CC BY
80
Оригинальная статья / Original article УДК 338.4
DOI: http://dx.d0i.0rg/l 0.21285/2227-2917-2018-3-130-141
РЕКОНСТРУКЦИЯ ЛОКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ И ТЕПЛОИСТОЧНИКОВ
© С.Е. Суходаева3, И.И. Айзенбергь
a b
Иркутский национальный технический университет, 664074, Российская Федерация, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. В настоящее время актуальной проблемой в любой сфере является оптимизация затрат различных видов ресурсов различных видов. Исследование посвящено оптимизации в сфере теплоснабжения. Оптимизация в данной сфере не может происходить без повышения показателей надежности. Рассмотрена локальная система теплоснабжения жилого района на примере пос. Жил-кино города Иркутска, охарактеризованы все ее элементы в отдельности и общее состояние в целом для возможности увеличения надежности локальной системы теплоснабжения. МЕТОДЫ. Для получения сведений о существующем состоянии системы теплоснабжения района и оценки проблем был проведен инженерный анализ данных о техническом состоянии элементов системы теплоснабжения пос. Жилкино г. Иркутска. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. В результате проведенного анализа технического состояния угольных источников тепловой энергии выявлены следующие факторы: значительный моральный и физический износ оборудования, полностью или частичное отсутствие приборов измерения, регулирования и контроля, отсутствие процесса химводоподготовки. Кроме того, большая часть изоляции трубопроводов неэффективна и требует замены, у части трубопроводов тепловой сети исчерпан технический ресурс в связи с длительным сроком эксплуатации. ВЫВОДЫ. На основании выявленных проблем в системе теплоснабжении пос. Жилкино г. Иркутска предложены три варианта реконструкции системы с полным или частичным переводом нагрузки угольных котельных на мазутную котельную ОАО «Мясокомбинат Иркутский». Описаны возможности внедрения того или иного варианта, его преимущества и недостатки. А также рассчитана себестоимость отпуска тепловой энергии после реализации одного из вариантов реконструкции системы теплоснабжения. Ключевые слова: теплоснабжение, котельная, теплопотребление, реконструкция тепловых сетей, инженерный анализ, надежность.
Информация о статье. Дата поступления 18 мая 2018 г.; дата принятия к печати 09 июля 2018 г.; дата онлайн-размещения 26 сентября 2018 г.
Формат цитирования. Суходаева С.Е., Айзенберг И.И. Реконструкция локальной системы теплоснабжения на основе анализа технического состояния тепловых сетей и теплоисточников // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018. Т. 8. № 3. С. 130-141. DOI: 10.21285/22272917-2018-3-130-141
RECONSTRUCTION OF A DISTRICT HEATING SYSTEM BASED ON AN ANALYSIS OF THE TECHNICAL CONDITION OF HEAT NETWORKS AND SOURCES
S.E. Sukhodaeva, I.I. Aizenberg
Irkutsk National Research Technical University,
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation
ABSTRACT. AIM. Under the present economic conditions, optimising the cost of various types of limited resources becomes an urgent problem. The focus of the present study is an optimisation of resource use in
аСуходаева Светлана Евгеньевна, аспирант, e-mail: [email protected] Svetlana E. Sukhodaeva, Postgraduate, e-mail: [email protected]
ьАйзенберг Илья Иделевич, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения,e-mail: [email protected]
Ilya I. Aizenberg, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Department of Engineering Communications and Life Support Systems, e-mail: [email protected]
the field of heating supply, which cannot occur without improving reliability indicators. A local heating system of a residential area (the village of Zhilkino, Irkutsk oblast) is considered and all of its elements and general condition are described. METHODS. In order to obtain the information about the existing state of the district heating system and to assess its problems, an engineering analysis of the data on the technical condition of the elements of the Zhilkino village heating system is conducted. RESULTS AND DISCUSSION. As a result of an analysis of the technical condition of coal heat sources, the following factors are identified: significant physical deterioration of equipment, the complete or partial absence of measuring, regulating and controlling devices, and a lack of chemical water treatment facilities. In addition, most of the insulation of pipelines is inefficient and needs to be replaced. A portion of the pipeline of the heating network is exhausted due to its long service life. CONCLUSIONS. Based on the problems described in the heat supply system of the Zhilkino village, Irkutsk, three reconstruction options of the system are proposed with the full or partial transfer of the load of coal-fired boilers to the oil-fired boiler-house of JSC "Irkutsky Meat Processing Plant". The possibilities of introducing one or another option, its advantages and disadvantages are described. The cost of heat supply following the implementation of one of the options for the reconstruction of the heat supply system is calculated.
