Стратегический план перевода систем теплоснабжения на закрытую схему реферат

Обновлено: 17.05.2024

ВВЕДЕНИЕ
Согласно Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ) режим эксплуатации водоподготовительных установок и водно-химический режим должны обеспечитьработу электростанций и предприятий тепловых сетей без повреждений и снижения экономичности, вызываемых коррозией внутренних поверхностей водоподготовительного, теплоэнергетического и сетевого оборудования, а также без образования накипи и отложений на теплопередающих поверхностях, отложений в проточной части турбин, шлама в оборудовании и трубопроводах электростанций и тепловых сетей.Оборудование современных ТЭС и АЭС эксплуатируется при высоких тепловых нагрузках, что требует жесткого ограничения толщины отложений па поверхностях нагрева по условиям температурного режима их металла в течение рабочей кампании. Такие отложения образуются из примесей, поступающих в циклы электростанций, в том числе и с добавочной водой, поэтому обеспечение высокого качества водных теплоносителей являетсяважнейшей задачей.
Для удовлетворения разнообразных требований к качеству воды, потребляемой при выработке электрической и тепловой энергии, возникает необходимость специальной физико-химической обработки ее. Эта вода является, по существу, исходным сырьем, которое после надлежащей обработки (очистки) используется для следующих целей: а) в качестве исходного вещества для получения пара в котлах,парогенераторах, ядерных реакторах кипящего типа, испарителях, паропреобразователях; б) для конденсации отработавшего в паровых турбинах пара; в) для охлаждения различных аппаратов и агрегатов ТЭС и АЭС; г) в качестве теплоносителя в первом контуре АЭС с ВВЭР, в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения.
В своем реферате я бы хотела подробнее рассмотреть методы обработки воды в системах теплоснабжения игорячего водоснабжения (ГВС).
1. Системы теплоснабжения и ГВС
Выбор метода обработки воды, составление общей схемы технологического процесса при применении различных методов, определение требований, предъявляемых к качеству ее, существенно зависят от состава исходных вод, типа электростанции, параметров ее, применяемого основного оборудования (паровых котлов, турбин), системы теплофикации игорячего водоснабжения.
Централизованное горячее водоснабжение использует для подогрева воды тепло, вырабатываемое на ТЭЦ, в районных котельных, отбросное тепло промышленных предприятий и др. Применяют приготовление горячей воды в самих источниках тепла, в центральных тепловых пунктах (ЦТП) или непосредственно в домах.
Централизованное горячее водоснабжение осуществляется по открытойили закрытой схеме. При закрытой схеме холодная водопроводная вода нагревается в водонагревателях теплоносителем (водой или паром) из тепловых сетей. Водонагреватели устанавливают в ЦТП или непосредственно в здании — потребителе горячей воды.
Количество воды для горячего водоснабжения определяется технологическими требованиями и требованиями защиты сети от коррозии. В жилых домах горячая вода,идущая на бытовые нужды, должна иметь температуру в точке разбора не более 75° и не менее 60° С. Во вспомогательных зданиях и помещениях промышленных предприятий температура воды для душей должна быть не ниже 45° С и т. д.
По характеру теплопотребления и способу присоединения систем отопления и горячего водоснабжения к тепловым сетям системы.

Согласно Федеральному закону № 417-ФЗ от 07.12.2011 г., подключение объектов капитального строительства к централизованным открытым системам теплоснабжения с отбором теплоносителя на нужды ГВС не допускается. С 1 января 2022 г. не допускается использование централизованных открытых систем теплоснабжения в принципе.

В качестве обоснования закона указываются экономические показатели и гигиенические требования к качеству горячей воды систем ГВС. Однако наблюдается некоторое недопонимание проблемы и отсутствие аргументированных данных, подтверждающих эффективность принятого стратегического плана. В связи с этим для обоснования основных проектных решений требуются многовариантные расчеты, о необходимости которых указывается, например, в работе [1].

Екатеринбург вошел в число городов, где уже приступили к разработке схем закрытого теплоснабжения с ЦТП или ИТП.

В инженерной практике принято оценивать основные решения по экономическим условиям: оптимальному варианту должны соответствовать минимальные затраты финансовых средств. Методика экономических расчетов систем теплоснабжения и основные направления оптимизации изложены в [2].

