книги из ГПНТБ / Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР)

В промышленных районах городов централизация тепло­ снабжения часто базируется на сравнительно крупных котель­ ных предприятии. Такие котельные снабжают теплом близко расположенные сравнительно не теплоемкие предприятия и учреждения, а в отдельных случаях и жилые здания. Задача значительно осложняется, если все эти потребители, несмотря на территориальную близость, тесно не связаны в ведомст­ венном отношении. Затруднения возникают и в тех случаях, когда при наличии значительной свободной мощности про­ мышленной котельной последняя или сами потребители не располагают соответствующими пароводяными подогревате­ лями. Повсеместный переход к газовому и жидкому топливу создал благоприятные условия для более рационального ис­ пользования сравнительно крупных домовых котельных. Мно­ гие из них фактически были превращены в групповые котель­ ные, обслуживающие соседние здания. В результате была ликвидирована часть наиболее маломощных домовых котель­ ных. Одновременно в новых жилых районах городов и город­ ских поселков возникли квартальные котельные, оборудован­ ные котлами типа ДКВР. За 1965—1970 гг. суммарная произ­ водительность котельного хозяйства Арм. ССР увеличилась почти в 1,7 раза и достигла около 4,2 тыс Гкал/ч. В 1970 г. средняя производительность одной промышленной котельной составила около 4,1 Гкал/ч, а отопительной котельной—поряд­ ка 1,27 Гкал/ч.

Развитие централизации теплоснабжения на более высо­ ком уровне, т. е. на базе мощных районных котельных или ТЭЦ, встречает большие препятствия. Значительная часть энергетиков и работников городского хозяйства республики стоят на позициях противопоставления районных котельных и ТЭЦ и считают, что развитие централизованного теплоснаб­ жения даже в крупных городах должно базироваться только на районных котельных. Как уже было подчеркнуто, конкрет­ ные технико-экономические расчеты показывают, что наибо­ лее целесообразным является не «полное отрицание» тепло­ фикации, а поэтапное развитие централизации теплоснабже­ ния, предусматривающую переход от районных котельных к их совместной работе с ТЭЦ.

В наиболее крупных городах республики строятся и уже действуют районные котельные на базе мощных водогрейных котлов типа ТВГМ, ПТВ и ПТВМ. К сожалению, в сложив­ шихся условиях их строительства и эксплуатации качество и надежность теплоснабжения жилищно-коммунальных потре­ бителей все еще остаются неудовлетворительными. Кроме дру­ гих причин, связанных с системой централизованного тепло­ снабжения, здесь важную роль играет низкая техническая культура эксплуатации самих котельных.

172

В этом смысле радикального улучшения можно ожидать, прежде всего при теплофикации в связи с тем, что произ­

водство электрической энергии на базе теплового потребления, резко повышает требования к надежности и качеству генера­ ции тепла [Л. 62].

Строительство ТЭЦ оказалось актуальным и назревшим в связи с резко обострившимся состоянием энергетики рес­ публики, базирущейся до недавнего времени на использования и истощении вековых запасов вод озера Севан. Решение пра­

вительства СССР сохранить озеро Севан на возможно высо­ ком уровне требовало, кроме всего прочего, совершить резкий поворот в энергетике республики, переводя ее из рельсов гид­ роэнергетики на рельсы б^строразвивающейся теплоэнерге­ тики. В соответствии с основными прогрессивными принципа­ ми развития энергетики СССР, заключающимися также в том, что генерация электрической энергии, особенно в районах с ограниченными топливно-энергетическими ресурсами, в пер­ вую очередь должна быть организована на базе подготовлен­ ного теплопотребления, было принято решение о сооружении ТЭЦ в таких промышленных городах республики, как Ереван, Кировакан, Раздан [Л. 63]. Такому направлению развития энергетики способствовали высокие темпы газификации рес­ публики. Таким образом, теплофикация опиралась на ради­ кальную перестройку топливного баланса республики, на ши­ рокое использование газового и жидкого топлива. В резуль­ тате на уровне 1970 г. больше половины годового теплопотреб­ ления промышленности покрывалась от ТЭЦ.

