Лекции ОСД-2011-88-Л-печ. Конспект лекций по курсу введение в строительное дело

Название	Конспект лекций по курсу введение в строительное дело
Дата	17.09.2019
Размер	4.42 Mb.
Формат файла
Имя файла	Лекции ОСД-2011-88-Л-печ.docx
Тип	Конспект лекций #87028
страница	28 из 28

1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 28

ГЛАВА III. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ СИСТЕМ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ
ЛЕКЦИЯ 7. ВОПРОСЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В УКРАИНЕ

7.1. НЕОБХОДИМОСТЬ ПРИНЯТИЯ НОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ
Среди комплекса проблем, которые стоят сегодня перед Украиной и ожидают первоочередного решения, особенно выделяются своей неотложностью проблемы острого дефицита топливно-энергетических ресурсов. В первую очередь это обусловлено ростом объема потребления электроэнергии, а, следовательно, ростом потребности энергоносителей для ее производства.
Поэтому вопрос экономии топлива и энергоресурсов подтверждён Законом «Об энергосбережении» (от 1 июля 1994 г. №74/94-ВС с изменениями от 30 июня 1999 г. №738-XIV). В соответствии с этим законом под понятием «энерго-сбережение» следует понимать деятельность (организационную, научную, практическую, информационную), которая направлена на рациональное исполь-зование и бережный расход первичной и переработанной энергии, а также природных энергетических ресурсов в национальном хозяйстве и которая реализуется с использованием технических, экономических и правовых методов.
Украина может обеспечить себя необходимыми энергоресурсами лишь на 12-15%. Следовательно, наша страна испытывает очень высокую зависимость от импорта (объем импорта товаров и услуг к ВВП составляет почти 55%). Таким образом, одной из самых важных проблем для Украины является обеспечение себя в зимний и осенний периоды достаточным количеством газа, нефти и нефтепродуктов. Недостающее количество ей приходится импортиро-вать из-за границы, в основном из России. Этот импорт для Украины является критическим. Более того, правительству приходится формировать специальную статью в бюджете, исходя из «коридора» цен на нефть, для обеспечения страны
147

необходимым количеством ресурсов. И в случае повышения цен на нефть или другие ресурсы, государству необходимо срочно искать альтернативные пути финансирования, чтобы покрыть разницу между запланированной и существующей ценой. В настоящее время баррель нефти стоит более, чем 150$,

1000 м³ газа – более 250$.

По потреблению газа Украина занимает 6-е место в мире после США, России, Великобритании, Германии и Канады. Объемы потребления природ-ного газа в последние годы составляют более 70 млрд. м³ в год при собственной добыче на уровне 18 млрд. м³ в год. Около 10 % всего уровня потребления приходится на собственные нужды отрасли и примерно 45 % приходится на промышленность и коммунально-бытовую сферу.
Кризисная ситуация в Украине в переходный период тормозит развитие полноценных рыночных отношений. Имеющиеся трудности в добыче и приобретении отдельных видов топлива и некоторые другие обстоятельства динамично меняют условия существования и развития топливно-энергетичес-кого комплекса (ТЭК) страны и служат причиной необходимости принятия новой энергетической политики.
По мнению специалистов на государственном уровне необходимо обеспе-чить загрузку отечественных нефтеперерабатывающих заводов достаточным количеством нефти путем подписания соответствующих долгосрочных догово-ров с добывающими зарубежными компаниями, а также посредством законно-дательных и договорных актов обеспечить в полном объеме загрузку транзит-ных нефтепроводов Украины. Это, в свою очередь, обеспечит стабильное по-полнение государственного бюджета, как в краткосрочном, так и в долгосроч-ном периоде, что позволит стабильно укреплять и развивать экономику Украины в целом.
Для того чтобы сделать Украину привлекательной для иностранных инвес-торов, необходимо создать правовые, экономические, технические, организацион-но-технологические, экологические условия, максимально приближенные к европейским.

148

7.2. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
Прежде всего, - это дальнейшее развитие и усовершенствование произ-водства энергии и энергоносителей, а также радикальное улучшение использо-вания топлива, энергии, теплоты в разных областях народного хозяйства.
Промышленный теплотехнический комплекс, который включает в себя также высокотемпературные системы и системы тепло-влажностной обработки материа-лов при воздержанных температурах, есть одним из основных потребителей топливно-энергетических и водных ресурсов страны, а также значительным фактором загрязнения окружающей среды.
Фактически большая часть различных усовершенствований, направлен-ных на повышение эффективности при генерировании электрической энергии на основе энергии пара, уже осуществлены.
Современная тепловая электростанция (ТЭЦ), которая работает на угле (или газе) и вырабатывает пар для дальнейшего преобразования его энергии с помощью турбогенератора в электрическую, достигает эффективности 40%. Иначе говоря, лишь 40% тепловой энергии, которая вырабатывается при сжигании угля, превратится в электроэнергию. Традиционные подходы к генерированию электрической энергии не могут обеспечить значительного повышения эффективности ТЭЦ.
Раньше рост эффективности энергетического производства обеспечивался в основном двумя факторами: развитием теплофикационных сетей и повышением начальных параметров пара турбоустановок. Но сейчас возможности этих факто-ров в значительной мере исчерпаны. Количество оборудования со сверхвысоким давлением в некоторых энергосистемах страны достигла 80% и больше. Поэтому нужны новые подходы к решению вопросов эффективности производства и использования энергоресурсов, а также защиты окружающей среды.
Необходима планомерная, поддерживаемая государством работа по энергосбережению, а не строительство новых мощностей по переработке энергоресурсов. Известно, что 1 кВт-час электроэнергии, полученный за счет существующих мощностей, с использованием энергосберегающих технологий,

2-4 раза дешевле, чем на вновь построенном энергоблоке. 149

7.3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИСТЕМ
ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

По имеющимся расчетам экономия одной тоны угля сокращает выбросы зо-лы в атмосферу на 250 кг, окиси серы ориентировочно на 2 кг, окиси азота – на 3 кг, окиси углерода – на 10 кг. Экономия одной тоны мазута сокращает выбросы сернистого ангидрида на 40 кг, окиси углерода – на 12 кг. Экономия 1000 м³ при-родного газа сокращает выбросы окиси азота на 2,5 кг, окиси углерода – на 8 кг.

Известны три основных вида теплоснабжения: теплофикация на базе ТЭЦ

АЭС (обеспечивает покрытие 27-39% тепловых нагрузок); централизованное теплоснабжение на базе котельных (43-47%); децентрализованное теплоснабжение от местных теплогенераторов (16-18%).

Более 65% теплоисточников сжигают газ и жидкие виды топлива, другие работают на угле. Все теплоисточники, работающие на органическом топливе (за исключением энергоисточников с полной утилизацией выбросов и экологически чистых электро- и теплогенерирующих устройств) большей или меньшей мерой загрязняют окружающую среду.
От источников теплоснабжения неблагоприятные влияния на окружающую среду оказываются: в загрязнении атмосферы городов вредными выбросами с дымовыми газами; в тепловом загрязнении окружающей среды; в повышенном шумовом эффекте при расположении теплоисточников, в частности, котельных, в жилых кварталах.
От тепловых сетей неблагоприятные влияния могут оказываться:
–в плановых и аварийных сбросах горячей воды в реки и водохранилища, которые пагубно сказываются на водной фауне и флоре;
–в отравлении атмосферы (особенно в закрытых пространствах: туннелях, каналах, технических коридорах, подвалах домов и т.п.);
–при применении химически неустойчивых теплоизоляционных материалов (например, фенольных поропластов, а также пенополиуретанов при по-вышенных температурах теплоносителя, пожарах и т.п.);
150

–в отрицательном воздействии на растения вследствие разогревания грунта в зимнее время и изменения микроклимата при прокладке теплотрасс в районах зеленых насаждений;
–в образовании гололедицы при прокладывании теплосетей под тротуарами и городскими проездами;
–в увеличении числа простудных и других заболеваний населения в случаях некачественного или неполноценного теплоснабжения;
–в неконтролируемых стоках сетевой воды, которые в некоторых системах достигают 1000 - 10000 т/ч (например, при авариях).
Оценка влияния системы теплоснабжения на здоровье населения должна проводиться по методике, которая учитывает две группы загрязнений:
а) загрязнения, этиологическая роль которых доказана (например, азотистые и сернистые соединения, которые являются прямой причиной развития патологий);
б) загрязнения, которые приводят к снижению иммунобиологической реактивности организма (например, каменноугольная пыль, пары нефти, летающая зола, которые, не будучи прямой причиной развития патологий, оказывают содействие их возникновению).

