Определение эффективности работы центральных тепловых пунктов теплосетей

Самым распространенным и ответственным звеном городских коммунальных тепловых сетей является центральный тепловой пункт (ЦТП). Их количество в зависимости от разветвленности сети может достигать нескольких десятков. Так, например, в одном небольшом областном центре их число приближается к 50 единицам. И, естественно, возникает желание и необходимость определить среди них самый высокоэффективный с наилучшими технико-экономическими показателями работы, или даже провести мониторинг единичного пункта. А сделать это довольно трудно, т.к. в директивных материалах по экономичности не выделен такой специальный раздел, относящийся именно к этому звену. Также почти нет набора величин, отмечающих уровень эффективности его работы, как это требуется Федеральным законом об энергосбережении. На фоне всеобщего необходимого сокращения потребления энергии нельзя оставлять ЦТП без подробного анализа рациональности энергопользования. Для этого есть смысл применить известный принцип удельных величин затрат материалов, энергии, денежных средств и тому подобное на единицу выпускаемой или изготовляемой продукции, как это делается на множестве различных производств. Ближе всего с этих позиций к теплопункту подходят магистральные тепловые сети. Выберем такие показатели и сгруппируем их для решения нашей задачи.

В общей технологической схеме теплоснабжения потребителей рассматриваемый ЦТП в большинстве случаев сначала обеспечивает химводоподготовку исходной холодной водопроводной воды с ее подогревом, деаэрацией и с последующим ее переводом уже в другое качество - в систему горячего водоснабжения (ГВС) для нужд всего лишь одной группы потребителей.

Подберем и рассмотрим показатели эффективности для детальной оценки каждого технологического этапа ЦТП.

1. На первоначальном этапе обработки воды на химводоочистке (ХВО) самым главным и известным ее показателем является качество получаемой химочищенной воды. Теперь вторым ее важным, но уже количественным и энергосберегающим показателем предлагается считать полноту использования исходной воды относительно получаемой:

= GСВ/GХОВ, (1)

где GСВ - расход сырой исходной воды за любой рассматриваемый интервал времени, м3; GХОВ -величина полученной химически очищенной воды, м3.

А разность (g-1) оценивает в относительных единицах потери воды, связанные с регенерацией фильтров и с возможными ее частичными утечками на этом этапе. Таким образом, получился единый, относительный показатель водо-использования (водосбережения), позволяющий для любых ХВО проводить так необходимые между ними сравнения и выявлять среди них с многозатратными расходами воды. Его также можно применять для оценки работы ХВО небольших котельных и химических цехов.

Со всеми полными утечками во всем ЦТП общие потери воды определяются почти по той же формуле:

д = 6св/(ЗгЕ , (2)

гдеGГВС - расход горячей воды в системе ГВС, м 3.

Они могут оставаться практически такими же, как и предыдущие, поскольку вероятность

наличия больших и необнаружаемых утечек в здании ЦТП не велика.

Другим дополнительным показателем первого технологического этапа получения химически очищенной воды, оценивающим энергопотребление, может быть удельная величина затрат электроэнергии на ее транспортировку в деаэратор:

3 = ЭХОВ/GХОВ, (3)

где ЭХОВ - суммарное потребление электроэнергии всеми насосами сырой воды и ХВО, кВ т.ч.

Так как преодолеваемые такой водой гидравлические сопротивления (от химических фильтров - в вакуумный деаэратор) практически одинаковы для всех ЦТП, то и этот показатель также является универсальным для любого из них, и дает возможность объективно их сопоставлять по удельным значениям кВ т.ч/м3.

2. На втором технологическом этапе ЦТП, когда деаэрированная, горячая и уже подготовленная вода откачивается насосами системы ГВС в наружную сеть для потребителей, уместен показатель по типу предыдущего. Но давление воды на напоре насосов ГВС для каждого теплопункта может быть различающимся в силу неодинаковых по гидравлическим характеристикам потребительских сетей (подключены здания различной этажности и не в одинаковом количестве). Поэтому простое использование суммарного электропотребления насосами ГВС не приемлемо. Проведем некоторые преобразования. Необходимое для потребителя давление Hп рассчитывается при проектировании. А значение давления воды Hн на напоре насоса ГВС можно условно оценить несколько выше Hп на 5-20% за счет потери давления ∆H в напорном патрубке, обратном клапане и запорной арматуре или Hн=(1,05-1,2)Hп. Преобразуем общеизвестную формулу определения потребляемой насосом электроэнергии с позиций подсчета Hн=A.Hп, где А= 1,05-1,2, и получим условную и удельную величину A электроэнергии, затрачиваемую на преодоление гид-

росопротивлений трубопроводов ГВС внутри здания ЦТП, кВт/м 3:

A=ЭГВС/(GГВС.Нп). (4)

Именно на эти потери может влиять эксплуатационный персонал, и потому есть смысл их (как четвертый показатель) использовать для сравнения любого ЦТП.

3. Практически всегда в каждом теплопункте находятся (или проходят через него) подающий и обратный трубопроводы теплосети, которые помимо участия в подогреве воды для системы ГВС еще и транспортируют греющую сетевую воду для отопительных приборов потребителей. Поэтому всякий раз предоставляется возможность контролировать в ЦТП и еще другой дополнительный (пятый) показатель - эффективность полноты использования теплоты потребителем. Это определяется с помощью коэффициента Кэф, предложенного в. Он применим для различных режимов.

Анализ температур подающей и возвращаемой сетевой воды, проходящей через здание теплового пункта, позволяет еще оценить и качественное состояние теплосети потребителя по коэффициенту разрегулированности тепловой сети, приведенного в. Этот шестой показатель является универсальным и пригодным для любой теплосети потребителя.

Поскольку эти показатели почти известны, то их применение не вызовет трудностей. А компьютерная обработка и не сложная программа позволит довольно быстро определять самые наилучшие достижения по каждому из шести параметров, чтобы далее положительные результаты распространить на другие тепловые пункты.