Оптимизация и модернизация систем теплоснабжения поселений Иволгинского района Республики Бурятия

Для решения проблем теплоснабжения поселений Иволгинского района прежде всего необходимо определить эффективность сохранения централизованного теплоснабжения, направления и масштабы модернизации, а также оценить инвестиции. При решении данных вопросов учитываем, что услугами централизованного теплоснабжения в Иволгинском районе пользуется население и бюджетные организации, такие, как школы, больницы, администрации поселков в Сотниково, Иволге, с. Оронгой и п. Тапхар. Население остальных сельских поселений Иволгинского района пользуется печным отоплением. Оценивая степень централизации существующих систем теплоснабжения, авторами рассмотрен худший вариант, когда потери теплоты были приняты по средним данным по России. При этом фактические потери по тепловым сетям не определялись, а при расчете тарифов потери теплоты при транспорте теплоносителя принимались расчетные в пределах 10%. Из рисунка 1 можно отметить, что системы теплоснабжения поселков Иволга, Сотниково, Тапхар и Оронгой попадают в зону предельной эффективности централизации теплоснабжения. Это говорит о том, что при проведении модернизации можно перевести системы теплоснабжения в зону высокой эффективности.

Поэтому наиболее рациональным сценарием развития коммунальных систем будет сохранение существующей системы коммунального обслуживания путем оптимизации и модернизации систем централизованного теплоснабжения. Перевод на локальное теплоснабжение от миникотельных не рассматривался, так как создание миникотельной на твердом топливе сопряжено с установкой основного и резервного котлов, установкой автоматического регулирования и т.д. Кроме того, котлы на твердом топливе требуют обслуживания в сменном режиме операторами котельной в соответствии с установленными технологическими нормативами.

Рис. 1. Оценка рациональной степени централизации теплоснабжения

В ходе разработки Программы развития теплоснабжения района проведен анализ соотношения установленных мощностей и рационального потребления, который показал избыточность мощностей источников теплоснабжения.

В соответствии с планом социально-экономического развития района в рассматриваемый период предполагается рост тепловых нагрузок, особенно в поселках Сотниково, Иволга, тогда прогнозируемое использование мощностей будет иметь вид, представленный на рисунке 2.

Установ выработ. Реализ.

Рис. 2. Прогнозируемое использование мощностей теплоснабжения

Возможное увеличение вырабатываемой тепловой энергии при существующем фонде составляет: Сотниково – 8 Гкал/ч; Иволга - 6.7 Гкал/ч; Оронгой - 1.05 Гкал/ч; Тапхар - 1.4 Гкал/ч.

Необходимо отметить, что предлагаемые программные мероприятия должны быть направлены на повышение ресурсной эффективности производства теплоты и доставки его до потребителя. Низкая ресурсная эффективность выявлена фактически на всех предприятиях, работающих в поселениях района.

Основными факторами, характеризующими ресурсную эффективность теплоснабжающих организаций, является состояние, удельная протяженность и повреждаемость сетей теплоснабжения. В среднем по России удельная протяженность составляет 0,8 – 1 км на тыс. жителей, в поселке Сотниково этот показатель составляет 6.25, а по предприятиям МУП «Иволга- сервис» 4,18 км на тысячу жителей. Это связано с низкой плотностью населения и недостаточным охватом, централизованным теплоснабжением населения, что приводит к росту затрат на содержание тепловых сетей, увеличению потерь и утечек.

Количество сетей, нуждающихся в замене, составляет около 70%. При этом объем замен не соответствует нормативному уровню (4 - 5% в год), что приводит к нарастанию износа сетей и, как следствие, к росту аварийности и снижению качества услуг. Увеличение объема замен, которое предусмотрено Программой, позволит снизить аварийность в системе теплоснабжения п. Сотниково с 2.61 аварии на 1 км сети до 2.09., то есть в 1.25 раза (рис. 3).Объем финансирования замены тепловых сетей составит 2,76 млн. руб.

■* Уровень аварийности в зависимости от объемов замены сетей

-■ Динамика финансирования млн. руб.

Рис. 3. Зависимость аварийности на сетях от объемов инвестиций

Оптимизация системы теплоснабжения поселка Сотниково

Повышения эффективности работы систем теплоснабжения прежде всего можно достичь укрупнением котельных при существующих избыточных мощностях. Особенно это актуально для поселка Сотниково.

Для решения данной задачи был применен оценочный метод, который предполагает определение показателей функционирования и удельных приведенных затрат на 1 кв. м в год в соответствии с методикой проведения сравнительных расчетов по оценке различных вариантов развития коммунальной инфраструктуры.

Для сравнения рассматривались следующие варианты:

• 1    вариант – существующая схема теплоснабжения поселка от трех котельных «Центральная», «Пригородная» и «Береговая».

• 2    вариант – закрытие котельной «Береговая», эксплуатируемой с 1970 г. В работе котельные «Центральная» и «Пригородная».

• 3    вариант – теплоснабжение поселка решается от котельной «Центральная».

Для осуществления 2 –го варианта необходимо произвести прокладку трубопровода диаметром 125 мм протяженностью 1,1 км и строительство одной повысительной насосной станции. Сметная стоимость этого варианта порядка 5 млн. рублей. Осуществление 3-го варианта потребует более 12 млн. рублей для прокладки трубопровода диаметром 150 мм и строительства двух повысительных насосных станций. На рисунках 4 и 5 приведено сравнение удельных приведенных затрат по рассматриваемым вариантам.Для большей убедительности в эффективности централизации (3 вариант) на рисунке 5 показаны изменения себестоимости выработки тепловой энергии по вариантам.

