О реконструкции системы теплоснабжения г. Мытищи

Ю. А. Табунщиков , президент НП «АВОК»

М. С. Бернер , начальник энергетического управления производственного объеденения «Москвич»

Реконструкция систем теплоснабжения промышленных зданий выполняется, как правило, с целью минимизации теплопотребления и обеспечения гарантированного микроклимата в производственных помещениях. Реконструкция, представляемая в данной статье, основывается на выполнении первого этапа автоматизированной системы управления - управляющей измерительного комплекса.

Замечательным является то обстоятельство, что разработанная система управления была реализована на крупном промышленном объекте и позволила сэкономить 20 % (!) энергии и окупилась за короткий срок - менее полугода. Съэкономленная энергия эквивалентна теплопотреблению жилого района на 300 тыс. жителей.

Следующим важным моментом можно назвать небольшие финансовые затраты, требуемые на эту систему и то, что создание ее доступно практически любому промышленному и сельскохозяйственному производственному предприятию.

Предлагаемая статья* об опыте создания системы управления на АЗЛК нисколько не утратила своей актуальности и может служить практическим руководством при разработке подобных систем управления.

На Автомобильном заводе им. Ленинского комсомола (АЗЛК) в Москве была успешно осуществлена реконструкция системы теплоснабжения, задачами которой являются: обеспечение существенной экономии энергии, затрачиваемой на отопление и вентиляцию производственных помещений; повышение качества теплового комфорта; повышение качества контроля технического состояния оборудования системы; создание банка возможных аварийных ситуаций, их диагностики и рекомендаций по ведению технологического процесса - теплоснабжения здания и работе обслуживающего персонала в этих условиях.

Корпус производственного здания представляет в плане прямоугольник длиной 576 м и шириной 220 м, из которых 50 м занимает одноэтажная часть и 170 м - двухэтажная. К зданию примыкают 4 бытовых корпуса, соединенных с ним переходами. Двухэтажная часть имеет высоту 20 м и объем 2 млн м 3 , одноэтажная - высоту 15 м и объем 0,5 млн м 3 . Кровля здания плоская с горизонтальными световыми проемами. Суммарная площадь боковых ограждений - 31 240 м 2 , из которых площадь наружных стен - 16 967 м 2 . Площадь двойного остекления в металлическом переплете 2 827 м 2 , одинарного остекления 11 446 м 2 . Площадь стен составляет 53 %, а площадь остекления - 47 % площади боковых ограждений. В здании расположены цеха: гальванический, окраски, кузовной, испытаний, транспортный, участок зарядки аккумуляторов, склад деталей смежных поставок, участок зарядки и ремонта электропогрузчиков и др.

Источником теплоснабжения является ТЭЦ № 8 Мосэнерго. Отпускается перегретая вода от ТЭЦ по центральному качественному регулированию по отопительному графику. Отопление здания осуществляется двумя системами: через приточную вентиляцию и дежурное отопление рециркуляционными отопительными агрегатами. К каждому цеху от теплового пункта подходят два магистральных теплопровода. Наружный воздух очищается в приточных камерах, нагревается и при необходимости увлажняется. Количество теплоты, подаваемой в помещение от отопительно-вентиляционных агрегатов, регулируется в соответствии с проектом, т. е. происходит качественное регулирование по показаниям датчика, измеряющего температуру приточного воздуха.

Приточные камеры размещены в двух зонах. Забор наружного воздуха осуществляется по фасаду здания и над кровлей. Воздух от приточных камер поступает в общий коллектор, расположенный под потолком междуэтажного перекрытия. Каждый коллектор объединяет от 2 до 8 приточных камер. Всего установлены 44 приточные камеры производительностью 200 тыс. м3/ч каждая. Удаление воздуха из помещений осуществляется крышными вентиляторами.

Реконструкция системы теплоснабжения включает следующие работы: дооборудование отопительно-вентиляционных агрегатов устройствами для регулирования количества приточного воздуха; устройство узла смешения, обеспечивающего регулирование температуры воды, подаваемой к калориферам отопительно-вентиляционных агрегатов, за счет подмешивания охлажденной воды из обратного теплопровода; создание автоматизированной системы управления тепловым режимом производственных помещений. Отопительно-вентиляционные агрегаты, оборудованные устройствами для регулирования количества приточного воздуха, обеспечивают экономию энергии за счет снижения кратноcти вентиляционного воздухообмена в помещениях в праздничные, воскресные дни и нерабочие ночные часы, снижения количества подаваемого в помещения нагретого воздуха в результате учета в воздушном балансе фильтрационного воздуха при обеспечении нормативного воздухообмена.

Создание автоматизированной системы управления тепловым режимом производственных помещений обеспечивает эффективное решение комплекса задач, связанных с повышением качества и надежности регулирования, экономией тепловой и электрической энергии, снижением трудозатрат на обслуживание и профилактику системы теплоснабжения и т. д.

Измерительной, включающей датчики нерегулируемых параметров (температуры и влажности наружного воздуха, атмосферного давления, направления и скорости ветра, интенсивности солнечной радиации, температуры теплофикационной воды, поступающей с ТЭЦ); регулируемых параметров (температур внутреннего и приточного воздуха, прямой и обратной воды) и устройства преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму; сюда же входят сигнализаторы предельных значений и индикаторы положений дополнительных механизмов;

Центральной, служащей для сбора и обработки данных измерений и подачи команд на исполнительные механизмы и включающей линии связи, коммутаторы, ЭВМ и пульт управления;

Исполнительной, управляющей через специальные устройства работой механизмов систем отопления и вентиляции.

АСУ функционирует следующим образом. От датчиков измерений, расположенных в различных помещениях и частях здания, информация по линиям связи через коммутаторы поступает в запоминающие устройства ЭВМ. Периодически эта информация обрабатывается специальными программами, сравнивается с требуемым на данный момент времени режимом и, в случае отклонения, вырабатываются необходимые сигналы, которые подаются на исполнительные механизмы регулирования вентиляционно-отопительной системы. Обслуживающий персонал может в любой момент времени получить на экране видеотерминала данные о любой точке объекта и при необходимости вмешаться в работу системы. Кроме того, система немедленно сообщает о наличии аварийной ситуации и диагностирует ее.

Создание АСУ тепловым режимом включает следующие работы: детальное обследование объекта, особенностей системы отопления, вентиляции и воздухораздачи в помещениях, включая натурные исследования теплового режима и теплозащитных показателей зданий; анализ технологического процесса - теплоснабжения здания как объекта управления с выявлением главных предполагаемых источников эффективности создаваемой автоматизированной системы; разработка блок-схемы и состава информационно-управляющего комплекса; выбор технических средств для обеспечения работы системы; разработка программного и информационного обеспечения, включая систему математических моделей теплового режима объекта как единой теплоэнергетической системы.

