CC BY
161
Оптимизация газоснабжения в теплоэнергетике Оренбуржья
А.В. Еремякин, аспирант, П.П. Гончаров, д.э.н, профессор, Оренбургский ГАУ
Реформирование процесса использования газовых топливных ресурсов в теплоснабжении является эффективным методом оптимизации газоснабжения соответствующего региона, ведь энергетический сектор — основной потребитель газа.
Оренбургская система теплоснабжения формировалась на протяжении десятилетий и в основном была нацелена на использование тепла Сак-марской ТЭЦ. Ранее эта система оправдывала себя, так как тепло, вырабатываемое ТЭЦ, было самым дешевым по сравнению с другими источниками теплоснабжения. Подход к экономии газа и тепловой энергии был формальным, а других экономичных источников тепла не предлагалось. За прошедшие годы ситуация по рациональному использованию газового топлива в корне изменилась.
В 2005 г. около 43% газа расходовалось на производство тепла для бюджетной сферы, что равно 8% от общего потребления по области — 680 млн. м3 в год (табл. 1).
Существуют альтернативные источники сырья, которые могут обеспечить дешевую тепловую энергию. Анализ существующих газоиспользующих котельных по производству тепловой энергии из газового топлива показывает, что 75% этих установок выработали свой ресурс. Кроме того, КПД используемых установок низок, а загрузка производственных котельных в отопительный период составляет всего 25% [1].
Для решения вышесказанной проблемы мы рекомендуем использование современных газовых модульных котельных и мини-котлов с высоким КПД. Все установки высокоавтоматизированы и способны регулировать температуру в помещениях в зависимости от температуры воздуха, време-
1. Потребление тепловой энергии в Оренбуржье в 2005 г.
Потребители Тепловая энергия, тыс. гкал/год Природный газ, м3 Уголь, тыс. т Мазут, тыс. т Прочие, тыс. т
ОАО «Оренбургэнерго» 11723,0 1583,5 13,6 10,5 96,3
Промышленная энергетика 8469 1155,6 24,7 41,1 236,9
Муниципальная энергетика 6593 1050,8 14,8 37,5 75,9
Всего: 26785 3789,9 53,1 89,1 409,1
ни суток и дней недели. Сравнительные показатели газовых теплопроизводящих установок приведены в табл. 2, где первые 3 строки характеризуют оборудование старой модификации, а остальные
— современную аппаратуру, в которой при одинаковом объеме нагреваемого воздуха расход газа меньше на 30%, а КПД выше на 25% [2].
Согласно методике, расчет затрат на производство тепловой энергии из газового топлива производится по следующей формуле:
Зт = Внат ■ Цт (тыс. руб), (1)
где Внат — количество газа на выработку тепловой энергии, м3;
Цт — цена за единицу газового топлива, руб.
Для определения необходимого количества топлива на выработку теплоэнергии (Внат) определяется годовой расход условного топлива (Вусл): Вусл. = Qвыр. ■ Ь (кг у. т.), (2)
где Qвыр. — годовая выработка тепловой энергии, тыс. ккал/год;
Ь — удельный расход условного топлива на выработку 1 Гкал тепловой энергии, кг удельной теплоемкости/Гкал.
Нормативный удельный расход газа определяется по паспортным данным, нормативным характеристикам оборудования, установленного в котельной, или по результатам режимно-наладочных испытаний котлов, выполненных специализированной организацией, имеющей лицензию на проведение данного вида работ.
При наличии в котельных нескольких типов котлов среднюю норму расхода газа на выработку тепла за планируемый период определяют как средневзвешенную по формуле:
ЬсР =2 ы ■ Qi / Qi, (3)
где Ь — норма удельного расхода газа для каждого котла, кг у.т. / Гкал;
Qi — выработка тепла каждым котлом за планируемый период,Гкал;
N — количество котлов.
Пересчет условного топлива в натуральное выражение:
Внат. = Вусл. / э, (4)
где э — топливный эквивалент, э = Qн / 7000;
Qн — низшая теплота сгорания газа, ккал/кг, ккал/м3.
Для природного газа Qн = 7900—8050, ккал/м3, э газа = 1,129—1,157;
Внат. = Вусл./1,129—1,157 (тыс. м3 газа).
