Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния, проблем и существующих подходов к решению задач совершенствования теплоснабжающих систем 13
1.1. Технико-экономические проблемы в теплоснабжении 18
1.2. Экологические проблемы в теплоснабжении 21
1.3. Анализ некоторых научно-методических достижений в области теплоснабжения 31
1.4. Существующие подходы к учету экологических ограничений в задачах совершенствования теплоснабжающих систем 37
Выводы по главе 1 45
Глава 2. Методический подход к оценке эффективности вариантов совершенствования ТСС населенного пункта с учетом атмосфероохранных мероприятий 49
2.1. Постановка задачи 49
2.2. Подход к решению задачи совершенствования тсс с учетом атмосфероохранных мероприятий 57
2.3. Методика выбора эффективных наборов технических и атмосфероохранных мероприятий для теплоснабжающих систем по минимуму уровня загрязнения приземного слоя атмосферы 62
Выводы по главе 2 67
Глава 3. Программно-вычислительный комплекс для выбора направлений совершенствования ТСС с учетом загрязнения атмосферы 70
3.1. Модули, входящие в расчетный блок программно-вычислительного комплекса 73
3.2. База данных программно-вычислительного комплекса 98
3.3. Технология проведения исследований на программно-вычислительном комплексе 105
3.4. Иллюстративный пример работы эколого-экономической модели на основе методики выбора эффективных наборов мероприятий 108
Выводы по ГЛАВЕ 3 112
Глава 4. Апробация разработанного методического подхода и ПВК на примере ТСС гг. Иркутск и Калязин 114
Оценка загрязнения атмосферы выбросами вредных веществ в условиях совершенствования теплоснабжающих систем г. Иркутска
Обоснование вариантов совершенствования теплоснабжающих систем г. калязин тверской области в условиях газификации города с учетом загрязнения атмосферы
4.2.1. Этап формирования эффективных вариантов технических и атмосфероохранных мероприятий для теплоснабжающих систем г. Калязин 127
4.2.2. Этап сравнения конкурирующих вариантов и выбора эффективного варианта ТСС. 142
Выводы по ГЛАВЕ 4 167
Заключение 170
Список литературы
- Анализ некоторых научно-методических достижений в области теплоснабжения
- Подход к решению задачи совершенствования тсс с учетом атмосфероохранных мероприятий
- База данных программно-вычислительного комплекса
- Обоснование вариантов совершенствования теплоснабжающих систем г. калязин тверской области в условиях газификации города с учетом загрязнения атмосферы
Введение к работе
Для России, на территории которой преобладают суровые климатические условия, теплоснабжающие системы являются важнейшими структурными составляющими топливно-энергетического комплекса, обеспечивающими тепловой энергией жизнедеятельность населения и всего хозяйства страны.
Суммарное годовое теплопотребление в РФ составляет сейчас около 2060 млн. Гкал, при этом 71 % теплопотребления обеспечивают централизованные источники (включая ТЭС, котельные, АИТ, электробойлерные, ТУ У и пр.), порядка 11 % - децентрализованные (включая крупные, средние и мелкие котельные), и около 18 % - коммунальные котельные (включая котельные мощностью менее 3 Гкал/ч). Основными потребителями тепла на настоящий момент являются промышленность - 38,2 %, коммунально-бытовой сектор и население - 48,7 % (включая мелких потребителей, получающих тепло от теплоисточников на печном топливе и мелких собственных котлов), на сельское хозяйство приходится порядка 4 % от общего потребления тепла, на транспорт и другие потребители - 9,1 %.
Производство и распределение тепловой энергии является важной государственной задачей, решение которой необходимо для успешного развития экономики и обеспечения социальной стабильности. Поэтому повышение надежности, качества и экономичности теплоснабжения является одной из основных целей, заложенных в Энергетической стратегии России до 2020 года. С другой стороны, производство тепловой энергии на источниках тепла, работающих:на органическом топливе (ТЭС, ТЭЦ и котельных), неизбежно связано с негативным воздействием на окружающую среду, вызывающим отрицательное влияние на здоровье населения, сохранность растительного и животного мира.
Поэтому развитие теплоснабжающих систем должно быть неразрывно связано с соблюдением требований по охране окружающей среды, которые в
ряде случаев могут оказать решающее влияние на формирование направлений развития систем.
