)) K=f4(KH>Kc,Kn) • KH =f5(kH, K0(S0), КД(Н), N(t),Q(t), D(t)) (23)

Kc=f6(k,p>Q(t),p,D(t)) H=f7(K, в,Рь,ипр) B=fg(bw,bq,bd,Qr(t),Dr(t),W(t)) Cz=f9(B,H,S0)

где W(t), Q' (t), Dr(t)- количество электроэнергии и тепла соответствующего потенциала, производимого описываемой технологией в год t; Q(t), D(t) - производительность технологии по теплу для коммунально-бытовых и промышленных целей в год!; Hq(t),Hd(t)- число

часов использования установленной соответствующей тепловой мощности в год t; N(t)- электрическая мощность технологии в год t; Hw(t)- число часов использования установленной электрической мощности в год t; К- суммарные капиталовложения в технологию (для действующего оборудования это в основном затраты на реновацию); Ки,Кс,Кп- суммарные капиталовложения в источники энергии,

системы транспорта энергии и системы вьщачи энергии потребителю (последнее позволяет сравнивать или учитывать принципиально разные энергоносители например, горячую воду, газ, электроэнергию, химические носители и т.д.); k,,,!^ - удельные капиталовложения в

источники энергии и систему транспорта (в основном для вновь вводимого оборудования и при увеличении радиуса теплоснабжения); K0(S„)- капиталовложения в системы очистки дымовых газов в зависимости от требуемой степени их очистки (S0); Кд(Н) - капиталовложения в дымовую трубу как функция ее высоты (Н); И- общестанционные издержки; В- годовой расход первичных энергоносителей; Рь- стоимость первичного энергоносителя; Ипр-прочие текущие издержки; bw,bq,bd- удельные расходы первичного

энергоносителя на производство электроэнергии и тепла необходимого потенциала; С - концентрация z-ro вредного вещества,

выбрасываемого в атмосферу в районе действия технологии; р-теплоплотность района.

Таким образом, удается для каждой технологии в рамках принятых ограничений по виду топлива и его стоимости, условий работы с энергосистемой и участия в регулировании теплового графика нагрузки определить основные показатели технологии (затраты и инвестиционные издержки, состав оборудования, расходы топлива на производство тепла и электроэнергии, долю основных и пиково-резервных источников и т.д.), которые в дальнейшем используются в модели ТЭК региона в виде агрегированных показателей. На моделях ТЭК определяются масштабы развития технологий с оценками их системной эффективности. Однако для учета экологических особенностей региона необходимо рассматриваемые ТСС согласовать с экологическими ограничениями, что невозможно сделать в данной- постановке. Такое согласование возможно при выделении уровня агломерации (промышленно-жилой агломерации). Глава 5. "Методические положения исследования основных направлений развития теплоснабжающих систем ".

Научно-методическая база для решения перспективных вопросов развития ТХ регионов должна давать возможности учитывать федеральные, территориальные (субъекты РФ) и местные (населенные пункты) интересы. Это обусловлено как локальными интересами отдельных территорий, так и заинтересованностью федеральных органов управления в стабильном развитии всех территорий РФ.

Реализация этих интересов возможна в рамках двухэтапного решения задач концептуального, стратегического и тактического планирования развития ТХ региона. Суть предложенной двухэтапной схемы состоит в разработке вариантно-избыточных решений на каждом нижнем уровне территориальной иерархии и передаче этой информации на верхний уровень, где и осуществляется выбор компромиссного решения. При таком подходе можно учесть:

- условия топливо- и энергоснабжения региона в целом;

- климатические особенности и состояние существующих систем теплоснабжения населенных пунктов;

- подготовленность ТСС и ТХ региона в целом к внедрению новых энерготехнологий с максимальной для региона эффективностью;

- ограничения по трудовым, материальным и денежным ресурсам населенного пункта и региона в целом.

Общая схема взаимодействия задач развития ТХ региона, агломерации и населенного пункта представлена в табл. 1, суть которой состоит в следующем.

1. Рассматриваемый регион (область, край, республика) представляется в виде совокупности ПЖА, которые в свою очередь

условно образованы из совокупности взаимосвязанных городов, ПГТ и сельских населенных пунктов. Выделенные ПЖА "покрывают" всю территорию региона, включая сельскохозяйственный сектор.

Таблица 1

Энерготехнологии Ограничения Критерии Документы

Регион Теплофикация, котельные, АИТ, ВЭР и ВИЭ, децентрализованный сектор Топливо, капиталовложения, ресурсы, экология, машиностроение Затраты, безработица, дефицит трудовой силы,материалы, ИМП,сроки выпуска оборудования Энергетическая программа, схемы отраслей, ТЭО, ТЭД

Промышленно-жилая агломерация ГТУ, ПГУ, ТЭЦ, котельные (крупные, средние,мелкие), ACT, АТЭЦ, АСДТ, тепловые насосы, солн. теплоснабж., ТБО, индивид.системы Топливо, капиталовложения, ресурсы, экология Затраты, ЧДД, емкость атмосферы, материалы Схемы теплоснабжения ПЖА, ТЭО, ТЭД, инвест, проекты и предложения

Населенный пункт ГТУ(авиационные и су-довые,мелкие, крупные) ПГУ (КУ, ВЦГУ. НПГ, ВПГ, крупные, мелкие), ТЭЦ(турбины Т, ПТ, Р) котельные (КВГМ, КВТК. КАТг, ТКУ, Братск, мобильные, КМТ, КЭВ, МЭК), тепловые насосы (паро-компрессионные, аб-| сорбционные) Надежность, топливо, экология чдц, внутренняя норма окупаемости, себестоимость Схемы ТСС, ТЭО объектов, бизнес-планы

Примечание: ИМП - интегральный метеорологический показатель. Сокращения относятся к типам источшшов, оборудования и другим обозначениям, не имеющим принципиального значения для характеристики схемы принятия решении.

2. Исходя из общих (концептуальных) направлений развития энергетики и ТХ страны или экономического района, формируются условия:

- взаимодействия регионов по энергетическим ресурсам (экспорт, импорт топлива и электроэнергии);

- возможности широкомасштабного вовлечения достижений НТП в сферу производства (предполагаемые сроки освоения и начала массового развития различных энергетических технологий);

- предполагаемые инвестиционные вливания в развитие энергетики региона (бюджет, кредит, продажа пакетов акций на освоение природных ресурсов, дотации).

Тогда основной задачей комплексного развития теплоснабжения ПЖА становится поиск оптимальных путей перехода от существующего состояния теплоснабжения городов и населенных пунктов к будущему при заданных:

- соотношениях между производством энергии и ее спросом;

- требованиях к качеству тепловой энергии и надежности теплоснабжения;

- условиях возможного воздействия на окружающую среду и возможных ограничениях на эти воздействия;

- социальных и экономических акцентах.

Общая постановка задачи выглядит следующим образом. Пусть имеется совокупность населенных пунктов (Б7), в каждом из которых потребляется некоторое количество электроэнергии тепла в

промышленной (Б^) и коммунально-бытовой ((^) сферах.

Населенные пункты отличаются друг от друга плотностью застройки (р) и количеством проживающего в них населения (Ь), что выражается

некоторой зависимостью р). В настоящий момент эти

потребности обеспечиваются совокупностью существующих

технологий (I), производящих тепло нужного потенциала (0£ . ) и

Ч Ч

электроэнергию ). Под технологией понимается процесс

производства и доставки энергии потребителю, обладающий некоторой совокупностью технико-экономических характеристик, меняющихся во времени.

В текущий момент времени условия энергобаланса соблюдаются, однако при прогнозировании изменяются: а) спрос на энергию; б) условия выполнения существующими технологиями баланса энергии (в следствие демонтажа оборудования); в) условия конкуренции на рынке энергоресурсов и технологий; г) условия взаимодействия с окружающей средой. Это выражается в изменении соотношений прежнего баланса и появлении новых конкурирующих технологий (Л).

Для нового баланса необходимо найти такое сочетание ьых (существующих) и з"-ых (новых) энерготехнологий (соответственно и их параметров), при котором обеспечивается минимум суммарных приведенных затрат для агломерации в целом на конец расчетного периода (уравнение 24), выполняются условия баланса энергий (25)-(27) и выбираются максимально эффективные энерготехнологии, с точки зрения удовлетворения различных технико-экономических условий (28)-(38), (42) и (43) и экологических ограничений (39)-(41).

