CC BY
44
А. В. ПАНОВ ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ г. САРАНСКА
Ключевые слова: теплообменник, межремонтный период, импульсный режим, система горячего водоснабжения, эксплуатационные затраты, экономический эффект
Key words: heat exchanger, period between repairs, pulse mode, system of hot water supply, maintenance costs, economic effect
В статье рассматриваются основные источники теплоснабжения г. Саранска, затронута проблема накипи и шламообразования на теплопередающих поверхностях, ведущая к избыточным эксплуатационным затратам. В качестве решения этой проблемы предложено использование теплообменников с активной трубной частью.
The paper considers the main sources of heat supply in the city of Saransk; the problem of scale and sludge emerging on heat-exchange surfaces leading to excessive operating costs is discussed. Using heat exchangers with active tubular part is proposed as a solution to this problem.
Современная энергетическая отрасль национальной экономики включает в себя всю совокупность предприятий, установок и сооружений, а также связывающих их хозяйственные отношения, которые обеспечивают функционирование и развитие добычи и производство энергоресурсов и всех процессов их преобразования до конечных установок потребителей. Функцией энергетики является бесперебойное снабжение потребителей энергией в нужном количестве, требуемого качества, с максимальной экономичностью1. Одним из видов такой энергии является тепловая энергия, запасенная в горячей воде, необходимой в каждом доме для производственно-хозяйственных нужд.
В XXI в. ученые продолжают поиски новых способов более эффективного применения тепла. Еще в Древнем Риме в общественных банях (термах) применялась горячая вода, которая доводилась до кипения для уничтожения присутствующих в ней бактерий. Сейчас же актуальной задачей является повышение экономической эффективности систем
ПАНОВ Алексей Владимирович, аспирант кафедры теплоэнергетических систем Национального исследовательского Мордовского государственного университета.
горячего водоснабжения многоэтажных зданий. Основными источниками теплоснабжения для Саранска являются Центральная котельная, относящаяся к ОАО «СаранскТе-плоТранс» и Мордовский филиал ОАО «ТГК-6» (Саранская ТЭЦ-2). На Саранской ТЭЦ-2 нагрев сетевой воды происходит с помощью бойлеров номинальной тепловой производительностью от 40 Гкал/ч (тип ПСВ-500-14-23, ПСВ-500-3-23, БО-550-3М) до 87,5 Гкал/ч (тип ПСГ-2300-2-8-1, ПСГ-2300-3-8-П) и водогрейным котлом номинальной тепловой производительностью 100 Гкал/ч (тип ПТВМ-100). Нагрев воды для горячего водоснабжения потребителей происходит либо в подвальном помещении жилого дома, либо групповых тепловых пунктах. На этих пунктах осуществляется присоединение теплопотребляющих установок группы жилых и общественных зданий микрорайона к тепловой сети2. При этом используются пластинчатые или кожухотрубчатые теплообменники.
Серьезной проблемой при использовании теплообменно-го оборудования является отложение накипи и шлама на теплопередающих поверхностях. Даже тонкий слой накипи, обладая малым коэффициентом теплопроводности, понижает характеристики оборудования3. Снижается коэффициент теплопередачи и тепловая мощность теплообменника. Со временем каналы для прохода теплоносителя могут забиться и оборудование станет непригодно для эксплуатации. Службы жилищно-коммунального хозяйства заинтересованы в повышении сроков эксплуатации оборудования без капитального ремонта. Это становится возможным благодаря своевременному удалению отложений с внутренних поверхностей теплообменников.
В энергетике поддержание оборудования в работоспособном состоянии, улучшение эксплуатационных качеств и повышение экономической эффективности его использования достигается за счет применения системы планово-предупредительного ремонта4. Нельзя однозначно ответить на вопрос о стоимости очистки теплообменника. Она будет зависеть от толщины отложений, их химического состава, от того, какой срок эксплуатации имеет теплообменное оборудование и когда проводилась его последняя очистка5.
Увеличение межремонтного периода уменьшает затраты на обслуживание, что влияет на годовые эксплуатацион-
ные затраты. Годовые затраты на ремонт основных фондов аккумулируются в специальном ремонтном фонде и расходуются по мере надобности при выполнении различных видов ремонтного обслуживания6. Увеличить межремонтный период можно применив теплообменники с активной трубной частью. Кратковременные локальные повышения давления воздействуют на теплопередающую поверхность, за счет этого она перемещается на некоторое расстояние, когда давление понижается — возвращается в первоначальное положение. Подобные теплообменники применимы при использовании в импульсной системе теплоснабжения. Во время их эксплуатации происходит самоочищение те-плопередающей поверхности как с внутренней стороны (за счет импульсного режима течения теплоносителя), так и с внешней (за счет пульсирующего режима). Установлено увеличение эффективности системы теплоснабжения при переходе с классических ламинарного или турбулентного режимов на импульсный.
Рассчитаем экономический эффект от применения теплообменников с активной трубной частью для г. Саранска.
Пусть Со — стоимость обычного теплообменника, руб.; Са — стоимость теплообменника с активной трубной частью, руб.; З(пр.о.) — затраты на промывку обычного теплообменника, руб.; З(пр.а.) — затраты на промывку теплообменника с активной трубной частью, руб. Примем, что промывка производится дважды в год при условии, что З(пр.о.) = 0,15Со, Са = 1,2Со, З(пр.а.) = 0,03Са, З(пр.а.) = 0,3 • З(пр.о.).
