Разработка критериев для оценки эффективности централизованного теплоснабжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат наук Плахута, Андрей Дмитриевич

• Плахута, Андрей Дмитриевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Плахута, Андрей Дмитриевич

Оглавление

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ФОРМИРОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ. ОБЗОР ИЗВЕСТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МАКСИМАЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОТ ИСТОЧНИКОВ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Актуальность исследования

1.2. Обзор известных исследований

1.3. Цели и задачи исследования

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА ЭФФЕКТИВНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СЕБЕСТОИМОСТИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ КОНЕЧНОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ

2.1. Методика определения себестоимости тепловой энергии в контрольных узлах системы теплоснабжения

2.1.1. Модель расчетной схемы теплоснабжения

2.1.2. Понятие себестоимости тепловой энергии в расчетных узлах СЦТ

2.1.3. Этапы определения СТС

2.1.4. Методика определения СТС

2.1.5. Оценка перспективного потребления тепловой энергии на цели теплоснабжения

2.1.6. Составление прогноза изменения потерь тепловой энергии в связи с дополнительным транспортом теплоносителя

2.1.7. Составление прогноза себестоимости тепловой энергии в течение длительного периода

2.2. Понятие альтернативной котельной. Методика расчета альтернативной котельной

2.2.1. Понятие альтернативной котельной

2.2.2. Методика расчета альтернативной котельной

2.3. Сравнительная оценка показателей себестоимости по вариантам. Определение радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения себестоимости производства тепловой энергии

2.3.1. Сравнительная оценка себестоимости по вариантам обеспечения конечных потребителей тепловой энергией

2.3.2. Определение радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения себестоимости тепловой энергии для конечного потребителя

2.3.3. Анализ результатов расчета

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА ЭФФЕКТИВНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СОПОСТАВИМОСТИ КАПИТАЛЬНЫХ ЗАТРАТ НА СТРОИТЕЛЬСТВО/ РЕКОНСТРУКЦИЮ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

3.1. Капитальные затраты на модернизацию существующей СЦТ для возможности обеспечения перспективных потребителей тепловой энергией

3.1.1. Структура затрат на подключение перспективных потребителей к существующим системам теплоснабжения

3.1.2. Капитальные затраты на строительство и реконструкцию тепловых сетей для рассматриваемого диапазона тепловых нагрузок

3.1.3. Выводы по результатам разработки раздела

3.2. Капитальные затраты на строительство альтернативной котельной

3.2.1. Структура затрат на строительство новой системы теплоснабжения, образованной

на базе АК установленной мощностью 10 Гкал/ч

3.2.2. Капитальные затраты на строительство альтернативной котельной для рассматриваемого диапазона тепловых нагрузок

3.2.3. Выводы по разделу 3.2

3.3. Сравнительная оценка капитальных затрат по вариантам. Определение радиуса

эффективного теплоснабжения с точки зрения капитальных затрат

4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА РАДИУСА ЭФФЕКТИВНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

4.1. Корректировка значений с учетом коэффициента конфигурации тепловых сетей

4.2. Расчет результирующего радиуса теплоснабжения

4.3. Результаты расчетов для каждой точки сброса тепловой нагрузки

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ

ЗАДАЧ

5.1. Расчет радиусов эффективного теплоснабжения для СЦТ г. Тюмени

5.1.1. Этап 1. Сбор и анализ характеристик системы производства и транспорта ТЭ

5.1.2. Этап 2. Анализ функциональной структуры теплоснабжения. Выявление теплоэнергетического оборудования, состоящего на техническом обслуживании/ балансе теплоснабжающих и теплосетевых организаций. Сбор и систематизация исходных данных о себестоимости производства и передачи тепловой энергии за последние 3 года

5.1.3. Этап 3. Моделирование гидравлических режимов работы системы теплоснабжения

5.1.4. Этап 4. Анализ гидравлических режимов работы СЦТ

5.1.5. Этап 5. Анализ балансов тепловой энергии в системах теплоснабжения. Определение среднего радиуса действия тепловой сети

5.1.6. Этап 6. Расчеты показателей себестоимости для точек сброса тепловой нагрузки

5.1.7. Этап 7. Сравнительная оценка себестоимости по различным вариантам обеспечения потребителей тепловой энергией. Расчет радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения себестоимости тепловой энергии

5.1.8. Этап 8. Расчет радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения капитальных затрат на модернизацию СЦТ

5.1.9. Этап 9. Расчет результирующего значения РЭТ

5.1.10. Выводы по результатам расчета. Оценка эффективности централизованного теплоснабжения на территории города

5.2. Расчет технико-экономической целесообразности объединения СЦТ на территории г. Санкт-Петербурга

5.2.1. Этап 1. Сбор и анализ характеристик системы производства и транспорта ТЭ

5.2.2. Этап 2. Анализ функциональной структуры теплоснабжения. Выявление теплоэнергетического оборудования, состоящего на техническом обслуживании/ балансе теплоснабжающих и теплосетевых организаций. Сбор и систематизация исходных данных о себестоимости производства и передачи тепловой энергии за последние 3 года

5.2.3. Этап 3. Моделирование гидравлических режимов работы системы теплоснабжения

5.2.4. Этап 4. Анализ гидравлических режимов работы СЦТ

5.2.5. Этап 5. Анализ балансов тепловой энергии в системах теплоснабжения. Определение среднего радиуса действия тепловой сети

5.2.6. Этап 6. Расчеты показателей себестоимости для точек сброса тепловой нагрузки

5.2.7. Этап 7. Сравнительная оценка себестоимости по различным вариантам обеспечения потребителей тепловой энергией. Расчет радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения себестоимости тепловой энергии

5.2.8. Этап 8. Расчет радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения капитальных затрат на модернизацию СЦТ

5.2.9. Этап 9. Расчет результирующего значения РЭТ

5.2.10. Выводы по результатам расчета. Оценка целесообразности объединения изолированных систем централизованного теплоснабжения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. КАПИТАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ НА СТРОИТЕЛЬСТВО АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ РАЗЛИЧНОЙ

ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ГРАФИКИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОТ ТЭЦ Г. ТЮМЕНИ БЕЗ УЧЕТА МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ

ТЕПЛОМАГИСТРАЛЕЙ И СТРОИТЕЛЬСТВА НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ СЕБЕСТОИМОСТИ

ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИВ ТЕЧЕНИЕ 2015-2029 ГГ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. СЕБЕСТОИМОСТЬ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ТОЧКАХ СБРОСА

ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ В ТЕЧЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ПЕРИОДА

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА РАДИУСА ЭФФЕКТИВНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СЕБЕСТОИМОСТИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

ДЛЯ Г. ТЮМЕНИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО РАДИУСА

ЭФФЕКТИВНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ Г. ТЮМЕНИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка критериев для оценки эффективности централизованного теплоснабжения»

Введение

Актуальность темы исследования. В последние годы наметилась тенденция к энергосбережению и повышению эффективности энергетической отрасли. Основным толчком к энергосбережению в сфере теплоэнергетики является ускоренные темпы роста себестоимости на тепловую энергию, отпускаемую потребителям различных категорий. Ускоренные темпы роста себестоимости тепловой энергии связаны, прежде всего, с увеличением роста цен на энергоносители, которые необходимы для производства тепловой энергии.

В дополнение к естественной потребности энергосбережения необходимость повышения эффективности теплоэнергетической отрасли закреплена на законодательном уровне [54]. Нормативно-правовой акт обязывает организации, осуществляющие эксплуатацию систем теплоснабжения, разрабатывать и реали-зовывать программы и мероприятия, направленные на сокращение потребления энергоресурсов.

Системы обеспечения потребителей тепловой энергией для крупных городов с населением свыше 500 тыс. чел., как правило, имеют схожий характер. Теплоснабжение наибольшей части города осуществляется от крупных теплоэлектроцентралей, государственных районных электростанций и крупных котельных. Теплоснабжение потребителей, расположенных на периферии, осуществляется либо от локальных (районных) котельных, либо от индивидуальных источников теплоснабжения.

При централизованном теплоснабжении значительного числа потребителей возникают вопросы об области применения данного вида теплоснабжения на базе рассматриваемого источника и о выборе показателей эффективности, определяющих централизацию теплоснабжения на всей территории города.

