Реферат: Эффективность работы систем теплоснабжения РФ

Управление образования и науки Тамбовской области

Тамбовское Областное Государственное Бюджетное Профессиональное Образовательное Учреждение

«Строительный колледж»

08.02.01 Строительство и эксплуатация заданий и сооружений

Реферат

Выполнил: студент 4 курса

группы 4-6Б Садохин С.В.

Тамбов 2019

Основные понятия и определения.

Энергоэффективность -- эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов -- достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды.

Эффективное использование энергии, или «пятый вид топлива» -- использование меньшего количества энергии, чтобы обеспечить тот же уровень энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве.

Беспроводные сенсорные сети (БСН) могут быть использованы для контроля за эффективным использованием энергии, как и в случае с Японией.

Энергосберегающие и энергоэффективные устройства -- это, в частности, системы подачи тепла, вентиляции, электроэнергии при нахождении человека в помещении и прекращающие данную подачу в его отсутствии.

В отличие от энергосбережения (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) -- полезное (эффективное) расходование энергии.

Технический потенциал повышения эффективности использования и транспортировки тепловой энергии в России оценен в 840 млн Гкал, или 58 % от потребления энергии, производимой в централизованных системах теплоснабжения.

Основная часть этого потенциала - повышение эффективности использования тепловой энергии в зданиях (460 млн Гкал) и в промышленности (160 млн Гкал). Только ликвидация небаланса между спросом и предложением тепла для зданий за счет автоматизации процессов теплоснабжения позволит снизить потребность в тепловой энергии для отопления зданий не менее чем на 130 млн Гкал. Косвенный потенциал снижения потребности в топливе на производство тепловой энергии и требуемой для ее производства и транспорта электрической энергии равен 166 млн т. у. т., в том числе около 110 млн т. у. т. (т. е. без малого 100 млрд м3) природного газа.

Потенциал повышения энергетической эффективности производства тепла на котельных оценивается в 15 млн т. у. т., или 8,4 % от уровня потребления в 2005 году.

Наибольший потенциал определяется на промышленных котельных. Приблизительно на 90 % технический потенциал является экономически эффективным, а на 30-87 % - привлекательным для субъектов рынка.

На многих мелких котельных удельные расходы топлива существенно выше нормативных, а на отдельных котельных достигают уровня 500 кг. у. т./Гкал.

Удельные расходы в большой степени зависят от вида топлива (самые низкие удельные расходы в котельных, работающих на газе), единичной мощности и состояния оборудования котельных. Выборочная диагностика муниципальных систем теплоснабжения показала, что 64 % муниципальных котельных имеют КПД ниже 80 %, 27 % - ниже 60 %, а 13 % - даже ниже 40 %. Заявленные КПД котлов, работающих на природном газе, варьируют в пределах 70-93 %; на нефти и нефтепродуктах - 65-90 %, на угле - 60-80 %, на дровах - 30-65 %. Однако даже для котельных, работающих на газе, КПД часто не превышает 80 %. Там, где используются самодельные котлы, устаревшие или неэффективные марки котлов типа «Энергия» или КЕ, где топливо (дизельное или уголь) используется нецелевым образом, КПД котельных даже на газе составляет только 40-50 %, на нефти - 30-40 %, а на угле - даже 13 %. В то же время есть примеры высокоэффективной эксплуатации котельного оборудования.

Основные причины того, что фактический КПД котельных ниже регламентного, заключаются в следующем: низкое качество теплоносителя; нарушение качества топлива (нефтяные котлы); устаревшее оборудование и нарушение дисциплины его ремонтов (или недостаточные ремонты); применение непрофильной автоматики. Иногда в качестве новых устанавливаются морально устаревшие низкоэффективные котлы. Существуют значительные возможности повышения КПД отдельных котельных как за счет модернизации оборудования, так и за счет повышения эффективности эксплуатации имеющегося оборудования.

Важнейшей задачей реконструкции и развития систем теплоснабжения является тиражирование накопленного опыта и более широкое использование новейших технологий, позволяющих повысить надежность и эффективность производства тепловой энергии на котельных.