7.3.1. Мероприятия по снижению экологической опасности от работы систем теплоснабжения
Первоочередные мероприятия по снижению экологической опасности от работы систем теплоснабжения включают:
–разработку схем теплоснабжения населенных пунктов и промышленных узлов с их оптимизацией для уменьшения экологического убытка;
–учет экологического аспекта при выборе открытой или закрытой системы теплоснабжения;
–отказ от применения токсичных теплоизоляционных материалов;
–отказ от прокладки тепловых сетей под городскими газонами и в пределах городских лесопарковых зон;
151

–применение специальных шумопоглощающих фундаментов под основное и вспомогательное энергооборудование теплоисточников;
–утилизацию сточных вод от теплоисточников и внедрение бессточных систем;
–наличие емкостных резервуаров в местах плановых периодических сбросов сетевой воды;
–прокладку под тротуарами и городскими проездами труб с повышенной толщиной теплоизоляции для предотвращения гололедицы;
–внедрение структурных схем теплосетей, которые исключают при любых отключениях (плановых или аварийных) снижение температуры в отопительных помещениях ниже 12 градусов тепла.
Поэтому необходимо разработать принципиально новую энерготехнологию, создать нетрадиционные и усовершенствовать существующие системы энергос-бережения.
Мировая и отечественная практика показывает, что в данное время наибо-лее дешевым и экологически чистым «источником» энергии есть энергосбережение.

7.4. НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ
7.4.1. Совершенствование существующих традиционных систем теплогазоснабжения
На сегодняшний день без новых нестандартных решений нельзя рассчиты-вать на успешное решение поставленных задач по развитию энергосберегающих технологий.
На ОАО "Харьковгоргаз" с этой целью разработаны мероприятия, которые перечислены ниже:
–техническое перевооружение и автоматизация производственных процессов и переход на новые технологии эксплуатации;
–комплексное обследование и мониторинг технического состояния газо-распределительных сетей;
152

–капитальный ремонт (санация) и реновация подземных газопроводов с использованием полимерных материалов и новых технологий;
–строительство распределительных газопроводов из полиэтиленовых труб;
–использование одноступенчатой системы газоснабжения с использованием полиэтиленовых газопроводов и индивидуальных внутридомовых регуляторов давления позволит снизить энергозатраты на 20-30%;
–применение современного энергосберегающего газового оборудования;
–внедрение автоматизированной системы управления объектами газо-снабжения;
–переход на децентрализованные системы теплоснабжения на природном газе;
–использование современных конструкций регуляторов давления газа;
–разработка электронных систем регулирования подачи газа.
На «Коммунальном предприятии «Харьковские тепловые сети» разработаны ряд мероприятий, направленных на дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, а также пути повышения эффективности теплоснабжения города Харькова.
Основные мероприятия перечислены ниже:
–реконструкция и замена оборудования районных котельных;
–реконструкция магистральных тепловых сетей, а также внутриквартальных распределительных тепловых сетей с использованием предварительно изолированных трубопроводов;
–выведение из эксплуатации 30% тепло-распределительных станций и замена их на индивидуальные тепловые пункты;
–ликвидация 60 мелких и встроенных котельных с подключением потре-бителей к системе централизованного теплоснабжения;
–реконструкция насосных станций с внедрением преобразователей частоты;
–внедрение когенерации на котельных Московского и Коминтерновского районов, то есть совместное производство электрической, тепловой и механической энергии в различных комбинациях.

153

7.4.2. Развитие децентрализованного теплоснабжения
Теплом и горячей водой каждый дом будет обеспечиваться автономно за счёт электроэнергии (возможны варианты): ночью работают гидродинамические нагреватели или миниэлектрокотлы, днём – солнечные коллекторы (летом) или тепловые насосы – особенно зимой, на низкопотенциальном «вторичном» тепле. Также в последние годы в качестве средства децентрализации получают распространение установки лучистого отопления различных модификаций. Преимущества лучистого отопления заключаются в отсутствии необходимости строительства котельных, исключении возможности замораживания систем, малой материалоёмкости, существенной (в 2-2,5 раза) экономии топлива по сравнению с традиционными системами водяного отопления. Обогреватели лучистого и «супертёмного» излучения имеют температуру излучающих труб 90-260⁰ С, расходуют 1,1 м³/час газа низкого давления.

7.4.3. Строительство малых ТЭЦ по традиционной схеме и на базе мусоросжигательных заводов
Решение проблемы термического обезвреживания бытовых и промышленных отходов, то есть сжигания и непосредственно связанной с ней проблемы ликвидации городских мусорников к последнему времени было ориентировано или на заграничные технологии, или на собственные технологии разных отраслевых организаций, которые часто не учитывают специфические свойства отходов. В первом случае - это приобретение дорогого заграничного оборудования, а во втором - это использование без достаточных научных обоснований и изменений энергоемких процессов, труднодоступных для коммунальных предприятий. Все это тормозит эффективное использование бытовых и промышленных отходов. Объемы переработки такого «сырья» в Украине незначительные. В то же время в Дании, например, перерабатывается 80% бытовых отходов, Швейцарии-80, Японии-72,2, Франции-41, Бельгии-40, Германии - 43, Италии - 38, Англии - 20%.
154

Непереработанные отходы вывозят на мусорники, часто расположенные вблизи города, создавая огромные источники загрязнения воздушного, подземного (грунтового и водоносного) бассейнов и наземной окружающей среды.
Раньше преобладала мысль просто сжигать бытовой мусор, не обращая внимания на то, какими средствами это делается, и не предавая особого значения утилизации конечных продуктов, получаемых в результате такого сжигания (тепловая энергия, зола, шлаки). Поэтому все имеющиеся мусоросжигательные заводы не были доходными и самоокупающимися. В этом причина значительного отставания нашей страны от других государств в цивилизованном решении проблемы, так как нет возможности принимать на бюджет любого города предприятия со значительными ежегодными эксплуатационными затратами, связанными с большими затратами электроэнергии, воды, зарплаты, а также средств на профилактические и капитальные ремонты. Решению проблемы мешало также отсутствие современной экологически «чистой» технологии и дешевого отечественного оборудования. Все это снижало значимость такого оптимального и широко распространенного во всем мире способа обезвреживания бытового мусора, которым есть мусоросжигание.
Другой подход к решению проблемы обезвреживания бытового мусора заключается в том, что бытовые отходы необходимо рассматривать как энергетическое топливо, которое ежегодно пополняется. Запасы его огромные, не требующие затрат на его добычу.

7.4.4. Усовершенствование систем теплоснабжения с применением электроэнергии

целью экономии энергетических ресурсов в настоящее время реко-мендуется использование электрических котлов и электрических водонагревателей. Целесообразно применять электрические котлы в децентрализованных системах теплоснабжения. Электроэнергия в достаточном количестве производится в нашей стране и является относительно дешевой и доступной для использования, как для

частных лиц, так и для промышленных предприятий. Более того, современные 155

электрические котлы, включая трубы, запорную и регулирующую арматуру, экологически чисты, компактны. Монтаж такого оборудования не занимает много времени и места.

7.4.5. Вопросы эксплуатации и своевременного ремонта систем ТГВ как
неотъемлемая часть экономии топливно - энергетических ресурсов Техническое обслуживание и ремонт газового оборудования и трубопро-
водных систем в процессе эксплуатации является объективной необходимостью. В деталях и узлах оборудования независимо от количества часов их работы меняются первоначальные свойства и параметры деталей, сопряжений, узлов, из-за чего утрачивается частично или полностью их надежность, снижаются их технико-экономические показатели.
Качество смазочных материалов, применяемых для смазки трущихся деталей, оказывает большое влияние на износ деталей. Смазочные материалы должны обладать надлежащими физико-механическими свойствами, и прежде всего, вязкостью, маслянистостью и химической устойчивостью, отсутствием кислот и механических примесей.
Газовое оборудование и трубопроводные системы в процессе их эксплуата-ции подвержены воздействию ряда факторов, вызывающих ускоренный износ обо-рудования. В первую очередь – это колебания давлений и скоростей, влияние низ-ких и высоких температур транспортируемого вещества, его агрессивности и т.д.
Своевременное техническое обслуживание и ремонт оборудования имеют чрезвычайно важное значение в выполнении мероприятий по энергосбережению. Из практического опыта известно, что какой бы совершенной конструкция газо-вого оборудования не вводилась в эксплуатацию, в ряде случаев обнаруживаются недостатки, которые приходится устранять в процессе эксплуатации.
Ремонт — это комплекс научно обоснованных организационно-технических