Особо это актуально сейчас, когда положение дел в теплоснабжении страны характеризуется снижением надежности и экономичности теплоснабжения, и загрязнением окружающей среды от большинства теплоисточников.
Актуальность работы. Решение проблем теплоснабжения требует серьезных подходов и должно основываться на соответствующей научно-методической базе. Существующие подходы в области теплоснабжения в основном ориентированы на повышение технического уровня систем, их надежности, управляемости и экономичности. Примером могут служить научные труды Мелентьева Л.А., Копьева С.Ф., Левенталя Г.Б., Соколова Е.Я., Хасилева В.Я., Меренкова А.П., Некрасова А.С., Хрилева Л.С., Попырина Л.С., Чистовича С.А., Сенновой Е.В., Федяева А.В., Стенникова В.А. и других. В этих работах, как правило, влияние ТСС на окружающую среду рассматривается после технико-экономического обоснования эффективности направлений совершенствования теплоснабжающих систем, что не всегда дает оптимальный эколого-экономический эффект.
Главное место в списке экологических факторов воздействия ТСС на окружающую среду занимает загрязнение атмосферы. Существующие подходы к учету такого загрязнения от объектов теплоэнергетики позволяют решать проблемы планирования атмосфероохранной деятельности. К ним относятся: модель оптимизации атмосфероохранных мероприятий (ВНИПИ-энергопром), эколого-экономическая модель "Регион" (ИДСТУ), метод оптимального размещения промышленных предприятий Марчука Г.И., ситуационный подход атмосфероохранной деятельности Бронштейна A.M. и Литвина В.А., информационно-моделирующая система оценки загрязнения атмосферы городов (ИВЭГТ СО РАН), энерго-экологическая модель ВЕЕМ (ИСЭМ СО РАН), проекты американской группы "ISEG" и др.
В этих подходах решаются задачи планирования атмосфероохранных мероприятий, однако, как правило, они не взаимосвязаны с теплоснабжающими системами.
Таким образом, возникает необходимость в разработке подхода, позволяющего получать оптимальный набор мероприятий для совершенствования ТСС с учетом эффективного снабжения потребителей теплом и электроэнергией и минимального воздействия объектов этих систем на окружающую среду. Такой подход должен оценивать как прямое воздействие таких сложных ТСС на окружающую среду (оценка загрязнения), так и обратное воздействие - влияние учета атмосфероохранных мероприятий на варианты развития ТСС.
Целью работы являлась разработка методического подхода к обоснованию направлений совершенствования ТСС с учетом атмосфероохранных мероприятий, включая поэтапное описание методики определения оптимальных наборов технических и атмосфероохранных мероприятий по системам теплоснабжения и решение на предпроектном уровне задач совершенствования ТСС.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней получены и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты:
Комплексная постановка задачи выбора направлений совершенствования теплоснабжающих систем населенного пункта с технико-экономических и экологических позиций.
Методика учета экологических ограничений, которая позволяет получать оптимальный конечный набор мероприятий для совершенствования ТСС с учетом эффективного энергоснабжения потребителей теплом и минимального воздействия теплоснабжающих систем на атмосферу.
3. Программно-вычислительный комплекс по выбору эффективных наборов
технических и атмосфероохранных мероприятий для населенных пунктов.
Практическая ценность работы состоит в том, что предлагаемый мето
дический подход позволяет проводить предпроектные исследования по оцен-
ке эколого-экономической эффективности направлений совершенствования ТСС на уровне городов и населенных пунктов.
