автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Совершенствование систем теплоснабжения крупного муниципального теплоэнергетического комплекса в условиях развивающегося рынка тепловой энергии

выполненных исследований, научных и практических разработок изложено в книге "Источники и системы теплоснабжения города", в 10 печатных работах в виде статей в сборниках, журналах, и в патентах на изобретение.

АПРОБАЦИЯ НАУЧНОГО ДОКЛАДА. Основные результаты научного доклада обсуждены: на научно-техническом совете ПТСК, на международной научно-технической конференции по проблемам ресурсоэнергосбережения (ОАО "Институт Омскгражданпроект", 1996), на научно-технической конференции по проблемам реформы жилищно-коммунального хозяйства (г.Галицино, 1997), на научно-техническом семинаре теплоэнергетического факультета ОмГУПС (Омск, 1999), на научно-техническом совете ОАО "Институт Омскгражданпроект" (Омск, 1999), на четвертом международном научно-практическом семинаре "Энергосбережение в регионе : проблемы и перспективы" (Омск, 1999), на заседании Омского городского Совета "О схеме теплоснабжения Омска на 1999-2000 гг. и последующий период" (Омск, 1999)

СОДЕРЖАНИЕ НАУЧНОГО ДОКЛАДА 1.0бщая характеристика развития систем теплоснабжения в г. Омске

Начало централизованного теплоснабжения в г. Омске относится к 1936 году от единственной в то время в городе ТЭЦ-1 ( выведенной из эксплуатации в 1986 году). С вводом в эксплуатацию ТЭЦ-2 началось интенсивное строительство тепловых сетей для теплоснабжения промышленных и железнодорожных предприятий, а также строящегося благоустроенного жилья.

С 1954 года (после пуска ТЭЦ-3) строились тепловые сети для теплоснабжения нефтеперерабатывающего завода и городка Нефтяников с тепловой нагрузкой 100 Гкал/ч. Однако бурно развивающемуся городу тепловой энергии не хватало. В 1965 году пущена ТЭЦ-4, а в 1976 году первый водогрейный котел типа ПТВМ-180 на Омской ТЭЦ-5.

С 1972 года после ввода в эксплуатацию Кировской районной котельной (КРК) интенсивно велось строительство тепловых сетей Левобережья г. Омска и несколько позже была построена тепломагистраль, соединяющая ТЭЦ-5 с левобережной частью города.

С 1972 года началась передача внутриквартальных распределительных тепловых сетей от "Управления тепловых сетей" РЭУ "Омскэнерго" и отдельных промышленных предприятий во вновь создаваемое муниципальное предприятие тепловых сетей и котельных (МПТСК), существенным толчком к развитию которого явился пуск в 1978 г. третьего водогрейного котла типа ПТВМ-180 на ТЭЦ-5, а в 1980 г. - первого энергетического блокас теплофикационной турбиной типа ПТ-80/100-130.

С пуском ТЭЦ-5 началась существенная реконструкция г. Омска, связанная с реконструкцией систем теплоснабжения города и закрытием многих неэкономичных, морально и физически устаревших котельных. С этого периода диссертант возглавил МПТСК.

Быстрыми темпами росло и число абонентов. На начало 1998 г. ПТСК обеспечивало тепловой энергией почти 11124 зданий в городе, а отпуск тснловой энергии увеличился с 260000 Гкал в 1973 г. до 7926724 Гкал в 1998 г.

На протяжении последних лет, при начавшемся массовом акционировании предприятий, объекты коммунального назначения и инженерные коммуникации (тепловые сети) при резком возрастании цен на толливно-эенергетические ресурсы (ТЭР) и энергоносители стали значительным балластом в себестоимости продукции, что побудило предприятия освобождаться от несвойственных им функций и передавать свои источники и сети на баланс ПТСК, большинство из которых находятся в неудовлетворительном состоянии.

На настоящий момент на балансе МПТСК находятся 44 отопительных котельных и 960 км тепловых сетей (в двухтрубном исчислении). Теплоснабжение в г.Омске в основном централизованное и осуществляется несколькими теплоснабжающими предприятиями :

1) теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), входящими в состав ОАО АКЭиЭ "Омскэнерго";

2) промышленно-отопительными котельными различной мощности, входящими в состав промышленных предприятий и строительных организаций;

3) районными котельными (РК), входящими в состав энергосистемы и промышленных предприятий;

4) котельными, входящими в Состав специализированного муниципального предприятия ; ,,

5) индивидуальными котельными отдельных зданий.

Ориентировочные расчеты показывают, что доля в покрытии тепловых нагрузок по городу в горячей воде на уровне 1998 г. оценивается следующим образом (в процентах) : ОАО АКЭ и Э "Омскэнерго" -68; теплоисточники промпредприятий -26; МПТСК -5; прочие -1.