ттЗГ1ЖЛ(Дд,Д0,ЛН,д>0,Ы)= I (I 3| + х 3: )=

ГеР 1е1г { 3^ = I ( I (3„;г +3С: + 3„= + 3,; ) + Х(3„, +3 +3„: +3.)) (24)

где 3Н,3С,3П,33 - приведенные затраты на ¡-ю (или j-ю) систему теплоснабжения, состоящие из затрат на источники и систему транспорта энергии, потребительские вводы энергии и экологические издержки для каждого Г-го потребителя (или населенного пункта). Система условий и ограничений включает: - подсистему уравнений электрического и тепловых балансов:

Е( +ДН )-Н + I N -Н )> X^ (25)

I (с>. + д<з. )-н . + I д. -н . (26)

'Г 'Г Ч1{ Д * Г

I (О. +АО; )-Нн; +10. -н.. , (27)

шг 'Г Jf г'

где АЫ- , ДО- , ДО- - изменение электрических и тепловых мощностей

в Г-ом населенном пункте для существующих технологий 1; , , N ^ - тепловые и электрическая мощности новых технологий

j в Г-ом населенном пункте; Н^, Н^, Н^ - загрузка установленных

мощностей 1-ых технологий в годовом разрезе (аналогично и для ^ых технологий);

- подсистему условий работы энергоисточников по графикам тепловой и электрической нагрузок:

где Н . Н - нижняя и верхняя границы возможного изменения

¿I1II1

числа часов использования установленных мощностей для каждой энерготехнологии;

- правила выбора направлений развития технологий: а) существующих

= ОприТ1г <Ттах <ОприТ^ >Ттахи

п риДО (и/или АО- ) < ^ 'Г

= 0 <0

>0пРиЦфг <Щд

Г-0

п риМЗ; (и / или А01 ) < < 0 г г >0

(30)

(30а)

(306)

(31)

(31а)

(316)

= 0приТ;г <Ттах дд^ (или ДО;г)< <0 приТ]{. >Ттах и Ц^ >ЦЧ >0приЦфг<Цч

(32)

(33)

(34)

N.

б) новых

Г=0при ЧДД^сО ^ ]>0 при ЧДД^>0

Г=0 при ЧДД. <0

О- (или О- ) < '

^ |>0 при ЧДД ^ >0

(35)

(36)

(37)

(38)

где выражения (29) и (32) не приводят к изменению состояния системы при времени работы оборудования (1) ), не превышающем предельного срока (Ттах); выражения (30), (31) и (33), (34) фиксируют

демонтаж, реконструкцию, модернизацию или замену оборудования в зависимости от цен покупки энергосистемой электроэнергии (ДЛ.) и

цен на тепло (Ц^);

- подсистему ограничений по экологическим показателям: (С? + С,,)/ПДК7.<1 (39)

(4;г )/п+ (4ох +%ох )/пДкл'0х *1 <4°) (СФ + С; )/ПДК7 ¿1 (39а)

(40а)

(ссо+суСо)ШДКсо£1 (41а)

где С^ ,^со' Фоновая концентрация выбросов золы,

БОх, ЫОх и СО в районе действия технологии 1 или

Сг,Су0 , Сд,у , С^-концентрация выбросов золы, М?х и СО в

районе действия технологии 1 или

ПДКг, ПДК^0 , ПДКда ,ПДКС(?- норма предельно допустимой

концентрации золы, Юх, АЮх и СО в окружающей среде;

- подсистему технических условий участия технологий в процессе развития:

А' • < А'' < А' тт тах (42)

А-' • < А-1 <А->

тш тах

где Атт, Атах- предельные величины различных ограничений

(напри-мер, минимальная и максимальная высота дымовой трубы, предельная степень очистки дымовых газов и т.д.);

- ограничения по объемам и видам топлива:

В'^В^В^.геЯ (43)

где В^ - возможный объем топлива типа г для города ^ если он может

меняться в рамках некоторых значений.

Таким образом, выбор типов технологий .¡), их основных показателей (Д(У ,ДО- .ДИ- ,0- ,0- ) и моментов их вывода на

рынок технологий определяется по нескольким критериям. Основной критерий - минимум суммарных приведенных затрат для агломерации в целом (уравнение 24) - позволяет определять основную финансовую политику в развитии ТХ агломерации. Одновременно для каждой технологии (развиваемой или новой) определяется локальная эффективность вложения инвестиций с помощью критерия ЧДД и стоимости продукции. Однако критерий ЧДД дает только знание о

положительной рентабельности технологии при принятой норме дисконтирования, показывая, что если ЧДД больше или равна нулю, то данная технология не убыточна и может участвовать в конкуренции.

Учет фоновой концентрации вредных веществ позволяет целенаправленно управлять политикой взаимодействия объектов ТХ с окружающей средой, предполагая при этом, что каждая рассматриваемая технология должна выполнять ограничения по ПДК вредных веществ. Для этого предлагается введение экономического способа учета влияния степени очистки дымовых газов и высоты дымовой трубы на увеличение инвестиционных и ежегодных затрат. Минимизация расчетных затрат на очистку дымовых газов и на увеличение высоты дымовой трубы является мерой экологической чистоты технологии при поставленных условиях. В случаях, когда условия выполнить не удается или затраты на очистные мероприятия очень велики, допускается вывод данной технологии из решения.

С помощью ряда условий выдерживается перебор стратегий развития технологий в разумных пределах. Так, например, с введением допустимого диапазона значений показателей по числу часов в год использования установленных мощностей (электрических и тепловых) появляется возможность снизить влияние дефицита мощностей на выбор оптимального решения. Это особенно важно при решении задач развития ТХ агломерации в динамике, так как позволяет сглаживать баланс между производством тепловой энергии и ее спросом для каждого момента времени. Это приближает варианты решений к действительному положению дел, когда на практике не удается сразу ликвидировать дефициты тепловой энергии. Таким же образом можно задавать и условия надежности теплоснабжения, выразив необходимые затраты через величину установленной мощности технологии или с помощью других показателей. Показатель плотности тепловых нагрузок позволяет учесть транспортную составляющую, перебирая технологии от крупных (централизованных) до мелких (децентрализованных), варьируя тип энергоносителя (горячая вода, электроэнергия, газ), учитывая разрозненных потребителей (небольшие города и ПГТ) в общем топливно-энергетическом балансе агломерации, что, как правило, до сих пор не делалось.

Решение такой задачи сводится к поиску баланса производства энергии на существующих и новых энергоисточниках. Использование в качестве критерия минимума приведенных затрат предопределяет приведение (дисконтирование) в сопоставимый вид всех финансовых потоков (капиталовложений, издержек, прибыли).

Сложность задачи не позволяет перебирать всю гамму технологий, поэтому на первом этапе делается акцент на определение для каждого потребителя (или совокупности потребителей) только

типа технологии, основных её показателей и оптимальной траектории вывода новой технологии на рынок производства энергии. Для этого в конкуренцию между собой вводятся принципиально различные технологии . (например, ТЭЦ и котельные, котельные и электробойлерные, крупные и мелкие и т.д.), что способствует определению основных направлений вложения инвестиций и мест их максимальной эффективности. Такое упрощение позволяет для решения задачи использовать симплекс-метод. При необходимости введения дискретных параметров используется симплекс-метод с последующим ветвлением.

Для решения данной задачи был также опробован комплекс-метод с последующим разветвлением результатов решений. Суть комплекс-метода сводится к тому, что система ограничений задачи погружается в выпуклый многогранник (точнее, гиперпараллелепипед), описываемый с помощью отрезков переменных задачи в форме "от-до", внутрь вбрасывается случайным образом комплекс, точек, который и движется по правилам метода (движение к вычисленному центру тяжести группы точек, с контролем принадлежности движущейся точки области допустимости) к точке оптимума. При сложных невыпуклых и овражных функциях процесс повторяется несколько раз. Получаемое семейство решений в дальнейшем используется при анализе устойчивости решений в условиях неопределенности исходной информации.

Для решения описанной задачи под руководством автора разработан вычислительный комплекс, который в настоящее время содержит справочно-информационную систему состояния объектов теплоснабжения и систему моделей.