Срок окупаемости в этом случае составит: Са 1,2Со
Ток= 2(Зпр.о. — Зпр.а) = 2 (0,10Со — 0,036С) = 5,26 года.
По данным 2012 г., объем тепловой энергии (мощности), используемой для горячего водоснабжения, составляет 312,24 Гкал/ч7. Считая, что стоимость теплообменника прямо пропорциональна его тепловой мощности, определим годовой экономический эффект при условии, что средняя стоимость пластинчатого теплообменника мощностью 17 0000 ккал/ч составляет 40 тыс. руб.
Э, = 2П(0,15Со — 0,036Со) = 0,228ПСо, (2)
где п — количество теплообменников, шт.
Повышение экономической эффективности
95
п = 3()2r74 = 1 836,7 » 1837 шт. Эг = 0,228 • 1 837 • 40 ООО = 16 753 440 руб.
Таким образом, годовой экономический эффект составит 16 753 440 руб.
Теплообменники с активной трубной частью емкостного типа могут являться также и баками-аккумуляторами и применяться для нужд горячего водоснабжения здания при пиковых нагрузках.
Отметим, что достаточно перспективным способом повышения экономической эффективности систем горячего водоснабжения многоэтажных зданий Саранска на сегодняшний день является применение теплообменников с активной трубной частью. Благодаря этому теплопередающая поверхность будет меньше загрязняться, тем самым продлится межремонтный период и, как следствие, снизятся эксплуатационные затраты. Так как теплообменное оборудование используется повсеместно в масштабах города экономический эффект будет значительным и для Саранска даже по минимальным оценкам составит 16,8 млн руб. Внедрение подобных технологий будет очередным этапом в развитии энергетики Мордовии.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Рогалев Н.Д., Зубкова А.Г., Мастерова И.В. и др. Экономика энергетики: учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во МЭИ, 2005. С. 7, 12.
2 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов. М.: Изд-во МЭИ, 2001. С. 88.
3 Прохоров А.М. Физическая энциклопедия. Т. 5. Стробоскопические приборы — яркость. М.: Науч. изд-во «Большая Российская энциклопедия», 1998. С. 79.
4 Басова Т.Ф., Кожевников Н.Н., Леонова Э.Г. и др. Экономика и управление в энергетике. М.: Издат. центр «Академия», 2003. С. 162.
5 Сайт PHE Systems. URL: http://www.teploobmennik.su/prices (дата обращения: 03.08.2013).
6 Нагорная В.Н. Экономика энергетики: учеб. пособие. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. С. 36.
7 ОАО «САРАНСКТЕПЛОТРАНС». Раскрытие информации по ГВС по факту 2012 г. URL: http://saransktt.narod.ru/cl.html (дата обращения: 02.05.2014).
Поступила 03.09.2013.
REFERENCES
1 Rogalev N.D., Zubkova A.G., Masterova I.V. i dr. Jekonomika jenergetiki: ucheb. posobie dlja vuzov. M.: Izd-vo MJel, 2005. S. 7, 12.
2 Sokolov E.Ja. Teplofikacija i teplovye seti: uchebnik dlja vuzov. M.: Izd-vo MJel, 2001. S. 88.
3 Prohorov A.M. Fizicheskaja jenciklopedija. T. 5. Stroboskopicheskie pribory — jarkost'. M.: Nauch. izd-vo «Bol'shaja Rossijskaja jenciklopedija», 1998. S. 79.
4 Basova T.F., Kozhevnikov N.N., Leonova Je.G. i dr. Jekonomika i upravlenie v jenergetike. M.: Izdat. centr «Akademija», 2003. S. 162.
5 Sajt PHE Systems. URL: http://www.teploobmennik.su/prices (data obrashhenija: 03.08.2013).
6 Nagornaja V.N. Jekonomika jenergetiki: ucheb. posobie. Vladivostok: Izd-vo DVGTU, 2007. S. 36.
7 OAO «SARANSKTEPLOTRANS». Raskrytie informacii po GVS po faktu 2012 g. URL: http://saransktt.narod.ru/cl.html (data obrashhenija: 02.05.2014).
A. V. Panov. Ways to Increase Economic Efficiency of Hot Water Supply Systems for Multi-Storey Buildings in the City of Saransk
The function of power engineering is the uninterrupted supply of energy to consumers in the needed quantity, of the required quality, with maximum efficiency. In the 21st century, scientists continue search for new ways of more effective application of heat. Now, an urgent task is to increase the economic efficiency of hot water supply systems for multi-storey buildings.
The deposition of scale and sludge on heat-transfer surfaces is a serious problem when using heat-exchange equipment.
Heat exchangers with active tubular part of the capacitive type may also be storage tanks and can be used for hot water supply of a building at peak loads.
Today the use of heat exchangers with active tubular part is a promising way to increase the economic efficiency of hot water supply systems for multi-storey buildings in the city of Saransk. As heat exchange equipment is used everywhere in the city, the economic effect will be significant, and according to the most conservative estimates, it will make up 16.8 million rubles for Saransk.
PANOV Alexei Vladimirovich, Postgraduate, Department of Heat-and-Power Engineering Systems, National Research Ogarev Mordovia State University (Saransk, Russian Federation).
