Фактическое состояние систем централизованного теплоснабжения РФ на примере районов с резко-континентальным климатом

Фактическое состояние систем централизованного теплоснабжения РФ на примере районов с резко-континентальным климатом

В статье рассмотрено современное состояние систем централизованного теплоснабжения РФ. Обосновано, что проблемы регулирования и некачественная тепловая изоляция являются основными источниками потенциала энергосбережения.

Согласно действующих норм качество теплоснабжения должно выполняться вне зависимости от погодных и временных условий [1−3]. Однако, в настоящее время повсеместно наблюдается недогрев и перегрев потребителей тепла [4].

Анализ потребления тепловой энергии потребителями города Читы Забайкальского края, оборудованными приборами учета тепловой энергии, выявил несоответствие фактического потребления тепла расчетному. [5−9].

В работах [10−12] авторами приводятся результаты исследований ряда действующих систем теплоснабжения (СТ) Центральной России. При испытании теплосетей (Ульяновск) и присоединенных к ним потребителей были получены фактические значения температуры теплоносителя при расчетном графике (150 от источника — 70 в обратном трубопроводе). За время всех исследованных отопительных периодов тепловые сети не выдерживали нормативных параметров (отклонение до 65 градусов). Работа СТ с отклонением повлияла на качество теплоснабжения в целом [10].

Подобная ситуация в системах теплоснабжения приводится авторами не только для г. Ульяновска, но и для СТ в других регионах РФ, работа которых осуществляется без учета графиков [13−16]. К примеру в городе Чите график доходит до 106 °C, что влияет на гидралические характеристики сетей [17]. Страдают гидравлические характеристики концевых абонентов. Которые зачастую переходят на альтернативные источники энергии. [18−25].

Кроме представленных выше, можно выделить следующие причины энергозатратного функционирования СТ.

• 1. Разрегулировка абонентов друг относительно друга вследствие их разноудаленности от источника теплоснабжения. Конфигурация тепловой сети может иметь сложный вид, абоненты расположены на разных расстояниях от источников теплоснабжения. К примеру, не в самой большой системе теплоснабжения г. Читы запаздывание температурных откликов различных лучей теплосетей составляет от 1 до 8 часов [23, 26].
• 2. Отсутствие комплексного учета воздействующих на эффективность теплоснабжения факторов при формировании графиков отпуска тепла от источников теплоснабжения. К таким факторам можно отнести погодные условия, суточное изменение нагрузки ГВС, потери тепла на участках тепловой сети, инерционное запаздывание теплоносителя, аккумулирующую способность зданий, техническое состояние теплосети, а также множество схем абонентских вводов и неоднородность у различных потребителей соотношения разных видов тепловой нагрузки. [23]
• 3. Увеличение тепловой нагрузки без корректировки режимов СТ.
• 4. Установка местных и индивидуальных средств автоматики. Потребители тепла самостоятельно устанавливают на вводах и перед отопительными приборами средства автоматического регулирования, что никак не учитывается на источниках теплоснабжения. Исследования [27−33] определяют эффективность внедрения систем регулирования у потребитлей, но только для конкретного абонента, а не всей системы в целом.
• 5. В связи с большим разнообразием условий эксплуатации оборудования, режимов его работы, характер динамики изменений технического состояния элементов и контролируемых параметров является случайным. И поэтому, с учетом приведенных выше факторов требует оптимизации отпуска теплоты от ТЭЦ потребителям. [34−36]

В работах современных ученых теплоэнергетиков имеется ряд подходов по снижению энергозатратности функционирования СТ как токовой или ее составляющих: потребители, сети и источник. Данные подходы можно сгруппировать по следующим признакам: технические изменения системы транспортировки [16−25], распределения и потребления тепловой энергии, новые подходы к построению графиков центрального регулирования и программные методы оптимизации [34−46]. Фактическое внедрение данных методов сопряжено с множеством проблем и не нашло массового применения.

