Современное состояние теплоснабжения

Идею ухода от гигантских станций и повышения тем самым общей устойчивости системы поддерживает директор института энергетических исследований, член – корреспондент РАН А. Макаров, который считает, что теперь каждый владелец предприятия может построить собственную электростанцию, инвестиции в которую быстро окупаются.
Официальные материалы энергетической стратегии РФ подтверждают, что котельными центрального теплоснабжения вырабатывается почти 50% всего потребляемого в России тепла. При суммарном росте теплопотребления в стране в 2000 г. по сравнению с 1999 г. прогнозируемым не менее чем в 1,3 раза, доля источников децентрализованного теплоснабжения (т.е. менее 80 ГДж/ч – см. выше) увеличится до 33%. Изложенное подтверждает актуальность установки на котельных турбогенераторов, главным образом, как для покрытия собственных нужд котельных, так и отдачи внешним потребителям электроэнергии.
Оборудование
Рассмотрим турбоагрегаты в интересующем нас диапазоне мощностей, представленные на российском рынке, не углубляясь подробно в особенности их конструкции, а также системы автоматического регулирования, защиты и управления агрегатами.
Серийно изготавливаемый турбогенератор «Кубань-0,3» . Номинальная мощность N=500кВт, изготовитель НПВП «Турбокон». На 1998 г. было поставлено потребителю 25 автоматизированных энергокомплексов, на сегодняшний день их уже около 40. Турбина с лопаточным ротором требует для размещения собственно турбогенератора площадь ≈40 м2 и, судя по данным, устанавливается, главным образом, в промышленных, либо промышленно-отопительных котельных теплопроизводительностью более 80 ГДж/ч. По данным технического описания и инструкции по эксплуатации завода на входе в турбину требуется сухой насыщенный пар, турбогенератор полностью автоматизирован, для электрооборудования требуется отдельное помещение.
Так, на одной из котельных города Курска турбогенератор «Кубань-0,5» со вспомогательным оборудованием располагался на двух уровнях, при этом маслоблок, масляные насосы и фильтры масла расположены под турбогенератором.
На котельной Заволжского Моторного Завода (ЗМЗ) Нижегородской области отрабатывались режимы работы агрегата «Кубань-0,5» не только на покрытие собственных нужд котельных, но и на выдачу электроэнергии во внешние электрические сети через трансформатор 0,4/10 кВ.
Энергоагрегат ПРОМ-600/1500-Э-141, выпускаемый ОАО «Электротехническая корпорация» установлен в котельных в количестве девяти комплектов и, в частности, на пароводогрейной котельной в Люберцах. Здесь в помещение двух котлов ДКВР-16-гм установлены три агрегата общей электрической мощностью 1800 кВт.
В длительной нормальной эксплуатации они пока еще не опробованы.
Отличительной особенностью ПРОМ-600 от турбины «Кубань-0,5» является то, что роторы этого агрегата безлопаточные и по техническим условиям эксплуатации он может работать также и при давлении острого пара 2,4 МПа с сухостью пара х=0,99.
П ВМ-250-ЭГ (Паровая винтовая машина) компании «Независимая Энергетика». Как и все рассматриваемые агрегаты («Кубань-0,5», ПРОМ-600) ПВМ-250-ЭГ рассчитан на параллельную работу с системой внешнего электроснабжения в котельной на сеть 0,4 кВ.