Однако проблема сохранения оз. Севан, медленные темпы наращивания электрической мощности энергосистемы респуб­ лики при одновременно быстром росте ее промышленности, в том числе и теплоемких отраслей создали ситуацию, в ко­ торой основным вопросом, решение которого возлагалось на строящиеся ТЭЦ и, в первую очередь на Ереванскую, факти­ чески оказался смягчение напряженного электробаланса рес­ публики и возможное сокращение перетока энергии по ЛЭП из соседних республик. Все это не могло не отразиться на строительстве первых ТЭЦ Армении. Естественно, что первая ТЭЦ в Арм. ССР была спроектирована и сооружена для ее столицы—г. Еревана, где живет почти 34% населения респуб­ лики и сосредоточена значительная доля ее промышленного потенциала. ТЭЦ построена в южном районе города, где на­ ходятся наиболее мощные теплоемкие предприятия химичес­ кой индустрии. Проектом было предусмотрено, что ЕрТЭЦ должна покрыть тепловые нагрузки в паре (в основном для предприятий южного района города), 750 г/ч и в горячей воде 250 Гкал/ч. Эти данные неоднократно уточнялись. Согласно одной из таких проработок они были увеличены соответственно

173

до 850 г/ч И 360 Гкал/ч (из них 50% на жилищно-коммуналь­

ный сектор).

По мере освоения тепловой мощности турбоагрегатов ТЭЦ выявились как недостатки ее проектирования, так и не­ удовлетворительная подготовка промышленности к приему тепла. Весьма медленные темпы освоения тепловой мощности. Ереванской ТЭЦ привели к тому, что растущие тепловые на­ грузки промышленности южного энергорайона, где она по­ строена, фактически сводят на нет робкие попытки реализовать хотя бы частично предусмотренную проектом теплофикацию жилищно-коммунального сектора.

Первая ТЭЦ республики проектировалась в некоторой спешке и фактически без тщательного технико-экономическо­ го обоснования. Это в первую очередь касается тепловых на­ грузок. Данные о виде и параметрах теплоносителей, как и величинах тепловых нагрузок, были «собраны» по заявкам соответствующих предприятий и учреждений, без их крити­ ческого анализа, без учета ожидаемого прогресса в энерго­ машиностроении и повышения уровня использования тепловой

энергии. В результате для всех промышленных предприятий независимо от температурного уровня технологических про­ цессов в качестве теплоносителя был принят пар, причем без хотя бы ориентировочной унификации его параметров. Паро­ вой теплоноситель был принят и для всех подсобных процес­ сов промышленности (отопление, горячее водоснабжение и г. д.). Еще более неприятным было положение с нагрузками,, особенно в первый период работы ТЭЦ. Возникли большие трудности с обеспечением тепловых нагрузок для турбин ти­ па ПТ и особенно турбин с противоподавлением типа Р-50— 130. Кроме неподготовленности самих предприятий в приеме пара и особенно в неумении организовать возврат чистого кон­ денсата на ТЭЦ, важное значение имело также несоответст­ вие между действительными и заложенными в проекте тепло­ выми нагрузками промышленности. Все это привело к тому,, что тепловые нагрузки ЕрТЭЦ неоднократно были подверг­ нуты сомнению, проверкам и изменениям.

Опыт Ереванской ТЭЦ показал, что необходимо:

—тщательно обосновать перспективные тепловые на­ грузки строящихся ТЭЦ и учесть динамику их роста, степень их надежности и гарантийности;

—потребители тепла должны как в техническом, так и в организационном плане быть подготовлены к охвату теплофикацией перед пуском в эксплуатацию каждого данного турбоагрегата.

