CC BY
279
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12/2015 ISSN 2410-700Х_
УДК 697.34
Ильин Роман Альбертович
канд. техн. наук, зав. кафедрой «Теплоэнергетика» ФГБОУ, ВПО «АГТУ», г. Астрахань, РФ
E-mail: [email protected] Столяров Денис Владимирович магистр ФГБОУ ВПО «АГТУ», г. Астрахань, РФ E-mail: [email protected]
КОМПЛЕКСНАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ В СИСТЕМАХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Аннотация
В статье рассматриваются возможные методы повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения. Главное внимание уделяется модернизации тепловых пунктов и тепловых сетей. Эффективность функционирования системы зависит от многих факторов. Наиболее проблемные места системы теплоснабжения РФ рассмотрены в работе.
Ключевые слова
Тепловой пункт, тепловые сети, теплоснабжение, автоматизированные индивидуальные тепловые пункты,
эффективность теплоснабжения
Современный мегаполис не может обходиться без развитой системы централизованного теплоснабжения, которая с точки зрения термодинамической эффективности является самой предпочтительной в современных условиях.
Неэффективное теплоснабжение приводит к огромному перерасходу энергетических, материальных и финансовых ресурсов. В условиях постоянного увеличения цен на энергоносители эффективное использование энергетических ресурсов стало одним из самых актуальных и приоритетных направлений государственной политики.
Большинство действующих в городах России систем теплоснабжения спроектированы и построены несколько десятилетий назад, поэтому имеют высокую степень физического и морального износа — по некоторым экспертным оценкам, до 70 % и более. Устаревшие системы теплоснабжения подвержены частым авариям, не способны обеспечить требуемых параметров теплоносителя и нуждаются в модернизации или полной замене.
Эффективность функционирования систем централизованного теплоснабжения во многом зависит от режимов работы тепловых сетей и систем теплопотребления. Поэтому задача оптимизации режимов, проведения наладки и регулирования тепловых и гидравлических режимов в сложных системах крупных городов является весьма актуальной.
Практически все тепловые пункты абонентов, присоединенных к системам централизованного теплоснабжения, в большинстве случаев, оборудованы элеваторным тепловым вводом. Главное достоинство элеватора — он не потребляет энергии на свой привод. Элеватор — это простое, надежное и непритязательное в эксплуатации устройство, для его обслуживания не требуются высококвалифицированные специалисты. Основной недостаток элеватора — невозможность пропорционального регулирования тепловой мощности, так как при не изменяющемся диаметре отверстия соплового аппарата он имеет постоянный коэффициент смешения, а процесс регулирования предполагает возможность изменения этой величины. По этой причине за рубежом элеватор отвергнут как устройство для тепловых пунктов. Этот недостаток можно ликвидировать, если использовать элеватор с регулируемым соплом.
Однако практика эксплуатации элеваторов с регулируемым соплом показала их низкую надежность при плохом качестве сетевой воды (с наличием механических примесей). Кроме того, такие устройства имеют небольшой диапазон регулирования. Еще один серьезный недостаток элеватора — его
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12/2015 ISSN 2410-700Х_
неэффективность при малом располагаемом перепаде давления. При малых показателях нормальная эксплуатация элеваторных узлов в принципе невозможна, поэтому такое оборудование часто работает «на сброс», что приводит к сверхнормативным потерям сетевой воды.
Применение элеваторных узлов тормозит внедрение в системах теплоснабжения энергосберегающих мероприятий, таких как комплексное автоматическое регулирование параметров теплоносителя в здании и адекватную этим задачам конструкцию системы отопления, обеспечивающих точность и стабильность комфортных условий и экономичный расход тепла.
Также в течение нескольких лет теплоснабжение в районах массовой застройки осуществляется от ТЭЦ или мощных тепловых станций через центральные тепловые пункты (ДТП).
