Приложение 10. Мероприятия по модернизации и автоматизации ЦТП

Приложение 10
к Программе
энергосбережения в г. Тольятти
на 2001-2005 гг.

Мероприятия по модернизации и автоматизации ЦТП.

Мероприятия дают возможность повысить эффективность процесса теплообмена, обеспечить комфортность жилых помещений, получить экономический эффект за счет снижения теплопотребления от 10 до 12% пропускаемого тепла. В состав мероприятий должны быть включены работы по:

A) Установке автоматизированной аппаратуры для регулирования параметров теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха

Б) Внедрению пластинчатых теплообменников

B) Установке систем деаэрации сетевой воды

Г) Установке механических фильтров с атоматической регенерацией

Д) Внедрению систем комплексонной (химической) очистки воды

Е) Созданию автоматизированной системы управления

Автоматизация параметров отпуска теплоносителя. По опыту теплоснабжающих организаций городов Москвы, Владимира и Калининграда автоматизация отпуска тепла потребителям приносит наибольший экономический эффект путем регулирования подачи тепла в жилое здание в зависимости от температуры наружного воздуха, что является реальным энергосбережением в моменты резких перепадов температур в начале и конце отопительного сезона. За счет установки сосвременного оборудования повышается надежность и устойчивость энерго-водоснабжения, обеспечивается контроль за расходованием воды и тепла. Внедрение системы автоматизации также предусматривает установку регулируемого насосного оборудования. Регулирование скорости оборота теплоносителя циркуляционным насосом - наиболее эффективный способ снижения затрат тепловой энергии в ночные часы и в дневное время суток при повышении наружной температуры воздуха. При понижении наружной температуры, увеличив скорость потока теплоносителя циркуляционным насосом, легко поднять температуру в жилых домах без дополнительного забора тепловой энергии из внешних сетей.

Стоимость комплекта оборудования для автоматизации отпуска теплоносителя на крупном (более 5 Гкал/час) ЦТП вместе с монтажом и наладкой составляет в среднем 10-15 тыс. долл. в зависимости от тепловой нагрузки.

Рекомендуемая схема ЦТП с автоматическим регулированием, деаэрацией, фильтрацией и химической очисткой сетевой воды показана на рис. 1.

Внедрение пластинчатых теплообменников. Установка пластинчатых теплообменников позволяет повысить КПД процесса теплообмена внешнего теплоносителя с потоком питьевой воды, направляемого на горячее водоснабжение.

Российское предприятие "Альфа-Лаваль Поток" освоило массовое производство шестипортовых теплообменников. Для двухступенчатых схем подключения теплообменников в ЦТП ряд фирм разработал 6-портовый пластинчатый теплообменник, в котором совмещены два теплообменника (предварительный подогрев обратной водой и догрев прямой водой). Естественно, что такой теплообменник существенно дешевле, чем два кожухотрубных. Стоимость теплообменников представлена в табл. 1

Таблица 1. Стоимость 6-ти портовых разборных пластинчатых
теплообменников

Нагрузка ГВС, Гкал/ч	Тип	Цена в долл. США
0,1 0,2 0,4	М3-РО (10 пластин) М3-РО (50 пластин) М6-МРО (69 пластин)	650 1000 3000

Промежуточные значения мощностей можно получить, изменяя количество пластин. Стоимость теплообменников других фирм, предлагаемых на российском рынке, может колебаться в пределах 5-15% в ту или иную сторону.

Эффект от внедрения пластинчатых теплообменников составляет до 10% от эксплуатационных затрат.

Деаэрация сетевой воды. По данным химлаборатории АО "ТЕВИС" и института ВНИПИэнергопрома г.Перми содержание кислорода в сетевой воде от ТЭЦ ВАЗа доходило до 200 мг/л при норме 20 мг/л, особенно неблагоприятно в отопительные сезоны 1989-90гг., 1992-93гг., 1993-94гг., 1994-95гг. Подобные, даже кратковременные, превышения содержания растворенного кислорода в сетевой воде послужили, видимо, основной причиной внутренней коррозии трубопроводов (питтинг-коррозия), что отчетливо видно на фотографиях, представленных на рис. 2

Деаэрация воды, как известно, является завершающим этапом обработки воды для защиты оборудования и трубопроводов от внутренней коррозии.