технологических мероприятий, направленных на своевременное восстановление требуемых значений надежности и технического ресурса газового оборудования

или трубопроводных систем.
156

Высокое качество ремонта газового оборудования и трубопроводных систем обеспечивается:
–наличием ремонтно-эксплуатационных баз, оснащенных современным ремонтно-механическим оборудованием и постоянно готовых к выполнению поставленной задачи;
–высокой квалификацией обслуживающего персонала из состава ремонтно-механических предприятий, их умением в любой обстановке точно определять причины отказов, характер неисправностей и быстро их устранять;

–точным учетом технического ресурса газового оборудования и его систем с целью планирования их ремонта;
–бесперебойным материально-техническим обеспечением ремонтных баз материалами, запасными частями и т. д.
Поддержание газового оборудования и систем газоснабжения в
работоспособном и безопасном состоянии при их эксплуатации достигается применением единой системы технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов (ППОиР).
Периодические виды технического обслуживания (ТО) — это регламентные работы, которые выполняются в рамках эксплуатационного предприятия. Они включают текущий, средний и капитальный ремонты и являются разновидностью регламентных работ. Последовательность капитальных и средних ремонтов, входящих в единую систему ремонтов, предусматривает:
–периодическое выполнение технических осмотров и различного рода ремонтов после определенной наработки газовым оборудованием и трубопроводной системой;
–установление последовательности профилактических и ремонтных воздействий в зависимости от условий эксплуатации оборудования, его технических характеристик и физико-механических свойств составляющих их

элементов.
Таким образом, система ППОиР имеет профилактическую направлен-ность, т.е. периодически, после отработки каждым агрегатом определенного

157

числа нормо-часов, производятся профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, чередование, которых зависит от назначения оборудования, особенностей его ремонта, в том числе от энергетических характеристик, массы, ремонтопригодности ее узлов и т. д.
Техническое обслуживание газового оборудования и трубопроводных систем по периодичности выполнения и перечню работ, их объему под-разделяется на следующие виды: ежедневное техническое обслуживание ЕО (ТО-1), второе техническое обслуживание (ТО-2) и третье техническое обслуживание (ТО-3).
При ежедневном техническом обслуживании (ЕО), как правило, производится очистка, мойка и смазка узлов, а также проверка их технического состояния; контроль утечки газа, состояния и пригодности приборов, устройств.
При втором — производится проверка технического состояния газового оборудования без разборки агрегатов, но с проведением простых регулировок и замены в агрегатах мелких элементов.
При третьем — помимо указанных выше работ, дополнительно произ-водится проверка и регулировка всех агрегатов, очистка деталей оборудования, проверка состояния подшипников, защитной и контрольной аппаратуры.
Текущий ремонт заключается в устранении неисправностей или восстановлении отдельных неисправных деталей, узлов, механизмов, блоков, приборов и агрегатов, а также в проведении при этом необходимых регулиро-вочных, крепежных, сварочных, слесарно-механических и других видов ремонтных работ. Текущий ремонт производится силами обслуживающего персонала с привлечением ремонтно-механических баз.
Средний ремонт заключается в восстановлении или замене изношенных и поврежденных деталей, узлов, механизмов, блоков, приборов и агрегатов. При этом обязательно проверяется техническое состояние остальных частей изделия, устраняются обнаруженные неисправности и отказы, производятся регулировочные, крепежные, сварочные, слесарно-механические и другие виды ремонтных работ, а также необходимые проверки и испытания.

158

Средний ремонт должен обеспечивать установленный межремонтный срок эксплуатации газового оборудования до очередного планового ремонта.
Таким образом, средний ремонт газового оборудования и трубопровод-ных систем характеризуется углубленным контролем с одновременным выявле-нием неисправностей, заменой или ремонтом деталей большей номенклатуры, чем при текущем ремонте. Для многих типов газового оборудования средний ремонт не производится, а предусматривается проведение текущего и капитального ремонтов.
Капитальный ремонт газового оборудования, трубопроводных систем или их агрегатов заключается в восстановлении их технического состояния в соответствии с техническими условиями на ремонт, сборку и испытание. В результате проведения капитального ремонта должен быть обеспечен срок службы агрегата, оборудования или трубопроводной системы, а также сооружений на них не ниже первичных показателей.
При капитальном ремонте газовое оборудование полностью разбирается, производится замена или восстановление износившихся деталей, ремонт корпусных и базовых деталей, сборка и испытание после ремонта.
По степени сложности все газовое оборудование, приборы и устройства, согласно ППОиР, должны подразделяться на ряд групп. В последнее время в ремонтную практику газоэнергетики вводится понятие «ремонтная сложность», по которой легче удается осуществлять технологическую подготовку ремонтно-механической базы к проведению ремонта газового оборудования и трубопроводных систем.

7.4.6. Использование нетрадиционной энергетики с применением альтернативных экологически чистых возобновляемых источников энергии (солнца, ветра, малых и средних рек, органических отходов, океанских приливов и др.)

нетрадиционной энергетике обычно относят установки и устройства, которые используют энергию ветра, воды, солнца, фитомассы, геотермальную

159

энергию, а также тепло, которое содержится в земле, воздухе и воде. Главная область применения нетрадиционной энергетики, как это отмечалось раньше, - это удовлетворение бытовых и производственных нужд людей, энерго-снабжение небольших производств и предприятий, в том числе в зонах автономного энергоснабжения.
По оценкам российских ученых, годовой объем замещения органического топлива устройствами нетрадиционной энергетики в России может составлять 0,6 млн. тонн условного топлива, что отвечает 0,05% от общего производства энергоресурсов. С этой точки зрения вопрос о развитии нетрадиционной энергетики можно было бы отнести к разряду второстепенных. Однако в ближайшем будущем (через 10-15 лет) указанная часть увеличится до 20-25 млн. тонн условного топлива, что есть только в два раза меньше объема замещения органического топлива атомными электростанциями.
Практика показывает, что один мегаватт установленной мощности на ветроэлектростанции (ВЭС) в 2-3 раза более дорогой, чем на АЭС, при этом вырабатывает за год в 2-3 раза меньше электроэнергии (через нестабильность движения воздушных потоков). Поэтому аккумулирование большого количества энергии от ВЭС перерастает в серьезную проблему, связанную со значительными затратами средств и времени.
Вызывают интерес экономические оценки проектов использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Сроки окупаемости затрат характеризуются такими показателями:
– ветроэлектростанции, которые работают в энергосистемах, - 8-10 лет;
– биогазовая установка с гибким пластиковым метантенком (био-реактором) объемом 20 м³ на малой птицефабрике и сжиганием биогаза в бойлере - 5 лет;
– теплонасосная установка для обогрева дома, которая использует тепло окружающего воздуха, - 4,5 года;
– система горячего водоснабжения с солнечными коллекторами разных фирм - от 2 до 5 лет;
– сжигание древесных отходов на фабрике для переработки дерева в котлах -
160

от 2 до 4 лет.
Таким образом, срок окупаемости затрат на всяческие проекты по при-менению НВИЭ сравним со сроками окупаемости традиционных энергети-ческих объектов. Однако, во многих регионах экологическая обстановка уже достигла критических параметров через вредные выбросы в атмосферу от про-мышленных предприятий и котельных. Здесь получение тепла с помощью не-традиционных источников энергии есть лучшим, если не единым способом. Комплексный подход к проблеме разрешит ликвидировать бесчисленные мел-кие неэкономичные котельные, удельная затрата условного топлива в которых превышает 300 кг/Гкал, и предотвратить загрязнение атмосферы. И вдобавок применение нетрадиционной энергетики могло бы оказывать содействие улучшению условий работы и быта населения, если ее использовать для решения проблемы отопления индивидуального жилья, мест временной (сезонной) работы и отдыха садово-огородных участков и получение горячей воды для бытовых нужд.

