Лист
2
Содержание
Введение………………………………………………………………………………………3
1 Оптимизация систем теплоснабжения
многоэтажных зданий…………………………..4
2 Оптимизация структуры
системы теплоснабжения
производственного
предприятия…………………………………………………………8
Список использованных источников………………………………………………………13
Лист
3
Введение
Характерной
особенностью проектных и плановых
решений в области теплоснабжения
является многовариантность. При этом
отдельные конструктивные элементы, технологические
схемы, установки могут быть выполнены
неоднозначно, то есть с различными параметрами:
- термодинамическими
(температура воды, давление, влажность
воздуха и т.д.)
- гидравлическими (расход
теплоносителя, потеря давления в трубопроводе,
скорость движения воздуха и т.д.);
- конструктивными (схемы
подключения потребителей) и другие.
В условиях
достаточно сурового климата
важно построить надежные современные
системы теплоснабжения и электроснабжения
жилых и административных зданий.
Эффективные решения в данных
областях позволят существенно
экономить энергоресурсы, водные
ресурсы, обеспечат надлежащий
уровень комфорта, позволят снизить
издержки строительства и эксплуатации.
На сегодняшний
день существует четыре основных
способа решения задачи обеспечения
теплоснабжения:
1. Система централизованного
отопления (районная котельная)
2. Котельная на небольшую
группу домов
3. Крышная котельная
4. Поквартирное отопление.
Лист
4
1 Оптимизация систем теплоснабжения
многоэтажных зданий
До середины 80-х годов
в нашей стране преимущественно
развивались крупные системы
теплофикации. Такие системы не отличаются
гибкостью: все потребители получают
примерно одно и то же, независимо от
реальных нужд. Потери тепла на многокилометровых
сетях весьма значительны, особенно
если принять во внимание степень
изношенности этих сетей и отсутствие
средств на ремонт. Функционирование
теплофикационных централизованных систем
сопровождается большими тепловыми
потерями (достигающими 25-30%) при транспорте
горячей воды и затратами электроэнергии
на перекачку сетевой воды.
В настоящее время,
когда ощущается недостаток инвестиций
на восполнение выбывающих в
связи с выработкой ресурса
и развитие новых теплогенерирующих
мощностей, появилась тенденция
строительства автономных котельных.
Появляются отдельные дома и
целые жилые массивы с полностью
автономными газовыми системами
теплоснабжения. К преимуществам этого
способа теплоснабжения зданий можно
отнести сокращение капиталовложений
в 2-3 раза за счет исключения тепловых
сетей, уменьшение потерь тепла на 20-40%,
экономию топлива вследствие высокого
КПД теплогенераторов, сокращение затрат
на топливо (природный газ сегодня – самый
дешевый вид топлива), минимизацию затрат
на обслуживание (котельные автоматизированы,
не требуют постоянного присутствия обслуживающего
персонала), снижение значения человеческого
фактора и снижение вредных выбросов в
атмосферу по сравнению с крупными районными
котельными, работающими преимущественно
на твердом или жидком топливе. Таким образом,
переход на автономное отопление снижает
стоимость единицы тепловой энергии; существенно
сокращаются эксплуатационные расходы.
Блочно-модульные автономные
котельные – особый подвид объектов автономного
теплоснабжения. «Блочно-модульное» исполнение
подразумевает поставку котельной на
место монтажа отдельными блоками повышенной
заводской готовности, прошедшими опрессовку
на заводе. Блок-модули котельной доставляются
на место монтажа ж/д или автотранспортом,
где их жестко соединяют между собой в
общее здание в кратчайшие сроки, что немаловажно.
Безопасность работы гарантируется утепленной
конструкцией пола, крыши, стен, которая
исключает возможность возгорания.
Лист
5
Основные преимущества
блочно-модульных котельных:
- Минимальные затраты на фундамент под котельную, достаточно дорожных плит.
- Возможность установки дымовых труб на единую раму-основание с котельной, соответственно, не требуется специальный фундамент под дымовую трубу (в котельных до 1 МВт).
- Небольшие сроки (от двух недель) и минимальные затраты на монтаж котельной.
Конструкция блочно-модульной
котельной предусматривает возможность
увеличения тепловой мощности без демонтажа
существующего оборудования, с подключением
к существующей системе теплоснабжения.