Для экономичного осуществления централизации теплоснабжения необходимо в каждом конкретном случае сделать правильный выбор источника тепла.

До недавнего времени считалось (на основании материалов институтов ТЭП и ВНИПИэнергопром), что сооружение ТЭЦ рационально при минимальной тепловой мощности 2000-2500 ГДж/ч, т.е. только для сравнительно крупных городов с количеством жителей не менее 200 тыс.человек. Сейчас эту точку зрения многие ведущие специалисты в энергетике не разделяют, ибо в сложившихся условиях экономики требуется пересмотр подходов к решению проблемы теплоснабжения с учетом интересов всех собственников, в том числе и государства, на федеральном, региональном и местном уровнях.

РАО "ЕЭС России" в своей концепции "Техническая и организационно-экономическая политика в области теплофикации и централизованного теплоснабжения" (Москва, 1997) делает вывод, что ". в обозримом будущем рынки тепловой энергии будут освоены промышленными и муниципальными предприятиями, которые по всей видимости, начнут покупать и строить энергоустановки на базе так называемых "пакетных" мини-ТЭЦ, получивших широкое распространение на Западе". И далее, там же ". разумной альтернативы у РАО "ЕЭС России" по развитию электрогенерирующих мощностей в АО-энерго за счет теплофикации, вероятно, сегодня нет".

Из фактического состояния системы теплоснабжения города видно, что теплоэнергетический потенциал источников промышленных предприятий имеет довольно высокую долю в покрытии тепловых нагрузок, однако роль этих источников тепла принижена, многие из них работают в неэкономичном режиме, с низкими технико-экономическими показателями и уровнем эксплуатации.

В таблице 1 приведены некоторые технико-экономические показатели по 11 котельным промышленных предприятий г. Омска за 1997 г., суммарная тепловая мощность которых составляет около 3500 Гкал\ч, а коэффициент использования установленной тепловой мощности не превышает 16%. Это свидетельствует об отсутствии научного подхода к оценке состояния оборудования, его рациональному использованию в работе, к структуре источников теплоснабжения и, конечно, к их модернизации.

Технико-экономические показатели по некоторым котельным промышленных предприятий за 1997 го

Наимено- Установленная Состав Произве- Коэффици- Средне- Удельный вание тепловая мощность. основного дено ент взвешенный расход Ви предпри- Гкал/ч оборудования тепловой использова- КПД кот- условного СЖ ятия, вла- котельных энергии. ния установ- лов (заво- топлива на МО деющего Гкал ленной те п- дской), отпуск топл теплоис- ловой % тепловой точником мощности, энергии, кпТкал в том числе все- по по го пару воде

ОАО 230, 70,4 160,0 1хДКВР-10-13 284606 1-2,35 90,10 176 мазу

Сибза- 4 4хДЕ-25-14ГМ вод" 2хПТВМ

2хКВГМ

ОАО "Ом- 125, 32 93 ЗхДКВР-10-13 119208 9,5 87,5 177,5 мазу скагрегат" 0 2хДЕ-10-14ГМ

ЗхПТВМ-ЗО

ОАО "Сиб- 332, 32,0 300,0 5хДКВР-10-13 466823,2 14,1 87,96 172,66 мазу криотехшка" 0 6хПТВМ

ОАО "Ом- 19,2 19,2 - ЗхКЕ-10-14ГМ 48639 25,3 90,3 154,6 прискстройма- роднь

Териалы" газ

АООТ 172, 32,0 140,0 5хДКВР-10-13 103000 6,0 88,3 177,8 мазу

Релеро" 0 4хПТВМ-30 М

ОАО "Ом- 719, 269,0 450,0 2хБЮ-75-39ГМ 1217475 16,93 90,24 174,2 мазу скшина" 0 9хДКВР-10-21-350 прц

7хБ-25/24 ный г

5хПТВМ

2хКВГМ

ПО "По- 652, 102,4 550,0 8хДКВР-20-13 323319 4,96 88,6 197,7 мазу лет" 4 5 хПТВМ

2хКВГМ

2хКВГМ

ОАО "Ом- 286, 268,1 18,0 ЗхСК-29/24 357114 12,5 86,0 196,6 сброс екгсхугле- 1 2хПКК-30/24 ной род" 4хПКК-75/24 ходя газ ос новно произв детва приро ный га

ПО "'Завод 550, 550,0 4хКВГМ-100 324907 5.91 89,3 166,4 мазут транс- 0 ЗхПТВМпортного машносхрое

АО "Ир- 186, 12,8 173,2 1хДКВР-10-13 255264 13,72 88,8 173 мазут тыш" 0 1хКВГМ-20/

ЗхТПВМ-20/

1хКВГМ

1хКВТС

1 хДЕ-10

АО «Ом- 112 32 80 2хДЕ-10/14 106718 80 89,8 166,2 мазут екгидро- ЗхДКВР-Ю/ привод» 4хКВГМ

2. Принципы построения систем теплоснабжения и предложения по совершенствованию существующих на примере г. Омска.