7.4.6.1. Энерготехнология использования солнечной энергии
Солнце - это гигантский «термоядерный реактор», который работает на водороде: за одну секунду здесь вырабатывается огромное количество энергии. Через защитную оболочку атмосферы лишь малая часть энергии, произ-веденной Солнцем, достигает Земли. Но и она становится ощутимой при использовании в энергосберегающих системах.
Отопительные системы, которые работают за счет солнечной энергии, становятся все более популярными в странах Евросоюза. Например, в Греции 25% общего производства горячей воды для бытовых целей приходится на солнечные системы. Согласно результатам исследований Европейского рынка, проведенных ЕС, Австрия и Греция являются лидерами в области практического использования солнечных технологий. Там на 1000 жителей страны приходится соответственно 13 м² и 11,8 м² солнечных коллекторов. Очень популярна энерготехнология использования солнечной энергии в Швеции, США и других странах.
161

Исследования в области практического использования энергии солнечной радиации были начаты многими научно-исследовательскими центрами развитых стран, включая СССР, еще в 30-х годах. На сегодняшний день взнос гелиоэнерге-тики в топливно-энергетический баланс ничтожно мал частично из-за наличия дешевого органического топлива, частично ввиду объективных трудностей в использовании энергии Солнца. К ним относится низкая плотность солнечной энергии и нерегулярный режим поступления ее в различное время суток. Отсутствие дешевых конструкционных материалов с необходимыми техничес-кими характеристиками для разработки высокоэффективных преобразователей солнечной энергии делает последние неконкурентоспособными относительно других источников энергии. Гелиотехнические установки, в основном, при-меняются в районах с высоким уровнем солнечной радиации, которые не имеют развитых систем доставки энергоносителей к потребителю. Создаваемые в других регионах довольно мощные гелиоэнергетические комплексы используются, как правило, в научных целях.
Многие промышленно развитые страны мира делают серьезную ставку на гелиоэнергетику (США, Япония, Франция, Великобритания, Италия, Израиль и т.п.), для чего:
–принимаются национальные законы, которые стимулируют развитие этой области;
–координацию работ возлагают на правительственные организации;
–из бюджета направляют огромные средства в сферу научной деятельности;
–создают национальные программы.
По климатическим условиям, территорией, которая обеспечивает эконо-мическую эффективность применения гелиоэнергетики, считается географичес-кая широта 52°, что целиком охватывает территорию Украины. Годовое по-падание солнечной радиации на горизонтальную поверхность в восточных областях Украины и, в частности, в Харьковской области, по данным НПО «Термосистемы» составляет 1100 кВт-ч/м², а число часов солнечного сияния в период с 15 апреля по 1 октября составляет 1430, что разрешает использовать солнечную энергию для покрытия около 80% топливно-энергетических ресурсов, которые тратятся на горячее водоснабжение в этот период года.
ПО «Харковтеплоэнэрго» разработало проекты систем использования солнечной энергии для горячего водоснабжения пансионата «Березка» (100
162

гелиоколлекторов общей площадью 82,5 м²) и механического цеха (40 гелиоколлекторов общей площадью 32,8 м²). Каждая система за сезон вырабатывает тепла соответственно 27,6 Гкал (годовая экономия условного топлива 4,9 т) и 9,67 Гкал (годовая экономия условного топлива 1,73 т).
Проведение этих работ показало, что в Украине гелиоэнергетические установки могут эксплуатироваться во всех регионах; при относительно неболь-ших затратах можно быстро достичь значительного экономического эффекта; изготовление оборудования может быть освоено на любом машиностроительном или приборостроительном заводе, который имеет штамповочное, сварочное и лакокрасочное оборудование. При создании комбинированных систем используется оборудование, которые находится в эксплуатации.
Но рядом с положительными моментами применения гелиоустановок имеет место ряд проблем, которые нуждаются в решении, в частности:
–отсутствие достаточной нормативно-технической базы;
–дороговизна конструкционных материалов, которые реализуются, как правило, через коммерческие структуры.
Конечно, в условиях, когда страна находится в состояния экономического кризиса, главная проблема - это отсутствие необходимых финансовых средств. Но даже и в этих условиях нельзя не уделять внимания развитию этого сектора энергетики. Практика показывает, что, в первую очередь, потенциальными потребителями гелиотехнических водонагревательных устройств могут быть: бытовой сектор, промышленные предприятия, жилищно-коммунальный и строительный секторы, базы отдыха и детские лагеря, военные учреждения, агропромышленные предприятия и фермерские хозяйства.
7.4.6.2. Биокомплекс как резерв топливно-энергетических ресурсов в экономике аграрно-промышленного комплекса

мировой практике переработка органических отходов приобрела значительное развитие:

–Китае работает 7 млн. малых и 40 тыс. больших биогазоустановок,
которые перерабатывают ежегодно 230 млн. тонн органических отходов и изготовляют из них 120 млрд кубических метров биогаза, что отвечает 110 млн.т. условного топлива, покрывая до 30% нужд в энергоносителях;
–в Дании за счет переработки перегноя и навоза покрывается 60-65%
163

потребности в тепло- и электроэнергии малых городов и сел.
Для ряда стран биогаз - это один из путей выхода из энергетического кризиса. Связано это с тем, что из одной тонны перегноя и помета влажностью 90% получают 20-35 м³ биогаза, с теплотворной способностью 5-7тыс. ккал/м², или 15-26 кВт-час электроэнергии.
Для Украины в условиях острого недостатка энергоресурсов и финансовых средств у сельхозпредприятий реальным выходом из кризиса есть создания в регионах биокомплексов.
Биокомплекс - это многоцелевой объект, который отвечает экологическим, экономическим, энергетическим и санитарно-ветеринарным требованиям. Соответствие указанным требованиям реализуется в нем наиболее доступным и экономным способом - в анаэробных (без доступа кислорода) условиях в биогазових реакторах колониями микроорганизмов органические отходы перерабатываются на биогаз-энергоноситель и высококачественные органические удобрения.
Биогаз содержит в своем составе 60-80% метана, 39-19% углекислого газа

незначительное количество сернистых соединений. По теплотворной способности 1 м³ биогаза эквивалентен 0,7 м³ природного газа, 0,643 л или 0,566 кг дизельного топлива. Согласно сформированной на сегодня структурой цен на энергоносители наиболее эффективной и недорогой является электроэнергия, полученная с помощью биогаза. Метан и биоэтанол являются качественным топливом, в том числе и в двигателях внутреннего сгорания, а углекислый газ, помимо всего прочего, вследствие высокой биологической активности может использоваться в пищевой промышленности как консервант при хранении сельхозпродукции.

Оптимизация сельскохозяйственного производства в Украине должна осуществляться за счет рационального использования всех вторичных сырьевых ресурсов, включая органические отходы животноводческих комплексов, птицефабрик и т.п., но, безусловно, при одновременном решении
вопросов охраны окружающей среды.
164

Инвестиции, вкладываемые в создание биокомплексов, возвращаются на протяжении 2-3 лет после начала их эксплуатации. Дальнейшее их развитие, а вместе с ними и развитие аграрно-промышленного комплекса, становится возможным за счет эффективной работы как самых биокомплексов, так и ряда других предприятий и областей, которые прямо или опосредованно работают в интересах аграрно-промышленного комплекса.
7.4.6.3. Использование энергии ветра
Главным этапом становления отрасли было принятие в 1997 году Государственной Комплексной программы строительства ветроэлектростанций в Украине, которая позволила в масштабе страны организовать и ускорить использование ветроэнергетических технологий. Сумев организовать собственное производство лицензионных ветроагрегатов и их комплектующих на ряде перепрофилированных военных заводах, Украина заняла позиции лидера в развитии ветроэнергетики среди стран Центральной и Восточной Европы.
Первый пусковой комплекс Новоазовской ветровой электростанции, заказчиком и застройщиком которой является ПЭО «Ветроэнергопром», выдал первые киловатты в энергосистему страны уже в ноябре 1998 года. Проектная мощность Новоазовской ВЭС – 50 МВт. Она находится неподалёку от города Мариуполя на землях племенного завода «Розовский» Новоазовского района Донецкой области.
Новоазовская ветроэлектростанция динамично развивается и является крупнейшей ветровой электростанцией в Украине. На ней уже работают 186 ветроагрегатов USW 56-100 единичной мощностью 107,5 кВт и два ветроагрегата Т 600-48 мощностью 600 кВт каждая. Суммарная мощность Новоазовской ВЭС на сегодня составляет 21,1 МВт.
Наиболее важным для ветроэнергетики Украины представляется проблема привлечения негосударственных, в том числе зарубежных, инвестиций. Для этого необходимы инвестиционно привлекательные тарифы на ветровую электроэнер-гию. Эту задачу может решить принятие Закона Украины «О зеленых тарифах».
165

7.5. АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

современных экономических условиях рынка и при использовании как топлива природного газа наиболее перспективными с экологической точки зрения являются автономные источники теплообеспечения. Они оказывают