Модель прогнозирования уровней теплопотребления агломераций и населенных пунктов. Задача этой модели заключается в увязке общих уровней теплопотребления региона с уровнями теплопотребления населенных пунктов:

Q«н=¿Q»«1(N„.c,S,tIlp,q1) + J;AQ«„J(Nя.c,t„ip), • (44)

> ]

Опр -1(2«,., !у( + 1ДР„р ,(9»«,). (45)

' з

где (?1ф,Ожкх - перспективный'уровень теплопотребления промышленности и ЖКХ; Ынас,8Днр,я5- прогнозная численность населения на

рассматриваемый период, норма жилья на человека и расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления здания для 1-ого населенного пункта и удельная норма тепла, соответственно; Д(3ЖКХ- теплопотребление ЖКХ для поименно не

рассматриваемых ^ых населенных пунктов; доля ЖКХ в величине теплопотребления промышленности для поименно рассматриваемых

населенных пунктов ¡; Л0пр - теплопотребление промышленности для

поименно не рассматриваемых >ых населенных пунктов.

Методами прямого счета удается охватить только крупные населенные пункты (¡), для которых разрабатываются ТЭО и схемы теплоснабжения (в настоящее время различными организациями разработано более 350 подобных проектов). Для остальных населенных пунктов (¡) разрабатываются в лучшем случае предложения по теплоснабжению отдельных потребителей.

В основу решения этой задачи положен следующий подход:

- для заданных временных интервалов (5, 10, 15 и более лет) строится прогноз изменения численности городского и сельского населения в регионе, агломерации, отдельных городах и усредненно в группах сельских населенных пунктов;

- на основании прогноза численности городского населения определяются величины теплопотребления в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) городов и ПГТ (отопление и вентиляция жилых и общественных зданий, горячее водоснабжение населения);

- уровни теплопотребления ЖКХ городов и ПГТ, а также сложившиеся пропорции промышленного теплопотребления областей и крупных городов служат основой для прогнозирования величин промышленного теплопотребления в них;

- усредненно определяются уровни теплопотребления в сельских населенных пунктах, складывающиеся, в свою очередь, из теплопотребления промышленного и жилищно-коммунального.

При укрупненных расчетах используется метод нормирования расхода тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение в зависимости от типа здания, этажности и климатических характеристик района. Для анализа этих показателей при строительстве с использованием новых конструкций и материалов разработана специальная модель. В основу ее положен подход к определению теплопотерь зданий в зависимости от их конструкций:

С?о = а-Ч.0,-1в)-Ун.(1 + /<), (46)

ц = Р / Б • [Кст + <ра • (Кс к - Кст) + (цг, ■ К1]Т + • Кпл) / Н] (47) где <30- расчетная тепловая нагрузка здания; а - поправочный климатологический коэффициент; q - удельная тепловая характеристика здания; 1:в,1н- температуры воздуха внутри и снаружи здания; Ун - наружный объем отапливаемого здания; ц - коэффициент инфильтрации; РАН- периметр, площадь и высота здания; Кст,Кок, Кпт, Кпл - коэффициенты теплопередачи стен, окон, потолка верхнего и пола нижнего этажей; <р0- коэффициент остекленения; у/^, - поправочные коэффициенты на расчетный перепад температур для верхнего и нижнего горизонтальных ограждающих конструкций.

Для многослойных стен и других элементов ограждающих конструкций вычисляются соответствующие коэффициенты теплопотерь.

Тепловой баланс региона. Задача составления баланса производства тепловой энергии региона рассматривается как последовательная процедура изменения состояния систем теплоснабжения. Пусть ¡-ый вариант теплоснабжения региона формально определяется как некоторый вектор величин:

$={0^(0,^,0,^}, <48)

где элементы структуры систем теплоснабжения, выраженные мощностью теплоисточников введенных или измененных

(демонтируемых, реконструируемых) в момент времени I; Б; - внешние условия функционирования ТХ региона (например, ограничения на объем использование топлива соответствующего качества); (}„- вектор годовых потребностей п-ой категории тегоюпотребителей региона; Ъ^-

вектор эксплуатационных условий теплоисточников, определяемых требованиями надежности, экологичности, состоянием оборудования и другими социально-экономическими условиями.

Для решения этой задачи используется информация, содержащаяся в базе данных и касающаяся как элементов структуры теплоисточников, так и населенных пунктов региона. Для составления агрегированных балансовых уравнений производится количественная ранжировка насаленных пунктов по величинам тепловых нагрузок (категориям), результаты которой используются в дальнейшем при выборе источников тепловой энергии (ТЭЦ, ГРЭС, АЭС и крупных котельных). Пообъектное описание ТЭЦ и крупных котельных (тепловой мощностью более 20 Гкал/ч), имеющееся в базе данных, позволяет имитировать ситуации с вводом или демонтажом (заменой, модернизацией) основного оборудования. В процессе работы с имитационной моделью можно изменять не только сроки работы основного оборудования ТЭС, но также режимы загрузки по тепловому и электрическому графикам нагрузок, воздействовать на различные удельные показатели работы станций (расход электроэнергии на собственные нужды, расход топлива на производство соответствующей продукции и т.д.), вводить, наконец, новые теплоисточники. В конечном итоге это и формирует ту или иную стратегию развития ТСС и определяет ее технико-экономические параметры (суммарный расход топлива, отпуск тепла и электроэнергии, и др.) для каждой категории городов.

Одновремешю оценивается поведение в перспективе различных категорий котельных (крупных, средних, мелких) и других энергоисточников (теплоутилизационных установок, электробойлерных, прочих). В качестве замыкающего балансового источника

используются котельные, обоснованность количества мощностей которых в дальнейшем специально анализируется по эффективности годовой загрузки их оборудования.

Адаптация ТСС к требованиям экологии. Решаются две взаимосвязанные задачи:

- поиск для каждого теплоисточника приземной концентрации вредных веществ, не превышающих соответствующие нормы ПДК;

- определение минимальных затрат на систему очистки дымовых газов от вредных веществ при заданной их допустимой концентрации.

1. Рассеивание вредных веществ от N теплоисточников. Для этого вычисляются приземные концентрации вредных веществ, опасная скорость ветра и расстояния, на которых отмечаются максимальные концентрации, по выражениям:

Си=А-Мц-¥-т-п-ам /(Н? • ^ ■ ЛТД (49)

и.^Р^ЛТ,,^), (50)

Х>ГТ2(Н„¥,й), (51)

где С^- приземная концентрация _)-го вредного вещества для 1-го энергоисточника; А - коэффициент температурной стратификации атмосферы; М— масса выброса .¡-го вредного вещества от ¡-го

источника в атмосферу; Р - коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере; ш, п - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из трубы; аы-коэффициент учета рельефа местности; Н, - высота дымовой трубы; у -расход газовоздушной смеси; ДТ- разность температур выбрасываемой смеси и наружного воздуха; и^- опасная скорость ветра; X— расстояние, на котором отмечается максимальная

концентрация вредных веществ; с! - постоянный коэффициент.

Решение задачи осуществляется графически, т.е. для каждого источника строятся кривые распределения концентраций при неблагоприятных ветровых условиях. Это позволяет производить сложение концентраций и определять суммарные, не прибегая к полному перебору направлений ветра от одного на все остальные источники. При этом рассматривается два варианта направления ветра: с 1-ого на Ы-ый источник и в противоположном направлении.

2. Выбор системы очистки дымовых газов производится, исходя из вычисленных приземных концентраций вредных веществ и норм ПДК. При этом решается задача, минимизации затрат на дымовую трубу и систему очистки:

1гипЗ = Зтр(Ктр) + 30[сДН, КПД0^Мц),К^,И0^], (52)

Кгр = Р(Н ,Дю), (53)

^ <<и(У,0)<штах(Н), (54)

где Ктр- капиталовложения в дымовую трубу, которые являются основ-ным параметром затрат Зтр(Ктр), и зависят от высоты (Н) и диаметра устья (О) дымовой трубы, а также скорости выхлопа (а) дымовых газов; V - объем дымовых газов; ®,шп, - минимальная и максимальная скорости дымовых газов; 30 - приведенные затраты на систему очистки; с, - предельная величина концентрации ьго вредного вещества, по которому выбирается система очистки; КПД^- эффективность ]-ой системы очистки дымовых газов; К,^, И,^- капиталовложения и издержки в >ую систему очистки; М^- масса выброса

вредного вещества I при рой системе очистки.