В последние годы на территории крупных городов все чаще наблюдается следующая ситуация: в зоне действия существующих систем централизованного теплоснабжения отмечается строительство значительного количества автономных котельных. Таким образом, наблюдается ярко выраженный процесс котельниза-ции [5]. И наоборот: встречаются системы теплоснабжения, в которых происхо-

дит избыточная централизация, зоны действия теплоисточников настолько велики, что это приводит к ухудшению технических показателей (качество и надежность) и ухудшению экономических показателей (завышенные себестоимость, тарифы и капитальные затраты) при теплоснабжении потребителей. Избыточная централизация нивелирует все известные преимущества централизованного теплоснабжения от источников комбинированной выработки электрической и тепловой энергии.

При оптимизации зон централизованного теплоснабжения и обоснованном выборе источников тепловой энергии для перспективных потребителей кроется существенный потенциал энергосбережения и экономии денежных средств.

Очевидная техническая необходимость проработки вариантов теплоснабжения перспективных потребителей дополняется целым перечнем нормативно-правовых актов, главным из которых для теплоэнергетической отрасли служит Федеральный закон от 27.07.2010 г. №190-ФЗ «О теплоснабжении» [60].

Степень разработанности темы исследования. Применяемые на практике методики решения задач по оптимизации зон действия систем централизованного теплоснабжения [27, 66, 82, 93, 111] в настоящее время базируются преимущественно на оценке 1-2 характерных показателей без привязки к существующему положению в сфере производства, передачи и распределения тепловой энергии. Для повышения эффективности использования систем централизованного теплоснабжения необходимо осуществлять более детализированный сравнительный анализ по результатам оценки вариантов развития теплоснабжения в административных границах муниципальных образований. Для проведения аналитического сравнения необходимо внедрение современной методики определения критериев оценки эффективности централизованного теплоснабжения, позволяющей оценивать максимальную дальность передачи тепловой энергии.

Согласно действующим нормативно-правовым актам [43, 60, 61], решение задач по оптимизации зон действия систем централизованного теплоснабжения должно осуществляться при помощи критерия «радиус эффективного теплоснабжения». Несмотря на значимость данного критерия, методика его определения не

разработана научно-техническнми организациями и не утверждена федеральными органами исполнительной власти в сфере теплоснабжения.

Цель н задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методики определения критериев для оценки эффективности централизованного теплоснабжения. В СССР и России практически с момента появления централизованного теплоснабжения исследуется вопрос оптимизации зон действия крупных теплоисточников. Известные разработки [27, 66, 82, 93, 111] не учитывают весь комплекс технико-экономических факторов, которые оказывают влияние на эффективность и экономичность централизованного теплоснабжения. Необходимо создание методики, позволяющей объективно оценивать эффективность централизованного теплоснабжения и оценивать перспективы его развития в течение длительного периода. Новая методика должна сочетаться с современными реалиями рыночных отношений в сфере теплоснабжения.

К задачам исследования относятся:

1) Поиск и анализ существующих методик для определения максимальной дальности передачи тепловой энергии от источников централизованного теплоснабжения.

2) Сравнительная оценка централизованного и децентрализованного теплоснабжения по показателям структуры себестоимости тепловой энергии. Разработка методики расчета радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения себестоимости тепловой энергии.

3) Сравнительная оценка централизованного и децентрализованного теплоснабжения по показателям капитальных затрат на обеспечение потребителей тепловой энергией. Разработка методики расчета радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения капитальных затрат на подключение.

4) Разработка методики расчета результирующего радиуса эффективного теплоснабжения.

5) Апробация сформированной методики на примере систем централизованного теплоснабжения г. Тюмени и г. Санкт-Петербурга.

Научная новизна исследования. В рамках исследования впервые разработана аналитическая методика расчета РЭТ, имеющая неэмпирический характер и адаптированная к существующим реалиям рыночных отношений в сфере теплоснабжения.

В исследовании впервые представлена оптимизационная модель, основанная на сравнительной оценке централизованного теплоснабжения от крупных источников тепловой энергии и локальных теплоисточников на примере автономной котельной, что отличает разработанную методику от известных ранее методик и подходов к решению научной проблемы.

Разработанная методика позволяет решать задачи инженерного планирования. Расчеты, произведенные в соответствии с разработанной методикой, позволяют делать однозначные выводы об эффективности реализации планируемых мероприятий. Анализ результатов расчета позволяет оценивать инвестиционную привлекательность запланированных мероприятий.

На характерных примерах выполнена апробация методики определения критериев для оценки эффективности централизованного теплоснабжения. По результатам сделаны соответствующие выводы о степени выполнения поставленной цели.

Теоретическая значимость работы. В основу исследования положена теория оптимизации, целью которой является получение наилучших показателей эффективности теплоснабжения и минимизация расхода финансов при использовании централизованного или децентрализованного теплоснабжения. Разработанные теоретические основы позволяют обосновывать достижение целевых показателей.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования исследований и разработок, полученных в диссертационной работе, при решении следующих типовых инженерных задач:

1) Технико-экономическое обоснование перспективного источника тепловой энергии для новых потребителей (особо актуально при разработке перспективных Схем теплоснабжения муниципальных образований [60]);

2) Технико-экономическое обоснование приоритетности расширения зоны действия изолированной системы теплоснабжения (объединение 2 или более систем теплоснабжения).

3) Технико-экономическое обоснование задач с изменением зон действия существующих источников тепловой энергии (расширение и разукрупнение зон).

Методология и методы исследования. Исследуемые в рамках диссертационной работы цели и задачи, решены путем теоретического анализа, формализации теоретических основ и построения оптимизационной модели развития систем теплоснабжения. Для моделирования развития систем теплоснабжения муниципальных образований использовано специализированное программное обеспечение: ZuluThermo 7.0, Microsoft Office.

Положения, выносимые на защиту:

1) Методика определения радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения себестоимости тепловой энергии для конечного потребителя.

2) Методика определения радиуса эффективного теплоснабжения с точки зрения сопоставимости капитальных затрат на строительство/ реконструкцию теплоэнергетических объектов.

3) Методика определения результирующего радиуса эффективного теплоснабжения.

4) Результаты расчета структуры себестоимости тепловой энергии от альтернативной котельной для г. Тюмени.

5) Оценка капитальных вложений в строительство альтернативной системы теплоснабжения на базе альтернативной котельной для г. Тюмени для диапазона тепловых мощностей от 0 до 200 Гкал/ч.

6) Применение разработанной методики для решения задач по оптимизации зон действия источников централизованного теплоснабжения.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждаются использованием математического аппарата моделирования развития систем теплоснабжения, известного при решении аналогичных задач по оптимизации зон действия централизованного теплоснабжения, и высокой сходимостью полученных резуль-

татов с действующими и планируемыми к реализации программами модернизации объектов коммунальной инфраструктуры (программы энергосбережения, инвестиционные программы и прочие программы развития объектов коммунального хозяйства в части систем теплоснабжения).

Апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международной научно-практической конференции «Повышение эффективности энергетических хозяйств предприятий», проходившей на базе института комплексного развития и обучения «Крона» при Санкт-Петербургском государственном технологическом университете растительных полимеров с 4 по 5 марта 2015 года, на международной научно-технической конференции «Энергия-2015», проходившей в Ивановском государственном энергетическом университете с 21 по 23 апреля 2015 года.

Личный вклад автора заключается в формировании теоретических основ, унификации и формализации подхода для оптимизации зон действия источников централизованного теплоснабжения. Автором произведен анализ сходимости теоретических основ и фактического состояния объекта исследования. Разработан подход и соответствующий данному подходу алгоритм, который имеет существенные отличия по сравнению с ранее разработанными методиками. Уход от эмпирической направленности при расчете радиусов эффективного теплоснабжения позволяет обосновывать с технической и экономической точек зрения возможность и целесообразность реализации той или иной группы мероприятий по строительству/ реконструкции систем теплоснабжения. Расчет эффективности централизованного теплоснабжения на базе существующих источников тепловой энергии и системы теплоснабжения на базе альтернативной котельной позволяет обосновывать типовые инженерные задачи, оценивать целесообразность и выявлять наиболее заинтересованных лиц в реализации того или иного мероприятия. Разработанная методика, прежде всего, ориентирована на решение инженерных вопросов при эксплуатации крупных и разветвленных систем теплоснабжения.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных работ [67-72], 3 из которых опубликовано в научно-технических, информационно-

аналитических и учебно-методических журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий и рекомендованных Высшей аттестационной комиссией [67, 70, 72].

