Способы уменьшения потерь энергии в тепловых сетях

	ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ   ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

К а ф е д р а «Промышленной теплоэнергетики»

 

 

Реферат на тему

«Способы уменьшения потерь энергии в тепловых сетях»

 

                                                 

 

Выполнил: студент 4-ТЭФ-5

  (спец.140106)

                                                                           Шарапов Р.А.

                                                         Проверил: Рахимова Ю.И.

 

Самара

Самарский государственный  технический университет

2013

Содержание

Специфика теплоснабжения…………………………………………………3

Фактические нагрузки и потери……………………………………………..5

Методы снижения потерь в  тепловых сетях………………………………..7

Программа повышения надежности тепловых сетей……………………..16

Наладка систем теплоснабжения…………………………………………..19

Список литературы…………………………………………………………22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Специфика теплоснабжения

Важность решения проблем  теплоснабжения определяется несколькими  факторами.

• Затраты топлива на теплоснабжение колоссальны. Только на перекачку сетевой воды в системах централизованного теплоснабжения необходимо около 50 млрд кВт^.ч электроэнергии в год; а с учетом расхода электроэнергии на тепловых пунктах и на прямой электрообогрев, расхода природного газа и жидких углеводородов на местный обогрев жилищ, затраты органического топлива на теплоснабжение составляют более 40% от всего используемого в стране, т.е. почти столько же, сколько тратится на все остальные отрасли промышленности, транспорт и т.д. вместе взятые. Потребление топлива теплоснабжением сопоставимо со всем топливным экспортом страны.
• Наибольшие резервы экономии энергоресурсов также сосредоточены в процессе обеспечения теплом. Экономию электрической энергии можно достичь в основном за счет улучшения энергоустановок (источники электроэнергии, транспорт, энергоиспользующие установки у потребителя), а экономию тепловой энергии можно достичь не только за счет совершенствования источников тепла, тепловых сетей, теплопотребляющих установок, но и за счет улучшения характеристик отапливаемых объектов (ограждающие конструкции зданий и сооружений, вентиляция, конструкция окон и т.д.).
• В электроэнергетике с принятием пакета законов о реформировании, появились условия для развития конкуренции (зависимость цены на рынке электроэнергии от времени, конкуренция источников и т.п.), что создает финансовые стимулы для участников рынка совершенствовать свои энергетические процессы для снижения издержек. А федеральный закон «О теплоснабжении» до сих пор не принят, и даже с его введением возможности по созданию системы конкуренции будут сильно ограничены. Соответственно, там, где нет рыночных отношений трудно создать систему стимулов к энергосбережению.
• Существует тесная связь теплоснабжения с системами топливо- и газоснабжения, а также электроснабжения. Электрическая энергия является замещающим видом энергии для систем централизованного теплоснабжения (ЦТ). Нарушения в системах ЦТ критичны для систем электроснабжения, при сильных похолоданиях потребности в тепле гораздо больше, чем в электроэнергии, и при нарушении режимов обеспечения теплом электрическая энергия используется самым нерациональным способом - на обогрев помещений. Также тепловая нагрузка систем ЦТ является основой для теплофикации, т.е. использования тепловых отходов процесса производства электроэнергии для целей теплоснабжения.
• Что касается систем централизованного теплоснабжения, то далеко не у всех есть понимание огромных преимуществ ЦТ в плане экономии энергоресурсов, их надо разъяснять. Агрессивная реклама индивидуальных источников тепла, предлагаемых к внедрению в зоне действия систем ЦТ со ссылкой на зарубежный опыт, вводит потребителей в заблуждение. На Западе как раз принимаются программы поддержки развития систем централизованного теплоснабжения как основы когенерации. В отличие от нашей страны, где исторически развивается преимущественно ЦТ, основной из проблем там является трудность прокладки тепловых сетей в стесненных городских условиях и переориентация потребителей с автономного на централизованное теплоснабжение.

Фактические нагрузки и  потери

По результатам энергетических обследований, расчетные и договорные присоединенные тепловые нагрузки существенно  отличаются от фактических обычно в  сторону превышения. Завышение нагрузок, при недостаточной оснащенности потребителей приборами учета и расчетах по приборам учета на источниках, дает возможность теплоснабжающим организациям занижать сверхнормативные потери в сетях и, соответственно, завышать объемы реализованной тепловой энергии.

Расчетные нагрузки являются основными  исходными данными для разработки нормативных энергетических характеристик. При их отличии от фактических получаются расчетные режимные характеристики, недостижимые в реальности. Отсутствие достоверных нормативов не позволяет проводить полноценный анализ энергоэффективности сетей.

Фактические нагрузки также важны  для определения резервов системы  теплоснабжения.