Расчет затрат на мероприятия по. снижению выбросов вредных веществ, включенных в (52), происходит с использованием имеющихся рекомендаций по подавлению окислов азота, очистке от окислов серы и золоулавливанию (жалюзийный золоуловитель, электрофильтры и тканевые фильтры) через удельные показатели. При этом для батарейных циклонов и мокрых золоуловителей дополнительно уточняется эффективность улавливания в зависимости от фракционного состава пыли в дымовых газах через параметры "проскока":

КПДо = 1-г:=1-2>/-Ф(/100 (55)

/

е, = ехр(-П(), (56)

П>=Р(ид,с1;), (57)

где £ - суммарная эффективность улавливания твердых частиц, зависящая от параметра проскока (П;) ьой частицы диаметром с11; Ф1 -дисперсионный состав пыли в дымовых газах, который зависит от типа котла и способов сжигания; цд - действительная скорость дымовых газов в циклоне (уточняется после подбора количества циклонов в группе).

Часть 3. "ПРИОРИТЕТНЫЕ ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОВОГО ХОЗЯЙСТВА СТРАНЫ И РЕГИОНОВ".

Глава 6. "Технико-экономическая эффективность перспективных систем теплоснабжения ". Для оценки эффективности перспективных ТСС рассмотрены следующие теплоисточники:

- котельные тепловой мощностью до 3-5 Гкал/ч (повышенной заводской готовности), от 20 до 60 и более 100 Гкал/ч, использующие газ, уголь, мазут в качестве основного топлива;

-ТЭЦ с теплофикационными турбинами мощностью 100-250

МВт;

- ТЭЦ небольшой мощности на базе ГТУ единичной мощностью 10-16 МВт и авиационных двигателей мощностью 10 МВт;

- ТЭЦ с газотурбинными установками мощностью более 45 МВт;

- ПГУ ТЭЦ на базе блоков единичной мощности 250 МВт и более, а также с блоками до 25-30 МВт на газе;

- атомные ТЭЦ с различной тепловой мощностью ядерных реакторов, в т.ч. атомные станции дальнего теплоснабжения;

- существующие ДЭС с различным составом оборудования и удельными расходами дизельного топлива на производство электроэнергии в размере 500-780 г у.тУкВт.ч;

- электрокотельные различной мощности на базе электрокотлов Братского ЗСТЭМИ.

Проведенные исследования позволили определить конкурентоспособность ТСС с различными энергоисточниками в условиях различных (прежних и существующих) цен на топливо. Обобщенные результаты следующие:

ГТУ ТЭЦ небольшой мощности наиболее выгодно использовать в малых и средних городах с тепловыми нагрузками до 100 Гкал/ч (рис. 3 и табл. 2);

15 , - -

Рис. 3. Сравнение ГТУ ТЭЦ с существующими (1) и новыми (2) котельными при максимальных и минимальных стоимостях топлива

Таблица 2

1 1 Установленная мощность: Цена: 1

Тип 1 электрическая, тепловая. топлива, тепла, эл.эн., 1

источника | МВт Гкал/ч $/тут $/Гкал 5/МВтч

ГТУ ТЭЦ(ГТУ-16) 64 72 40 16 44

Котельная (газ) - 60 40 16 1

Котельная (уголь) 1 60 58 26 1

Примечание: В ценах 1995 г.

- ТЭЦ с газотурбинными блоками мощностью 45-100 МВт и более имеют ограниченные области применения из-за невысокого КПД (не более 30-35 %), хотя в ряде случаев их применение с котлами-утилизаторами более выгодно, чем ТЭЦ и котельных на газе (табл. 3); однако такие ГТУ ТЭЦ по тепловым нагрузкам начинают конкурировать с новыми крупными ТЭЦ, которые целесообразнее уже начинать развивать по схемам парогазовых циклов;

Таблица 3

Эффективность крупных ГТУ ТЭЦ в условиях Восточной Сибири

Примечание: В ценах 1995 г.

- газовые котельные практически везде вытесняют угольные при существующих ценах на газ (табл. 4), однако при роете цен на газ до

Таблица 4

Эффективность малых ГТУ ТЭЦ в условиях Дальнего Востока

| | Установленная мощность: Цена: \

I Тип | электрическая, тепловая, топлива, тепла, эл.эн., 1

| источника 1 МВт Гкал/ч $/тут 5/Гкал 5/МВтч

ГТУ ТЭЦ(ГТЭ-Ю) 20 36 48-63 14-25 70

| Котельная (газ)

I - новая - 60 48-63 19-23 -

| - существующая - 60 48-63 15-18 -

| Котельная (уголь)

5- новая - 60 103-123 37-45

I - существующая 1 60 103-123 35-40

Примечание: В ценах 1996 г.

уровня мировых в районах Восточной Сибири и на Дальнем Востоке конкуренцию им могут составить угольные ТЭЦ и крупные котельные, что свидетельствует о необходимости создания экологически чистого оборудования на угле особенно для районов, приближенных к угольным месторождениям;

- новые ТЭЦ на газе с турбинами 180-250 МВт конкурируют с крупными котельными при тепловых нагрузках более 400-600 Гкал/ч (табл. 5);

Таблица 5

Эффективность ТЭЦ, котельных и АТЭЦ в условиях Дальнего Востока

Установленная мощность: Цена:

Тип электрическая, тепловая, топлива, тепла, эл.эи.,

источника МВт Гкал/ч $/тут S/Гкал S/МВтч

ТЭЦ (уголь) 300-440 520-700 95-102 32-38 70

Котельная (уголь) - 300-670 95 50 -

ТЭЦ (газ) 360 540 58 32 70

Котельная (газ) - 300 58 39 -

[АТЭЦ 200-400 460-860 - 32-33 70-86

Примечание: В ценах 1997 г.

- эффективность крупных ПГУ ТЭЦ зависит от уровня оценок капиталовложений и их использование наиболее эффективно вместо демонтируемых блоков существующих ТЭЦ на газе, что значительно повышает эффективность использования газа;

- эффективность применения атомных ТЭЦ в сильной степени зависит от дальности транспорта горячей воды, величины тепловой нагрузки и капиталовложений в АТЭЦ (рис. 4), что даже в условиях дефицита каменного угля для Остравско-Карвинской ПЖА (Чехия, рис. 5 и табл. 6) было проблематично; однако для других дефицитных по топливу районов и при высоких ценах на отпускаемую продукцию (например, Дальний Восток) их применение может быть эффективным (табл. 5);

- использование электроэнергии для теплоснабжения правомочно только при имеющихся избытках гидроресурсов в некоторых энергосистемах и при решении наиболее острых экологических вопросов, в остальных случаях эффективность электротеплоснабжения определяется тарифами на потребляемую электроэнергию (так, из анализа рис. 6 следует, что при ценах 1996 г. на газ 68,4 5/туг, сортированного каменного угля - 70 $/тут и электроэнергии - 1,56 цент/кВт.ч при одной и той же установленной мощности котельной стоимость 1 Гкал тепла для газовых котельных меньше, чем для угольных на 10-22 %, а электробойлерных в 2-2,6 раза); широкомасштабное использование электротеплоснабжения приводит к

Рис. 4. Эффективность АТЭЦ по сравнению с раздельной схемой энергоснабжения в зависимости от тепловой нагрузки, стоимости топлива, дальности транспорта тепла и удельных капилаловложений в АКЭС и АТЭЦ:

1 - 105 руб/тут; 2-90; 3 - 75 руб/т у т; 4 - КАТЭЦ/КАКЭС = 1,15; 5-1,20.

Таблица 6

Основные показатели конкурирующих вариантов систем теплоснабжения Остравско-Карвниского комплекса

Показатели\Варианты ТЭЦ КЭС АТЭЦ АСТ

Суммарные приведенные затраты.

млн.крон/год 10550 11330 1147 0 11940

Перерасход затрат по сравнению

с оптимальным вариантом,% 0 -7,4 -8,7 -13,2

Капиталовложения, млн.крон 39380 44290 48280 45260

Расход каменного угля, млн.т 3,7 2,2 0,3 2,1

Потребность в металле для труб

1 тепловых сетей, тыс.т 16,5 23,1 80,0 40,0 |

Примечание: В ценах 1983 г.

Богумин

О

ТЭЦ Павслы Форивк

^ТЭЦ я.^Е^Н^ \1Пм Д /

Орлов

д

ТЭЦ Гавнржова

КЭС Детиаровице

К*рвииа

ТЭЦ Чешской ¿рмнн Д ТЭЦ Клрвяна

ТЭЦ Дояни-Сука Гавиржов

А

АТЭЦ Бяягутовмце

Д ТЭЦ Цслпак

Фрыаек-Мистек

д

ДСТ Ношовице

Рис. 5. Остраеско-Кврвинсгн! райоа Д - существующие и Д - новые энергонсточники; / - существующие тепловые сети:

О-

территория ранена тепловых нагрузок.