Таким образом, по всем этим причинам в течение длитель­ ного периода промышленные отборы турбин ПТ не полностьюиспользовались. При этом следует учесть, что в связи с невоз-

174

мощностью использования теплофикационных отборов этих турбин (теплофикация жилищно-коммунального сектора не осуществлена), тепловые мощности промотборов могли быть использованы в максимально возможном объеме. Еще в худ­ шем положении оказалась турбина с противоподавлением, которая не может работать без отпуска тепла. Учитывая на­ пряженное положение энергосистемы Армянской ССР и всего Закавказья в целом, было принято решение отказаться от ранее предусмотренного варианта установки двух турбин с противоподавлением.

В настоящее время на Ереванской (южной) ТЭЦ установ­ лено (кроме конденсационных блоков 2хК-150—130) 4 турбо­ агрегата типа ПТ-60—130 и один типа Р-50—130 с общей мощностью в 290 МВт. Следует отметить, что Ереванская ТЭЦ представляет определенный интерес также с точки зре­ ния компоновки, выполненной как открытой. Опыт строи­ тельства этой ТЭЦ еще раз показал, что ожидаемое удешев­

ление строительства, вызванное открытой компоновкой, в дей­ ствительности оказалось ложным, [Л. 65]. Многие ответст­ венные узлы ТЭЦ оказались беззащитными как в условиях резких для Армении холодов (сильно отличающихся от «сред­ них многолетних» показателей), так и обычного для нее жар­ кого лета (с точки зрения эксплуатации).

В первый же год эксплуатации ТЭЦ или, вернее, ее пер­ вых агрегатов, из-за сравнительно низких температур окру­ жающего воздуха (вплоть до—28°С) были «заморожены» конденсаторы турбин, вышли из строя многие узлы автомати­ ки и водоподготовки. Отсутствие машинного зала и установка над каждым турбоагрегатом трех металлических колпаков и кабин создают резко дискомфортные условия при их обслужи­ вании, особенно в жаркое время года, не говоря еще о труд­ ностях и неудобствах, возникающих при демонтаже и ремонте. Попытки путем соответствующей реконструкции перейти к закрытой компановке оказались в большинстве случаев труд­ но реализуемыми. По этой причине до сих пор вопрос машин­ ного зала окончательно не решен. В детний период года де­ формация вала турбогенераторов достигает недопустимых величин. Эксплуатация станции обнаружила также, что от­ крытая компоновка парогенераторов приводит к разрушению обмуровки и теплоизоляции, недопустимому нагреву каркаса, замерзанию арматуры (в периоды суровых зим) и т. д. Для возможного смягчения этих явлений предусмотрены специаль­ ные укрытия фронта горелок и барабана котлов. Открытая установка катионитовых фильтров и трубопроводов ХВО (в первую очередь недренируемых, с периодическим режимом ра­ боты) затрудняла работу станции в зимний период, особенно при сильных морозах. В условиях действующей станции ре­

175

конструкция системы ХВО была связана с большими труд ностями и требовала выполнения большого объема многова­

риантных проектных разработок.

Не оправдала себя открытая компоновка приводов вспо­ могательного оборудования и особенно насосной станции. Для обеспечения надежной работы последней пришлось отказаться от неэффективных съемных щитов и построить в этих целях

этой электростанции и всей энергосистемы республики^ в це­ лом, на «ходу» осуществлялось «исправление» открытой ком­ поновки путем «закрытия и защиты» отдельных узлов. Внед рение открытой компоновки осуществлялось во многих южных районах без должной увязки с развитием конструкции основ­ ного оборудования. Поэтому недостатки открытой компоновки приняли массовый характер особенно для машинных цехов

[Л. 65].

Как известно, в обоснование строительства открытых электростанций было положено предположение о значитель­ ном сокращении сроков строительства (порядка 6—8 _месяцев) и уменьшение его стоимости на 1,5—2,5%. В действи­ тельности ожидаемое сокращение продолжительности строи­ тельства открытых станций почти сводится к нулю, в основном, из-за удлинения сроков монтажа оборудования открытого машзала (на 20—30% по сравнению с закрытым вариантом).

