РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
ИЗОПРОФЛЕКС-115А

Предложения по комплексному анализу эффективности транспорта тепла в тепловых сетях

С.А. Байбаков, заведующий лабораторией теплофикации;
к.т.н. Е.А. Субботина, научный сотрудник лаборатории теплофикации;
ОАО «ВТИ», г. Москва

Введение

Тепловые сети отличаются выраженной индивидуальностью условий проектирования и текущего состояния, что существенно затрудняет оценку показателей эффективности эксплуатации и возможность их сопоставления.

В настоящее время для оценки энергетической эффективности работы тепловых сетей в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и тепловых сетей в РФ» (ПТЭ) для каждой сети должны разрабатываться индивидуальные энергетические характеристики по различным значимым показателям, являющимся условно нормативными для существующей схемы, состава и характеристик оборудования. При этом фактические показатели должны сопоставляться с нормативными значениями, на основе чего можно сделать выводы о качестве и эффективности эксплуатации. Пример такого сопоставления приведен в [1]. Предлагаемый в [1] подход подразумевает сравнительную качественную оценку по отдельным показателям эффективности эксплуатации, которые трудно сопоставить между собой и получить общую количественную оценку.

Указанные обстоятельства требуют разработки обобщенных показателей, позволяющих проводить сопоставление тепловых сетей с идентичными или различными условиями, формирования принципов группировки сходных тепловых сетей, определяющих возможность их сравнительной оценки в сопоставимых условиях, а также разработки методов оценки результатов этого сопоставления с целью определения и разработки в конечном итоге наиболее значимых и обоснованных мероприятий по повышению эффективности теплоснабжения. При этом оценка эффективности эксплуатации должна проводиться как по энергетическим, так и по другим показателям, включая экономические.

Основные положения

Тепловые сети представляют собой сложноструктурированные объекты, распределенные по территории района теплоснабжения, поэтому предполагаемые показатели эффективности должны, с одной стороны, характеризовать тепловую сеть в целом, а с другой - учитывать индивидуальные особенности каждой конкретной сети.

Основной задачей тепловой сети СЦТ является подача потребителю требуемого количества тепловой энергии в зависимости от климатических условий и часа суток. Функционирование СЦТ с протяженной тепловой сетью для достижения конечной цели предполагает дополнительные затраты тепла и топлива на обеспечение необходимой тепловой нагрузки. Основными показателями энергетической эффективности транспорта сетевой воды по структуре потерь являются величина потерь и затрат сетевой воды, потери тепла через изоляцию трубопроводов и с сетевой водой, а также затраты электроэнергии на перекачку.

В соответствии с этим в качестве интегрального показателя могут рассматриваться суммарные дополнительные затраты энергоресурсов, связанные с обеспечением требуемой тепловой нагрузки, приведенные к сопоставимому виду. Однако, для оценки качества эксплуатации тепловых сетей, целесообразно рассматривать также и структуру транспортных потерь и затрат по отдельным составляющим, представляемых как в натуральных величинах, так и в сопоставимом выражении.

Вместе с этим следует оценивать и качество теплогидравлических режимов работы тепловых сетей, в свою очередь влияющих на величину потерь и затрат энергии. Качество эксплуатационных режимов характеризуется соблюдением температурного графика, а также величиной удельных (на единицу отпущенного тепла) расходов воды в тепловых сетях и температур воды в обратных трубопроводах. Эти показатели позволяют судить о качестве регулирования отпуска тепла потребителям и, в свою очередь, определяют уровень тепловых потерь и затрат электроэнергии на перекачку теплоносителя.

Для магистральных сетей каждой системы теплоснабжения могут быть получены нормативные показатели их функционирования, определяющиеся структурой сети, установленным оборудованием, его характеристиками и сроками эксплуатации. Эти показатели, входящие в состав энергетических характеристик тепловых сетей, определяющих достижимый уровень потерь и затрат при транспортировке, индивидуальные для каждой тепловой сети.

В соответствии с ПТЭ энергетические характеристики разрабатываются по пяти показателям, таким как потери и затраты сетевой воды, тепловые потери через изоляцию трубопроводов и с сетевой водой, удельные расходы сетевой воды, температуры в обратных трубопроводах, удельные затраты электроэнергии на транспорт теплоносителя. Методики разработки энергетических характеристик приведены в соответствующих нормативных материалах [2]-[5].