В результате можно сделать следующий вывод: к основным причинам неоптимальной работы современных систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии России можно отнести протяженность СТ, а также неоднородность автоматизации потребителей, не учитываемые в графиках центрального регулирования.

тепловой энергосбережение регулирование централизованный.

• 1. Пeтин B.B. Coвременные технoлoгии испoльзования электрическoй энeргии в cиcтемах централизoванного теплoснабжeния / B.B. Пeтин, A.Г. Батуxтин, и др. // НТВ CПбГПУ. 2010. — № 4.
• 2. Калугин А. В. Применение технологии тепловых насосов для повышения эффективности методов оптимизации отпуска теплоты / А. В. Калугин, А. Г. Батухтин, С. Г. Батухтин. // Науч. пробл. тр-та СиДВ. — Новосибирск.: изд. Сибирский государственный университет водного транспорта. 2011. № 1.
• 3. Батухтин А. Г. Моделирование современных систем централизованного теплоснабжения / А. Г. Батухтин и др. // Вестник ИрГТУ, 2011. — Т. 55. -№ 8. — С. 84−91.
• 4. Шарапов В. И. Особенности теплоснабжения городов при дефиците топлива на электростанциях / В. И. Шарапов. // Электрические станции. — 1999. — № 10. — С. 63−66.
• 5. Батухтин А. Г. Применение оптимизационных моделей функционирования систем теплоснабжения для снижения себестоимости тепловой энергии и увеличения располагаемой мощности станции / А. Г. Батухтин и др.// Промышленная энергетика (Industrial power engineering) 2010. — № 3. С. 7−8.
• 6. Батухтин А. Г. Методы повышения эффективности и увеличения располагаемой мощности систем централизованного теплоснабжения. Науч. пробл. тр-та СиДВ. — Новосибирск.: изд. Сибирский государственный университет водного транспорта. — 2010. — № 1. — С. 189−192.
• 7. Батухтин А. Г. Методы повышения эффективности функционирования современных систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии // А. Г. Батухтин и др./ Науч. пробл. тр-та СиДВ. — Новосибирск.: изд. Сибирский государственный университет водного транспорта. — 2009. — № 2. — С. 199−202.
• 8. Маккавеев В. В. О проблеме ненормативного отпуска теплоты потребителям / В. В. Маккавеев, С. А. Иванов, А. Г. Батухтин // Промышленная энергетика (Industrial power engineering). — 2010. — № 7. — С. 12−14.
• 9. Батухтин А. Г. Анализ методов повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения / А. Г. Батухтин, В. В. Пинигин, М. В. Кобылкин // НТВ СПбГПУ. — 2012. № 3−2. С. 45−51.
• 10. Куликов А. И. Проблемы эксплуатации зданий… Энергосбережение в городском хозяйстве: материалы Второй Рос. научн.-техн. конф. — Ульяновск: УлГТУ. 2000. — С. 49−51.
• 11. Шарапов В. И. Рег. СТ / В. И. Шарапов, П. В. Ротов. // - М: НТВ, 2007.
• 12. Шарапов В. И. Особенности теплоснабжения городов при дефиците топлива на электростанциях / В. И. Шарапов. // Электрические станции. — 1999. — № 10. — С. 63−66.
• 13. Иванов С. А. Повышение эффективности работы ТЭЦ: оптимизация отпуска теплоты потребителю: монография / С. А. Иванов, А. Г. Батухтин, О. Е. Куприянов. — Н.: изд. Наука, 2008. — 80 с.
• 14. Маккавеев В. В. Оптимизация отпуска теплоты при качественно-количественном регулировании открытых системах теплоснабжения: монография / В. В. Маккавеев, О. Е. Куприянов, А. Г. Батухтин. — Чита: ЧитГУ, 2009. — 132 с.
• 15. Батухтин А. Г. Особенности моделирования современных систем централизованного теплоснабжения: монография / А. Г. Батухтин. — Чита: ЗабГУ, 2012. — 128 с.