Keywords: heat supply, boiler room, heat consumption, reconstruction of heating networks, engineering analysis, reliability
Information about the article. Received May 18, 2018; accepted for publication July 09, 2018; available online September 26, 2018.
For citation. Sukhodaeva S.E., Aizenberg I.I. Reconstruction of a district heating system based on an analysis of the technical condition of heat networks and sources. Izvestiya vuzov. Investicii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate, 2018, vol. 8, no. 3, pp. 130-141. (In Russian). DOI: 10.21285/2227-2917-2018-3-130-141
Введение
Надежная работа систем теплоснабжения при строгом соблюдении необходимых параметров теплоносителя во многом определяется правильным выбором схем тепловых сетей и тепловых пунктов, конструкций прокладки тепловых сетей и применяемого оборудования.
Система теплоснабжения состоит из теплоисточника, тепловых сетей, тепловых вводов и систем теплопо-требления. Системы теплоснабжения современных городов, имеющих длительную историю развития, обычно имеют теплоисточники разного уровня технологического совершенства и тепловые сети разных периодов постройки и состояния. Дополнительные затруднения вносит различная ведомственная принадлежность небольших подсистем и изменение этой принадлежности в прошлом. Соответствующие характеристики имеют и тепловые вводы, и системы теплопотребления.
Анализ таких городских систем теплоснабжения показывает существенную разницу в надежности поставки тепла потребителям для разных подсистем, т.е. выявляются «слабые мес-
та» системы с наибольшим количеством инцидентов на теплоисточниках, порывов тепловых сетей и, соответственно, отключениями потребителей. К таким подсистемам часто относятся не имеющие связей с другими подсистемами города системы теплоснабжения от мелких теплоисточников, в основном, старых и неэффективных угольных котельных. Кроме проблем с надежностью, здесь необходимо рассматривать и экологические аспекты. Логично предположить, что первоочередная реконструкция таких подсистем позволит существенно увеличить общую надежность теплоснабжения города.
Задачу реконструкции можно представить как задачу оптимизации: увеличение надежности теплоснабжения потребителей до нормативной за счет замены (ремонта) теплоисточников и перекладки тепловых сетей при минимуме финансовых затрат и ряде ограничений, например, сроки реконструкции не должны превышать неотопительный период. Это означает, что можно построить математическую модель, в качестве критерия эффективности которой будет принят минимум
расчетных затрат, а целевая функция, т.е. зависимость критерия эффективности от параметров модели, будет учитывать необходимость обеспечения нормативной надежности и ряд ограничений, обусловленных историей развития подсистемы, экологическим состоянием микрорайона, местными условиями и т.п.
При реконструкции в качестве отдельной задачи выступает плохо формализуемый выбор между ремонтом работающего оборудования или заменой его на новое.
Для наполнения модели реальной информацией, позволяющей процедуру оптимизации, необходим тщательный инженерный анализ технического состояния элементов системы теплоснабжения и формулировка возможных вариантов реконструкции. Это и является целью данной статьи.
Ниже такой подход рассматривается на примере подсистемы теплоснабжения поселка Жилкино г. Иркутска, административно входящей в РТС-3, но достаточно автономной [15].
Материал и методы исследования
Теплоснабжение потребителей п. Жилкино осуществляется 4 котельными: по ул. Шахтерская, д. 22, с подключенной нагрузкой 3,4 Гкал/ч; по ул. Воровского, д. 18а, с подключенной нагрузкой 1,3 Гкал/ч; котельная «1-я Московская», с подключенной нагрузкой 1,7 Гкал/ч. Кроме того, теплоснабжение части потребителей осуществляет мазутная котельная ОАО «Мясокомбинат Иркутский», с подключенной нагрузкой жилых домов 8,8 Гкал/ч.
Основными потребителями тепловой энергии исследуемого микрорайона является жилищно-коммунальный сектор.
Суммарная максимально-
часовая нагрузка жилищно-коммунального сектора на отопление и вентиляцию определена расчетным путем при расчетной температуре на-
ружного воздуха для проектирования отопления -33°С с учетом данных о размере жилого фонда и величине охвата теплоснабжением. Среднечасовой расход тепла на ГВС жилищно-коммунального сектора определен также расчетным путем на основании нормы расхода воды и численности населения. Суммарная тепловая нагрузка пос. Жилкино на 2015 г. составила 15,36 Гкал/час. Потребители тепла района п. Жилкино по надежности теплоснабжения относятся ко второй категории - потребители, допускающие временное снижение температуры в отапливаемых помещениях: в жилых и общественных зданиях до 12°С, в промышленных - до 8°С на период ликвидации аварии, но не более 54 часов.
