О проекте
Электроэнергия Газ Тепло Вода

Опыт реконструкции системы теплоснабжения г. Мытищи

Журнал «Новости теплоснабжения» № 9, 2005 г., www.ntsn.ru
 
Ю.Н. Казанов, генеральный директор, ОАО «Мытищинская теплосеть (предприятие является членом Некоммерческого Партнерства «Российское теплоснабжение»)
 
Введение
Численность населения города Мытищи - более 165 тыс. чел., площадь территории - около 49 кв. км. Теплоснабжение осуществляют 50 муниципальных котельных суммарной установленной мощностью 544 Гкал/ч, а также 3 ведомственных теплоисточника и ТЭЦ-27 «Северная» ОАО «Мосэнерго», у которых городом закупается около 35 Гкал/ч. Количество ЦТП - 77, ИТП - 181, потребителей тепловой энергии - примерно 2,5 тыс., подключенная нагрузка 443 Гкал/ч. Протяженность теплотрасс - 180 км (в двухтрубном исчислении).
 
Главные направления деятельности предприятия «Мытищинская теплосеть» можно обозначить следующим образом - это надежное и бесперебойное снабжение всех потребителей тепловой энергией, а так же реконструкция теплового хозяйства, учитывающая дальние перспективы, создание «идеальной тепловой сети», в которой практически нет потерь и аварийных ситуаций, создание новых тепловых источников на газе, на которых будет также вырабатываться электроэнергия, а в будущем переход на нетрадиционные источники, не сжигающие газ. Нами была разработана программа реконструкции системы теплоснабжения Мытищинского района, она была необходима, поскольку предприятию передавались на баланс тепловые пункты, сети и источники различных ведомств и заводов, при этом состояние более чем половины этого оборудования было неудовлетворительное. Концепция программы состоит из 2 блоков: на ближайшие 20 лет и на ближайшие 100 лет.
 
В ближайшие 20 лет мы планируем замену всех тепловых сетей, это примерно 400 км, на теплопроводы, выполненные по современным технологиям с автоматизированной системой контроля за состоянием сетей. Таким образом, мы реконструируем тепловые сети, сети ГВС при этом ликвидируются, т.к. у каждого потребителя планируется поставить индивидуальный тепловой пункт (ИТП), включающий самое современное оборудование. И уже 5 лет новое строительство ведется по этой концепции, прокладываются сети в пенополиуретановой изоляции и в домах устанавливаются ИТП. Внутренние сети некоторых объектов мы обслуживаем по отдельным договорам, но по программе реформирования ЖКХ района этими сетями должен заниматься владелец здания, наша основная задача - это подать тепловую энергию к зданию. При обсуждении концепции развития рассматривались различные варианты, и было принято решение в пользу централизованного теплоснабжения, причем на базе тепловых источников должна вырабатываться и электроэнергия - при этом стоимость производства тепла становится конкурентоспособной по сравнению с децентрализованным.
 
В программе на 100 лет мы планируем использовать нетрадиционные источники: энергию Земли, энергию поверхностных вод (есть в районе водохранилище с большим объемом) - с помощью тепловых насосов эту энергию можно преобразовать в тепло под наши нужды. Также как и при производстве электроэнергии на тепловом потреблении, использование нетрадиционных источников наиболее выгодно при централизованном теплоснабжении, но для этого централизованная транспортная сеть должна иметь низкие потери. Поэтому мы и приступили к созданию такой системы, привлекая кредитные ресурсы, имея градостроительную программу. И в ближайшие 20 лет мы реконструируем наши тепловые источники, это около 50 базовых источников, они будут иметь высокий КПД за счет производства на них тепловой и электрической энергии. Таким образом, покупая то же количество газа, которое сейчас идет только на теплоснабжение, мы будем производить и электроэнергию, и тепло - это выгодно и экономически, и экологически. Такая реконструкция уже проводится, электричество будет использоваться для своих нужд, в частности для перекачки теплоносителя, и пока наша цель - производить электроэнергию именно для своих нужд. Наше предприятие стремится поддерживать научные и технические разработки в области теплоснабжения, чтобы не покупать все на стороне, а привлекая научные институты и другие организации, самим участвовать в каких-то проектах, в частности мы серьезно занимаемся трубопроводами, тепловыми пунктами и приборами учета.
 
