CC BY
113
дымовых газов, что чуть снижает образование конденсата на выходе.
Таким образом, математическое моделирование коаксиальной системы дымоудаления газовых котлов, выполненное с помощью программного пакета инженерного моделирования ЛшуБ, показывает, что температура дымовых газов зависит от скорости движения газов и параметров температуры наружного воздуха. При низких температурах наружного воздуха коаксиальная труба с соплом под углом 45° мало влияет на обледенение, она более пригодна для антизадувания.
Л и т е р а т у р а
1. Кудинов А. А., Зиганшина С. К. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. - М.: Машиностроение, 2011. - 374 с.
2. Удовенко В. Е. Автономное теплоснабжение. Системы дымоудаления: Справочное пособие / В. Е. Удовенко, Е. Х. Китайцева, К. Е. Паргунькин; под общ. ред. Е. Х. Ки-тайцевой. - М.: ЗАО «Полимергаз», 2006. - 280 с.
3. Schidel Quadro Система воздух-газ (LAS). - М.: ООО «Шидель», 2008. - 44 с.
4. EN 1443: 2003 Chimneys. General requirements. -Publication date 2003 - 10 - 31. - CEN, 2003. - 24 p.
5. EN 13384-1: 2002 Chimneys. Thermal and fluid dynamic calculation methods. Chimneys serving one appliance.
- Publication date 2002 - 12 - 23. - CEN, 2002. - 100 p.
УДК 621.311.1
А. С. Нестеров, Г. И. Давыдов, П. Ф. Васильев
АЛЬТЕРНАТИВНОЕ РЕШЕНИЕ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
Предлагается вариант централизованного электроснабжения Севера, что сократит объемы завоза, обеспечит надежное энергоснабжение объектов Минобороны России, ограничит темпы роста тарифов на электрическую и тепловую энергию для населения и промышленности и, главное, создаст условия для устойчивого социально-экономического развития арктических улусов, восстановления горнодобывающей промышленности в отдаленных топливно-дефицитных районах.
Ключевые слова: анализ электроснабжения децентрализованной зоны Республики Саха (Якутия), централизованное электроснабжение промышленных центров Севера Якутии, линия Хандыга - Усть-Куйга - Томтор.
НЕСТЕРОВ Андрей Сергеевич - ведущий инженер ИФТПС имени В. П. Ларионова СО РАН.
Е-таН: [email protected]
ДАВЫДОВ Геннадий Иванович - м. н. с. ИФТПС имени В. П. Ларионова СО РАН.
Е-mail: [email protected]
ВАСИЛЬЕВ Павел Филиппович - к. т. н., м. н. с. ИФТПС имени В. П. Ларионова СО РАН.
Е-mail: [email protected]
A. S. Nesterov, G. I. Davydov, P F Vasiliev
Alternative decision of development of consumers electricity supply in the Arctic zone of the Republic of Sakha (Yakutia)
The variant of a centralized electricity supply in the North is suggested, with a help of it the value of delivery will decrease, steady energy supply of the RF Ministry of Defense objects will be furnished, the growth of tariffs on electricity and heating energy for the population and industry will be limited and what is the most important the conditions for the stable social-economic development of the Arctic regions, restitution of the mining industry in far fuel scarce regions will be gained.
Key words: analysis of the decentralized zone of the Republic of Sakha (Yakutia), centralized electricity supply of industrial centres in the North of the Republic of Sakha (Yakutia), Khandyga - Ust-Kuiga - Tomtor.
В будущем Арктическая зона выполнит миссию финансово-экономической поддержки перехода страны на инновационный путь развития. Новые ресурсные мегапроекты освоения Арктической зоны должны создать мощный инновационный импульс во всей российской экономике, в ведущих отраслях российской промышленности: машиностроении, судостроении, военнно-промышленного комплекса (ВПК), в отраслях НИИ, конструкторских бюро (КБ) - и послужить финансовой основой для реализации инвестиционных проектов, обеспечивая возможность осуществления перехода России к инновационному пути развития.