Следует отметить, что все нормативные показатели определяются при условии выполнения утвержденного температурного графика тепловой сети. Кроме того, их определение проводится для тепловой сети в целом, без разбивки по отдельным выводам источника тепла.

Нормативные показатели. На основании скорректированных энергетических характеристик могут быть определены обобщенные показатели по основным затратам первичных энергоресурсов, отнесенным к общесетевым годовым показателям. В качестве таких обобщенных показателей следует рассматривать:

■ удельные годовые затраты воды на компенсацию потерь, т/м3;

■ удельные годовые затраты тепла на тепловые потери, Гкал/Гкал;

■ удельные годовые затраты электроэнергии на транспорт теплоносителя кВт*ч/Гкал.

Для оценки качества эксплуатации используются также режимные показатели, напрямую не связанные с затратами энергии, но косвенно влияющие на их величину.

Приведенные выше удельные показатели энергетической эффективности отнесены к годовому отпуску тепла. При расчете энергетических характеристик и годового отпуска тепла из-за отсутствия данных используются договорные значения тепловых нагрузок. Однако, эта нагрузка, как правило, отличается от договорных значений и практически всегда имеет меньшую на 5-20% величину по сравнению с фактическим значением.

Определение фактической величины расчетной нагрузки целесообразно проводить с использованием месячных значений показателей по отдельным выводам источника тепла, оснащенным приборами учета, с последующим суммированием для всего источника тепла (тепловой сети). Это определение может быть проведено с использованием разработанных в ОАО «ВТИ» методик и программ, содержание которых приведено в [6].

В соответствии с этим относительные годовые показатели должны определяться по отношению к скорректированному по фактическим расчетным нагрузкам и фактическому расчетному годовому отпуску тепла.

Другим важным фактором при использовании нормативных показателей для сопоставления с фактическими их значениями является то, что годовой отпуск тепла и тепловые потери определялись при среднестатистических значениях месячных температур наружного воздуха и соответствующих температур сетевой воды по утвержденному температурному графику. Фактические значения температур наружного воздуха за анализируемый период отличаются от среднестатистических, кроме того может не соблюдаться температурный график. Поэтому при сопоставлении годовой отпуск тепла и нормативные тепловые потери должны быть пересчитаны на температурные условия при фактических температурах наружного воздуха и соответствующих температурах сетевой воды.

Фактические показатели. На основании помесячных данных с приборов учета при фактических среднемесячных температурах наружного воздуха и сетевой воды определяются фактические энергетические показатели качества эксплуатации.

Предварительно рассчитываются фактические тепловые потери, которые определяются для характерного типа прокладки трубопроводов тепловой сети в соответствии с фактическими среднемесячными температурами сетевой воды, воздуха и грунта.

По известной величине месячного отпуска тепла от источника и рассчитанным фактическим тепловым потерям определяется фактический месячный и годовой отпуск тепла непосредственно потребителям.

Определяются показатели, соответствующие перечню нормативных показателей, включающие потери сетевой воды, тепловые потери, удельные расходы воды, удельные затраты электроэнергии на транспорт с учетом сетевых насосов, температуры в обратных трубопроводах.

Потери сетевой воды для принятых объемов сетей и систем определяются фактической величиной годовой подпитки тепловых сетей, принимаемой по данным приборов учета за расчетный год.

Для тепловых сетей с наличием открытой схемы присоединения нагрузки ГВС фактическая величина потерь сетевой воды определяется разностью объема подпитки и расчетного объема затрат воды на обеспечение нагрузки ГВС.

Тепловые потери определяются исходя из нормативной среднегодовой их величины при фактических температурах воды, воздуха и грунта.

Удельные фактические расходы воды при фактических среднемесячных температурах наружного воздуха определяются делением месячного отпуска воды по подающему трубопроводу к месячному отпуску тепла от источников (возможно по отдельным выводам).

Фактические обратные температуры принимаются для источника тепла в целом как средневзвешенная по месячному отпуску воды в обратном трубопроводе обратная температура по каждому выводу.