Блочно-модульные автономные
котельные могут быть использованы для
отопления отдельных жилых и административных
зданий, а также для теплоснабжения жилых
районов
Ещё один востребованный
рынком вариант системы теплоснабжения
отдельного здания – это крышная
котельная. Максимально допустимая
тепловая мощность такой котельной
составляет 3,0 МВт.
Одним из эффективнейших
направлений жилищно-коммунальной
реформы может стать поквартирное
отопление – децентрализованное
(автономное) индивидуальное обеспечение
отдельной квартиры в многоквартирном
доме теплом и горячей водой.
Основными элементами поквартирного
отопления являются: отопительный
котел, отопительные приборы,
системы подачи воздуха и дымоудаления.
Лист
6
Поквартирное отопление
многократно снижает затраты.
Потребитель получает возможность
достичь максимального теплового
комфорта, снимается проблема перебоев
в тепле и горячей воде по
техническим, организационным и
сезонным причинам.
Для строителей поквартирное
отопление значительно удешевляет затраты
на строительство: отпадает необходимость
в дорогостоящих теплосетях, тепловых
пунктах, приборах учета тепловой энергии;
становится возможным вести жилищное
строительство в городских районах, не
обеспеченным развитой инфраструктурой
тепловых сетей, при условии, естественно,
надежного газоснабжения; снимается проблема
окупаемости системы отопления, т.к. погашение
стоимости происходит в момент покупки
жилья; повышается потребительская привлекательность
таких квартир.
Подводя итог вышесказанному,
можно сделать вывод, что децентрализованные
системы теплоснабжения любого
вида позволяют исключить потери
тепловой энергии при ее транспортировке,
сократить эксплуатационные расходы
(а значит, снизить стоимость тепла
для конечного потребителя), обеспечить
бесперебойность отопления и
горячего водоснабжения, производить
жилищное строительство там, где
нет развитой инфраструктуры тепловых
сетей.
Говоря об обеспечении
зданий энергоресурсами, нельзя
не отметить, что на сегодняшний
день российская энергетика столкнулась
с вопросом нехватки электроэнергии.
Только 30% территории России покрыто
едиными энергетическими сетями.
Обеспечение же энергией остальной
территории осуществляется либо
за счет локальных региональных
энергосетей, либо за счет отдельных
генерирующих мощностей, как правило,
дизельных электрогенераторов. Поэтому
не удивительно, что цена 1 кВт·ч
в некоторых удаленных районах достигает
4-х долларов США.
Одним из способов
решения данной проблемы, одновременно
способствующим совершенствованию
теплофикационных систем и обеспечению
максимальной экономии топлива, является
использование генераторов малой мощности
(просто генерация, когенерация, тригенерация).
Лист
7
Подробнее хотелось
бы остановиться на когенерации.
Когенерация представляет собой высокоэффективное
использование газа как первичного источника
энергии для получения 2-х форм полезной
энергии – электрической и тепловой. Главное
преимущество когенератора перед обычными
теплоэлектростанциями конденсационного
типа состоит в том, что преобразование
энергии здесь происходит с большей эффективностью.
Иными словами, система когенерации позволяет
использовать то тепло, которое обычно
просто теряется. Применение когенератора
сокращает расходы на энергообеспечение
приблизительно на 100 $/кВт установленной
электрической мощности когенератора.
Когенераторные установки
более экологичны (требуется на 40-50% меньше
топлива для производства такого же количества
энергии) и более экономичны при удачной
разработке проекта (инвестиции на закупку
и монтаж когенераторной установки окупятся
за счет производства более дешевой электроэнергии).
Лист
8
2 Оптимизация структуры
системы теплоснабжения производственного
предприятия
На создание
требуемых для работы людей
и оборудования климатических
условий производственным предприятиям
приходится расходовать немалые
средства. Эти затраты напрямую
связаны с конкурентоспособностью
их продукции. Резкое удорожание
энергоносителей, сокращение лимитов
потребления, а также политика
"отключения" должников окончательно
заставляет, надеется только на
свои собственные силы.