Разработанный подход был использован при решении предпроектных задач по:
- оценке эффективности снижения загрязнения атмосферы при закрытии ряда угольных и мазутных котельных г. Иркутска и подключения потребителей этих котельных к системе централизованного теплоснабжения от Ново-иркутской ТЭЦ (НИТЭЦ). В результате рассмотрения вариантов расширения Ново-иркутской ТЭЦ ОАО "Иркутскэнерго" и закрытия ряда котельных МУЛ "Иркутсктеплоэнерго" выявлено, что учет только технико-экономического фактора в задачах совершенствования теплоснабжающих систем не всегда способствует необходимому снижению загрязнения атмосферы до санитарных норм. Предлагаемые технико-экономические варианты в должной мере не улучшают состояния атмосферного воздуха. Обоснован состав котельных, которые требуют проведения технических и атмосфероохранных мероприятий с целью улучшения экологической ситуации в городе; выбору направлений развития и совершенствования теплоснабжающих систем г. Калязин (Тверской обл.) при учете атмосферного загрязнения и возможности газификации города на перспективу. Определены: целесообразность реконструкции существующей централизованной теплоснабжающей системы; эффективность использования природного газа и местных видов топлива; перспективы развития потребителей тепла и снижения экологического воздействия объектов теплоснабжения на окружающую среду города. Из множества рассмотренных вариантов теплоснабжения рекомендованы оптимальные, реализация которых позволит снизить себестоимость тепла на ряде котельных и сократить выбросы вредных веществ в атмосферу до требуемого уровня ПДК.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на:
конференциях научной молодежи ИСЭМ СО РАН (г. Иркутск 1999, 2000, 2001,2002 гг.);
заседании всероссийского семинара "Информационные технологии в энергетике и образовании " (г. Иркутск, 2001 г.);
заседании международного семинара "Математические модели и методы анализа и оптимального синтеза развивающихся трубопроводных и гидравлических систем" (г. Туапсе, 2002 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе одна - в коллективной монографии.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (103 наименования) и приложений. Общий объем работы без приложений - 183 стр., в том числе список литературы - 11 стр., приложения на 40 стр. В работе 3 8 рисунков и 40 таблиц.
Аннотация диссертации по главам. В первой главе диссертационной работы приведен анализ современного состояния теплоснабжающих систем и технико-экономических проблем функционирования и развития этих систем.
Выполнен краткий обзор научно-методических достижений в области теплоснабжения, причем особое внимание уделено задачам оптимизации реконструкции модернизации и развития теплоснабжающих систем на современном этапе.
Выявлены недостатки существующих подходов к решению задач совершенствования ТСС, на которые, по мнению автора, необходимо обратить внимание. Дан обзор по теплоснабжающим системам за рубежом, особое внимание уделено скандинавским странам, близким к России по климатическим условиям и наличию крупных систем централизованного теплоснабжения.
Освещены экологические проблемы в теплоснабжении, основной среди которых является проблема загрязнения атмосферного воздуха.
Выполнен анализ подходов, моделей и нормативных методик к учету загрязнения атмосферного воздуха от объектов теплоэнергетики.
Во второй главе дана комплексная постановка задачи совершенствования ТСС с учетом атмосфероохранных мероприятий. Эта постановка задачи позволяет рассматривать централизованные и децентрализованные теплоснабжающие системы при их реконструкции, модернизации и развитии, а также учитывать атмосфероохранные мероприятия путем включения необходимых затрат в ТСС на уровне составления вариантов.
Описан двухэтапный методический: подход к решению поставленной комплексной задачи. На основе метода оптимизации атмосфероохранных стратегий предложена методика определения эффективных наборов технических и атмосфероохранных мероприятий. Для облегчения анализа получаемых результатов по методике приведен алгоритм автоматизированной процедуры составления единого набора эффективных мероприятий, заменяющий "ручное" объединение списков мероприятий.
Третья глава посвящена программно-вычислительному комплексу, реализующему эколого-экономическую модель на основе предлагаемой методики выбора эффективных наборов мероприятий. Описана разработанная и реализованная модельная часть и база данных комплекса. Приведена технология проведения исследований на программно-вычислительном комплексе. Показан иллюстративный пример работы эколого-экономической модели.
В четвертой главе представлены результаты определения рациональных направлений совершенствования ТСС для конкретных городов. На примере г. Иркутска дана оценка снижения загрязнения атмосферы при закрытии ряда котельных и увеличении мощности Ново-иркутской ТЭЦ. На примере г. Калязин определена технико-экономическая и экологическая эффективность совершенствования теплоснабжающих систем.
В заключении работы приведены основные выводы по результатам диссертационной работы.
В приложениях помещены: исходная информация по существующему состоянию ТСС г. Калязин; описание вариантов совершенствования ТСС г. Калязин; графическое представление пространственного распределения приземных концентраций вредных веществ от теплоисточников г. Иркутска.
Анализ некоторых научно-методических достижений в области теплоснабжения
Вопросам развития теплоснабжающих систем посвящено большое количество монографий и статей. В прошлом веке были опубликованы первые работы, посвященные вопросам выбора комплексных схем энергоснабжения городов [26, 27], в основу которых впервые был положен комплексно-энергетический метод, сформулированный и использованный Л.А. Меленть-евым. Основы этого метода были использованы в последующих исследованиях по теплофикации и по праву считаются классическими.
