073e-orgreview (Научно-техническое обоснование бивалентного теплоснабжения с использованием энергетической утилизации органосодержащих отходов)

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор по научной работе ФГБОУ ВО «Ивановский государственный й ниверситет нина» аук, профессор В.В. Тютиков 2018 г ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу Владимирова Ярослава Александровича по теме: «Научно-техническое обоснование бивалентного теплоснабжения с использованием энергетической утилизации органосодержащих отходов», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04 — «Промышленная теплоэнергетика» Актуальность работы. Одним из элементов энергетической стратегии России является необходимость разработки индивидуальных планов развития систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) для всех поселений и городских округов Российской Федерации на пятнадцатилетний период с ежегодной их актуализацией.

Для определения направлений развития теплоснабжения поселения необходим детальный комплексный анализ, выявление основных технических и технологических проблем систем теплоснабжения. Только на основе подобных исследований возможна корректная разработка плана перспективного развития систем теплоснабжения поселения. Одновременно на стадии разработки плана развития систем теплоснабжения необходимо рассматривать возможность вовлечения в топливно-энергетический баланс местных топлив, в том числе органосодержащих, к которым относятся твердые коммунальные отходы (ТКО).

Это позволит решить проблему размещения отходов на полигонах и снизит экологическую нагрузку на окружающую среду, В этой связи актуальным является внедрение и развитие комбинированных (бивалентных) систем теплоснабжения, в которых традиционный источник энергии дополняется местным. В этой связи, диссертация Владимирова Я.А., посвященная совершенствованию систем централизованного теплоснабжения на основе бнвалентных технологий с использованием энергетической утилизации органосодержащнх отходов, несомненно является актуальной. Актуальность данной работы подтверждается также рядом законодательных актов, принятых и дополненных в последнее десятилетие: Федеральный закон от 27.07.2010 №190-ФЗ «О теплоснабжении», Постановление правительства Российской Федерации от 22.02.2012 №154 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения» (с изменениями и дополнениями), Федеральный закон от 24.0б.1998 «Об отходах производства и потребления» (в редакции от 29.07.2018).

Диссертация соответствует паспорту научной специальности 05.14.04— «Промышленная теплоэнергетика»: в части формулы специальности: «...объединяющая исследования по совершенствованию промышленных теплознергетических систем...сбережение энергетических ресурсов, ..., защиту окружающей среды»; в части области исследовании специальности: пункту 3 «...Совершенствование методов расчета тепловых сетей и установок с целью улучшения их технико-экономических характеристик, зкономии энергетических ресурсов» и пункту 7 «Разработка теоретических аспектов и методов интенсивного энергосбережения в тепловых технологических системах». Научная новизна работы состоит в следующем; 1. На основе систематизации и обобщения накопленного опыта разработки схем теплоснабжения для поселений и городских округов Российской Федерации установлены обобщенные технико-экономические характеристики систем централизованного теплоснабжения, способствующие унификации предпроектных расчетов.

2. Впервые определены значения теплового эквивалента ТКО в СЦТ для ряда населенных пунктов Российской Федерации. 3. Предложен оптимальный режим работы бивалентной СЦТ, обеспечивающий максимизацию загрузки наиболее эффективного источника засчет организации переменной зоны действия источников теплоснабжения, и новый метод расчета расхода теплоносителя в тепловой сети в зависимости от температуры наружного воздуха. 4.

Предложена методика предпроектной оценки технико-экономических показателей бивалентных СЦТ. 5. В результате сравнительного технико-экономического расчета (на примере г. Петрозаводска) доказана целесообразность организации бивапентных СЦТ. Связь с отечественными и зарубежными научными достижениями. Диссертация является продолжением концепций централизованного теплоснабжения, заложенных в России еще в 30-е годы ХХ века. Автором развиты идеи, высказанные ранее Е.Я.Соколовым и А.А.Иониным, о регулировании отпуска тепловой энергии и определении параметров зоны эффективного теплоснабжения. Диссертация является логическим продолжением работ Н.М.Зингера в области гидравлических режимов работы тепловых сетей, а также В.М.Зайченко в области энергетической утилизации органосодержащих отходов.