Для оценки экономических показателей авторами были выявлены основные направления возможного снижения затрат при переходе на закрытую схему:

1) уменьшение затрат электроэнергии на подпитку тепловой сети на источнике тепловой энергии;

2) уменьшение затрат на химводоподготовку на источниках.

В то же время потребуются дополнительные средства для переоборудования тепловых пунктов:

1) установка подогревателей горячей воды;

2) установка систем ХВО на тепловых пунктах (необходимость обработки холодной воды на тепловых пунктах вызвана тем, что в водопроводной воде при нагревании выделяется растворенный в ней кислород, который вызывает интенсивную коррозию труб систем ГВС. На ТЭЦ применяют специальную обработку холодной воды и предотвращается возможность коррозии. То же самое придется делать при закрытой схеме, но в каждом ИТП, что значительно дороже. - Прим. авт.).

Кроме того, потребовалось оценить возможное изменение расхода теплоносителя в тепловой сети при переходе на закрытую схему, диаметров трубопроводов и потерь тепловой энергии при транспортировании теплоносителя.

Оценка затрат при переходе на закрытую схему теплоснабжения была выполнена на примере жилого района с тепловой нагрузкой около 70 МВт, в т.ч. на отопление и вентиляцию - около 60 МВт, на ГВС (средняя) - около 10 МВт.

Расходы теплоносителя были рассчитаны по СНиП 2.04.07-86*, т.к. в последующих изданиях необходимые формулы не приводятся.

Несмотря на различие формул для определения расходов теплоносителя на ГВС в открытой и закрытой системах, значения суммарных расчетных расходов отличаются не более, чем на 9%. Следовательно, диаметры трубопроводов, толщина тепловой изоляции и размеры сопутствующего механического оборудования и строительных конструкций будут одинаковыми в открытой и закрытой системах.

Сопоставим производительность подпиточных насосов на источнике (в случае с Екатеринбургом источник - ТЭЦ). Рекомендации по расчету максимального часового расхода подпиточной воды приводятся в СП 124.13330.2012.

Для закрытой схемы расход принимается в размере 0,0025 объема воды в системе (на компенсацию потерь сетевой воды) с учетом расхода на заполнение системы. Объем воды приближенно равен 65 м 3 /МВт расчетного теплового потока, расход воды на заполнение при диаметре магистрального участка 400 мм составляет 65 м 3 /ч.

При величине расчетного теплового потока 70 МВт производительность подпиточных насосов на ТЭЦ составит для закрытой схемы G_закр=70*65*0,0025+65=76,4 м 3 /ч.

Для открытых схем производительность подпиточных насосов на ТЭЦ принимается равной сумме расхода воды на компенсацию потерь сетевой воды в размере 0,0025 объема воды в системе и максимального расхода воды на ГВС при расположении всех баков-аккумуляторов на источнике теплоты. При расположении части баков-аккумуляторов в районе теплоснабжения, согласно СП 124.13330.2012, учитывается средний расход теплоносителя на ГВС с коэффициентом 1,2.

Объем воды в открытой системе принимается в размере 70 м 3 /МВт расчетного теплового потока. Получим следующие результаты:

■ при расположении части баков-аккумуляторов в районе теплоснабжения:

■ при расположении всех баков-аккумуляторов на ТЭЦ производительность подпиточных насосов возрастает до:

G_откр=70*70*0,0025+95,2*3,6=353 м 3 /ч.

Таким образом, производительность подпиточных насосов на ТЭЦ при переходе на закрытую схему может уменьшиться почти в 2,5 раза, что повлияет на затраты на ХВП и расход электроэнергии на перекачку воды.

Химводоочистка является важнейшим этапом подготовки воды и обеспечивает надежность работы системы теплоснабжения в целом [3]. Стоимость ХВО составляет в среднем 15 руб./м 3 деаэрированной воды и зависит от объемов подпитки. Соответственно, при закрытой схеме для условий примера получим величину годовых затрат на ХВО: 3=76,4*365*24*15=10 млн руб./год; при открытой схеме затраты на ХВО составят: 3=185*365*24*15=24 млн руб./год.

Соответственно возрастают расход электроэнергии и затраты на ее оплату: для закрытой схемы годовой расход электроэнергии узла подпитки ТЭЦ составит 87 тыс. кВт.ч; для открытой - 175 тыс. кВт*ч.