Среди трех основных элементов системы централизованного теплоснабжения (источник - тепловая сеть - потребитель) тепловая сеть является не только соединительным транспортным средством, но и элементом, определяющим надежность теплоснабжения потребителей.

Тепловые сети в городах в соответствии с ранее действовавшими нормами проектирования, как правило, прокладывались по радиальной схеме. Перемычки между магистралями в действующих сетях возникали зачастую случайно, исходя из местной целесообразности, для чего использовались распределительные сети, идущие в нужном направлении.

Для повышения надежности крупных систем теплоснабжения необходимо было изменить принцип проектирования городских тепловых сетей, активным инициатором чего в свое время стал главный инженер теплосети Мосэнерго Н.К. Громов.

Большой научный вклад в эти вопросы внесли д.т.н., профессор МЭИ Е.Я. Соколов, д.т.н., профессор ВТИ Н.М. Зингер. Наша концепция развития систем теплоснабжения крупного муниципального теплоэнергетического комплекса базируется на трудах этих ученых.

Рост тепловых мощностей ТЭЦ, крупных теплоисточников муниципальных и промышленных предприятий, увеличение радиуса тепловых сетей, расширение круга разнородных потребителей в значительной мере усложнили гидравлический и тепловой режимы работы сетей, что требует большого согласования интересов основных звеньев, которые должны согласовываться как в вопросах надежности работы систем теплоснабжения, так и в вопросах экономичности.

Когда построение конфигурации тепловых сетей не исходит из требований дальней перспективы, а диктуется требованиями текущей необходимости, то на последующих этапах развития тепловых сетей могут потребоваться более значительные изменения в соответствующих звеньях системы теплоснабжения с увеличенными капитальными затратами. Наша задача не допускать этого.

Техническая структура теплоснабжающей системы и режим ее работы должны быть получены в результате оптимизации всех ее звеньев, что должно обязательно учитываться при разработке схемы теплоснабжения города.

Тепловые сети должны быть управляемы, обеспечивать необходимый режим работы с возможностью совместной работы нескольких источников теплоснабжения и взаимного резервирования магистралей.

Системы теплоснабжения рекомендуется выполнять по определенной иерархической схеме с передачей теплоносителя от верхней ступени к расположенной ниже через регулировочные узлы (рис. 1)

Рис. 1. Принципиальная схема системы теплоснабжения

1 - загородная ТЭЦ; 2- пиковая котельная; 3- групповая тепловая подстанция (ГТП); 4- абонентские вводы; 5- транзитная тепловая магистраль; 6- городская тепловая сеть; 7- блокирующая перемычка между городскими магистральными сетями; 8- внутриквартальная тепловая сеть.

Из анализа приведенного рисунка можно выделить 5 иерархических ступеней :

1) теплоисточник в виде мощной ТЭЦ, как правило, размещаемой за городом;

2) пиковые котельные, расположение которых желательно осуществлять на окраине города или вблизи районов концентрированных тепловых нагрузок; одновременно они выполняют роль регулировочных узлов преобразования параметров теплоносителя;

3) центральные тепловые пункты (групповые тепловые подстанции), в которых производится распределение теплоносителя, транспортируемого от пиковых котельных до ЦТП, по отдельным видам тепловой нагрузки;

4) местные тепловые подстанции или абонентские вводы, получающие теплоноситель от ЦТП по внутриквартальным сетям;

5) теплопотребляющие приборы абонентов

Концепция развития и конструирования системы"1 города по изложенной схеме (рис.1) дает следующие преимущества :

1) резервирование теплоснабжения с помощью пиковых котельных при отказах транзитной сети, а также с помощью кольцевания и блокировки при отказе участка сети большого диаметра;

2) снижение капиталовложений на сооружение транзитной сети;

3) экономия электроэнергии на перекачку теплоносителя по транзитной сети;

4) упрощение управления системой теплоснабжения;

5) уменьшение количества регулирующей аппаратуры и смесительных насосов.

Вопросы резервирования в тепловых сетях разрабатывались во ВТИ и МИСИ, из которых следует: в работе ВТИ предложено резервирование с сохранением полного расхода воды (100%) потребителям, что вызывает увеличение диаметров магистралей и перемычек, установку дополнительных насосно-перекачивающих станций (НПС); в работах МИСИ расход подаваемой сетевой воды при резервировании должен снижаться до 0,65 от нормы, для чего на каждом ЦТП устанавливаются регулятор-ограничитель расхода воды и насос для подмешивания (с автоматикой).

