XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В зависимости от источника теплоснабжения тепловые сети можно классифицировать на: централизованные и децентрализованные. Целью моей работы является ознакомление с децентрализованными (автономными) источниками теплоснабжения и выявления их достоинств и недостатков.

За последние годы цена на энергетические ресурсы ощутимо возросла. Поэтому вопрос об экономии энергии как никогда актуален. Тепловые сети в большинстве городов изношены, тепловые потери в них в несколько раз превышают нормативные, высока повреждаемость сетей, что приводит к аварийным ситуациям, а следовательно, к перерывам в теплоснабжении. Значительную величину составляют потери при распределении тепловой энергии по многочисленным потребителям из-за гидравлической разрегулировки систем, а также из-за несоответствия требуемых режимов потребления отдельных зданий режиму центрального регулирования отпуска тепла.

Автономные котельные по размещению подразделяются на: отдельно стоящие, пристроенные к зданиям другого назначения, встроенные в здания другого назначения независимо от этажа размещения, крышные.

В настоящее время одним из наиболее популярных и востребованных источников генерации тепла в России и за ее пределами – это газовые котельные. Этот вид котельных широко используется во всевозможных сферах хозяйства для обеспечения потребителей горячей водой и отоплением: газовые котельные используют в промышленности, их проектируют и строят для обеспечения теплоэнергией  жилых и административных зданий, а так же объектов агропромышленного комплекса. Автономная газовая котельная – это наилучшее решение теплоснабжения объектов точечной застройки, при отсутствии возможности централизованного отопления;

При увеличении заселенности района и его площади, новые потребители могут быть не учтены в расчетах существующей тепловой сети от ТЭЦ. В результате чего тепловая сеть может не выдержать нагрузки, а перекладывать трубопроводы с большим диаметром экономически не выгодно. В данном случае лучшим вариантом будет установка автономного источника теплоснабжения.

Так же при плотной застройке есть возможность установить крышную котельную, что сэкономит место и затраты на аренду или приобретение необходимой для строительства земли.

При строительстве автономной газовой котельной отпадает необходимость подключения к изношенным тепловым сетям;

К естественным или расчетным потерям, обусловленным большой протяженностью теплосетей и ограниченными возможностями теплоизоляционных материалов, добавляются потери, вызванные низким качеством самих труб (быстрая коррозия) и низким качеством монтажа. Своевременная замена трубопроводов и использование более долговечных, но и более дорогих, коррозионностойких материалов и качественной теплоизоляции помогает решить эту проблему, но требует слишком больших затрат, которые в итоге увеличивают себестоимость тепловой энергии и сводят на «нет» преимущества централизованной систем.

Отпадает необходимость в строительстве индивидуального теплового пункта; При работе современной газовой котельной, с учетом используемого котельного оборудования, выбросы СО и NOх предельно малы, а коэффициент полезного действия КПД предельно высокий до 97%; Экономия ресурсов за счёт погодозависимой автоматики; Экономия электроэнергии при прокачке теплоносителя; При строительстве автономного источника теплоснабжения протяженность тепловых сетей в разы уменьшается, так как нет необходимости вести их через весь район, в связи с чем значительно снижается стоимость всего проекта.

Не требуется опережающего вложения денежных средств при строительстве микрорайона и опережающего ввода центральной котельной и тепловых сетей.

К недостаткам можно отнести ограничения при строительстве и установке оборудования различными нормативными документами. Ограничения касаются мощности котельных, размеров и используемого давления.

Например, крышные котельные имею ограничения по высоте здания, на котором устанавливаются (не выше 26,5 м. без наличия на то разрешения), должны соблюдаться условие прочности кровельной конструкции и равномерно распределить вес на все силовые элементы крыши поскольку котельная группа крепиться к элементам перекрытия. Установка крышной котельной непосредственно над жилыми помещениями или примыкающей к жилым помещениям недопустима нормами. Ограничение по мощности - 3 МВт (в некоторых местных нормах допускается увеличение мощности до 5 МВт) и в трубе подводящей природный газ к крышной котельной по стене здания давление должно быть до 5 кПа.

В качестве примера можно привести строительство жилого района Куркино в Москве. На окраине города создаётся жилой район на 40 тысяч жителей. В процессе проектирования были рассмотрены два варианта теплоснабжения района: от районной ТЭЦ и от 64 мини-котельных. Районную ТЭЦ требовалось разместить в нескольких километрах от жилого района и организовать вокруг неё большую по площади санитарно-защитную зону. Миникотельные (крышные, встроенные, пристроенные котельные) размещались в непосредственной близости от застройки. Согласно расчётам специалистов “СантехНИИпроект” варианты теплоснабжения должны были иметь следующие показатели: годовой расход топлива и электроэнергии на ТЭЦ превышал бы в 2 раза расход на автономных котельных при одинаковой установленной мощности энергоустановок; потребление воды превышало бы в 5,8 раза; количество выбросов соединений азота и других загрязнений – в 4.5 раза; протяжённость сетей – в 2 раза;

Капитальных вложений для системы ТЭЦ требовалось на 29 % больше, чем для автономных котельных, причём, если для ТЭЦ нужно было сразу вкладывать основную часть денег, то вложения в автономные котельные могли быть растянуты во времени по мере ввода объектов жилья. При центральном отоплении 35 % тепла терялось бы при транспортировке. В итоге отпускная стоимость тепла оказывалась на 30 % выше, чем в случае автономных источников. Кроме того вариант автономного теплоснабжения позволял: довести срок службы сетей до 50 лет (за счёт снижения рабочей температуры воды со 150 ˚С, используемых в системах ТЭЦ, до 110-115 ˚С, что снижает коррозию труб); ликвидировать магистральные сети, которые изымают значительную часть городской территории. После сравнения двух рассмотренных вариантов для теплоснабжения района был выбран вариант автономного теплоснабжения.

Литература:

СП 124.13330.2012 «Тепловые сети»

СП 41-104-2000 «Проектирвоание автономных источников теплоснабжения»

Козлова Д.В. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ КРЫШНЫХ КОТЕЛЬНЫХ // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 5.;

В. М. Полонский, Г. И. Титов, А. В. Полонский Автономное теплоснабжение: Учебное пособие. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006