• 16. Батухтин А. Г. Разработка критериев и методов совершенствования систем централизованного теплоснабжения функционирующих в условиях резкоконтинентального климата: монография / А. Г. Батухтин. — Чита: ЗабГУ, 2013. — 216 с.
• 17. Басс М. С. Проблемы нормирования тепловых потерь в тепловых сетях на примере г. Чита / М. С. Басс, А. Г. Батухтин // НТВ СПбГПУ. — 2009. — № 4. — С. 177−183.
• 18. Сафронов П. Г. Использование теплового насоса в тепловых схемах тепловых электростанций / П. Г. Сафронов, А. Г. Батухтин, С. А. Иванов // Науч. пробл. тр-та СиДВ. — Новосибирск.: изд. Сибирский государственный университет водного транспорта. — 2009. — № 2. — С. 202−204.
• 19. Батухтин А. Г. Обеззараживание воды в системах централизованного теплоснабжения / А. Г. Батухтин и др.// Науч. пробл. тр-та СиДВ. — Новосибирск.: изд. Сибирский государственный университет водного транспорта. — 2010. — № 1. — С. 209−212.
• 20. Батухтин А. Г. Использование тепловых насосов для повышения тепловой мощности и эффективности существующих систем централизованного теплоснабжения / А. Г. Батухтин // НТВ СПбГПУ. — 2010. — № 2. — С. 28−33.
• 21. Петин В. В. Современные технологии использования электрической энергии в системах централизованного теплоснабжения / В. В. Петин, А. Г. Батухтин, А. В. Калугин, П. Г. Сафронов // НТВ СпбГПУ. — Санкт Петербург: пб. — 2010. — № 4. — С. 32−38.
• 22. Батухтин А. Г. Особенности моделирования работы в течение суток установок гелионагрева абонентских вводов потребителей тепловой энергии / А. Г. Батухтин // НТВ СпбГПУ. — 2010. — № 4. — С. 50−58.
• 23. Батухтин А. Г. Современные методы повышения эффективности совместной работы установок гелиоотопления и систем централизованного теплоснабжения / А. Г. Батухтин, С. Г. Батухтин // НТВ СПбГПУ. — 2009. — № 3. — С. 48−53.
• 24. Петин В. В. Комплексное использование инновационных методов обработки воды в системе «ТЭЦ-потребитель» / В. В. Петин, А. Г. Батухтин, Ю. В. Дорфман // НТВ СпбГПУ. — 2011. -№ 1. — С. 63−69.
• 25. Батухтин А. Г. Современные способы модернизации существующих систем теплоснабжения / А. Г. Батухтин, М. В. Кобылкин, А. В. Миткус, В. В. Петин // RESEARCH JOURNAL OF INTERNATIONAL STUDIES. — 2013. № 7 (14) Часть 2 С.- 40−45.
• 26. Иванов С. А. Оптимизация отпуска теплоты от источника теплоснабжения с учетом функционирования тепловых сетей и потребителей тепловой энергии как один из методов энергосбережения / С. А. Иванов, А. Г. Батухтин, В. В. Маккавеев // Вестник ЗабцРАЕН. — 2008. — № 1. — С. 80−83.
• 27. Батухтин А. Г. Автоматизированная система регулирования расхода теплоносителя для теплоснабжения групп потребителей / А. Г. Батухтин, М. В. Кобылкин // НТВ СПбГПУ. — 2013. № 2. С. 68−72.
• 28. Басс М. С. Методические вопросы оценки эффективности систем централизованного теплоснабжения / М. С. Басс, А. Г. Батухтин, С. А. Требунских // НТВ СПбГПУ. — 2013. № 2. С. 80−84.
• 29. Горячих Н. В. Использование факторного анализа для оптимизации режимов работы систем теплоснабжения / Н. В. Горячих, А. Г. Батухтин // Промышленная энергетика (Industrial power engineering). — 2013. — № 9. С. 26−30.
• 30. Батухтин А. Г. Повышение эффективности современных систем теплоснабжения / А. Г. Батухтин, С. А. Иванов, М. В. Кобылкин, А. В. Миткус // Вестник ЗабГУ. — Чита: ЗабГУ. — 2013. — № 9(100). С.112−120.