Структура диссертации. В соответствии с Требованиями [ 18] диссертация состоит из следующих структурных элементов:

а) титульный лист;

б) оглавление;

в) текст диссертации, в том числе:

1) введение;

2) основная часть в составе 5 глав;

3) заключение;

г) список сокращений и условных обозначений;

д) словарь терминов;

е) библиографический список из 123 наименований в соответствии с Требованиями [16];

ж) приложения в количестве 7 штук.

Объем диссертации составляет 229 страниц, в том числе 20 таблиц и 46 рисунков.

1. Формирование целей и задач исследования. Обзор известных исследований по определению максимальной дальности передачи тепловой энергии от источников централизованного

теплоснабжения

1.1. Актуальность исследования

В настоящее время повышение эффективности использования энергоресурсов и энергосбережение становятся важнейшими факторами экономического роста и социального развития РФ. Важность энергосбережения в сфере промышленной энергетики обусловлена климатическими характеристиками регионов Российской Федерации. Задача энергосбережения поднималась еще в XX веке, что подтверждается наличием сформированных подходов к энергетическим обследованиям коммунального хозяйства и промышленных предприятий [9]. Вместе с тем в ряде западных стран и США энергосбережение и повышение эффективности использования энергетических ресурсов также имеет свою историю, т.к. проблема энергосбережения является естественной потребностью для развития экономики стран с холодными климатическими условиями [83].

Экономию тепловой энергии в сфере теплоснабжения можно достичь как за счет совершенствования источников тепловой энергии, тепловых сетей, теплопо-требляющих установок, так и за счет улучшения характеристик отапливаемых объектов, зданий и сооружений. Настоящее исследование затрагивает проблемы рационального использования природных ресурсов при производстве тепловой энергии на теплоисточниках, а также вопросы оптимизации зон действия ТЭЦ, ГРЭС и котельных.

Несмотря на естественную потребность в повышении энергетической эффективности промышленных предприятий, реальный интерес к энергосбережению в топливно-энергетическом комплексе возник относительно недавно, что

обусловлено вступившим в силу Федеральным законом «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [54] и законом «О теплоснабжении» [60].

В соответствии с п. 1 ст. 1 [60] «Федеральный закон устанавливает правовые основы экономических отношений, возникающих в связи с производством, передачей, потреблением тепловой энергии, тепловой мощности, теплоносителя с использованием систем теплоснабжения, созданием, функционированием и развитием таких систем, а также определяет полномочия органов государственной власти, органов местного самоуправления поселений, городских округов по регулированию и контролю в сфере теплоснабжения, права и обязанности потребителей тепловой энергии, теплоснабжающих организаций, теплосетевых организаций».

В п. 20 ст. 2 [60] введен следующий термин: «Схема теплоснабжения поселения, городского округа- документ, содержащий предпроектные материалы по обоснованию эффективного и безопасного функционирования системы теплоснабжения, её развития с учетом правового регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».

Среди множества проблем, рассматриваемых при разработке схем теплоснабжения поселений и городских округов, встречаются как типовые, так и индивидуальные проблемы. Применительно к городам и городским округам с населением свыше 500 тыс. человек выделяются следующие типовые проблемы, оказывающие ключевое влияние на качество и надежность теплоснабжения конечных потребителей:

1. Несоответствие проектных и фактических температурных графиков отпуска тепловой энергии от источников (свойственно для ТЭЦ, ГРЭС и крупных районных котельных);

2. Разрегулированность систем транспорта тепловой энергии от источников к конечным потребителям (отсутствие стационарных и динамических регулирующих устройств);

3. Применение центрального качественного метода регулирования (которое, как правило, не дополняется автоматизированным групповым и местным методами количественного регулирования);

4. Эксплуатация открытых систем ГВС (которые, несмотря на свою простоту, имеют ряд значительных недостатков; кроме того, согласно нормативно-правовым актам должны быть исключены к 2022 г. [57, 60]);

5. Неоптимальный выбор способа теплоснабжения в различных районах городского округа.

Типовые проблемы №№1-4 в последнее время активно ликвидируются, т.к. технические мероприятия по решению данных задач не являются новаторскими и находят все большее применение в развитых СЦТ на территории РФ. Самым серьезным препятствием для решения данных проблем остается недофинансирование проектов модернизации СЦТ.

Типовая проблема №5 является наименее изученной. Системы обеспечения конечных потребителей тепловой энергией в крупных городах носят схожий характер. Как правило, теплоснабжение наибольшей части города осуществляется от крупного источника/ источников тепловой энергии (ТЭЦ, ГРЭС и крупных котельных).

Теплоснабжение потребителей, расположенных на периферии, осуществляется преимущественно от локальных источников тепловой энергии (квартальных котельных) и индивидуальных (подомовых и поквартирных) источников тепловой энергии.

Переход от централизованного к автономному или индивидуальному теплоснабжению обусловлен значительной удаленностью потребителей от существующих источников централизованного теплоснабжения. Кроме того, существенную роль при выборе перспективного источника теплоснабжения играет плотность тепловой нагрузки. Так для индивидуальной и малоэтажной застройки централизованное теплоснабжение нецелесообразно по следующим причинам:

^ необязательная установка приборов учета тепловой энергии у потребителей с тепловой нагрузкой менее 23,3 кВт (в соответствии с [54]), причиной чего

является невозможность составления корректных балансов тепловой энергии при отсутствии средств контроля уровня теплопотребления;

> наличие трубопроводов малого диаметра, но значительной протяженности, что приводит к дополнительным потерям тепловой энергии при её транспортировке.

В случае ввода в эксплуатацию многоэтажного дома (или района с многоэтажной застройкой) выбор источника теплоснабжения затруднен. Централизованное теплоснабжение многоэтажной застройки эффективно с точки зрения плотности тепловой нагрузки. Однако при подключении могут иметь место существенные потери тепловой энергии, связанные с излишней транспортировкой теплоносителя (в случае значительной удаленности от существующего источника централизованного теплоснабжения). Выбор оптимального источника теплоснабжения для многоквартирной застройки должен основываться на сравнительной оценке операционных и капитальных расходов в системе теплоснабжения по различным вариантам обеспечения потребителей тепловой энергией.

В последнее время наметилась тенденция к постепенному прекращению комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на действующих источниках тепловой энергии. Причиной этого является модернизация оборудования существующих ТЭЦ с многочисленным строительством высокоэкономичных ПТУ, которые ориентированы, прежде всего, на максимальную выработку электроэнергии, т.е. фактически ТЭЦ превращаются в ГРЭС. Максимальная выработка электрической энергии на модернизированных ТЭЦ возможна лишь при эксплуатации ПГУ в конденсационном режиме. Недостаток данной тенденции -необходимость покрытия тепловых нагрузок потребителей, подключенных к ТЭЦ. Для решения этой задачи строят водогрейные котельные, т.е. фактически намечается тенденция к раздельной выработке электрической и тепловой энергии, что не позволяет использовать в полной мере известные преимущества комбинированной выработки [67].

В сложившейся ситуации себестоимость производства тепловой энергии на существующих источниках, имеющих в своем составе водогрейные котлы с высо-

кой степенью среднегодовой загрузки, несущественно отличается от себестоимости теплоснабжения при эксплуатации локального источника тепловой энергии — «альтернативной котельной». Кроме того, в последние годы на территории крупных городов все чаще наблюдается ситуация: в зоне действия существующих СЦТ наблюдается строительство значительного количества автономных котельных. Наблюдается ярко выраженный процесс котельнизации [5].

Случается и обратная ситуация: существующие тепловые сети передают тепловую энергию от ТЭЦ, ГРЭС и крупных котельных потребителям, которые значительно удалены от теплоисточника. Повышенные потери тепловой энергии в тепловых сетях в совокупности с высокими затратами электроэнергии на перекачку теплоносителя нивелируют все преимущества централизованного теплоснабжения, которое в подобной ситуации может и проигрывать децентрализованному теплоснабжению по показателям надежности и экономичности.