содействие улучшению состояния воздушного бассейна, поскольку газовые выбросы малых котельных содержат в 2-3 раза меньше вредных веществ в 1 м³, чем в больших районных котельных, а сточных вод от автономных котельных практически не существует. При этом при наличии существующих развитых тепловых сетей централизованного теплоснабжения необоснованно говорить о том, что автономные котельные в ближайшее время заменят централизованное.
Однако системы автономного теплоснабжения уже начали вытеснять централизованное теплоснабжение в таких случаях:
–при строительстве новых или реконструкции старых зданий в районах, где прокладывание тепловых сетей технически невозможно;
–для обеспечения теплом объектов, которые не допускают перерывов в теплоснабжении (больницы, школы), или потребителей, которые несут большие экономические затраты из-за отсутствия тепла (гостиницы);
–при обеспечении теплом потребителей, расположенных на конечных участках существующих тепловых сетей и тех, которые ощущают недостаток тепла вследствие низкой пропускной способности тепловых сетей или недостаточного перепада давления между прямой и обратной магистралями. Опыт работы автономных котельных показал, что они надежные и
экономичные. При теплоснабжении от этих котельных потребитель получает тепло в 3 раза дешевле, чем действующие тарифы. За счет этого строительство таких котельных окупается практически за один сезон. Одновременно исключаются в дальнейшем дотации из бюджета на плату за тепловую энергию. Таким образом, переход на автономные источники теплоснабжения удобный и потребителям, и местному бюджету.
Современными нормами проектирования для зданий разнообразного назначения разрешается применять пристроенные, встроенные и крышные котель-ные. Их предусматривается размещать в зданиях, которые только проектируются

в уже существующих зданиях, не изменяя архитектурного облика.

небольших городах, где централизованное теплоснабжение развито слабо, а строительство осуществляется отдельными объектами, которые вводятся в .

166

эксплуатацию разрозненно, внедрение автономного теплоснабжения наиболее целесообразно.
7.5.1. Газопоршневые автономные электростанции

условиях постоянного роста тарифов на электроэнергию и «веерных» отключений, которые практикуются энергоснабжающими организациями, применение автономных электроустановок становится не только целесообразным, но и необходимым, особенно для потребителей, которые не допускают перерывов в энергоснабжении. Во многих регионах государства практически ни один потребитель, который нуждается в бесперебойном электроснабжении, не имеет надежного резерва. Выход из такого положения обеспечивается строительством у таких потребителей газопоршневых электроустановок.

Газопоршневые установки создаются на базе дизель-генераторов, которые выпускаются отечественной промышленностью. Но сравнительно с дизельными, газовые двигатели имеют улучшенные технические показатели, в том числе увеличенный на 30-50% ресурс работы. С экологической точки зрения наличие вредных веществ в выхлопных газах в них значительно меньше, чем у дизелей и не превышает концентраций окиси углерода и оксидов азота современных котельных.
Газопоршневые электростанции особенно целесообразно использовать в газифицированных населенных пунктах с потребительской мощностью до 10 Мвт. Их использование в этом случае позволяет исключить подачу электроэнергии длинными электролиниями, а, следовательно, и потери электроэнергии. И вдобавок

этом случае можно, кроме электроэнергии, вырабатывать и теплоту для теплоснабжения поселка за счет утилизации бросовой теплоты двигателя, который повышает коэффициент использования топлива до 80-90%.

Другим перспективным направлением использования газопрошневых элетростанций является их строительство на местных газовых месторождениях, застраивать которые магистральными газопроводами экономически невыгодно. Произведенная на этих месторождениях электроэнергия может использоваться как для снабжения поселений, так и для передачи в сеть энергосистемы. Стоимость произведенной автономными электростанциями электроэнергии при их работе на
167

сетевом газе в 1,5-2 раза, а на местном газе - в 3-4 раза ниже за действующие тарифы. В связи с этим следует ожидать, что срок окупаемости электростанций будет составлять 2-3 года.
Для положительного решения проблем энергосбережения следует исходить из следующих положений:
–в первую очередь наладить учет всех энергоносителей;
–рассматривать проблему в комплексе: от добычи энергоресурсов до использования энергии на рабочих местах и в системе жилищно-коммуналь-ного хозяйства;
–выработать систему экономически удобного реального займа (инвестиции)
средств у финансовых структур.
Реализация этих положений входит в сферу деятельности энергоменеджмента. Выход из критической ситуации можно осуществить в два этапа: на первом этапе будут подготовлены условия для массового перевода экономики на энергосберегающий путь развития, на втором - увеличение энергетической эффективности на основе интенсивного энергосбережения и ускорение научно-технического прогресса.
Общая потребность страны в топливно-энергетических ресурсах к концу второго этапа может быть уменьшена приблизительно на десятки и даже сотни миллионов тонн условного топлива. Причем уменьшение должно быть получе-но за счет снижения удельных норм затрат энергоресурсов потребителями, а также других мероприятий по экономии топлива.

Швеции, например, в результате реализации одной из программ энергосбережения удалось снизить удельное энергопотребление на 30% в индивидуальных домах и на 20% в многоквартирных.

7.6. ТЭК КАК ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
Топливно-энергетический комплекс принадлежит к числу наиболее круп-ных народнохозяйственных комплексов. Он объединяет угольную, нефтяную, нефтеперерабатывающую, газовую, торфяную, сланцевую промыш-ленность, электро- и теплоэнергетику, включая предприятия для производства ядерного горючего, распределительные электрические сети и трубопроводы, организации и фирмы по сбыту топливных и энергетических ресурсов.
168

ТЭК представляет единую систему энергоснабжения, главная цель которой - эффективное и надежное обеспечение всех нужд народного хозяйства энергией необходимого качества. Это обуславливает его тесные связи со структурой, масштабами и темпами развития экономики страны.
Рассмотрим мероприятия, применяемые в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве и в других сферах народного хозяйства для экономии энергоресурсов:
–уменьшение потерь теплоты через ограждающие конструкции жилых и общественных зданий с соответствующим уменьшением теплоотдачи нагревательных приборов;
–повышение эффективности работы теплогенерирующих агрегатов и установок;
–снижение затрат теплоты при работе систем отопления и горячего водоснабжения;
–уменьшение затрат электроэнергии на работу систем инженерного оборудования жилых зданий и т.п.
Технологическое энергосбережение - это организационные и инженерные технические мероприятия, направленные на прямую экономию энергоресурсов

ликвидацию потерь энергии при ее производстве, передаче и использовании.

общем плане экономию топливно-энергетических ресурсов, снижение потерь энергии можно достичь путем:

–применение более современных процессов производства энергии и топлива;
–замены энергоемких процессов менее энергоемкими и применение малоотходных или энергосберегающих технологий;
–замены устаревшего неэкономичного оборудования новым;
–усовершенствование структуры энергопотребления предприятий за счет выбора наиболее эффективных энергоносителей, повышение качества используемых энергоносителей и рационализации энергетических потоков, оптимизации тепловых схем предприятий и отдельных технологических процессов;
–повышение энергетического КПД технологических агрегатов за счет улучшения организации технологических процессов и режимов работы, сокращение их простоев и непроизводительных потерь энергоресурсов;
169

–использование нетрадиционных источников энергии и вторичных энергетических ресурсов (ВЭР), которые образовываются в одних техно-логических установках или процессах и направляются для энергообеспечения других агрегатов и процессов.

7.7. НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

последнее время во всем мире большое внимание отводится экономии электроэнергии.

Во-первых, это повсеместное вытеснение традиционных источников света, таких, как лампы накаливания, галогенные лампы и замена их лампами с высокой светоотдачей (люминесцентные ртутные, натриевые высокого давления и т.п.).

Во-вторых, это замена традиционных электромагнитных пуско-регулирующих аппаратов (ПРА) на современные электронные пусковые регулирующие аппараты (ЭПРА). Расчет показывает, что при замене обычной лампы накаливания (W=100 Вт), световой поток которой 1380 лм, на люминесцентную лампу (с дросселем) (18 Вт + 3 Вт, что выделяется на дросселе - световой поток 1150 лм) -экономится около 75 Вт электроэнергии. Если же взять люминесцентную лампу с ЭПРА, то для получения такого же светового потока на нее довольно подать 15 Вт, а это экономия 85 Вт электроэнергии. При этом следует прибавить, что срок службы обычной лампы накаливания составляет 1000 часов (в реальных условиях нестабильности электросети он бывает значительно меньшим),

срок службы люминесцентной лампы с дросселем -10 тысяч часов. Срок использования люминесцентной лампы с ЭПРА возрастает до 20 тысяч часов.