0 1 2 3 4 5 6

Установленная тепловая мощность, МВт

Рис.6. Стоимость тепловой энергии в зависимости от типа и мощности котельной

увеличению средней себестоимости производства электроэнергии практически для всех энергосистем.

Глава 7. "Развитие систем теплоснабжения и теплофикации регионов Восточной Сибири и Дальнего Востока".

Выполненные проработки позволили сформулировать основные концептуальные положения в развитии теплоснабжающих систем Сибири и Дальнего Востока:

- концепции развития ТХ предлагается разрабатывать на основе выделения промышленно-жилых агломераций, обеспечивающих решение общих (для агломерации) социальных и народнохозяйственных задач;

- необходимо учитывать основные стратегические направления развития энергетики России в целом и восточных регионов особенно;

- обеспечение надежности теплоснабжения на современном этапе возможно только путем ограничения развития крупных систем теплоснабжения с концентрированными энергоисточниками;

- снижение экологической напряженности в крупных городах возможно путем прекращения наращивания энергетических мощностей на угольных ТЭЦ с существующим оборудованием или переводом их работы на газ;

покрытие потребности в электроэнергии желательно осуществлять путем строительства новых ТЭЦ в малых и средних городах, ведения незамедлительной реконструкции (или модернизации) действующих ТЭЦ с учетом экологических ограничений;

- необходимо повсеместное вовлечение в сферу теплоснабжения природного газа рентабельных (а в некоторых случаях и нерентабельных) нефтегазовых месторождений при максимальной эффективности его использования и, в первую очередь, для мелких потребителей, с целью уменьшения количества неэкономичных (по расходу топлива) угольных установок и котельных;

- использовать природный газ для комбинированной выработки электроэнергии и тепла в ГТУ с котлами-утилизаторами и ПГУ ТЭЦ, а также на существующих ТЭЦ в экологически напряженных районах;

расширить целенаправленное строительство крупных отопительных газовых и угольных котельных (с соответствующими системами очистки дымовых газов), препятствуя тем самым строительству ведомственных мелких промышленных и отопительных котельных;

- в районах, дефицитных по электроэнергии, оценить эффективность строительства ПГУ ТЭЦ с внугрицикловой газификацией твердого топлива.

Исходя из предложенных основных концептуальных положений, в дальнейшем должны быть разработаны сценарии развития теплоснабжения конкретно для каждой агломерации. Деление краев и областей на агломерации позволяет учесть особенности развития их

теплового хозяйства, которые существенно отличаются от более крупных объединений типа энергосистем. Возможные варианты сценариев должны учитывать следующие факторы:

- до 2000 г. нет реальных альтернатив системам централизованного теплоснабжения на базе ТЭЦ и котельных;

- темпы развития ТЭЦ до 2000 г. будут сдерживаться отсутствием инвестиций, уменьшением мощностей строительно-монтажных организаций и падением потребления тепловой энергии промышленными предприятиями, а после 2000 г. будут зависеть от темпов освоения ПГУ ТЭЦ с внутрицикловой газификацией твердого топлива, так, объемы внедрения этой технологии в Восточной Сибири могли бы достигнуть 10 % (при высоких темпах освоения);

- после 2000-2005 гг. наращивание темпов строительства ТЭЦ с сегодняшним составом оборудования требует дополнительного обоснования;

- уровни развития крупных угольных котельных будут определяться системами комплексной очистки дымовых газов и освоением в промышленном масштабе технологий сжигания угля в кипящем слое;

- проблемы повышения эффективности газа в Сибири и на Дальнем Востоке аналогичны его использованию и в других регионах России;

- после 2010-2015 гг. возможно использование искусственного топлива (метанола, газа) из дешевых углей КАТЭК в качестве топлива для мелких ТЭЦ (электрической мощностью 1-20 МВт и тепловой 2-70 Гкал/ч) и для индивидуального отопления и горячего водоснабжения, если это будет экономически оправдано.

На основании изложенного , были определены предельные варианты развития традиционных ТЭЦ в основных городах регионов (табл. 7). При корректировке учитывалось снижение уровней теплопотребления и новая экономическая ситуация в стране. Это сдвигает на более поздние сроки реальны? вводы значительной части мощностей ТЭЦ, что в ряде случаев противоречит желаниям местных органов управления и требует, дополнительного рассмотрения и проработки.

Таблица 7

Структура изменения мощностей ТЭЦ к 2010 г.

Наименование ОЭС Состояние на 1.01.93 Демонтаж Ввод Итого

Ктэс, Мвт Мтэц, Мвт <3тэц, Гкал/ч Ктэц, Мвт С) тэц, Гкат/ч Ытэц, Мвт СЗтэц, Гкал/ч Ктэц, Мвт С^тэц, Гкал/ч

Сибири Востока 23670 8140 15090 5520 38570 9900 2990 540 8610 1460 5040 2290 9390 4340 17140 7270 39350 12780

Таким образом, падение спроса на тепловую энергию, вызванное уменьшением промышленного теплопотребления, может не затормозить темпы внедрения перспективного оборудования ТЭЦ, если не будет резкого торможения строительства уже начатых объектов. Это позволит избежать дефицита тепла в жилищно-коммунальной сфере. В результате менее острыми окажутся проблемы по сохранению в работе физически изношенного и морально устаревшего оборудования на ТЭЦ Сибири и Дальнего Востока (табл. 8). Одновременно будет сдерживаться рост числа не запланированных котельных готовностью СЦТ на базе существующих ТЭЦ взять на себя часть тепловой нагрузки децентрализованного сектора до конца 19972000 гг.

Таблица 8

Ретроспективная характеристика вводов оборудования на ТЭС

Электрическая (М, млн. кВт) и тепловая 1

Экономический (О, тыс.Гкал/ч) мощности турбин, введенные: |

ДО 1946/ 1961/ после

район 1945 г. 1960 гг. 1975 гг. 1976 г.

N 0 N 0 N О N О

Россия 2,0 8,5 14,5 41,8 62,7 76,5 62,1 71,2

Европейские районы 0,7 2,6 6,8 24,3 34,3 42,5 28,3 39,9

Урал 1,0 4,4 3,8 8,8 13,7 12,3 9,5 8,8

Сибирь и Дальний Восток 0,3 1,5 3.9 8,7 14,7 21,7 24,3 22,5

Однако для преодоления технической, технологической и организационной отсталости ТХ этих регионов такого структурного маневра может быть недостаточно и необходимо наряду с традиционным развитием ТЭЦ и котельных рассмотреть после 2000 г. как альтернативу широкомасштабное внедрение теплоснабжающих установок средней и малой мощности на твердом и газообразном топливе. Это даст возможность вовлечь более активно в процесс разработки и реализации энергетической политики региона малые и средние города. Тогда процесс развития ТХ региона делится на два этапа.

Первый этап охватывает период примерно до 2000 г. и включает антикризисные меры, не требующие длительного времени для их реализации и связанные, в основном, с организационно-правовой политикой и новыми экономическими отношениями. Основными из них являются:

1) Акционирование и приватизация объектов теплоснабжения.

2) Создание правовых основ для обеспечения равноправных отношений производителей и потребителей тепловой энергии и для реализации методов управления ТХ со стороны государства.

3) Переход к новой тарифной политике.

4) Целенаправленное изменение инвестиционной политики.

Второй этап процесса реализации политики развития ТХ в Сибири и на Дальнем Востоке связан с реализацией программы сооружения ТЭЦ крупной, средней и малой мощности на принципиально новых технологиях сжигания топлива (ПГУ и ГТУ ТЭЦ с внутрицикловой газификацией угля и на газе) и к внедрению современных котельных с новыми экологически чистыми технологиями сжигания топлива (со стационарным, циркулирующим и расширяющимся кипящим слоем), а также современного котельного оборудования на ТЭЦ (котлоагрегаты с вихревыми и кольцевыми топками) с усовершенствованными системами очистки газов (фильтры-эмульгаторы).