Удельные затраты электроэнергии определяются отношением их фактической месячной величины к фактическому месячному отпуску тепла. В затраты электроэнергии должны быть включены фактические затраты на обеспечение прокачки сетевой воды в тепловых сетях сетевыми насосами при фактических располагаемых напорах на коллекторах и расходах воды в тепловой сети.

Также, в качестве основного показателя эффективности определяется несоответствие фактического и требуемого отпуска тепла потребителям. Требуемый отпуск тепла определяется исходя из фактических расчетных нагрузок при фактических среднемесячных температурах наружного воздуха.

Как и для нормативных, для фактических показателей определяются удельные величины показателей, отнесенные к годовому отпуску тепла от источника:

■ удельные годовые затраты воды на компенсацию потерь, т/м3;

■ удельные годовые затраты тепла на компенсацию тепловых потерь, Гкал/Гкал;

■ удельные годовые затраты электроэнергии на транспорт теплоносителя, кВт.ч/Гкал.

Кроме того, определяется удельная величина несоответствия фактического и требуемого отпуска тепла, Гкал/Гкал, которая может иметь значительную величину.

Оценка качества эксплуатации тепловой сети по энергетическим показателям. Оценка качества эксплуатации тепловых сетей за рассматриваемый период производится на основании определения разности нормативных и фактических показателей эффективности за этот период.

Дополнительные удельные затраты топлива определяются по величине среднего за период удельного расхода топлива на отпуск тепла на ТЭЦ или котельных, отнесенных к требуемому фактическому отпуску тепла от источника.

При этом рассматриваются следующие обобщенные показатели качества эксплуатации:

■ дополнительные удельные затраты воды на компенсацию потерь, т/м3;

■ дополнительные относительные затраты тепла на несоответствие отпуска тепла, Гкал/Гкал;

■ дополнительные относительные тепловые потери, Гкал/Гкал;

■ дополнительные относительные затраты электроэнергии на транспорт теплоносителя, кВт.ч/Гкал.

Кроме того, для оценки эффективности используются дополнительные относительные показатели, характеризующие качество режимов эксплуатации:

■ средние относительные отклонения обратной температуры от нормативных значений;

■ средние относительные отклонения подающей температуры от температурного графика;

■ средние относительные отклонения удельных расходов от нормативных значений.

Средние удельные отклонения температур определяются по среднемесячным значениям этих отклонений, отнесенных к разности температур по температурному графику при фактических среднемесячных значениях температур наружного воздуха. Результирующие значения показателей определяются осреднением месячных значений.

Приведенные показатели позволяют оценить эффективность эксплуатации по различным аспектам, однако для однозначной оценки необходимо привести их к сопоставимому виду.

В качестве сопоставимых показателей следует рассматривать величину дополнительных затрат в денежном выражении, отнесенных к расчетному отпуску тепла за период. При этом показатели эксплуатации примут следующий вид:

■ дополнительные удельные затраты на воду для компенсации потерь, руб./Гкал;

■ дополнительные удельные затраты топлива на несоответствие отпуска тепла и транспорт теплоносителя, руб./Гкал;

■ дополнительные удельные затраты электроэнергии на транспорт теплоносителя, руб./Гкал.

Дополнительные затраты определяются величинами стоимости подготовки подпиточной воды на источнике Цп, руб./т, стоимостью топлива на источнике тепла в пересчете на условное топливо Цт, руб./т у.т. и стоимости покупки электроэнергии для теплоснабжающей организации Цэ, руб./(кВт.ч).

Полученный суммарный показатель позволит получить однозначную количественную оценку уровня и качества эксплуатации тепловых сетей при различных внешних условиях, однако он может служить только для целей сопоставления и не является основанием для определения затрат на теплоснабжение.

Основные положения оценки по энергетическим показателям

Выше приведены общие положения по сопоставлению нормативных и фактических показателей, целью которого является получение обоснованных данных для сравнения эффективности транспорта тепла, связанных с качеством эксплуатации различных тепловых сетей. Реализация этих положений требует использования обоснованных методик, позволяющих проводить сравнения тепловых сетей по энергетическим показателям. При этом должна соблюдаться определенная последовательность расчетов, обеспечивающая получение требуемых результатов.

Предварительно необходимо провести обработку исходных данных, в ходе которой должны определяться средние значения, используемые в дальнейшем.