Это достигается благодаря определенным условиям, которые обеспечивает ЭПРА (теплый старт, снижение нагрузки на катоды и т.п.).
Сфера применения таких ЭПРА огромная - от автомобильных фонарей до светильников на судах и т.п.. В отличие от светильников, которые поступают к нам из Восточной Азии (сомнительного качества), отечественные ЭПРА имеют высокую надежность.
К их техническим особенностям следует отнести:
–высокий коэффициент использования мощности;
–стабилизацию постоянной мощности на лампе в диапазоне напряжений от
189 В до 280 В;
170

–отсутствие мерцания;
–увеличение срока службы ламп;
–экономию электроэнергии.

7.8. ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПОМЕЩЕНИЙ

Исследования показывают, что управление температурным режимом по-мещений позволяет снизить теплопотребление отопления на 20%. Речь идет о возможности оперативной задачи снижения температуры в общественных зданиях в ночное время.
Внедрение воздушных систем отопления позволяет снизить температуру теплоносителя.

настоящее время для создания комфортных условий в помещении воздух нагревается отопительным приборами, рассчитанными на повышенную температуру теплоносителя из-за высокого термического сопротивления воздуха. При этом приходится за несколько километров транспортировать теплоноситель с температурой больше 100 градусов. Нормативные потери тепла в теплотрассе должны быть не более 3-4%, а температура в канале теплосети - не выше 25 градусов. Однако в существующих теплотрассах температура в каналах достигает 40 градусов. Это означает, что потери в теплотрассе выше расчетных на 30%.

Переход на новые приборы отопления, в которых за счет встроенных вентиляторов существенным образом снижается термическое сопротивление воздуха, позволяет обеспечить комфортные условия в помещении при более низкой температуре теплоносителя, а значит, и при меньших потерях тепла на теплотрассах. Оценки таких систем отопления показывают, что можно получить экономию тепла до 30% за счет снижения потерь на теплотрассах.
Тепловентиляционные конвекторы при подаче в них холодного теплоносителя могут выполнять функции кондиционера. В их конструкции предусмотренный сбор конденсата и штуцер для сбрасывания этого конденсата, например, в систему канализации.

171

7.9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕВЕРСИВНЫХ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ КАК ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ В СИСТЕМАХ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
Тепловой насос - это тепловая машина, которая работает в парожидкостном цикле и трансформирует низкопотенциальное тепло окружающей среды в тепло более высокого потенциала, пригодное для систем отопления. Потребительская мощность такой машины всегда меньше ее теплопроизводительности. Это и обеспечивает ее экономичность по сравнению, например, с электрокотлом.

конструкции реверсивных тепловых насосов предполагается возможность переключения функций теплообменников, в результате чего потребитель может получать и холодный теплоноситель.

Поэтому появление новых вентиляционных охлаждающих отопительно-охладительных устройств, способных работать в широком диапазоне температур теплоносителя (40° С.. .90° С на тепло и 5° С... 10° С на холод) упрощает создание всесезонных систем кондиционирования на базе реверсивных тепловых насосов.
Есть две особенности тепловых насосов, которые делают их очень удобными для использования в энергетических системах.
Во-первых, тепловые насосы способны вытягивать или рекуперировать тепло из низкотемпературных источников, которое обычно не может быть использовано для отопления. Такое низкотемпературное тепло, которое в большом количестве есть в воздухе, земле, озерной воде, подземных водах и других естественных источниках, может быть использовано с помощью тепловых насосов для отопления помещений и нагревания воды для бытовых целей.
Во-вторых, тепловые насосы имеют более высокую эффективность исполь-зования энергии в сравнении с любым традиционным методом обогрева. Например, котел, который работает на жидком топливе, способен использовать около 75-80% энергии, которая содержится в топливе. Прямой электрический обогрев дает практически 100% усвоения энергии в местах ее использования, но тепловой насос

аналогичном случае способен получить в 3 раза больше энергии, чем требуется для его работы.

За границей тепловые насосы широко используются в групповых котельных, которые обеспечивают теплом дома, расположенные на относительно малой территории и принадлежащие одному владельцу. Много существующих котельных можно довольно легко перевести на работу с тепловыми насосами, которое дало бы
172

возможность получить значительную экономию потребления нефти, газа и угля в промышленности и коммунальном хозяйстве.
Конкурентноспособными оказались и мощные тепловые насосы. Так, в Швеции около 20 лет тому были запущены в работу 30 теплонасосных установок мощностью 10 Мвт и больше, которые обеспечили районное теплоснабжение.

7.10. УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СТОКОВ

На предприятиях коммунального хозяйства городов используется горячая вода сравнительно высокого потенциала с дальнейшим сливом ее в канализацию. Эти потоки могут быть использованы для подогрева питательной воды, и тем самым снизятся затраты энергии. Дооснащение, например, прачечных утилизато-рами сточных вод может окупиться всего за несколько месяцев и снизить энерго-потребление предприятия на 20-25%.
Аналогичный результат относительно окупаемости, но немного меньший относительно снижения общего энергопотребления может быть полученный и при утилизации сточных вод из ванн и бассейнов.
Приблизительно такие же результаты могут быть и на промышленных предприятиях, в технологических процессах которых используются высоко-температурные теплоносители (заводы, которые вырабатывают стекло, бисквит-ные фабрики и т.п.).

7.11. ВНЕДРЕНИЕ ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Потребитель энергии без соответствующей контролирующей базы не может решать вопроса экономии. Он должен точно знать, сколько используется энергии, какими средствами можно снизить это потребление и как быстро приобретение этих средств окупится при эксплуатации. Последнее условие будет осуществленным только при дотации потребителям части средств, необходимых для приобретения энергоэкономичного, недорогого оборудова-ния, особенно такого, которое будет работать при получении энергии от
173

нетрадиционных источников (ветра, солнца, биомассы) и утилизации отработанного тепла с помощью теплообменников и теплонасосных установок. Например, в Австрии при покупке энергосберегающего оборудования государство возвращает покупателю до 30% его стоимости.
Осуществление энергосберегающих мероприятий должны быть обеспечено необходимыми техническими средствами, материалами и оборудо-ванием. Использование уже созданной за границей технологии и оборудование, адаптация ее к нашим условиям и разработка на этой основе отечественной продукции, которая уже прошла проверку у массового потребителя и завоевала его доверие, разрешает быстро решать вопрос энергосбережения в быту, жилищно-коммунальном хозяйстве и строительстве.

7.12. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В УКРАИНЕ
Как уже отмечалось, в данное время энергетика Украины работает в довольно экстремальных условиях. Одна из причин такой ситуации - дефицит органического топлива. Несмотря на то, что в последние годы до 40% электроэнергии произведено на атомных электростанциях (АЭС), собствен-ными первичными энергоресурсами Украина обеспечена лишь на 42%, в том числе углем - на 80%, газом - на 20% и нефтью - на 13%.
Теплоснабжение страны имеет важное влияние на формирование ее топливно-энергетического комплекса (ТЭК), так как оно, во-первых, связанное

преобладающим использованием импортированного газомазутного топлива, а во-вторых, в значительной мере определяет экологическое состояние населен-ных пунктов. По некоторым оценкам, до 30% и более топлива тратится для теплоснабжения.

Таким образом, важнейшими проблемами в энергетике Украины (особенно в теплоснабжении) является важное сокращение затрат органического топлива (и в первую очередь мазутного и газо-мазутного) и защита окружающей среды от
174

вредных выбросов источников тепла. Одним из реальных путей решения этих проблем может стать использование АЭС и в первую очередь действующих; а также создание до 2030 г. специальных атомных источников теплоты (АИТ) - атомных теплоэлектроцентралей (АТЭЦ), атомных станций теплоснабжения (АСТ)

атомных станций промышленного теплоснабжения (АСПТ) для централизо-ванного теплоснабжения больших и очень загазованных городов.

Анализ результатов исследований показывает, что все программы создания СЦТ на базе АЭС и АИТ довольно эффективные, главным образом, за счет крупномасштабного вытеснения с ТЭК Украины остродефицитного импортированного топлива (в основном, мазутного и газо-мазутного). Даже при минимальной программе, которая не нуждается в установлении на АЭС дополнительных блоков, получаем покрытие суммарной тепловой нагрузки 15тыс. МВт в 2012 году (25% нагрузок всех теплоисточников Минэнерго Украины) и 50 тыс. МВт до 2030 г.
Реализация СЦТ на базе АЭС и АИТ Украины будет иметь и большое социальное значение в первую очередь для каждого города, охваченного атомным теплоснабжением, и для страны в целом: исключается зависимость от конъюнктуры поступления и стоимости остродефицитного импортированного органического топлива, появляются новые рабочие места, стабилизируется политическая обстановка и т.п..

