книги / Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений

Используя формулы (1) и (4), можно решать целый ряд практических задач, связанных с обоснованием инвестиций в условиях рыночной экономики. В частности, использование этих формул позволяет существенно упростить методику определения срока окупаемости энергосберегающих и природоохранных мероприятий, по сравнению с методикой, предложенной в работе [2]. Для решения этой задачи при использовании формул (1) и (4) необходимо и достаточно подобрать такой размер горизонта расчета, при котором соблюдается неравенство (3). В данном случае найденное значение п и есть срок окупаемости «о- Естественно, что при значениях п значения Дадбудут положительными, а значения Зпр - отрицательными. При горизонте расчета п значения 3^ будут положительными, а значения Дчд - отрицательными. Отрицательное значение Дзд свидетельствует о нерентабельности варианта, а положительное - о его рентабельности.

Список литературы

1. Грачев Ю.Г., Гришкова А.В., Красовский Б.М., Луненков Ю .А. О применении коэффициента дисконтирования при технико-экономическом сравнении вариантов технических решений и отборе инвестиционных проектов в области энергетики // Промышл. энергетика. 1998. № 3. С. 36-37.

2. Виноградов В.И. Прогнозирование сроков окупаемости затрат на энергосбережение и природоохранные мероприятия в рыночных условиях // Экология. Энергосбережение. Экономика. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1994.

3. Варварский В.С., Жуков М.А., Красовский Б.М. Упрощенная методика технико-экономического расчета обоснованности мероприятий по энерго­ сбережению в рыночных условиях // Промышл. энергетика. 1995. № 2. С. 14-16.

4. Методические рекомендации по оценке эффективности инвести­ ционных проектов и их отбору для финансирования / Министерство финансов РФ -М ., 1994.

Получено 10.06.99

УДК! 697.34,699.86

А.В. Гришкова

Пермский государственный технический университет

О ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОМ СРАВНЕНИИ ОТКРЫТЫХ И ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Рассмотрены методики оценки единовременных и текущих затрат при использовании различных систем теплоснабжения.

При экономической оценке вариантов технических решений в области централизованного теплоснабжения, связанных с непосредственным водоразбором, как правило, используются методики [1,2]. Эти методики позволяют оценить единовременные и текущие затраты, необходимые для расчета чистого дисконтированного дохода [3] или приведенных затрат в условиях рыночной экономики [4].

Проблема технико-экономического сравнения вариантов технических решений, связанных с применением открытых систем теплоснабжения, становится весьма актуальной по следующим причинам:

-изменение соотношения строительной и бытовой нагрузки из-за изменения нормативных требований к теплозащитным параметрам ограждений;

-разработка и освоение серийного выпуска малогабаритных блочных индивидуальных тепловых пунктов с пластинчатыми теплообменниками;

-уточнение связи параметров водно-химического режима открытых систем теплоснабжения с их надежностью.

Изменение соотношения отопительной и бытовой нагрузок систем централизованного теплоснабжения связано с увеличением доли строений, запроектированных в соответствии с действующими в настоящее время нормативными требованиями по теплозащите отапливаемых объектов. Новое соотношение позволяет в перспективе рассматривать варианты технических решений с широким применением однотрубного транспорта тепловой энергий. При этом существенно возрастает величина предельно обоснованного радиуса действия систем теплоснабжения.

Широкое внедрение серийных малогабаритных блочных домовых и подъездных тепловых пунктов позволяет при разработке проектов технического перевооружения существующих открытых систем переводить их на работу по закрытой схеме. Решения о таком переводе ранее принималось неоднократно из-за того, что в ряде городов водно-химический режим открытых систем снижал их надежность по причине интенсивной внутренней коррозии трубопроводов. Реализация этих решений затруднена из-за высокой стоимости внутриквартальных сетей горячего водоснабжения.

Внедрение пластинчатых теплообменников и созданных на их основе компактных блочных домовых и подъездных тепловых пунктов позволяет

избежать этих затрат. Одновременно сокращаются сроки, необходимые доя проведения работ по переводу системы на закрытый режим работы. Это позволяет преодолеть затруднения, связанные с интенсивным развитием микробиоценозов усиливающего внутреннюю коррозию при суточных кратностях водообмена, характерных для периода перевода систем с непосредственного водоразбора на закрытый режим [5]. Рассмотренные выше обстоятельства делают весьма актуальной проблему обоснованного технико­ экономического сравнения технических решений, связанных с применением открытых и закрытых систем теплоснабжения.

С одной стороны, изменение соотношения отопительных и бытовых нагрузок может заметно снизить единовременные затраты при применении открытых систем. Особенно заметно этот фактор сказывается при дальнем транспорте тепла. С другой стороны, применение современных блочных домовых и подъездных тепловых пунктов существенно улучшает техникоэкономические показатели закрытых систем теплоснабжения. При сопоставлении экономических показателей открытых и закрытых систем теплоснабжения не может быть получен обоснованный результат в тех случаях, когда не учитываются затраты, необходимые для обеспечения водно­ химического режима открытых систем теплоснабжения, устраняющего опасность возрастания внутренней коррозии трубопроводов и связанной с ней плотности потока отказов.