На рис.2 изображена принципиальная схема магистральных и частично распределительных сетей в увязке с крупными теплоисточниками всех форм собственности г. Омска.

Из приведенной схемы видно, что наибольшая тепловая нагрузка для бытовых потребителей приходится на ТЭЦ-3 и ТЭЦ-5. Связь между ТЭЦ-2 и ТЭЦ-5 слабая, так как основная тепломагистраль ТЭЦ-5 - ТЭЦ-2 построена лишь до пос. Чкаловский. Сети Левобережья связаны с сетями ТЭЦ-3 и ТЭЦ-5 тепломагистралью от ТЭЦ-5 через р. Иртыш (23 км).

Сети от ТЭЦ-2,3,5 имеют радиальный характер с целым рядом перемычек, образующих своеобразные кольца. Однако при конструировании конфигурации систем теплоснабжения выпала вторая ступень иерархической схемы - пиковые районные котельные (ПРК), которые бы выполняли роль регулировочных и преобразовательных узлов.

Реализация таких схем повышает надежность и экономичность работы систем теплоснабжения, позволяя максимально использовать тепловую мощность ТЭЦ при комбинированном способе производства электрической и тепловой энергии, сохраняя в резерьве тепловые мощности ПРК. В то же время, при снижении тепловой мощности ТЭЦ или

Рисунок повреждений транзитной линии ПРК принимает на себя нагрузку тепловой сети.

Исходя из этой концепции, можно рекомендовать следующие промышленно-отопительные и отопительные котельные как пиковые (вторая ступень иерархической схемы):

1) тепломагистраль : ТЭЦ-5- котельная АО "Сибкриотехника";

2) теплолмагистраль : Луч ТЭЦ-5 - котельная АООТ "Омскшина-1";

3) тепломагистраль: Луч ТЭЦ-5 - котельная ОАО "Омсктехуглерод";

4) тепломагистраль : Луч ТЭЦ-5- котельная ОАО "Сибзавод";

5) тепломагистраль : Луч ТЭЦ-5 - котельная МПТСК (Герцена ,48).

На таком же принципе можно организовать несколько перемычек связывающих различные мелкие котельные с так называемыми "базовыми" (котельная ОАО "Гидропривод", ЗАО "Омсккожа", ПО "Полет", котельные МПТСК на ул.26 Северная, ул.36 Северная, 2 Совхозная др.).

Следует обратить особое внимание на резервирование, как принцип построения всей сети, поскольку абсолютно надежных сетей нет.

По данным институтов ВНИПИэнергопром и АКХ им. К.Д. Памфилова продолжительность ликвидации повреждения на трубопроводе тепловой сети в зависимости от диаметра приведена в таблице 2.

Таблица

Зависимость продолжительности отключения и количества жителей от диаметра трубопровода

Наименование Условный диаметр трубопровода, мм

Расчетная тепловая нагрузка, МВт 25-30 100-120 190-220 400

Расчетная продолжительность отключения, ч

Количество жителей в 12-15 50-60 95-110 200отключенных зданиях, тыс.чел.

Для Сибири резервирование становится необходимым, начиная с диаметра 300 -400 мм, в зависимости от местных условий. Учитывая, что вероятность повреждения определяется протяженностью подводящей магистрали, можно условно определить ту критическую длину магистрали, свыше которой резервирование становится необходимым. В качестве такой длины рекомендуется принять 1,5-2 км, что характерно от сетей районных котельных.

Существенным резервом повышения экономичности эксплуатации предлагаемых систем централизованного теплоснабжения является автоматическое регулирование и управление автономно каждым основным элементом системы теплоснабжения (источник, тепловая сеть и потребитель) ь в целом всей системой теплоснабжения. Реализованные системы автоматического регулирования 191, принципы синхронизации котельных установок, работающих в автоматическом режиме на общую магистраль теплоносителя /8/ на источнике по ул. 36 Северная, 5А позволили в отопительном сезоне 1998-1999 гг. получить экономию топлива до 15-20%. При этом одновременно получена дополнительная экономия электроэнергии до 20%, увеличен межремонтный срок эксплуатации оборудования в 2-3 раза.

