ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ХОЗЯЙСТВА В СИБИРИ

Разработка концепции  развития ТХ в Сибири в сущ. условиях и с учетом требований представляет сложную проблему, связанную с характером ориентации экономики, динамикой развития нар. хоз-ва и инерционности энергетики в целом. Тем не менее, в качестве основных принципов фор­мирования систем теплоснабжения должны быть выбраны - надежность теплоснабжения, экологическую приемлемость и экономичность вариантов. Для реализации этих принципов необходимо применение соответствующей методической базы и комплекса технических .мероприятий. Так, надежность теплоснабжения может быть достигнута путем:

- учета в схемах теплоснабжения количественных показателей надежности и степени резервирования, исходя из допустимой частоты и уровня понижен­ного теплоснабжения на период ликвидации аварий (дифференцированных по климатическим параметрам и особенностям потребителей);

- внедрения в практику проектирования регионального кольцевания и блоч­ного построения тепловых сетей, конструкций и способов прокладки, обес­печивающих нормативные сроки службы трубопроводов, многоступенчатых схем управления и автоматики;

- расширения роли средних и мелких ТЭС как источников, обеспечивающих надежное теплоснабжение средних и мелких городов и повышающих надеж­ность электроснабжения в территориально протяженных энергосистемах СИБИРИ.

Для обеспечения экологических требований прежде всего необходимы:

- обязательный учет экологических показателей при выборе оборудования и разработке схем теплоснабжения;

- вовлечение газа в топливный баланс региона, особенно для производства тепла в котельных;

- перевод в режим котельных действующих городских ТЭЦ с параметрами пара менее 4,0 МПа и выполнение требований по выбросам с учетом фоно­вых загрязнений;

- вынесение крупных источников, в том числе и котельных, за пределы го­родской застройки, уменьшение в крупных городах величины энергетической нагрузки новых угольных ТЭЦ с традиционным составом оборудования и целенаправленное строительство отопительных котельных с системами очистки дымовых газов:

- внедрение новых технологий преобразования топлива и, в первую очередь, конденционных отопительных котлов, газотурбинных и парогазовых уста­новок, котлов с кипящим слоем.

Обеспечение экономичности вариантов теплоснабжения возможно различ­ными способами: от пересмотра и оптимизации схем и параметров до внед­рения новых термодиамических циклов и технологий.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ УРОВНИ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ.

Теплопотребление по России в целом и отдельно по экономическим реги­онам на перспективу до 1995-2010 гг. существенно зависит от принимаемых стратегий развития экономики и темпов входа в рыночную систему. Анализ вариантов теплопотребления, предложенных различными организациями (ВНИИКТЭП, ИнЭИ, ВНИПИЭнергопром, СЭИ СО РАН, ВГПИ НИИ "Энергосетьпроект" и др.), показывает, что среди них можно выделить три основных.

- с глубоким падением экономики до 1995 г. и замедленным выходом из кризиса 2000-2005 гг. (вариант1)

- с уменьшением развития экономики при достаточно быстрых сроках стабилизации и выходом из кризиса до 1995 г. (вариант 2)

- с развитием энергетики, близким к предполагаемому в схеме развитом отрасли "Электроэнергетика", выполненной в 1991 г. (варинт 3). . Информация по тепловым нагрузкам и структуре пром-ти и ЖКХ отдельных крупных городов, определенная в схемах теплоснабжения неодно­значна, в некоторых случаях устарела и  поэтому в дальнейшем используется с корректировками. Кроме того, практически полностью отсутствует согласо­ванная информация по развитию мелких городов и населенных пунктов. В этих условиях был принят подход, в котором оценка возможных граничных условий развития городов и населенных пунктов Сибири проводилась по след. правилам: для рассматриваемых временных уровней построен прогноз численности городского и сельского населения в областях и краях, который в дальнейшем уточняется по отдельным населенным пунктам, и определены уровни теплопотребления ЖКХ; прогноз промышленного теплопотребления сделан в основном для городов со сложившейся промышленной структурой.