Работа по созданию АСУ состоит из следующих стадий, каждая из которых автономна и может рассматриваться как один из видов развития существующей на объекте системы автоматики:

Режим диспетчеризации с использованием мини-ЭВМ;

Информационно-вычислительный режим, содержащий все элементы предыдущей стадии и дополненный программами для расчета основных показателей процесса (температуры воды в подаваемом трубопроводе, температуры приточного воздуха, количества приточного воздуха и т. д.). Анализ информации, выработка решений и реализация управляющих воздействий на этой стадии возлагаются на оператора и обслуживающий персонал;

Режим «советчика» обслуживающего персонала, содержащий все элементы предыдущей стадии и дополненный возможностью анализа и принятия решений с выдачей рекомендаций по управлению («советов»);

Режим супервизорного управления, когда ЭВМ включена в замкнутый контур управления и вырабатывает управляющие воздействия по изменению заданий автоматическим системам регулирования, направленные на поддержание процесса вблизи оптимальной рабочей точки путем операторного воздействия на него;

Режим непосредственного прямого цифрового управления исполнительными механизмами. Автоматические регуляторы исключаются из системы или используются как резерв.

Детальное обследование объекта, которое во всех случаях является первым этапом разработки АСУ, включает комплекс натурных исследований: определение особенностей распределения температуры внутреннего воздуха в плане и по высоте помещений; установление теплоаккумуляторных характеристик внутреннего оборудования и продукции, а также здания в целом; определение физических теплозащитных показателей наружных ограждений; оценка инерционности системы отопления; выявление характерных участков в зонах действия приточных камер для выбора мест установки датчиков температуры; определение технологических поступлений.

Во время наблюдений проводились измерения: температуры, влажности, скорости и направления движения наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации, перепада давлений воздуха с обеих сторон различных ориентированных ограждений, температуры и расхода приточного воздуха каждой приточной камеры, температуры и влажности внутреннего воздуха в плане и по высоте здания в каждом помещении, температуры внутренних и наружных поверхностей оборудования и изделий.

Методика эксперимента определялась конкретной задачей, на решение которой он был направлен. Учитывая значительную протяженность здания и необходимость получения одновременных результатов измерений, в экспериментах участвовало, как правило, 8-12 чел., в том числе сотрудники АЗЛК, занимающиеся эксплуатацией системы отопления.

Структурная схема АСУ тепловым режимом производственного здания представлена на рисунке.

При разработке математической модели формирования теплового режима производственного здания АЗЛК избран термодинамический подход, иногда называемый системным, который позволяет рассматривать систему «отопительная установка - объект» как взаимосвязанную нелинейную систему с переменной структурой . Математическая модель представляет собой систему уравнений теплового баланса, описывающую воздухообмен, технологические теплопоступления, наружные климатические воздействия, теплопотери через наружные ограждения за счет теплопроводности и путем фильтрации наружного воздуха, теплосодержание технологического оборудования, изделий и внутренних конструкций, процессы теплообмена в калориферах. Чтобы решить эту систему уравнений, разработаны метод решения и алгоритм расчета, а также написана на языке «Фортран» программа для ЭВМ . Исходные данные вводятся во время диалога «ЭВМ - оператор»: ЭВМ спрашивает - оператор отвечает. Вводятся следующие данные: температура наружного воздуха; атмосферное давление; направление ветра; скорость ветра; относительная влажность наружного воздуха; температура воды, поступающей с ТЭЦ; технологический режим (рабочее или нерабочее время).

В результате оператор на экране дисплея получает рекомендацию, как вести процесс отопления и вентиляции. При желании оператор эту рекомендацию может распечатать на АЦПУ. При отладке и корректировке программы выводится дополнительная информация: количество инфильтруемого воздуха, давление под перекрытием, температура обратной воды и др.

Изменение температуры воды, подаваемой на разводящие трубопроводы по цехам, производится подмешиванием более холодной воды из обратного теплопровода в воду подающего. Регулирование количеством подмешиваемой воды выполняется изменением производительности циркуляционного насоса с помощью тиристорного электропривода. Датчики температуры воды устанавливают на теплопроводах с подаваемой и обратной водой; кроме того, измеряется расход теплофикационной воды.

Чтобы обеспечить защиту калориферов от замораживания, принято условие постоянства количества воды, проходящей через регулирующий клапан калорифера, - 0,7-0,75 его максимальной пропускной способности. В этом случае производительность калорифера регулируется температурой воды, проходящей через него. Количественное регулирование приточного воздуха осуществляется изменением количества оборотов вентилятора с помощью тиристорного привода.

Пакет специализированных программ делится на три группы: оптимизирующие, основные рабочие и вспомогательные обслуживающие системы.

Программа оптимизации расхода теплоты на отопление выполняет две основные функции: периодически вычисляет расход теплоты, необходимой для поддержания заданного микроклимата в отдельных местах здания в рабочее время, и определяет режим снижения температуры в нерабочие часы и повышения ее до заданного значения в рабочие часы.

Программа-наблюдатель позволяет следить за развитием процесса в течение длительного времени, выдает сообщения об отклонении за верхнюю или нижнюю границы заданных параметров. Получаемая информация необходима для контроля и оценки работы системы.

Программа тревоги реагирует на различные аварийные ситуации (выход из строя отопительно-вентиляционного оборудования и автоматики, разбитые стекла и т. д.) и диагностирует их.

Программа пуска и включения регулировочных отопительных устройств работает совместно с программой оптимизации и использует сведения о конкретных регулировочных исполнительных механизмах.

Рабочая программа осуществляет связь оператора с системой в форме диалога. С помощью этой программы можно изменить режим работы системы, а также получить различную информацию о ее работе.

Программы учета работы исполнительных механизмов накапливают сведения о часах их работы и сообщают о неисправностях, а также о сроках профилактических работ.

Программы вычисления общего расхода энергии и накопления этого расхода во времени получают и накапливают сведения за день, за неделю, за месяц и т. д.

Программа составления отчета ведет статистику данных измерений и вычислений, а также состояния оборудования отопления и вентиляции, печатает отчеты ежедневно, еженедельно, ежемесячно о средних, минимальных и максимальных значениях, аварийных сигналах, расходах, экономии энергии и пр.

Рисунок 1

Структурная схема АСУ тепловым режимом производственных помещений

Выводы

1. Реконструкция системы теплоснабжения АЗЛК с целью оптимизации отопительного режима обеспечила до 20 % экономии затрат энергии за отопительный период и была осуществлена без существенных капитальных вложений и остановки технологического производственного процесса; окупаемость мероприятий по реконструкции была обеспечена за 5,4 мес.

2. Для достижения существенного снижения расхода тепловой энергии требуется тщательное изучение теплового режима здания в целом, включая натурные исследования. Должны быть проанализированы объемно-планировочные решения здания, теплотехнические качества ограждающих конструкций, параметры микроклимата в рабочей зоне, расстановка технологического оборудования, тепловыделения от оборудования и технологического процесса, возможности регулирования работы отопительно-вентиляционных устройств, области влияния этого оборудования, а также отдельных элементов (регуляторов, заслонок, шиберов, дросселей и т. п.).

3. АСУ должна строиться таким образом, чтобы она могла функционировать начиная с малой степени автоматизации и упрощенного математического обеспечения. Затем систему можно постепенно усложнять как по степени автоматизации, так и путем более полного учета в математической модели теплового процесса, происходящего в здании.

4. Систематическое накопление данных измерений теплового режима здания, значений параметров наружного воздуха в течение длительного времени и дальнейшая обработка их на ЭВМ представляет ценный материал для дальнейших исследований, направленных на сокращение потерь теплоты зданиями.