В работе [6] представлены методика и результаты расчетов изменения содержания кислорода в сетевой воде открытых и закрытых систем теплоснабжения.

В результате расчетов установлено, что при содержании кислорода в деаэрированной воде в пределах 50 мкг/л, содержание кислорода в сетевой воде забы ты х систем теплоснабжения находится в интервале 0-ь10 мкг/л.

В сетевой воде открытых систем теплоснабжения, при этих же исходных условиях содержание кислорода в сетевой воде находится в пределах 2040 мкг/л.

Результаты расчетов хорошо согласуются с данными наблюдений химических служб энергетических объединений. Повышенные концентрации кислорода в сетевой воде открытых систем теплоснабжения при соблюдении нормативных требований к концентрации кислорода в подпиточной воде неизбежны. Это является следствием соотношения расходов подпиточной и сетевой воды. При проектировании новых зданий, в соответствии с Изменением № 3 к СНиП 11.3-79 «Строительная теплотехника», это соотношение дополнительно возрастет. Это повлечет за собой дополнительное повышение содержания кислорода в сетевой воде, которое приблизится к содержанию кислорода в подпиточной воде.

Методики,'Приведенные в работе [5], позволяют определить соотношение сроков службы теплопроводов открытых и закрытых систем теплоснабжения

при одинаковом индексе насыщения и суммарном содержании сульфатов и хлоридов. Результаты расчетов приведены в таблице.

В работе [7] дана методика, позволяющая определить ожидаемую плотность потока отказов в зависимости от предельного срока службы теплопровода и его возраста. По этой методике рассчитаны соотношения плотности потоков отказов открытых и закрытых систем теплоснабжения (см. таблицу).

Соотношение сроков службы, плотности отказов открытой и закрытой системы

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о недопустимости содержания кислорода в сетевой воде открытых и закрытых систем теплоснабжения выше 10 мкг/л. Для того чтобы не нарушить это ограничение, необходимо ограничить содержание кислорода в подпиточной воде этим же лимитом. В настоящее время не существует деаэрационных установок, при применении которых это ограничение могло бы быть гарантировано.

Таким образом, исследования по разработке технологий деаэрации, понижающих содержание кислорода в подпиточной воде открытых систем теплоснабжения, весьма актуальны. Без этих исследований и получения конкретных положительных результатов, технико-экономических сравнений открытых и закрытых систем нет оснований для принятия технических решений.

Одним из возможных направлений решения проблемы глубокого обескислороживания подпиточной воды открытых систем теплоснабжения может явиться технология, описанная в работе [8]. Следует отметить, что при размёщении подпиточных установок на ТЭЦ применение технологии [8] приводит к сравнительно большим потерям обессоленной воды основного контура, что должно учитываться при технико-экономическом сопоставлении вариантов.

В настоящее время на кафедре ТГВ и ОВБ Пермского технического университета ведется разработка варианта технологии [8], в котором использование пара существенно ограничено. Но и этот вариант имеет очень существенный экономический недостаток. Этот недостаток связан с повышением температуры общего потока сетевой воды, поступающей в

УДК 697.34

Б.М. Красовский, С.Е. Бессотщын

Пермский государственный технический университет

РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОТКАЗОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Проанализированы статистические данные обследований тепловых сетей при канальной прокладке за 1980-1995 гг.

В технологической цепочке производства, транспортирования и потребления тепловой энергии наиболее слабым звеном являются тепловые сети (ТС). Ежегодно в системах теплоснабжения городов происходят десятки аварий, многие из которых имеют тяжелые последствия. Причины, определяю­ щие недостаточную надежность тепловых сетей, известны. Основные из них:

-наружная коррозия, связанная с низкой коррозионной стойкостью материала труб, применяемых в настоящее время при строительстве тепловых сетей, и недостаточной надежностью и долговечностью используемых антикор­ розионных покрытий;

-разрыв сварных швов;

-повреждение задвижек (коррозия корпуса, трещины в корпусе, неплот­ ность фланцевых соединений и т.д.);

-широкое применение сальниковых уплотнений компенсаторов и армату­ ры, допускающих утечку сетевой воды;

-несовершенство строительных ограждающих конструкций (каналов, камер и т.д.), не исключающих попадания влаги на теплопроводы, а также дренажных и вентиляционных систем теплотрасс;

-несоответствие качества подпиточной воды требованиям, предотвра­ щающим внутреннюю коррозию трубопроводов и отсутствие методов борьбы с ней, кроме деаэрации подпиточной воды;

-нет методов упреждающей диагностики состояния металла теплопро­

водов;

-практически не имеется схем защиты трубопроводов и теплопотре­ бляющих установок от гидравлических ударов;

-недостаточные темпы перекладок тепловых сетей;

-прочие повреждения (механические повреждения при небрежном произ­ водстве строительно-монтажных работ вблизи прокладки труб, аварии на водопроводных и канализационных сетях и т.д.).