ЦТП - это центральный тепловой пункт, то есть аналогичный распределитель тепла, как и ИТП, но гораздо более мощный, больший по размерам и обеспечивающий подачу тепла на несколько домов или целый квартал. Он обычно занимает отдельно стоящее здание. Недостатки ЦТП (центральных тепловых пунктов):
1. частые жалобы населения на низкую температуру в помещениях, а также отсутствие каких-либо действий для устранения причин возникновения;
2. повышенный расход тепловой энергии на все здания, снабжающиеся от данного ЦТП (центрального теплового пункта).
3. частое плановое и аварийное отключение.
4. отсутствие автоматических систем контроля.
5. для установки требуется территория больших размеров, что приводит к нерациональному использованию городского пространства.
В результате этого тепловые сети в ходе работы могут превысить расчетный расход воды как минимум на 30%. Рассматриваем ЦТП №81, который был построен в 1999г. Он работает на теплоснабжение двух жилых домов по ул. Кубанская, 19 корп.2 и 17 корп.2. Наружные тепловые сети (ТС) до ЦТП принадлежат филиалу ООО «ЛУКОЙЛ-ТТК» в г. Астрахань, после ЦТП - потребителям тепловой энергии.
Источник теплоснабжения ЦТП - ТЭЦ-2 ООО «ЛУКОЙЛ-Астраханьэнерго» через ТС филиала ООО «ЛУКОЙЛ-ТТК» в г. Астрахань. Температурный график отпуска тепловой энергии - 150-70 °С.
Схема теплоснабжения открытая, с водоразбором из ТС. Эксплуатационные давление для ОЗП 20142015гг. в ТС на границе раздела эксплуатационной ответственности по тепловым сетям - 0,55-0,45 МПа.
Переход от ЦТП к автоматизированным индивидуальным тепловым пунктам (рис.1) позволит повысить эффективность авторегулирования отопления вследствие отказа от распределительных сетей ГВС, минимизировать потери при транспортировке тепла и уменьшить расход электроэнергии на перекачку горячей воды для бытовых нужд.
Рисунок 1 - Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт
Для более наглядного примера эффективности внедрения автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов приведена таб. 1, где отражены основные факторы экономии при применении ЛИГИ.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12/2015 ^БЫ 2410-700Х
Таблица 1
Эффект внедрения АИТП
Основные факторы экономии при применении АИТП Эффект в % от общего теплопотребления
для жилых зданий для административных помещений
Автоматическое снижение температуры воздуха в помещениях зданий в часы отсутствия там людей 10 - 20%
Снятие вынужденных перетопов в переходные, межсезонные периоды 2 - 6% 2 - 6%
Снятие влияния на потери тепла инерции ТС 3 - 5% 3 - 5%
Применение качественного и качественно- количественного регулирования 3 - 10% 3 - 10%
Учёт при управлении температурой отопления бытовых тепловыделений 4 - 7% -
Возможность нормированного снижения нагрузки на отопление в часы максимальной нагрузки на г.в.с. 1 - 3% -
ИТОГО, суммарная средняя экономия при применении АИТП 13- 31% 18 - 41 %
В итоге, как видно из таблицы 1, суммарная средняя экономия при применении автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов составит около 25-30%. Для более эффективной работы новой системы теплоснабжения с применением автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов, необходимо также и замена тепловых сетей, так как по данным статистики[7] 80% которых превысили срок безаварийной службы.
Применение полиэтилена для производства труб газо- и водоснабжения привело к коренным изменениям индустрии строительства трубопроводов по всему миру. В подавляющем количестве стран более 90% вновь вводимых в строй трубопроводных распределительных систем изготовлены из полиэтилена.
Если же сравнивать полиэтиленовые трубы с металлическими то:
• Металлические трубы для отопления и водопровода недолговечны.
• Протечки возникают практически гарантировано.
• Быстро теряется тепло.
• Быстрое «зарастание» внутренней поверхности труб.
• Излишний шум.
Полиэтиленовые трубы - это современные трубчатые конструкции на основе высокомолекулярных соединений. Отличительные свойства этих трубопроводов при сравнении со стальными и чугунными -надежность и долговечность.