При разработке концепции мы использовали имеющийся опыт, который уже реализован в других странах, например, тепловой насос, использующий энергию озера, существует под Стокгольмом. Ранее, лет 5 назад, подобные проекты не окупались, но сейчас подешевела техника и подорожали энергоносители, и уже в наших условиях такие проекты имеют реальный срок окупаемости. Что касается трубопроводов, изоляции, системы АСУ, то, конечно, мы используем самые современные разработки в этой области. При этом пользуемся разработками как российских институтов, так и зарубежных фирм, что-то придумываем сами. И из всего разнообразия вариантов применяем то, что подходит именно для нашего района, учитывая качество нашей воды, наши здания и т.п., т.е. нашу концепцию нельзя слепо копировать для другого региона, она разработана и рассчитана именно под местные условия.
 
Как видно из приведенных в начале статьи данных, при существующем избытке собственной установленной тепловой мощности, город вынужден закупать тепло «на стороне». Была поставлена задача проведения энергоаудита теплового хозяйства с целью выработки комплекса мероприятий, направленных на оптимизацию всей системы теплоснабжения с учетом перспективного плана развития территории, которая позволила бы до минимума снизить издержки по выработке и транспортировке тепла от собственных источников и эффективно использовать имеющиеся резервы.
 
Источники
На наш взгляд, идеальная система централизованного теплоснабжения должна выглядеть следующим образом. Во-первых, должен быть централизованный источник тепла, традиционный или нетрадиционный, но он должен быть. В квартире не должен стоять котел, потому что тогда возникает масса проблем, начиная от эксплуатации и обслуживания оборудования, и заканчивая ущербом, наносимым зданию. Ведь сегодня во многих новостройках покупают жилье, но при этом в нем не живут, соответственно одни будут использовать квартирные котлы, другие нет, а дом должен равномерно отапливаться, иначе получаются температурные перекосы, возникают и экологические проблемы. Мы за то, что пусть даже на один дом, но будет централизованный источник. У этого источника будет хозяин -эксплуатирующая организация, которая будет обслуживать котел, не входя в квартиру, ведь попасть в квартиру сейчас тоже проблема.
 
Согласно существующей программе реконструкции источников тепла проводится капитальный ремонт котельных, в первую очередь это недавно принятые (в плачевном состоянии) небольшие ведомственные котельные, работающие на определенный район. Реконструкция включает замену оборудования и автоматизацию с погодным регулированием. В качестве эксперимента трубопроводы внутри одной из котельных обработаны специальным теплоизоляционным керамическим покрытием, которое состоит из микроскопических силиконовых шариков, оно наносится в жидком состоянии из пульверизатора или кисточкой в 2-3 слоя. Также разработан проект установки на реконструируемой котельной двух газовых микротурбин мощностью 60 кВт, которые поставляются нам по лизинговому контракту. Оборудование котельной смешанное, импортного и отечественного производства. Финансирование реконструкции шло из целевой программы губернатора Московской области, было выделено 8,1 млн руб., кроме того, мы вложили собственные средства. Также в области мы строим несколько других автоматизированных котельных без обслуживающего персонала и переводим котельные с жидкого топлива на газ.
В перспективе мы обсуждаем возможности строительства двух мини-ТЭЦ 10-15 МВт электрической мощности, что даст нам страховку от перебоев с электроснабжением наших объектов и удешевит стоимость электроэнергии.
 
В ближайшие 2-3 года планируется переоборудовать имеющиеся паровые котельные с заменой котлов на водогрейные, т.к. нагрузка по пару практически не востребована. Есть у нас и несколько котельных с морально устаревшими котлами «Универсал» и устаревшей автоматикой.
 
Что касается оборудования котельных, то химводоподготовка в маленьких котельных тоже автоматизирована - стоят обычные фильтры, только в качестве наполнителя используется не сульфоуголь, а специальный материал. Для фильтра можно использовать любую соль, мы применяем таблетированную. И в технических условиях на присоединение к тепловым сетям добавили пункт об установке в ИТП или ЦТП автоматизированной водоподготовки. Насосы используются с частотно-регулируемыми приводами. Горелки используются с наддувом, плавного регулирования, поставляются в комплекте со щитом управления.
 