В послевоенные годы были опубликованы научные труды, связанные с гидравлическими расчетами и режимами тепловых сетей, с выбором теплофикационного оборудования ТЭЦ, тепловых сетей и тепловых пунктов. Были рассмотрены основы технико-экономического расчета ТСС с определением ориентировочных затрат (капиталовложений и годовых издержек производства) по всем звеньям теплоснабжающей системы (источник, сеть, абонентские установки), а также условия энергетической и экономической сопоставимости вариантов ТСС [28,29].
В этот период в ряде городов для ТЭЦ использовалось многозольное и сернистое топливо, сжигание которого даже при наличии дорогостоящего улавливающего оборудования могло приводить к общему ухудшению санитарно-гигиенических условий города. Во избежание этого Л.А. Мелентьев предложил решение, которое в дальнейшем получило широкое освещение в литературе и прорабатывалось в проектной практике. Это решение заключалось в сооружении загородных ТЭЦ на расстоянии 20-40 км от городов. Позже, в работе В.И. Вейца, В.Я. Хасилева [30] было показано, что экономичность загородных ТЭЦ повышается при увеличении электрической мощности до 150-200 МВт, а оптимальная электрическая мощность ТЭЦ с дальним транспортом теплоты составляет несколько сотен МВт.
В то же время продолжалось развитие комплексно-энергетического метода исследования, рассматривающего теплофикацию, с одной стороны, как органическое звено энергетической системы, а с другой - как сложное тепловое и гидравлическое единство установок по производству, распределению и потреблению тепла. В монографии [31] авторы развивают комплексный подход дальше, продолжают изучение направления развития теплофикации в комплексном рассмотрении всех сложных топливных и энергетических связей, которые формируют единый топливно-энергетический баланс отдельных экономических районов и страны в целом.
Следующим этапом стало формирование нового направления развития энергетической науки, которое было названо системными исследованиями в энергетике [32]. Была сформулирована главная задача системных исследований, основные аспекты которой состоят: в изучении тенденций развития энергетики как совокупности больших систем, а также свойств этих систем и научных основ управления ими, включая развитие; в разработке необходимых для этого методов и средств; в решении (с использованием методов системных исследований) фундаментальных межотраслевых проблем энергетики, в том числе энергоэкологических и пр. Свое дальнейшее развитие системный подход применительно к теплоснабжающим системам получил в работах современных исследователей: А.П. Меренкова, Л.С. Хрилева, В.Я. Хасилева, Л.С. ГТопырина, Е.В, Сенно-вой, A3, Федяева, В.А. Стенникова и других [5, 6, 33, 34, 35, 36, 37, 38].
Ряд монографий и статей из этих работ посвящен вопросам оптимизации теплоснабжающих систем [5, 34, 35, 38], где основное внимание обращено на: - оптимизацию параметров теплоисточников, тепловых сетей, схем и режимов отпуска тепла; - вопросы проектирования теплоснабжающих систем, реконструкции тепловых сетей и выбор оптимальных режимов работы тепловых пунктов; - анализ технического уровня и поиск направлений повышения эффективности теплофикационных систем и оборудования; - надежность технических систем, тепловых сетей и энергоснабжения; - постановки задач оптимальной реконструкции и развития ТСС; - совершенствование системы управления тепловым хозяйством.
По теме работы особое внимание следует уделить задачам оптимальной реконструкции и развития ТСС.
В процессе развития современных теплоснабжающих систем, при увеличении тепловой нагрузки и изменении условий функционирования, становится необходимым своевременное решение таких вопросов, как: - уточнение требуемого числа и производительности теплоисточников; - выявление целесообразности расширения или, наоборот, вывода из эксплуатации существующих теплоисточников или ввода новых; - выявление перегруженных участков тепловой сети и способов их реконструкции;
Подход к решению задачи совершенствования тсс с учетом атмосфероохранных мероприятий
Далее осуществляется формирование возможных направлений совершенствования теплоснабжающих систем, которое включает в себя (задача 3): — поиск возможных направлений совершенствования ТСС; — подготовку предложений по реконструкции, модернизации и развитию ТСС.