Представляется целесообразным рассматривать следующие основные технические направления в теплоснабжении регионов Сибири и Дальнего Востока:

- создание и освоение нового котельного оборудования для ТЭЦ на твердом топливе, в первую очередь, котлов с кипящим слоем и парогазовых установок с внутрицикловой газификацией твердого топлива;

- разработку и внедрение в газопотребляющих районах автоматизированных источников тепла на природном газе (котельные, ПГУ и малые ГТУ ТЭЦ);

- разработку и внедрение автоматизированных паровых котлов низкого давления с кипящим слоем, производительностью 100-300 т/ч и менее, для замены мелких неэкономичных котельных;

- широкое внедрение новых конструкций (бесканальных прокладок, опор "качающегося" типа и т.п.) для подземной и надземной прокладки тепловых сетей, снижающих стоимость строительства и материалоемкость тепловых сетей;

- создание и внедрение новых теплоизоляционных материалов и изделий на основе пенополимеров (пенополимербетон, пенополиуретан), позволяющих снизить объем железобетонных конструкций, тепловые потери, стоимость сетей, продолжительность строительства;

- создание и освоение небольших автоматизированных паровых и водогрейных котельных производительностью 1-11 МДж/с на твердом топливе;

- создание и изготовление приборов учета, контроля и регулирования потребления и отпуска тепла, их широкое внедрение в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;

- разработку и создание эффективных систем управления функционированием и развитием теплоснабжаюших систем.

Глава 8. "Преобразование систем централизованного и коммунального теплоснабжения России ".

Для преодоления накопившихся проблем необходимо проведение целенаправленной полигики преобразования ТХ. Среди основных направлений такой политики можно назвать.

1. Преобразование крупных систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) путем:

- изменения принципов их построения в направлении рационального резервирования источников и тепловых сетей, их комплексной структуризации и автоматизации от источника и тепловых сетей до потребителей тепловой энергии;

- технического оснащения существующих СЦТ средствами измерения, контроля, регулирования и автоматики при создании непосредственных сервисных служб наладки, энергоаудита и защиты прав потребителей (экспертный анализ целесообразности переоснащения СЦТ показывает, что возможная экономия тепловой энергии может составить 40-60 %);

- снижения выбросов вредных веществ от теплоисточников и доведения их количества до приемлемых санитарных норм посредством целенаправленной политики совершенствования систем очистки и планомерного контроля за выделенными на эти мероприятия денежными средствами;

- технического перевооружения существующих ТЭЦ путем внедрения перспективных парогазовых установок (согласно данным табл. 9 до 2010 г. следует ориентироваться на возможность ввода до 2000 МВт блоков ПГУ на ТЭЦ, что представляется недостаточным особенно по сравнению с программой развития ПГУ для конденсационных электростанций) и путем замены паровых турбин мощностью 25-60 МВт на новые Т-115/125-130, Т-90/120-130 и ПТ-65-130, что позволяет заменить более 200 существующих турбин (суммарной мощностью около 8000 МВт) и иметь 13000 МВт новых мощностей.

■-' Таблица 9

Максимальный вариант развития парогазовых установок в перспективе до 2015 г.

1 Показатели до 2000 г. 2001-2010 ГГ. до 2015 г.

Ввод мощностей ПГУ, МВт 750 7210 7610

в т.ч. на:

-ГРЭС 5995 4605

-ТЭЦ 750 1215 3005

Ввод тепловых мощностей

на ПГУ ТЭЦ, Гкал/ч 690 1200 3030

2. Создание программы целенаправленного развития теплоснабжающих систем в малых и средних городах как важнейшей стратегической линии экономии топлива путем:

- внедрения небольших ГТУ и ПГУ ТЭЦ (табл. 10) на базе ГТУ,

Таблица 10

Развитие мощностей ГТУ и ПТУ ТЭЦ до 2010/2015 гг. по ОЭС (результаты имитационных балансов по регпопам России)

1 Количество Установ- Выработка Отпуск Количество 1

Наименование городов с Q ленная электро- тепла, ГТУ и ПГУ

ОЭС 100-500 мощность, энергии, млн. ТЭЦ,

Гкал/ч, шт. МВт тыс.МВтч Гкал/г шт.

Центра 178 3120 12500 14,0 39

Северо-Запада 45 800 3200 4,2 10

Средней Волги 42 800 3200 4,2 10

Урала 119 2960 11840 15,5 37

Сибири 66 2000 8000 7,0 20

Востока 45 1200 4800 4,2 12

Итого 495 10880 43540 49,1 128

Примечание: в ОЭС Востока и Сибири мощности даны для ПГУ на угле и с учетом изолированных энергосистем; ЯнтарьЭнерго входит в ОЭС Северо-Запада, ТюменьЭнерго - в ОЭС Урала.

авиационных и судовых двигателей (в России порядка 500 населенных пунктов находятся в зоне тепловых нагрузок от 100 до 500 Гкал/ч и потребляют 18 % суммарной тепловой энергии, а также более 80 населенных пунктов в зоне нагрузок до 1000 Гкал/ч; тепловые нагрузки этих населенных пунктов в настоящее время обеспечиваются теплом от котельных, местных генераторов тепла и незначительная часть от небольших ТЭЦ; уровень централизованного теплоснабжения в малых и средних городах крайне низок, хотя потенциал возможного использования достаточно высок; расчеты показывают, что модернизация четвертой части небольших котельных, обеспеченных газом, в этих городах позволит установить около 11 тыс. МВт новых мощностей на базе ГТУ);

- технического перевооружения мелких угольных котельных со слоевыми способами сжигания на новые котельные повышенной заводской готовности (эффективность их использования определяется: простотой конструкций, быстротой и легкостью монтажа, транспортировкой любым видом транспорта, меньшей на 30 % металлоемкостью сооружений и на 35-80 % стоимостью строительно-монтажных работ, в 6-7 раз меньшими трудозатратами, сокращением в 10 раз расхода сборного и монолитного железобетона, уменьшением в 2 раза эксплуатационных затрат и снижением до 30 % расхода топлива);

- законодательного (в рамках отдельных регионов) решения вопросов сжигания только сортированного угля в мелких отопительных котельных и при поставках угля населению, а также значительного улучшения подготовки топлива и брикетов для систем теплоснабжения с небольшими энергоисточниками.

3. Создание программы технического перевооружения и топливообеспечения ведомственного и коммунального теплоснабжения в следующих основных направлениях:

принятие законодательных актов по эффективности использования угля в зависимости от экологических условий местности;

- внедрение автоматизированных котельных повышенной заводской готовности и повышение уровня квалификации обслуживающего персонала с привлечением преподавателей научно-исследовательских организаций и ВУЗов;

- формирование специальных инвестиционных программ для совершенствования процессов управления и развития теплоснабжения городов и регионов;

- реконструкция ведомственных ТЭЦ в направлениях сокращения использования мазута, особенно на неэффективных электростанциях, а также поиск путей снижения или замены топлива на ТЭЦ сахарных заводов с одновременным расширением сферы оказания коммунальных услуг от них для теплоснабжения населения (табл. 11).

Таблица 11

Обобщенные показатели работы ТЭЦ сахарных заводов в 1992 г.

Коли- Установленная Отпущено: Топливо,

Экономический чество мощность: тыс.тут

район ТЭЦ, элект., теплов., ол.эн., тепла, Всего в т.ч.

шт. МВт Гкал/ч МВтч тыс.Гкал нефти

1 Центральный 6 34,5 368 42469 132,6 124,6 124,6

Волго-Вятский ] 6,0 60 18316 318,7 57,8 57,8

Центр.-Черноземный 44 349,4 3410 597041 194,7 1479,8 956,2

Поволжский 6 43,4 521 100641 153,4 238,4 238,4

Северо-Кавказский 19 177,7 1236 515483 236,5 845,4 71,4

Уральский 2 9,0 95 21285 217,2 76,7 39,3

Западно-Сибирский 2 7,5 130 4916 197,2 57,2 24,9

Итого по России 80 627,5 5820 1300151 1450,3 2879,9 1512,6

4. Дальнейшее совершенствование системы управления ТХ в согласовании с электроэнергетикой.

5. Разработка государственной технической политики в сфере теплоснабжения в увязке с общими стратегическими направлениями

развития ТЭК России и отдельных регионов, а также поддержки отраслевых научно-технических программ.

В работе обобщены результаты многолетних исследований автора совместно с сотрудниками лаборатории систем теплоснабжения и теплофикации СЭИ СО РАН, проведенные под научным руководством и при непосредственном участии автора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан научно-методический подход прогнозирования развития теплоснабжения региона состоящий в:

- изучении тенденций развития теплоснабжения региона;

- определении приоритетности развития с точки зрения надежности, экологичности и экономичности систем теплоснабжения;

- поиске оптимальной структуры и параметров систем теплоснабжения;

- формировании перспективных стратегий развития ТХ страны и регионов на длительную перспективу.

