Энергообследование систем коммунального теплоснабжения Иркутской области

А. А. Трифонов, директор ОГУ «Центр энергоресурсосбережения»,

Т. М. Маринченко, начальник ПТО ОГУ «Центр энергоресурсосбережения», г. Иркутск

Очевидно, что выбор путей выхода из кризисной ситуации должен быть ориентирован на комплексный подход к решению существующих проблем. На территории Иркутской области такой подход реализуется в рамках областной государственной целевой программы развития коммунальной теплоэнергетики Иркутской области, утвержденной постановлением Законодательного Собрания области от 28 ноября 2001 года № 12/25-ЗС. Первый этап программы рассчитан на период до 2004 года.

Основными целями программы являются:

- реконструкция и модернизация существующих котельных и тепловых сетей с целью предотвращения возможности возникновения аварийных ситуаций в коммунальной теплоэнергетике области;

- снижение затрат на производство тепла в городах и населенных пунктах области и, как следствие, снижение дотационной составляющей из областного и муниципальных бюджетов.

Для реализации поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

- проведение систематических энергетических и коррозионных обследований теплоэнергетических систем коммунального хозяйства;

- проведение ремонта и реконструкции существующих теплоисточников или, при необходимости, строительство новых котельных вместо котельных, полностью выработавших свой ресурс;

- ремонт ветхих и аварийных тепловых сетей, реконструкция и модернизация внутренних систем отопления;

- разработка и производство котлов малой мощности для сжигания низкосортных углей Восточной Сибири, отвечающих требованиям экономичности, имеющих хорошие экологические показатели;

- проведение единой технической, ценовой и кадровой политики в отрасли;

- создание инвестиционно привлекательного климата в отрасли.

Особое внимание в ряду программных мероприятий уделяется проведению обследований систем теплоснабжения населенных пунктов. Это обусловлено необходимостью глубокого понимания технических и технологических причин нарушения стабильности работы системы.

При проведении энергообследования система теплоснабжения населенного пункта рассматривается как единый организм, подчиняющийся основному закону – энергетическому балансу. «Сердце» этого организма – теплоисточник, работа которого зависит от успешного функционирования котлов и котельно-вспомогательного оборудования. Немаловажную роль при этом играет качество топлива.

Следует отметить, что основным видом топлива для Иркутской области служит уголь (рис. 1). Для нужд коммунальной теплоэнергетики используется в основном низкокалорийный бурый уголь Азейского и Мугунского месторождений Иркутской области. Этот фактор особенно влияет на работу котельных, в которых установлены котлы малой мощности до 3,5 Гкал/ч.

Систематические энергообследования коммунальных котельных Иркутской области, проводимые Институтом систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН и ИОГУП ЖКХ, показали, что фактический КПД котлов малой мощности не превышает 30–35%.

Следует отметить, что серийно выпускаемые в России котлы малой мощности отвечают техническим требованиям 30-х годов XX века, а их конструкции в основном не рассчитаны на сжигание рядовых бурых углей с большим содержанием мелкой фракции, которые поступают на угольные склады коммунальных котельных.

В этой связи в рамках реализации программы проводятся работы по разработке, созданию и внедрению серии механизированных котлов малой мощности (1–3,5 Гкал/ч), отвечающих современным требованиям эксплуатации в условиях коммунальной теплоэнергетики. Опытные экземпляры котлов этой серии уже опробованы на объектах коммунальной теплоэнергетики Иркутской области и продемонстрировали хорошие технико-экономические показатели (КПД котла составляет не менее 85%) и высокую экологичность.

Если замена установленных в котельной котлов на новые невозможна (в основном это вызвано отсутствием финансовых ресурсов), на основе проведения энергообследований выдаются подробные рекомендации по улучшению параметров работы котельных агрегатов. Основные пункты этих рекомендаций следующие:

- увеличение газоплотности котельных агрегатов путем устранения ненормированных подсосов холодного воздуха по всему газовому тракту котла;

- проведение обязательной режимной наладки котлов;

- организация (восстановление) системы водоподготовки.

Выполнение рекомендаций, выданных на основе энергообследования котельных агрегатов, позволяют увеличить КПД котлов на 5–17%, достичь нормативных показателей котла и снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Тепловые сети – «артерии» системы теплоснабжения. Систематические коррозионные и энергетические обследования тепловых сетей Иркутской области, проводимые ИОГУП ЖКХ и ОГУ «Подземметаллзащита», показали, что 49% сетей эксплуатируются более 20 лет и требуют полной замены (рис. 2).