При стоимости электроэнергии 2 руб./кВт*ч получим величину затрат на электроэнергию узла подпитки ТЭЦ в размере 172 тыс. руб./год и 350 тыс. руб./год для закрытой и открытой схем соответственно. Результаты сравнения затрат узла подпитки на ТЭЦ приведены в табл. 1.

Таблица 1. Экономическое сравнение затрат на химводоочистку и подпитку ТЭЦ.

Таким образом, переход на закрытую схему может дать экономический эффект для источника теплоснабжения порядка 14,4 млн руб./год. При расположении всех баков-аккумуляторов на источнике теплоты экономический эффект увеличится почти в два раза.

Однако еще необходимо учесть оборудование тепловых пунктов теплообменниками и установками ХВО. Авторами была выполнена оценка затрат на переоборудование ИТП на примере жилого дома с тепловой нагрузкой на отопление 290 кВт и максимальной на горячее водоснабжение 132 кВт. Использовались рекомендации, приведенные в работах [4, 5].

Согласно локальной смете, включающей установку подогревателей для ГВС, термометров, манометров, водомерных узлов, грязевиков, предохранительных клапанов, регуляторов, а также монтажных и наладочных работ, затраты составили около 645 тыс. руб. В то же время затраты на аналогичный ИТП для открытой схемы не превышают 213 тыс. руб.

С учетом эксплуатационных расходов приведенные затраты на ИТП указанной мощности составят для закрытой схемы 882 тыс. руб./год.

Таблица 2. Экономическое сравнение вариантов устройства ИТП.

В табл. 2 приведены результаты сравнения экономических показателей открытой и закрытой схем теплоснабжения для ИТП. Итоговые данные показывают, что при переводе на закрытую схему дополнительные затраты могут составить около 900 тыс. руб. на один ИТП жилого дома с суммарной тепловой нагрузкой 420 кВт. Учитывая количество объектов, капитальные затраты на переоборудование ИТП могут составить для жилого квартала не менее 6 млн руб.

Кроме того, при закрытой схеме возрастают эксплуатационные расходы до 250 тыс. руб./год на один ИТП, а для квартала - до 2,5 млн руб./год.

Полученные результаты позволяют оценить энергоэффективность тепловой сети в соответствии с требованиями СП 124.13330.2012. Энергоэффективность характеризуется отношением тепловой энергии, полученной потребителями, к тепловой энергии, выданной от источника.

Сравним основные показатели открытой и закрытой схем (табл. 3). Было показано, что расходы тепловой энергии и теплоносителя, а также диаметры трубопроводов при закрытых и отрытых схемах практически одинаковые, а основное различие - в объемах подпитки и расходах электроэнергии. Однако при закрытых схемах увеличивается нагрузка на системы ХВС. Не случайно специалисты указывали, что выбор открытой или закрытой схемы определяется наличием и мощностью источников водоснабжения в районе ТЭЦ и в городе [6].

Таблица 3. Показатели энергоэффективности тепловой сети жилого района.

Выполненный анализ подтверждает необходимость детальных расчетов и технико-экономического обоснования с учетом региональных условий и планов развития муниципальных образований.

Литература

1. Орлов М.Е., Шарапов В. И. Повышение эффективности городских систем теплоснабжения за счет совершенствования их структуры // Сборник докладов V Международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции. М.: МГСУ. 2013. С. 314-320.

2. Ионин А.А. Теплоснабжение /А.А. Ионин, Б. М. Хлыбов, В.Н. Братенков и др. М.: Стройиздат, 1982. 336 с. Репринт. М.: ЭКОЛИТ, 2011. 336 с.

4. Самарин О.Д. Теплофизические и технико-экономические основы теплотехнической безопасности и энергосбережения в здании. М.: МГСУ. 2007. 160 с.

5. Дмитриев А.Н., Ковалев И.Н., Шилкин Н.В. и др. Руководство по оценке эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. М.: АВОК - ПРЕСС, 2005. 120 с.