В настоящее время имеются научные разработки, посвященные сверхдальней транспортировке тепловой энергии, применение которых позволило бы отказаться от автономного теплоснабжения. В учебном пособии [92] рассмотрена принципиальная схема сверхдальней транспортировки тепловой энергии в химически связанном состоянии, базирующаяся на реакции паровой конверсии метана. Преимуществами такой схемы теплоснабжения является возможность передачи тепловой энергии на расстояния свыше 100 км и существенное упрощение схемы её транспорта. Однако подобные нетрадиционные схемы теплоснабжения не нашли широкого применения в нашей стране ввиду существенного усложнения и удорожания источников тепловой энергии и снижения удельной комбинированной выработки электрической энергии. Настоящее исследование базируется на рассмотрении традиционных систем теплоснабжения, образованных на базе ТЭЦ, ГРЭС и котельных.

Сравнение показателей энергоэффективности на стадии выбора варианта источника теплоснабжения позволяет исключить малоэффективные предложения инвестиционных проектов. Для сравнения вариантов необходимо иметь единый сравнительный показатель (единый критерий энергоэффективности различных

источников энергоснабжения).

Если смотреть со стороны потребителей, то котельнизация может считаться эффективной тенденцией обеспечения потребителей тепловой энергией (минимизация капитальных затрат на строительство, максимальная автоматизация режимов производства и передачи тепловой энергии, повышение надежности за счет сокращения структурных элементов системы теплоснабжения [86]).

Оценка энергетической эффективности того или иного источника не должна производиться по единственному показателю - КПД. Для определения реальной энергетической эффективности теплоисточников в расчет КПД должны вноситься поправки на ценность вырабатываемого вида энергии. Согласно существующим методикам [3, 12], определение абсолютной энергоэффективности котельной, ТЭЦ и ГРЭС производится по следующим формулам:

=-^^--О)

Вт-Ор + Кцэ • >1сн

тэс _ (Кэ-Мсн)-Кцэ пл

Пэнэф" Й^ор ()

ТЭЦ _ Кцэ-^э- ^сн)+Кщ • От Лэнэф"

где С)т - тепловая энергия, отпущенная от источника потребителю;

Ыэ — электрическая мощность на клеммах генератора;

Вт - расход топлива;

С>рн - низшая теплота сгорания топлива;

Ысн - электрическая мощность, затраченная на покрытие собственных нужд источника энергоснабжения.

Кцэ и Кцт - коэффициенты, отражающие экономическую составляющую показателей энергоэффективности, определяются в соответствии с формулами:

К (4)

чэ С.,

К (5)

ЦТ Ст

где Цэ, Цт - региональные тарифы на электрическую и тепловую энергию; Сэ, Ст - себестоимость электрической и тепловой энергии, выработанные в автономном источнике.

В зависимости от региональных условий значения, вычисляемые по формулам (1-3), могут находиться в различных диапазонах. На примере г. Тюмени рассчитаны следующие значения показателей: Лэнэф —1?3;

Лэнэф —1»9; тэс=о л

Лэнэф —

Сравнение полученных показателей энергоэффективности различных источников тепловой энергии показывает, что производство только тепловой энергии в отопительной котельной является наименее выгодным.

Другим характерным показателем для сравнения экономической целесообразности комбинированной и раздельной выработки различных видов энергии является удельный расход условного топлива на производство единицы электрической и тепловой энергии, измеряемый в гух/кВтч и кгу х/Гкал, соответственно.

Применительно к тепловой энергии расход условного топлива для выработки единицы тепловой энергии на современных высокоэффективных котельных находится в пределах 151-И 59 кгу.т/Гкал, на ТЭЦ значение зависит от загрузки теплофикационной части, способе покрытия пиковых нагрузок и может принимать значения 125+150 кгух/Гкал. Кроме того, в российской и зарубежной технической литературе к основным преимуществам централизованного над децентрализованным теплоснабжением относят еще и экологические факторы: снижение выбросов загрязняющих веществ, а также возможность оперативного контроля уровня выбросов [116, 119].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Плахута, Андрей Дмитриевич, 2015 год

Библиографический список

1. Ананьев, В.А. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика / В.А. Ананьев, JI.H. Балуева, А.Д. Гальперин, А.К. Городов, М.Ю. Еремин, С.М. Звягинцева, В.П. Мурашко, И.В. Седых. // Изд. 3-е. - М.: Евроклимат, 2001.- 416 с.

2. Байков, И.Р. Анализ методик оценки надежности систем энергоснабжения / И.Р. Байков, P.A. Молчанова, Э.Р. Ахметов, Ш.З. Файрушин // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2014. - № 2. - С. 33-37.

3. Безлепкин, В.П. Парогазовые и паротурбинные установки электростанций / В.П. Безлепкин. - СПб.: СПбГТУ, 1998. - 290 с.

4. Беляйкина, И.В. Водяные тепловые сети: справочное пособие по проектированию/ И.В. Беляйкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов и др.; под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 376 с.

5. Богданов, А.Б. Котельнизация - беда национального масштаба [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.exergy.narod.ru/kotelniz4.htm.

6. Богословский, В.Н. Отопление: Учеб. для вузов / В.Н. Богословский, А.Н. Сканави. - М.: Стройиздат, 1991. - 735 с.

7. Брюханов, О.Н. Газифицированные котельные агрегаты / О.Н. Брюханов, В.А. Кузнецов. - М.: Инфра-М, 2007. - 391 с.

8. Васильев, C.B. Энергоснабжение: учеб.-метод. пособие/ C.B. Васильев, В.Г. Арсенов // ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново, 2008. - 112 с.

9. Варнавский, Б.П. Энергоаудит объектов коммунального хозяйства и промышленных предприятий: Учебное пособие / Б.П. Варнавский, А.И. Колесников, М.Н. Федоров. -М.: МИКСиС, 1998.-47 с.

10. Варфоломеев, Ю.М. Отопление и тепловые сети / Ю.М. Варфоломеев, О .Я. Кокорин. - М.: Инфра-М, 2005. - 480 с.

11. Генеральный план города Тюмени. Том 4. Развитие жилищного строительства. - Омск: ООО ИТП Град, 2012. - 17 с.

12. Гладышев, H.H. Автономные источники тепловой и электрической энергии малой мощности: учебное пособие / H.H. Гладышев, Т.Ю. Короткова -СПбГТУРП. СПб., 2010. - 323 с.

13. Гладышев, H.H. Справочное пособие теплоэнергетика жилищно-коммунального предприятия / H.H. Гладышев, Т.Ю. Короткова, В.Д. Иванов, С.Н. Смородин, А.Н. Иванов, В.Н. Белоусов - 2-е изд., перераб. и доп. / СПбГТУРП. СПб., 2008. - 535 с.

14. Гонин, В.Н. Экономика энергетического предприятия: особенности инвестиционных процессов: учеб. пособие / В.Н. Гонин, О.В. Сокол-Номоконова. - Чита: ЧитГУ, 2007 - 100 с.

15. ГОСТ 21563-93 Котлы водогрейные. Основные параметры и технические требования. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1994. - 4 с.

16. ГОСТ 7.1-2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание. -М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 169 с.

17. ГОСТ Р 54964-2012 Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости. - М.: Стандартинформ, 2013. - 28 с.

18. ГОСТ Р 7.0.11-2011 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Диссертация и автореферат диссертации. Структура и правила оформления. - М.: Стандартинформ, 2012. - 12 с.

19. Громов, Б.Н. О радиусе эффективного теплоснабжения / Б.Н. Громов, М.А. Сердюкова, А.М. Кашлев // Наука и техника в газовой промышленности. — 2014. -№3.-С. 61-74.

20. Денисов, В.И. Технико-экономические расчеты в энергетике / В.И. Денисов. -М.: Энергоатомиздат, 1985. - 216 с.

21. Дмитриев, В.В. Основные вопросы теплофикации городов / В.В. Дмитриев. -М.: Госнаучтехиздат, 1933. - 465 с.

22. Захаренко, С.Е. Справочник строителя тепловых сетей / С.Е. Захаренко, Ю.С. Захаренко, И.С. Никольский, М.А. Пищиков; Под общ. ред. С. Е. Захаренко. - 2-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1984. - 184 с.

23. Зингер, Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем Н.М. Зингер ; 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 320 с.

24. Иванов, В.Д. Водные системы теплоснабжения объектов целлюлозно-бумажной промышленности: учеб. пособие / В.Д. Иванов, П.И. Сыромаха. - JL: ЛТИЦБГТ, 1991.-66 с.

