1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В РОССИИ
1.1 Анализ состояния и перспектив развития центральной системы теплоснабжения в России
1.2 Повышение эффективности коммунальных систем теплоснабжения малых городов России путем сооружения ТЭЦ с газотурбинными и газопоршневыми установками
Основные выводы
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕЖИМОВ
ОТПУСКА ТЕПЛА ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ПАРАМЕТРАХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
2.1 Постановка задачи расчета переменных режимов отпуска тепла
2.2 Отопительные температурные графики качественного и количественного регулирования
2.3 Совместное регулирование отпуска тепла на отопление и горячее водоснабжение
Основные выводы
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Характеристика объекта
3.2 Определение структуры проектируемого района города и расчет тепловых нагрузок по всем видам теплопотребления
3.3Определение годового расхода тепла на коммунально-бытовые нужды
3.4Определение годовой потребности топлива для покрытия расчетных тепловых нагрузок района
3.5 Регулирование отпуска тепла
3.5.1 Выбор вида регулирования
3.5.2 Построение температурного графика
3.6 Гидравлический расчет и гидравлический режим системы теплоснабжения
3.6.1 Определение расчетных расходов теплоносителя
3.6.2 Гидравлический расчет тепловой сети
3.7 Построение пьезометрического графика
3.8 Выбор сетевых и подпиточных насосов
3.9 Механический и тепловой расчет трубопроводов теплосети
3.9.1 Механический расчет
3.9.2 Тепловой расчет
3.10 Расчет температурных компенсаторов
3.10.1 Участок с «П»-образным компенсатором с гнутыми гладкими отводами.
3.10.2 Расчет «Г»-образного участка трубопровода с углом поворота 90° с учетом гибкости отводов.
3.11 Опоры трубопроводов и их расчет
3.11.1Расчет неподвижных опор
3.11.2 Расчет подвижных опор
3.12 Выбор основного теплоподготовительного оборудования источника тепла
Основные выводы
4 ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ГРАФИКОВ ОТПУСКА ТЕПЛА ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ г. СТАВРОПОЛЯ
4.1 Разработка температурных графиков для планировочных районов города
4.2 Предложения по наращиванию перспективной установленной тепловой мощности котельных
Основные выводы
5. КРИТЕРИИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
5.1 Локальные сметы на проведение работ по главной магистрали
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Повышение цен на традиционные энергоносители (углеводороды) и ужесточение требований к охране окружающей среды порождают все больший интерес производителей и потребителей тепловой и электрической энергии к использованию энергосберегающих технологий и реализации постановлений правительства России «Об энергосбережении».
Энергетика является основой экономики и существования любого цивилизованного государства. Россия располагает третью запасов газа в мире, пятой частью угля и десятой частью мировых запасов нефти. Роль страны на мировых энергетических рынках в значительной мере определяет ее позиции в глобальном экономическом и геополитическом пространстве.
Не менее важно значение энергетического сектора и для развития внутреннего хозяйства России: топливно-энергетический комплекс (ТЭК) был и остается фундаментом экономики страны. Перспективы развития промышленности непосредственным образом зависят от энергетического сектора: на его долю приходится более 20 % валового внутреннего продукта (ВВП), более 30 % доходов и более половины доходов федерального бюджета (20 %), почти 55 % валютных поступлений, более четверти объема промышленного производства [1].
Однако энергоемкость валового продукта в РФ в два - три раза выше, чем в промышленно развитых странах, а в расчете на единицу потребительских услуг потребляется в три - четыре раза больше энергии, при этом, выброс
вредных веществ больше в пять - шесть раз. Энергоемкость национального дохода особенно резко возросла в девяностые годы ХХ-го века при значительном снижении объемов промышленного производства.
Расточительное энергопотребление и высокая энергоёмкость валового продукта складывается из элементов энергетической цепи: производство, транспортировка и непосредственное использование энергии на местах потребления в теплоиспользующих аппаратах.
Потери при транспортировке тепловой энергии от источника к потребителю являются одним из существенных факторов снижения общей энероэффективности производства.
Централизованная схема теплоснабжения сегодня является доминирующим видом транспортировки тепла в России, так как на ее долю приходится порядка 70 - 80 % потребляемого абонентами тепла [2].
Действующие в настоящее время нормативы тепловых потерь, зафиксированные в СНиП [3, 4], определяют их величину в пределах 8 - 10 % от тепловой нагрузки системы. Для крупных жилых районов городов современной индустриальной застройки эти потери в абсолютных величинах могут достигать нескольких МВт, что соизмеримо с расходами на теплоснабжение 10 - 15 многоэтажных жилых зданий.
Следовательно, снижение теплопотерь при транспортировке является важнейшей народнохозяйственной задачей, отвечающей задачам государственной политики по энергосбережению.
Теплоснабжение такой северной страны, как Россия должно относиться к числу важнейших приоритетов государственной экономической и энергетической политики. При этом основной задачей является создание системы, обеспечивающей скоординированную работу различных государственных и частных организаций в интересах потребителей. После создания такой системы за государством должна оставаться разработка стратегических направлений развития теплоснабжения, анализ возможных проблем и поиск путей их решения, а также государственный надзор.