Изменение экономической ситуации уже оказывает влияние на темпы роста уровней теплопотребления в результате:

а)падение прироста промышленных производств и соответственно выпуска народохозяйственных товаров и сокращения объема различных социальных услуг;

б)изменения показателей прироста численности населения. В этих условиях до 1995-1997 гг. следует ожидать снижение теплопотребления, что позволит использовать этот период для реконструкции и модернизации основного оборудовании источников теплоснабжения и тепловых сетей (при наличии соответсвующих денежных и трудовых ресурсов). Несмотря на то, что на развитие системы теплоснабжения наибольшее влияние оказывают темпы прироста тепловых нагрузок и уровни теплопотребления (поскольку необ­ходимо предусматривать ввод новых мощностей на ТЭЦ, котельных и про­чих теплоисточниках), более тяжелым (по мнению авторов) является вариант развития теплового хозяйства, связанный с глубоким падением  теплопотребления в 1995-1997 гг. Прежде всего, это обусловлено тем что падение спроса на тепловую энергию в крупных промышленных городах заметно ослабит внимание к темпам возможного внедрения перспективного оборудования, особенно на ТЭЦ. Это усложнит ситуацию, связанную с поддержание в рабо­те физически изношенного и морально устаревшего на старых и маломощ­ных ТЭЦ, т.к. из-за временных организационных трудностей (акционирова­ние энергетических предприятий, сложности в вопросах финансирования и пр.) будет трудно вывести из эксплуатации энергетическое оборудование согласно Генеральной схеме развития и размещения отрасли "ЭЛЕКТРО­ЭНЕРГЕТИКА" на период до 2010 г.- для возможной реконструкции, модернизации или демонтажа.

Таким образом был определен граничный минимум теплопотребления в раз­витии областей, который в дальнейшем был доведен до оценок  минимальных нагрузок городов. В этих подборках принято два основных допущения:

1) будут осуществлены мероприятия, приводящие к стабилизации сельского населения и некоторому ограничению роста численности крупных городов;

2) прирост промышленного теплопотребления рассматривался в основном для уже сложившихся городов, где есть трудовые ресурсы,  развита пром-ть и материально-сырьевая база.

Анализ полученных результатов по уровням теплопотребления отдельных городов и ПГТ показывает следующее:

- темпы роста теплопотребления в крупных городах (с населением более 100000 чел.) сильно зависят от принимаемых условий развития экономики и несмотря на в целом неуклонный рост уровней теплопотребления требуют очень внимательного рассмотрения в динамике и увязке с тепловыми наг­рузками;

- весьма сложная ситуация складывается с малыми и средними городами, для которых период до 2000 года характеризуется неустойчивыми колебаниями, плохо поддающимися оценке.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ СИСТЕМ

Наличие в Сибири достаточных природных ресурсов позволяет в принципе развивать любые схемы теплоснабжения на базе ТЭЦ и котельных. Однако необходимо учитывать проводимую республиканскую политику сокращения использования нефти в энергетических установках, трудности в освоении

Восточно-Сибирского нефтегазового комплекса и ряд других обстоятельств, предопределяющих необходимость использования угля. Исследования по отдельным городам позволили сделать следующие выводы ОБ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ТЕПЛО­СНАБЖЕНИЯ:

а) наиболее продуктивное использование газа в ГТУ с котлами -утилизаторами при размещении в котельных; б) ТЭЦ на газе и угле менее целесообразны по сравнению с раздельной схемой энергоснабжения на базе котельных при низкой стоимости газа и электро­энергии:

в)при тепловых нагрузках 1500-2900 МДж/с угольные котельные могут быть вынесены могут быть вынесены угольными ТЭЦ только при высоких значениях затрат на замещаемую электроэнергию: ТЭЦ на газе эффективны при нагрузках начиная от 700-800 МДж/с и более, а парогзовые ТЭЦ на газе при тепловых нагрузках более 1500-1800 МДж/с: г) для района Тюмени дешевый газ вытесняет уголь во всем диапазоне нагрузок;

д) для средних городов с нагрузкой отопления, вентиляции и горячего водоснабжения на уровне 700-930 МДж/с наиболее перспективны ГТУ в котельных;

е) для крупных городов предпочтительны котельные на газе и ГТУ надстройка.