* Опыт реконструкции системы теплоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника. - 1988. -№ 8. - С. 9-11.

Причины низкой температуры воздуха в жилом или рабочем помещении могут быть самые разные. Сразу не рассматривая плохую работу автономного котла, в котором можно увеличить мощность, или центральной котельной, на которую следует пожаловаться коммунальщикам, остановимся на наиболее часто возникающих, внутренних системных проблемах:
Вследствие долгой эксплуатации, внутренние стенки подводящих трубопроводов и самих отопительных приборов, покрываются толстым слоем известковых, а иногда железистых отложений. В результате движение теплоносителя по системе может значительно снизится, а иногда вообще прекратиться. Этот случай не безнадежен и квалифицированно произведенный ремонт системы отопления восстановит ее работоспособность;
Другое дело, когда система отопления досталась вам в наследство от советских времен. Стальные трубы давно заржавели и не только на муфтовых соединениях, соединительные резинки, герметизирующие стыки секций чугунных радиаторов сопрели, вентиля и краны потеряли способность к регулировке и всюду капает вода. В этом случае текущий ремонт и прочистка труб вряд ли поможет, а потребуется ремонт капитальный и замена тепловых коммуникаций отопления вашего дома;
Иногда реконструкция и изменение планировки самого здания заставляет собственника переделывать систему отопления. Повышая комфортно квартирного жизненного пространства, он захочет устроить дополнительный теплый пол или оранжерею в своем доме. Но, любое изменение распределения тепловых потоков в сети - это уже реконструкция систем отопления, и требует компетентного и профессионального подхода.

Восстановление работоспособности систем отопления

Специалистам СК “МИРОН” удавалось восстанавливать самые безнадежные нарушения работы тепловых систем. Обычно, ремонт систем отопления здания происходит в следующем порядке:
Производится диагностика труб отопления, радиаторов, запорно-регулирующей арматуры;
Неработающие участки трубопроводов вырезаются, для определения состава отложений на внутренних поверхностях;
Явно поврежденные коррозией участки трубопроводов меняются, как и не подлежащая ремонту, запорно-регулирующая арматура. Работоспособные задвижки и вентиля подлежат ревизии и регламентному обслуживанию;
В зависимости от результатов анализа отложений на трубах, производится гидрохимическая очистка труб и радиаторов, или гидропневматическая. Качество того и другого метода, наши специалисты обеспечивают использованием дорогостоящего импортного оборудования;
При необходимости выполняется техническое усовершенствование отопительной системы. Это может быть установка циркуляционного насоса, или автоматического воздушного клапана;
В централизованной отопительной системе по просьбе заказчика мы установим тепловой счетчик;
Финальным этапом ремонта всегда бывает опрессовка системы.

Сделаем реконструкцию и согласуем ее с заинтересованными службами

Реконструкция систем отопления частного дома может потребовать замены большинства труб. При этом монтаж системы отопления происходит по абсолютно новому проекту и здесь заказчик может переделывать все как ему угодно. Сложнее в многоквартирном доме. Даже если вы захотите сделать в своей квартире автономное газовое отопление, вам придется оставить в ней стояки, соединяющие верхние этажи с нижними, а сам проект реконструкции согласовать с коммунальными службами. Необходимость сделать не просто ремонт, а реконструкцию, возникает у собственника в следующих случаях:
Когда делается капитальный ремонт или реконструкция всего здания;
Когда отопительная система и оборудование устарели и не соответствуют представлениям собственника о надлежащем комфорте проживания в доме;
Когда обнаружены очевидные ошибки допущенные при монтаже или проектировании, используемой системы отопления.
Любая реконструкция систем теплоснабжения подразумевает:
Теплотехнический расчет новой системы;
Оформление проектной и исполнительной документации;
Получение необходимых разрешений и согласований;
Демонтаж прежней, монтаж обновленной отопительной системы.

Авторы: Ю.И. ТОЛСТОВА, доцент, к.т.н., Уральский федеральный университет; К.П. ШАБАЛТУН, инженер ОАО «ТГК-9» (Екатеринбург) В 1980е годы получили распространение трех и четырехтрубные системы подачи теплоносителя к потребителям после центральных тепловых пунктов (ЦТП). В таких системах два трубопровода предназначались для подсоединения систем отопления и один-два для подсоединения систем горячего водоснабжения. Преимуществом таких многотрубных систем считалось упрощение схем и оборудования индивидуальных тепловых пунктов (ИТП). За истекший период существенно изменились цены на энергоносители, материалы и оборудование. В связи с этим представляется необходимым разработка и технико-экономическое обоснование проектов реконструкции систем теплоснабжения с целью выбора экономически эффективного варианта. В расчетах тепловых нагрузок следует учитывать возможную реконструкцию и перепрофилирование объектов и подсоединение новых потребителей. Величина тепловой нагрузки требует уточнения и не может быть принята по данным теплоснабжающих организаций, особенно при отсутствии приборов учета в ИТП зданий. Рассмотрим два варианта реконструкции тепловых сетей от ЦТП на примере микрорайона «Кировский» в городе Екатеринбург. Расчетная тепловая нагрузка микрорайона около 7 МВт. Существующая система теплоснабжения после ЦТП трехтрубная (два трубопровода для подсоединения к системам отопления и один трубопровод для горячего водоснабжения по тупиковой схеме). Для сравнения рассмотрен вариант двухтрубной системы после ЦТП с установкой в каждом ИТП подогревателей горячего водоснабжения и подогревателей отопления, подключаемых по независимой схеме с насосной циркуляцией. Сравнение проводилось по методу приведенных затрат. Приведенные затраты П рассчитывались с использованием коэффициента эффективности капитальных вложений Ен по формуле:П = Г + ЕнК, где Г — годовые эксплуатационные затраты, руб/год; К — капитальные затраты, руб. Значение коэффициента эффективности капитальных вложений Ен принято равным 0,125 исходя из срока окупаемости восемь лет. При расчете капитальных затрат для каждого варианта учтены затраты на засыпку траншей, укладку и изоляцию трубопроводов, установку арматуры, стоимость труб и арматуры. Следует обратить внимание, что эти затраты для варианта двухтрубной системы после ЦТП снижаются за счет уменьшения количества трубопроводов и их диаметров. Для варианта двухтрубной системы после ЦТП учтена стоимость оборудования ИТП (насосы, подогреватели). Годовые эксплуатационные затраты включают затраты на электроэнергию, ремонт, оплату труда, амортизационные отчисления, управление, охрану труда. Так как расход и стоимость тепловой энергии для обоих вариантов одинаковая, этот вид затрат не учитывается. Существенный вклад в эксплуатационные расходы вносят тепловые потери трубопроводами тепловых сетей. Здесь также возможна экономия теплоты за счет уменьшения количества трубопроводов и их диаметров, хотя в двухтрубной системе температура теплоносителя выше. Результаты расчетов тепловых потерь трубопроводами по нормируемой плотности теплового потока по СНиП 4103-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» показали, что в двухтрубной системе теплоснабжения тепловые потери трубопроводами снижаются на 40 %.
В таблице приведены результаты расчета капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат для двух вариантов реконструкции тепловых сетей от ЦТП микрорайона «Кировский» в городе Екатеринбурге. Расчеты выполнены в ценах 2010 г. Несмотря на увеличение затрат на оборудование ИТП, предлагаемый вариант с заменой трехтрубной системы на двухтрубную позволяет получить годовой экономический эффект в размере 440 тыс. руб/год при реконструкции тепловой сети одного микрорайона с тепловой нагрузкой около 7 МВт. Кроме того, снижается потребность в трубах, тепловой изоляции, а также трудоемкость работ. При замене существующей системы на двухтрубную также становится возможным производить учет тепла каждым зданием, местное регулирование, особенно в осеннее-весенний период, и получать существенную экономию. Полученные результаты подтверждают необходимость разработки и технико-экономического обоснования проектов реконструкции систем теплоснабжения с целью выбора экономически эффективного варианта и снижения затрат на реконструкцию.