• 31. Иванов С. А. Метод повышения электрической мощности турбин / С. А. Иванов, А. Г. Батухтин, Н. В. Горячих // Промышленная энергетика (Industrial power engineering). — 2009. — № 12. — С. 13−15.
• 32. Иванов С. А. Оптимизация систем централизованного теплоснабжения / С. А. Иванов, А. Г. Батухтин, Н. В. Горячих // Вестник МАНЭБ т. 14, № 3. СПб — Ч. 2009. — С. 102 — 104.
• 33. Горячих Н. В. Некоторые методы повышения маневренности ТЭЦ / Н. В. Горячих, А. Г. Батухтин, С. А. Иванов // Теплоэнергетика (Thermal Engineering). — 2010. — № 10. — С. 69−73.
• 34. Батухтин А. Г. Особенности математических моделей современных теплопотребляющих установок в системах централизованного теплоснабжения. НТВСпбГПУ. — 2011. — № 1. — С. 250−255.
• 35. Батухтин А. Г. Особенности диспетчеризации современных систем теплоснабжения. Науч. пробл. тр-та СиДВ. — Новосибирск.: изд. Сибирский государственный университет водного транспорта. — 2011. — № 1. — С. 198−201.
• 36. Иванов С. А. Методика расчета параметров потребителя при качественно-количественном регулировании в открытых системах централизованного теплоснабжения / С. А. Иванов и др.// Промышленная энергетика (Industrial power engineering). — 2008. — № 4. — С. 13−15.
• 37. Иванов С. А. Расчет суточного графика отпуска теплоты от источника теплоснабжения при качественно-количественном регулировании в открытых системах централизованного теплоснабжения / С. А. Иванов и др// Промышленная энергетика (Industrial power engineering). — 2008. — № 5. — С. 32−34.
• 38. Маккавеев В. В. Практическое применение некоторых методик оптимизации режимов отпуска теплоты / В. В. Маккавеев и др.// Промышленная энергетика (Industrial power engineering). — 2008. — № 10. — С. 23−27.
• 39. Маккавеев В. В. Математическая модель ряда абонентских вводов закрытых систем теплоснабжения / В. В. Маккавеев и др.// НТВ СПбГПУ. — 2009. — № 3. — С. 200 — 207.
• 40. Сафронов П. Г. Способ увеличения экономичности основного оборудования ТЭЦ / П. Г. Сафронов и др.// Науч. пробл. тр-та СиДВ. — Новосибирск.: изд. Сибирский государственный университет водного транспорта. — 2010. — № 1. — С. 175−178.
• 41. Батухтин Оптимизация отпуска теплоты от ТЭЦ на основе математического моделирования с учетом функционирования различных типов потребителей: Автореф. дис. канд. техн. наук. (по специальности 05.14.14).
• 42. Батухтин А. Г. Оптимизация отпуска теплоты от ТЭЦ на основе математического моделирования с учетом функционирования различных типов потребителей: Дис. канд. техн. наук. (по специальности 05.14.14).
• 43. Батухтин А. Г. Современные методы совершенствования систем централизованного теплоснабжения: монография / А. Г. Батухтин. — Чита: ЗабГУ, 2014. — 338 с.
• 44. Bass M.S. and Batukhtin A.G. An Integrated Approach for Optimizing the Operation of Modern Heat Supply Systems. — Thermal Engineering, 2011, Vol. 58, No. 8, pp. 678−681.
• 45. Пинигин В. В. Обоснование способов снижения вредных выбросов ТЭС c использованием эксергетического анализа / В. В. Пинигин, А. Г. Батухтин — Саабрюкен (Германия): Изд-во LAP LAMBERT, 2013. — 265 С.
• 46. Батухтин А. Г. Особенности совместной работы установок гелионагрева и СЦТ: монография / А. Г. Батухтин. — Чита: ЗабГУ, 2011. — 155 с.