Полный текст

Введение Современный город - крупный потребитель топливно-энергетических ресурсов, необходимых для жизнеобеспечения населения, а также нормального функционирования расположенных на его территории промышленных предприятий и учреждений. В XX в. теплоснабжение в городах стало таким же обычным явлением, как и электро-, газо- и водоснабжение, которые возникли задолго до появления первых источников теплоснабжения и тепловых сетей. В городах увеличивалась протяженность тепловых сетей, вводились локальные котельные как для покрытия технологических нужд, так и для удовлетворения тепловых нагрузок жилищно-коммунального сектора. Из-за связанной с распадом Советского Союза стагнации промышленного производства, постепенного старения коммунальной инфраструктуры сейчас ставится вопрос об отказе от централизованного теплоснабжения, в частности ликвидации крупных источников и тепловых сетей [1]. Изменился и характер потребителей тепловой энергии. Вопросу места теплоснабжения в условиях современного населенного пункта, внедрению новых технологий на базе энергосберегающих и посвящена настоящая работа. Уже имеющиеся подобные публикации представляют собой либо обзор тенденций развития в глобальном контексте [2-4] либо анализ состояния отрасли в других странах и городах: Швеции [5], США [6], Европе в целом [7], городах Саранске [8] и Кемерово [9], Архангельской и Владимирской областях [10, 11]. Обзор иностранной и отечественной литературы Руководящим документом РМД 41-11-2012 «Устройство тепловых сетей в Санкт-Петербурге» при определении технической политики техническим заказчиком, а также при реконструкции и эксплуатации современных систем теплоснабжения Санкт-Петербурга предписывается руководствоваться положениями СП 124.13330.2012 «Тепловые сети (актуализация СНиП 41-02-2003)», Постановлением Правительства Санкт-Петербурга № 1661 от 25.12.2007, а также следующими принципами: 1. Применение многоконтурных схем транспортировки тепла потребителям, приготовление ГВС в местах потребления через автоматизированные ЦТП, автоматизированные ИТП при децентрализованном теплоснабжении от ТЭЦ и котельных мощностью свыше 50 МВт. Происходящая в настоящее время ликвидация ЦТП [12] и переход на двухтрубную схему теплоснабжения приводит к высвобождению помещений ЦТП [13]. Сами по себе тепловые пункты становятся объектом изучения с точки зрения как расчетных режимов их работы [14], так и правильной наладки тепловой сети, обеспечивающей доставку тепловой энергии до них [15]. 2. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии для котельных мощностью от 12 МВт и выше. Теплофикация заметно улучшает использование топлива на тепловых электростанциях вследствие объединения процесса выработки электрической энергии с получением теплоты для централизованного теплоснабжения. Удешевление теплоснабжения возможно и благодаря одновременной выработки энергии на нужды тепло- и холодоснабжения [16, 17]. На ТЭЦ ликвидируется бесполезный отвод теплоты в окружающую среду при превращении химической энергии топлива в электрическую [18, 19]. 3. Применение на тепловых сетях и во внутридомовых системах трубопроводов из антикоррозионных материалов [20] и современной запорной арматуры. В условиях плотной городской застройки и наличия большого числа смежных коммуникаций наиболее перспективны напорные асбоцементные трубы и муфты (по ГОСТ 539-80), биметаллические трубы [21] и оцинкованные стальные трубы из углеродистой стали. Для снижения повреждаемости объектов трубопроводной инфраструктуры следует использовать ингибиторы коррозии [22]. Содержащийся в теплоносителе кислород также способствует развитию внутренней коррозии и отрицательно влияет на состояние трубопроводов тепловой сети [23]. 4. Обоснование срока эксплуатации не менее 30 лет, сроков гарантий подрядчика и производителя не менее 10 лет для основных предызолированных элементов тепловой сети (трубы, фасонные изделия, неподвижные опоры, запорная арматура) наличием необходимых документов о качестве (сертификатов, разрешений на применение, паспортов, актов и отчетов о лабораторных и контрольных испытаниях), подтверждающих соответствие действующим нормативным требованиям. Задача обеспечения заданного периода эксплуатации находится в области нормативного регулирования и исследуется с упором на обоснование мер по поддержанию безаварийной работы [24], а влияние факторов, связанных со строительно-монтажными работами и эксплуатацией, на срок службы оценивается в целой серии работ [25-27]. В России применительно к предызолированным трубопроводам существует СП 41-105-2002 «Проектирование и строительство тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной тепловой изоляцией из ППУ в ПЭ оболочке» и другие регулирующие документы. Вопросы административного обеспечения нормативного срока службы трубопроводов описаны О.