Реконструкция теплоснабжающих систем - это комплекс ТМ по замене устаревшего оборудования на новое по теплоисточникам и тепловым сетям, возможно с новыми качественными характеристикамии пр. с сохранением или увеличением объёма производства тепловой и электрической энергии на действующих теплоисточниках. Как правило, наращивание производственных мощностей при реконструкции происходит без расширения производственных площадей, с меньшими затратами и в более короткие сроки по сравнению с новым строительством. В ТМ реконструкции могут входить: По источникам: - демонтаж устаревшего оборудования с заменой его на новое оборудование; - расширение, т.е., реконструкция, связанная с увеличением мощности источника; - установка современных систем очистки дымовых газов от выбросов вредных веществ; - изменение высоты дымовой трубы и пр.;
По тепловым сетям: - установка (наладка) тепловых пунктов, насосных станций, балансировочных клапанов; - замена изоляции с целью устранения потерь в трубопроводах; - установка автоматики; - перекладка существующих тепловых сетей с учетом измененного гидравлического режима и пр.
Модернизация теплоснабжающих систем - это комплекс ТМ, изменяющих теплоснабжающие системы в соответствии с новейшими, современными требованиями и нормами. Увеличение производственных мощностей при модернизации можег происходить с расширением производственных площадей, внедрением самого современного перспективного оборудования. ТМ по модернизации могут включать:
По источникам: - внедрение перспективных технологий сжигания топлива с целью снижения удельного расхода топлива на ТЭЦ и котельных; - надстройка котельных газотурбинными установками и использование тепла уходящих газов в котлах-утилизаторах с целью повышения эффективности использования газа; - модернизация котельных путем установки турбин небольшой мощности с противодавлением, т.е. переоборудование котельных в ТЭЦ; - модернизация, связанная с заменой топлива на источниках; - технические решения по котлоагрегату с целью сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу и пр.;
По тепловым сетям: - замена материала изоляции на материал с улучшенными качественными характеристиками; - установка современных средств измерения и автоматики; - применение металла повышенного качества для труб и пр.
Развитие теплоснабжающих систем - включает в себя комплекс ТМ, которые соответствуют развитию ТСС населенного пункта на перспективу 10-15 лет, и, как правило, они нацелены на выбор оптимальных параметров и структуры теплоснабжающих систем, это могут быть: Строительство новых теплоисточников с выбором: - мощности и типа теплоисточников; - мест расположения теплоисточников; - оптимального соотношения тепловых и электрических мощностей для ТЭЦ; - степени централизации теплоснабжения; - существующих источников для увеличения мощности (расширения); - существующих источников для исключения из схемы теплоснабжения (демонтаж); - схемы топливо- и энергоснабжения и пр.;
Строительство новых тепловых сетей с выбором: - (корректировкой) схемы тепловой сети; - параметров новых тепловых сетей (диаметров, давлений в узлах, располагаемых напоров и пр.); - мест расположения и параметров вспомогательного оборудования тепловых сетей (насосных станций, тепловых пунктов, балансировочных клапанов и др.).
Мероприятия по защите атмосферы - это комплекс технических мероприятий, обеспечивающих максимально эффективное снижение уровня загрязнения приземного слоя атмосферы до требуемого санитарными нормами уровня ПДК и ниже по каждому зафязнителю. Такими мероприятиями по защите атмосферы могут быть: - замена топлива на экологически наиболее приемлемое; - регулирование процесса сжигания топлива (на стадии подготовки топлива к сжиганию, при непосредственном сжигании топлива); - очистка дымовых газов от вредных примесей: обработка газов методами абсорбции, адсорбции и конденсации; очистка газов дожиганием; химические методы очистки отходящих газов; улавливание аэрозолей скрубберами, фильтрами, электрофильтрами; улавливание пыли механическими осадителями и др.); - улучшение рассеивания ВВ (строительство более высоких дымовых труб, изменение режимов работы теплоисточников в периоды неблагоприятных метеорологических условий и пр.); - рассредоточение источников выбросов (вынос проектируемых теплоисточников за пределы жилых агломераций, укрупнение теплоисточников и пр.).
В). Производится расчет стоимостных показателей (капиталовложений и издержек) по ТМ и МЗА развития ТСС (задача 4), и выбор эффективных наборов этих мероприятий на эколого-экономической модели, построенной на основе методики, предлагаемой автором (задача 5);
База данных программно-вычислительного комплекса
Для накопления, хранения и использования справочной информации, формирования исходной для расчетов информации, хранения и анализа ре зультатов расчетов необходимо создание базы данных, могла бы: - хранить взаимосвязанные вместе данные и их описания; - обладать минимальной избыточностью данных; - обеспечивать независимость данных от конкретной компьютерной программы; - использовать общий управляемый доступ к данным.
