ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕОСНАЩЕНИЕ ОРЛОВСКОЙ ТЭЦ С ВНЕДРЕНИЕМ ПОДМЕШИВАЮЩЕЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Аннотация. В статье рассматривается возможность повышения энергоэффективности системы теплоснабжения путем установки на источнике подмешивающей насосной станции. Подмешивающая насосная станция предназначена для снижения температуры сетевой воды непосредственно на выходе из источника теплоснабжения.

Ключевые слова: энергоэффективность, источник теплоснабжения, температурный график, подмешивающая насосная станция

В связи с тем, что большая часть объектов энергетики в нашей стране была построена по старым строительным нормам, без учета экономии энергоресурсов, в настоящее время в экономике Российской Федерации проводится масштабная реформа, ключевым элементом которой являются проблемы энергосбережения и энергоэффективности.

Согласно ФЗ №261 [1] повышение энергоэффективности - одна из важнейших экономических проблем в большинстве стран, особенно в Российской Федерации.

Источник теплоты является комплексом оборудования и устройств, с помощью которых осуществляется преобразование природных и искусственных видов энергии в тепловую энергию с требуемыми для потребителей параметрами. Основные источники теплоты - тепловые теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые вырабатывают электрическую энергию и теплоту комбинированным способом, и котельные, вырабатывающие только тепловую энергию [5].

Одной из важнейших характеристик системы теплоснабжения является температурный график. Он является зависимостью степени нагрева воды в системе теплоснабжения от температуры наружного воздуха [5].

При централизованном теплоснабжении (ТЭЦ и крупные котельные) в настоящее время применяются различные температурные графики. Типы температурных графиков можно различить как низкотемпературные, среднетемпературные и высокотемпературные. К среднетемпературным относятся графики от 110 °С. Графики ниже 90 °С в подающем трубопроводе относятся к низкотемпературным, а выше 120 °С - к высокотемпературным.

Выбор температурного графика осуществляется, как правило, согласно возможностям источника теплоснабжения. Для потребителя более выгодным является подключение по высоким температурным графикам, так как благодаря этому существенно снижаются инвестиционные и эксплуатационные затраты. Однако, для поставщиков тепловой энергии более выгодно использование низкотемпературных графиков [3].

В настоящее время у большинства российских систем теплоснабжения наблюдается снижение принятых при проектировании высоких температурных графиков. Зачастую поддержание проектных параметров на современных системах является невыполнимой задачей, в связи с чем происходит переход на пониженные температурные графики [4].

Основными причинами снижения температурных графиков являются:

- изношенность оборудования (тепловых сетей, арматуры);

- состояние теплообменного оборудования на источниках теплоснабжения.

При этом, у низкотемпературных графиков также есть свои преимущества, такие как сокращение перетопов в системах теплоснабжения в переходный период, снижение теплопотерь в связи с уменьшением коэффициентов теплоотдачи, возможность применения современных полиэтиленовых трубопроводов.

Необходимо заметить, что пенополиуретан, который повсеместно используется в качестве тепловой изоляции в конструкции предварительно изолированных трубопроводов (ППУ) при реконструкциях и прокладке новых тепловых сетей, не может использоваться при температуре теплоносителя выше 110 ˚С, то есть применение высокотемпературных графиков недопустимо при использовании данного типа изоляции.

Согласно исследованию [4] выявляется, что с точки зрения величины тепловых потерь, оптимальной температурой теплоносителя считается температура 100-110 ˚С.

Проблема снижения температурного графика образовалась и на Орловской ТЭЦ, на которой в настоящее время температурный график составляет 80/60 ˚С. В результате для того, чтобы обеспечить необходимую нагрузку на теплоснабжение, приходится завышать расход теплоносителя и в системе возникают повышенные потери.

Данная система имеет низкую энергоэффективность и повышение температурного графика становится необходимостью. Однако, в связи со значительной изношенностью тепловых сетей, температуру теплоносителя представляется возможным поднять только в контуре самого источника теплоснабжения. Причем, даже такая мера поможет значительно сэкономить топливные ресурсы, так как в системе понизится расход теплоносителя.

Данное решение может быть осуществлено путем установки подмешивающей насосной станции на обратном трубопроводе после насосов 1 подъема, которая обеспечивает температуру теплоносителя на выходе из источника теплоснабжения нужных параметров. Потребителям подается смесь теплоносителя из подающего трубопровода от источника теплоснабжения с температурой 110 ˚С и теплоносителя из обратного трубопровода с температурой 70 ˚С. В результате в систему теплоснабжения подается теплоноситель с температурой 90 ˚С, что является максимумом для тепловых сетей города. Напор насоса должен превышать напор в ответвлениях на районы города, а подача должна осуществлять необходимую температуру теплоносителя при смешивании.

Для поддержания температуры сетевой воды не более 90 °C к потребителям предусматривается установка регулирующих клапанов на трубопроводе после насосов, а на трубопроводе к потребителям устанавливаются регуляторы давления. Регуляторы давления и температуры устанавливаются с отключающей арматурой до и после, байпасной линией и обратными клапанами для предотвращения обратного хода воды.

На рисунке 1 показана предлагаемая схема.

Рисунок 1. Схема установки подмешивающей насосной станции

Список литературы:

1. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
2. СП 124.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» / Консультант Плюс. – ЗАО «Консультант Плюс», 2019.
3. Баймачев Е. Э. Оптимизация температурного графика централизованного теплоснабжения по критерию минимума затрат эксергии. - Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2015. - №6 (101). - С. 68 - 72.
4. Гавей О. Ф. Оценка влияния температуры теплоносителя на тепловые потери теплопроводов. - Южно-Уральский государственный университет. – 2012. -  №38. - С. 50-53.
5. Николаев А. А. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. - Под ред. инж. А. А. Николаева. - М.: Стройиздат, 1965. - 360 с.
6. Чичерин С. В. Надежность и эффективность среднетемпературного теплоснабжения. - Научно-технические ведомости СПбПУ. - 2017. - т.23, №2. - С. 75-80.