Анализ состояния угольных котельных по ул. Шахтерская, д. 22, ул. Воровского, д. 18а и котельной «1-я Московская» показал следующее. Основное оборудование, установленное преимущественно в 60-70-е годы прошлого столетия, устарело морально и физически, строительные конструкции котельных не соответствуют нормативному уровню, а именно наблюдается обширное разрушение бетонных конструкций и кирпичной кладки, а также ненадлежащее состояние как внутренней, так и наружной отделки зданий. Фактические КПД котлов составляют 32-60% вместо паспортных 7580%, их располагаемая мощность на 10-15% ниже проектной. Основными причинами снижения экономичности действующих котельных установок являются:
1. Значительный моральный и физический износ оборудования (на уровне 50%).
2. В котельных полностью или частично отсутствуют приборы измерения, регулирования, контроля и учета, в результате чего персонал не имеет информации о нагрузке котельной и ее распределении между котлами, о состоянии пароводяного и газовоздушного трактов котлов. Без этой инфор-
мации невозможно обеспечить безопасную и экономичную работу оборудования.
3. Проектами не предусматривается оснащение котлов системами химводоподготовки, что приводит к быстрому выходу из строя стальных труб теплообменных поверхностей котлов, тепловых сетей и потребительских установок. Из-за плохого качества воды стальные котлы приходится заменять каждые 5-6 лет.
4. Конструкция большинства котлов не позволяет в процессе эксплуатации выполнять необходимые профилактические мероприятия (обдувка и пр.). В принципе трудно обеспечить приемлемый уровень обслуживания морально устаревших котлов с ручными топками.
На котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский» установлены мазутные
котлы, техническое состояние которых удовлетворяет требованиям надежности для теплоисточников.
Анализ тепловых сетей района показал, что в рассматриваемом районе тепловые сети 2-хтрубные, соединены между собой перемычками, работают по температурному графику 95/70°С. Фактический температурный график отпуска тепловой энергии соответствует расчетному температурному графику. Суммарная протяженность тепловых сетей поселка Жилкино составляет 8230,5 м, сроки эксплуатации теплопроводов представлены на рисунке 1.
Соотношение диаметров можно отследить на рисунке 2. Из них 7551,6 м сети подземной прокладки в непроходных каналах.
■ 35-40 II 30-35
□ 25-30
□ 20-25 Ш 15-20
□ до 15
Рис. 1. Структура тепловых сетей поселка Жилкино по срокам эксплуатации Fig. 1. Structure of heat networks in Zhilkino in terms of service life
2%
■ 32
■ 45
■ 57
■ 76
■ 89
■ 108
■ 133
■ 159 219
■ 273
■ 325
Рис. 2. Соотношение диаметров тепловых сетей поселка Жилкино Fig. 2. The ratio of the diameter of the heat networks of the village Zhilkino
Система горячего водоснабжения как открытая с непосредственным водоразбором на горячее водоснабжение (сети от котельных «1-я Московская», по ул. Воровского, д. 18а, по ул. Шахтерская, д. 22), так и закрытая с использованием кожухотрубных водо-подогревателей (сети от котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский»). Регулирование отпуска тепловой энергии производится в соответствии с методикой регулирования температуры прямой сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха. 70% узлов ввода потребителей оборудованы регулирующей арматурой, посредством которой осуществляется количественное регулирование теплоносителя.
Тепловые сети котельной «1-я Московская»: общая протяженность сетей - 1678,12 м; на всей протяженности - это укладка стальных труб, из них надземным способом - 334,91 м. Большая часть сетей введена в эксплуатацию в 1980 г. Лишь 352,22 м теплосети было проложено в 1997 г. В связи с этим надежность трубопроводов низкая по причине повреждения наружной и внутренней коррозией, а минераловатная изоляция полностью исчерпала свою долговечность.
Тепловые сети котельной по ул. Шахтерская, д. 22: общая протяженность сетей - 1568,13 м, из стальных труб - 1405,72 м, из труб «изопроф-лекс» - 162,41 м, из них надземным способом проложено 161,54 м. 62% сетей введены в эксплуатацию в период с 1992 по 1996 гг.., 19% - в 1958 г., 16% - в 1975 г. и остальные (3%) - в 1964 г. Основной материал изоляции -минеральная вата. При относительно небольшом сроке эксплуатации сетей изоляция находится в удовлетворительном состоянии.