Для управления базами данных используется система управления база ми данных (СУБД). СУБД состоит из комплекса программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных и обеспечивает общие принципы описания, хранения и манипулирования данными [96]. В проектировании баз данных энергетических исследований можно вы делить [97] ряд главных этапов: ( 1) построение мифологической модели предметной области; 2) реализация базы данных; 3) эксплуатация базы данных.
Под моделью данных понимают описание предметной области с точки зрения информационных аспектов. Различают инфологические и даталогиче-ские модели данных. Инфологическая модель ориентирована на пользователя и не зависит от типа СУБД.
Если раньше графическое изображение моделей баз данных осуществлялось разработчиками баз данных вручную или с помощью подручных средств, то теперь эти работы выполняются с помощью специализированных инструментальных средств визуального проектирования, иначе называемых CASE-средствами (Computer Aided Software Engineering). Эти средства обеспечивают моделирование данных и генерацию схем баз данных. Наиболее известным CASE-средством, ориентированным только на проектирование БД, является ERWin (фирма PLATINUM Technology) [98]. С помощью ERWin разработчик может, используя визуальные средства, описать логическую модель для конкретной СУБД. Результатом работы является генерация структуры базы данных.
На рис. 3.6-3.8 представлена инфологическая модель базы данных ПВК ТЕП-ЭКО, разработанная автором с помощью ERWin. Инфологическая модель на рисунках представлена в виде трех взаимосвязанных частей: "Исходные данные", "Промежуточные результаты", "Обработка результатов". В ин-фологическую модель включены следующие типы объектов: - в части "Исходные данные": территория, область, город, энергоисточник, котел, топливо, труба, аппарат очистки, климатические условия, загрязнитель, неблагоприятные условия по загрязнителю (рис. 3.6); - в части "Промежуточные результаты": типы мероприятий, варианты мероприятий, стоимость электроэнергии, стоимость тепла, стоимость топлива, годовой расход топлива, издержки, капиталовложения, капиталовложения в тепловые сети, затраты (рис. 3.7); - в части "Обработка результатов": мероприятия, наборы мероприятий, технические мероприятия, МЗА, список приоритетов по минимуму уровня загрязнения атмосферы, список приоритетных мероприятий по минимуму уровня загрязнения атмосферы, список приоритетных мероприятий по минимуму затрат, отчет (рис. 3.8).
Для реализации базы данных ТЕП-ЭКО автором была выбрана реляционная СУБД InterBase, поставляемая корпорацией Borland для построения приложений с архитектурой клиент-сервер произвольного масштаба [99]. Системы управления базами данных, работающие с реляционной моделью данных, в настоящее время наиболее популярны благодаря легкости представления и организации работы с данными. Обращение к БД ТЕП-ЭКО, в том числе к хранимым процедурам, производится на структурированном языке запросов - SQL (Structured Query Language) [100].
Хранимые процедуры - это подпрограммы, написанные на процедурном языке программирования, имеющем в своем составе как модифицированные предложения обычного SQL, так и средства организации ветвлений и циклов, а также средства обработки ошибок и исключительных ситуаций.
Дня БД ПВК ТЕП-ЭКО хранимые процедуры (табл. 3.9) выполняют следующие функции: - связывают отдельные фазы расчета между собой; - позволяют получать промежуточные результаты для дальнейшего анализа; - производят расчет некоторых величин. Свойства объектов, значения которых рассчитываются при выполнении хранимых процедур (табл. 3.9) показаны на рисунках 3.7,3.8.
Также, в БД ТЕП-ЭКО используются в качестве исходных данных результаты дополнительных расчетов на специализированных моделях ТСС [83]. Следует отметить, что таким образом удается рассматривать большое количество вариантов по реконструкции существующей тепловой сети или строительству новой тепловой сети и связанные с сетями варианты реконструкции или расширения существующих или строительства новых теплоисточников.
Обоснование вариантов совершенствования теплоснабжающих систем г. калязин тверской области в условиях газификации города с учетом загрязнения атмосферы
Фрагмент картины загрязнения атмосферы г. Иркутска от существующих теплоисточников в месте наибольшего превышения приземных концентраций по суммационному воздействию оксидов серы и азота в пересчете на оксид серы.