Фактически это означает, что ДЛЯ КРУПНЫХ ГОРОДОВ НЕЭФ­ФЕКТИВНО НАРАЩИВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МОЩНОСТЕЙ, т.к. затраты на мероприятия по сокращению выбросов серы и азота сводят на нет эффект экономии топлива от применению теплофикации. Одновременно резко растут затраты на транспорт тепловой энергии при выполнении требо­ваний к надежности и качеству теплоснабжения для крупных систем (до 100% от стоимости тепловы сетей). Кроме того, ТЭЦ на газе при высокой стоимос­ти электроэнергии, а угольные ТЭЦ, еще и при стоимости газа около 55 руб/т у.т (цены 1990 г.), конкурентноспособны с котельными на газе при нагрузках более 800 МДж/с и с котельными на угле при нагрузках более 1280 МДж/с и с котельными на угле при нагрузках более 12000 МДж/с. Для ряда городов (Рубцовск, Бийск, Прокопьевск, Березовский, Бердск, То­больск, Ачинск, Назарове, Усолье-Сибирское, Чита, Улан-Уде) были опреде­лены оптимальные параметры промышленно-оптических ТЭЦ и эффектив­ность их применения. Результаты показывают что при затратах на электро­энергию не выше 17 руб/МВт*ч, например, для  Рубцовска при тепловой нагрузке 1200МДж/с (доля паровой нагрузки - 20°/о)оптимальной является установка двух турбин (Т-100-130 + Р-50-130), трех энергетических котлов производительностью 420 т/ч каждый и пяти водогрейных котлов (КВТК-100). При этом от таких ТЭЦ покрываются 80% тепловых нагрузок в паре и 20% - в горячей воде. При увеличении затрат на электроэнергию на 30-35% меняется состав оборудования (Т-175-130 +ПТ-135-130 + 4*БКЗ-420 + 4*КВТК-100) и возрастает величина покрытия отопительных нагрузок в горячей водедо 50%. Анализ таких вариантов, неоптимальных с точки зрения критерия минимума приведенных затрат, показал, что можно подобрать такой состав оборудования, при котором выработка электро­энергии существенно выше, чем в оптимальном варианте. Так, на ТЭЦ следующего состава: 2*Т-100-130 + Р -50-130 + 4*ÁÊÇ-420 + 5*КВТК-100, а экономичность ухудшается менее, чем на 1%. Это представляется очень важным, т.к. представляет предложить перемещение выработки электро­энергии на ТЭЦ из крупных городов в средние. В условиях растущей неопределенности технико-экономических показателей были проведены дополнительные исследования по анализу граничных условий применимости комбинировванной и раздельной схем энергоснаб­жения. Анализу были подвергнуты пять вариантов схем энергоснабжения, для которых предварительно был выбран оптимальный состав оборудова­ния. Это три варианта комбинированной (ГТУ ТЭЦ, ТЭЦ на угле и ТЭЦ на газе) и два варианта раздельной (с которой на угле и газе) схем энергоснаб­жения. Анализ отличается от обычного, называемого сенситивитетным (ког­да поведение критерия оптимальности прослеживается в зависимости от из­менения величины одного, в лучшем случае - двух показателей), тем, что позволяет увидеть зоны устойчивости оптимальности вариантов в динамике изменения величин сразу многих показателей. Из рассмотренных вариантов энергоснабжения наиболее экономичны (по критерию минимума приведен­ных затрат) вариант с ГТУ ТЭЦ - при низких показателях стоимости газа и капиталовложений (хотя последние играют важную роль, чем стоимость топлива), и вариант с котельной на угле - для высоких значений стоимости газа и капиталовложений в ТЭЦ. Остальные варианты должны анализиро­ваться дополнительно.

1	2	3	4	5	6	7	8