Порядок, сроки принятия и требования к содержанию решения органа местного самоуправления о прекращении горячего водоснабжения с использованием открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения)- ЖК РФ ПОРТАЛ

В качестве источников финансирования работ по переводу на закрытую схему обычно рассматриваются бюджет и средства, выплачиваемые жителями на капитальный ремонт, так как простые энергосервисные контракты по большинству зданий не окупаются. Задача настоящего проекта обеспечить перевод на закрытую схему теплоснабжения с минимальными затратами средств населения и бюджета. Пошаговое его исполнение включает в себя следующее.

Синхронизацию разработки схемы теплоснабжения, схемы водоснабжения, программы энергосбережения и плана мероприятий по переводу на закрытую схему.

Синхронизация позволяет минимизировать сопутствующие затраты на увеличение диаметров сетей и мощности насосов, обеспечить комплексность работ с разгрузкой технических условий на модернизацию конкретного здания, а также рассчитать изменение затрат и доходов всех эксплуатационных организаций.

План перевода на закрытую схему, в соответствии с законодательством, включается в схему теплоснабжения. В ней определяются необходимые изменения во всех элементах системы теплоснабжения, а также перечень ЦТП, которые экономически целесообразно сохранить (при их наличии).

Выделение в составе индивидуальных тепловых пунктов блоков горячего водоснабжения. Для перехода на закрытую схему необходимы только блоки ГВС. Эффекты от их установки у потребителей:

снижение платежей за горячую воду при стоимости теплоносителя выше стоимости водопроводной воды;
снижение тарифа на тепловую энергию при отключении от ЦТП (где есть ЦТП и применяется подобное тарифное решение);
повышение качества горячей воды (в большинстве случаев);
соблюдение температуры горячей воды;
снижение удельного теплосодержания при чрезмерной циркуляции или уменьшение сливов при отсутствии циркуляции;
повышение достоверности и снижение стоимости приборного учета.

Эффекты у теплоснабжающей организации:

ликвидация убытков при тарифе на теплоноситель ниже реальных затрат (что наблюдается повсеместно);
возможность получения дополнительных доходов от эксплуатации ИТП;
улучшение режимов в тепловых сетях с возможностью подключения новых потребителей;
повышение качества теплоносителя с уменьшением внутренней коррозии оборудования;
ликвидация большей части имеющихся ЦТП и трубопроводов горячей воды от них.

В плане перевода на закрытую схему должны быть оценены все эффекты, решены вопросы прав собственности на ИТП, разработана экономическая и юридическая модель софинансирования из разных источников, с таким распределением по времени этапов работ, которое позволяет вписываться в предельный индекс роста платежей граждан и сохранить обоснованный НВВ теплоснабжающих организаций.

Решения по блокам отопления.

В схеме теплоснабжения должна быть определена необходимость перехода на независимую схему присоединения систем отопления потребителей. Обязательность такого решения может потребоваться только в отдельных зонах и определяться исключительно проблемами с надежностью (высокое или недостаточное давление в обратном трубопроводе, переменные или неудовлетворительные гидравлические режимы в сетях, опасность гидравлических ударов). В остальных зонах может применяться насосное смешение (при графике 150/70 в сочетании с гидроэлеватором) и регулирование пропусками.

В открытых (зависимых) системах теплоснабжения перетопы носят массовый характер (особенно при температурном графике в сети 95/70), соответственно потребители получают существенную экономию при внедрении регулирования отопления на вводе зданий. Если установка блока с бойлером отопления окупается за счет снижения потребления тепловой энергии, то в многоквартирных домах можно использовать средства жителей (плата на капремонт, энергосервис). При отсутствии окупаемости блоки или не устанавливать, либо подобрать менее дорогое решение.

Технические решения.

Распространенные сегодня технические решения по ИТП отработаны для вновь строящихся домов, в которых сразу планируется необходимое помещение. Размещение тепловых пунктов в подвалах существующих зданий часто связано с решением проблемы подтопления или отсутствия подходящего помещения. Лучшим решением является применение типовых плоских блоков, размещаемых, при необходимости, даже на потолке. Это стало возможно при использовании интенсифицированных малогабаритных кожухо-трубчатых водонагревателей. При создании ИТП за счет средств теплоснабжающей организации, для решения проблемы собственности на оборудование, возможно размещение ИТП в плоском шкафу, размещенном на стене здания.

