Диссертация (Научно-техническое обоснование бивалентного теплоснабжения с использованием энергетической утилизации органосодержащих отходов), страница 2

М. Кравченко(Москва,21 декабря2016 года);Научнойконференциис международным участием «Неделя науки СПбПУ» (Санкт-Петербург, 13-19ноября2017 года);II международнойнаучно-техническойконференции«Энергетические системы» (Белгород, 23-24 ноября 2017 года); Семинаре кафедры«Атомная и тепловая энергетика» ФГАОУ ВО СПбПУ (Санкт-Петербург, 29 мая2018 года).По результатамвыполненныхисследованийуавтораимеется11 публикаций, в том числе 3 – в изданиях из перечня ВАК.Диссертациясостоитиз введения,четырёхглав,заключения,списка литературы, включающего 102 источника, в том числе 14 зарубежных.9Дополнительный иллюстративный материал и сведения о внедрении сведены в 6приложений.

Основной текст изложен на 123 с., снабжён 32 илл. и 15 табл.Глава 1 посвящена обоснованию цели и задач исследования на основекраткогоанализасовокупностинаучно-техническихпроблем,связанныхс разработкой планов перспективного развития СЦТ и научных предпосылокдля развития бивалентных СЦТ на основе местных топлив.В главе 2 приводятся методические основы исследования, описываетсяметодика определения теплоты сгорания ТКО, оценивается их тепловойэквивалент, рассматривается опыт разработки схем теплоснабжения поселений.Глава 3 посвящена разработке методик предпроектной оценки отдельныххарактеристик бивалентных СЦТ с использованием ТКО.В главе 4 приводится алгоритм предпроектного технико-экономическогорасчета бивалентной СЦТ и его апробация на примере г. Петрозаводска.Описанные в диссертации работы проводилась в рамках выполнения научноисследовательских работ по заказу и для нужд органов исполнительной властисубъектовРоссийской ФедерацииРеспублики Карелия,и муниципальныхг.

Петрозаводска,г. Мурманска,образований:г. Екатеринбурга,г. Новокузнецка, г. Арзамаса и многих других.РезультатыработыиспользуютсяООО «Невскаяэнергетика»и ООО «Научно-технический центр «ГИПРОград» при разработке документациистратегическогопланированиямуниципальныхобразованийРоссийскойФедерации (акт о внедрении результатов диссертации приведен в Приложении А).Материалыработыв Санкт-Петербургскомпри подготовкеполитехническомпо направлениюбакалавров (13.03.01)по дисциплинам:используютсяуниверситете«Теплоэнергетикаи магистров (13.04.01)«Теплофикацияв учебномПетра Великогои теплотехника»(при проведениии теплоснабжение»,процессезанятий«Возобновляемыеисточники энергии и установки утилизации низкопотенциальной теплоты»10и «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях»), акт о внедренииприведен в Приложении А.11Глава 1.

ПРЕДПОСЫЛКИ К ИССЛЕДОВАНИЮ БИВАЛЕНТНЫХ СЦТНА ОСНОВЕ ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ – (ОБЗОР)1.1.Особенности современного этапа развития теплофикацииТеоретические основы теплофикации складывались в ХХ веке трудамимногих выдающихся отечественных учёных и инженеров: Л. А.

Мелентьева [43],М. А. Стыриковича [74],Е. Я. Соколова [71],А. И. Андрющенко [6],В. В. Дмитриевского [64], Л. Л. Гинтера [64], Д. П. Гохштейна [22]. В результатек середине прошлого века наша страна по масштабам теплофикации занялаведущееместов мире,отечественныйопыти оборудованиеширокоиспользовались за рубежом. Однако, по мере роста единичных установленныхмощностей, экологических ограничений и ряда других объективных факторовпостепеннонарасталипротиворечия,связанныес централизованнымтеплоснабжением, усугублявшиеся ошибками планирования.

В конечном счётек 80-м годам ХХ века значительная часть экономии от самого принципатеплофикациибылаутерянаиз-заперерасходовтоплива,связанногос нерациональным размещением ТЭЦ, не оптимальной загрузкой электрическихмощностей, нарушения правил технической эксплуатации и т. п. [74]. Результатомстало повсеместное снижение доли ТЭЦ от максимальной тепловой нагрузки,в крупных городах она снизилась до 20-30 %, а остальная ее часть покрываласьза счёт крупных котельных с водогрейными котлами. Это увеличивало надежностьтеплоснабжения,снижалоэксплуатационныезатраты,минимизировалокапиталовложения в теплогенерирующие источники и тепловые сети, однако, велок существенномуперерасходутоплива [11,38].Одновременнопереходк рыночной экономике охарактеризовался возникновением интереса к различнымвидам бивалентного теплоснабжения, основанного на местных видах топлива,12рассматривавшихся как средство повышения надёжности и снижения капитальныхзатрат [13, 46, 82].Посколькус переходомк рыночнойэкономикемодернизацияи реконструкция уже существующих систем была фактически остановлена,начался поиск путей продления срока службы, например, понижениемтемпературного графика сетевой воды [53, 58].