Тепловые сети котельной по ул. Воровского, д. 18а: общая протяженность сетей - 836,52 м, на всей протяженности - стальные трубы подземной прокладки. Сети введены в эксплуата-
цию в 1990 г. Минераловатная изоляция находится в удовлетворительном состоянии.
Согласно перспективному плану развития г. Иркутска, в районе Жилки-но не предусматривается рост жилого фонда на 2015-2025 гг., наоборот, реально отключение некоторых потребителей в связи с расселением. Прирост тепловых нагрузок возможен за счет планируемых объектов социально-культурного, коммунально-бытового назначения и иных объектов капитального строительства [6-9].
Анализ полученных данных по количеству порывов трубопровода, приходящихся на 1 км длины, указывает на увеличение их количества в каждом последующем году. В настоящее время оно приближается к значению: 6-7 порывов в годна 1 км.
Большое количество повреждений выявляется в зимний период.
Результаты и их обсуждение
Анализ инцидентов на тепловых сетях по результатам актов осмотров теплопроводов при аварийных вскрытиях показывает неудовлетворительное состояние трубопроводов и выявляет несколько основных причин отказов тепловых сетей:
1. Длительный срок эксплуатации тепловых сетей: срок эксплуатации более 20 лет (до 65%) как распределительных, так и магистральных тепловых сетей;
2. Внутренняя коррозия трубопроводов (до 20%) - из-за большого содержания , в сетевой воде, бактериальная коррозия (концевые потребители с нестабильным гидравлическим режимом);
3. Наружная коррозия (до 30%) -подтопление водами водопроводно-канализационного хозяйства (пересечение лотков теплопроводов с трубопроводами водопроводно-канализационного хозяйства), подтопление техногенными и грунтовыми водами, заиливание каналов, провал лотков, солевые составы, применяе-
мые для посыпки дорог в зимний период (прокапывание через крышки люков, расположенных на автодорогах);
4. Электрическая коррозия -близкое расположение линий электропередачи и пр.;
5. Обрушение строительных конструкций тепловых сетей (до 10%) -разрушение лотков, опор.
Причиной потерь тепла в тепловых сетях является ветхость существующего изоляционного слоя, заилен-ность каналов, а в тепловых камерах и на участках сетей наружной прокладки - частичное либо полное отсутствие изоляции.
Таким образом, анализ системы теплоснабжения пос. Жилкино показал ее неудовлетворительное состояние и низкую надежность. Это связано с тем, что у части трубопроводов тепловой сети исчерпан технический ресурс, тепловая изоляция неэффективна, а угольные теплоисточники устарели морально и физически. Поэтому необходима полная реконструкция системы, для реализации которой предлагаются следующие три варианта.
Первый вариант - перевод всей нагрузки угольных котельных на котельную ОАО «Мясокомбинат Иркутский». При этом необходимо выполнить следующие мероприятия.
Для переключения нагрузки от котельных по ул. Шахтерская, д. 22, и ул. Воровского, д. 18, на тепловые сети котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский» необходимо заменить перемычки на тепловых сетях в общих тепловых камерах ТК-0 и ТК-7, где в настоящее время эти теплосети проходят параллельно.
Для переключения нагрузки от котельной «1-я Московская» потребуется строительство тепловой сети Ду 125 мм протяженностью 700 метров от ул. Полярной, д. 106, до существующей тепловой камеры по адресу ул. Полярная, д. 83. Проблема состоит не только в протяженности, но и в том, что территория планируемой проклад-
ки находится в частной собственности, и необходимости в переходе тепловой сети через железнодорожные пути.
Кроме того, схема теплоснабжения котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский» закрытая, поэтому при подключении потребителей котельных по ул. Воровского, д. 18а, по ул. Шахтерская, д. 22, «1-я Московская» необходима будет установка теплообменного оборудования для нужд ГВС жилых домов (зоны котельной по ул. Шахтерская, д. 22, - 8 домов; зоны котельной по ул. Воровского, д. 18а, - 2 дома и зоны котельной «1-я Московская» - 6 домов). В жилых домах малой этажности (менее 5-ти этажей) отсутствует место для установки теплообменников, поэтому необходимо будет соорудить групповые тепловые пункты. Это потребует выделения земельных участков.
В связи с тем, что здание и оборудование котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский» не требует капитального ремонта, соответственно и отсутствует необходимость значительных финансовых вложений. Основные затраты при данном варианте относятся к прокладке новых тепловых сетей, замене перемычек и установке тепло-обменного оборудования.