Для мазута Qн = 9260—9620, ккал/кг;
Внат. = Вусл./1,323—1,374 (тонн мазута) [3].
Получение энергоресурсов с помощью парогазовых установок (ПГУ) является приоритетным направлением в современном получении энергии из газового топлива. ПГУ представляет собой производство тепловой энергии и тепла одновременно и состоит из газотурбинной установки с электрогенератором и системой утилизации тепла отходящих выхлопных газов от газовой турбины. Отключение подачи газа в аварийных случаях производится в соответствии с требованиями «Правил безопасности в газовом хозяйстве», то есть со срабатыванием звуковой и световой сигнализации и указанием причины отключения газа [4].
Парогазовые установки могут быть активно применены в поквартирном отоплении. Основными элементами поквартирного отопления являются газовый отопительный котел, отопительные приборы, системы подачи воздуха и дымоудаления. Наиболее дешевым вариантом поквартирного отопления является тепловое снабжение с использованием природного газа в качестве источника энергии. Поквартирное отопление широко развито в Европе, например, в Италии индивидуальным отоплением обеспечено около 20 млн. квартир. Госстрой РФ с 2000 г. проводит эксперимент по строительству и эксплуатации многоэтажных домов с поквартирным газовым отоплением. Дома с подобной системой газотеплоснабжения уже построены в Брянске, Санкт-Петербурге, Рязани, где данный эксперимент показал реальную эффективность как для элитного (кирпичного, монолитного), так и для массового (блочно-панельного) строительства [5].
Для рядовых потребителей поквартирное отопление газовым топливом многократно снижает финансовые затраты. Так, для 1060 оренбургских семей, имеющих поквартирное отопление в домах различной этажности, стоимость коммунальных услуг на тепло- и водоснабжение по сравнению с централизованной системой уменьшилась почти в 6 раз, а с учетом дотаций — в 11 раз. Потребитель
2. Основные показатели газовых обогревательных установок
Модель оборудования Теплопроиз- водительность, гкал/ч Расход газа, м3/ч Расход воды, м3/ч Объем помещения, тыс. м3 КПД, % Масса оборудования, т
ПТВМ-50 0,98 156 0,624 4 70 9,0
КВГМ-100 1,08 153 0,624 4 72 11
ВК-22 1,086 200 0,624 4 65 14
Урал-2-047 0,86 10,4 0,624 4 85 5,0
Акватерм 0,95 117 0,455 4 95 1,8
ГПВ-140 0,120 15 - 4 87 0,72
ГПВ-500 0,520 50 - 16 87 3,4
САМУМ 0,09 8,2 - 5 92 0,05
получает возможность достичь максимального теплового комфорта, сам определяет уровень обеспечения теплом и горячей водой, также снимается проблема перебоев в снабжении по техническим, организационным, сезонным причинам.
В заключение отметим следующие достоинства поквартирного газового отопления:
— при условии надежного газоснабжения становится возможным вести жилищное строительство в городских районах, не обеспеченных развитой инфраструктурой тепловых и газовых сетей;
— отпадает необходимость в дорогостоящих теплосетях, газовых тепловых пунктах, приборах учета газа и тепловой энергии;
— снимается проблема окупаемости систем газового отопления, т.к. погашение стоимости происходит в момент покупки жилья;
— повышается потребительская привлекательность такого жилья;
— для газораспределительных организаций газовое отопление позволяет получить экономию в размере 30—40% и приобрести в лице конечных потребителей наиболее исправных плательщиков за газ и сервисные услуги.
Литература
1 Математическое моделирование и оптимизация систем теп-лоэнергоснабжения / под ред. А.П. Меренкова. Новосибирск: Издательство «Наука», 1992. 98 с.
2 Отопительные системы: руководство НПО «Стройполимер» по проектированию и монтажу. М., 2000. 48 с.
3 Лопатин, А.С. Энергетика и транспортировка природного газа. М.: Потенциал, 2001. 82 с.
4 Никишин, В.И. Энергоснабжение в транспортировке газа // Газовая промышленность. 2006. №5. 105 с.
5 Палыунов, П.П. Санитар но-технические устройства и газоснабжение зданий /П.П. Палыунов, В.Н. Исаев. М.: Строй-издат, 1991. 89 с.
