CC BY
378. Триполицын А. А., Потапенко В. В., Старков Н. Н., Жуйков Д. А., Бабкин О.Э. Увеличение эффективности тушения твердых горючих материалов путем использования в качестве добавки амидофосфатов // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2015. - № 1 (6), - С. 198199.
9. Петров Н. А., Давыдова И. Н., Акодис М. М. Исследование комплексных реагентов СНПХ «ПКД» 515 и СНПХ «ПКД» 515Н в качестве модифицирующих добавок в технологические жидкости нефтяной промышленности // Башкирский химический журнал. -2006. - Т. 13, № 2. - С. 34-42.
10. Гуцев Н. Д., Михайлова Н. В., Корчунова И. Ю. Результаты сравнительных испытаний новых огнетушащих составов на модельных лесных пожарах // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. - 2013. - № 4. -С. 40-52.
11. Протокол испытаний гелеобразующего порошкового состава «Фаерлок»® и готового водногелевого огнетушащего состава «Фаерлок»® №1128/2.1-2016 от 31.10.2016 г. // ВНИИПО, г. Балашиха. - 2016. - №1128/2.1-2016. - 17 с.
Энергоснабжение, водоснабжение и теплоснабжение объектов военного назначения
УДК 355.673:621.182/621.18
Смолинский С.Н.
Smolinskii S.N.
К вопросу технико-экономической оценки модернизации систем теплоснабжения автоматизированными угольными котельными с котлами высокотемпературного кипящего
слоя
Revisiting technical and economic assessment of the modernization of heat supply systems by automated coal-fired boiler houses with boilers of high-temperature fluidized bed
Аннотация:
В статье произведен анализ состояния систем теплоснабжения на объектах МО РФ. Сформулированы перспективные направления модернизации и технического перевооружения существующих угольных котельных. Получены результаты сравнительной оценки технико-экономической эффективности капитальных вложений на основе теории производственных
функций для разработки методики при модернизации систем теплоснабжения с применением автоматизированных угольных котельных с котлами ВТКС.
Abstract :
The article analyzes the condition of heat supply systems at the facilities of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Prospective directions of modernization and technical re-equipment of existing coal-fired boiler houses are presented. The results of a comparative evaluation of the technical and economic efficiency of capital investments on the basis of the theory of production functions for developing a methodology for the modernization of heat supply systems with the use of automated coal-fired boiler houses with VTKS boilers are obtained.
Ключевые слова: капитальные вложения, высокотемпературный кипящий слой, производственные функции.
Key words: capital investments, high-temperature fluidized bed, production functions.
В настоящее время системы теплоснабжения объектов МО РФ, включающие котельные установки и тепловые сети, обеспечивают повседневную жизнедеятельность и работу во время несения боевых дежурств воинскими частями и подразделениями Вооруженных сил РФ.
По данным Департамента эксплуатационного содержания и обеспечения коммунальными услугами МО РФ (ДЭС и ОКУ) число таких котельных находящихся в работе составляет 3928, из них около 70% приходится на низкоэффективные угольные и жидкотопливные котельные, которые работают на твердом топливе (каменные и бурые угли низкого качества) и жидком топливе (высоковязкие сернистые обводненные мазуты и дорогостоящее дизельное топливо).
Из общего числа твердотопливных и жидкотопливных котельных 515 котельных не подлежит передаче в муниципальную собственность, а также переводу на квалифицированное высокоэкологичное газообразное топливо, вследствие отсутствия технической возможности подвода природного газа от магистральных газопроводов [1].
Тепловые сети также находятся в неудовлетворительном состоянии, создавались во второй половине XX века, требуют замены и технической модернизации.
Данное состояние угольных котельных и тепловых сетей стало одной основных причин разработки ведомственной целевой программы модернизации теплового хозяйства объектов МО РФ на период 2016-2026 г.г.
В настоящее время в Военном институте (инженерно-техническом) по заданию ДЭС и ОКУ МО РФ выполняется научно-исследовательская работа (НИР) шифр «Энергоэффективность».
В рамках этих НИР для сбора информации, анализа и разработки комплекса рациональных инженерно-технических решений по реконструкции систем теплоснабжения были разработаны и разосланы на объекты специальные анкеты и рекомендации к их заполнению на 93 объекта систем теплоснабжения (СТС) по всем военным округам.
В результате проведенного анкетирования были получены статистические данные по всем объектам СТС. Из них по 35 котельным установкам (КУ) работающих на жидком топливе и 58 КУ -на твердом топливе. Полученных анкетные данные позволяют определить и провести анализ технико-экономических показателей котельных установок.