К Арктической зоне в Республике Саха (Якутия) относятся 12 муниципальных районов: Абыйский, Аллаиховский, Анабарский, Булунский, Верхоянский, Жиганский, Момский, Нижнеколымский, Оленекский, Среднеколымский, Усть-Янский, Эвено-Бытантайский. Промышленное развитие определяется традиционной деятельностью коренных малочисленных народов Севера. Для создания прочных основ устойчивого развития арктических территорий Якутии важнейшим принципом выступает сбалансированное решение задач промышленного освоения, традиционных видов деятельности народов Севера и сохранение экологических систем.
На территории арктической Якутии находятся россыпи алмазов на реках Анабар, Оленек, Молодо, Моторчуна и др., месторождение редкоземельных металлов иттриевой группы Томтор, месторождение олова Депутатское, золоторудное месторождение Кючюс. Арктическая зона Якутии богата многочисленными запасами благородных, цветных и редких металлов, уникальной по объему сырьевой базой олова на основе Эге-Хайской и Бургавлинской групп месторождений, вольфрама, меди, сурьмы, золота, серебра.
Согласно Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года [1] в энергетической сфере будет проведена модернизация дизель-генераторов и оптимизирован марочный состав и
типы энерговырабатывающего оборудования с учетом ускоренного внедрения дизельных электрических станций, производящих комбинированную выработку электрической и тепловой энергии и более широкого использования альтернативных возобновляемых источников энергии. Предусматривается строительство серии автономных энергоустановок для локальных потребителей (в том числе атомных ТЭЦ малой мощности (мм) - плавучих атомных теплоэлектростанций). Рациональным местом размещения атомной теплоэлектроцентрали малой мощности (АТЭЦ ММ) являются труднодоступные населенные пункты со значительным перспективным ростом электропотребления, связанным с разработкой новых месторождений полезных ископаемых. В связи с этим в энергетической стратегии [2] в качестве мест размещения АТЭЦ ММ рекомендованы с. Юрюнг-Хая, вблизи которого расположено Томторское ниобий-редкоземельное месторождение, и п. Усть-Куйга для разработки Кючюсского месторождения золота. Кроме того, строительство АТЭЦ ММ предусматривается в п. Тикси вследствие возможного роста энергетических нагрузок из-за возобновления функционирования Северо-Восточного морского пути и трудностей доставки топлива.
Но, тем не менее, средний износ основного оборудования на дизельных станциях составляет 52 %, дизельного оборудования - 48 %, сетевого хозяйства - 60 %, зданий и сооружений - 50 % [3]. Воспроизводство основных фондов идет низкими темпами, для полного обновления потребуется около 20 лет, т. е. можно сказать, что в настоящее время удается лишь удерживать существующий уровень износа. Суммарная электрическая энергия, которая может быть получена в республике от использования валового потенциала ветровой энергии при современном уровне технических средств, представляет практический интерес при частичном покрытии фактического электропотребления в децентрализованных зонах. Энергетическое строительство и эксплуатация малых ГЭС в экстремальных природно-климатических условиях Севера требует технико-экономи-
ческого обоснования его целесообразности. В условиях Крайнего Севера малые ГЭС следует рассматривать в комплексе с другими энергогенерирующими источниками. Использование солнечной энергетики сезонно, так как ограничивается продолжительностью дня (полярная ночь, порядка 9 месяцев года в зимний период) и низким энергетическим потенциалом.