Ю.Н. Казанов, генеральный директор, ОАО «Мытищинская теплосеть (предприятие является членом Некоммерческого Партнерства «Российское теплоснабжение»)

Введение

Численность населения города Мытищи - более 165 тыс. чел., площадь территории - около 49 кв. км. Теплоснабжение осуществляют 50 муниципальных котельных суммарной установленной мощностью 544 Гкал/ч, а также 3 ведомственных теплоисточника и ТЭЦ-27 «Северная» ОАО «Мосэнерго», у которых городом закупается около 35 Гкал/ч. Количество ЦТП - 77, ИТП - 181, потребителей тепловой энергии - примерно 2,5 тыс., подключенная нагрузка 443 Гкал/ч. Протяженность теплотрасс - 180 км (в двухтрубном исчислении).

Главные направления деятельности предприятия «Мытищинская теплосеть» можно обозначить следующим образом - это надежное и бесперебойное снабжение всех потребителей тепловой энергией, а так же реконструкция теплового хозяйства, учитывающая дальние перспективы, создание «идеальной тепловой сети», в которой практически нет потерь и аварийных ситуаций, создание новых тепловых источников на газе, на которых будет также вырабатываться электроэнергия, а в будущем переход на нетрадиционные источники, не сжигающие газ. Нами была разработана программа реконструкции системы теплоснабжения Мытищинского района, она была необходима, поскольку предприятию передавались на баланс тепловые пункты, сети и источники различных ведомств и заводов, при этом состояние более чем половины этого оборудования было неудовлетворительное. Концепция программы состоит из 2 блоков: на ближайшие 20 лет и на ближайшие 100 лет.

В ближайшие 20 лет мы планируем замену всех тепловых сетей, это примерно 400 км, на теплопроводы, выполненные по современным технологиям с автоматизированной системой контроля за состоянием сетей. Таким образом, мы реконструируем тепловые сети, сети ГВС при этом ликвидируются, т.к. у каждого потребителя планируется поставить индивидуальный тепловой пункт (ИТП), включающий самое современное оборудование. И уже 5 лет новое строительство ведется по этой концепции, прокладываются сети в пенополиуретановой изоляции и в домах устанавливаются ИТП. Внутренние сети некоторых объектов мы обслуживаем по отдельным договорам, но по программе реформирования ЖКХ района этими сетями должен заниматься владелец здания, наша основная задача - это подать тепловую энергию к зданию. При обсуждении концепции развития рассматривались различные варианты, и было принято решение в пользу централизованного теплоснабжения, причем на базе тепловых источников должна вырабатываться и электроэнергия - при этом стоимость производства тепла становится конкурентоспособной по сравнению с децентрализованным.

В программе на 100 лет мы планируем использовать нетрадиционные источники: энергию Земли, энергию поверхностных вод (есть в районе водохранилище с большим объемом) - с помощью тепловых насосов эту энергию можно преобразовать в тепло под наши нужды. Также как и при производстве электроэнергии на тепловом потреблении, использование нетрадиционных источников наиболее выгодно при централизованном теплоснабжении, но для этого централизованная транспортная сеть должна иметь низкие потери. Поэтому мы и приступили к созданию такой системы, привлекая кредитные ресурсы, имея градостроительную программу. И в ближайшие 20 лет мы реконструируем наши тепловые источники, это около 50 базовых источников, они будут иметь высокий КПД за счет производства на них тепловой и электрической энергии. Таким образом, покупая то же количество газа, которое сейчас идет только на теплоснабжение, мы будем производить и электроэнергию, и тепло - это выгодно и экономически, и экологически. Такая реконструкция уже проводится, электричество будет использоваться для своих нужд, в частности для перекачки теплоносителя, и пока наша цель - производить электроэнергию именно для своих нужд. Наше предприятие стремится поддерживать научные и технические разработки в области теплоснабжения, чтобы не покупать все на стороне, а привлекая научные институты и другие организации, самим участвовать в каких-то проектах, в частности мы серьезно занимаемся трубопроводами, тепловыми пунктами и приборами учета.

При разработке концепции мы использовали имеющийся опыт, который уже реализован в других странах, например, тепловой насос, использующий энергию озера, существует под Стокгольмом. Ранее, лет 5 назад, подобные проекты не окупались, но сейчас подешевела техника и подорожали энергоносители, и уже в наших условиях такие проекты имеют реальный срок окупаемости. Что касается трубопроводов, изоляции, системы АСУ, то, конечно, мы используем самые современные разработки в этой области. При этом пользуемся разработками как российских институтов, так и зарубежных фирм, что-то придумываем сами. И из всего разнообразия вариантов применяем то, что подходит именно для нашего района, учитывая качество нашей воды, наши здания и т.п., т.е. нашу концепцию нельзя слепо копировать для другого региона, она разработана и рассчитана именно под местные условия.

Как видно из приведенных в начале статьи данных, при существующем избытке собственной установленной тепловой мощности, город вынужден закупать тепло «на стороне». Была поставлена задача проведения энергоаудита теплового хозяйства с целью выработки комплекса мероприятий, направленных на оптимизацию всей системы теплоснабжения с учетом перспективного плана развития территории, которая позволила бы до минимума снизить издержки по выработке и транспортировке тепла от собственных источников и эффективно использовать имеющиеся резервы.

Источники

На наш взгляд, идеальная система централизованного теплоснабжения должна выглядеть следующим образом. Во-первых, должен быть централизованный источник тепла, традиционный или нетрадиционный, но он должен быть. В квартире не должен стоять котел, потому что тогда возникает масса проблем, начиная от эксплуатации и обслуживания оборудования, и заканчивая ущербом, наносимым зданию. Ведь сегодня во многих новостройках покупают жилье, но при этом в нем не живут, соответственно одни будут использовать квартирные котлы, другие нет, а дом должен равномерно отапливаться, иначе получаются температурные перекосы, возникают и экологические проблемы. Мы за то, что пусть даже на один дом, но будет централизованный источник. У этого источника будет хозяин -эксплуатирующая организация, которая будет обслуживать котел, не входя в квартиру, ведь попасть в квартиру сейчас тоже проблема.