Одним из наиболее перспективных направлений модернизации и технического перевооружения существующих угольных котельных является применение технологии сжигания угля в высокотемпературном «кипящем» слое (ВТКС). Котлоагрегаты КВП-1,74-ВТКС с высокотемпературным кипящим слоем с узкой наклонной подвижной колосниковой решеткой единичной мощностью 1,5 Гкал/час (1,74 МВт) сертифицированы и могут серийно применяться к установке при строительстве и реконструкции угольных котельных.
В настоящее время накоплен значительный опыт разработки и промышленного изготовления высокоэффективных, автоматизированных котлоагрегатов КВП-1,74-ВТКС, а также опыт проектирования, строительства и реконструкции угольных котельных с применением таких котлоагрегатов. Результаты исследований по данному направлению нашли отражение в работах учёных научной школы д.т.н., профессора А.В.Смирнова: д.т.н., профессора Ю.В.Юферева, кандидатов технических наук А.Е.Лукичёва, В.Ю.Воронова, С.А.Кныша, А.В.Балабана, Д.В.Антоновича, В.П.Дружинина, М.А.Карпова, Д.А.Проскурякова, А.В.Бондарева, А.Г. Киревнина, Р.В. Васильева, Д.А. Косолапова, Д.А. Мамаева [2].
Для обследованных 93 объектов выполнена предварительная оценка капитальных затрат на строительство новых котельных с использованием котлов КВП-1,74 ВТКС. Такая оценка показала, что суммарные капитальные затраты только на строительство вышеперечисленных котельных в текущие ценах составят более 7,3 млрд. руб.
В современных сложных экономических условиях бюджетного финансирования строительства объектов военной инфраструктуры маловероятно ожидать выделения денег для таких значительных единовременных капитальных затрат. В таких условиях становится актуальной задача определения первоочередных приоритетных объектов для строительства и реконструкции угольных котельных по технологии высокотемпературного кипящего слоя, а также задача выбора приоритетного варианта проектных решений.
При рассмотрении нескольких вариантов сравнительная оценка известными методами, применяемыми на стадии «Технико-экономическое обоснование» или «Обоснование инвестиций», становится трудоемкой
Для принятия приоритетного решения о варианте реконструкции представляется желательным иметь некий более упрощенный инструментарий, с помощью которого можно было бы выполнять сравнительный анализ без подробных расчетов всех необходимых технико-экономических показателей. Вместе с тем, несмотря на упрощенность и простоту использования такого инструментария, ошибка в выборе решения должна быть сведена к минимуму. Другими
50
словами, представляется актуальной задача разработки «экспресс» метода сравнительной технико-экономической оценки эффективности капитальных вложений при строительстве и реконструкции угольных котельных объектов МО РФ.
Первым положительным результатом в решении сформулированной задачи стали разработки Б.И.Морозова на кафедре теплосиловых установок ВИТУ с использованием метода экономико-математического моделирования котельных с выражением математических зависимостей между основными показателями в виде производственных функций [3].
Применение этого метода позволяет решать задачи, связанные с взаимозамещаемостью и оптимальным распределением материальных ресурсов при проектировании и строительстве котельных установок, и другие более сложные, комплексные задачи, относящиеся как к котельным, так и к техническим системам, в которые они входят.
Однако данные результаты носят общий характер для отопительно-производственных котельных малой и средней мощности при работе на газе и мазуте. В них не отражены особенности технологических процессов, нового оборудования, проектных решений, характерных для угольных котельных, именно, малой мощности с учетом внедрения технологии сжигания угля в ВТКС.
На кафедре теплосиловых установок Военного инженерно-технического университета под руководством профессора А.В.Смирнова инженером И.С.Рода собран и проанализирован обширный статистический материал технико-экономических показателей по известным проектным решениям реконструкции котельных с применением технологии ВТКС. С использованием упомянутого статистического материала разработаны и рассчитаны однофакторные и двухфакторные производственные функции в виде семейства графических зависимостей удельных капитальных затрат, себестоимости выработанной теплоты и семейства изоквант [4].