Превышение концентраций по суммарному количеству твердых частиц и недожога на плане города с вкладом котельных в точках максимума превышения концентраций загрязнителя можно увидеть на рисунке 4.4(a). Как видно, теплоисточники на плане г. Иркутска имеют несколько локальных скоплений, что приводит к наложению полей концентраций и превышению ПДК по нескольким загрязнителям (рис. 1(а)-5(а), прил. 1).
Оценка загрязнения атмосферы выбросами вредных веществ при закрытии ряда котельных и расширении Ново-иркутской ТЭЦ По предварительным вариантам совершенствования ТСС г. Иркутска было предложено закрыть ряд угольных и мазутных котельных МПТП "Иркутсктепло-энерго". Эти котельные в большинстве случаев имеют высокий отпускной тариф на тепловую энергию из-за низкого технического уровня оборудования, отсутствия необходимых систем автоматического регулирования и измерений, что приводит к большим сверхнормативным перерасходам топлива и потерям тепла. Потребителей тепла от котельных предложено обеспечивать теплом от теплоснабжающей системы Ново-иркутской ТЭЦ. Для этого на Ново-иркутской ТЭЦ устанавливаются дополнительные тепловые мощности (см. табл. 4.4).
Для оценки загрязнения атмосферы расчет полей концентраций сделан на увеличенную мощность НИТЭЦ и пиковую котельную. Распределение приземной концентрации при расширении НИТЭЦ и строительстве локальной котельной по твердым частицам и недожогу (суммарно) можно видеть на рис. 4.3 (по остальным загрязнителям рисунки помещены в приложении 1 под номерами 6-10).
Ново-иркутская ТЭЦ является источником большой мощности и имеет высокие дымовые трубы (табл. 4.4). Вследствие этого, если произойдет расширение НИТЭЦ и будет построена локальная котельная на территории с современными системами очистки (или с новой технологией сжигания топлива), а также установлена дымовая труба для этой котельной с соответствующими параметрами, то превышения ПДК наблюдаться не будет.
По расширяемой части предлагается установка шестипольных электрофильтров типа ЭГБМ (КПД улавливания 99,6 %). Для пиковой котельной предлагается в качестве основного оборудования использовать котлы с циркулирующим кипящим слоем, что позволит достичь низких выбросов оксидов серы и азота, а также установить электрофильтры типа ЭГБМ. На рисунках приложения 1 можно наблюдать, что совмещение полей концентраций по вредным веществам от НИТЭЦ с расширением и пиковой котельной не дает превышение ПДК.
Результаты по превышению вредными веществами ПДК при закрытии ряда котельных и расширении Ново-иркутской ТЭЦ занесены в таблицу 4.6. Для сравнения с существующим состоянием по твердым частицам и недожогу (суммарно) можно посмотреть рисунки 4.4(a) -4.4(6) (рисунки по остальным загрязнителям помещены в приложении 1 под номерами 1(6)-5(6).
В результате сравнения можно сделать вывод, что закрытие 28-ми котельных ИТЭ дает снижение концентраций по вредным веществам, но этого недостаточно для соблюдения санитарных норм. Расширение НИТЭЦ и строительство пиковой котельной на ее территории не приведет к превышению ПДК от этих теплоисточников при условии соблюдения норм проектирования (по выбору параметров дымовой трубы для пиковой котельной), а также при условии подбора современного основного и вспомогательного оборудования (рассчитанного на низкие валовые выбросы при сжигании углей низкого качества, системы очистки с высоким КПД золоулавливания).
Кроме того, расчет на эколого-экономической модели в варианте закрытия 28 котельных позволил определить список, состоящий из 71 котельной (табл. 4.7), на которых необходимо провести мероприятия с целью соблюдения норм ПДК по загрязнителям. Моделирование установки на них в качестве систем очистки золоуловителей не дало должного результата, снижение концентраций загрязнителей в этом случае не достигает норм ПДК. По мнению автора, это происходит потому, что уголь, сжигаемый на теплоисточниках, имеет значительный процент плохо улавливаемых мелких фракций, и, кроме того, тесное расположение котельных приводит к увеличению приземных концентраций по рассматриваемым загрязнителям в 2-5 раз.
