Оптимизация источников тепла

Наладка предполагает настроечную работу с цепочкой элементов теплоснабжения: источник — сеть — узел ввода — потребитель, каждый из которых уже оптимизирован, максимально эффективен.

Оптимизация источника предполагает правильный его выбор, оценку эффективности оборудования, схемы и регулирования отпуска тепла.

В качестве источников тепловой энергии у нас в стране используются тепловые электростанции (ТЭЦ) и котельные: районные и местные (автономные, встроенные, крышные, квартирные).

Наиболее выгодной является выработка тепловой энергии на ТЭЦ. Конденсационные станции (КЭС) используют только кинетическую энергию пара и вырабатывают только электрическую энергию, при этом ~50% тепла отработавшего пара выбрасывается с охлаждающей водой конденсатора через градирни в атмосферу. На ТЭЦ пар, вырабатываемый в котельных агрегатах, используется сначала для выработки электрической энергии, а затем отработавший пар более низких параметров направляется в теплообменники-подогреватели и нагревает сетевую воду для теплоснабжения зданий. В середине 70-х годов в СССР государством была организована и осуществлена целенаправленная работа по увеличению эффективности котлоагрегатов большой энергетики. Разработку и внедрение у нас цельносварных мембранных ограждающих поверхностей нагрева котлов специалисты США назвали «технической революцией в котлостроении». Все промышленно развитые страны мгновенно перешли на эту технологию, и нашей стране, несмотря на пионерские разработки, пришлось закупать в ФРГ поточное оборудование для сокращения сроков повсеместного внедрения в стране эффективных агрегатов. В настоящее время в России КПД энергетических котлов составляет 0,90 ч 0,97, котельных ТЭЦ и КЭС на газе 0,88ч0,92, на твердом топливе — 0,82ч0,88, затраты топлива на выработку тепловой энергии — 129ч139 кг у.т./Гкал, на отпуск тепла от ТЭЦ с учетом собственных нужд и потерь — 150 ч 165 кг у.т./Гкал. отопительный тепловой сеть электростанция Стоимость тепловой энергии, производимой ТЭЦ, зависит в основном от способа отнесения выгоды от производства комбинированной выработки электроэнергии на продукты производства (тепло или электроэнергию). Следует отметить, что научно обоснованного способа распределения общего расхода топлива на выработку электрической и тепловой энергии нет, такое распределение производится условно. В западноевропейских странах с развитой системой централизованного теплоснабжения (Дания, Финляндия и др.) выгода от комбинированной выработки электроэнергии относится на стоимость как электрической энергии, так и тепловой.

В Дании для стимулирования теплоснабжения от ТЭЦ в течение 12 лет от начала эксплуатации вся экономия от комбинированной выработки законодательно относится на уменьшение стоимости тепла, и только затем выгода перераспределяется между тепловой и электрической энергией.

В практике нашей страны выгода от комбинированного производства тепла и электроэнергии относится полностью на электрическую энергию, что повышает стоимость тепловой энергии от ТЭЦ, не давая потребителям стимула к преимущественному теплоснабжению от ТЭЦ.

В Чувашии самый крупный источник тепла г. Чебоксары — ТЭЦ-2 — в отчетных документах за 1995 — 99 гг. приводит свой удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии 138,7ч139,3 кг у. т/Гкал, т. е. меньше вышеназванных затрат. Это означает, что на ТЭЦ-2 некоторая доля выгоды от теплофикации отнесена на отпуск тепловой энергии.

Попробуем оценить эффективность комбинированной выработки энергии на ТЭЦ-2. Для анализа возьмем 1995 и 1999 гг. В 1995 г. от ТЭЦ-2 получено электроэнергии 15 млрд кВт. ч, в 1999 г.-10 млрд кВт. ч, тепловой энергии соответственно 2,46 млн и 2,1 млн Гкал, при этом затрачено топлива 778,8 тыс. и 590,6 тыс. т у.т. Если бы вместо ТЭЦ-2 электроэнергия вырабатывалась на КЭС (средний удельный расход топлива на КЭС составляет 332 г/кВт. ч), а тепловая энергия — в районной котельной с удельными затратами топлива 180 кг/Гкал, то расход топлива в т у.т. на выработку того же количества энергии составил бы в 1995 г. 942 743, в 1999 г. — 730 289. Следовательно, за счет комбинированной выработки энергии на ТЭЦ-2 производителем сэкономлено в 1995 г. 163 998 т у.т., в 1999 г. -139 638 ту.т. При стоимости газа 0,4 руб./м3 экономия за худший 1999 г. с неполной загрузкой и ограничением по топливу равна 50 млн руб. Это означает, что резервы для снижения стоимости энергии на ТЭЦ-2 есть. Возможно, для таких крупных потребителей тепла, как ОАО «Химпром» от ТЭЦ-3, ОАО «Промтрактор» от ТЭЦ-2 (тепловая нагрузка которых обеспечивает значительную долю комбинированной выработки ТЭЦ), есть смысл отпускать тепловую энергию с отнесением всей выгоды от комбинированной выработки на тепловую энергию, при этом возможное максимальное снижение по сравнению с котельными (если брать пропорционально снижению затрат топлива) на сегодня составляет 30 — 35%. Помимо сравнительной оценки комбинированной выработки энергии на ТЭЦ-2 важно оценить эффективность работы самой ТЭЦ-2, т. е. отнести расходы топлива на вырабатываемую энергию, сравнить выработку и отпуск энергии. Как следует из материалов комплексного обследования ТЭЦ-2 службами Энергонадзора, приборы учета тепловой энергии на выводах не определяют отпущенную тепловую энергию за каждый час, как того требуют «Правила учета тепловой энергии и теплоносителя», ряд потребителей на территории ТЭЦ-2 (СМУ ТЭЦ, ЦРММ, столовая) подключены без счетчиков, наличие перемычек на выводах при отсутствии возможности измерения однозначно расходов теплоносителя на каждом вводе не позволяет проконтролировать фактический отпуск тепловой энергии. До исправления существующего положения оценить эффективность выработки тепловой энергии на ТЭЦ-2 не представляется возможным.