Поскольку теплоснабжение в России имеет большое социальное значение, повышение его надёжности, качества и экономичности является безальтернативной задачей. Любые сбои в обеспечении населения и промышленных потребителей теплом негативным образом воздействуют на экономику страны и усиливают социальную напряженность. Поэтому в рассматриваемой перспективе государство должно оставаться важнейшим субъектом экономических отношений в отрасли.
Проектирование систем теплоснабжения городов России представляет собой комплексную проблему, от правильного решения которой во многом зависят масштабы необходимых капитальных вложений в эти системы. Прогноз спроса на тепловую энергию основан на прогнозировании развития города Ставрополя, и в первую очередь, его градостроительной деятельности, определенной генеральным планом.
Энергетический кризис во многих развитых странах в конце ХХ-го века дал толчок к повышению эффективности использования энергии. Повышение эффективности достигнуто за счет разработок новых высокоэффективных образцов теплоиспользующего оборудования, использования рыночных механизмов, таких как разработка законов, определивших правовые нормы разработки и реализации политики государства по повышению эффективности использования энергии. В России в этом отношении был допущен технологический и правовой пробел, что и стало причиной отставания в области развития технологий энергосбережения.
Поддержание на высоком уровне производства и наращивание потребления энергии в России вместо снижения удельных энергозатрат требует значительных финансовых вложений и неблагоприятно сказывается на экономической обстановке.
Доля энергозатрат в себестоимости продукции и услуг составляет в среднем в промышленности - 18 %, а в ряде масштабных производств - 40 % и даже 60 %, в сельском хозяйстве -11 %, на транспорте -17 %.
Расчеты аналитиков в области энергоемкости производства показывают, что затраты на энергосбережение в среднем в 5 раз менее капиталоемкие, чем проекты по наращиванию производства энергии.
Потенциал энергосбережения составляет около 40 % всего энергопотребления России.
Цель исследований. Формирование набора компетенций ОК-1 + ОК-3; ОПК-1 + ОПК-12; ПК-1 + ПК-20 будущего магистра по направлению подготовки 08.04.01 Строительство:
- способностью использовать на практике навыки и умения в организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, в управлении коллективом, влиять на формирование целей команды, воздействовать на ее социально-психологический климат в нужном для достижения целей направлении, оценивать качество результатов деятельности, способностью к активной социальной мобильности (ОПК-3);
- способность демонстрировать знания фундаментальных и прикладных дисциплин программы магистратуры (ОПК-4);
- способность использовать углубленные теоретические и практические знания, часть которых находится на передовом рубеже данной науки (ОПК-5);
- способность организовать работы по осуществлению авторского надзора при производстве, монтаже, наладке, сдачи в эксплуатацию продукции и объектов производства (ПК-16);
- умение разрабатывать программы инновационной деятельности, организовать переподготовку, повышение квалификации и аттестации, а также тренинг персонала в области инновационной деятельности (ПК-17).
Задачи исследования связанные с формированием компетенций:
- анализ научных и технических достижений, а также существующих технологий и установок в области транспортировки теплоносителей в системах теплоснабжения объектов ЖКХ;
- выявление основных факторов, влияющих на экономичность, качество и энергетическую эффективность работы централизованных тепловых сетей;
- проведение аналитических исследований по определению характеристик теплотехнического оборудования, оказывающих влияние на качество теплоснабжения и энергетическую эффективность работы тепловых сетей;
- разработка и анализ перспективной централизованной системы теплоснабжения г. Ставрополя
Изучаемые явления. Технологии централизованного теплоснабжения. Процессы теплопередачи на трубопроводах теплотрасс систем централизованного теплоснабжения.
Объект исследования. Схемы и технологии систем централизованного теплоснабжения.
Методы исследования. В работе использованы методы теории подобия, интегрального и дифференциального исчисления, математической статистики и математического моделирования, методы оптимизации и системный анализ.
Публикации. По теме диссертации опубликована 1 работа.
Структура и объем работы: введение, 5 глав, заключение, список литературы из 24 наименований. Общий объем диссертационной работы 155 с., включая 15 таблиц и 23 рисунка.
Приведенный выше анализ состояния системы централизованного теплоснабжения города Ставрополя и его основных производственных фондов (особенно активной их части), а также анализ существующих источников финансирования для их капитального ремонта, реконструкции и развития (для расширенного воспроизводства) показывает, что для совершенствования инфраструктуры города в ближайшие 10 ■+ 15 лет и повышения качества жилищной среды необходим комплекс технических мероприятий по реконструкции, модернизации и строительству тепловых источников и теплотрасс.
Эффективность проекта характеризуется системой показателей, отражающих соотношение затрат и результатов.