Приведенная методика позволяет выполнять экспресс оценку технико-экономических показателей для строительства и реконструкции только угольных котельных малой мощности с энергоэффективными котлами высокотемпературного кипящего слоя. При этом подразумевается, что управление работой таких котельных осуществляется оператором со щита автоматики в дистанционном режиме в соответствие с режимной картой. В этих щитах имеются кнопки управления органами регулирования подачи топлива, первичного и вторичного воздуха, разрежения, удаления шлака из топки котла. Однако такое ручное управление работой котла при переходных режимах сопряжено с перерасходом топлива. Для повышения экономичности работы котлов на переходных режимах необходимо оснащение их современными программируемыми логическими контроллерами с использование средств микропроцессорной техники и соответствующего программного обеспечения. Автоматизированная таким образом котельная может экономично работать в автоматическом режиме с минимальным числом эксплуатационного персонала. При несомненном повышении экономичности, и, как следствие, снижении годовых эксплуатационных расходов, оснащение котельной упомянутыми средствами автоматизации повлечет за собой
51
увеличение капитальных затрат. Поэтому данное обстоятельство потребует уточнения разработанной методики экспресс-оценки.
В настоящее время актуальным является не только техническое перевооружение и реконструкция источников тепловой энергии, но и замена, реконструкция тепловых сетей, тепловых пунктов и других объектов входящих в единую систему теплоснабжения объекта. Следует отметить, что капитальные затраты на реконструкцию и строительство тепловых сетей сопоставимы с затратами на реконструкцию и строительство котельных. Экономическим эффектом реконструкции и строительства тепловых сетей будет снижение потерь теплоты через тепловую изоляцию, а, также повышение надежности, и как следствие, снижение ожидаемого ущерба от аварийных ситуаций.
Для выполнения сравнительной оценки различных вариантных решений по модернизации и перевооружению систем теплоснабжения военных городков и объектов требуется, в дополнение к имеющимся данным по котельным установкам, собрать, обработать, привести к сопоставимым условиям и рассчитать технико-экономические показатели тепловых сетей. На основе имеющихся данных по котельным установкам и вновь полученным данным по тепловым сетям можно разработать технико-экономические показатели для всей системы теплоснабжения военного городка с построением экономико-математической модели на основе производственных функций.
На основании вышеизложенного для расчета двухфакторных производственных функций котельных установок была принята функция Кобба-Дугласа вида как наиболее простая и более удобная для анализа.
С = АК " см (1)
где С - годовые эксплуатационные расходы; К - основные производственные фонды; А - параметры функции; а, Р - коэффициенты эластичности; См - годовые материальные расходы. Результаты расчетов параметров функций для котельных установок при разных выходных параметрах представлены в табл. 1.
Значение величины рК для годовых эксплуатационных расходов С и приведенных затрат З определяется коэффициентом р, который учитывает суммарные отчисления К за год, а для З еще и нормативный коэффициент эффективности капиталовложений рн = 0,12.
Таблица 1
Параметры функции Кобба-Дугласа для различных групп котельных установок
Группы котельных установок Вид топлива С = А(рК)аСмР З = А(рК)аСмР
А а Р А а Р
Котельные установки низкого давления малой мощности уголь 0,238 0,076 0,924 0,312 0,241 0,758
мазут 0,222 0,061 0,938 0,279 0,141 0,858
Коэффициенты эластичности по ресурсам а и Р в пределах рассматриваемых производительностей имеют постоянные значения для каждой группы котельных установок. Сумма а + Р для всех групп котельных получилась близкой к 1. Это свидетельствует о том, что построенные производственные функции можно считать линейно однородными, т.е. увеличение затрат всех ресурсов в X раз приводит к возрастанию выработки теплоты также в X раз. Коэффициенты а и Р для различных групп котельных установок имеют разные значения, это зависит от соотношения капитальных затрат на строительство и годовых расходов на эксплуатацию котельной. Они показывают вклад каждого ресурса в производство тепловой энергии.
Аналогичные расчеты были проведены на основании собранных статистических данных для тепловых сетей систем теплоснабжения. Результаты расчетов параметров двухфакторных производственных функций для тепловых сетей СТС объектов МО РФ представлены в табл. 2.
Таблица 2
Параметры функции Кобба-Дугласа для ТС различного типа прокладки
Тип прокладки ТС С = А(рК)аСмР З = А(рК)аСмР
А а Р А а Р
Бесканальная прокладка ТС в сухих грунтах 0,384 0,697 0,279 0,318 0,824 0,16
Бесканальная прокладка ТС в мокрых грунтах 0,367 0,731 0,248 0,304 0,845 0,141
Подземная прокладка ТС в непроходных каналах в сухих грунтах 0,350 0,767 0,214 0,287 0,871 0,117
Подземная прокладка ТС в непроходных каналах в мокрых грунтах 0,325 0,811 0,173 0,335 0,866 0,083
Надземная прокладка ТС на низких опорах в сухих грунтах 0,374 0,712 0,267 0,308 0,838 0,148
Надземная прокладка ТС на низких опорах в мокрых грунтах 0,361 0,74 0,24 0,296 0,857 0,13
Анализ полученных результатов показывает, что характер изменения характеристик для различных типов прокладки тепловых сетей в большей или меньшей степени соответствует характеру изменения показателей котельных установок.