Согласно существующей программе реконструкции источников тепла проводится капитальный ремонт котельных, в первую очередь это недавно принятые (в плачевном состоянии) небольшие ведомственные котельные, работающие на определенный район. Реконструкция включает замену оборудования и автоматизацию с погодным регулированием. В качестве эксперимента трубопроводы внутри одной из котельных обработаны специальным теплоизоляционным керамическим покрытием, которое состоит из микроскопических силиконовых шариков, оно наносится в жидком состоянии из пульверизатора или кисточкой в 2-3 слоя. Также разработан проект установки на реконструируемой котельной двух газовых микротурбин мощностью 60 кВт, которые поставляются нам по лизинговому контракту. Оборудование котельной смешанное, импортного и отечественного производства. Финансирование реконструкции шло из целевой программы губернатора Московской области, было выделено 8,1 млн руб., кроме того, мы вложили собственные средства. Также в области мы строим несколько других автоматизированных котельных без обслуживающего персонала и переводим котельные с жидкого топлива на газ.

В перспективе мы обсуждаем возможности строительства двух мини-ТЭЦ 10-15 МВт электрической мощности, что даст нам страховку от перебоев с электроснабжением наших объектов и удешевит стоимость электроэнергии.

В ближайшие 2-3 года планируется переоборудовать имеющиеся паровые котельные с заменой котлов на водогрейные, т.к. нагрузка по пару практически не востребована. Есть у нас и несколько котельных с морально устаревшими котлами «Универсал» и устаревшей автоматикой.

Что касается оборудования котельных, то химводоподготовка в маленьких котельных тоже автоматизирована - стоят обычные фильтры, только в качестве наполнителя используется не сульфоуголь, а специальный материал. Для фильтра можно использовать любую соль, мы применяем таблетированную. И в технических условиях на присоединение к тепловым сетям добавили пункт об установке в ИТП или ЦТП автоматизированной водоподготовки. Насосы используются с частотно-регулируемыми приводами. Горелки используются с наддувом, плавного регулирования, поставляются в комплекте со щитом управления.

Тепловые сети

Тепловые сети - это на сегодня для централизованного теплоснабжения самый больной и тяжелый вопрос. Поэтому мы для себя делаем главный упор на перекладку тепловых сетей с применением современных технологий и установку в каждом доме у каждого потребителя автоматизированного теплового пункта. Чтобы были отделены контуры по независимой схеме, и по горячему теплоснабжению система должна быть закрытая.

По тепловым сетям мы проводим реконструкцию по линии кредитов МБРР, и планируется закольцовка сетей, которая повысит надежность и эффективность снабжения теплом, и даст возможность избежать летних отключений потребителей. По кредиту Мирового банка (20 млн долл. США) в прошлом году мы произвели замену тепловых сетей (2003 г. - 8 км, 2004 г. - 15 км, 2005 г. - 20 км) и тепловых пунктов (2003 г. - 30 ИТП, 2004 г. - 50 ИТП, 2005 г. -52 ИТП). Меняем сразу целыми кварталами с переходом от ЦТП к ИТП и от четырехтрубной схемы к двухтрубной. Кредит нам обходится в 4,2% годовых, 5 лет реализовывается проект, возврат средств в течение 15 лет, но окупаемость достигается почти моментально, уже в 2004 г. у нас была прибыль, которая может быть основой для возврата этого кредита. Такая быстрая окупаемость объясняется тем, что при замене устраняются основные причины потерь тепла и теплоносителя (это общая проблема для всех тепловых сетей в России), именно поэтому мы в первую очередь решили заменить сети.

Следующая программа, которая будет идти параллельно, установка балансировочных клапанов на стояки (и даже где-то замена стояков), т.е. приведение всей системы теплоснабжения на такой уровень, когда выработка и реализация тепловой энергии происходит автоматически и наиболее экономично.

Сегодня начинают работать жилищные инспекции, которые четко заявляют, что мы придем к вам с проверкой, и первый их вопрос, как энергоснабжающая организация выдерживает технологические параметры на вводе в здания. То есть наша задача, как теплоснабжающей организации, соблюдать четкие параметры теплоносителя. Очевидно, для того чтобы выдерживать эти параметры, система должна быть хорошо отрегулирована, иначе этого сделать не удастся. Известно, что разрегулированность систем вынуждает тепловые организации поддерживать повышенный расход сетевой воды, это означает, что мы не можем выдержать температуру воды, т.е. один параметр мы уже нарушаем, а это недопустимо. Поэтому, устанавливая тепловые пункты, у которых на вводе стоят балансировочные клапана, позволяющие выдерживать расчетные расходы, и имея погодное регулирование, мы можем обеспечить расчетный расход сетевой воды централизованной системы. Вся гидравлика жестко связана. Применяя автоматизированные тепловые пункты, мы создаем идеальную систему теплоснабжения такой, какой она должна быть.

Создав такую систему, идем дальше и определяем, что должно быть внутри современного здания. Мы пропагандируем, что потребитель должен потреблять столько, сколько ему нужно, и рассчитываться за фактически потребленное количество энергии. Сегодня это у нас реализуется и по холодной и по горячей воде - во всех новостройках в квартирах устанавливаются счетчики и на отопительных приборах термостатические клапаны - для того, чтобы каждый потребитель мог устанавливать себе комфортные условия проживания. К сожалению, до последнего времени потребитель не знает, сколько тепловой энергии он получает на отопление. Даже если установить в новостройках современнейший тепловой пункт, счетчики на горячую и холодную воду, и термостатический клапан, то потребитель все равно не заинтересован в регулировке этого клапана, т.к. на его бюджете это никак не сказывается. А нужно чтобы сказывалось, ведь в зимнее время, когда люди уходят днем на работу и квартиры остаются пустыми, можно элементарно снизить энергопотребление, при этом не в ущерб комфортным условиям и конструкции здания. И этого не делается потому, что нет прибора учета на входе в квартиру. Сегодня законодательная и нормативная база предписывают их ставить, но, к сожалению, многие проектные организации, строительно-инвестиционные компании эту политику не проводят, т.к. нет жесткого контроля за соблюдением этих условий.

Мы у себя в городе выработали соответствующие технические требования, где подробно прописали, как это нужно делать. На наш взгляд, на лестничной площадке должны быть установлены все стояки: и отопления, и горячей воды, и холодной воды, и в местах разводки по квартирам устанавливаются шкафы, в которых все оборудование: шаровой кран, фильтр, счетчик. Более того, у нас разработан специальный квартирный вычислитель, на который мы заводим сигналы от всех датчиков расхода, туда же можно завести и данные от электрического счетчика, с тем чтобы информация обо всех энергоресурсах была собрана в единую систему. И не заходя в квартиру, эти данные могут посмотреть и квартиросъемщику, если у него есть ключ от этого шкафа, и организация, обслуживающая дом, и ресурсоснабжающая организация для контроля. У нас уже есть первые новостройки с такой системой, где мы устанавливаем блочные тепловые пункты.