Второй вариант реконструкции системы теплоснабжения района предполагает перевод нагрузки потребителей котельных по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская, д. 22, на котельную ОАО «Мясокомбинат Иркутский» с сохранением котельных по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская, д. 22, в качестве аварийно-резервных.
Что касается котельной «1-я Московская», то в связи с необходимостью протяженной прокладки новой сети (по причине наличия рассредоточенных потребителей), а также переходе через железную дорогу, присоединение к сетям котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский» не рассматривается. Данной котельной необходим
капитальный ремонт здания и котельного оборудования: замена поверхностей нагрева и обмуровки на всех котлах, а также замена ручной подачи угля на механическую топливоподачу на котле № 1.
Как и в предыдущем варианте, для переключения нагрузки от котельных по ул. Шахтерская, д. 22, и по ул. Воровского, д. 18, на тепловые сети котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский» необходимо заменить перемычки в общих тепловых камерах ТК-0 и ТК-7. Кроме того, для поддержания котельных в качестве аварийно-резервных необходимо выполнить ремонт зданий, установить систему отопления, провести ремонт и техническое обслуживание пожарной сигнализации и системы видеонаблюдения, учесть затраты на дежурного работника в котельных и проведения запусков котлов 1 раз в 2 года.
Третий вариант - перевод нагрузки котельных по ул. Воровского, д. 18а, по ул. Шахтерская, д. 22, на котельную ОАО «Мясокомбинат Иркутский», с ликвидацией первых двух котельных.
Для данного варианта необходима замена перемычек, установка те-плообменного оборудования, ремонт конструкций и котельного оборудования котельной «1-я Московская» и текущий ремонт котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский». При реализации этого варианта суммарная подключенная нагрузка котельной ОАО «Мясокомбинат Иркутский» будет составлять 13,58 Гкал/ч, при свободной части установленной мощности 57,4 Гкал/ч.
Для выбора оптимального варианта реконструкции следовало бы провести объемные расчеты по оценке полных затрат на реализацию каждого из вариантов. В статье решено ограничиться инженерным анализом рассмотренных вариантов.
Недостатками первого варианта являются высокие финансовые и трудовые затраты на новое строительство
тепловой сети и затруднения в обеспечении жилых домов ГВС.
Второй вариант не является оптимальным, так как не целесообразно оставлять котельные по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская, д. 22, в качестве аварийно-режимных. Во-первых, отсутствует необходимость дополнительных теплоисточников на случай аварии, так как все потребители района относятся ко второй категории надежности теплоснабжения, диаметры теплосетей небольшие (преимущественно Ду 153), и при возникновении аварии ее локализация и ликвидация займут не более 10 часов. Во-вторых, восстановление и обслуживание зданий котельных требует значительных финансовых вложений.
Наиболее оптимальным представляется вариант ликвидации котельных по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская, д. 22, и перевод потребителей от этих котельных на котельную ОАО «Мясокомбинат Иркутский», а также ремонт оборудования котельной «1-я Московская».
В математической модели системы, ориентированной на поиск оптимального варианта реконструкции, важнейшим экономическим показателем, определяющим эффективность работы котельной, является себестоимость отпущенной теплоты. Этот показатель в той или иной степени отражает вооруженность котельной, степень механизации и автоматизации производственных процессов, расходование материальных ресурсов и т.д. В ходе ее расчета определяют и другие экономические показатели: сметную стоимость капитального ремонта или нового строительства, годовые эксплуатационные расходы и др.
Себестоимость выработанной теплоты представляет собой отношение годовых эксплуатационных затрат (руб.) к годовому отпуску теплоты (Гкал.). Себестоимость отпускаемой теплоты, руб./ГДж:
С =
Q
год
где ^ з1 - годовые эксплуатационные затраты
Qгод - годовой отпуск теплоты котельной, Гкал/год
Годовые эксплуатационные затраты складываются из прямых и косвенных расходов.
Составляющие прямых расходов: Затраты на топливо ЭТОП по значимости являются основными и равны
этоп = от (ст ^ с тр ) где ОТ - годовой расход топлива, т; СТ - стоимость топлива, руб./т; СТР - стоимость транспортировки топлива, руб./т.