Наиболее частой причиной повреждения теплопроводов является внутренняя и наружная коррозия. Основными причинами первого вида коррозии является появление в воде свободного растворенного кислорода. Наружная коррозия может появиться по причине развитой внутренней коррозии и в результате нарушения изоляции трубопроводов.

Обработка статистических данных по повреждаемости состоит из ретроспективного анализа результатов наблюдений за тепловыми сетями в процессе их эксплуатации. Такая информация имеет отпечаток специфики условий работы элементов (разнообразие условий прокладки трубопроводов, взаимодействие с грунтом, качество и состав изоляционных покрытий, температурные условия и т.д.). Чем больше время наблюдения и чем больше протяженность трубопроводов, тем представительнее значения рассчитанных параметров потока отказов.

В рамках госбюджетных и хоздоговорных работ, проводимых на кафедре ТГВ и ОВБ Пермского технического университета, были собраны и проанализированы статистические данные по отказам тепловых сетей при канальной прокладке, собранные в период с 1980 по 1995 гг. при участии-пред- приятий тепловых сетей 46 теплоэнергетических систем страны: Туркменэнерго, Тулаэнерго, Ульяноэнерго, Чувашэнерго, Дальэнерго, Курганэнерго, Гродноэнерго, Камчатскэнерго, Минскэнерго, Челябэнерго, Курскэнерго, Тамбовэнерго, Саратовэнерго, Пермэнерго, Барнаулэнерго, Комиэнерго, Брестэнерго, Липецкэнерго, Кировэнерго, Мариэнерго, Красноярскэнерго, Гомельэнерго, Днепроэнерго, Рязаньэнерго, Владимирэнерго, Бурятэнерго, Якутскэнерго, Новосибэнерго, Удмуртэнерго, Северодвинскэнерго, Мордовэнерго, Благовгорсет, Карелэнерго, Киргизэнерго, Южказэнерго, Ярэнерго, Киевэнерго, Томскэнерго, Гурьевэнерго, Свердловэнерго, Ленэнерго, Крымэнерго, Хабаровэнерго, Тверьэнерго, Мосэнерго, Узбэнерго.

Для получения статистических данных использовались следующие основные принципы сбора исходной информации по повреждаемости тепловых сетей: учитывались только повреждения, имеющие случайную природу и которые повлекли за собой отключение отдельных систем отопления.

При сборе информации фиксировались повреждения на ТС только в течение отопительного периода и исключались повреждения, происшедшие в период гидравлических и температурных испытаний.

На основе полученных данных были определены плотности потока отказов со' (1/год км) для различных тепловых сетей :

Продолжительность отопительного сезона зависит от условий конкретного региона. Для того чтобы использовать полученные результаты на практике, г принята 213 суток. Значения плотности потока отказов, зафиксированных на трубопроводах различного диаметра, следующие:

Время восстановления теплоснабжения для ранжированных выборок, ч

Результаты статистической обработки данных по продолжительности отказов даны в таблице.

Получено 10.06.99

УДК 697.7

ИА. Полетаев, А.В. Пронин, А.В. Гришкова

Пермский государственный технический университет

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ (ИЗ ОПЫТА ГЕРМАНИИ)

Рассмотрены способы преобразования и накопления солнечной и ветровой энергии.

Возобновляемые источники энергии - это распыленные и дорогостоящие энергетические ресурсы, которые, возможно, никогда не смогут полностью заменить потребление ископаемого топлива. Однако в сочетании с мероприятиями по уменьшению энергопотребления они могут помочь снизить зависимость от ископаемого топлива и тем самым уменьшить рост выбросов двуокиси углерода и других видов загрязняющих веществ.

Земля получает практически всю энергию от солнца. Достигая атмосферы Земли, солнечное излучение частично отражается, поглощается, преломляется и излучается. Атмосфера как защищает нас от полной мощи солнечной радиации, так и покрывает нас теплоизоляционным одеялом, сохраняющим необходимое тепло. По одной из оценок предполагается, что солнце дает земле в 15 000 раз больше энергии, чем каждый год потребляется человечеством. Это огромный источник энергии, и есть несколько способов ее использования.

Энергию солнца можно использовать для обогрева зданий, задействуя соответствующие дизайн и ориентацию. Это называется пассивной солнечной конструкцией, в которой используются окна и расширительные баки для улавливания тепла солнца. Хорошая изоляция и теплохранилшца гарантируют удержание тепла. В зданиях с пассивными солнечными конструкциями много естественного света, так что уменьшается и потребность в электрическом освещении.

Другая форма солнечного обогрева - активная система, при которой для сбора солнечного тепла используются панели солнечных батарей, а применение воды или иногда нефти в системе теплообмена позволяет хранить тепло и распределять его по дому. В больших системах прекрасными теплохранилищами являются бассейны, что можно использовать в гостиницах или спортивных комплексах. Активные солнечные системы обычно применяются как вспомогательные системы горячего водоснабжения я обогрева домов.

Другим возобновляемым источником энергии является ветер. Человек пользовался энергией ветра тысячи лет. Древние парусники полагались только на ветер, а ветряные мельницы веками используются для перекачки воды я помола зерна.