После этого необходимо определить фактические расчетные тепловые нагрузки, на основании которых рассчитываются требуемые значения отпуска тепла при фактических температурах наружного воздуха.

Проводится подготовка фактических данных, их осреднение и суммирование.

Последующие расчеты проводятся по отдельным показателям и определяются характером этих показателей. Однако такие расчеты имеют следующие общие подходы:

■ проводится корректировка нормативных показателей для фактической расчетной нагрузки;

■ выполняется приведение нормативных показателей к фактическим температурным условиям.

Другой проблемой является то обстоятельство, что нормативные показатели определялись при среднестатистических температурных условиях, которые могут значительно отличаться от фактических условий работы тепловой сети в рассматриваемый период.

В соответствии с этим необходимо проведение корректировки и приведения нормативных показателей к фактическим температурным условиям работы тепловой сети.

Ниже приведены методики приведения нормативных показателей к сопоставимым условиям, сравнения показателей и расчета обобщенных значений. Базовыми значениями при этом будут рассматриваться месячные и среднемесячные значения с последующим их суммированием за отопительный период рассматриваемого года.

В качестве исходных данных принимаются нормативные и фактические данные по тепловым сетям.

В качестве нормативных данных рассматриваются:

■ расчетная тепловая нагрузка тепловой сети по договорам;

■ средневзвешенная по потребителям расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления;

■ средневзвешенная по потребителям расчетная температура воздуха в отапливаемых помещениях;

■ утвержденный температурный график тепловой сети в зависимости от температуры наружного воздуха в табличной форме;

■ нормативные (среднестатистические) температуры наружного воздуха и грунта на средней глубине заложения трубопроводов;

■ энергетическая характеристика по показателям «потери сетевой воды», «тепловые потери», «удельный расход сетевой воды», «температура в обратном трубопроводе» и «удельный расход электроэнергии».

В качестве фактических данных рассматриваются:

■ фактические среднемесячные, отопительного периода и годовые температуры наружного воздуха и грунта;

■ фактические температуры сетевой воды по подающему и обратному трубопроводам;

■ фактические месячные расходы воды от источника тепла (фактические значения расходов воды от источника определяются суммированием значений этих расходов по всем выводам по подающим трубопроводам);

■ фактические значения месячного, за отопительный период и годового отпуска тепла от источника;

■ фактические значения месячной, за отопительный период и годовой величины подпитки тепловой сети;

■ фактические месячные и годовые затраты электроэнергии по тепловой сети на транспорт теплоносителя.

Проведение предварительных расчетов. Определение фактической величины расчетной тепловой нагрузки производится при известных значениях:

■ средней расчетной температуры наружного воздуха;

■ средней расчетной температуры воздуха в помещениях.

Фактические нагрузки отопительного периода определяются по среднемесячным значениям часового отпуска тепла, а также температурам сетевой воды и наружного воздуха. Определение производится с использованием метода наименьших квадратов в соответствии с методикой, основные положения которой приведены в [5].

По результатам расчетов определяются расчетная фактическая тепловая нагрузка отопления и вентиляции, а также средняя фактическая нагрузка горячего водоснабжения QнрфГВ.

Фактическая величина нормативных тепловых потерь рассчитывается на основании нормативных значений тепловых потерь при нормативных температурных условиях и фактических температурах наружного воздуха и грунта.

Нормативно-фактическая месячная величина тепловых потерь через изоляцию по каждому месяцу определяется пересчетом нормативных значений для характерной прокладки тепловых сетей в зависимости от ее вида.

Нормативно-фактическая месячная величина тепловых потерь с сетевой водой по каждому месяцу определяется пересчетом нормативных значений на фактические температурные условия.

Суммарные нормативно-фактические тепловые потери за отопительный период и год определяются суммой тепловых потерь через изоляцию и с сетевой водой.

Определение расчетного фактического (требуемого) отпуска тепла производится по месяцам рассматриваемого периода исходя из фактических расчетных нагрузок и фактических среднемесячных температур наружного воздуха. Годовые и за отопительный период значения расчетно-фактического (требуемого) отпуска тепла от источника тепла определяются суммированием расчетно-фактических значений отпуска тепла потребителям и нормативно-расчетной величины тепловых потерь.