Затраты на электроэнергию, идущую на собственные нужды котельной определяются, исходя из годового объема затраченной электроэнергии по показаниям приборов учета и стоимости отпускаемой электроэнергии по тарифу
з = О С
эл.эн эл.эн эл .эн
Затраты на сырую воду, расходуемую на питание котлов, наполнение и подпитку тепловых сетей, собственные нужды, химводоочистку, а также на горячее водоснабжение (при открытой схеме теплоснабжения), ЭВОД, определяются
ее годовым расходом ОВОД, м3, и стоимостью 1 м3, СВОД , руб./м3:
Э
вод
g вод с вод
Затраты на заработную плату (Ззар) определяются с начислениями
только эксплуатационному персоналу, участвующему в основной производственной деятельности котельной в соответствии со штатным расписанием и учитываются по данным предприятия.
Годовые амортизационные отчисления вычисляются, исходя из размера капитальных вложений в строительство:
Э = р * с + Р * С,
аморт 1 стр 2 об
Здесь Р1 - средняя норма амортизации общестроительных работ и зданий, для котельных 3-3,5%;
Р2 - средняя норма амортизации оборудования с монтажом, 7,5-8,5%;
Сстр - сметная стоимость строительных работ; Соб - сметная стоимость
оборудования.
Затраты на амортизацию могут приниматься и по данным предприятия.
В затраты на реконструкцию, капитальный и текущий ремонт (зтекрем)
включаются расходы на реконструкцию котельной, ее капитальный ремонт с заменой оборудования и текущий ремонт; сюда также относятся основная и дополнительная заработная плата с начислениями ремонтному персоналу, стоимость материалов и использованных запасных частей, стоимость услуг сторонних организаций и своих вспомогательных производств и др.
Наиболее точным определением данных затрат является сметно-финансовый расчет.
К косвенным расходам относятся: вспомогательное производство, общепроизводственные и общехозяйственные расходы.
Косвенные расходы учитываются по данным предприятия.
Годовой отпуск теплоты котельной, QОТП, Гкал/год, определяется как сумма отпуска теплоты на отопление и вентиляцию, QОВГОД , на горячее водоснабжение, QГвВ ГОД, а также на технологическую нагрузку, QтЕxн.гoд
QОТП.ГОД = QО.В.ГОД + Q Г.В.ГОД + Q ТЕХН.ГОД
На основе данных предприятия был произведен расчет себестоимости выработанной теплоты от котельной «1-я Московская», котельных по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская, д. 22, по состоянию на январь 2016 г. Данные сведены в таблицу.
Расчет себестоимости Calculation of cost
Показатель Кот. «1-я Московская» Кот. по ул. Воровского, д. 18а Кот. по ул. Шахтерская, Д. 22
Годовой отпуск тепловой энергии, (Qгoд X Гкал. 3694,36 3517,09 9 113,26
Годовые эксплуатационные затраты (IЭ,) тыс. руб. 17954,46 11 039,13 18 819,34
Прямые расходы, тыс. руб. 14331,17 8 228,41 13 289,68
Косвенные расходы, тыс. руб. 3623,29 2 810,71 5 529,66
Себестоимость, (С ), руб./Гкал. 4 859,97 3 138,71 2065,05
Тариф (Т ), руб./Гкал. 2084,72 2084,72 2084,72
Выручка (Д = б год * Т), тыс. руб. 7701,70 7 332,15 18 998,6
Чистый доход (убыток), тыс. руб. -10252,76 -3706,98 179,26
Как видно из таблицы, котельные «1-я Московская» и котельная по ул. Воровского, д. 18а, являются убыточными, но и котельная по ул. Шахтерская, д. 22, практически не приносит прибыли (в 2014 г. также наблюдался убыток от деятельности). Затраты на производство тепловой энергии мелкими котельными
При реализации мероприятия по переводу нагрузки котельных по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская и нагрузки котельной «1-я Московская» на котельную «Мясокомбинат Иркутский» необходимы существенные затраты на строительство тепловой сети Ду 125 мм ^700 м от дома по адресу ул. Полярная, д. 106, до существующей тепловой камеры по адресу ул. Полярная,
достаточно высокие, ввиду износа котельных, неудовлетворительного состояния как котельного оборудования, так зданий и сооружений. По котельной «Мясокомбинат Иркутский» данные о себестоимости, выручке и затратах взяты из официально раскрываемой предприятием информации.
47370,5 92890,36
89430,71 3459,65 1960,93
86 419,36 - 6 471,00
д. 83, для подключения потребителей котельной «1-я Московская» к котельной «Мясокомбинат Иркутский». По экспертной оценке, стоимость строительства новой тепловой сети составит около 280 млн руб. Финансовые вложения не соответствуют ожидаемому экономическому эффекту в связи с тем, что величина отпускаемой тепловой энергии от котельной «1-я Москов-
Годовой отпуск тепловой энергии, QгОД , Гкал. Годовые эксплуатационные затраты, (IЭ,) тыс. руб.