25. Ионин, A.A. Теплоснабжение: учебник для вузов / A.A. Ионин, Б.М. Хлыбов, В.Н. Братенков, E.H. Терлецкая; Под ред. А. А. Ионина. - М.: Стройиздат, 1982. -336 с.

26. Ковбой, С.А. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Выпуск 17. Тюменская и Омская области. - Гидрометиздат, 1998. - 703 с.

27. Кожарин, Ю.В. К вопросу определения эффективного радиуса теплоснабжения / Ю.В. Кожарин, Д.А. Волков // Новости теплоснабжения. 2012. - №8. - С. 3034.

28. Козин, В.Е. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов / В.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков, И.Б. Пронина, В.А. Слемзин. - М.: Высш. школа, 1980.-408 с.

29. Лоран, П.-Ж. Аппроксимация и оптимизация / П.Ж. Лоран. - М.: Мир, 1975. -496 с.

30. Манюк, В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: справочник / В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж, А.И. Манюк, В.К. Ильин.-З-е изд., переработ. и доп. -М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

31. Материалы учебного курса по направлению «Энергоаудит» / СПбГГИ им. Г.В. Плеханова, 2010. - 267 с.

32. МДК 4-03-2001 Методика определения нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения. - М.: ЗАО Роскоммунэнерго, 2001. - 48 с.

33. МДК 4-05.2004 Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения. - М.: ЗАО Роскоммунэнерго, 2003. -68 с.

34. МДС 41-4.2000 Методика определения количеств тепловой энергии и теплоносителя в водяных системах коммунального теплоснабжения. - М.: ЗАО Рос-коммунэнерго, 2000. - 38 с.

35. МДС 81-35.2004 Методика определения стоимости строительной продукции на территории РФ. - М.: Госстрой, 2004. - 62 с.

36. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов / М-во эконом. РФ, М-во финансов РФ, ГК по строит., архитек. и жилищ, политике; рук. Авт. Кол-ва: В.В. Коссов, В.Н. Лившиц, В.Г. Шахназаров. — М.: ОАО НПО; Экономика. - 2000.-421 с.

37. Николаев, A.A. Справочник проектировщика / A.A. Николаев. - М.: Лит-ра по строительству, 1965. - 360 с.

38. Нормативы численности промышленно-производственного персонала тепловых сетей. - М.: ОАО ЦОТЭНЕРГО, 2004. - 17 с.

39. НЦС 81-02-13-2012 Наружные тепловые сети. - М.: НП Национальное объединение специалистов стоимостного инжиниринга, 2012. - 184 с.

40. Об организации в Министерстве энергетики РФ работы по утверждению нормативов удельного расхода топлива на отпущенную электрическую и тепловую энергию от тепловых электрических станций и котельных: Приказ Минэнерго РФ от 30.12.2008 г. №323. -М., 2008. - 82 с.

41. Об организации теплоснабжения в РФ и о внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ: Постановление Правительства РФ от 08.08.2012 №808. — М., 2012.-35 с.

42. Об утверждении минимальной нормы доходности для расчета тарифов в сфере теплоснабжения с применением метода обеспечения доходности инвестированного капитала на долгосрочный период регулирования с началом долгосрочного периода регулирования в 2014 году: Приказ ФСТ России от 16.12.2013 г. №1618-э. -М., 2013. -2 с.

43. Об утверждении методических рекомендаций по разработке схем теплоснабжения: Совместный Приказ Минэнерго РФ и Минрегиона РФ от 29.12.2012 г. №565/667. - М., 2012. - 97 с.

44. Об утверждении методических указаний по расчету регулируемых цен (тарифов) в сфере теплоснабжения: Приказ ФСТ России от 13.06.2013 г. №760-э. - М., 2013.-161 с.

45. Об утверждении оптовых цен на газ, используемых в качестве предельных минимальных и предельных максимальных уровней оптовых цен на газ, добываемый ОАО «Газпром» и его аффилированными лицами, реализуемый потребителям РФ, указанным в пункте 15.1. Основных положений формирования и государственного регулирования цен на газ и тарифов на услуги по его транспортировке на территории РФ, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 29.12.2000 № 1021: Приказ ФСТ России от 26.09.2013 г. №177-э/2. - М., 2013. -6 с.

46. Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты») «Внедрение целевой модели рынка тепловой энергии: Распоряжение Правительства РФ от 02.10.2014 №1949-р. - М., 2014. - 6 с.

47. Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя: Приказ Минэнерго РФ от 30.12.2008 г. №325. - М., 2008. - 60 с.

48. Об утверждении правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок: Приказ Минэнерго РФ от 24.03.2003 г. №115. - М., 2003. - 159 с.

49. Об утверждении правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требованиям к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов: Постановление Правительства РФ от 25.01.2011 г. №18. -М., 2011. - 5 с.

50. Об утверждении рекомендаций по нормированию труда работников энергетического хозяйства. Часть 1. Нормативы численности рабочих котельных установок и тепловых сетей: Приказ Госстроя РФ от 22.03.1999 г. №65. - М., 1999. -144 с.

51. Об утверждении стандартов раскрытия информации организациями коммунального комплекса и субъектами естественных монополий, осуществляющими

деятельность в сфере оказания услуг по передаче тепловой энергии: Постановление Правительства РФ от 30.12.2009 г. №1140. - М., 2009. - 40 с.

52. Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений и сооружений: Приказ Минрегиона РФ от 17.05.2011 г. №224. - М., 2011. - 9 с.

53. Об утверждении укрупненных нормативов цены строительства различных видов объектов капитального строительства непроизводственного назначения и инженерной инфраструктуры и о внесении изменений в отдельные приказы Минрегиона РФ [Электронный ресурс]: Приказ Минрегиона РФ от 30.12.2011 г. №643. -М., 2011. - Режим доступа: http://fccs48.ru/docs/396.htm.

54. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ: Федеральный закон РФ от 23.11.2009 г. №261-ФЗ // Собрание законодательства РФ. - М., 2009. - 44 с.

55. Официальный сайт региональной энергетической комиссии Тюменской области, Ханты-Мансийского автономного округа - Югры, Ямало-Ненецкого автономного округа [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rectmn.ru/.

56. О внесении изменений в Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг: Постановление Правительства РФ от 28.03.2012 г. №258. -М., 2012.-24 с.

57.0 водоснабжении и водоотведении: Федеральный закон РФ от 7.12.2011 г. №416-ФЗ // Собрание законодательства РФ. - М., 2011. - 55 с.

58. О классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы: Постановление Правительства РФ от 01.01.2002 г. №1. -М., 2002. - 38 с.

59. О порядке подключения к системам теплоснабжения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ: Постановление Правительства РФ от 16.04.2012 г. №307. -М., 2012. - 16 с.

60. О теплоснабжении: Федеральный закон РФ от 27.07.2010 г. №190-ФЗ // Собрание законодательства РФ. - М., 2010. - 55 с.

61. О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения: Постановление Правительства РФ от 22.02.2012 г. №154. - М., 2012. - 14 с.

62. О требованиях энергетической эффективности зданий, строений и сооружений: Приказ Минрегиона РФ от 28.05.2010 г. №262. - М., 2010. - 10 с.

63. О ценообразовании в сфере теплоснабжения: Постановление Правительства РФ от 22.10.2012 г. №1075. -М., 2012. - 54 с.

64. Палей, E.JI. Проектирование котельных в секторе ЖКХ: справочное практическое пособие / E.J1. Палей. - СПб.: Изд-во Газовый клуб, 2006. - 175 с.

65. Папушкин, В.Н. Задачи перспективных схем теплоснабжения. Изменение зон действия источников тепловой энергии (систем теплоснабжения) [Электронный ресурс] / В.Н. Папушкин, A.C. Григорьев, А.П. Щербаков. - Режим доступа: www.rosteplo.rn/socMog/ekonomik/129.html.

66. Папушкин, В.Н. Радиус теплоснабжения. Хорошо забытое старое / В.Н. Папушкин // Новости теплоснабжения. - 2010. - №9. - С. 44-49.

67. Плахута, А.Д. Определение зон эффективного теплоснабжения / А.Д. Плахута // Промышленная энергетика. - 2015. - №4. - С. 2-8.

68. Плахута, А.Д. Определение максимальной дальности передачи тепловой энергии от теплоисточников / А.Д. Плахута // Теплоэнергетика. Энергия-2015. Десятая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, 21-23 апреля 2015 г., г. Иваново: материалы конференции. - Иваново: ИГЭУ, 2015. - В 7 т.Т. 1. - С. 53-54.