Комплексное автоматическое регулирование и управление на базе правляющих ЭВМ системами теплоснабжения позволяет существенно повысить экономичность и надёжность систем теплоснабжения за счёт быстрого принятия решений в критической и аварийной ситуациях, оптимально регулировать и управлять загрузкой источников теплоснабжения с целью снижения затрат энергоресурсов на выработку, преобразование, транспортировку и распределение тепла при обеспечении потребителя товаром (теплом) с качественными и количественными показателями. В настоящее время осуществляется реализация данного направления модернизации системы теплоснабжения (пос. "Козицкий"). Использование н системах автоматического регулирования и управления управляющих ЭВМ позволяет осуществить новые принципы регулирования котельных установок - адаптивное регулирование, реализовать новые оптимальные алгоритмы у правления. Штатный набор автоматики регулирования технологического оборудования источников после реструктуризации /7,8,9/ и оптимизации параметров систем регулирования в сочетании с управляющей ЭВМ открывает широкие возможности оптимального использования потенциальных возможностей технологического оборудования, эксплуатации его по техническому состоянию.

Высокая экономическая эффективность работ по автоматизации > ¡сточников, минимальные сроки окупаемости затрат (2-3 месяца) позволяют рассматривать это направление деятельности как самофинансируемое при условии, что финансовые ресурсы от экономии энергоресурсов (в частности, топлива) будут направляться для реализации подобных работ на других источниках.

3. Развитие теплофикационных систем путем создания ТЭЦ малой мощности при реконструкции промышленно-отопител£ных котельных.

Доля тепловой энергии, вырабатываемой промышленноотопительными котельными, используемыми в качестве основного источника теплоснабжения и оснащенными водогрейными и паровыми котлами, остается значительной, а эффективность их использования продолжает оставаться низкой. Вместе с тем, котельные, оснащенные паровыми котлами, имеют возможность установки противодавленческих или турбин иных типов небольшой мощности и выработки , наряду с тепловой, электрической энергии. Это первое принципиальное направление повышения эффективности теплоисточников промышленной теплоэнергетики, основанное на использовании перепада между давлением генерируемого пара и необходимым давлением пара для потребителя. В качестве яркого примера можно сослаться на развитие централизованного теплоснабжения (ЦТ) в Дании, где в законодательном порядке принято , что все установки ЦТ мощностью более 1 МВт должны работать в режиме комбинированного производства электрической и тепловой энергии на природном газе, биомассе и др. нетрадиционных видах топлива (солома, щепа, мусор бытовой и т.д.). Реконструкция котельной в ТЭЦ малой мощности позволяет : повысить надежность источника теплоснабжения путем осуществления электропитания механизмов собственных нужд от собственных генераторов и снижения зависимости от энергосистемы; повысить экономичность теплоисточника благодаря комбинированной выработке тепловой и электрической энергии, что способствует снижению себестоимости отпускаемой тепловой энергии и вырабатывать электроэнергию с тарифом меньшим, чем в энергосистеме.

На рис.3 представлен фрагмент принципиальной тепловой схемы котельной с использованием противодавленческой турбины (реализуемый на объекте "Береговой")

Преимущества ТЭЦ малой мощности хорошо видны при анализе сложившейся в настоящее время структуры производства, передачи и распределения электроэнергии.

Рис.3. Фрагмент принципиальной тепловой схемы котельной с использованием противодавленческой турбины

ПГ - парогенератор; ПТ - паровая турбина; Г - генератор; СН -тевой насос; ПСВ - пароводяной подогревательтевой воды;н. -бственные нужды.

Структура формирования себестоимости и тарифов на электроэнергию такова, что если принять себестоимость производства и распределения л юктроэнергии за 100%, то ее составляющие по ступеням образования составят в соответствии с данными таблицы 3. „ . Таблица 3 Формирование стоимости эл.энергии от производителя до потребителя

Доля, %,

Номер Наименование ступеней от полной ступени себестоимости

1 Выработка электроэнергии базовыми электростанциями

2 Транспорт электроэнергии по системообразующим линиям РАО "ЕЭС России"

3 Транспорт и распределение электроэнергии по сетям высокого напряжения АО-энерго

4 Транспорт и распределение электроэнергии по сетям среднего напряжения АО-энерго

5 Транспорт и распределение электроэнергии по сетям низкого напряжения (с учетом перепродавцов)

6 Технический учет и расчеты с потребителями

Итого:

Реконструкция паровой котельной в ТЭЦ малой мощности позволяет промышленному или муниципальному предприятию вырабатывать электроэнергию по себестоимости оптового рынка, сокращая расходы на покупку электроэнергии на 40-50%.

Расчеты показывают, что себестоимость электроэнергии, получаемой на установках противодавленческих турбин небольшой мощности, составляет в пределах 10-16 коп/квт.ч, тогда как тариф на получаемую электроэнергию из энергосистемы в настоящее время составляет 44 коп/квт.ч. Окупаемость дополнительных капиталовложений находится в пределах 1,5-2,5 года.