Удельный расход электроэнергии на выработку и транспорт теплоты для большинства котельных существенно превышает нормативные значения.

В среднем по России этот показатель вырос с 12,4 кВт*ч/Гкал (2000 год) до 26 кВт*ч/Гкал. Для 60 % котельных он даже превышает максимальное нормативное значение для систем теплоснабжения с малой нагрузкой - 35 кВт*ч/Гкал (рис. 1). Особенно важно отметить, что высокие удельные расходы электроэнергии характерны для многих населенных пунктов, где очень дорогая электроэнергия вырабатывается на ДЭС, что ставит затраты на электроэнергию (20-25 %) на первое место в структуре затрат предприятий теплоснабжения. В Финляндии среднее значение этой величины равно 7 кВт*ч/Гкал, а для систем с присоединенной нагрузкой не более 4 Гкал/ч оно не превышает в среднем 9 кВт*ч/Гкал. Высокая степень износа оборудования и плохое качество эксплуатации также приводят к избыточному электропотреблению систем теплоснабжения (см. рис. 1). Модернизация насосов на котельных приведет к экономии 13 млн кВт*ч, или 1,12 млн тнэ.

Фактические потери в 70 % систем теплоснабжения (преимущественно в мелких) составляют 20-60 %.

Во многих европейских странах с хорошо развитыми системами теплоснабжения потери в сетях составляют 2-10 %.

Рисунок 1. Распределение 175 котельных по удельным расходам электроэнергии

Высокий уровень потерь в России определяется как избыточной централизацией многих систем теплоснабжения, так и плохим состоянием тепловых сетей и низким качеством их обслуживания (рис. 2). Износ тепловых сетей составляет по отдельным муниципальным образованиям и поселениям от 30 до 87 %.

Рисунок 2. Распределение 230 российских систем теплоснабжения по уровню потерь в тепловых сетях

Потенциал снижения тепловых потерь был оценен в 173 млн Гкал с учетом различных диаметров и сроков службы трубопроводов. Большая часть этого потенциала (170 млн Гкал) является экономически эффективной по экономико-инвестиционным критериям, а 159 млн Гкал - по рыночно-инвестиционным критериям (при ценах на топливо 2007 года) и 166 млн Гкал - при ожидаемых ценах 2010 года.

Плотность тепловой нагрузки 70 % российских систем теплоснабжения находится за пределами зоны высокой эффективности централизованного теплоснабжения и даже за пределами зоны предельной эффективности.

В системах с низкими плотностями даже нормативные потери в сетях превышают 15-20 %. Низкое качество их эксплуатации приводит к повышенному уровню потерь по сравнению с нормативными еще на 5-35 %. При оценке итогового потенциала снижения потерь в сетях сначала учитывалось снижение потребности в тепле за счет реализации потенциала повышения эффективности его использования у конечных потребителей, а затем принималось допущение, что для оставшейся части тепла технически возможно снизить потери в сетях до 4-5 %. В итоге интегральный потенциал снижения потерь в сетях получается равным 212,5 млн Гкал.

За последние годы в России накоплен значительный опыт повышения эффективности работы систем теплоснабжения с использованием новейших технологий, который нужно максимально тиражировать.

Таблица 1. Целевые значения основных индикаторов повышения энергетической эффективности в системах теплоснабжения

*За 100 % принят уровень 2007 года.

Основные мероприятия программ развития и модернизации тепловых сетей можно разбить на пять укрупненных групп:

1. Проведение обследования объектов теплоснабжения;

2. Строительство новых источников тепловой энергии;

3. Модернизация и реконструкция ТЭЦ, котельных, тепловых сетей и ЦТП;

4. Строительство тепловых сетей;

5. Внедрение ресурсосберегающих технологий.

Для максимизации эффекта программ их следует реализовать в комплексе с модернизацией системы теплозащиты жилых и общественных зданий, совершенствованием их инженерных систем, мерами по утеплению квартир, оснащению их приборами учета и эффективной водоразборной арматурой.