69. Плахута, А.Д. Применение методики расчета максимальной дальности передачи тепловой энергии для системы теплоснабжения на базе ТЭЦ / А.Д. Плахута // Технические науки — от теории к практике /Сб. ст. по материалам XLIV меж-дунар. науч. - практ. конф. № 3 (40). - Новосибирск: Изд. СибАК. - 2015. - С. 4551.

70. Плахута, А.Д. Современный подход к выбору оптимального источника теплоснабжения / А.Д. Плахута // Энергосбережение и водоподготовка. - 2015. - №2. -С. 33-38.

71. Плахута, А.Д. Современный подход к оптимальному выбору зон централизованного теплоснабжения / А.Д. Плахута // Повышение эффективности энергетических хозяйств предприятий: сборник трудов международной научно-

практической конференции. Санкт-Петербург 4-5 июня 2015 года / под ред. проф. А.Н. Иванова; СПбГТУРП. - СПб. - 2015. - С. 38-41.

72. Плахута, А.Д. Энергосбережение и экономия средств при обоснованном выборе перспективного источника теплоснабжения / А.Д. Плахута // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2015. - №1. - С. 25-29.

73. Прогноз долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до 2030 года [Электронный ресурс]: Министерство экономического развития РФ. -М., 2013. - Режим доступа: http://www.economy.gov.ru/wps/wcm/connect/economylib4/mer/activity/sections/macr о/рп^пог/с1ос20131108_5.

74. Прокопенко, В.В. Энергоаудит. Лекции / В.В. Прокопенко - К.: Институт энергосбережения и энергоменеджмента, 2005. -59 с.

75. РД 153-34.1-09.321-2002 Методика экспресс-оценки экономической эффективности энергосберегающих мероприятий на ТЭС. - М.: СПО ОРГРЭС, 2002. -60 с.

76. Рекомендации по нормированию труда работников энергетического хозяйства. Часть 2 Нормативы численности руководителей, специалистов и служащих коммунальных теплоэнергетических предприятий. — М.: ОАО Научно-исследовательский центр муниципальной экономики, 2005. - 20 с.

77. РМД 23-16-2012 Рекомендации по обеспечению энергетической эффективности жилых и общественных зданий. - СПб.: ОАО КБ высотных и подземных сооружений, 2012. -463 с.

78. Рогозинская, Ю.В. Пути снижения затрат на производство электрической энергии [Электронный ресурс] // Молодёжь и наука: Сборник материалов VII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, посвященной 50-летию первого полета человека в космос. — Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2011. — Режим доступа: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2011/8ес1юп04.Ы:т1.

19. Рожков, Р.Ю. Планирование работ по капитальному ремонту и реконструкции на тепловых сетях/ Р.Ю. Рожков, А.И. Хейфец, В.В. Хотяков // Новости теплоснабжения. - 2008. - №10. - С. 33-36.

80. Руководство пользователя ПРК ZuluThermo [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://politerm.com.ru/docs.htm.

81. Рыбалко, В.В. Надёжность систем теплоснабжения промышленных предприятий: Курс лекций. Часть 1 / В.В. Рыбалко // СПбГТУ РП. СПб., 1998. - 58 с.

82. Семёнов, В.Г. Экспресс-анализ зависимости эффективности транспорта тепла от удаленности потребителей / В.Г. Семёнов, Р.Н. Разоренов // Новости теплоснабжения. - 2006. - №6. - С. 36-38.

83. Семенов, В.Г. Энергосбережение в США / В.Г. Семенов // Энергосовет. - 2009. - №4. - С. 16-17.

84. Семенов, В.Г. Энергосбережение при организации совместной работы ТЭЦ и котельных / В.Г. Семенов // Энергосовет. - 2009. - № 5. - С. 13-14.

85. Сеннова, Е.В. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем / Е.В Сеннова, В.Г. Сидлер. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние. 1987. - 222 с.

86. Сеннова, Е.В. Надежность систем энергетики и их оборудования: Справочное издание в 4 т. под ред. акад. Ю.Н. Руденко. Т. 4 Надежность систем теплоснабжения / Е.В. Сеннова, А.В. Смирнов, А.А. Ионии и др. Новосибирск: Наука, 2000 -351 с.

87. Слепчонок, B.C. Опыт эксплуатации коммунального теплоэнергетического предприятия /B.C. Слепчонок. - СПб.: ПЭИПК, 2003. - 251 с.

88. СНиП IV-14-82 Приложение. Сборники укрупненных сметных норм и расценок. Часть IV. Сметные нормы и правила. Глава 14. Правила разработки и применения укрупненных сметных норм и расценок. Сооружения канализации. Сборник №8-1.1. Насосные станции и радиальные отстойники. - Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983.- 97 с.

89. Соколов, Б.А. Котельные установки и их эксплуатация /. Б.А. Соколов. — М.: Издат. центр Академия, 2007. - 432 с.

90. Соколов, Е.Я. Метод определения материальной характеристики и протяженности тепловой сети в пределах площади застройки / Е.Я. Соколов, Г.А. Побегае-ва // Изв. вузов. Энергетика. - 1985. - №3. - С. 63-68.

91. Соколов, Е.Я. Совместная работа ТЭЦ и пиковых котельных / Е.Я. Соколов // Электрические станции, 1960. №10.

92. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов / Е.Я. Соколов. - 6 и 7 изд. -/ МЭИ. М., 1999, 2001.- 472 с.

93. Соколов, Е.Я. Технико-экономический расчет тепловых сетей / Е.Я. Соколов // Нормы по проектированию тепловых сетей. - 1938.

94. Сотникова, O.A. Теплоснабжение: учебное пособие / O.A. Сотникова, В.Н. Мелькумов. - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. - 288 с.

95. СО 153-34.20.523-2003 (ч. 1) Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «Разность температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе» и «Удельный расход электроэнергии». - М.: СПО ОРГРЭС, 2003. - 8 с.

96. СО 153-34.20.523-2003 (ч. 2) Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «Удельный расход сетевой воды». - М.: СПО ОРГРЭС, 2003. - 19 с.

97. СО 153-34.20.523-2003 (ч. 3) Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «Тепловые потери». - М.: СПО ОРГРЭС, 2003. - 29 с.

98. СО 153-34.20.523-2003 (ч. 4) Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «Потери сетевой воды». - М.: СПО ОРГРЭС, 2003. - 12 с.

99. СП 41-110-2005 Проектирование тепловых сетей. - М.: ОАО Объединение ВНИПИэнергопром, 2005. - 14 с.

100. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.- М.: НИИСФ РААСН, 2012. - 96 с.

101. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. -М.: ОАО СантехНИИпроект, 2012.-81 с.

102. СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 4102-2003. - М.: ОАО Объединение ВНИПИэнергопром, 2012. - 74 с.

103. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99. -М.: НИИСФ РААСН, 2012. - 116 с.

104. Стенников, Н.В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Н.В. Стенников // Институт энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук. Иркутск, 2009. - 137 с.

105. СТО НОСТРОЙ 2.35.4-2011 Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания. - М.: НП АВОК, 2011. - 52 с.

106. Суслов, В.А. Тепломассообмен: учебное пособие / В.А. Суслов. - 3-е издание, перераб. и доп. // ГОУ ВПО СПбГТУРП. СПб, 2008. - 120 с.

107. ТУ 14-3-190-2004 Трубы стальные бесшовные для котельных установок и трубопроводов. - Днепропетровск: ГП НИТИ, 2004. - 12 с.

108. Фокин, В.М. Основы энергосбережения и энергоаудита /В.М. Фокин. М.: Издательство Машиностроение-1, 2006. - 256 с.

109. Хрилёв, Л.С. Оптимизация систем теплофикации и централизованного теплоснабжения / Л.С. Хрилёв, И.А. Смирнов ; под ред. Е.Я. Соколова. - М.: Энергия, 1978.-264 с.

110. Шарапов, В.И. Технологии обеспечения пиковой мощности систем теплоснабжения [Электронный ресурс] / В.И. Шарапов, М.Е. Орлов, П.В. Ротов // Доклад на заседании секции «Теплофикация и теплоснабжение» НТС ОАО РАО «ЕЭС России» - Режим доступа: http://www.combienergy.ru/ntslO.html.