К общим недостаткам традиционно применяемых обычно на ЦТП вакуумных деаэраторов следует отнести:

- большую вероятность частых гидроударов;

- нестабильность работы в переменном режиме и сложность регулирования;

- высокую материалоемкость оборудования;

- высокую чувствительность остаточного содержания газов к температурному режиму.

В проекте для г. Тольятти предлагается щелевой деаэратор (ДЩ) - термический деаэратор нового поколения, лишенный указанных недостатков. Принцип действия ДЩ заключен в комбинированном воздействии эффекта дросселирования и ультразвуковой обработки деаэрируемой воды на образование обособленной газовой фазы, которое позволяет организовать принудительное разделение воды и парогазовой среды на сепараторах центробежного типа.

ДЩ легко запускается в работу, выходя на требуемый технологический режим за 20-40 сек, и также легко останавливается. Он бесшумен, в нем не бывает гидроударов и проскоков недеаэрированной жидкости.

Секционированная модификация ДЩ позволяет регулировать производительность деаэрации в диапазоне 10-120% от номинального расхода, что особенно важно для устойчивой работы систем с переменным расходом.

В качестве альтернативного варианта можно предложить широко известные в развитых странах с централизованным теплоснабжением микропузырьковые деаэраторы типа СПИРОВЕНТ (Голландия) (см. рис. 3), которые устанавливаются перед насосами и позволяют удалять как свободный воздух, так и растворенный кислород в системах тепло- и водоснабжения

В принцип работы заложен процесс абсорбции. В ряде моделей деаэратор совмещается в едином корпусе с сепаратором твердых частиц, позволяющим удалять твердые частицы вплоть до 30 микрон.

Стоимость таких устройств на диаметр 100-200 мм составляет 700-2200 долл.

Применение механических фильтров с автоматической регенерацией. Удаление твердых включений в питательной воде является залогом надежной работы практически всех устройств автоматики, теплообменного оборудования, регулирующей и запорной арматуры.

В случае использования деаэраторов типа СПИРОВЕНТ, совмещенных с фильтром, потребность в установке отдельного фильтра отпадает. В случае же применения щелевых деаэраторов рекомендуется установка современных механических фильтров.

В настоящее время ряд зарубежных фирм наладил выпуск надежных механических фильтров с автоматической регенерацией. Выпускается несколько типоразмеров фильтров, снабженных металлической сеткой, улавливающей частицы размером от 50 микрон (возможно до 10 микрон), работающих под давлением до 10 кг/см (возможно до 18 кг/см), имеющих гидравлический контроллер разности давлений, открывающий клапан самоочистки.

Стоимость фильтров можно определить из таблицы 2.

Таблица 2. Параметры и стоимость фильтров с самоочисткой.

Диаметр подсоединения, мм	Максимальный расход, л/мин	Вес (без воды), кг	Стоимость, долл. США
50 80 100 150 200	450 1000 1500 2500 5000	30 45 70 90 110	3000 4000 6000 8000 10000

Химическая обработка теплоносителя. Низкое качество сетевой воды ведет к интенсивному отложению солей жесткости на внутренних поверхностях труб теплопроводов и теплообменников. Эти отложения приводят к преждевременному выходу из строя теплообменного оборудования и теплопроводов.

Борьба с отложениями является сложной технической проблемой. Она проводится как механическим, так и химическим способами и требует остановки оборудования на ремонт.

Уже несколько десятков лет назад был предложен новый способ борьбы с отложениями в тепловых системах с помощью комплексонов, содержащих фосфоновые группировки - РО(ОН)2, и комплексонатов, производных от комплексонов.

Применение комплексонов для расслоения и отмывки отложений основано на их способности в определенных концентрациях вступать во взаимодействие с ионами металлов (Са, М@, Ре и др.) в широком диапазоне рН и образовывать устойчивые водорастворимые комплексы.

До недавнего времени широкое применение комплексонов сдерживалось отсутствием автоматических дозирующих устройств.

В последнее время значительный импульс к использованию этой технологии дали разработки ряда фирм, как зарубежных (Гидро-Икс, Дания), так и отечественных (ПКФ Химтехцентр, Тверь).