Целевые индикаторы повышения энергоэффективности в системах теплоснабжения

Система целевых индикаторов повышения эффективности в жилищной сфере может выглядеть, как это показано в таблице, а со временем стать более развитой. Частными индикаторами могут быть показатели, часть из которых уже сейчас наблюдается статистикой, но точность оценки которых требует повышения:

· имеющийся резерв мощности;

· относительная материальная характеристика;

· доля ТЭЦ и других когенерационных источников в выработке тепла;

· удельное потребление электроэнергии в системах транспорта тепла;

· подпитка в системах централизованного теплоснабжения;

· доля тепловых источников, оснащенных приборами учета топлива и тепла;

· доля ЦТП, оснащенных приборами учета топлива и тепла;

· доля тепловой энергии, отпускаемой по приборам учета;

· число когенерационных источников на котельных и производство электрической энергии на них.

Требования по повышению энергоэффективности в составе программ комплексного развития коммунального хозяйства

Важным рычагом повышения эффективности работы российских систем теплоснабжения может стать требование ко всем программам комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры муниципального образования по содержанию раздела «План энергосбережения и повышения энергетической эффективности муниципального образования», в котором должны быть определены целевые показатели энергоэффективности.

Эти программы разрабатываются муниципальными образованиями в соответствии с Федеральным законом от 22.12.2004 года № 210-ФЗ «Об основах регулирования тарифов организаций коммунального комплекса». В них необходимо задавать муниципальные стандарты предоставления услуг теплоснабжения - систему показателей, характеризующих параметры сбалансированности структуры системы теплоснабжения, ее надежности, энергетической и экономической эффективности, качества услуги и качества работы с абонентами, доступность услуг и соответствие их стоимости показателям платежеспособности основных групп потребителей.

Логика разработки комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры муниципального образования базируется на необходимости достижения целевых уровней стандартов качества предоставления услуг теплоснабжения (индикаторов, ключевых показателей) при соблюдении ограничений по платежной способности потребителей.

В качестве целевых ориентиров на 2030 год можно предложить следующие:

· повысить эффективность производства тепла до 95 %;

· снизить потери в магистральных тепловых сетях до 3 %;

· уменьшить потери в распределительных тепловых сетях и системах горячего водоснабжения до 3 %;

· сократить расход теплоносителя на подпитку до 0,5 объемов системы теплоснабжения в год;

· осуществить приборный коммерческий учет всего топлива, используемого для производства тепловой энергии, и всего тепла, закупаемого со стороны;

· обеспечить снижение потерь тепла от небаланса спроса и предложения до минимума за счет внедрения средств автоматизации, диспетчеризации и регулирования;

· повысить нормативные требования к эффективности использования тепловой энергии на цели отопления во вновь строящихся зданиях до 30 ккал/м²/°С*сут.;

· организовать службу по утеплению квартир, подъездов, а также бюджетных организаций, имеющих контракты на обеспечение услуг теплового комфорта.

Базовые принципы разработки программ комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры муниципального образования должны быть следующими:

· четкая формулировка целевых качественных и количественных заданий программы развития теплоснабжения страны, региона, муниципальных образований и отдельных типов систем теплоснабжения (целевых параметров сбалансированности систем теплоснабжения, качества, надежности, эффективности и доступности услуг теплоснабжения) на перспективу до 2030 года, которые затем становятся основой для мониторинга ее реализации2 [1, 2];

· анализ достижимости установленных целевых заданий по цепочке «индикаторы - параметры - мероприятия - проекты - программы - инвестиции - экономическая доступность» и последовательности реализации мероприятий;

· координация программ по отдельным элементам системы теплоснабжения, а также системам топливо-, водо- и электроснабжения и политики ценообразования на них для обеспечения возможности технического, топливного и тарифного маневра;

· обеспечение баланса потребностей и экономических возможностей. Целевые установки должны соответствовать способности потребителей рано (при использовании инвестиционной составляющей) или поздно (при привлечении кредитов или лизинга) оплатить стоимость реализации мероприятий;