Условием эффективности установки паровой турбины является положительное значение экономического эффекта, определяемое из выражения:

СИп - С Ь N п - аАК . - АС. > 0 (1) э э э т э э э турб обед 4 ' где С - тариф на электроэнергию, р./кВт ч;

N - электрическая мощность ¡турбины, кВт; п - число часов использования турбины, ч;

С - цена топлива, р./кг;

Ь - удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии, кг/кВтч; а - коэффициент отчислений, включающий реновацию, коэффициент эффективности капиталовложений Ен, затраты на ремонт (а = арен + арем + Ен);

АК тур6 - дополнительные капиталовложения, связанные с установкой паровых турбин, р;

АС обсл - дополнительные затраты на обслуживание паротурбинной установки, р.

Однако положительное решение следует увязывать со сроком окупаемости. Иностранные инвесторы и коммерческие банки более охотно идут на финансирование проектов, если они окупаются в пределах до 3-х лет.

Эффективность топливоиспользования котельных, реконструируемых в ТЭЦ малой мощности, видна исходя из следующих расчетов.

Расход топлива, т у.т., при отпуске тепловой энергии непосредственно от котлоагрегатов определяется из выражения :

Вдр = --(2) % Лтп где <Зк- объем отпущенной тепловой энергии от котлоагрегатов ккал (кДж); средневзвешенный коэффициент полезного действия (нетто) котельной установки; г) - коэффициент теплового потока.

При появлении комбинированной выработки тепловой и электрической энергии (установка противодавленческой турбины) расход топлива, т у.т определяется следующим образом.

При 100% покрытии тепловой нагрузки от турбины : (3) где Э - выработка электроэнергии на базе теплового потребления, кДж (кВт-ч); г)т - теплофикационный КПД;

Ф пР" величина тепловой энергии в виде пара после противодавления турбины, кДж (ккал), которая определяется по формуле: о =к528(Ю (к-11)+к 348(Ю (к-Ь), спр 3 Ш1\ ^ к/ л лп V ~ к / * где Ооп, 0,1П - расход пара на выхлопе из турбины в отопительном и летнем периоде, кг/ч;

Ь2 - энтальпия пара на выходе их турбины, кДж/кг;

Ь,— энтальпия насыщения (конденсата) при давлении Р2 в подогревателях сетевой воды, кДж/кг (ккал/кг).

При отпуске тепла от турбины и непосредственно из котлов расход топлива можно определить из уравнения теплового баланса по методу проф. 11.Н. Бутакова:

ПР ^ Эт +3пр + Эт+ <3„Р ву--Н--- % Лт,: лт ■ Л № ^ ку объем отпущенной тепловой энергии от котлоагрегатов, кДж ккал); г)- общий КПД ТЭЦ малой мощности.

Затраты на топливо, р., при переводе котельной частично на комбинированный способ производства электрической и тепловой энергии составят:

8, = ВЦ, ; где Ц, - цена 1 т условного топлива, р./т у.т.

Экономия, р., выразится как разность между покупной ; ;ектроэнергией с ее тарифом и собственной выработанной мектроэнергией с ее себестоимостью: э;=эт(цз-цс), где Цэ -тариф на электроэнергию энергосистемы, р./кВт-ч;

Цс - цена собственной выработанной электроэнергии, Г /кВт-ч.

И соответственно срок окупаемости,лет, определяется из выражения: где К - капиталовложения в реконструкцию, р.

4. Управление системой теплоснабжения города в условиях развивающегося рынка тепловой энергии.

В развивающемся крупном муниципальном теплоэнергетическом комплексе важное место должны занимать вопросы высокоэффективногоуправления системами теплоснабжения.

Сети малых городов могут иметь одноступенчатую структуру диспетчеризации, а сети крупных городов с протяженными разветвленными магистралями и распределительными теплопроводами- трехступенчатую структуру диспетчеризации : центральный диспетчерский пункт (ЦДП), районный диспетчерский пункт (РДП) и объединенные диспетчерские пункты или службы (ОДС), подчиненные жилищным организациям.

Техническая структура современных крупных теплоснабжающих систем не может обеспечить высокую эффективность работы, и прежде всего из-за разноведомственной принадлежности сетей, когда интересы не только не совпадают, но порою диаметрально противоположны. Для организации высокоэффективной работы необходимо, чтобы сооружения новых и реконструкция существующих сетей проводилась по единому, хорошо разработанному плану и были зафиксированы в утвержденных положениях, нормах и др. руководящих документах городского самоуправления. Крупная система не может управляться без хорошо организованной информации о результатах работы, об отклонениях от нормы и неполадках, без хорошо организованной связи. Не обладая достаточной оснащенностью средствами автоматизации, современные системы, как правило, работают на постоянном гидравлическом режиме, тогда как магистральные сети и ЦТП должны работать в переменном режиме, чтобы иметь экономию ТЭР. Районные диспетчерские пункты должны находиться в составе муниципальных предприятий, занимающихся эксплуатацией распределительных тепловых сетей и местных котельных. Однако, наряду с РДП, принадлежащими муниципальному предприятию, параллельно могут быть РДП, принадлежащие АО-Энерго и занимающиеся эксплуатацией только магистральных сетей. Этот параллелизм вносит дополнительные эксплуатационные затраты.