Основной компонент агрегата ПВМ – расширитель паровой винтовой (РПВ-02М), представляющий собой безлопаточную паровую турбину с противодавлением. В корпусе турбины помещаются ведущий и ведомый роторы в виде шнеков (винтов). Турбина компактна, оснащена встроенным редуктором, монтируется на общей раме с генератором, масляным баком, маслоохладителем. Достоинством энергоустановки ПВМ-250-ЭГ является и то, что она может работать на паре любого качества и высокой влажности в отличие от паровых турбин с лопаточным ротором. Технологический процесс работы турбины полностью автоматизирован, пуск и останов ее осуществляется с ЦТЩ котельной. Первые три машины опытной партии отработали 1000 часов в качестве приводов сетевых насосов на ЦТП одного из Московских предприятий, и были демонтированы из-за реконструкции ЦТП.
Технические характеристики. По материалам заводов-изготовителей
Таблица. 4
Наименование параметров Ед.изме-рения Технические параметры турбогенераторов «Кубань-0,5»
ЗАО «Калужский
турбозавод» ПРОМ-600
ОАО «Электротехническая корпорация» ПВМ-250-ЭГ
ЗАО «Независимая
Энергетика» Параметры пара:
- давление на входе – Рвх
- давление на выходе – Рвых
- температура на входе
Качество пара МПа
МПа
°С
- 1,3 (1,1-1,3)
0,37
191
сухой насыщенный 1,4
0,3
194
насыщенный 1,3 (1,1)
0,45 (0,1)
191
насыщенный до 0,89 Расход пара т/ч 16 15,8 6-9 Относительный внутренний КПД турбины на номинальном режиме % 56,6 50 62,9 Электрическая мощность кВт 500 600 250 Параметры трехфазного тока:
- напряжение
- частота кВ
Гц 0,4
50 0,4
50 0,4
50 Частота вращения выходного вала турбины мин-1 1500 1500 1500/3000 Масса турбогенератора кг 8320 7500 2500 Габаритные размеры установки
• длина
• ширина
• высота мм
мм
мм 3840
2100
2030 3110
1775
1805 2500
920
1415 Удельные характеристики собственно энергоустановки Удельная площадь установки с агрегатами на раме м2/кВт 0,0161 0,0092 0,0092 Удельный объем установки с агрегатами на раме м3/кВт 0,0327 0,0167 0,013 Удельный расход металла кг/кВт 16,64 12,5 10,0 Удельный расход пара при номинальных параметрах кг/кВт 32,0 26,3 31,2
Примечания:
1. Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии здесь не приводится, т.к. зависит от конкретных условий работы энергоустановок. Однако расчеты показывают, что он колеблется в пределах 140-180 г у.т./кВт ч, что более чем в 2 раза [10] ниже его значений на крупных ТЭЦ.
2. Все данные по ПВМ-250-ЭГ получены экспериментально в условиях промышленной эксплуатации. Удельный расход пара получен при Рвх=1,1 МПа, Рвых=0,2 МПа.
Первые три ПВМ опытной партии отработали 1000 часов в качестве приводов сетевых насосов на ЦТП одного из московских предприятий, были демонтированы и законсервированы из-за реконструкции ЦТП, их эксплуатация будет продолжена после завершения реконструкции.
Машины второго и третьего поколения прошли длительные промышленно-заводские испытания в режиме турбогенератора на московском предприятии «Бекерон».
Компактность ПВМ-250-ЭГ позволяет устанавливать их в существующих зданиях котельных. Технологический процесс работы турбины автоматизирован, в комплект поставки входит шкаф управления с САУ на микропроцессорах и силовой частью. На настоящий момент отработка технологии и испытания промышленных образцов завершены и ЗАО «Независимая энергетика»   переходит к серийному производству этих машин.
На рис. 1 показана энергоустановка ПВМ-250-ЭГ, которая эксплуатируется на московском заводе   «Бекерон». На рис. 2 представлена принципиальная схема промышленно-отопительной котельной, реконструируемой в мини ТЭЦ на базе ПВМ-250-ЭГ.
Экономический эффект реконструкции котельной в мини ТЭЦ обуславливается тем, что себестоимость вырабатываемой электроэнергии значительно ниже цены покупки электроэнергии из системы. В результате снижения себестоимости выработки тепла на источнике теплоснабжения возникает реальная возможность снижения тарифов на оплату тепла населению. Это особенно важно в условиях коммунальной реформы для гармоничного перехода к 100% бездотационной оплате тепла населением.