В основном эффективность 3-го варианта объясняется более высоким коэффициентом полезного действия котлов и снижением эксплуатационных затрат на производство и транспорт тепловой энергии.

Центральная Пригородная Береговая

Рис. 4. Сравнение приведенных затрат на 1 кв.м в год по вариантам

2006год 2007год

Рис. 5. Изменение себестоимости выработки тепловой энергии по вариантам

Модернизация систем теплоснабжения

Котельные, в которых установлены котлы малой мощности до 2 Гкал/ч, отвечают требованиям 60-х годов ХХ века (Универсал, Братск-1), у которых фактический КПД не превышает 40-50%, а может и того меньше.

Если замена установленных в котельных котлов невозможна, то необходимо проведение энергетических обследований, на основе которых выдаются подробные рекомендации по улучшению параметров работы котельных агрегатов. Выполнение рекомендаций, выданных на основе энергетических обследований котельных агрегатов, позволяют увеличить КПД котлов на 5-15%, достичь нормативных показателей котла и снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Для систем теплоснабжения, питаемых в основном из водозаборных скважин, задача борьбы с отложениями накипи в котлах, теплообменниках и трубопроводах является сложной технической проблемой. Традиционно применяемые системы ионообменных фильтров требуют больших эксплуатационных затрат, капиталоемки и часто не всегда технически грамотно эксплуатируются в небольших тепловых системах. Как показало обследование, в большинстве существующих котельных района отсутствуют системы водоподготовки , неудовлетворительные показатели исходной воды (высокое содержание железа и повышенная жесткость). Все это приводит к коррозионной активности подпиточной воды, накипеобразованию в котлах, отложениям во внутридомовых системах отопления и нарастанию изношенности фондов и росту их аварийности. Передовой технологией водоподготовки, которая активно внедряется на объектах малой коммунальной энергетики, является технология подготовки воды комплексонатами ОЭДФ-Zn и НТФ- Zn.

У большинства котельных отсутствует или не работает система шлакозолоудаления, что оказывает негативное влияние на экологию окружающей среды. При реализации программы модернизации коммунального хозяйства необходимо предусмотреть решение данной проблемы.

Отсутствие на котельных приборов контроля и учета расхода топлива, выработанной и реализованной тепловой энергии и теплоносителя приводит к тому, что вся статистика, расчеты технико-экономических показателей работы, тарифы не отражают действительной картины и в конечном итоге не позволяют эффективно управлять производством и транспортом тепловой энергии.

Тепловые сети - «артерии» системы теплоснабжения, состояние которых аварийное. По данным эксплуатации, до 70% тепловых сетей физически изношены и требуют полной замены. Качество теплоснабжения резко снижается в связи с тем, что не проводятся регулярные работы по режимной наладке. Гидравлическая разрегулировка системы вызывает снижение давления у концевых потребителей, провоцируя несанкционированные сливы, увеличивая подпитку теплосети. Проблему по режимной наладке тепловых сетей необходимо решать специализированным предприятием либо при министерстве строительства и ЖКХ, либо малыми предприятиями.

Тепловые узлы большинства вводов в здания не оборудованы в полном объеме измерительной аппаратурой; многие подвалы залиты водой; элеваторные узлы выполнены с нарушением конструктивных размеров, а их монтаж проведен с нарушением установленных правил. Состояние теплозащиты зданий и систем отопления также требует капитального ремонта и реконструкции. Организация учета потребления тепловой энергии и теплоносителя позволит составить фактический энергетический баланс системы теплоснабжения.

При модернизации существующих централизованных систем теплоснабжения с целью повышения ресурсной эффективности необходима установка блочно-модульной системы водоподготовки или организация обработки воды комплексонатами: замена (при необходимости) водогрейных котлов на современные с уровнем КПД не ниже 75-80%; установка систем преобразователей частоты на насосном оборудовании, оснащение приборами учета и контроля. По тепловым сетям необходима замена изношенных трубопроводов.

Таким образом, основными направлениями реализации Программы в части модернизации систем теплоснабжения являются:

• •    оптимизация технологической структуры систем теплоснабжения (консервация избыточной располагаемой мощности котельных);

• •      совершенствование топливоподготовки и топливоподачи;

• •      совершенствование системы водоподготовки на котельных;

• •    оснащение приборами учета, контроля и автоматики;

• •    использование на источниках, центральных тепловых пунктах частотнорегулируемого привода для эффективного регулирования отпуска теплоты;

• •    замена теплообменного, контрольно - регулирующего и насосного оборудования на энергоэкономичное;

• •    регулярная гидравлическая наладка и гидропневматическая промывка тепловых сетей;

• •    перекладка тепловых сетей с применением новейших технологий;

• •    реконструкция тепловых узлов и систем теплопотребления зданий;

• •    реконструкция зданий с целью повышения теплозащиты.

Модернизация основных фондов теплоэнергетического хозяйства позволит снизить затраты на топливно-энергетические и другие ресурсы от 10 до 40% по отдельным статьям при инвестициях порядка 24 млн. рублей.