Также как и для котельных установок, коэффициенты эластичности по ресурсам а и Р имеют постоянные значения для каждого типа прокладки тепловых сетей. Сумма а + Р для всех типов ТС получилась близкой к 1. Это свидетельствует о том, что построенные производственные функции можно также считать линейно однородными. Общий характер изменения характеристик котельных установок и тепловых сетей позволяет на основе полученных функциональных зависимостей рассчитать и построить двухфакторные производственные функции для систем теплоснабжения в целом.
Наличие разделения котельных установок (источников теплоты в системах теплоснабжения) на группы в зависимости от типа установленных котлов и вида сжигаемого топлива, а также различных типов прокладки тепловых сетей создает возможность получения большого количества вариантов создания систем теплоснабжения военных объектов. На основе проведенного анализа собранного статистического материала по системам теплоснабжения объектов МО РФ наиболее распространенным типом прокладки тепловых сетей является подземная прокладка в непроходных каналах. В связи с этим, в качестве примера были проведены расчеты двухфакторных производственных функций для систем теплоснабжения с различными группами котельных установок и тепловыми сетями, проложенными в непроходных каналах. Результаты расчета для наиболее часто встречающегося типа прокладки тепловых сетей в непроходных каналах, представлены в табл. 3.
Таблица 3
Параметры функции Кобба-Дугласа для СТС с котельными установками низкого давления малой
Группы систем теплоснабжения (СТС) Вид топлива С = А(рК)аСмР З = А(рК)аСмР
А а Р А а Р
СТС с котельными установками низкого давления малой мощности уголь 0,331 0,261 0,738 0,365 0,461 0,537
мазут 0,946 0,526 0,331 0,785 0,744 0,121
Приведенные в таблицах 1 -3 двухфакторные производственные функции позволяют решать вопросы взаимозамещаемости ресурсов (капитальных затраты К или рК, материальных годовых расходы См), определять их оптимальное распределение, а также оценивать взаимное влияние связей, существующих между отдельными составляющими затрат.
Полученные данные будут использованы для разработки методики оценки технико-экономической эффективности капитальных вложений при строительстве и реконструкции систем теплоснабжения (СТС), включающих автоматизированные котельные с котлами ВТКС и тепловые сети. Разработка данной методики становится итоговым этапом выполнения НИР « Энергоэффективность».
Список литературы:
1. Смирнов А.В., Бондарев А.В. Перспективы и опыт создания систем комплексной автоматизации топочных процессов твердотопливных котлоагрегатов с топками кипящего слоя при реконструкции и строительстве котельных // Военный инженер, №2.-СПб.: ВИ(ИТ) ВА МТО, 2016г. -56 с. 17 -21 с.
2. Смирнов А.В., Бондарев А.В., Кныш С.А., Карпов М.А., Проскуряков Д.А. Результаты режимной наладки и теплобалансовых испытаний котлоагрегата малой мощности КВП-1,74-ВТКС для сжигания низкосортных углей в высокотемпературном кипящем слое. // СПб: «Инженерные системы» - 2008. - № (37).
3. Морозов Б.И. Использование экономико-математических методов для оценки характеристик отопительно-производственных котельных // Военная наука и образование - городу: Тез. докл. 1 Городск. научн.-практич. конф. 20 - 22 мая 1997 г. - СПб., 1997. Ч.1. - С. 186.
4. Морозов Б.И., Кныш С.А., Рода И.С., Проскуряков Д.А., Бондарев А.В. Технико-экономические аспекты .... // Депонирование в ЦВНИ МО РФ. - 2008. - С.49. инв. № А29600
Военная педагогика
УДК 355.232.6: 378.147.227
Чиркова Е.И.
Chirkova E.I.
Функции невербальной коммуникации в педагогическом общении Non-verbal communication functions in pedagogical interaction
Аннотация:
Статья посвящена функционированию невербальных средств коммуникации в образовательном процессе при общении преподавателя и обучающегося. В статье дано определение