Отпуск теплоты с источников = Потребление + Фактические потери в сетях

Для сведения баланса надо знать  хотя бы две составляющие. При отсутствии 100% оснащенности приборами учета  в большинстве случаев проще  определиться с отпуском теплоты  с источников и фактическими потерями в сетях. Отпуск, при условии проверки достоверности, можно определить по приборам учета тепловой энергии  на теплоисточниках либо топливному балансу источника при наличии учета топлива. Фактические потери в сетях определяются по методикам, разрешенным к применению при процедуре энергоаудита, т.е. используются архивы имеющихся у потребителей приборов учета (минимум 20% потребителей). При применении этих методик нет необходимости проводить дополнительные измерения и испытания.

Определение фактических нагрузок и потерь должно быть составной частью разработки общего топливно-энергетического  баланса муниципального образования.

Фактические потери сетевой воды, по результатам энергетических обследований, как правило, соизмеримы с нормативной  утечкой, равной 0,25% объема тепловых сетей  в час. В ряде регионов они не превышают  нормативные. Так, в Москве фактические  потери сетевой воды и, соответственно, потери тепловой энергии с ними в 2-3 раза ниже нормативных. Данный факт характеризует, прежде всего, не только удовлетворительное состояние тепловых сетей, а завышенные нормы, которые не отражают возможности новых технологий. Необходимо на федеральном и региональном уровнях скорректировать нормативы потерь сетевой воды в сторону уменьшения.

Определение потерь тепловой энергии  через тепловую изоляцию в соответствии с «Методическими указаниями по определению  тепловых потерь в водяных тепловых сетях (РД 34.09.255-97)» практически нигде  не проводится. Тем самым нарушаются требования «Правил технической  эксплуатации электрических станций  и сетей РФ». Причина заключается  в трудоемкости и дороговизне  испытаний, в необходимости отключения потребителей.

Результаты энергоаудита систем теплоснабжения показывают, что фактические потери в обследованных тепловых сетях превышают нормативные в 1,2-2 раза.

Приведение тепловых потерь к нормативным  значениям, помимо экономии тепловой энергии  и снижения затрат электроэнергии на ее транспорт, обеспечит высвобождение  тепловой мощности. При этом может  исчезнуть необходимость строительства  новых источников тепла. Таким образом, при оценке экономической эффективности  перекладки участков тепловых сетей  должны учитываться не только сэкономленное  тепло, но и капитальные затраты  на строительство новых источников.

Необходимо признать факт наличия  сверхнормативных тепловых потерь, который  становится все более очевидным  при тенденции увеличения доли потребителей, оснащенных приборами учета.

В практику теплоснабжающих организаций  необходимо ввести анализ состояния  тепловых сетей не только по показателю отношения потерь тепловой энергии  к отпуску, но и по показателю отношения  фактических потерь к нормативным. Применяемый в настоящее время для анализа первый показатель некорректен, т.к. он характеризует не только состояние тепловой сети, но и ее конфигурацию и нормы проектирования тепловой изоляции.

 

 

Методы снижения потерь в тепловых сетях

Основными методами являются уменьшения потерь энергии:

• периодическая диагностика и мониторинг состояния тепловых сетей;
• осушение каналов;
• замена ветхих и наиболее часто повреждаемых участков тепловых сетей (прежде всего, подвергаемых затоплениям) на основании результатов инженерной диагностики, с использованием современных теплоизоляционных конструкций;
• прочистка дренажей;
• восстановление (нанесение) антикоррозионного, тепло- и гидроизоляционного покрытий в доступных местах;
• обеспечение качественной водоподготовки подпиточной воды;
• организация электрохимзащиты трубопроводов;
• восстановление гидроизоляции стыков плит перекрытий;
• вентиляция каналов и камер;
• установка сильфонных компенсаторов;
• применение улучшенных трубных сталей и неметаллических трубопроводов;
• организация определения в режиме реального времени фактических потерь тепловой энергии в магистральных тепловых сетях по данным приборов учета тепловой энергии на тепловой станции и у потребителей с целью оперативного принятия решений по устранению причин возникновения повышенных потерь;
• усиление надзора при проведении аварийно-восстановительных работ со стороны административно-технических инспекций;
• перевод потребителей с теплоснабжения от центральных на индивидуальные тепловые пункты.

Должны быть созданы стимулы  и критерии для персонала. Сегодняшняя  задача аварийной службы: приехать, раскопать, залатать, засыпать, уехать. Введение только одного критерия оценки деятельности - отсутствие повторных  разрытий, сразу кардинально изменяет ситуацию (разрывы происходят в местах наиболее опасного сочетания коррозионных факторов и к замененным локальным участкам теплосети должны предъявляться повышенные требования в части защиты от коррозии). Сразу появится диагностическая аппаратура, появится понимание, что если эта теплотрасса затоплена, надо ее осушить, а если труба гнилая, то аварийная служба первая будет доказывать, что участок сети надо менять.