Тепловые сети
Тепловые сети - это на сегодня для централизованного теплоснабжения самый больной и тяжелый вопрос. Поэтому мы для себя делаем главный упор на перекладку тепловых сетей с применением современных технологий и установку в каждом доме у каждого потребителя автоматизированного теплового пункта. Чтобы были отделены контуры по независимой схеме, и по горячему теплоснабжению система должна быть закрытая.
 
По тепловым сетям мы проводим реконструкцию по линии кредитов МБРР, и планируется закольцовка сетей, которая повысит надежность и эффективность снабжения теплом, и даст возможность избежать летних отключений потребителей. По кредиту Мирового банка (20 млн долл. США) в прошлом году мы произвели замену тепловых сетей (2003 г. - 8 км, 2004 г. - 15 км, 2005 г. - 20 км) и тепловых пунктов (2003 г. - 30 ИТП, 2004 г. - 50 ИТП, 2005 г. -52 ИТП). Меняем сразу целыми кварталами с переходом от ЦТП к ИТП и от четырехтрубной схемы к двухтрубной. Кредит нам обходится в 4,2% годовых, 5 лет реализовывается проект, возврат средств в течение 15 лет, но окупаемость достигается почти моментально, уже в 2004 г. у нас была прибыль, которая может быть основой для возврата этого кредита. Такая быстрая окупаемость объясняется тем, что при замене устраняются основные причины потерь тепла и теплоносителя (это общая проблема для всех тепловых сетей в России), именно поэтому мы в первую очередь решили заменить сети.
 
Следующая программа, которая будет идти параллельно, установка балансировочных клапанов на стояки (и даже где-то замена стояков), т.е. приведение всей системы теплоснабжения на такой уровень, когда выработка и реализация тепловой энергии происходит автоматически и наиболее экономично.
 
Сегодня начинают работать жилищные инспекции, которые четко заявляют, что мы придем к вам с проверкой, и первый их вопрос, как энергоснабжающая организация выдерживает технологические параметры на вводе в здания. То есть наша задача, как теплоснабжающей организации, соблюдать четкие параметры теплоносителя. Очевидно, для того чтобы выдерживать эти параметры, система должна быть хорошо отрегулирована, иначе этого сделать не удастся. Известно, что разрегулированность систем вынуждает тепловые организации поддерживать повышенный расход сетевой воды, это означает, что мы не можем выдержать температуру воды, т.е. один параметр мы уже нарушаем, а это недопустимо. Поэтому, устанавливая тепловые пункты, у которых на вводе стоят балансировочные клапана, позволяющие выдерживать расчетные расходы, и имея погодное регулирование, мы можем обеспечить расчетный расход сетевой воды централизованной системы. Вся гидравлика жестко связана. Применяя автоматизированные тепловые пункты, мы создаем идеальную систему теплоснабжения такой, какой она должна быть.
 