7.13. КРАТКОЕ ПОСОБИЕ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ
Атомные электростанции в ХХI веке всё ещё будут играть важную роль и будут производить 20-30 % мировой электроэнергии. Уже сегодня в мире функционируют 440 ядерных реакторов, 104 из которых – в США. АЭС перейдут на использование в качестве теплоносителя глубоко охлаждённого гелия, который, забирая тепло от ядерного реактора, с помощью газовой турбины так называемого «замкнутого цикла Брайтона», будет превращать тепло в электроэнергию с кпд более 50% (против нынешних 30-35%).
Следующим источником электроэнергии являются мощные установки термоядерного синтеза, работающие на изотопе водорода – дейтерии (с добавлением трития). В отличие от ядерной, термоядерная энергия практически не таит радиационной угрозы и нового Чернобыля. Дейтерий содержится в воде, а этого сырья имеется сколько угодно в любой стране.

175

Например, дейтерия, содержащегося в стакане воды, достаточно, чтобы получить столько же тепла, сколько от сжигания 200 л бензина. То есть, один «стакан воды» заменит 5 полных бензобаков!
Всё электронное и значительную часть точного машиностроения перевести на нанотехнологии ( «молекулярную сборку»). Это полностью исключит такие энергозатратные и экологически грязные циклы, как металлургический, а также циклы обработки металла (прокат, прессование, фрезерные и токарные работы, сварку и т.д.).
Все бензиновые и дизельные автомобили, «малый» водный транспорт, а также военная бронетехника должны работать на водородных топливных элементах (сжатый водород находится в облегчённых сверхпрочных баллонах). Водород будет производиться мощными генераторами на базе АЭС.
Весь крупный пассажирский, грузовой и военный морской флот оснастить безопасными ядерными реакторами, работающими не на опасном уране – 238, а на значительно более безопасном торие - 232 (из тория -232 уже непосредственно в реакторе получают «вторичное» ядерное топливо – уран-233).

Контрольные вопросы

В чём сущность новой энергетической политики.

Назовите способы повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов.

Перечислите основные мероприятия по снижению экологической опасности от работы систем теплоснабжения.

Назовите новые направления развития энергосберегающих технологий.

Для чего нужны автономные источники теплоснабжения.

Какие бывают автономные источники теплоснабжения.

Что такое топливно-энерегетический комплекс (ТЭК).

Перечислите методы экономии электроэнергии.

176

ЛЕКЦИЯ 8. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И КОНКРЕТНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ
8.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА
Системы газоснабжения г. Харькова - это единый комплекс, который представляет собой многоуровневую постоянно развивающуюся структуру, которая имеет распределительную сеть газопроводов различной сложности (давление в газопроводе, диаметр газопровода, запорная и регулирующая арматура различной сложности, автоматическое управление и т.д.).
Основные задачи, поставленные перед системой газоснабжения следующие:
–бесперебойная поставка газа потребителю;
–поддержка оптимального давления газа у потребителя;
Газовое хозяйство города Харькова является одним из самых крупных хозяйств на Украине. История его развития начинается с 23 декабря 1871 года, когда газ впервые был применен для освещения улиц.

1932 г. был разработан план развития газоснабжения города, а для обслуживания системы газоснабжения был создан Трест "Харгаз".

До 1956 года в городе Харькове использовался коксовый газ, а с 1956 года газовое хозяйство города Харькова было переведено на природный газ Шебелинского месторождения. До 1968 года были построены основные газовые сети, в том числе была разработана уникальная кольцевая система газоснабжения.

1980 году с введением в эксплуатацию газопровода высокого давления от ГРС-1 до ГРС-4, которые замкнули кольцо вокруг города Харькова, завер-шено выполнение перспективного "Плана развития системы газоснабжения города Харькова на 1976-1980 годы".

1996 году на базе государственного предприятия по газоснабжению и газификации создано открытое акционерное общество "Харьковгоргаз".

2004 году общий объем транспортирования газа составил около 2400 млн. м³. Годовая потребность в газоснабжении распределилась следующим образом:

– 73% использовали предприятия теплоэнергетики;
– 14% - население;
– 12% - промышленные предприятия;
– 1% - бюджетные организации.
177

8.2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА

Предоставление услуг по газоснабжению и транспортировке природного газа газифицированным объектам и организациям всех форм собствен-ности г. Харькова.

Техническое обслуживание и ремонт подземных и наземных газопроводов.

Проведение контроля, диагностики и анализа коррозионного состояния газопроводов.

Метрологическое обеспечение учета газа.

8.3. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ

По имеющимся данным более 2000 км газопроводов эксплуатируется более 20 лет, 1560 км - более 30лет и 761 км газопроводов эксплуатируется более 40 лет и полностью изношены.
Амортизационный срок эксплуатации газопроводов закончился, и они требуют обновления (реновации).
Для газопроводов характерно природное физическое старение труб и изоляции. Положение усложняется еще тем, что 90% газопроводов города Харькова находится в зоне опасного влияния блуждающих токов от наземного рельсового электротранспорта.

8.4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ГАЗОПРОВОДОВ С ЦЕЛЬЮ ИХ ЗАЩИТЫ ОТ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ

Разработать инвестиционный проект "Создание интегрированной автоматизированной системы управления ОАО "Харьковгоргаз".

Разработать инвестиционный проект по санации газопроводов в городе Харькове "Восстановление газопровода высокого давления (Р=1,2МПа),

178

среднего давления (Р=0,3МПа) и низкого давления (Р=0,03МПа) тканевыми шлангами по технологии "Процес-феникс".

Выполнение мероприятий по ограничению блуждающих токов от рельсового электротранспорта совместно с ХКП "Горэлектротранс".

Установка защитных устройств от коррозии для обеспечения катодной

поляризации подземных металлических коммуникаций и сооружений. Условия безопасности, надежности систем газоснабжения являются
приоритетными в деятельности предприятий газового хозяйства и требуют постоянного усовершенствования методов эксплуатации и ремонта.
На сегодняшний день без новых нестандартных решений нельзя рассчитывать на успешное решение поставленных перед предприятием газовой отрасли задач по восстановлению изношенных стальных газопроводов.
ОАО "Харьковгоргаз" идет по пути усовершенствования деятельности подразделений и с этой целью на предприятии разработаны ряд программ, которые перечисленные ниже:
–программа по техническому перевооружению автоматизации производ-ственных процессов и перехода на новые технологии эксплуатации, строительства и реновации систем газоснабжения;
–программа обследования и мониторинга технического состояния газораспределительных сетей;
–программа по капитальному ремонту (санации) и реновации подземных газопроводов с использованием полимерных материалов и новых
технологий.
Опыт мировых лидеров в области газоснабжения показывает, что найдены наиболее рациональные, безопасные, энергетические и экономически оправданные пути развития отрасли.

Строительство распределительных газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 110 мм даёт экономию 40-50% в сравнении с другими видами труб (сталь, чугун). Техническое преимущество полиэтиленовых труб перед

стальными – это увеличение на 30-40% пропускной способности за счет
179

меньшего коэффициента шероховатости, износостойкости, инертности к действию коррозии, минимальное техническое обслуживание и отсутствие защитных установок и сооружений, а также минимум сварных швов, быстро-та и лёгкость монтажа.

Использование одноступенчатой системы газоснабжения с использова-нием полиэтиленовых газопроводов и индивидуальных внутридомовых регуляторов давления позволит снизить затраты на строительство систем газоснабжения на 20-30%.

Ремонт и реновация изношенных стальных газопроводов предусматривает использование принципиально новых технологий:

–использование технологии "Процес Феникс" (тканевые шланги);
–метод протягивания стандартных полиэтиленовых труб внутри изно-шенных стальных;
–метод модифицированных внутренних лайнеров "U-Liner".

Применение современного энергосберегающего газового оборудования.

Внедрение автоматизированной системы управления объектами газо-снабжения.

Переход на децентрализованные системы теплоснабжения на природном газе.

Использование современных конструкций регуляторов давления газа.

Разработка электронных систем регулирования подачи газа.

8.5. ПРОГРАММА ПЕРСПЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ
ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА, РАЗРАБОТАННАЯ КОММУНАЛЬНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ «ХАРЬКОВСКИЕ ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ»
Предприятие создано в 2001 году на базе двух предприятий: ГП «Харьковские тепловые сети» и ПО «Харьковтеплоэнерго». Его задачей является производство, переработка, транспортирование и распределение
180

тепловой энергии всем группам потребителей города Харькова. 95% жителей города пользуются услугами предприятия.
Установленная тепловая мощность предприятия составляет 3032 Гкал/час. Тепловую энергию предприятие производит на базе 262 котельных. Наиболее мощные из них Московская, Дзержинская, Коминтерновская, районные котельные,

также ТЭЦ-4, которая работает в режиме котельной.

