Введение к работе
Актуальность темы.
Для большинства городов и многих поселков поставка тепла от централизованного источника стала преобладающей системой отопления и горячего водоснабжения. Они за время их применения, показали свои преимущества, в числе которых можно назвать:
относительную дешевизну поставляемого тепла;
возможность установки газоочистных сооружений на источниках;
достаточная степень автоматизации процесса производства и транспортирования тепла и др.
Существовавшая система дотирования коммунальных услуг, включая теплоснабжение, ориентировала соответствующие предприятия преимущественно только на достижение бесперебойного обеспечения своих потребителей теплом. Кроме того, при выборе конкретных технических решений по повышению эффективности производства превалирующим фактором являлась минимизация приведенных затрат.
Реализованная в Казахстане жилищно-коммунальная реформа несколько изменила подход к оценке деятельности теплоснабжающих организаций.
Наряду с надежностью поставки своей продукции на первый план выходит уровень себестоимости производства и транспортировки тепла. Снижение себестоимости продукции теплоснабжающда организаций, очевидно может быть достигнуто при разработке и реализации набора технических решений, направленных на повышение эффективности производства.
Применение известной прежде, методологии сопоставления различных вариантов технических решений к условиям реализации жилищно-коммунальной реформы требует внесения соответствующих корректировок в эту методологию.
Приемлемость заложенных в усовершенствованную методику дополнений может быть проверено, как правило, при использовании этой методики для конкретного объекта. Выбор должен быть обусловлен достаточной представительностью этого объекта для коммунальных предприятий Казахстана. В качестве такового был выбран Северо-Восточный тепловой комплекс (СВТК) г.Алматы. СВТК прежде снабжал тепловой энергией в основном промышленные объекты и незначительную долю своей продукции поставлял в ЖКС и имел предельную загруженность, и по сути был промышленной котельной.
В настоящее время большинство прежшгх потребителей промышленных объектов простаивают и основным потребителем становится жилищный сектор при существенном снижении самого объема производства (в 2-3 раза), т.е. промышленная котельная становится отопительной котельной.
Достаточно неожиданным, но обусловленным новыми
экономическими условиями, техническим решением для котельных
может стать возможность совместного производства тепла и
электричества. Необходимость производства электроэнергии обуславливается относительно высокой стоимостью поставляемого на котельные электричества (транспортирование, распределение, технические и коммерческие потери) и вероятностью прерывания подачи электричества.
В технологии производства тепла на котельных присутствует достаточно много узлов и элементов, в которых производится относительно низкопотенциальное тепло. Для этой цели вполне могут использоваться солнечные водоподогреватели.
Для выявления резервов производства и транспортирования тепловой энергии необходимо произвести подробный анализ всей системы теплоснабжения (от источников тепла типа СВТК). Можно достаточно уверенно предположить, что применение большинства технических решений известных в тепловой электроэнергетике или применяемых в системе коммунального снабжения развитых стран вполне пригодно для их реализации на объектах теплоснабжения (котельных) Республики Казахстан. Выбору конкретного решения будет предшествовать их технико-экономическая обоснованность, выполняемая на основе адаптированной методологии. Естественно, что преимущество будет отдаваться решениям с коротким сроком окупаемости при относительно малых объемах инвестиций.
К таковым решениям в первую очередь можно отнести: установку газовых турбин - с утилизацией тепла отработанных газов в котельной установке;
- установку паровой турбины за котлом для использования
редуцируемой части давления вырабатываемого пара.
- установка солнечной приставки к котельной для предподогрева
питательной или подпиточной воды;
- установка дополнительных конвективных поверхностей нагрева в
газах для снижения температуры уходящих газов и утилизации
теплоты водяных паров, содержащихся в дымовых газах.
Реализация всех этих решений позволило бы создать котельную повышенной эффективности и снизить себестоимость выпускаемой тепловой энергии. Однако применение этих известных решений требует проведения соответствующих расчетных исследований для выбранного объекта.
Таким образом имеется достаточное количество решений, позволяющих снизить себестоимость продукции котельных, обеспечить диверсификацию производимой энергии, и повысить устойчивость функционирования объекта
теплоснабжения.
Таким образом целью работы становится совершенствование
централизованной системы теплоснабжения в условиях реформирования
жилищно-коммунального хозяйства Казахстана (на примере Северо-Восточного теплового комплекса г.Алматы).
Конкретными задачами работы были:
исследование возможности перевода промышленной котельной в отопительный режим полноцикловой котельной, обеспечивающей совместное экономичное производство тепла и электричества;
расчетное исследование и определение параметров теплотехнических устройств, применяемых в полноцикловой котельной;
расчетное определение параметров теплообменного устройства для утнлизашш тепла уходящих газов и скрытой теплоты парообразования;
разработка конструкции солнечного подогревателя питательной или подпнточной воды.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
обоснована и частично реализована схема полноцикловой котельной, включающей, кроме традиционного оборудования, предвключенную газовую турбину (для газосжигающих котельных), паровую турбину (для промышленных котельных), дополнительный теплообменник и солнечную приставку.
-
Показано, что в условиях реализации жилищно-коммунальной реформы основным критерием при оценке технических решений и вариантов модернизации оборудования становится минимизация себестоимости тепловой энергии, который может в первом приближении отождествлен с минимумом удельных затрат топлива (т.к. затраты на топливо составляют более половины стоимости, составляющей затрат).
-
Разработаны эффективные н экономичные конструкции гелноколлекторов (Патенты № 8547, 8449) для солнечной приставки котельной.
Достоверность результатов подтверждена их применимостью для конкретной котельной; совпадением результатов расчетов с эксплуатационными данными Северо-Восточной котельной г.Алматы; проведением экспериментальных измерении характеристик гелноколлекторов на модулях промышленного масштаба и в реальных клнмаліческих условиях. Праістпческое значение работы.
Анализ особенностей функционирования котельных ЦТ в период реформирования и усовершенствованная методология выбора вариантов модернизации ЦТ позволяют разработать эффективную схему модернизации ЦТ.
Комплекс технических решений вполне может быть реализован на аналогичных котельных.
Конструкции гелиоколлекторов для солнечно-топливных котельных могут быть вариантом решений использования солнечной энергии в котельных. Разработан проект солнечной приставки мощностью 6 МВт, признанный перспективным экспертами Мирового банка.
Организовано малосерийное производство гелиоколлекторов для солнечно-топливных котельных.
Апробация работы: Результаты докладывались: на международных конференциях (г.Алматы, Караганда), на семинарах КазНИИЭнергетнки, опубликовано б работ.
Личный вклад соискателя состоит:
в адаптации методологии технико-экономического обоснования,
выбираемых технических решений для условии реформирования жилищно-коммунальной сферы.
в расчетном определении параметров применяемых теплотехнических устройств.
в участии в разработке конструкций дешевых гелиоколлекторов и исследование их характеристик.
Автор защищает:
-
Результаты анализа особенностей функционирования котельной в условиях реформирования.
-
Усовершенствованную методологию сравнения технических решений модернизации системы ЦТ в период реформирования;
-
Комплекс технических .решений по повышению эффективности работы котельных ЦТ, в т.ч. схе\гу полноцикловой котельной (на примере СВК).
-
Конструкции и данные экспериментальных исследований характеристик гелиоколлекторов для солнечных приставок котельных ЦТ.