Что касается выбора между ЦТП и ИТП, то исторически сложилось, что многие города, в том числе и наш город, развивались по проектам организации «Моспроект - 3», и была выработана следующая схема: централизованный источник тепла, магистральные сети и ЦТП. ЦТП проектировались, как правило, по двум классическим схемам, первая - это закрытая независимая схема, вторая - это теплообменник на горячую воду, а отопление через регулятор, который практически ничего не регулировал, а на вводах в дом - элеватор. С такой схемой осенью и весной получаем значительные перетопы. Именно поэтому мы выбираем ИТП, а не ЦТП, поскольку нужно все полностью регулировать, и исключить перерасход тепловой энергии, и погодный регулятор позволяет это делать. Отопительный график и график горячего водоснабжения определяются в здании. Другим аргументом против ЦТП является то, что схема приготовления воды для ЦТП не предусматривает ее водоподготовку, а отсюда большая проблема с трубопроводами горячего водоснабжения. Если в ЦТП предусматривать водоподготовку, то нужна прежде всего деаэрация, а это очень большие затраты. Поэтому наружные трубы горячего водоснабжения служат всего лишь 5-7 лет, после чего нужен ремонт, который и дорог, и причиняет значительные неудобства в части благоустроенности территорий, т.к. нужно все раскапывать. В ИТП же лежат две трубы, по которым течет химочищенная деаэрированная вода, и они должны служить не менее 25 лет. Резюмируя - выбор в пользу ИТП, поскольку это регулирование, учет, снижение эксплутационных и начальных капитальных затрат. По нашим расчетам, для нового микрорайона капитальные затраты на постройку ИТП в каждом доме меньше в 2,5-3 раза, чем затраты на постройку ЦТП и четырехтрубную систему. И расход электроэнергии на отпуск 1 Гкал при этом в 3-4 раза меньше. Удельный расход электроэнергии на ИТП меньше, поскольку в ЦТП вода гоняется по всему микрорайону, а в новых домах с ИТП потребляемая электрическая мощность составляет до 2 кВт. Там установлены трехскоростные насосы, и в зависимости от расхода меняется скорость.

Строительство ЦТП было раньше оправдано, поскольку просто не было такого оборудования, которое существует сейчас и применяется в ИТП. Раньше у нас не было компактных пластинчатых теплообменников, а теперь мы наладили собственное производство и устанавливаем свои теплообменники. Не было и приборов учета, регуляторов, контроллеров, которые мы имеем возможность использовать сегодня.

Мы также стремимся применять пластиковые трубопроводы, т.к. срок их службы 50 лет, при этом могут дать гарантию на 10 лет, и страховку на все это время. Конструкция этих труб не требует больших затрат при монтаже, не требует установки компенсационных устройств и опор. Технология не стоит на месте, поэтому наша задача, как теплоснабжающей организации, увидеть самое надежное, самое эффективное, самое современное и долговечное оборудование и, как подрядчикам, применять это оборудование в наших сетях.

Проведенный энергоаудит системы централизованного теплоснабжения привел к выводу о необходимости использования специализированного инструментария, с помощью которого всю собираемую информацию можно было бы систематизировать. Размещение данных паспортизации и диагностики в грамотно построенной базе данных позволило в дальнейшем эту информацию использовать для проведения расчетов и компьютерного моделирования, т.е. уже на стадии выполнения энергоаудита «попутно» создавалась полноценная и расширяемая информационно-технологическая модель системы теплоснабжения (электронная схема), которая эксплуатируется непосредственно в службе теплоснабжающего предприятия. Проект целиком реализован в течение двух лет.

Учет тепла

В Мытищинском районе уже 5 лет внедрен поквартирный учет по холодной и горячей воде, поквартирный же учет тепловой энергии будет внедрен в ближайшее время, поскольку в течении 5 лет мы делаем двухтрубную систему с термостатом, и уже началось строительство домов с горизонтальной разводкой отопления через счетчик.

По горячей воде мы уже производим расчеты по счетчикам, а по отоплению, к сожалению, пока нет, и ведем, конечно, статистику. По средним данным за 4 года получается, что при норме расхода 150 л/(сут..чел.), жилец, у которого стоит счетчик, потребляет 117-121 л, т.е. примерно на 20% ниже установленной нормы. В то же время в домах, где стоит только счетчик на вводе в дом, получаем перерасход даже такой гигантской цифры, как 150 л. При установке счетчика у человека появляется мотивация бережно относиться к расходу горячей и холодной воды. Не экономить воду, т.е. не ограничивать себя, а просто разумно относиться и не тратить ее зря. По нашей оценке, узел учета по горячей воде для семьи из трех человек окупается при нынешних тарифах за 8-10 месяцев. Полагаем, что и квартирный вычислитель при росте тарифов окупится достаточно быстро. Стоимость топливных ресурсов в ближайшие годы будет увеличиваться, а следовательно, будет повышаться и стоимость энергоресурсов, поэтому актуальность квартирного учета будет лишь возрастать. Сегодня есть все возможности для цивилизованного проведения взаиморасчетов и для бережного отношения к расходу энергоресурсов, создав у каждого мотивацию к этому.

Согласно постановлению городской администрации все жители должны установить в квартирах расходомеры на ГВС и ХВС. Можно это сделать за счет устанавливающей организации, но при этом в течение двух лет компенсировать затраты отдельной строкой в квартплате.

Что касается оплаты жителями горячей воды по счетчику, то они расплачиваются с теплосетью через расчетно-кассовый центр, который собирает все коммунальные платежи. Атак как у жителей практически прямые отношения с теплосетью, в перспективе нам, конечно, надо использовать самые современные технологии не только в технике, но и в плане организационной работы, в законодательной и нормативной базе. Здесь мы обращаем внимание на опыт прибалтийских стран и Европы, где нет жилищно-коммунальной отрасли как таковой, и четко работают рыночные отношения. Эти отношения работают, когда в законодательстве четко прописано, кто за что отвечает, у нас пока этого, к сожалению, нет.

И на вводе в здание (и в системе горячего водоснабжения, и в системе отопления) обязательно должны стоять приборы учета. Они нужны, в первую очередь, для взаиморасчетов, и, во-вторых, для наладки технологических режимов, ведь не имея приборов учета в системе отопления, невозможно даже правильно установить расход. Поэтому наша позиция: теплообменник на горячее водоснабжение, теплообменник на отопление, обязательно погодное регулирование, т.е. мы должны четко выдерживать график во внутреннем контуре системы отопления, выдерживать температуру горячего водоснабжения, и все это учитывать. Но и этого всего мало, все эти данные должны архивироваться, оперативная информация должна поступать на диспетчерский пункт, а суточные архивы, в которых сняты почасовые параметры, должны вестись как в электронном виде, так и на бумажном носителе, с тем, чтобы можно было доказывать нашим потребителям, что мы выдерживаем все технологические параметры.

А.А. Арешкин, ГИП по теплоснабжению,
Н.В. Горобец, руководитель группы по теплоснабжению,
А.В. Москаленко, руководитель группы по теплоснабжению,
ООО «Институт «Каналстройпроект», г. Москва

Существующие системы теплоснабжения

Многие системы теплоснабжения российских городов рассчитаны на максимальную тепловую нагрузку, а в качестве режима отпуска тепловой энергии используют отопительный график, спрямленный в «точке излома» при температуре прямой сетевой воды Т 1 =70 "C для закрытой и при температуре Т 1 =60 "C для отрытой системы теплоснабжения. В ходе эксплуатации при температурах воздуха близких к расчетной на отопление производится «срезка» температурного графика (рис. 1). Например, 150 "C со «срезкой» на 130 "C (или 130 "C со «срезкой» на 120 "C). При этом значительное количество отопительных систем зданий присоединены по зависимой схеме через элеваторы. В данных системах, как правило, наблюдается разрегулировка теплового режима в «зоне спрямления» отопительного графика с перетопами абонентов и разрегулировка теплового режима в «зоне срезки» отопительного графика с недотопами абонентов, что вызвано совместным транспортом тепловой энергии на отопление и ГВС.