Нормативная годовая величина потерь сетевой воды приводится к массовым значениям. Приведение производится с использованием фактических температур сетевой и холодной подпиточной воды.

Для оценки качества ведения диспетчерского графика производится определение температур сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах по утвержденному температурному графику в зависимости от фактических среднемесячных температур наружного воздуха.

Режимные показатели (удельные расходы воды и обратные температуры) и удельные затраты электроэнергии зависят от величины тепловой нагрузки и температуры в подающем трубопроводе. С учетом того, что нормативные значения удельных расходов определялись при принятом в тепловой сети температурном графике, а фактические подающие температуры отличаются от требуемых в соответствии с температурами наружного воздуха значений, производится корректировка нормативных значений по фактической подающей температуре.

Для приведения нормативных удельных расходов, обратных температур и удельных расходов электроэнергии в сопоставимые условия по температурам воды в подающих трубопроводах проводится их определение не по фактическим, а по приведенным температурам наружного воздуха. Приведенные температуры наружного воздуха для каждого месяца равны значениям этих температур, при которых фактические подающие среднемесячные температуры соответствуют значению по температурному графику тепловой сети.

По приведенным температурам наружного воздуха определяются скорректированные нормативно-фактические месячные значения нормативных удельных расходов воды, нормативных обратных температур и нормативных удельных затрат электроэнергии.

Фактические показатели режимов определяются по месячным данным за отопительный период года, полученным с приборов учета при фактических среднемесячных температурах наружного воздуха.

Фактические величины удельных расходов в подающих трубопроводах по месяцам определяются отношением суммарного месячного расхода воды к величине месячного отпуска тепла.

Фактические величины удельных расходов электроэнергии для тепловых сетей по месяцам определяются отношением суммарного месячного расхода электроэнергии к величине месячного отпуска тепла.

Фактические месячные потери сетевой воды определяются величиной подпитки тепловой сети. При наличии в тепловой сети потребителей с открытой схемой присоединения нагрузки ГВС фактические месячные потери сетевой воды определяются разностью величины подпитки и подачи воды на ГВС.

Фактические тепловые потери определяются по месяцам года на основании нормативной величины этих потерь с их пересчетом на фактические температурные условия:

■ фактическая месячная величина тепловых потерь через изоляцию по каждому месяцу определяется пересчетом нормативных значений для характерной прокладки тепловых сетей в зависимости от ее вида. Годовая величина фактических расчетных тепловых потерь определяется суммированием месячных значений;

■ фактическая месячная величина тепловых потерь с потерями сетевой воды по каждому месяцу определяется пересчетом нормативных значений. Годовая величина фактических расчетных тепловых потерь определяется суммированием месячных значений.

Суммарные фактические тепловые потери за год определяются суммой тепловых потерь через изоляцию и с сетевой водой.

Фактические затраты электроэнергии в рамках принятых допущений складываются из годовых фактических затрат в тепловых сетях и расчетной величины этих затрат на источнике тепла, относящихся непосредственно к прокачке воды по сетям. Годовые затраты электроэнергии источника определяются суммированием месячных значений.

Расчет показателей энергетической эффективности эксплуатации. На основании приведенных выше данных производится расчет энергетических показателей эффективности эксплуатации тепловой сети.

Качество ведения диспетчерского графика определяется соответствием среднемесячных фактических температур сетевой воды в подающих трубопроводах от источника тепла требуемым по температурному графику при фактических среднемесячных температурах наружного воздуха значениям.

Предварительно для каждого месяца определяется относительное отклонение фактической среднемесячной подающей температуры от требуемой по температурному графику, отнесенное к расчетной разности температур в подающих и обратных трубопроводах в соответствии с графиком.

Общая оценка качества ведения диспетчерского графика производится на основании средней за год величины относительного отклонения. Качество режимов по удельным расходам воды определяется соответствием среднемесячных фактических величин этих расходов приведенным нормативным значениям при фактических среднемесячных температурах наружного воздуха.

Предварительно для каждого месяца определяется относительное отклонение фактической среднемесячной величины удельного расхода от приведенного значения, отнесенное к этому приведенному значению.

Общая оценка качества режимов производится на основании средней за год величины относительного отклонения.