Удорожание монтажных работ (на 4—15%) сводит на нет также ожидаемую экономию стоимости строительных ра­ бот, вызванное в основном раскрытием машинного зала. Ми­ нистерство энергетики и электрификации СССР было вынуж­ дено принять решение (1969 г.) о закрытии машинных отде­ лений.

Изложенное не может служить основой для полного от­ рицания эффективности открытой компоновки электростан­ ции. Так, учитывая, что в южных районах снижение к. п. д. открытых котлоагрегатов должно быть низким (данные по ли­ тературным источникам противоречивы), целесообразность их внедрения вызывает значительно меньше опасения.

Опыт строительства и эксплуатации тепловых электро­ станций открытой компоновки еще раз показал, что нельзя

практику зарубежных стран переносить механически, без должного учета местных природных условий и решения всего комплекса вопросов, связанных с работой оборудования на открытом воздухе.

Затруднения, связанные с теплофикацией промышлен­ ности и жилищно-коммунального сектора, а также обострив­ шееся положение с электроснабжением республик, привели к отказу от планов дальнейшего расширения этой ТЭЦ,

176

нием небольшой нагрузки горячего водоснабжения одного из жилых массивов города). Однако в целом по сравнению с другими городами республики здесь достигнута наиболее вы­ сокая степень централизации теплоснабжения (порядка 60%).

Данные, характеризующие эффективность работы Кироваканской ТЭЦ, приведены в табл. 2—4. Как это видно из таблицы, с установкой турбины ПТ-25—90, т. е. удвоением мощности ТЭЦ, ее показатели ухудшились.

Таблица 2—3

Показатели работы Ереванской ТЭЦ (не блочной части)

Из-за недостаточной загрузки отборов турбины ПТ-25—90 удельное производство электроэнергии по теплофикационно­ му режиму, усредненное по всей ТЭЦ, снизилось в 1970 году по отношению к 1965 году почти на 23% и составило 150

кВт. ч/Гкал. В результате средний удельный расход топлива по ТЭЦ увеличился за этот же период в 1,5 раза.

Третья ТЭЦ строилась в быстро развивающемся индус­ триальном центре Раздан в первую очередь для теплоснабже­ ния строящихся крупных предприятий строительных материа­ лов, горно-химической, а далее и металлургической и химичес-

178

кой отраслей промышленности. В отличие от Еревана и Кир<> вакана Раздан отличается сравнительно суровым климатом (t£ = —21°С, Пот =186 дней), что объясняется главным обра­

зом его высоким расположением над уровнем моря (порядка 1800 м). Однако в связи с малочисленностью населения и малоэтажностью жилых районов тепловые нагрузки жилищнокоммунального сектора вообще, и охватываемые теплофика­ цией, в частности, составляют небольшую долю в структуре тепловых нагрузок.

В связи с неоднократным уточнением перспективных теп­ ловых нагрузок г. Раздана проектное задание и сам проект Разданской ТЭЦ подверглись существенным изменениям. Про­ ектным заданием были предусмотрены к установке турбоаг­ регаты типа ПТ-50—130/7 и Р-50—130/13. В действительности, были установлены две турбины типа ПТ-50—130/7 и две тур­ бины типа Т-100—130, вследствие чего суммарная установлен­ ная мощность Разданской ТЭЦ достигла 300 МВт.

Стремление в короткий срок ликвидировать острый де­ фицит электрических мощностей в энергосистеме республики,

иЗакавказья, вообще, заставило значительно форсировать, строительство этой ТЭЦ.

Врезультате этого и особенно снижения темпов строитель­ ства и ввода в эксплуатацию предприятий горно-химической

идругих отраслей промышленности значительная часть уста­ новленной тепловой мощности турбоагрегатов Разданской ТЭЦ не используется.

Даже промотборы турбоагрегатов типа ПТ используются весьма неудовлетворительно. За пять лет работы этой ТЭЦ (1967—1971 гг.) отпуск тепла от двух агрегатов ПТ-60—130 достиг всего 142 тыс. Гкал/год и соответственно число часов использования их установленной тепловой мощности в сред­ нем составляет 1210 (таблица 2—4).