Внедрение данной технологии рекомендуется на всех ЦТП г. Тольятти. Стоимость дозирующей установки 1-1,5 тыс. долларов США. Стоимость расходных материалов на одном ЦТП - около 50 долларов США в год. Эффект заключается в продлении сроков службы трубопроводов.

При этом, следует отметить, что комплексонная обработка не исключает необходимости механической очистки и деаэрирования воды.

Оценка экономического эффекта модернизации ЦТП. Ниже приведен расчет ожидаемого экономического эффекта от реализации комплекса мер для 37 ЦТП Автозаводского района.

Таблица 3. Расчет удельных затрат по мероприятиям
автоматизации и модернизации ЦТП.

Наименование	Ед.изм.	Удельнные затраты, долл. США			Удельный прирост экспл. затарат, долл.США	Срок службы, лет
		Оборудо- вание	Монтаж	Всего
Автоматизация ЦТП Установка плас- тинчатых тепло- обменников Деаэраторы Комплексонмая очистка Фильтры механи- ческие Замена трубопро- водов и арматуры Всего	ЦТП ЦТП шт. шт. шт.	10000 2000 1300 1000 6000 3860 24160	5000 500 650 500 100 5800 12550	15000 2500 1950 1500 6100 9660 36710	2000 50	15 15 10 10

Таблица 4. Расчет ожидаемого экономического эффекта
от реализации комплекса мер для ДТП.

Показатели	Единицы измерения	Варианты	Значения
Число объектов Распределение тепловой энергии через ЦТП Средний объем распределения тепла через ЦТП Удельные капитальные затраты Непредвиденные расходы (15% от кап. затрат) Всего капитальные затраты Удельный прирост экспл. затрат Удельный эффект Удельный эффект Чистый экономический эффект Срок окупаемости Цена тепловой энергии Курс доллара США	шт. Гкал Гкал/шт долл. США долл. США долл. США долл. США Гкал долл. США долл. США лет руб/Гкал долл. США/Гкал руб/долл	низкий 10% высокий 12% низкий 10% высокий 12% низкий высокий низкий высокий	37 507700 13722 36710 5507 42217 2050 1372 1647 6469 7763 4419 5713 9,6 7,4 132,00 4,71 28,00

Внутриквартирные мероприятия энергоресурсосбережения.

Установка квартирных приборов учета воды.

По данным Комитета по управлению городским хозяйством г. Санкт-Петербурга, где накоплен опыт применения внутриквартирных мероприятий по водосбережению, экономия от их внедрения по холодной воде составляет 30-35%, горячей - 15-20% от среднестатистических показателей. Тольяттинская практика на единичных квартирах также подтверждает указанные цифры.

Крыльчатые электронные счетчики холодной и горячей воды с диаметром условного прохода 15 мм предназначены для измерения объема холодной и горячей воды в квартирных условиях. Стоимость одного водосчетчика - 20-25 долл., Монтаж счетчиков может быть проведен персоналом ЖЭО.

Существующие здания проектировались без учета возможности установки в квартирах расходомеров холодной и горячей воды. В связи с этим, монтаж комплекта водосчетчиков (2 - на холодную воду, 2 - на горячую) на квартиру может стоить от 30 до 40 долл. в зависимости от условий и места врезки. Для облегчения монтажа расходомеров можно использовать гибкие пластиковые трубки, стоимость которых колеблется от 2,5 до 3,5 долл. за погонный метр, производительность труда при использовании гибких переходникоп может быть увеличена в 2-3 раза. Таким образом, учитывая, что в среднем на дом устанавливается 3 счетчика на квартиру, стоимость оснащения усредненной квартиры индивидуальными приборами учета составит 110 долл. США.

Поверка водосчетчиков обычно осуществляется один раз в 4-5 лет (имеющиеся в Тольятти тенденции по ужесточению этого срока до одного года, на наш взгляд, ошибочны). Срок службы водосчетчика - 25 лет. В Тольятти наработай значительный опыт установки и эксплуатации водосчетчиков различных моделей, поэтому полномасштабный охват поквартирными средствами учета не кажется утопией.

Предполагается, что приборы учета, установленные в квартире, вкупе с новой системой оплаты горячей и холодной воды по показаниям счетчика, будут стимулировать у жильцов бережное отношение к потребляемым ресурсам.

Оценка сроков окупаемости бюджетных затрат по установке водяных счетчиков на одну квартиру представлена в Таблице 1.