Оценка предстоящих затрат и результатов при определении эффективности данного проекта осуществлялась в пределах расчетного периода, продолжительность которого (горизонт расчета) принята с учетом продолжительности осуществления намеченных мероприятий, освоения проектной мощности, окупаемости капитальных вложений, погашения кредитов, полученных на финансирование строительства и выплат процентов по ним, продолжительности работы с запроектированным уровнем годовой прибыли.
На основании выполненных расчетов горизонт оценки принят равным пятнадцати годам от начала реализации инвестиционного проекта.
Стоимостная оценка показателей, учитывая сложность прогнозирования цен, тарифов, тарифных ставок, норм и нормативов на длительную перспективу произведена в неизменных (базовых) их уровнях, действующих на момент разработки инвестиционного проекта, без учета возможной инфляции. По согласованию с заказчиком, стоимостные показатели определены в ценах, сложившихся в 1 квартале 2018 г.
Разработанная для Ставрополя программа модернизации системы теплоснабжения представляет собой 72 объекта. Работы по этим объектам включают в себя этапы реконструкции районных котельных и тепловых сетей.
Подсчитан и объем капиталовложений в виде инвестиций, который составляет - четыре миллиарда 854 миллиона 342 тысячи рублей.
Финансирование мероприятий по реконструкции и модернизации, направленных на повышение надежности и качества теплоснабжения потребителей, будет производиться с привлечением заемных средств.
Источниками финансирования инвестиционных проектов являются также тарифные источники:
- собственные средства ОАО «Теплосеть» в виде прибыли, направляемой на инвестиции (средства, поступающие в виде инвестиционной составляющей тарифа на тепловую энергию);
- амортизационные отчисления по объектам инвестирования, включаемые в тариф на тепловую энергию;
- средства на реконструкцию в счет арендных платежей.
Таким образом, на основании всего комплекса выполненных научно-исследовательских, инженерно¬технических и технико-экономических разработок можно сделать вывод о реалистичности и экономической эффективности разработанного перспективного плана реконструкции и развития тепловых сетей города Ставрополя.
1. Яковлев В. А. Выступление на Всероссийском совещании «О ходе подготовки энергопредприятий к работе в осенне-зимний период 2003-2004 года» // Новости теплоснабжения. 2003. № 10.
2. Постановление Правительства РФ от 25 августа 2003 года № 522 «О федеральных стандартах оплаты жилья и коммунальных услуг на 2004 год».
3. Указ Президента РФ от 28 апреля 1997 года № 425 с изменениями от 27 мая 1997 года.
4. Белкина Т. Д. Жилищная реформа в России: проблемы и перспективы // Вопросы экономики. 1999. № 4.
5. Щелоков Я. М., Евпланов А. И. Показатели функционирования водяных тепловых сетей // Новости теплоснабжения. 2003. № 12.
6. Мятежный домком // Российская газета. 2003. 25 сент.
7. Рогалев Н. Д., Гашо Е. Г., Коваль А. В. Об итогах создания демонстрационной зоны энергетической эффективности «Скатертный» и перспективах энергоресурсосбережения в коммунальном комплексе города // Энергосбережение. 2003. № 1.
8. Шмырев Е. М., Сатанов Л. Д. Некоторые аспекты энергосбережения в системах централизованного теплоснабжения // Энергетик. 1998. № 6.
9. Концепция развития теплоснабжения в России, включая коммунальную энергетику, на среднесрочную перспективу: Официальная информация. М., 2002.
10. Сводный отчет о работе отопительных котельных и тепловых сетей по Российской Федерации за 2000 год / Госкомстат России. М., 2001.
11. Ольховский Г. Г., Тумановский А. Г., Трембовля В. И. Резервы энерго- и ресурсосбережения в крупных котельных промышленной и коммунальной энергетики // Промышленная энергетика. 2004. № 1.
12. Дунаевский Н. И. Технико-экономические основы теплофикации. М.;Л.: Госэнергоиздат, 1952.
13. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Утверждена распоряжением Правительства РФ от 28 августа 2003 года № 1234-р.
14. Вопросы законодательного регулирования теплоснабжения в Российской Федерации // Материалы Всероссийского совещания (Комиссия Совета Федерации по естественным монополиям). Москва, 5 декабря 2003 года.
15. Комплексный эксергетический анализ энергоблоков ТЭС с новыми технологиями: монография
Щинников П.А., Ноздренко Г. В. НГТУ • 2009 год
16. СНиП 2.34.76. «Горячее водоснабжение» ,1976.- 112 с.
17. СП 124.133330.2012. «Тепловые сети. Свод правил.»
18. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. М.: Энергия, 1974, -272 с
19. Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. М.: Энергия, 2005. -335 с
20. СНиП 2.33.75. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.»
21. СНиП 2.01.01- . «Строительная климатология и геофизика.»
22. СП 61.13330.2012. «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41.03.2003.»
23. ГОСТ 30732—2001 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. Технические условия».
24. Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник : В4 кн. / Под ред. А.В Клименко, В.М. Зорина. - М.: Изд-во МЭИ, 2000.