эксплуатации предприятия находится 1533 км трубопроводов диаметром 1220 мм и меньше, которые проложены в подземных проходных, полупроходных и непроходных каналах, а также на эстакадах.

На тепловых магистралях установлено 208 теплораспределительных станций и 11 перекачивающих насосных станций.
На предприятии работают 5,5 тыс. высококвалифицированных специалис-тов, которые выполняют работы по эксплуатации и развитию систем тепло-снабжения города Харькова:
–ведут строительство, выполняют монтаж и реконструкцию трубопроводов;
–монтируют, обслуживают, поверяют теплосчётчики всех видов и водомеры;
–ремонтируют теплоэнергетическое оборудование котельных, тепло-распределительных и насосных станций;
–выполняют монтаж, наладку и обслуживание оборудования КИПиА;
–производят химическую промывку котлов от накипи.
Предприятие совместно с американской компанией занимается реализа-цией программы «Повышение эффективности теплоснабжения города Харькова и исследование возможности организационной реструктуризации».
Программа предусматривает максимальное использование тепловой энергии ТЭЦ-5, а также:
–реконструкцию и замену оборудования районных котельных;
–реконструкцию магистральных тепловых сетей, а также внутрикварталь-ных распределительных тепловых сетей с использованием предварительно изолированных трубопроводов;
–выведение из эксплуатации 30% тепло-распределительных станций и замена их на индивидуальные тепловые пункты;
181

–ликвидацию 60 мелких и встроенных котельных с подключением потреби-телей к системе централизованного теплоснабжения;
–реконструкцию насосных станций с внедрением преобразователей частоты;
–внедрение когенерации на котельных Московского и Коминтерновского районов.
Предприятие совместно со своими основными поставщиками тепловой
энергии ТЭЦ-3 и ТЭЦ-5 занимается реализацией программы перспективного развития централизованного теплоснабжения города. Эта программа предусматривает развитие магистральных сетей, которые закольцуют ТЭЦ-3,
ТЭЦ-4 и ТЭЦ-5. Такая система позволит максимально разгрузить котель-ные, т.к. производство тепла на них дороже, чем на ТЭЦ, а также перераспре-делить теплоноситель в те районы города, где возникает необходимость в выполнении большого объема ремонтных работ на магистралях. В будущем при достаточном развитии централизованной системы теплоснабжения локаль-ные источники будут ликвидированы и подключены к магистральным сетям.
На предприятии внедрены новейшие технологии и программно-технические комплексы, энергосберегающие устройства и оборудование. Эти мероприятия значительно улучшили параметры работы оборудования, а также уменьшили затраты на топливно-энергетические ресурсы.
При проведении капитальных ремонтов теплотрасс и прокладке новых сетей на предприятии применяются трубы в пенополиуретановой изоляции. В жилых домах устанавливаются индивидуальные тепловые пункты, теплосчёт-чики, а также газовые котлы с высоким КПД.
Специалистами предприятия «Харьковские тепловые сети» были разработаны и внедрены различные приборы и оборудование. Ниже перечислены некоторые из них.
Счетчик воды 4-х тарифный электронный ЛВ-4Т. Предназначен для измерения потребленного объема воды с контролем качества ее подогрева. Награждён дипломом и медалью Международного салона изобретений и новых технологий «Новое время».
182

Автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ) тепло-снабжением города Харькова. Предназначена для осуществления оперативного управления эксплуатацией централизованной системы теплоснабжения, выработкой, отпуском, транспортировкой и распределением тепловой энергии с наименьшими затратами.
Система диспетчеризации малых котельных на базе блоков мониторинга РИТ-35, обеспечивающих сбор аварийных сигналов, их кодировку и передачу информации на районный диспетчерский пункт.
Блок регулирования и индикации температуры «Брит-2».
Блок контроля и сигнализации «БКС-04». Предназначен для использования

качестве прибора, контролирующего работу котельной установки по сигналам датчиков, установленных в контрольных технологических точках. При отклонении параметров от заданных значений вырабатывается звуковой сигнал и световая индикация, происходит запоминание причины аварии и вывод информации по каналу связи с внешним устройством.

Устройство автоматического управления насосами УАВР-2. Предназначено для автоматического управления двумя насосами, один из которых является резервным.
Блок управления котлом «БУК». Предназначен для использования в котлах мощностью до 10 МВт (производительностью до 9 Гкал.), работающих на газовом топливе низкого и среднего давления по СНиП 2.04.08.
Температурный универсальный регулятор «ТУР-М». Предназначен для автоматического управления температурным режимом в системах автоматического управления технологическими процессами.
Контрольные вопросы

Какие основные задачи систем газоснабжения.

Перечислите основные направления деятельности газовых хозяйств.

Какие необходимые мероприятия по совершенствованию методов эксплуатации и ремонта газопроводов.

Назовите мероприятия по дальнейшему совершенствованию систем централизованного теплоснабжения города.

183

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

Тихомиров К.В., Сергиенко И.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1991-480с. : ил.

Ионин А.А. Газоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.,Стройиздат, 1975. 439 с.

Богословский В.Н., Новожилов В.И., Симаков Б.Д., Титов В.П. Отопление и вентиляция. Учебник для вузов. В 2-х ч. Ч. 2 Вентиляция. Под ред. Богословского В.Н. М., Стройиздат, 1976. 439 с.
Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов. – в 2-х кн.:кн..1-М.:

Энергоатомиздат, 1991-351с. : ил.

Бережнов І.О., Шульга М.О. Улаштування і експлуатація теплових і газових мереж. –

К.: НМК ВО, 1992.-124с.

Гапонова Л.В. Техническая диагностика систем теплогазоснабжения и вентиляции. Учебное пособие. – Х.: ХНАГХ, 2007 – 132 с.

Бакалін Ю. І. Енергозбереження та енергетичний менеджмент. – Х.: БУРУН і К, 2006. – 304с.

Кравченко В.С., Саблій Л.А., Зінич П.Л. Санітарно-технічне обладнання будинків: Підручник – К.: Кондор, 2007 – 458 с.

Справочник проектировщика. Отопление и горячее водоснабжение. Староверов И.Г., - М.: Стройиздат, 1991. – 125с

Капустянко П.А., Кузин А.К., Макаровский Е.Л. и др. Альтернативная енергетика и энергосбережение: современное состояние и перспективы. Учебное пособие.- Харьков. 2004.- 312с.

Качественная газовая запорно-регулирующая арматура - залог надежной и безопасной работы газопротребляющего оборудования // "Территория НЕФТЕГАЗ", № 3, с.36

Номенклатурный каталог ООО "НПФ РАСКО" на 2006 год.
Нормативні видання.
kub.kharkov.ua
www.topclimat.ru
www.mosholding.ru
www.amkspb.ru похожие
www.krokusvent.ru похожие
www.krokusvent.ru
www.all-climate.ru похожи
http://www.krokusvent.ru/krishniy-tfsr.html
www.packo.ru
www.klapan.brest.by
www.termocond.com.ua
www.ua.all.biz
www.ypag.ru
www.poetalon.ru
www.dianaspb.ru
www.bis077.ru
diana.kiev.ua
www.good-roof.ru
http://gost.at.ua/load/gosty/otoplenie/62

184

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ

Капцов Іван Іванович,
Пахомов Юрій Васильович

Конспект лекцій
з курсу
«ВСТУП ДО БУДІВЕЛЬНОЇ СПРАВИ»
(за професійним спрямуванням)
(для студентів 1 курсу денної і заочної форми навчання освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавра, напряму 6.060101 – « Будівництво» спеціальності «Теплогазопостачання та вентиляція») (рос. мовою)

авторській редакції Відповідальний за випуск О. В. Ромашко Комп’ютерний набір Ю.В. Пахомов Комп’ютерне верстання Н. В. Зражевська Дизайн обкладинки І. П. Шелехов

План 2011, поз. 88 - Л
____________________________________________________________________
Підп. до друку 08.12.11 Формат 60×84/16 Ум. друк.арк. 8,0 Друк на ризографі Тираж 50 пр. Зам. №
Видавець і виготовлювач:
Харківська національна академія міського господарства, вул. Революції, 12, Харків, 61002 Електронна адреса: rectorat@ksame.kharkov.ua Свідоцтво суб’єкта видавничої справи:
ДК № 4064 від 12.05.2011

185

1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 28