Качество режимов по соблюдению обратной температуры определяется соответствием среднемесячных фактических температур сетевой воды в обратных трубопроводах на источнике тепла требуемым по температурному графику при фактических среднемесячных температурах наружного воздуха значениям.

Предварительно для каждого месяца определяется относительное отклонение фактической среднемесячной обратной температуры от требуемой по температурному графику при приведенной температуре наружного воздуха для рассматриваемого месяца, отнесенное к расчетной разности температур в подающих и обратных трубопроводах в соответствии с графиком.

Общая оценка качества режимов по соблюдению обратной температуры производится на основании средней за год величины относительного отклонения.

Оценка эффективности эксплуатации по потерям сетевой воды при транспортировке заключается в сопоставлении фактических и нормативно-фактических потерь и затрат, представляющих собой дополнительные годовые потери за год. Сопоставление по потерям сетевой воды производится на основании величины

разности годовых массовых фактических и расчетно-фактических значений потерь сетевой воды, отнесенной к годовому расчетно-фактическому отпуску тепла от источника.

Оценка эффективности эксплуатации по затратам электроэнергии на транспорт воды состоит в сопоставлении фактических и нормативно-фактических годовых потерь за год.

Оценка энергетической эффективности эксплуатации по потерям тепла при транспортировке заключается в определении разности фактических и нормативно-фактических годовых тепловых потерь за год. Сопоставление производится также на основании относительной величины отклонения тепловых потерь, равной разности фактических и нормативно-фактических значений, отнесенных к расчетно-фактическому отпуску тепла.

Соответствие отпуска тепла требуемым значениям производится на основании расчета разницы фактического и расчетно-фактического годового отпуска тепла за анализируемый год. Сопоставление производится по относительной величине отклонения фактического отпуска тепла на источнике тепла от расчетнофактической величины этого отпуска, отнесенной к расчетно-фактической его величине.

Определение основных показателей затрат на тепло, электроэнергию и воду. Основные показатели эффективности транспорта тепла представляют собой дополнительные затраты тепла, электроэнергии и топлива. Они определяются отклонением энергетических показателей эксплуатации по сравнению с расчетно-нормативными значениями этих показателей и выражены в денежной форме.

Величина дополнительного годового расхода тепла на теплоснабжение включает в себя дополнительный расход тепла потребителями и на тепловые потери и определяется разностью фактического и расчетно-фактического отпуска тепла.

dQтг=(Qгф - Qгрф), Гкал.

где: Qгф и Qгрф - годовые значения соответственно фактического и расчетно-фактического отпуска тепла, Гкал.

При этом дополнительный годовой расход условного топлива на отпуск тепла при известном удельном расходе топлива на отпуск тепла bт, т у.т./Гкал на источнике составляет:

дт=dQдг * bT, т у.т.

Удельная величина расхода топлива на дополнительный отпуск тепла определяется формулой: dbT = dВдг / Qгрф, т у.т./Гкал.

При стоимости топлива для источника тепла в пересчете на условное топливо, равной Цт, руб./т у. т., дополнительные удельные затраты на топливо, связанные с дополнительными затратами на отпуск тепла, будут составлять: dзт=dbт Цт, руб./Гкал.

Величина дополнительного годового расхода электроэнергии на транспорт теплоносителя определяется разностью фактической и расчетной величин и равна dЭдг, кВтч.

При стоимости покупной электроэнергии для теплоснабжающей организации, равной Цэ, руб./кВтч, удельная величина затрат на дополнительную электроэнергию будет составлять: dзэ=dЭдг Цэ/ Qгрф , руб./Гкал.

Суммарная дополнительная величина годовых потерь воды составляет dWдг , т.

При стоимости подготовки подпиточной воды Цп, руб./т, удельная величина дополнительных годовых затрат на дополнительные потери воды при транспортировке определяется формулой: dзп=dWдг/ Qгрф, руб./Гкал.

В соответствии с изложенным общая суммарная величина дополнительных (сверхнормативных) удельных затрат на транспорт тепла по энергетическим показателям, характеризующая уровень эксплуатации, будет представима в виде: dзэп=dзт+dзэ+dзп, руб./Гкал.