В технических проектах обустройства ИТП должны быть решены вопросы регулирования циркуляции горячей воды, иначе, в некоторых поселениях, платежи за горячую воду после модернизации даже возрастают. Проблема накипи при высокой жесткости водопроводной воды решается путем использования вышеназванных теплообменников, обеспечивающих безнакипный режим работы за счет эффекта самоочистки.

Новый импульс получила (и не раз еще получит) старая история, что по закону “О теплоснабжении” с 2022 года все открытые системы теплоснабжения надо закрыть, т.е. сделать не две, а три трубы в каждый дом – холодная, горячая на ГВС и горячая на отопление.

Тем, у кого так и есть, сложно поверить, но многие регионы и города, в т.ч. крупные, этого не имеют – горячая вода из одной трубы идет и в батареи, и в горячий кран. Обеспечить требуемое качество теплоносителя и по химическому составу, и по температуре невозможно, и это просто может быть опасно для жителей. Есть письма теплоснабжающих организаций в ответ на депутатские запросы, что при открытой схеме обеспечить показатели технологически невозможно.

Закону десяток лет, годы прошли, денег и возможностей больше не стало, а сроки подходят. Одна за другой появляются инициативы отменить, отложить, послабить.

В 2019 году губернатор Санкт-Петербурга предлагал разрешить оставлять открытые системы в тех городах (500 тыс. населения и больше), где это предусмотрено утвержденными Минэнерго России схемами теплоснабжения.

Но этот законопроект не получил хода, потому что теперь Минстрой России предлагает свой вариант: делить не по численности населения, а по экономической целесообразности. И сделать перевод в закрытые схемы обязательным там, где это экономически и технологически эффективно, а решать должны будут регионы.

И тут самый главный вопрос, как считать эту технологическую и экономическую эффективность.

Комитет Госдумы по жилищной политике и ЖКХ в декабре 2019 выступал за закрытие систем

Тогда по итогам обсуждения Минстрою России было предложено сохранить установленные ранее сроки и безальтернативно обязать перевод систем в закрытые там, где более 75% потребителей горячей воды уже снабжаются по закрытой схеме.

Некоторые представители теплового бизнеса настаивают, что переход на закрытые схемы теплоснабжения не может быть окупаемым, и в тариф заложить капитальные затраты невозможно в телеграм убежден в высокой эффективности проекта по закрытию схем одновременно с установкой погодного регулирования в домах – это позволит реализовать огромный потенциал энергосбережения в тепле в телеграм замечает, что экономическая эффективность – управляемая категория, которая зависит не только от методики расчета, но и от усилий регулятора по стимулированию определенных действий участников рынка
В самой отрасли теплоснабжения есть инсайдеры, которые тоже придерживаются мнения, что закрытие систем – обязательный и назревший этап, далее цитата от Мистера Х, профессионала, работающего в отрасли теплоснабжения.

Закрытая система – это по сути отделение контура производства и магистральной передачи от клиента. И клиент сам решает, что, когда и насколько ему греть, включая ГВС. При этом сама архитектура закрытой системы способствует тому, что клиент у себя развивает что ему угодно, надстраиваясь над системой централизованного теплоснабжения, а не в пику ей, как это происходит сейчас.

У старой системы централизованного теплоснабжения, основанной на открытой схеме, нет будущего, в первую очередь в крупных городах. И нет альтернативы переходу на закрытые схемы, причем довольно быстрому. Все технологии есть. Нет денег? Студенту тоже кажется, что он никогда не сможет жить в собственной квартире.

В общем, переход на закрытые системы – это новый технологический уклад, к которому надо быстрее переходить, а не рассуждать, чего для этого не хватает, это как однажды приходит пора переехать из общежития в квартиру.

Опрос в телеграм-канале ЭнергоА++ в ноябре 2019 года показал, что большинство считают, именно государство должно взять ответственность за этот мегапроект.

Но, смотрим выше на предложения Минстроя, государство не горит желанием брать ответственность.

EVita рекомендует

2 thoughts on “ Переход на закрытые системы теплоснабжения – кто и когда будет обязан? ”

Не этот вопрос самый главный, а другой.
Для кого она будет эта технологическая и экономическая эффективность

И в качестве конкретного примера.

Данные из схемы теплоснабжения г.Екатеринбурга.