Разрегулировка теплового режима в «зоне срезки» во многом происходит в виду заниженной поверхности нагрева подогревателя отопления, который рассчитывается на температуру прямой сетевой воды без учета «срезки» графика отпуска тепловой энергии в процессе эксплуатации. Другой причиной разрегулировки теплового режима является неравномерность температурного графика ГВС в отопительный период, который связан с общим графиком отпуска тепловой энергии. Для исключения этого, при проектировании систем теплоснабжения целесообразно использовать более реальный температурный режим тепловых сетей, основанный на минимизации расхода сетевой воды на ГВС.

В некоторых городах эксплуатируются так называемые комбинированные системы теплоснабжения, в которых часть нагрузки на ГВС присоединена по независимой схеме (закрытая система), а часть - по зависимой схеме (открытая система). С энергетической точки зрения такие системы изначально являются неэффективными, поскольку для абонентов с независимой схемой присоединения ГВС необходимо производить спрямление линии температуры прямой сетевой воды в «точке излома» Т 1 =70 "C, т.е. на 10 "C выше, чем для абонентов с зависимой схемой ГВС. В результате чего у абонентов с зависимым присоединением системы ГВС наблюдаются перетопы. Исходя из этого, реконструкция открытых систем путем частичного перехода с зависимой схемы присоединения ГВС на независимую схему также неэффективна и в дальнейшем не рассматривается.

В последние годы в некоторых системах теплоснабжения производится постепенный переход на независимую схему отопления с установкой авторегуляторов и бесканальную прокладку тепловых сетей в ППУ изоляции, надежность которой снижается при повышении температуры прямой сетевой воды, а ее использование при температуре 130 "C и более вообще запрещена. В то же время, переход на независимую схему отопления и снижение температуры прямой сетевой воды приводят к увеличению расхода сетевой воды (до 20%) и соответствующему увеличению диаметров тепловой сети. В связи с чем, оптимальным направлением реконструкции тепловых сетей является одновременный переход на температурный режим 130/70 "C (120/70 "C) и на повышенные графики отпуска тепловой энергии со спрямлением в «точке излома» для закрытой системы при температуре Т 1 =80-85 "C и при температуре Т 1 =70-75 "C для открытой системы теплоснабжения (рис. 2). В настоящее время повышенные графики отпуска тепловой энергии широко используются в закрытых тепловых сетях ОАО «Московская теплосетевая компания», присоединенных к теплоэлектростанциям ОАО «Мосэнерго».

Реконструкции систем теплоснабжения целесообразно придавать комплексный характер, на предварительном этапе которой рекомендуется осуществить:

■ уточнение тепловых нагрузок абонентов;

■ уточнение тепловых нагрузок на источник тепла и тепломагистрали с учетом суточной неравномерности потребления тепловой энергии абонентами ;

■ оптимизацию трассировки тепловых сетей с учетом их резервирования ;

■ уточнение нормативных потерь в тепловых сетях и величину собственных нужд источника тепла;

■ определение располагаемого резерва мощности на источнике тепла;

■ определение по возможности перспективы развития источника тепла и тепловых сетей на ближайшие 10 лет;

■ уточнение схем присоединения и методов регулирования подачи тепловой энергии в теплопотребляющие системы здания.

Повышенный график отпуска тепловой энергии по суммарной нагрузке на отопление, вентиляцию и ГВС в закрытой системе теплоснабжения целесообразно использовать для следующих типов ИТП и ЦТП:

■ присоединение системы ГВС по двухступенчатой последовательной схеме с установкой регулятора давления, присоединение системы отопления по зависимой схеме через элеватор, присоединение системы вентиляции по зависимой или независимой схеме с установкой авторегуляторов ;

■ присоединение системы ГВС по двухступенчатой смешанной или одноступенчатой схемам с установкой авторегуляторов, присоединение системы отопления по независимой схеме через подогреватель с установкой авторегуляторов, присоединение системы вентиляции по зависимой или независимой схеме с установкой авторегуляторов;

В случае, если более 80% тепловой нагрузки закрытой системы теплоснабжения присоединены через такие ИТП и ЦТП, переход на повышенный график отпуска тепловой энергии экономически оправдан. Это связано с тем, что в других типах ИТП и ЦТП переход на повышенный график приводит к перетопам в зоне его «спрямления». Исходя из этого условия, рекомендуется разрабатывать мероприятия по реконструкции ИТП и ЦТП с переходом на независимую схему присоединения системы отопления через подогреватель с установкой авторегуляторов. Переход на независимую схему присоединения системы отопления приводит к увеличению удельного расхода сетевой воды, поскольку температура обратной сетевой воды повышается до 75-80 "C.

Согласно , при повышенном графике отпуска тепловой энергии расход сетевой воды на отопление и вентиляцию в магистралях является постоянной величиной и определяется по максимальной нагрузке, а расход сетевой воды на ГВС принимается равным нулю, что вполне оправдано для мощных систем теплоснабжения с нагрузкой более 1000 Гкал/ч. Для менее мощных систем теплоснабжения расход сетевой воды на вентиляцию и ГВС в тепломагистралях может быть принят по усредненной максимальной нагрузке для вечернего периода , а для ГВС - с понижающим коэффициентом K=0,5. В этом случае для односменных предприятий (комбинаты бытового обслуживания и пр.) и организаций (учреждения, школы, детские сады, поликлиники и пр.) расход сетевой воды на вентиляцию и ГВС практически минимизируется до нуля, поскольку потребление тепловой энергии условно принимается на уровне 20% от расчетного значения. При этом для внутриквартальных теплопроводов и абонентских вводов расход сетевой воды для односменных предприятий и организаций рекомендуется определять по усредненной максимальной нагрузке здания, характерной для дневного периода, т.е. на уровне 100% от расчетного значения. При переходе с температурного режима 150/70 "C на температурный режим 130(120)/70 "C также увеличивается удельный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию. Удельные расходы сетевой воды для отопительного графика отпуска тепловой энергии в зависимости от температурного режима и схемы присоединений теплопотребляющих систем зданий приведены в таблице.

Вид нагрузки		Температурный	Закрытая		Открытая
Вид нагрузки		Температурный	зависимое присоединение	независимое присоединение	зависимое присоединение	независимое присоединение
Отопление и вентиляция		150/70	12,5	13,3	12,5	13,3
		140/70	14,3	15,4	14,3	15,4
		130/70	16,7	18,2	16,7	18,2
		125/70	18,2	20	18,2	20
		120/70	20	22,2	20	22,2
		115/70	22,2	25	22,2	25
		110/70	25	28,6	25	28,6
		105/70	28,6	33,3	28,6	33,3
		100/70	33,3	40	33,3	40
		95/70	40	50	40	50
ГВС	Одноступенчатый подогреватель		-	25	-	-
	Двухступенчатый подогреватель		-	18,2	-	-
	Открытый водоразбор		-	-	20	20

Для анализа пропускной способности диаметров существующих тепловых сетей рекомендуется производить поверочный гидравлический расчет всей теплосети, включая квартальные теплопроводы и абонентские вводы. При этом головные участки тепломагистралей целесообразно рассчитывать с учетом перспективы на полную мощность источника тепла. По результатам гидравлического расчета разрабатываются мероприятия по реконструкции тепловых сетей.