111. Шубин, Е.П. Проектирование городских тепловых сетей / Е.П. Шубин. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957.

112. Якимов, Л. К. Предельный радиус действия теплофикации / Л.К. Якимов // Тепло и сила. - 1931. - № 9. - С. 8-10.

113. Якуб, Б.М. Генеральный план теплофикации Москвы /Б.М. Якуб // Изв. ВТИ. - 1934. - № 8. - С. 24-26.

114. Frangopoulos, С.A. Brief Review of Methods for the Design and Synthesis Optimization of Energy Systems / C.A. Frangopoulos, M.R. von Spakovsky, E.A Sciubba // The International Journal of Applied Thermodynamics. - 2002. - Vol. №5. - Pp. 151160.

115. Hassine, I.B. Simulation and optimization of the district heating network in Scharnhauser Park / I.B Hassine, U. Eicke // Proceedings of 2nd Polygeneration Conference (2nd ECP), Tarragona, 30.3.-1.4.2011.

116. Li, M. Multi-criteria Optimization of an Advanced Combined Cycle Power Plant Including C02 Separation Options / M. Li, F. Marechal, M. Burer, D. Favrat // Proceedings of ECOS 04, Guanajuato, Mexico. - 2004.

117. Marecki, J. The optimization of development and cooperation between combined heat and power stations and heating plants in covering the heat demand in towns / J. Marecki // VII world energy conference. -1968.

118. MSK-64 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B0_%D0 %9C%D0%B5%D0%B4%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%B2%D0%B0_ %E2%80%94_%D0%A8%D0%BF%D0%BE%D0%BD%D 1 %85%D0%BE%D0%B9 %D0%B5%D 1 %80%D0%B0_%E2%80%94_%D0%9A%D0%B0%D 1 %80%D0%BD %D0%B8%D0%BA%D0%B0.

119. The Future of Heating: Meeting the challenge // Department of Energy and Climate Change, London. - 2013. - 118 p.

120. Transpower capital expenditure input methodology. Reasons paper // Commerce commission. Regulation Branch, Wellington. 2012. 152 p.

121. Verda, V. Thermoeconomics as a Regulation Tool in Future District Heating Networks / V. Verda, M. Caccin, A. Kona // 12th Joint European Thermodynamics Conference. 2013.

122. Verda, V., Ciano C. Procedures for the Search of the Optimal Configuration of District Heating Networks / V. Verda, C. Ciano // Department of Energy Engineering Politechnico di Torino. 2005. Vol. 8 (No. 3). Pp. 143-153.

123. Watson, R. Radiant heating and cooling handbook / R.D. Watson, K.S. Chapman// McGraw-Hill, 2002. - 657 p.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. КАПИТАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ НА СТРОИТЕЛЬСТВО АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ РАЗЛИЧНОЙ

ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ГРАФИКИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОТ ТЭЦ Г. ТЮМЕНИ БЕЗ УЧЕТА МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОМАГИСТРАЛЕЙ И СТРОИТЕЛЬСТВА НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Таблица 16 - Структура капитальных затрат на строительство альтернативной котельной для рассматриваемого диапазона тепловых нагрузок

№ п/п Наименование затрат Затраты, тыс. руб.

Максимальная тепловая нагрузка, покрываемая котельной, Гкал/ч 0,025 0,056 0,093 0,139 0,204 0,318 0,606 0,856 1,27 1,99 2,86 4,80 6,69 7,60 11,4 17,7 25,7 36,6 50,0 64,8 97,5 135 185

Мощность котельной, Гкал/ч 0,033 0,074 0,122 0,182 0,268 0,419 0,797 1Д 1,7 2,6 3,8 6,3 8,8 10,0 15,1 23,2 33,8 48,2 65,8 85,4 128,4 178,1 243,2

1 Котельные установки с горелками 193 348 501 670 885 1219 1928 2455 3224 4332 5443 7256 8409 8732 11679 15671 19991 24824 29492 33453 38517 39319 33599

2 Вспомогательное оборудование 297 536 772 1032 1363 1878 2970 3782 4966 6674 8385 11179 12955 13452 17992 24141 30797 38242 45434 51535 59337 60573 51761

3 Бак запаса воды 10 18 26' 34 45 63 99 126 166 222 279 373 432 448 600 805 1027 1275 1514 1718 1978 2019 1725

4 Приборы учета тепла 10 19 27 36 48 66 104 133 174 234 294 392 455 472 631 847 1081 1342 1594 1808 2082 2125 1816

5 ВПУ 22 40 58 77 102 140 221 282 370 498 625 834 966 1003 1342 1800 2296 2851 3388 3843 4424 4516 3859

6 Склад дизельного топлива 83 150 217 290 383 527 834 1062 1394 1873 2354 3138 3636 3776 5050 6776 8645 10735 12753 14466 16656 17003 14529

7 Подготовка площадки 10 19 27 36 48 66 104 133 174 234 294 392 455 472 631 847 1081 1342 1594 1808 2082 2125 1816

8 СМР котельной с дымовой трубой 146 263 379 507 669 923 1459 1858 2439 3278 4119 5491 6364 6608 8838 11859 15128 18785 22319 25316 29148 29755 25427

9 Транспортировка оборудования 14 26 37 50 66 91 143 182 240 322 405 539 625 649 868 1165 1486 1845 2192 2486 2863 2922 2497

10 ПИР и экспертиза проекта 26 47 68 91 120 165 261 332 436 585 735 981 1136 1180 1578 2118 2702 3355 3985 4521 5205 5313 4540

11 Шеф-монтаж и пуско-наладочные работы 49 89 129 172 227 313 495 630 828 1112 1397 , 1863 2159 2242 2999 4024 5133 6374 7572 8589 9889 10096 8627

12 Управление проектом (служба Заказчика) 196 354 510 j 683 901 1242 1964 2501 3285 4414 5546 7394 8568 8897 11900 15967 20369 25293 30050 34086 39246 40063 34235

13 Первичное заполнение резервуаров и систем 47 85 122 163 215 297 469 597 784 1054 1324 1765 2046 2124 2841 3812 4863 6038 7174 8137 9369 9564 8173

14 Непредвиденные затраты 3% 32 57 83 110 146 201 318 405 531 714 897 1196 1386 1440 1925 2584 3296 4093 4862 5515 6350 6482 5539

Итого по источнику теплоснабжения: 1137 2051 2954. 3951 5217 7190 11369 14477 19010 25548 32097 42793 49592 51495 68874 92414 117894 146392 173925 197281 227145 231878 198146

Тепловые сети

1 Стоимость труб и оборудования, системы ОДК 16 30 44, 61 85 126 237 344 548 967 1595 3396 5665 6879 9585 13724 19009 26333 35635 46608 73185 108203 160965

2 Земляные работы 10 19 28" 39 54 81 151 220 350 617 1018 2167 3615 4390 6116 8757 12129 16803 22738 29739 46698 69042 102708

3 Песок для песчаной подушки траншеи 1 1 2 • 3 4 5 10 15 23 41 68 146 243 295 411 589 815 1129 1528 1999 3138 4640 6902

4 Монтажные работы по теплосети 23 43 63 88 121 180 339 492 783 1382 2279 4853 8095 9829 13695 19610 27161 37625 50916 66594 104568 154602 229989

5 ПИР и экспертиза проекта 3 5 7 9 13 19 37 53 85 149 246 524 875 1062 1480 2119 2935 4065 5501 7195 11298 16704 24849

6 Транспортировка материалов 1 2 2 3 5 7 13 19 30 53 88 186 311 378 526 753 1043 1445 1956 2558 4017 5939 8835

7 Технадзор 5 8 12 17 24 35 66 96 152 269 443 944 1574 1912 2663 3814 5282 7317 9902 12951 20336 30067 44728

8 Непредвиденные затраты 3% 2 3 4 6 8 12 23 33 53 93 153 326 544 661 921 1318 1826 2529 3423 4477 7030 10393 15461

Итого по тепловым сетям: 60 111 164 226 313 466 876 1272 2023 3573 5891 ! 12542 20922 25405 35396 50684 70200 97247 131600 172121 270271 399589 594437

Итого по системе теплоснабжения: 1197 2161 3118 4177 5530 7656 12245 15749 21033 29121 37988 55336 70514 76901 104270 143098 188094 243639 305525 369402 497416 631467 792583