Прямые расходы, тыс. руб. Косвенные расходы, тыс. руб. Себестоимость, (с ), руб./Гкал.
Выручка, тыс. руб.
Чистый доход (убыток), тыс. руб.
ская» ничтожна мала по сравнению с размером затрат. Поэтому период окупаемости такого мероприятия будет достаточно долгосрочным, по расчетам, примерно 32 года. В этом случае необходимо детально провести анализ затрат котельной «1-я Московская», чтобы сделать вывод, какие варианты снижения расходов представляются возможными. При реализации мероприятия по переводу нагрузки котельных по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская на котельную «Мясокомбинат Иркутский» необходимы небольшие за-
Годовой отпуск тепловой энергии, Qгoд, Гкал.
Годовые эксплуатационные затPаты, (£ з)
Прямые расходы, тыс. руб.
Косвенные расходы, тыс. руб. Себестоимость, (с ), руб./Гкал.
Тариф (Т ), руб./Гкал.
Выручка (д = q год * т), тыс. руб.
Чистый доход (убыток), тыс. руб.
Себестоимость тепловой энергии от котельной, работающей на жидком топливе, соответственно выше, чем себестоимость тепловой энергии, отпускаемой котельной на угле. Но в случае с неудовлетворительным состоянием локальной системы теплоснабжения пос. Жилкино, а в частности котельных по ул. Воровского, д. 18а, и по ул. Шахтерская, д. 22, которые требуют значительных капитальных вложений как в переоснащении оборудования, так и в капитальном ремонте зданий, перевод тепловой нагрузки с этих котельных на котельную ОАО «Мясокомбинат Иркутский» будет целесообразнее, с точки зрения надежности системы теплоснабжения и экономической эффективности в долгосрочном периоде.
Как видно из расчетов, оптимальным вариантом является перевод нагрузки котельных по ул. Воровского, д.
траты на замену перемычек и монтаж теплообменного оборудования; общая стоимость затрат примерно равна 3,5 млн руб. С учетом данных затрат себестоимость тепловой энергии после реализации мероприятия по переводу нагрузки на котельную «Мясокомбинат Иркутский» будет равна 1925,93 руб./Гкал. Данная себестоимость рассчитана с учетом увеличения отпуска тепловой энергии и, соответственно, увеличением затрат на топливо, электрическую энергию и ремонт. Остальные переменные условно приняты неизменными.
60000,85
115556,36
89430,71 +18000 топливо+ 1166 эл. энергия + 3500 ремонт 3459,65 1925,93 1864,72 111883 -3673,36
18а, и по ул. Шахтерская на котельную «Мясокомбинат Иркутский». В этом случае убыток в первый год снизится на 56%, себестоимость отпуска тепловой энергии также немного уменьшится. Затраты на данное мероприятие незначительны, поэтому уже в первый год ожидается положительный экономический эффект.
Говоря об эффекте реализации мероприятия по закрытию котельных по ул. Шахтерская, 22, и Воровского, 18а, следует отметить, что для предприятия-собственника котельных он также будет положительным ввиду того, что котельные убыточные. Эффект достигается за счет отсутствия расходов на убыточные котельные.
Выводы
Таким образом, инженерный анализ системы теплоснабжения пос. Жил-кино показал ее неудовлетворительное
состояние и низкую надежность. Это связано с тем, что у части трубопроводов тепловой сети исчерпан технический ресурс. Кроме того, имеются теплоисточники, устаревшие морально и физически. В связи с этим необходима пол-
ная реконструкция системы, с переводом нагрузки неэффективных котельных по ул. Воровского, д. 18, и по ул. Шахтерская, д. 22, на котельную ОАО «Мясокомбинат Иркутский».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Инвестиционная программа ОАО «Иркутскэнерго» «Развитие, повышение надежности и энергоэффективности систем теплоснабжения, подключения потребителей к тепловой энергии к системам централизованного теплоснабжения г. Иркутск на 2013-2015 годы» [Электронный ресурс]. URL: document/cons-doc/ (10.04.2018).
2. Инвестиционная программа ЗАО «Байкалэнерго» «Развитие, повышение надежности и энергоэффективности систем теплоснабжения, подключения потребителей к тепловой энергии к системам централизованного теплоснабжения г. Иркутск на 2013-2015 годы» [Электронный ресурс]. URL: docu-ment/cons-doc/ (10.04.2018).