Государственная корпорация «Росатом» развернула широкую пропаганду перспективности атомных
станций малой мощности (АС ММ) и активизировала строительство плавучих атомных теплоэлектростанций (ПАТЭС), которые являются одним из вариантов этого типа атомных станций (АС). Прототипами энергоустановок для этих станций были выбраны реакторные установки типа КЛТ-40С, имеющие
опыт эксплуатации на нескольких советских атомных ледоколах и лихтеровозе «Севморпуть» и использующие в качестве топлива высокообогащенный уран. Основной аргумент, который используют сторонники развития АС ММ сегодня, - это необходимость решения проблем энергообеспечения северных и дальневосточных регионов. По их расчетам, несмотря на то, что удельные капиталовложения различных проектов АС ММ в 5 и более раз превышают вложения в большие стационарные АЭС, эти проекты являются перспективными. Стоимость первого реализованного проекта ПАТЭС выросла с задекларированных Минатомом в 2001 г. 150 млн долларов до объявленных в 2010 г. С. Кириенко 550 млн долларов (16,5 млрд руб.), т. е. более чем в 3,5 раза.
18-20 октября 2011 года в Якутске проходила
конференция по радиационной безопасности, на которой Росатомом была озвучена цифра 60 млрд рубл. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) имеет огромное значение для себестоимости на единицу продукции. Для закрытой энергосистемы, не имеющей возможности продавать излишки энергии за пределы региона в периоды низкого энергопотребления значения КИУМ, - не более 50 %.
Немаловажную роль в реализации проектов играют тарифы на энергоресурсы. Объединение энергосистем Сибири и Дальнего востока (Братская ГЭС, Усть-Илимская ГЭС, каскад Вилюйских ГЭС, Южно-Якутский гидроэнергетический комплекс, Колымская ГЭС, Усть-Среднеканская ГЭС) даст дешевую электроэнергию. Поэтому для решения надежного и экономичного энергоснабжения населенных пунктов и объектов промышленности арктических районов Республики Саха (Якутия) целесообразно расширение централизованного электроснабжения (рис.), что сократит объемы северного завоза, обеспечит надежное энергоснабжение объектов Минобороны России, ограничит темпы роста тарифов на электрическую и тепловую энергию для населения и промышленности и, главное, создаст условия для устойчивого социально-
экономического развития арктических улусов, восстановления горнодобывающей промышленности в отдаленных топливно-дефицитных районах.
Общая нагрузка линии Хандыга - Усть-Куйга -Томтор составит около 200 МВт (согласно энергетической стратегии РС (Я) [2]), протяженностью
1630 км. Линия будет проходить вдоль автозимника «Яна» (согласно [1], автозимник «Яна» будет действовать постоянно), через промышленный район (полиметаллическое месторождение «Прогноз») и где сосредоточено большое количество малых ДЭС (рис.).
Для повышения пропускной способности линий применяются технические решения, не связанные с их конструкцией (продольная емкостная компенсация, синхронные и статические компенсаторы, многоцепные линии), а создание ВЛ с расщепленными проводами в первую очередь рассматривалось как средство ограничения коронного разряда.
Работы ЛПИ и СЗО «Энергосетьпроект» показали ошибочность такого подхода к созданию линий с расщепленными проводами [4, 5]. Было показано, что при отказе от ограничений расстояния между проводами можно создать электропередачу произвольной пропускной способности, которая будет определяться числом составляющих в фазе. Следовательно, необходимо пересмотреть сложившееся мнение по поводу ограничения числа составляющих в фазе по условию ограничения коронного разряда, не только на линиях 500... 1150 кВ, но и на ВЛ до 220 кВ и ниже, так как это приводит к многократному уменьшению их индуктивного сопротивления. Именно это многократное увеличение пропускной способности линии позволяет отказаться от многоцепных линий, расширить области применения электропередач основных классов напряжения по передаваемой мощности и дальности, по-другому решать проблему обеспечения баланса реактивной мощности.