В современных условиях ответственности и управления системой жизнеобеспечения города, перспективой развития градостроительства и систем теплоснабжения должен быть один "хозяин" , которым может быть только муниципальная власть, администрация города. И именно она, в конечном счете, решает, куда и сколько вкладывать средств, чтобы получить максимальный экономический эффект, обеспечить нормальное электро и теплоснабжение города. Ведомственная разобщенность, например, для города Омска по нашим расчетам приводит ежегодно к потерям нескольких сотен миллионов рублей и , к тому же , постоянно вносит несогласованность с перспективой развития градостроительства . Передача магистральных тепловых сетей от ТЭЦ в структуры жизнеобеспечения города должна стать первым этапом в реструктуризации городского хозяйства. С другой стороны, рупные городские ТЭЦ когда-то строившиеся всем народом за счет централизованных капитальных вложений, вдруг оказались в руках акционерных компаний, практически частных владельцев в условиях, когда контрольный пакет акций находится у государства, на хранении у РАО "ЕЭС России", которое совершенно не занимается перспективами развития городских систем теплоснабжения и не действует в интересах городского с амоуправления. Поэтому назрел вопрос, когда в качестве второго этапа уолжна стать передача теплоисточников (ТЭЦ), находящихся на территории муниципалитета, от АО-Энерго в подчинение городского самоуправления, полностью отвечающего за теплоснабжение города. Затяжка этого вопроса (у. дет приводить только к ежегодно возрастающим финансовым потерям и \ ;;>сту напряженности городского бюджета. Неоднородность м;ергоисточников в регионе , их различные условия эксплуатации и прогнозирование производственных возможностей определяют конкурентоспособность продукции, а это значит, что в основе производства . шжна быть заложена неукоснительная идея - энергосбережение, комплексно решающее три задачи : экономическую, экологическую и социальную.

Насколько же структуры, связанные с теплоснабжением крупного города, устойчивы к различным перестроечным процессам, экономическим реформам?

В настоящее время регулирование финансовой деятельности осуществляется за счет тарифов на отпускаемую потребителям энергию, корректировкой которых занимаются региональные энергетические комиссии П-'ЭК). Если цены на тепловые ресурсы, оборудование, материалы, и т.д. - стоянно растут, то будут расти и цены на тепло, электроэнергию, что ведет к дальнейшему росту инфляции.

Необходимо дать ответы на вопросы : при каких условиях тепло и электроэнергия становятся товаром, а не продукцией, и есть ли у теплоэнергетики условия для вхождения в рыночные отношения?

Промышленно-отопительные котельные г. Омска вносят существенный ;: клад в теплоснабжение города, на их долю приходится около 30% тепловой .грузки.

В период централизованного директивного планирования предприятия ВПК, имеющие в своем составе крупные промышленно-отопительные котельные, уклонялись или неохотно шли на увеличение отпуска тепловой ¡¡ергии жилищно-коммунальному сектору (ЖКС), т.к. эта доля продукции в себестоимости завода составляла незначительную величину. Теперь же, в период экономического кризиса и спада производства, предприятия, имеющие теплоисточники, ищут потребителя и предлагают себя на рынок тепловой .'я ¡ергии.

Однако чтобы быть конкурентоспособным на рынке тепловой энергии, надо основательно заняться реконструкцией и совершенствованием тепловых схем котельных, себестоимость тепловой энергии на которых в 1,5 и более раза выше, чем у теплоисточников энергосистемы, и лишь пассивное поведение энергосистемы на рынке тепловой энергии позволяет еще в значительной степени присутствовать на нем промышленным предприятиям, а городскому бюджету - покрывать убытки котельных при производстве тепловой энергии. Необходимо внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий в производство и потребление тепловой энергии.

Одной из первоочередных задач муниципальных программ энергосбережения является разработка механизмов инвестирования энергосберегающих проектов. Действенным механизмом может стать формирование муниципальных фондов энергосбережения по так называемому "револьверному" принципу, суть которого состоит в том, что часть средств, полученных от экономии платежей за ресурсы, возвращается в муниципальный фонд энергосбережения и используется для финансирования следующих проектов.