В целом в настоящее время крайнеостро встал вопрос не только модернизации и усовершенствования системтеплоснабжения,но и поддержанияв рабочемсостоянии ужесложившихсясистем. При этом единовременные крупные инвестиции в теплоэнергетику крайнемаловероятны, о чём можно судить на основании гистограммы, составленнойпо официальным данным Росстата (рис. 1.1) [87]. На ней показана динамикаинвестиций в производство, передачу и распределение электроэнергии, газа, параи горячей воды, видно, что после 2013 года присутствует сложившаяся тенденцияк уменьшению вложения денежных средств в развитие энергетики.Рис. 1.1.

Динамика инвестиций в производство, передачуи распределение электроэнергии, газа, пара и горячей воды (по данным[87]).13Для комплексного решения объективных проблем в области теплоснабженияв рамках «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» в последнеедесятилетие на федеральном уровне был принят ряд законов и постановлений,регламентирующихперспективноеразвитиесистемцентрализованного теплоснабжения, которые вводят и уточняют ряд понятий,регламентируют структуру, содержание и объём проектной документации.Переченьосновныхизуказанныхдокументовданв приложении Б.Важнейшими среди них являются Федеральный законом «О теплоснабжении» [1],а также «Основы государственной политики в области экологического развитияРоссийской Федерации на период до 2030 года» [2].Федеральным Законом «О теплоснабжении» вводится понятие «Схематеплоснабжения».

Схема теплоснабжения поселения, городского округа —документ, содержащий предпроектные материалы по обоснованию эффективногои безопасного функционирования системы теплоснабжения, её развития с учётомправовогорегулированияэнергетическойв областиэффективности.основополагающимдокументомэнергосбереженияи повышенияСхема теплоснабжениястановитсяв эксплуатациии развитиисистемцентрализованного теплоснабжения. С 2012 года наличие схемы теплоснабжения,соответствующейопределеннымтребованиям,являетсяобязательнымдля поселений и городских округов Российской Федерации. Данный документдолженсодержатьтеплоснабженияв себепоселения,планыпо стратегическомуоценкуи предложениепо источникамзаконодателя,позволяетнеобходимыхинвестиций.осуществлятьразвитиюкапитальныхТакойподход,долгосрочноесистемвложенийпо мнениюи среднесрочноепланирование в теплоснабжении, оценивать требуемый объем капитальныхвложений, оценивать возможность реализации тех или иных мероприятий,осуществлятьвыборнаиболееэффективныхизних,либо определятьпути реализации самых необходимых для поддержания работоспособности системтеплоснабжения мероприятий.14В составесхемытеплоснабженияпредлагаютсятакжерешенияпо повышению энергоэффективности снабжения поселения тепловой энергией,рационального распределения тепловых нагрузок между источниками тепловойэнергии,разрабатываютсятеплоснабжения,реконструкциивопрос об обеспеченииопределяютсямероприятиятепловойусловияпо повышениютепловыхэнергиейорганизациисетей,надежности система такжеперспективнойцентрализованногорешаетсязастройки,теплоснабженияи теплоснабжения с помощью индивидуальных источников, производится оценкавозможности использования нетрадиционных источников энергии и местныхвидов топлива, вносится предложение по определению единой теплоснабжающейорганизации и зоны ее действия.Помимо того, в рамках разработки схем теплоснабжения производятсярасчеты систем, учитывающие реальный опыт эксплуатации – производитсярасчетбалансовисточниковтепловойэнергиис учетомфактическоготеплопотребления (зачастую фактические тепловые нагрузки меньше договорныхна 30-40 %), гидравлический расчет с учетом пониженных температурныхграфиков регулирования отпуска тепловой энергии [53], учитываются фактическиепотери энергии в тепловых сетях.

Так, согласно [53] при переходе на пониженныйтемпературный график работы, относительное снижение тепловой мощностисистемы отопления определяется по формуле:Qo =Где∆t 'o -Q o.pQ 'o.p (τ o 3 + τ o 2 )n +1− tв (t − t )∆t= в н.о =  o'  =  ' 2 '()τ+τ( t в.р − t н.о )  ∆t o  o3o2− t в.р 2среднийприборов отоплениятемпературныйи температуройперепадмеждувоздуха в помещениях,n +1(1.1),теплоносителемn – показательстепени в критериальной зависимости коэффициента теплопередачи приборовотопления от среднего температурного напора.На основании положений схемы теплоснабжения органами регулированияпринимается полезный отпуск тепловой энергии потребителям, утверждаются15инвестиционные программы предприятий, определяется распределение тепловойнагрузки между источниками, работающими на одну сеть.Для учета изменяющихся параметров, корректировки динамики показателей,в частности, полезного отпуска, учета изменения динамики ввода строительныхфондов по сравнению с документацией территориального планирования согласнопостановлению Правительства РФ (см.