Улучшить технико-экономические показатели можно переводом ВЛ в режим натуральной мощности, для ВЛ традиционной конструкции это означает существенное ограничение передаваемой мощности. Наиболее простым способом повышения натуральной мощности является сближение соседних фаз. Расстояние между фазами определяется не столько электрической прочностью межфазных промежутков, сколько условиями предотвращения схлестывания проводов. Поэтому установка междуфазных изоляционных распорок позволяет исключить схлестывание проводов и увеличить натуральную мощность линии до 30 %. Однако только сближение фаз не позволяет полностью решить проблему улучшения режимов работы электропередач высокого напряжения при одиночных относительно больших сечениях фазных проводов. Дальнейшим наращиванием натуральной мощности линии является переход к расщепленным
Рис. Магистральная линия электроснабжения арктических районов
фазам, как это принято для ВЛ сверхвысокого напряжения.
В расчетах были приняты напряжения 2-х классов: 220 кВ и 330 кВ. Характер нагрузки - активноиндуктивный. В табл. даны технико-экономические показатели линии.
Ядром новой политики России в Арктике становится реализация интеллектуального потенциала в рамках инновационной модернизации экономики в условиях обеспечения национальной безопасности и устойчивого природопользования при неукоснительном сохранении уникальных систем Арктики и
жизнеспособности местных сообществ. Развитие Севера будет проходить в контексте глобальной экономической динамики, которая, прежде всего, определяется конъюнктурой мировых рынков углеводородов. Превращение Китая и Индии в основные локомотивы мирового экономического роста, появление новых центров экономического развития в Азии и Латинской Америке неизбежно увеличат спрос на рынках нефти и газа и обеспечат рентабельность освоения арктических шельфовых месторождений.
В связи с этим обеспечение безопасности и
Таблица
Технико-экономические показатели электрической связи “Хандыга - Усть-Куйга - Томтор»
Показатели Варианты электрической связи
ВЛ 220 кВ с одним проводником в фазе ВЛ 330 кВ с двумя проводниками в фазе
Натуральная мощность на участке, МВт Хандыга -Усть-Куйга 121,8 343,9
Усть-Куйга - Томтор 121,8 343,9
Волновое сопротивление на участке, Ом Хандыга - Усть-Куйга 397,3 316,6
Усть-Куйга - Томтор 397,3 316,6
Максимальная передаваемая мощность, МВт 123,2 346,5
Коэффициент распространения волны вдоль линии 1,073*10-3 1,08*10-3
Укрупненные показатели стоимости ВЛ*, млн. руб 37 538 57 841
* СТО 56947007-29.240.014-2008 Укрупненные показатели стоимости сооружения (реконструкции) подстанций 35-750 кВ и линий электропередачи напряжением 6, 10-750 кВ. Письмо Минрегиона России от 18.11.2010 № 39160-КК/08. В ценах 2010 года.
Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года // http://www.minregion.ru/upload/02_ dtpZ101001_str.doc
2. Энергетическая стратегия Республики Саха (Якутия) на период до 2030 года / Правительство Респ. Саха (Якутия).
- Якутск; Иркутск: Медиа-холдинг «Якутия», и др.; 2010.
- 328 с.
3. Локальная энергетика: опыт, проблемы, перспективы развития. http://sakhaenergo.ru/index.php?option=com_content&t ask=view&id=312.
4. Александров Г. Н. Воздушные линии электропередачи повышенной пропускной способности / Электричество.
- 1981. - № 7.
5. Александров Г. Н., Ершевич В. В., Крылов С. В. и др. Проектирование линий электропередачи сверхвысокого напряжения. - Л, 1983. - 168 с.
устойчивости существования местных сообществ
в экстремальных природных условиях Севера с наименьшими затратами и экологическим воз-
действием является важнейшим стимулом для инновационных усилий и разработок в области энергетики.
Стоимость предлагаемой нами к варианту
электроснабжения промышленных труднодоступных районов Севера Республики Саха (Якутия) от плавучих атомных теплоэлектростанций малой мощности магистральной линии Хандыга - Усть-Куйга - Томтор на напряжении 330 кВ сопоставима со стоимостью одной ПАТЭС.
Л и т е р а т у р а
1. Стратегии развития Арктической зоны Российской