Опыт реконструкции систем теплоснабжения, включая реконструкцию ИТП и ЦТП, показал, что капитальные затраты на реконструкцию закрытых систем теплоснабжения с преимущественным присоединением абонентов через ИТП относительно невелики, поскольку требуют лишь замены элеваторов на пластинчатые подогреватели и установки насосного оборудования для циркуляции теплоносителя в системах отопления здания. Более затратным мероприятием является перевод с элеваторной схемы на независимую схему отопления абонентов, присоединенных через ЦТП, поскольку кроме установки пластинчатых подогревателей с циркуляционными насосами требуется произвести реконструкцию отопительного контура от ЦТП до абонентов с увеличением диаметров трубопроводов. В то же время опыт теплоснабжающих организаций в г. Москве продемонстрировал, что поэтапную реконструкцию закрытых систем теплоснабжения можно осуществить за счет средств, отпускаемых на капитальный ремонт.

Повышенный, так называемый скорректированный, график отпуска тепловой энергии в открытой системе теплоснабжения целесообразно использовать для следующих типов ИТП и ЦТП:

■ непосредственный водоразбор из тепловой сети с установкой авторегулятора, присоединение системы отопления по зависимой схеме через элеватор, присоединение системы вентиляции по зависимой или независимой схеме с установкой авторегуляторов;

■ непосредственный водоразбор из тепловой сети с установкой авторегулятора, присоединение системы отопления по независимой схеме через подогреватель с установкой авторегуляторов, присоединение системы вентиляции по зависимой или независимой схеме с установкой авторегуляторов;

■ при отсутствии нагрузки ГВС, присоединение системы отопления по независимой схеме через подогреватель с установкой авторегуляторов, присоединение системы вентиляции по зависимой или независимой схеме с установкой авторегуляторов.

В случае, если более 80% тепловой нагрузки открытой системы теплоснабжения присоединено через такие ИТП и ЦТП, то переход на повышенный график отпуска тепловой энергии эффективен. Это вызвано тем, что на ИТП и ЦТП без нагрузки ГВС переход на повышенный скорректированный график приводит к перетопам в зоне его спрямления.

Многочисленные попытки перевода открытой системы теплоснабжения на закрытую показали, что это требует значительных капитальных затрат и экономически не оправдывается (установка подогревателей отопления с насосным оборудованием, установка подогревателей ГВС с насосным оборудованием, строительство новых и реконструкция существующих тепловых сетей отопления и вентиляции от ЦТП с увеличением диаметров трубопроводов, реконструкция сетей холодного водоснабжения, рассчитанных на потребление абонентами только холодной воды). Единственным положительным результатом перевода открытой системы теплоснабжения на закрытую является улучшение качества горячей воды. В связи с этим вопрос перевода открытой системы теплоснабжения на закрытую в дальнейшем не рассматривается.

В то же время экономически оправданным является поэтапный переход на независимую схему присоединения системы отопления с установкой авторегуляторов и на повышенный скорректированный график отпуска тепловой энергии с «точкой излома» Т 1 =70-75 "C, т.е. реконструкция аналогичная реконструкции закрытой системы теплоснабжения, сопровождаемая увеличением расхода сетевой воды на отопление и снижением расхода сетевой воды на ГВС. Схема теплового пункта открытой системы теплоснабжения с независимым присоединением отопления и с зависимой схемой присоединения ГВС приведена на рис. 3. Переход на независимое присоединение системы отопления приведет к улучшению качества горячей воды, поскольку от системы теплоснабжения будут отключаться системы отопления зданий, которые являются наиболее загрязненными контурами.

Согласно при повышенном скорректированном графике тепловой энергии расход сетевой воды на отопление и вентиляцию в магистралях также является постоянной величиной и определяется по максимальной нагрузке, а расход сетевой воды на ГВС обнуляется для систем теплоснабжения с нагрузкой 1000 Гкал/ч и более. Для систем теплоснабжения меньшей мощности расход сетевой воды на вентиляцию и ГВС в тепломагистралях рекомендуется принимать по усредненной максимальной нагрузке для вечернего периода , а для ГВС - с понижающим коэффициентом Kn=0,5.

Отличительной особенностью открытых систем теплоснабжения является присоединение абонентов в основном через ИТП. Для ИТП с незначительной нагрузкой (0,2 Гкал/ч и менее) переход на независимую схему присоединения не всегда экономически оправдан. В связи с этим реконструкция открытой системы теплоснабжения может сопровождаться и переключением части абонентов на строящиеся ЦТП.

Реконструкция комбинированных систем теплоснабжения

Реконструкцию комбинированных систем целесообразно проводить путем поэтапного перехода на независимую схему присоединения системы отопления с установкой авторегуляторов и на повышенный скорректированный график отпуска тепловой энергии с «точкой излома» Т 1 =70-75 "C, т.е. путем реконструкции аналогичной для закрытой и открытой систем теплоснабжения, сопровождаемых увеличением расхода сетевой воды на отопление и снижением расхода сетевой воды на ГВС.

Для абонентов с зависимым присоединением ГВС (открытая система) расход сетевой воды на ГВС для мощных систем теплоснабжения с нагрузкой более 1000 Гкал/ч рекомендуется принимать равным нулю. Для систем теплоснабжения с меньшей нагрузкой расход сетевой воды на вентиляцию и ГВС в тепломагистралях рекомендуется принимать по усредненной максимальной нагрузке для вечернего периода , а для ГВС - с понижающим коэффициентом Kn=0,5.

В то же время повышенный скорректированный график с «точкой излома» Т 1 =70-75 "C для абонентов с независимым присоединением ГВС

(закрытая система) фактически является исходным отопительным графиком. Для таких абонентов расход сетевой воды на ГВС должен рассчитываться в зависимости от мощности системы по среднечасовой или усредненной максимальной нагрузке, т.е. не должен обнуляться или приниматься с понижающим коэффициентом.

Литература

1. Липовских В.М., Арешкин А.А. Снижение капитальных затрат и платы за присоединяемую нагрузку в закрытых системах теплоснабжения // Новости теплоснабжения. № 7. 2009. С. 43-47.

2. Арешкин А.А. Расчет характеристик источника тепла и теп- ломагистралей закрытых систем теплоснабжения с учетом суточной неравномерности потребления тепла абонентами // Новости теплоснабжения. 2009. № 9. С. 32-33.

3. Арешкин А.А. Резервирование тепловых сетей подземной прокладки в закрытых системах теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2009. № 8. С. 42-47.

4. Арешкин А.А., Москаленко А.В., Горобец Н.В. Резервирование тепловых сетей подземной прокладки в открытых системах теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2009. № 10. С. 26-29.

5. Справочник «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей», Москва, Стройиздат, 1986 г.