Оценка эффективности эксплуатации по другим показателям

Показатели повреждаемости. Существенным показателем эффективности эксплуатации магистральной тепловой сети является удельная повреждаемость оборудования и трубопроводов, представленная в виде отношения количества повреждений за год Nс на 1 м2 материальной характеристики трубопроводов магистральных сетей Мс, при этом:

nс=Nc/Мс, шт./м2.

Повреждаемость зависит от срока эксплуатации оборудования, условий прокладки трубопроводов и уровня давлений в тепловой сети. При идентичном сроке эксплуатации она определяется эксплуатационными условиями, включающими в себя качество сетевой воды (обусловленное величиной потерь (величиной подпитки), соответствием производительности химводоподготовки и способом обработки подпиточной воды), а также состояние подземных прокладок трубопроводов.

Для анализа качества эксплуатации в рамках сопоставимых сроков эксплуатации могут быть также определены следующие показатели, характеризующие структуру общей повреждаемости:

а) по месту возникновения повреждений:

■ трубопроводы - NTC, шт.;

■ арматура - Nас, шт.;

б) по причинам повреждения трубопроводов:

■ наружная коррозия – Nнс, шт. (состояние прокладок и каналов);

■ внутренняя коррозия - Nвс, шт. (качество обработки подпиточной воды);

в) по условиям возникновения повреждений:

■ в период эксплуатации - Nэс;

■ при опрессовках - Nос.

Эти показатели для оценки качества эксплуатации также должны быть представлены в удельном виде.

Для оценки повреждаемости следует рассматривать затраты тепла, топлива, воды и потери сбыта тепла, вызванные повреждениями.

Потери тепла и воды, а также связанные с ними затраты, учтены в соответствующих показателях энергетической эффективности. Поэтому в показателе затрат нужно учесть только потери от снижения отпуска тепла, связанного с повреждениями и затраты непосредственно на ликвидацию повреждений.

Следует учитывать дополнительные затраты, связанные с повреждениями, которые могут быть определены по формуле:

Зпв=Qпс*Цтп+Злп, руб.,

где: Qпс - недоотпуск тепла из-за повреждений, Гкал; Цтп - стоимость тепла для потребителя, руб./Гкал; Злп - затраты на ликвидацию последствий повреждений, руб.

Сравнение тепловых сетей следует проводить по относительным дополнительным затратам при повреждениях, отнесенным к фактическому расчетному отпуску тепла и равным: зпвпв *Qгрф, руб/Гкал.

Показатели, влияющие на эффективность эксплуатации. Рассматриваются показатели, связанные с плановыми ремонтами, штатные показатели и показатели по охране труда. Состав этих показателей приведен в табл. 1. В формулах, приведенных в табл. 1, приняты следующие условные обозначения величин:

■ Qгл - летняя нагрузка ГВС, Гкал/ч;

■ Zp, - продолжительность отключения потребителей, ч;

■ Чп - численность персонала, чел.;

■ Фрв - фонд рабочего времени, ч;

■ Чнс - количество НС, шт.;

■ Чпт - общее количество дней потери трудоспособности, день.

Экономические показатели эксплуатации. Экономические показатели эксплуатации зависят от качества и состояния оборудования, организации режимов работы тепловых сетей и принятых организационных решений. Они определяют эффективность работы теплоснабжающей организации по передаче тепловой энергии.

В целях обеспечения условий сопоставления экономические показатели целесообразно представить в удельном виде, как их отношение к годовому расчетно-фактическому отпуску тепла Qгрф.

Удельные затраты на оплату труда определяются формулой:

сотот/Qгрф, тыс. руб./Гкал, где: Зот - годовые затраты теплоснабжающей организации на оплату труда, тыс. руб.

Удельные затраты на обслуживание тепловых сетей определяются формулой:

стото/Qгрф, тыс. руб./Гкал, где: Зто - годовые затраты теплоснабжающей организации на обслуживание оборудования, тыс. руб.

Удельные затраты на ремонт равны: срмрм/ Qгрф, тыс. руб./Гкал, где: Зрм - годовые затраты теплоснабжающей организации на ремонты, тыс. руб./Гкал.

Удельные затраты на охрану труда составляют: сохох /Qгрф, тыс. руб./Гкал. где: Зох - годовые затраты теплоснабжающей организации на охрану труда, тыс. руб./Гкал.

