CC BY
28
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
О НЕКОТОРЫХ ЭФФЕКТАХ ГАЗИФИКАЦИИ Доронин М.С. Email: Doronin671@scientifictext.ru
Доронин Михаил Сергеевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра тепловой и атомной энергетики, институт энергетики и транспортных систем
Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А., г. Саратов
Аннотация: в статье отмечается, что газификация регионов призвана обеспечить растущие потребности производства и населения в природном газе. Указывается, что газификация способствует повышению эффективности сферы теплоснабжения, в том числе за счет перехода с централизованной на децентрализованную схему теплоснабжения, а также применения комбинированной выработки тепла и электроэнергии на ТЭЦ на базе использования высокоэффективных газотурбинных и газопоршневых двигателей. Отмечается, что отечественный и мировой опыт подтверждает высокую экологическую эффективность использования природного газа в сравнении с другими видами топлива. Социальный результат газификации очень важен и всегда является положительным.
Ключевые слова: газификация, теплоснабжение, социальная эффективность, экология.
ABOUT SOME EFFECTS OF GASIFICATION Doronin M.S.
Doronin Mikhail Sergeyevich - PhD in Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF THERMAL AND NUCLEAR POWER ENGINEERING, INSTITUTE OF POWER ENGINEERING AND TRANSPORT SYSTEMS SARATOV STATE TECHNICAL UNIVERSITY GAGARIN YU.A., SARATOV
Abstract: the article notes that the gasification of the regions is designed to meet the growing needs of production and the population in natural gas. It is indicated that gasification enhances the efficiency of the heat supply sphere, including through the transition from a centralized to a decentralized heat supply scheme, as well as the use of combined heat and power generation at thermal power plants based on the use of highly efficient gas turbine and piston engines. It is noted that domestic and world experience confirms the high environmental efficiency of the use of natural gas in comparison with other types of fuel. The social outcome of gasification is very important and always positive. Keywords: gasification, heat supply, social efficiency, ecology.
УДК 656.56:621.6
Природный газ широко используется в различных отраслях экономической деятельности. Логика экономического роста предполагает дальнейшее увеличение потребления энергоресурсов, в том числе природного газа. Повышение степени газификации регионов призвано в полной мере обеспечить растущие потребности производства и населения в природном газе, способствовать росту эффективности энергетического сектора экономики.
1 Повышение эффективности сферы теплоснабжения.
1.1. Использование природного газа при производстве тепловой энергии в котельных.
Централизованным системам теплоснабжения присущи следующие проблемы:
- физическая и моральная изношенность основного оборудования котельных и тепловых сетей;
- низкая энергетическая эффективность производства и транспорта тепловой энергии;
- существенная величина топливной составляющей в затратах на производство тепловой энергии при использовании жидкого топлива;
- существенная составляющая затрат на оплату труда в себестоимости тепловой энергии из-за высокой трудоемкости обслуживания мелких котельных и т.д.
Потери тепловой энергии в тепловых сетях достигают величины 20 - 30%, а общий потенциал повышения энергетической эффективности в теплоснабжении составляет 20 - 25%. Реализация указанного потенциала, повышение эффективности и снижение затрат на эксплуатацию систем теплоснабжения наиболее эффективно на базе использования природного газа, в том числе, путем экономически обоснованного перехода с централизованной на децентрализованную схему теплоснабжения. Этот переход повысит надежность, снизит расход топлива на компенсацию потерь при транспорте и тарифы на тепловую энергию. Все это будет способствовать решению следующих задач:
- повышение качества жизни населения;
- повышение энергетической безопасности;
- снижение энергоемкости экономики и воздействия на окружающую среду;
- обеспечение устойчивости экономического роста в регионе.
Окончательное решение о целесообразности и масштабах перехода с
централизованной на децентрализованную систему теплоснабжения должно приниматься индивидуально по каждой локальной системе теплоснабжения населенного пункта.
1.2. Комбинированная выработка тепла и электроэнергии на ТЭЦ на базе использования природного газа.
Наличие в населенном пункте природного газа позволяет использовать в локальных системах теплоснабжения когенерационные установки, прежде всего, на базе высокоэффективных газотурбинных и газопоршневых двигателей.
Высока эффективность создания мини-ТЭЦ промышленными предприятиями на базе собственных котельных. Это определяется тем, что в структуре тарифов на электрическую энергию для конечного потребителя основными составляющими являются стоимость генерации энергии и ее передачи по системам транспорта (доля сбытовой надбавки незначительна). Поэтому в случае перехода от централизованного на автономное энергоснабжение от собственной ТЭЦ (при сопоставимой себестоимости собственной генерации) возможная экономия платежей за покупную электроэнергию может составить около 50%, так как отпадет необходимость в оплате ее транспортировки. Однако высокая коммерческая эффективность перехода от централизованного на автономное энергоснабжение с использованием в качестве источника собственной ТЭЦ достигается только при условии максимальной годовой загрузки оборудования ТЭЦ.