3. Производственная программа ОАО «Иркутскэнерго» на 2014 и 2015 гг. [Электронный ресурс]. URL: document/cons-doc/ (10.04.2018).
4. Производственная программа ЗАО «Байкалэнерго» на 2014 и 2015 гг. [Электронный ресурс]. URL: document/cons-doc/ (10.04.2018).
5. Схема теплоснабжения города Иркутска на период до 2017 г. и с перспективой до 2027 г. [Электронный ресурс]. URL: docu-ment/cons-doc/ (10.04.2018).
6. Домрачев Д.Б. Исследование энергетической эффективности систем централизованного теплоснабжения как единого комплекса. Иркутск: Издательство Иркутского государственного технического университета, 2005. 118 с.
7. Муниципальная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на 2010-2015 годы» [Электронный ресурс]. URL: document/cons-doc/ (10.04.2018).
8. Федеральный закон от 27.07.2010 № 190-ФЗ (ред. от 03.02.2014) «О теплоснабжении» [Электронный ресурс]. URL: document/cons-doc/LAW (10.04.2018).
9. Авдолимов Е.М. Реконструкция водяных тепловых сетей. Москва: Стройиздат, 1990. 304 с.
REFERENCES
1. Investicionnaya programma OAO «Irkutskehnergo» «Razvitie, povyshenie nadezhnosti i ehnergoehffektivnosti sistem te-plosnabzheniya, podklyucheniya potrebitelej k teplovoj ehnergii k sistemam centralizovannogo teplosnabzheniya g. Irkutsk na 2013-2015 gody [Investment program of Irkutskenergo "Development, reliability and energy efficiency of heat supply systems connection of consumers to heat energy for district heating systems in Irkutsk for 2013-2015"]. Available at: document/cons-doc/ (accessed on April 10, 2018).
2. Investicionnaya programma ZAO «Ba-jkalehnergo» «Razvitie, povyshenie nadezhnosti i ehnergoehffektivnosti sistem teplosnabzheniya, podklyucheniya potrebitelej k teplovoj ehnergii k sistemam centralizovannogo teplosnabzheniya g. Irkutsk na 2013-2015 gody» [Investment program of Baikalenergo "Development, reliability and energy efficiency of heat supply systems connection of consumers to heat energy for district heating systems in Irkutsk for 2013-2015"]. Available at: document/cons-doc/ (accessed on April 10, 2018).
3. Proizvodstvennaya programma OAO «Irkutskehnergo» na 2014 i 2015 gg. [Production
program of Irkutskenergo for 2014 and 2015]. Available at: document/cons-doc/ (accessed on April 10, 2018).
4. Proizvodstvennaya programma ZAO «Bajkalehnergo» na 2014 i 2015 gg. [Production program of Baykalenergo for 2014 and 2015]. Available at: document/cons-doc/ (accessed on April 10, 2018).
5. Skhema teplosnabzheniya goroda Irkutska na period do 2017 g. i s perspektivoj do 2027 g. [The scheme of heat supply of Irkutsk for the period up to 2017 and with a term until 2027]. Available at: document/cons-doc/ (accessed on April 10, 2018).
6. Domrachev D.B. Issledovanie ehner-geticheskoj ehffektivnosti sistem centralizovannogo teplosnabzheniya kak edinogo kom-pleksa [Study of energy efficiency of district heating systems as a single complex]. Irkutsk, Iz-datel'stvo Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta Publ., 2005. 118 p. (In Russian)
7. Municipal'naya programma «Ehnergos-berezhenie i povyshenie ehnergeticheskoj ehffektivnosti na 2010-2015 gody» [Municipal pro-
gram "Energy Saving and increase of power efficiency for 2010-2015"]. Available at: docu-ment/cons-doc/ (accessed on April 10, 2018).
8. Federal'nyj zakon ot 27.07.2010 № 190-FZ (red. ot 03.02.2014) «O teplosnabzhenii» [Federal law of 27.07.2010 No. 190-FL (edition of 03.02.2014) "About heat supply"]. Available at:
document/cons-doc/LAW (accessed on April 10, 2018).
9. Abdalimov E.M. Rekonstrukciya vod-yanyh teplovyh setej [Reconstruction of the water heating systems]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1990, 304 p. (In Russian)
Критерии авторства
Суходаева С.Е., Айзенберг И.И. имеют равные авторские права. Суходаева С.Е. несет ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution
Sukhodaeva S.E., Aizenberg I.I. have equal author's rights. Sukhodaeva S.E. bears the responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