О. Прытковой, которая проанализировала изменения в законодательстве в сфере теплоснабжения России [28]. Добиться практического ужесточения существующей политики обеспечения гарантий подрядчика и производителя можно обязательным введением стандартов 70264433-4-2-2009 «Порядок проведения плановых и внеплановых проверок предприятий по производству труб и фасонных изделий в ППУ изоляции для тепловых сетей» и 70264433-4-8-2012 «Правила технической приемки Заказчиками элементов трубопроводов в ППУ изоляции для тепловых сетей от производителей/поставщиков». Заметен вклад Д.А. Максимова [29] в методологическое обеспечение работы единой теплоснабжающей организации. 5. Снижение расчетных температур теплоносителя в стояках жилых зданий и во внешних трубопроводах тепловой сети (до теплового пункта) при реконструкции или новом строительстве жилых кварталов в зоне теплоснабжения децентрализованного теплоисточника. В целом же децентрализация и связанная с ней возможность применения нетрадиционных и возобновляемых тепловых источников - это один из мировых трендов, четко прослеживаемый в современных публикациях [30-34] и поддерживаемый отечественными авторами. Заключение Теплоснабжение наряду с вентиляцией, кондиционированием воздуха, газоснабжением и освещением - неизбежный элемент строительно-архитектурного комплекса любого населенного пункта, находящегося в умеренных широтах. Изменение в инфраструктуре теплоснабжения оказывают существенное влияние на городской ансамбль. Внешний облик города способны изменить крышные панели и располагаемые прямо внутри городских кварталов экологичные источники тепловой энергии. Наряду с дальнейшим совершенствованием источников тепловой энергии оптимальным образом должны решаться вопросы, связанные с ее транспортом, в части схемных, режимных и конструктивных мероприятий, всего выделено пять таких вопросов. Применяемые схемы и конфигурация тепловых сетей определяют их размещение на карте города, способ проложения относительно зданий и сооружений и связанные с этим затраты. Некоторые схемные решения, такие как устройство дополнительных резервных связей (перемычек) между линиями тепловых сетей, могут привести к отчуждению дополнительного пространства, ликвидация ЦТП, наоборот, - к высвобождению полезных площадей. Установка сильфонных компенсаторов позволит снизить количество видимых парений, их меньшие габариты оказывают влияние на возможную трассу прокладки тепловой сети. Показана деятельность отрасли с позиций технического регулирования. Подавляющее число отечественных авторов в качестве способов энергосбережения отмечают учет тепловой энергии, внедрение систем энергетического менеджмента, а особенно - более точный учет потерь тепловой энергии при ее транспортировке. У нас недостаточное внимание уделяется анализу аварийных ситуаций, разработке мер по их предупреждению, локализации и ликвидации последствий: не удалось выявить даже достаточное количество научных работ по этой теме. Децентрализация и связанная с ней возможность применения маломощных тепловых источников на возобновляемом топливе - это один из мировых трендов, четко прослеживаемый в современных публикациях и, к сожалению, также незаслуженно упускаемый из виду в русскоязычных статьях. В условиях сурового климата основным отличием теплоснабжения от других средств бытового жизнеобеспечения являются повышенные требования к бесперебойности, т.е. надежности. Надежность так или иначе имеет место во всех исследованиях. В схемах теплоснабжения городов вопросы надежности рассматриваются в следующих направлениях: кроме упомянутого анализа аварийных ситуаций, это обоснование гидравлического режима, температурного графика и способов регулирования теплопотребления и другие направления. В схеме теплоснабжения города должны найти отражение вопросы неудовлетворительного технического состояния тепловых сетей и невозможности их функционирования при соблюдении нормативного температурного графика, причинами чего являются: затратный принцип образования тарифов, отсутствие повсеместного учета тепла, непроведение испытаний на тепловые потери. Все это делает теплоснабжение особой отраслью ЖКХ не только с позиции значительной изношенности инфраструктуры, но и с точки зрения современных научных знаний и определяет его особую роль в жизнеобеспечении современного города.

Об авторах

С. В Чичерин

Омский государственный университет путей сообщения

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 222

Ссылки

• Ссылки не определены.