В любом случае вновь создаваемая система централизованного теплоэлектроснабжения должна иметь высокоэффективные системы транспорта тепловой и электрической энергии с минимумом потерь.
Следует отметить, что в соответствии с подпунктом «в» пункта 7 [1] для строящихся и реконструируемых объектов по производству тепловой энергии мощностью более 5 Гкал/час к первоочередным требованиям энергетической эффективности относится обеспечение комбинированной выработки тепловой и электрической энергии. Это означает, что в котельных, находящихся в муниципальной собственности, при их
переводе на природный газ обязательно сооружение установок комбинированной выработки электрической и тепловой энергии.
2. Экологические последствия газификации.
Отечественный и мировой опыт подтверждает высокую эффективность использования природного газа в сравнении с другими видами топлива.
Наиболее ярко экологические преимущества перехода с твердого и жидкого топлива на природный газ можно показать на числовом примере. В таблице 1 представлены сведения о потреблении твердого и жидкого топлива для крупного региона Российской Федерации. В этой же таблице приведен эквивалентный (в т у.т.) расход природного газа на нужды региона в случае полной замены им жидкого и твердого топлива.
Таблица 1. Баланс потребления твердого, жидкого топлива и природного газа при полной
газификации региона РФ
Наименование вида топлива Расход топлива
млн. м3 тыс. т н.т. тыс. т у.т.
Природный газ 17421,2 - 19906
Мазут (топочный) - 7265,0 9953,0
Уголь (бурый) - 24882,5 9953,0
В таблице 2 представлены расчетные характеристики газообразного, жидкого и твердого топлив.
Таблица 2. Расчетные характеристики газообразного, жидкого и твердого топлив
Наименование характеристики Природный газ Мазут топочный Уголь бурый
Плотность при температуре 20 °С и давлении 0,1013 МПа, г/см3 0,683 - -
Низшая теплота сгорания, МДж/м3 33,5 - -
Низшая теплота сгорания, МДж/кг - 40,193 11,723
Массовая доля серы, % - 1,2 0,6
Зольность, % - 0,1 12
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании природного газа, мазута и угля рассчитывались по соответствующим методическим указаниям. Результаты расчетов приведены в таблице 3.
Таблица 3. Результаты расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании
природного газа, мазута и угля, т/год
Наименование загрязняющего вещества Природный газ Мазут топочный Уголь бурый
Диоксид азота 27776,0 23241,6 45114,1
Оксид углерода 29361,2 27974,9 530405,3
Диоксид серы - 153785,5 269864,1
Бенз(а)пирен 0,0017 0,0180 0,1300
Твердые частицы 3,0 1089,7 134365,5
Пятиоксид ванадия - 2150,0 -
Формальдегид - 1200,0 2850,0
Всего 57140,2 209441,7 982599,1
Как видно из таблицы, суммарные выбросы загрязняющих веществ, образующихся при сжигании природного газа, в 21 раз меньше выбросов при сжигании мазута и угля.
3. Социальные последствия газификации.
Социальный результат газификации, как правило, очень важен и всегда является положительным.
Газификация обеспечит:
- значительное улучшение качества жизни населения;
- создание дополнительных рабочих мест на предприятиях газовой отрасли;
- улучшение условий труда и рост его производительности.
Существенным социальным эффектом является снижение затрат на теплоснабжение населения при переходе, например, с использования мазута на природный газ.
Важнейшими результатами использования природного газа при реализации схемы являются его технологические преимущества. Особенно они проявляются при переводе с мазута на газ топливоиспользующих агрегатов, что позволит:
- повысить коэффициент полезного действия теплоэнергетического оборудования;
- значительно продлить межремонтный период его службы и тем самым уменьшить затраты на обслуживание и ремонт;
- осуществить полную автоматизацию всех процессов от подготовки топлива до его сжигания и сократить численность обслуживающего персонала;
- существенно сократить затраты на приобретение топлива всем категориям потребителей;
- сократить затраты на доочистку уходящих газов и экологические платежи за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Повышение степени газификации позволит:
- снизить затраты на содержание котельных на жидком топливе;
- решить проблемы по обеспечению топливом частного сектора;
- снизить потери при транспорте тепловой энергии за счет использования автономных источников отопления на газе (квартальных, домовых котельных).
Список литературы /References
1. Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 года № 1221 «Об
утверждении правил установления требований энергетической эффективности
товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для
государственных или муниципальных нужд».