Удельные затраты на прочие производственные нужды:

спрпр /Qгрф, тыс. руб./Гкал. где: Зпр - годовые затраты теплоснабжающей организации на прочие производственные нужды, тыс. руб./Гкал.

Общие затраты определяются суммой приведенных показателей и равны:

зэк=(соттормохпр)*1000, руб./Гкал.

Общая оценка эффективности эксплуатации

С учетом приведенных выше показателей общая оценка эффективности эксплуатации может быть получена на основании суммирования этих показателей. Величина общей оценки в этом случае определяется формулой:

зэтс=dзэппвэк, руб./Гкал, и включает в себя все наиболее значимые составляющие, характеризующие уровень и качество эксплуатации тепловых сетей, представленных в относительном виде. Такая форма представления позволяет в первом приближении делать сравнительный анализ уровня эксплуатации различных тепловых сетей.

Таблица 1. Показатели, влияющие на эффективность эксплуатации.

Условия сопоставимости тепловых сетей

Эффективность эксплуатации тепловых сетей с точки зрения величины энергетических показателей определяется величиной потерь и затрат энергии и теплоносителя при его транспортировке, а также другими показателями, связанными со снижением повреждаемости и экономическими условиями.

В предыдущих разделах показана возможность сведения величины этих потерь к обобщенным относительным и удельным формам представления, что позволяет нивелировать структурные и другие индивидуальные особенности тепловых сетей. Однако эти показатели все-таки зависят от конкретных условий, таких как срок эксплуатации, удельная материальная характеристика, проектный температурный график и т.д.

В соответствии с этим был определен перечень исходных характеристических условий и показателей, а также диапазоны их изменения, позволяющие проводить группировку тепловых сетей, обеспечивающую возможность сопоставления для сравнения показателей эффективности передачи тепла для сетей, попадающих в одинаковые группы. Перечень таких условий и показателей с разбивкой на диапазоны их изменения, обеспечивающие эквивалентность различных сетей, приведены в табл. 2. Показатели энергетической эффективности эксплуатации таких сетей могут сравниваться даже по абсолютным значениям потерь и затрат энергоносителей при транспортировке.

Таблица 2. Характеристики и диапазоны группировки сетей.

Выводы

1. Тепловые сети различаются проектными и эксплуатационными условиями, структурой, составом и характеристиками оборудования, что

не позволяет проводить их непосредственное сопоставление по показателям эффективности транспорта тепла.

2. Разработана таблица показателей, позволяющая проводить группировку сетей, обеспечивающую их эквивалентность по составу и характеристикам оборудования, схемам и структуре сетей. Это позволяет корректно проводить сопоставление показателей эффективности эксплуатации различных сетей, попадающих в одинаковые группы.

3. На основании сопоставления фактических и нормативных показателей эффективности транспорта тепла по различным видам потерь и затрат могут быть разработаны относительные и удельные показатели, приведенные к сопоставимой форме. Это позволит давать комплексную и сравнительную оценку эксплуатации тепловых сетей с различными индивидуальными особенностями по схемам, структуре, нагрузке и другим характеристикам.

Литература

1. Байбаков С.А., Субботина Е.А. Методы оценки состояния и качества режимов эксплуатации закрытых тепловых сетей систем централизованного теплоснабжения. // Новости теплоснабжения, № 10, 2014.

2. Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «Тепловые потери», СПО ОРГРЭС, М., 2003.

3. Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «Потери сетевой воды», СПО ОРГРЭС, М., 2003.

4. Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «Удельный расход сетевой воды», СПО ОРГРЭС, М., 2003.

5. Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателям «Разность температур сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах» и «Удельный расход электроэнергии», СПО ОРГРЭС, М., 2003.

6. Байбаков С.А., Субботина Е.А., Филатов К.В. Определение фактических нагрузок закрытых тепловых сетей. // Новости теплоснабжения, № 8, 2013.

С.А. Байбаков, Е.А. Субботина, Предложения по комплексному анализу эффективности транспорта тепла в тепловых сетях

Источник: Журнал "Новости теплоснабжения" №12 (172), 2014 г. , www.rosteplo.ru/nt/172

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Программы Auditor

Технический семинар «Организация ремонта и повышения ресурса тепловых сетей»

Подробнее