Создав такую систему, идем дальше и определяем, что должно быть внутри современного здания. Мы пропагандируем, что потребитель должен потреблять столько, сколько ему нужно, и рассчитываться за фактически потребленное количество энергии. Сегодня это у нас реализуется и по холодной и по горячей воде - во всех новостройках в квартирах устанавливаются счетчики и на отопительных приборах термостатические клапаны - для того, чтобы каждый потребитель мог устанавливать себе комфортные условия проживания. К сожалению, до последнего времени потребитель не знает, сколько тепловой энергии он получает на отопление. Даже если установить в новостройках современнейший тепловой пункт, счетчики на горячую и холодную воду, и термостатический клапан, то потребитель все равно не заинтересован в регулировке этого клапана, т.к. на его бюджете это никак не сказывается. А нужно чтобы сказывалось, ведь в зимнее время, когда люди уходят днем на работу и квартиры остаются пустыми, можно элементарно снизить энергопотребление, при этом не в ущерб комфортным условиям и конструкции здания. И этого не делается потому, что нет прибора учета на входе в квартиру. Сегодня законодательная и нормативная база предписывают их ставить, но, к сожалению, многие проектные организации, строительно-инвестиционные компании эту политику не проводят, т.к. нет жесткого контроля за соблюдением этих условий.
Мы у себя в городе выработали соответствующие технические требования, где подробно прописали, как это нужно делать. На наш взгляд, на лестничной площадке должны быть установлены все стояки: и отопления, и горячей воды, и холодной воды, и в местах разводки по квартирам устанавливаются шкафы, в которых все оборудование: шаровой кран, фильтр, счетчик. Более того, у нас разработан специальный квартирный вычислитель, на который мы заводим сигналы от всех датчиков расхода, туда же можно завести и данные от электрического счетчика, с тем чтобы информация обо всех энергоресурсах была собрана в единую систему. И не заходя в квартиру, эти данные могут посмотреть и квартиросъемщику, если у него есть ключ от этого шкафа, и организация, обслуживающая дом, и ресурсоснабжающая организация для контроля. У нас уже есть первые новостройки с такой системой, где мы устанавливаем блочные тепловые пункты.
 
Что касается выбора между ЦТП и ИТП, то исторически сложилось, что многие города, в том числе и наш город, развивались по проектам организации «Моспроект - 3», и была выработана следующая схема: централизованный источник тепла, магистральные сети и ЦТП. ЦТП проектировались, как правило, по двум классическим схемам, первая - это закрытая независимая схема, вторая - это теплообменник на горячую воду, а отопление через регулятор, который практически ничего не регулировал, а на вводах в дом - элеватор. С такой схемой осенью и весной получаем значительные перетопы. Именно поэтому мы выбираем ИТП, а не ЦТП, поскольку нужно все полностью регулировать, и исключить перерасход тепловой энергии, и погодный регулятор позволяет это делать. Отопительный график и график горячего водоснабжения определяются в здании. Другим аргументом против ЦТП является то, что схема приготовления воды для ЦТП не предусматривает ее водоподготовку, а отсюда большая проблема с трубопроводами горячего водоснабжения. Если в ЦТП предусматривать водоподготовку, то нужна прежде всего деаэрация, а это очень большие затраты. Поэтому наружные трубы горячего водоснабжения служат всего лишь 5-7 лет, после чего нужен ремонт, который и дорог, и причиняет значительные неудобства в части благоустроенности территорий, т.к. нужно все раскапывать. В ИТП же лежат две трубы, по которым течет химочищенная деаэрированная вода, и они должны служить не менее 25 лет. Резюмируя - выбор в пользу ИТП, поскольку это регулирование, учет, снижение эксплутационных и начальных капитальных затрат. По нашим расчетам, для нового микрорайона капитальные затраты на постройку ИТП в каждом доме меньше в 2,5-3 раза, чем затраты на постройку ЦТП и четырехтрубную систему. И расход электроэнергии на отпуск 1 Гкал при этом в 3-4 раза меньше. Удельный расход электроэнергии на ИТП меньше, поскольку в ЦТП вода гоняется по всему микрорайону, а в новых домах с ИТП потребляемая электрическая мощность составляет до 2 кВт. Там установлены трехскоростные насосы, и в зависимости от расхода меняется скорость.
 
Строительство ЦТП было раньше оправдано, поскольку просто не было такого оборудования, которое существует сейчас и применяется в ИТП. Раньше у нас не было компактных пластинчатых теплообменников, а теперь мы наладили собственное производство и устанавливаем свои теплообменники. Не было и приборов учета, регуляторов, контроллеров, которые мы имеем возможность использовать сегодня.
Мы также стремимся применять пластиковые трубопроводы, т.к. срок их службы 50 лет, при этом могут дать гарантию на 10 лет, и страховку на все это время. Конструкция этих труб не требует больших затрат при монтаже, не требует установки компенсационных устройств и опор. Технология не стоит на месте, поэтому наша задача, как теплоснабжающей организации, увидеть самое надежное, самое эффективное, самое современное и долговечное оборудование и, как подрядчикам, применять это оборудование в наших сетях.
 