В условиях рыночной экономики особую значимость приобретает разработка схемы теплоснабжения города, основная цель которой выбор экономически обоснованного, экологически чистого и устойчивого к возможным изменениям экономической коньюктуры варианта развития систем теплоснабжения в неразрывной связи с генеральным планом застройки города и другими составляющими инфраструктуры: газоснабжение, водопровод, канализация, электроснабжение, связь и транспорт, охрана воздушного и водного бассейнов.

В настоящее время необходимый контроль за оптимальностью в выборе схемных решений отсутствует, а допускать необоснованного применения локальных и автономных теплоснабжающих систем нельзя, т.к. это приводит к развитию нерегулируемых процессов, не всегда экономически оправданных.

Схема оценки систем теплоснабжения в условиях рыночных отношений может быть представлена следующим образом :

5. Совершенствование ремонтного обслуживания в развивающемся муниципальном теплоэнергетическом комплексе.

Ремонтное обслуживание теплоэнергетического хозяйства муниципальной принадлежности составляет неотъемлемую часть эксплуатационной деятельности, обеспечивая бесперебойное теплоснабжение потребителей, и в значительной степени определяет эффективность всего теплоэнергетического производства. В современных условиях, когда формируется муниципальный теплоэнергетический комплекс количественно некачественно, остро встают вопросы повышения уровня управления ремонтом теплоэнергетического оборудования и тепловых сетей. На ремонт ежегодно затрачивается до 7-8% средств от стоимости основных производственных фондов.

На предприятии ежегодно идет процесс приемки на свой баланс котельных и тепловых сетей от промышленных предприятий, физическое состояние которых требует больших затрат для обеспечения нормальных эксплуатационных качеств (удельные затраты на ремонтное обслуживание за' 1996-1997 г.г. составили 14 ООО р./Гкал установленной мощности). При создании крупного муниципального теплоэнергетического комплекса встают такие проблемные вопросы, как управление комплексом, сфдание ремонтной базы для организации не только типовых объемов работ, нр и сверхтиповых (по реконструкции и модернизации) с изготовлением запасных частей к оборудованию определенной номенклатуры.

Для оценки эффективности сложившейся структуры ремонтного обслуживания рекомендуется рассматривать динамику затрат на ремонт и численность ремонтного персонала (собственного и привлеченного) по месяцам года. Если при этом затраты по месяцам года меняются мало, а численность ремонтного персонала держится в среднем постоянной, т.е. получается плотный график потребности рабочей силы (без пиков), то в этом случае экономически целесообразен хозяйственный способ, при котором стоимость ремонта меньше (в настоящее время в ремонте теплоисточников превалирует подрядный способ).

Структура ремонтного обслуживания должна строится на централизованном принципе, например, цех централизованного ремонта предприятия (ЦЦР), в состав которого должны входить специализированные участки по ремонту поверхностей нагрева котлов, вращающихся механизмов, котельно-сварочного производства, арматуры, тепловых сетей, КИП и А и др.

Все организационные вопросы по ремонту оборудования котельных и тепловых сетей должны, в основном, решаться через отдел подготовки ремонта (ОПР), в составе которого : конструкторское бюро с техническим архивом,, сектор ППР и смет, технологическое бюро подготовки документации по реконструкции и модернизации оборудования с внедрением энергосберегающих технологий. Начальник ОПР должен находиться на правах заместителя главного инженера предприятия.

Качественный ремонт тепломеханического оборудования не возможен в полной мере без наличия ремонтной базы, как первой ступени в тепловых округах, и центрального ремонто-механического завода (ЦРМЗ), как более высшей ступени в подготовке ремонтов, подготовке обменного фонда по оборудованию и изготовлению запасных частей. ЦРМЗ может быть создан для обслуживания всех предприятий, подчиненных муниципальной власти.

Критериями состояния оборудования и ремонтного обслуживания могут быть:

1) межремонтный период по котлам;

2) средняя продолжительность простоя в капитальном ремонте котлов;

3) средний срок службы тепловых сетей;

4) удельные затраты на ремонтное обслуживание (р./Гкал установленной мощности, р./100 км тепловых сетей);

5) удельная численность ремонтного персонала с учетом привлеченного (чел/Гкал, чел/100 км тепловых сетей);

6) количество отказов оборудования в работе.

В целях снижения затрат на ремонт, повышения трудовой и технологической дисциплины, повышения качества и ответственности за проведение ремонтных работ рекомендуется: по мере комплектования и повышения квалификации собственного ремонтного персонала снижать объем подрядных работ.

Внедрение приборов диагностики состояния теплопроводов и ввод в эксплуатацию в городе Омске первого в Сибири завода по изготовлению конструкций теплопроводов с пенополиуретановой изоляцией - первые шаги на пути совершенствования ремонтного обслуживания.