2. Предложена методика исследования направлений перспективного развития ТХ региона с учетом технических достижений в оборудовании, направлений развития топливно-энергетического комплекса и требований по экологии, которая содержит:

- комплексное рассмотрение вопросов теплоснабжения отдельных населенных пунктов и ПЖА как составных частей общей системы энергоснабжения некоторого района;

- территориальную и временную иерархию задач перспективного развития теплового хозяйства страны и региона с выделением промышленно-жилых агломераций;

- взаимоувязывание решений на различных уровнях территориальной и временной иерархии;

- комплексное рассмотрение централизованных и децентрализованных систем теплоснабжения в рамках единых стратегий формирования ТЭК региона;

- подходы к оценке эффективности развития отдельных энергообъектов, ПЖА и региона в целом;

- предложения по адаптации ТСС к экологическим ограничениям путем соизмерения стоимости мероприятий по очистке дымовых газов со стоимостью строительства дымовой трубы соответствующей высоты, а также учет отчуждения территории под энергообъекты и системы транспорта энергии через соответствующую плату за землю.

3. Поставлена задача, разработаны алгоритм и двухэтапная схема принятия решения по выбору направлений перспективного развития теплоснабжающих систем, позволяющие учитывать:

- существующее состояние теплоснабжения городов и мелких населенных пунктов;

- технические особенности в развитии теплоснабжающих систем региона;

- комплексное рассмотрение централизованных и децентрализованных потребителей;

- основные направления и достижения НТП в оборудовании и системах транспорта энергии;

- требования к надежности и комфортности теплоснабжения;

- балансовые ограничения по потребляемым энергоресурсам;

- условия работы энергоисточников по графикам нагрузок;

- правила выбора эффективных энерготехнологий с учетом их технических и экономических возможностей;

- рыночные условия конкурентоспособности различных энерготехнологий и способов доставки тепловой энергии;

- экологические особенности и возможные ограничения для систем теплоснабжения отдельных населенных пунктов или объектов;

- особые социальные, гражданские и технологические требования потребителей энергии;

- устойчивость решений в условиях неоднозначности прогнозируемых параметров и технико-экономических показателей.

4. Предложена схема взаимоувязки задач развития ТСС на уровне региона и агломерации, которая позволяет:

- уточнить потребности в топливно-энергетических ресурсах;

- определить показатели эффективности различных систем по граничным условиям, рациональную структуру теплоисточников в регионе и объем требуемых инвестиций;

- оценить направления развития теплоснабжения в увязке с источниками финансирования.

Решение задач развития теплоснабжения региона и агломераций осуществляется на программно-вычислительном комплексе с использованием единых баз данных (по согласованным информационным потокам) и различных математических моделей развития и оценки эффективности ТХ региона и во взаимосвязи с другими системами энергетики.

5. Разработан подход и методика оценки системной эффективности достижений НТП в ТХ, суть которого заключается в следующем:

- ТХ рассматривается на четырех иерархических уровне^(страна или регион - ПЖА - город или ТСС - объект или энергоисточник) на единой методической и вычислительной основе;

- последовательно изучаются свойства рассматриваемых ТСС от оценки технико-экономических показателей энергообъектов до определения их эффективности путем сравнения с уже существующими технологиями производства и транспорта тепловой энергии;

- на уровне страны определяется системная эффективность технологий с выявлением основных внешних факторов и условий, влияющих на масштабность и темпы внедрения рассматриваемых технологий.

6. Научно-методические проработки могут служить основой разработки стратегий развития ТХ России и отдельных регионов, а также для проведения расчетов по уточнению и поиску вариантов развития ТСС с учетом различных экономических и региональных факторов.

7. Результаты исследований автора были использованы при разработке основных направлений развития ТХ Сибири и Дальнего Востока.

8. Предложены основные направления преобразования ТХ России, которые состоят в следующем:

- преобразование крупных СЦТ путем изменения принципов построения, оснащения приборами регулирования, снижения экологического воздействия,. технического перевооружения существующих ТЭЦ и внедрения перспективного оборудования;

- создание программы целенаправленного развития теплоснабжения в малых и средних городах на базе внедрения небольших ГТУ и ПГУ ТЭЦ, технического перевооружения мелких угольных котельных, законодательного решения вопросов поставки качественного топлива;

- формирование программы технического перевооружения и топливообеспечения ведомственного и коммунального теплоснабжения с учетом региональных законодательных актов использования угля в зависимости от экологической ситуации, внедрения автоматизированных котлов повышенной заводской готовности, создание специальных инвестиционных программ реконструкции ведомственных ТЭЦ;

- дальнейшее совершенствование системы управления ТХ;

- разработка государственной технической политики в сфере теплоснабжения и поддержка научно-технических программ.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Bogal L., Fedyaev А., Khrilev L., Sokolova V. Urceni efektivnosti soustav centralizovaneho zasobovani teplem se zdroji na bazi organiekych i jadernych paliv v podminkach CSSR //Energetika, 1984, N 1, s. 22-25.

2. Эффективность систем централизованного теплоснабжения с источниками на органическом и ядерном горючем в ЧССР/ Л.Р.Богал, В.Ю.Соколова, А.В.Федяев, Л.С.Хрилев/ЛГеплоэнергегика, 1984, N 9, с. 65-68.

3. Измайлов Л.Д., Федяев A.B., Хрилев Л.С. Оптимизация теплофикационных систем с атомными источниками теплоты. - В кн.: Атомные энергетические установки в системах теплоснабжения: Методы исследования. - М.: ЭНИН, 1984, с. 35-46.

4. Комплексный выбор параметров систем теплоснабжения с ядерными источниками производства тепловой энергии/ Хрилев Л.С., Ковылянский Я.А., Федяев A.B. и др. - В кн.: Оптимизация больших систем энергетики. -J1., 1985, с. 117-127.

5. Методы комплексной оптимизации систем теплоснабжения на органическом и ядерном горючем/ Л.С.Хрилев, Н.Т.Ефимов, А.В.Федяев и др. - В кн.: Системы энергетики: Управление развитием и функционированием. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1986, с. 128-134.

6. Методические основы создания крупных систем тепло- и энергоснабжения на базе высокотемпературных реакторов с транспортом теплоты в химически связанном состоянии / С.А.Михайлова, А.Н.Проценко, А.В.Федяев и др. - В кн.: Системы энергетики: Управление развитием и функционированием. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1986, с. 120-127.

7. Разработка ПВК для исследования систем теплоснабжения и их оборудования/ Федяев A.B., Голомолзин А.Н., Измайлов Л.Д., Федяева О.Н. - В кн.: Программно-вычислительные комплексы для математического моделирования и оптимизации теплоэнергетических установок. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1986, с. 76-84.

8. Ефимов Н.Т., Федяев A.B., Федяева О.Н. Методы многопараметрического анализа решений задачи выбора систем теплоснабжения в условиях неопределенности. - В кн.: Методы технико-экономических исследований энергетических установок в условиях неполноты информации. - М., 1987, с. 64-73.

9. Федяев A.B. Комплексные схемы энергоснабжения на базе высокотемпературных ядерных реакторов. - В кн.: Хрилев J1.C. Теплофикационные системы. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 258-266.

10. Федяев A.B., Хрилев Л.С. Комплексные схемы энергоснабжения на базе высокотемпературных ядерных реакторов с дальним транспортом теплоты. - В кн.: Комплексные проблемы развития энергетики СССР. - Новосибирск: Наука, 1988, с. 128-132.

11. Измайлов Л.Д, Федяев A.B., Хрилев JI.C. Теплофикационные системы с ТЭЦ на ядерном топливе. - В кн.: Хрилев Л.С. Теплофикационные системы. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 197-234.

12. Измайлов Л.Д, Федяев A.B., Хрилев Л.С. Структура и параметры систем теплоснабжения на органическом и ядерном топливе. - В кн.: Комплексные проблемы развития энергетики СССР. -Новосибирск: Наука, 1988, с. 117-128.

13. Теплоснабжение от атомных энергоисточников/Федяев A.B., Измайлов Л.Д., Кочанов С.А., Федяева О.Н. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1988,- 180 с.

14. Хемотермическая система централизованного теплоснабжения, основанная на реакциях конверсии и синтеза метана: основные свойства, показатели и перспективы развития/ Федяев A.B.,

Голомолзин А.H., Кочанов С.А. и др.//Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Ядерная техника и технология. - М.: ИАЭ, 1989, Вып. 1, с. 80-82.

15. Федяев A.B. Комплекс моделей теплового расчета теплофикационных паровых турбин при переменном режиме (ТР-ТТУ-ПР): Препринт. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1989. - 50 с.