Рис.2. Принципиальная схема промышленно-отопительной котельной, реконструируемой в мини ТЭЦ на базе ПВМ – 250 – ЭГ

Заключение
Самым большим препятствием для внедрения энергосберегающих технологий, таких как теплофикация, абсорбционные тепловые насосы, тепловые аккумуляторы, поквартирные регуляторы тепловой нагрузки, является усреднение расчетов. Усреднение расчетов вызвано, прежде всего, как политическим давлением, так недостатком знаний технологии производства энергии экономических, регулирующих органов. Ради простоты расчетов все усредняется - в основном по социальному признаку: промышленность, сельское хозяйство, население городское, сельское и т.д. До настоящего времени распределение затрат на тепловую и электрическую энергию на ТЭЦ производится на основании инструкции, написанной в 1970году. Какие рыночные отношения могут быть учтены в этой инструкции.
Именно не понимание сути и объемов неявного (технологического) перекрестного субсидирования в теплоэнергетике региона приводит к результатам, отличающимся в 6÷20раз
Именно незнание сути и объемов скрытого перекрестного субсидирования в энергетике и приводит к «котельнизации» к тому, что руководители регионов на основании расчетов «обычных экономистов» муниципальных тепловых сетей принимают решения об отказе от тепла ТЭЦ и в массовом порядке строят модульные чудо- котельные. В свою очередь, не имея специальной подготовки в определении величин скрытого (технологического) и явного (социального) перекрестного субсидирования, руководители РЭК своим бездействием молчаливо согласовывают переходы потребителей от ТЭЦ к котельным как экономическое благо для региона.
Список использованной литературы
Бушуев В.В., Громов Б.Н., Доброхотов В.И. и др. "Научно-технические и организационно-экономические проблемы внедрения энергосберегающих технологий", Москва, "Теплоэнергетика" №11, 1997г.
Доброхотов В.И. "Энергосбережение: проблемы и решения", Москва, "Теплоэнергетика" №1, 2000г.
Кореннов Б.Е., Светлов К.О., Смирнов И.А. "Прогноз развития теплоснабжения в России на период с 2005 до 2020г. и комплекс мероприятий по его реализации", Москва, "Энергетическая политика" №6.
Кореннов Б.Е. "Замена РОУ противодавленческой турбиной - эффективное энергосберегающее производство для котельных и ТЭЦ", Москва, "Промышленная энергетика" №7, 1997г.
Макаров А. "У нас есть право на электростанцию", раздел "Наука", "Известия" №5, 25 мая 2001г.
Мильман О.О. "Технико-экономические показатели мини электростанций с противодавленческими ту Москва, "Теплоэнергетика" №1, 2000г.
Отчет об энергетическом аудите и рекомендации по повышению энергетической эффективности, ОАО «Росич» // Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория США. Агентство по рациональному использованию энергии и экологии. — 1998.— Июнь.
Отчет об энергетическом аудите системы сжатого воздуха и рекомендации по повышению энергетической эффективности, ОАО «Росава» // Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория США. Агентство по рациональному использованию энергии и экологии. — 1998. Июнь.
Федоров В.А., Смирнов В.М. "Опыт разработки, строительства и ввода в эксплуатацию малых электростанций", Москва, "Теплоэнергетика" №1, 2000г.
Хрилев Л.С. "Основные направления развития теплофикации", Москва, "Теплоэнергетика" №4,1998г.
Шубин Е.П. "Основные вопросы проектирования систем теплоснабжения городов", Москва, "Энергетика" Шубин Е.П., Левин Б.И. "Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных" "Энергия", 1970г.

http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=85
Макаров А. "У нас есть право на электростанцию", раздел "Наука", "Известия" №5, 25 мая 2001г
Хрилев Л.С. «Основные направления развития теплофикации», Москва, «Теплоэнергетика» №4, 1998 г.
Кореннов Б.Е., Светлов К.О., Смирнов И.А. «Прогноз развития теплоснабжения в России на период до 2010 г. с оценкой до 2020 г. и комплекс мероприятий по его реализации», Москва, «Энергетическая политика» №6, 1999 г.
Федоров В.А., Смирнов В.М. «Опыт разработки, строительства и ввода в эксплуатацию малых электростанций», Москва, «Теплоэнергетика» №1, 2000 г.
Макаров А. «У нас есть право на электростанцию», раздел «Наука», «Известия» №5, 25 мая 2001 г
(ОАО «Калужский турбинный завод» http://www.ktz.kaluga.ru)
http://www.roel.ru
http://www.energywell.narod.ru












29