Можно создать систему, при  которой тепловая сеть, на которой  произошел разрыв, будет считаться  как бы «больной» и поступать  на лечение в службу ремонта, как  в больницу. После «лечения» она  будет возвращаться в эксплуатационную службу с восстановленным ресурсом.

Очень важны экономические  стимулы и для эксплуатационного  персонала. 10-20% экономии от снижения потерь с утечками (при соблюдении нормы  жесткости сетевой воды) выплачиваемые  персоналу срабатывает лучше  всяких внешних инвестиций. Одновременно из-за уменьшения числа подтопленных участков снижаются потери через  изоляцию и увеличивается срок службы сетей.

Потери тепла в тепловых сетях не должны превышать 5–7  %, как это происходит в странах Европы. Однако наши тепловые сети значительно уступают зарубежным. В настоящее время в большинстве тепловых сетей в странах СНГ технологический расход тепловой энергии на ее транспортировку достигает 30  % от передаваемой тепловой энергии. Эта величина зависит от состояния теплосетей и, в первую очередь, от состояния тепловой изоляции.

Необходимо кардинально  улучшить качество замены тепловых сетей  за счет:

• предварительного обследования перекладываемого участка с целью определения причин невыдерживания нормативного срока службы и подготовки качественного технического задания на проектирование;
• обязательной разработки проектов капитального ремонта с обоснованием прогнозируемого срока службы;
• независимой приборной проверки качества прокладки тепловых сетей;
• введения персональной ответственности должностных лиц за качество прокладки.

Техническая проблема обеспечения  нормативного срока службы тепловых сетей была решена еще в 50-е годы XX в. за счет применения толстостенных труб и высокого качества строительных работ, в первую очередь антикоррозийной защиты. Сейчас набор технических средств гораздо шире.

Ранее техническая политика определялась приоритетом уменьшения капитальных вложений. С меньшими затратами требовалось обеспечить максимальный прирост производства, чтобы этот прирост компенсировал  в дальнейшем затраты на ремонт. В сегодняшней ситуации такой  подход не приемлем. В нормальных экономических  условиях собственник не может позволить  себе прокладывать сети со сроком службы 10-12 лет, это для него разорительно. Тем более это недопустимо, когда  основным плательщиком становится население  города. В каждом муниципальном образовании  должен осуществляться жесткий контроль за качеством прокладки тепловых сетей.

Должны быть изменены приоритеты в расходовании средств, большая  часть которых тратится сегодня  на замену участков тепловых сетей, по которым были разрывы труб в процессе эксплуатации или летней опрессовке, на предотвращение образования разрывов путем контроля скорости коррозии труб и принятия мер по ее снижению.

Очевидным способом снижения потерь тепловой энергии при ее передаче по тепловым сетям является замена традиционной для России прокладки  трубопроводов в минеральной  вате в качестве тепловой изоляции на прокладку в пенополиуретане или в другой тепловой изоляции, не менее эффективной.

Замена сальниковых компенсаторов  на сильфонные, устаревшей запорной арматуры – на новые шаровые клапаны и т. д. обеспечивает резкое снижение потерь теплоносителя вследствие его утечки, а значит, и потерь тепловой энергии.

Однако существует менее  очевидный, но более дешевый путь снижения энергетических затрат в системах теплоснабжения – оптимизация гидравлических режимов функционирования тепловых сетей. Ликвидация разрегулировки тепловых сетей приносит снижение потерь тепловой энергии и затрат электроэнергии на передачу теплоносителя в системе теплоснабжения в некоторых случаях до 40–50 %. Объясняется это тем, что для «обогрева» потребителей, расположенных дальше остальных от источника теплоснабжения, ближайших потребителей приходится перегревать, увеличивая расход теплоносителя. Кроме того, для осуществления хоть какой-то циркуляции в системах отопления этих отдаленных зданий зачастую прибегают к работе «на слив». Вот почему ликвидация разрегулировки тепловых сетей и нормализация теплоснабжения приносят значительный экономический эффект.

Все затраты на новые трубы, пенополиуретановую изоляцию, сильфонные компенсаторы и шаровые клапаны становятся напрасными без регулирования тепловых сетей, то есть без проведения специальных работ по оптимизации гидравлических режимов. Дело в том, что водонагревательные установки источников теплоснабжения, их тепловые сети и системы теплопотребления, особенно при присоединении их к тепловым сетям по зависимой схеме, представляют собой единую сложную гидравлическую систему, объединенную общим режимом функционирования.