16. Голомолзин А.Н., Федаев A.B. Комплекс исследовательских моделей определения основных параметров и технико-экономических показателей атомных систем дальнего теплоснабжения (ТЭП-АСДТ): Препринт. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1989. - 42 с.

17. Modeling and Prospects for HTGR Based Long-Distance Heat Supply Systems/ Fedyaev A., Golomolzin A., Kochanov S., Izmailov L. -Integrated Energy Systems: Socioconomic and Ecological Issues. - Prague, 1989, s. 107-114.

18. Голомолзин A.H., Кочанов C.A., Федяев A.B. Эффективность и масштабы применения хемотермических систем дальнего теплоснабжения в ТЭК СССР. - В кн.: Комплексные исследования энергетических установок и систем. - М.: ЭНИН, 1989, с. 61-72.

19. Влияние структурных изменений в топливно-энергетическом комплексе на развитие теплофикации и теплоснабжения/ Хрилев JI.C., Варварский B.C., Федяев A.B. и др.// Теплоэнергетика, 1989, N 6, с. 2-8.

20. Научные основы формирования концепции развития теплоснабжения в СССР на долгосрочную перспективу/ Хрилев Л.С., Ковылянский Я.А., Федяев A.B. и др. - В кн.: Материалы Всес. конф."Основные направления и проблемы развития энергетики СССР на перспективу". Вып. 3 "Секция развития электро- и теплоэнергетики". - Киев: Наукова думка, 1989, с. 35-45.

21. Системная оценка эффективности использования энергоисточников на органическом и ядерном топливе для теплоснабжения городов/ Федяев A.B., Измайлов Л.Д., Кочанов С.А. и др. - В кн.: Труды симпозиума по вопросам оптимального использования первичных энергоресурсов при конечном потреблении. -Прага, 1989,- 18 с.

22. Основные направления развития теплоснабжающих систем Сибири на перспективу до 2010 г./ Федяев A.B., Вязьмин Э.Г., Измайлов Л.Д. и др. - В кн.: Направления развития энергетики Сибири. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1990, с. 82-93.

23. Исследование системной эффективности и масштабов развития источников теплоты /Измайлов Л.Д., Кочанов С.А., Федяев A.B., Федяева О.Н. //Системные оценки эффективности и выбор направлений технического прогресса в энергетике. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1990. - с.49-58.

24. Топливно-энергетический комплекс Сибири: научно-технические, экономические и экологические проблемы развития/

Меренков А.П., Санеев Б.Г., Федяев А.В. и др.- - Материалы Всесоюзной конф. социально-экон. разв. Сибири и задачи науки. -Новосибирск: СО АН СССР, 1990. - 44 с.

25. Izmailov L., Fedyaev A., Khrilev L. Optimization of the parameters and trends in the development of district heating systems with nuclear power sources. - Soviet Technology Reviews, Section A, Energy Reviews, Vol. 4, 1990, Part 2. - Methods of Optimizing the Parameters and Structures of District Heating and Cogeneration Systems, pp. 1-43.

26. Fedyaev A.V. Development of large heat supply systems with long distance heat transported in the chemically combined state. - Soviet Technology Reviews, Section A, Energy Reviews, Vol. 4, 1990, Part 3. -Scientific and Technical Progress in District Heating and Cogeneration, pp. 1-37.

27. Оценка влияния НТП на развитие теплоснабжающих систем/ Федяев А.В., Измайлов Л.Д., Кочанов С.А., Федяева О.Н. - В кн.: Методы анализа и оптимального синтеза трубопроводных систем. -Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1991, с. 21-29.

28. Голомолзин А.Н., Жарков С.В., Федяев А.В. Моделирование систем дальнего теплоснабжения. - В кн.: Методы анализа и оптимального синтеза трубопроводных систем. - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1991, с. 65-74.

29. Основные направления развития теплоснабжающих систем Сибири/ А.В.Федяев, Л.Д.Измайлов, З.А.Илькевич, О.Н.Федяева II Теплоэнергетика, 1992, N 12, с. 7-12.

30. Основные проблемы и направления преобразования теплового хозяйства Сибири/ А.В.Федяев, А.П.Меренков, Е.В.Сеннова и др. - Доклад на Всерос. конф. по экономич. развитию Сибири. -Новосибирск. - 1993. - 37 с.

31. Справочно-информационный комплекс для анализа и прогнозирования развития теплоснабжающих систем/ Федяев А.В., Измайлов Л.Д., Илькевич З.А., Федяева О.Н. - В кн.: Новые информационные технологии управления развитием и функционированием трубопроводных систем энергетики. - Иркутск: СЭИ СО РАН, 1993. - с. 144-152.

32. Федяев А.В., Соколов А.Д., Федяева О.Н. Подход к определению направлений развития электро- и теплоснабжающих систем агломераций. - В кн.: Новые информационные технологии управления развитием и функционированием трубопроводных систем энергетики. - Иркутск, 1993, с. 33-43.

33. Федяев А.В., Федяева О.Н. Диалоговый интерфейс для решения задач развития теплоснабжающих систем. - В кн.: Методы оптимального развития и эффективности использования трубопроводных систем энергетики. - Иркутск, 1994, с. 26-27.

34. Основные положения программы развития энергетики Дальнего Востока до 2010 года/ Н.И.Воропай, Б.Г.Санеев, А.В.Федяев и др. - Иркутск-Хабаровск: СЭИ СО РАН, 1994. - 35 с.

35. Особенности развития энергетики Сибири и России с учетом мировых и национальных тенденций: Научный обзор/ А.П.Меренков, Е.В.Сеннова, А.В.Федяев и др. - Иркутск: СЭИ СО РАН, 1994. - 161 с.

36. Основные положения энергетической стратегии Республики Бурятия/ В.А.Горелов, Б.Г.Санеев, А.В.Федяев и др. - Иркутск: СЭИ СО РАН, 1994.-42 с.

37. Федяев A.B., Федяева О.Н. Подход к прогнозированию комплексного развития теплоснабжающих систем промышленно-жилых агломераций. - В кн.: Методы оптимального развития и эффективности использования трубопроводных систем энергетики. -Иркутск, 1994, с. 24-25.

38. Федяев A.B., Федяева О.Н. Прогнозирование развития теплоснабжающих систем промышленно-жилых агломераций. - В кн.: Региональные энергетические программы: методические' основы и опыт разработки. - Новосибирск: Наука, 1995, с. 87-96.

39. Федяев A.B. Технико-экономическая перспективность теплоснабжения городов Сибири. - В кн.: Новые технологии и техника в теплоэнергетике. Ч. 1. - Новосибирск-Гусиноозерск, 1995, с. 147-151.

40. Методическая и алгоритмическая база для обоснования решений по развитию систем теплоснабжения/ Е.В.Сеннова, В.А.Стенников, А.В.Федяев и др. - В кн.: Методы управления физико-техническими системами энергетики в новых условиях. - Новосибирск: Наука, 1995, с. 32-41.

41. Определение эффективности и масштабов применения ПГУ и ГТУ средней и малой мощности для теплофикации/ Е.А.Волкова, А.С.Макарова, Л.С.Хрилев, А.В.Федяев и др. - В кн.: Энергетика России в переходный период: проблемы и научные основы развития и управления. - Новосибирск: Наука, 1996. - с. 316-323.

42. Современные проблемы преобразования теплового хозяйства России/ А.П.Меренков, Е.В.Сеннова, А.В.Федяев и др.// Изв.РАН. Энергетика, 1996, N 3, с. 70-77.

43. Федяев A.B., Илькевич З.А., Федяева О.Н. Оценка эффективности использования топлива в котельных. - В кн.: Решение проблем охраны окружающей среды и рационального использования ресурсов в Иркутской энергосистеме. - Иркутск, 1996. - с.95-98.

44. Комплексные сценарии развития ТЭК Сибири (Основные концептуальные положения)/ Меренков А.П., Санеев Б.Г., Федяев A.B. и др. - Иркутск: СЭИ СО РАН, 1997. - 40 с.

45. Современные проблемы преобразования теплового хозяйства России/ А.П.Меренков, Е.В.Сеннова, А.В.Федяев и др.// Теплоэнерго-

эффективные технологии: Информационный бюллетень N 1. - Санкт-Петербург, 1997. - с. 2-7.

/

Подписано к печати 19.09.1997 г.

Усл. печ. л. 2,2. Заказ № Тираж 100 экз.

Отпечатано в Сибирском энергетическом институте СО РАН

664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 130