Затраты по источнику теплоснабжения, отнесенные к мощности теплоисточника 34630 27764 24194 21662 19467 17172 14258 12855 11350 9762 8517 6779 5633 5150 4575 3976 3486 3035 2644 2311 1769 1302 815

Затраты по тепловым сетям, отнесенные к мощности теплоисточника 1823 1497 134 i 1242 1168 1113 1098 1129 1208 1365 1563 1987 2377 2541 2351 2181 2076 2016 2000 2016 2105 2244 2444

Затраты по системе теплоснабжения, отнесенные к мощности теплоисточника 36453 29261 25535 22903 20635 18285 15356 13984 12558 11128 10081 8765 8010 7690 6926 6157 5562 5052 4644 4328 3875 3546 3258

Затраты по источнику теплоснабжения, отнесенные к расчетной (максимальной) тепловой нагрузке 45586 36548 i 31848 ! 28515 25626 22605 18768 16922 14941 12851 11212 8923 7416 6779 6022 5234 4589 3996 3480 3042 2329 1714 1072

Затраты по тепловым сетям, отнесенные к расчетной (максимальной) тепловой нагрузке 2399 1970 1765 k 1634 1538 1465 1445 1487 1590 1797 2058 2615 3128 3344 3095 2871 2733 2654 2633 2654 2771 2954 3217

Затраты по системе теплоснабжения, отнесенные к расчетной (максимальной) тепловой нагрузке 47985 38518 > 33613 30149 27164 24069 20214 18408 16531 14648 13270 11538 10544 10123 9117 8105 7322 6650 6113 5697 5100 4667 4289

1

Рисунок 34 - Построение пьезометрического графика ТТЭЦ-1 - 5К36 (через 1К4, 5К1, 5К21, 5К29А, 5К35)

а

0 с

(В

1

Наименование узла

Геодезическая высота, м

Полный напор в обратном трубопроводе,м

Располагаемый напор, м

Длина участка, м

Диаметр участка, м

Потери напора в подающем трубопроводе,м

Потери напора в обратном трубопроводе,м

Скорость движения воды в под.тр-де, м/с Скорость движения воды в обр.тр-де, м/с

Удельные линейные потери в ПС, ммЛл

Удельные линейные потери в ОС, ммЛм

Расход в подаюцем трубопроводе, т^

Расход в обратном трубопроводе, т^ч

822

86.995

0.97

1.198

2.662

2.614

5.159

-5.112

17.403

17.089

20411.56

-20226.48

84.8

81.719

1.5

1.198

0.599

0.002

2.443

-1.535

3.914

1.551

9666.12

-6074.84

Задвижка в 1К1 11П1 61.33 61.53

смена диаметра 1К2 61.57

84.8

81.118

0.97

1.198

122

0.002

2.443

-1.535

3.914

1.551

9666.11

-6074.84

84.8

79.854

89.2

1.198

1.565

0.619

2.443

-1.535

3.914

1.551

9666.11

-6074 Я4

85.5

77.67

12.9

1.198

1.138

0.369

2.263

-1.289

3.364

1.095

8939.83

-5101.09

85.8

76.163

0.97

1.198

0.257

0.171

2.26

-1.841

3.349

2227

86

75.735

9.3

1.198

0.285

0.189

2.26

-1.841

3.349

2.227

-7284.75

-7284.75

86.2

75.241

247.1

1.198

2.214

2.554

2.26

-2.43

3.826

4.398

8939.77

-9613.58

88.8

70.473

0.97

1.198

0.964

1.115

2.254

-2.425

4.371

4.574

8919.46

-9594.83

68.394 26.8 1.198

1.109

1.278

2.254

-2.425

5.579

6.244

8919.46

-9594.84

91.2

65.989

4.9

0.704

0.587

0.624

3.106

-3.228

21.762

21.502

4244.34

-4410.91

91.8

64.778

201.8

0.704

4.634

4.858

3.106

-3.228

20.583

21.502

4244.34

-4410.91

63.09

96.6

55.286

219

0.704

3.169

3.423

3.106

-3.228

12.279

13.262

4243.34

-4410.29

100.1

48.694

223.3

0.704

3.36

3.643

2.959

-3.082

11.149

12.089

4042.98

-4210.35

1К4

66.36

103.7

41.691

423.8 0.704

4.837

5.26

2.865

-2.988

10.451

11.364

3914.1

-4081.9

1П2 68.8

109

31.593

Рисунок 35 - Пьезометрический график от ТТЭЦ-1 до 1П2

о.

0 с

03

1

120 9

100 80 60 40 20 0

шшшштшшшшш,

Наименование узла 1П2 1П23-1.2 1К5 1 ПЗз-1.2 1ПЗ 1ПЗс 1К9 ПНС-1 л ПНС1 -1 с ПНС-1 ПНС-1 /2 4П1

Геодезическая высота,м 68.8 68.85 68.49 65.95 68.98 69.04 68.75 66 66 63 66 66

Полный напор в обратном трубопроводе,м 109 109.8 113 115.1 115.4 115.7 120.5 125 128.7 130.2 134.3 135.2

Располагаемый напор, м 31.593 29.734 23.07 18.744 18.014 17.331 7.18 -3.946 -13.094 18.173 7.971 5.62

Длина участка, м 21.5 260.8 215.4 8.6 7.3 245.8 259.5 52 19.9 69.3 6.5

Диаметр участка, м 0.704 0.704 0.704 0.704 0.704 0.804 0.804 0.704 0.704 0.704 0.8

Потери напора в подающем трубопроводе,м 0.991 3.473 2.283 0.37 0.361 5.368 6.641 5.46 2.152 6.089 1.403

Потери напора в обратном трубопроводе,м 0.869 3.152 2.043 0.331 0.323 4.783 4.485 3.688 1.453 4.113 0.948

Скорость движения воды в под.тр-де, м/с 2.837 2.837 2.471 2.471 2.471 4.132 4.106 5.356 5.356 5.356 4.147

Скорость движения воды в обр.тр-де, м/с -2.702 -2.702 -2.337 -2.337 -2.337 -3.399 -3.374 -4.401 -4.401 -4.401 -3.408

Удельные линейные потери в ПС, ммЛул 18.152 10.25 7.781 7.781 7.78 18.386 18.164 36.449 36.449 36.449 18.643

Удельные линейные потери в ОС, мм/М 15.068 9.303 6.963 6.964 6.964 12.451 12.271 24.624 24.624 24.624 12.598

Расход в подающем трубопроводе, т/Ч 3876.24 3876.22 3376.18 3375.98 3375.97 7362.5 7317.79 7317.47 7317.42 7317.4 7317.34

Расход в обратном трубопроводе, -г л ■ -3692.29 -3692.31 -3193.31 -3193.52 -3193.52 -6056.6 -6012.5 -6012.82 -6012.87 -6012.89 -6012.95

Рисунок 36 - Пьезометрический график от 1П2 до 4П1

0

с ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 ^ ^^^^

40

20 0

Наименование узла 4П1 5К1 5К2 5К9 5К10С 5П2 5П2з-12 5К17 5К18 5К19 5К19А 5К20 5П2А 5П2А 5К21 5К22А 5К22 5К23 5К24

Геодезическая высота, м 66 70 66 71.43 71.43 72.33 72.73 73.76 73.84 75.96 77.86 78.38 78.97 78.47 76.29 76.17 75.93 76.14 77.89 78.18 78.45

Полный напор в обратном трубопроводе,м 135.2 135.7 136.2 1382 138.6 139 140.4 141.3 141.6 144.3 146.3 147.3 148.6 149.3 150.1 150.3 150.5 153 154.2 154.7 155.4

Располагаемый напор, м 5.62 4.449 3.117 -1.942 -2.968 -4.193 -7.982 -10.712 -11.441 -18.866 -24.747 -27.6« 59 -31.24 -33.345 -35.6 -36.252 -36.918 -44.434 -48.209 -50.056 -53.345

Длина участка,м 0.97 13.4 280.7 0.97 67.3 354.4 124.9 5.9 268.8 289.4 139.4 86.4 72 117.5 6.6 13.7 234 272.6 68.2 256.3

Диаметр участка, м 0.8 0.8 0.804 0.804 0.804 0.804 0.804 0.704 0.704 0.704 0.704 0.704 0.704 0.704 0.704 0.704 0.614 0.704 0.614 0.704