Проблема состоит
в том, что, как правило, отличительной
особенностью всех крупных предприятий
является наличие крупных производственных
корпусов и цехов, представляющих
собой целый комплекс производственных
пролетов и вспомогательных помещений
различной конфигурации. Кроме того,
подобные производства, обычно занимают
значительные территории, что существенно
осложняет ведение энергетического
хозяйства как отдельного цеха, так и всего
предприятия в целом. Ситуация усугубляется
также тем, что существующие котельные,
теплотрассы, системы отопления цехов,
производственных корпусов и административно-бытовых
корпусов (АБК) требуют, в лучшем случае
частичной, а в худшем — полной реконструкции.
В условиях того, что для выпуска основной
продукции многим предприятиям необходимо
соблюдение строгих температурных режимов,
которые определяются технологией производства,
положение становится близким к угрожающему.
Без сомнения, многие производства наметили
для себя, те основные шаги, которые они
будут внедрять для частичной экономии
средств, расходуемых на системы отопления
и вентиляции. Уже установлены дорогостоящие
узлы учета, позволяющие следить за тем,
сколько тепла поступило, в конечном счете,
на предприятие, но не позволяющие забыть
про проблему энергосбережения. Возможно,
на отдельных предприятиях используется
современное тепловое оборудование. Но
при этом, общая структура теплоснабжения
предприятия практически не изменилась.
Какой же должна быть программа по оптимизации
структуры теплоснабжения производственного
предприятия? Если одним словом: суть такой
программы - энергосбережение. Все меры,
а именно правовые, научные, производственные,
технические и экономические, требуется
направить на её реализацию. Итогом, безусловно,
станет эффективное использование энергетических
ресурсов. Ключевым
аспектом программы нам видится сочетание
современных энергоэффективных технологий
в области отопления и вентиляции, с принципиально
новым подходом к децентрализации системы
теплоснабжения.
Лист
9
Сегодня большинство
предприятий получает тепло от
одного источника. Как правило,
это городская или собственная
котельная. Городское тепло стоит
очень дорого, а его качество,
как правило, оставляет желать
лучшего. Вариант с одной собственной
котельной также зачастую не
оптимален: себестоимость тепла
остается высокой; мощностей не
хватает; требуется частичная
или полная реконструкция. Итогом
же данной "централизации" становятся
протяженные тепловые сети, загромождающие
территорию, требующие обслуживания
и что самое главное, значительным
образом снижающие КПД всей
отопительной системы. К примеру,
потери на тепловых сетях могут
достигать 20% и более. В дополнение
ко всему, единственная котельная
отапливает помещения различного
назначения, с различными температурными
режимами, что существенно затрудняет
или делает невозможным эффективное
регулирование и управление теплоснабжением.
В результате,
"централизация" теплоснабжения
крупного предприятия, включающего
в себя, производственные, административно-бытовые
и вспомогательные помещения,
не может в полной мере решить
задачи энергосбережения, в связи
со значительными расходами на
выработку (приобретение), передачу
и создание тепла.
Лист
10
Вернемся к
отмеченному нами ранее ключевому
аспекту оптимизации структуры
теплоснабжения. Под децентрализацией
системы теплоснабжения, мы понимаем
максимальное приближение источников
тепла ко всем объектам, требующим
отопления.
Основным
принципом здесь становится идея
разводки по предприятию не
теплоносителя, а энергоносителя.
Выбор энергоносителя для системы
отопления, осуществляется на
основании местных условий, а
также технико-экономического анализа.
Наиболее выгодным, на данный
момент, нам представляется природный
или сжиженный газ, т.к. является
самым дешевыми и экологически
чистыми (по отношению к традиционным
энергоносителям), что важно при
использовании его на предприятиях
в черте города.
В настоящее
время существует множество систем
так называемого прямого преобразования
энергии. Часть из них основана
на применении энергосберегающих
принципов в отоплении - инфракрасные
обогреватели и т. д. Сочетание
этих принципов с возможностями
современных систем регулирования
и управления уменьшает затраты
на обогрев в 3 раза и более
(по энергоносителю), и значительно
снижает эксплуатационные затраты,
по сравнению с традиционными
конвекционными системами отопления.
Инфракрасные обогреватели обеспечивают
отопление в тех зонах, где
это действительно необходимо. Эти
системы могут отапливать локальные
участки и зоны до нужной
температуры в зависимости от
технологических требований.