В условиях Иркутской области, где средняя расчетная температура наружного воздуха – 41°C, а максимальная продолжительность отопительного сезона – 272 дня, аварийное состояние теплотрасс вызывает масштабные кризисы теплоснабжения с перемерзанием участков тепловой сети, замораживанием внутридомовых систем отопления и необходимостью аварийного отключения теплоисточника. С каждым годом характер аварий все более усложняется. Зона их распространения не ограничивается несколькими домами, а охватывает целые районы городов и населенных пунктов. За последние годы число аварий на тепловых сетях возрастает в геометрической прогрессии (рис. 3).

Рисунок 1. Характеристика объемов использования различных видов топлива для нужд коммунальной теплоэнергетики Иркутской области

Рисунок 2. Возрастная характеристика тепловых сетей Иркутской области

Рисунок 3. Рост числа аварий за пять отопительных периодов начиная с 1997 года

Вероятность возникновения аварийных ситуаций усугубляется еще и тем, что на тепловых сетях не проводятся регулярные работы по режимной наладке. Гидравлическая разрегулированность системы вызывает снижение давления у концевых потребителей, провоцируя несанкционированные сливы и увеличивая подпитку теплосети. Так, до проведения мероприятий по модернизации системы теплоснабжения и гидравлическому регулированию системы, в г. Черемхово среднечасовая подпитка превышала нагрузку ГВС в 4,5–6 раз.

Особое внимание при проведении энергообследований уделяется изучению состояния индивидуальных тепловых пунктов на вводах у потребителей. Результаты этих обследований выявили следующую характерную ситуацию: тепловые узлы большинства вводов в здания не оборудованы в полном объеме измерительной аппаратурой; многие подвалы залиты водой; основная часть элеваторных узлов выполнена с нарушением конструктивных размеров, а их монтаж проведен с нарушением установленных правил. Для примера в табл. 1 приведен объем работ, необходимых для подготовки к отопительному сезону 2002–2003 годов в г. Черемхово.

Обследование потребителей выявили еще одну немаловажную деталь: отсутствуют достоверные данные о тепловых нагрузках. В большинстве населенных пунктов энергопаспортизация зданий не проводилась вообще. В такой ситуации достаточно сложно составить энергобаланс системы и, следовательно, контролировать расход первичных энергоресурсов.

Проведенные энергообследования подтвердили известный факт – коммунальная теплоэнергетика, все составные части ее организма находятся в плачевном состоянии, а для восстановления ее жизнеспособности требуются значительные капиталовложения. При этом необходимо учитывать тот факт, что «латание дыр» только усугубит ситуацию. Для достижения реального изменения качества теплоснабжения существует только единственный выход – проведение полной реконструкции системы, начиная с определения ее энергетического баланса. Зачастую элементарный расчет энергоэкономического баланса показывает необходимость закрытия мелких котельных, отключения от централизованного отопления одноэтажных строений и частных домовладений, теплоснабжение которых должно быть индивидуальным.

Существуют примеры, когда проведение энергообследований населенных пунктов показало необходимость строительства нового теплоисточника меньшей мощности, расположенного на небольшом удалении от оставшихся потребителей. В основном такие примеры связаны с функционированием теплоисточников, принадлежавших ранее предприятиям или ведомствам и несших промышленную нагрузку. Закрытие предприятия и передача котельной в собственность муниципалитета привели систему в тупиковую ситуацию – дальнейшая эксплуатация котельной, мощность которой в несколько раз превышает подключенную нагрузку, экономически нецелесообразна.

Анализ результатов энергообследований систем теплоснабжения более 50 городов и населенных пунктов области позволили выявить те системы, которые в первую очередь нуждаются в проведении реконструкции. Таких объектов по области – 19, и все они включены в программу развития коммунальной теплоэнергетики Иркутской области. На четырех из включенных в программу объектах уже проведены работы по модернизации системы (табл. 2).

Следует отметить, что, кроме экономической эффективности, реализация мероприятий обеспечивает стабилизацию социально-экономической обстановки за счет обеспечения необходимых комфортных условий жизни населения.

В заключение следует сказать, что без проведения полного энергообследования системы теплоснабжения населенного пункта невозможно выбрать оптимальный вариант для проведения работ по реконструкции системы. Энергообследования должны предварять начало проектных работ и обеспечивать правильность выбора проектных решений. Кроме того, систематическое проведение энергообследований и анализ полученных результатов позволяет сформировать адекватную картину состояния теплоснабжения населения области, оценить необходимый объем работ и капиталовложений.