Экономическая эффективность трубопроводов из полиэтилена во многом зависит от правильности выбора материала, грамотности проектирования, качественного монтажа и технического обслуживания. Полиэтиленовые трубопроводы в 21 веке призваны обеспечить основную потребность трубопроводов систем водоснабжения, водоотведения, технологических трубопроводов и внутренних систем отопления.
Проанализировав состояние системы теплоснабжения, хочется отметить, что для повышения её эффективности необходима комплексная модернизация разных подотраслей, а именно рассмотренных в данной статье - применение полиэтиленовых труб и переход к автоматизированным индивидуальным тепловым пунктам, что приведет к значительной экономии теплопотребления. Также для этого требуется подготовить и обучить новое поколение высокопрофессиональных менеджеров, обученных новым методам и способам управления, способных вырабатывать и внедрять в жизнь инновационные решения и технологии управления. Это позволит со временем вывести отрасль теплоснабжения из разряда самых отсталых и убыточных на уровень успешно развивающихся секторов экономики, привлекательных для вложения инвестиций и применения инновационных решений, как это происходит в самых экономически развитых странах мира.
Список использованной литературы: 1. Басс М.С. Методические вопросы оценки эффективности систем централизованного теплоснабжения /
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ»
№12/2015
ISSN 2410-700Х
М.С. Басс, А.Г. Батухтин, С.А. Требунских // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2013. №2. С. 80-84.
2. Батухтин А.Г. Автоматизированная система регулирования расхода теплоносителя для теплоснабжения групп потребителей / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2013. №2. С. 68-72.
3. Батухтин А.Г. Моделирование современных систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин, А.В. Калугин. // Вестник ИрГТУ, 2011. - Т. 55. -№8. - С. 84-91.
4. Батухтин А.Г. Повышение эффективности современных систем теплоснабжения / А.Г. Батухтин, С.А. Иванов, М.В. Кобылкин, А.В. Миткус // Вестник Забайкальского государственного университета. - Чита: ЗабГУ. - 2013. - №9(100). С.112-120.
5. Ионин А.А., Хлыбов Б.М., Братенков В.Н., Терлецкая Е.Н. Теплоснабжение. - М: Экомет, 2011, 336 с.
6. Новости отрасли: http://www.pktirs.ru/page-8.html
7. СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
© Ильин Р.А., Столяров Д.В., 2015
УДК 631.7.627.834.
Квасов Петр Андреевич
ст.научный сотрудник КазНИИЭ, г.Алматы, РК
E-mail: [email protected]
МЕСТНЫЙ РАЗМЫВ ЗА НОВОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ ГЭС, ОБОРУДОВАННОЙ ПЛОТИНОЙ В
ВИДЕ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ
Аннотация
Применительно к новой конструкции малой ГЭС, оборудованной плотиной с плавкой вставкой и обеспечивающей отброс струи и растекание потока в воронке размыва по типу полуограниченной струи даны рекомендации по расчету параметров местного размыва.
Ключевые слова Малая ГЭС, плавкая вставка, расчет, местный размыв
Предложена новая конструкция малой ГЭС, оборудованная плотиной с плавкой вставкой, обеспечивающей отброс струи и растекание потока в воронке размыва по типу полуограниченной струи [1,2,3]. На конструкцию плотины с "плавкой" вставкой подана заявка на изобретение [4,5,6]. Сдерживает широкое применение этой конструкции отсутствие метода расчета глубины местного размыва, определяющей устойчивость плотины. Поэтому методика расчета размыва является востребованной и актуальной.
Как показали наши эксперименты, гидравлическая картина течения в нижнем бьефе плотины с плавкой вставкой и МГЭС достаточно сложна. Здесь формируются два вальца - водоворота, между которыми как бы протекает основная струя, которая и образует воронку местного размыва (рис.1) .
Рисунок 1 - Расчетная схема растекания струи в воронке