В результате всего этого показатели работы Разданской ТЭЦ оказались очень низкими: из двух миллиардов кВт-ь электроэнергии, отпущенной станцией в 1972 г., на теплофика­ ционном режиме выработано всего 6%.

В настоящее время Разданская ТЭЦ вошла в организа­ ционную структуру строящейся Разданской ГРЭС.

Безусловно, целесообразнее было бы турбины Т-100 уста­ новить на Ереванской ТЭЦ, так как в этом случае использо­ вание их тепловой мощности оказалось бы связанным в основ­ ном со строительством тепловых сетей, а не с ростом тепло­ вых нагрузок в самой далекой перспективе. В этом случае кон­ денсационные турбины, наоборот, могли быть установлены в строящейся Разданской ГРЭС.

Как уже неоднократно было отмечено, решение этих во­ просов подчинялось только одному важному требованию —

179-

любым способом обеспечить высокие темпы наращивания электрической мощности энергосистемы и быстрее ликвиди­ ровать напряженность электробаланса. В этих условиях, ко­ нечно, трудно было обеспечить нормальное развитие теплофи­ кации республики.

Данные, приведенные в таблицах 2—4, 2—5, в достаточ­ ной степени характеризуют не только низкую пока эффектив­ ность работы теплоцентралей армянской энергосистемы, но и трудности и особенности развития теплофикации в республи­ ке в целом [Л. 66]. Располагаемая в данное время, т. е. фак­ тическая мощность этих ТЭЦ, составляет порядка 70% от установленной.

Длительная работа многих теплофикационных турбоаг­ регатов с полностью или частично выключенными отборами, т. е. на конденсационном режиме, приводит не только к зна­

180

продолжают работать в весьма напряженных условиях. В не­ которых случаях именно эти системы стали лимитировать сте­ пень использования установленной мощности станции, в свя­ зи с чем оказалось необходимым реконструировать или рас­ ширить их (например, на Ереванской ТЭЦ). Кроме этого, первый и наиболее ответственный этап развития теплофика­ ции совпал с возникшими серьезными трудностями в топливо­ снабжении республики в целом и ее тепловых станций в част­ ности. Сжигание в топках парогенераторов в основном ма­ зутного топлива ( взамен природного газа), причем часто со значительным содержанием серы и особенно минеральных примесей (волжский мазут), создавало дополнительные труд­ ности в эксплуатации станции. Неудовлетворительная работа

в этих условиях системы дробеочистки оказала резко отрица­ тельное влияние на работу конвективных поверхностей нагре­ ва и особенно пароперегревателей. Быстрое загрязнение внешних поверхностей пароперегревателей, обладающих, кста­ ти, и конструктивными недостатками (недостаточный шаг и жесткость), приводило к такому же быстрому падению произ­ водительности котлов и, наконец, к их вынужденной останов­ ке. Усилия, направленные на реконструкцию самих паропере­ гревателей, на улучшение работы системы дробеочистки, не дали все еще должного эффекта.

§ 2 —16. Перспективы развития централизованного теплоснабжения и теплофикации в Армянской ССР

Рассматривая вопросы дальнейшего развития централи­ зованного теплоснабжения и теплофикации в Армянской ССР, следует кроме природно-климатических факторов учесть так­ же, что:

—Армения индустриальная страна. Возможности разви­ тия ее сельского хозяйства ограничены. По темпам развития промышленности, в том числе и энергоемких отраслей, она занимает одно из первых ме£т в Союзе;

—рост городов, также отличающийся весьма высокими темпами, непосредственно связан с развитием многоотрасле­ вой* промышленности. Концентрация теплопотребления в ос­ новном обусловлена созданием мощных промышленных ком­ плексов;

—Армянская ССР обладает сырьевыми и трудовыми ре­ сурсами, но не располагает собственными топливными ресур­ сами, гидроресурсы весьма ограничены и почти исчерпаны.

181