Проведенный энергоаудит системы централизованного теплоснабжения привел к выводу о необходимости использования специализированного инструментария, с помощью которого всю собираемую информацию можно было бы систематизировать. Размещение данных паспортизации и диагностики в грамотно построенной базе данных позволило в дальнейшем эту информацию использовать для проведения расчетов и компьютерного моделирования, т.е. уже на стадии выполнения энергоаудита «попутно» создавалась полноценная и расширяемая информационно-технологическая модель системы теплоснабжения (электронная схема), которая эксплуатируется непосредственно в службе теплоснабжающего предприятия. Проект целиком реализован в течение двух лет.
 
Учет тепла
В Мытищинском районе уже 5 лет внедрен поквартирный учет по холодной и горячей воде, поквартирный же учет тепловой энергии будет внедрен в ближайшее время, поскольку в течении 5 лет мы делаем двухтрубную систему с термостатом, и уже началось строительство домов с горизонтальной разводкой отопления через счетчик.
 
По горячей воде мы уже производим расчеты по счетчикам, а по отоплению, к сожалению, пока нет, и ведем, конечно, статистику. По средним данным за 4 года получается, что при норме расхода 150 л/(сут..чел.), жилец, у которого стоит счетчик, потребляет 117-121 л, т.е. примерно на 20% ниже установленной нормы. В то же время в домах, где стоит только счетчик на вводе в дом, получаем перерасход даже такой гигантской цифры, как 150 л. При установке счетчика у человека появляется мотивация бережно относиться к расходу горячей и холодной воды. Не экономить воду, т.е. не ограничивать себя, а просто разумно относиться и не тратить ее зря. По нашей оценке, узел учета по горячей воде для семьи из трех человек окупается при нынешних тарифах за 8-10 месяцев. Полагаем, что и квартирный вычислитель при росте тарифов окупится достаточно быстро. Стоимость топливных ресурсов в ближайшие годы будет увеличиваться, а следовательно, будет повышаться и стоимость энергоресурсов, поэтому актуальность квартирного учета будет лишь возрастать. Сегодня есть все возможности для цивилизованного проведения взаиморасчетов и для бережного отношения к расходу энергоресурсов, создав у каждого мотивацию к этому.
 
Согласно постановлению городской администрации все жители должны установить в квартирах расходомеры на ГВС и ХВС. Можно это сделать за счет устанавливающей организации, но при этом в течение двух лет компенсировать затраты отдельной строкой в квартплате.
 
Что касается оплаты жителями горячей воды по счетчику, то они расплачиваются с теплосетью через расчетно-кассовый центр, который собирает все коммунальные платежи. Атак как у жителей практически прямые отношения с теплосетью, в перспективе нам, конечно, надо использовать самые современные технологии не только в технике, но и в плане организационной работы, в законодательной и нормативной базе. Здесь мы обращаем внимание на опыт прибалтийских стран и Европы, где нет жилищно-коммунальной отрасли как таковой, и четко работают рыночные отношения. Эти отношения работают, когда в законодательстве четко прописано, кто за что отвечает, у нас пока этого, к сожалению, нет.

И на вводе в здание (и в системе горячего водоснабжения, и в системе отопления) обязательно должны стоять приборы учета. Они нужны, в первую очередь, для взаиморасчетов, и, во-вторых, для наладки технологических режимов, ведь не имея приборов учета в системе отопления, невозможно даже правильно установить расход. Поэтому наша позиция: теплообменник на горячее водоснабжение, теплообменник на отопление, обязательно погодное регулирование, т.е. мы должны четко выдерживать график во внутреннем контуре системы отопления, выдерживать температуру горячего водоснабжения, и все это учитывать. Но и этого всего мало, все эти данные должны архивироваться, оперативная информация должна поступать на диспетчерский пункт, а суточные архивы, в которых сняты почасовые параметры, должны вестись как в электронном виде, так и на бумажном носителе, с тем, чтобы можно было доказывать нашим потребителям, что мы выдерживаем все технологические параметры.


Оглавление раздела
© 2010-2017 "Эффективная энергия". При использовании материалов сайта - ссылка на сайт обязательна.