Теоретическая и практическая значимость диссертации Владимирова Я.А. заключается в том, что: 1. Сравнительными технико-экономическими расчетами на основе реальных характеристик городского поселения (г. Петрозаводск) показано, что бивалентные СЦТ, использующие местные топлива, при определенных условиях могут быть более рентабельны, чем традиционные СЦТ; обоснована целесообразность распространения подобных исследований на другие регионы страны. 2. Предложенные методики расчета создают научно-методическую основу для дальнейших расчетно-теоретических исследований бивалентных СЦТ с различными видами местных топлив, в том числе и комбинированных, а также иных видов НиВИЭ; 3.

Совокупность предложенных алгоритмов создает научно-методическую основу для разработки элементов программных комплексов и регламентов на проектирование схем теплоснабжения для всех поселений и городских округов Российской Федерации. 4. Предложенные методики расчета и рекомендации могут быть использованы при проектировании бивалентных СЦТ, а также при разработке схем теплоснабжения.

5. Определены требования к заказчику по содержанию и объему исходных данных на проектирование бивалентных СЦТ. 6. Результаты работы внедрены в процесс разработки документации стратегического планирования муниципальных образований Российской Федерации в ряде проектных организаций. С учетом вышесказанного можно считать, что результаты исследования Владимирова Я.А., представленные в диссертации, создают научную основу для разработки и совершенствования технологий энергетического использования органосодержащих отходов, дают комплекс практических рекомендаций, необходимых для внедрения подобных технологий.

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается тем, что автор использует экспериментальные данные, полученные на натурных объектах (СЦТ, установках по переработке ТКО, газогенераторах и др.), а в расчетах и математических моделях исходит из общепризнанных физических представлений и созданных на их основе методах теплофизического анализа. Основные результаты работы докладывались на: Международной научнопрактической конференции «Зеленое строительство 2016» (Санкт-Петербург, 29 сентября — 01 октября 2016 года); Научной конференции с международным участием «Неделя науки СПбПУ» (Санкт-Петербург, 14-19 ноября 2016 года); Заседании комиссии по рассмотрению проектов схем теплоснабжения поселений, городских округов с численностью населения пятьсот тысяч человек и более, а также городов федерального значения под председательством заместителя Министра энергетики Российской Федерации В.М. Кравченко (Москва, 21 декабря 2016 г.); Научной конференции с международным участием «Неделя науки СПбПУ» (СанктПетербург, 13-19 ноября 2017 года); 11 международной научно-технической конференции «Энергетические системы» (Белгород, 23-24 ноября 2017 года); Семинаре кафедры «Атомная и тепловая энергетика» ФГАОУ ВО СПбПУ (СанктПетербург, 29 мая 2018 года).

Материалы работы используются в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого при проведении занятий по дисциплинам: «Теплофикация и теплоснабжение», «Возобновляемые источники энергии и установки утилизации низкопотенциальной теплоты» и «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнол огнях».

Диссертация выполнена в соответствии с требованиями ВАК РФ, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 102 источника, в том числе 14 зарубежных, Дополнительный материал и сведения о внедрении приведены в б приложениях. Основной текст изложен на 121 с., снабжен 32 иллюстрациями и 15 таблицами. Во введении представлено обоснование темы работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Глава 1 посвящена обоснованию цели и задач исследования на основе краткого анализа совокупности научно-технических проблем, связанных с разработкой планов перспективного развития СЦТ и научных предпосылок дляразвития бивалентных СЦТ на основе местных топлив. В главе 2 представлены методические основы исследования, приведена методика определения теплоты сгорания ТКО, оценен их тепловой эквивалент„ рассмотрен опыт разработки схем теплоснабжения поселений. Глава 3 посвящена разработке методик предпроектной оценки отдельных характеристик бивалентных СЦТ с использованием ТКО. В главе 4 приведен алгоритм предпроектного технико-экономического расчета бивалентной СЦТ и его апробация на примере г.

Петрозаводска. В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы: 1. На основе анализа базы данных по разработке и актуализации схем теплоснабжения для поселений и городских округов Российской Федерации, выполненных за период с 2013 по 2017 г., определены характеристики сравнения различных СЦТ: относительная протяженность тепловых сетей, отношение полезного отпуска тепловой энергии ктепловой нагрузке, плотность тепловой нагрузки, степень централизации.

2. Исследование морфологического состава, теплоты сгорания и динамики образования ТКО позволило рассчитать значение теплового эквивалента ТКО, для всех выполненных проектов значение которого лежит в интервале 14,85 — 726,51 тыс. Гкал. Расчеты показали, что засчет энергетической утилизации ТКО может быть покрыто от 2 до 8,5 'Ъ потребности населения в тепловой энергии. 3.