Таким чином на підставі викладеного можна зробити висновок, що пропоновані рішення щодо розвитку, реструктуризації, реконструкції та модернізації системи теплопостачання м. Києва на період до 2015 року повинні враховувати реальний стан системи теплопостачання міста, наявність раніше прийнятих рішень і пропозицій, частина з яких знаходиться в стадії реалізації, та наявність певних змін у перспективах розвитку міста, у відповідності до Схеми теплопостачання м. Києва на період до 2015 року.
3.2. Концептуальні засади розвитку системи теплопостачання м. Києва на перспективу та можливість використання нетрадиційних і відновлюваних джерел і систем енергії (НВДЕ)
За останні три десятиріччя широкого застосування в державах Західної Європи (Фінляндії, Данії, Норвегії, Австрії та інших) набули системи централізованого теплопостачання з використанням як технологій комбінованого виробітку теплової та електричної енергії, так і районних котелень. Розширення застосування систем централізованого постачання пояснюється численними факторами. Активне зростання потужностей ТЕЦ і невеликих установок комбінованого циклу спостерігається в Німеччині, Нідерландах, США, Франції, Великобританії. В цілому в державах Західної Європи частка комбінованого виробітку тепла та електроенергії (ТЕЦ) в загальному сумарному виробництві електричної енергії у 1998 році складала 9 %. За прогнозом Всесвітньої Енергетичної Ради цей показник до 2015 року збільшиться до 22 %. Подвоїться також і виробіток тепла від установок комбінованого циклу.
За наявними прогнозами провідних світових наукових установ, а також Всесвітнього Енергетичного Конгресу і Всесвітньої Енергетичної Ради, основним напрямком розвитку енергетики в XXI сторіччі буде будівництво парогазових установок комбінованого циклу, що призведе до значного підвищення централізації теплопостачання від них.
У зв'язку з наведеним застосування дрібних індивідуальних котелень (наземних, вбудованих, дахових) дещо знизиться, що підтверджується існуючими тенденціями, але все ще буде посідати значне місце при теплозабезпеченні в зонах децентралізованого теплопостачання, що не підлягають централізації з економічних умов (наприклад, недостатня щільність теплових навантажень в районах котеджної забудови). Необхідно відзначити, що широке застосування дрібних індивідуальних котелень в умовах щільної міської забудови буде значно стримуватись екологічними обмеженнями.
3.2.1. Можливість використання нетрадиційних і відновлюваних джерел і систем енергії (НВДЕ)
Постійне зростання цін і потреби в органічному паливі, а також обмежені ресурси палива, посилення забруднення оточуючого середовища обумовили пошук можливостей застосування нових засобів забезпечення споживачів тепловою енергією і подальшого всебічного її збереження.
Основними факторами, що перешкоджають активному залученню в практичне використання нетрадиційних і відновлюваних джерел і систем енергії (НВДЕ), є економічні. Безперечно, що відсутність витрат палива чи їх суттєве зниження є позитивним моментом з позиції екологічного впливу на навколишнє середовище.
Однак значні капітальні витрати на НВДЕ та великі, по більшості, строки окупності перешкоджають активному їх використанню. Цей фактор особливо важливий для України, що знаходиться у складному економічному стані і не має достатньої кількості власних паливно-енергетичних ресурсів.
Зацікавленість щодо практичного використання НВДЕ періодично стимулюється додатковими факторами. Одним з них є підписання в Японії у грудні 1997 року Кіотського протоколу щодо можливості торгівлі квотами на викиди парникових газів. При цьому використання НВДЕ може стати додатковим напрямком зниження викидів парникових газів.
Необхідно зазначити, що найбільш конкурентоспроможними та розвинутими нетрадиційними установками є теплові насоси (ТН) та системи з використанням для теплопостачання електроенергії за нічним тарифом. У перспективі доцільність їх використання буде зростати за рахунок значного підвищення цін на органічне паливо, що призведе до зниження економічно доцільного рівня коефіцієнта перетворення, однак питання впровадження вказаних джерел має вирішуватись кожного разу окремо після проведення детальних техніко-економічних розрахунків.
Узагальнюючи вищенаведене, необхідно відзначити, що нетрадиційні та відновлювані джерела та системи теплопостачання безперечно будуть розвиватися і в перспективі посядуть значне місце в світовому енергетичному балансі взагалі і в балансі окремих країн і міст зокрема. Однак, як свідчать дослідження провідних світових енергетичних установ і футурологічні прогнози, в період, що розглядається, а також в перспективі до 2050 року НВДЕ не посядуть значне місце в енергетичному балансі і навіть розвинуті країни (США, Великобританія, Данія та інші) до середини XXI сторіччя передбачають залучити ці джерела у свій енергобаланс не більш, ніж на 15 - 20 %.
Таким чином можна зробити висновок, що для умов м. Києва, як і в цілому в світі, на період до 2035 - 2040 рр. основним напрямком розвитку енергетики взагалі, і теплопостачання зокрема, буде подальше використання джерел енергії на органічному паливі з застосуванням новітніх паливозберігаючих технологій з поступовим впровадженням деяких нетрадиційних і відновлюваних джерел і систем енергії (НВДЕ).
Нижче більш детально розглянуті деякі нетрадиційні і відновлювані джерела і системи теплопостачання.
3.2.1.1. Використання сонячної енергії
Використання сонячної енергії для теплопостачання може забезпечити чималу частку потреби в теплі навіть в умовах північного клімату. Однак частка використання сонячної енергії все ще доволі мала. Нині у світі загальна площа сонячних колекторів становить близько 30 млн. м-2, що в сто разів менше прийнятого потенціалу, що дорівнює одному квадратному метру на одну людину. Розроблена Міжнародним енергетичним агентством (МЕА) Програма розвитку сонячного теплопостачання та кондиціонування спрямована на розширення ринку сонячної енергії та збільшення частки її використання.
МЕА створено в 1974 році як незалежну організацію при Організації економічного співробітництва й розвитку (ОЕСР). Воно виконує спільні енергетичні програми, що включають дослідження у сфері нових і поліпшених енергетичних технологій. Програма розвитку сонячного теплопостачання й кондиціонування була одним з перших прикладів дослідницької роботи. Починаючи з 1976 року, учасники розвивають технології використання енергії сонця для теплопостачання, охолодження, природного освітлення й постачання електроенергії. Членами угоди є Австралія, Австрія, Бельгія, Канада, Данія, Фінляндія, Франція, Німеччина, Італія, Японія, Мексика, Голландія, Нова Зеландія, Норвегія, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія, Велика Британія, США, а також Європейська Комісія. Місія програми полягає в "сприянні екологічно стійкому майбутньому за допомогою використання сонячних технологій".
Виконання програми забезпечується спільними зусиллями експертів із країн - членів угоди. Перевагами такого унікального підходу є прискорення розвитку технологій, сприяння стандартизації, сприяння національним дослідницьким програмам, визначення національної спеціалізації, економія часу та коштів. Програму поділено на розділи, в рамках яких країни виконують свої завдання. Розподіл завдань виявився ефективним, позитивні результати отримано в країнах з різними фінансовими механізмами. Керівництво програмою здійснює виконавчий комітет, що складається з представників кожної з країн.
Сонячне теплопостачання та кондиціонування передбачають великий набір методів, що роблять істотний внесок у сучасні потреби в енергії, зокрема в будівництві. У перспективі потенціал використання сонячної енергії може бути навіть вищим, якщо буде подолано певні технічні проблеми акумулювання тепла.
Оскільки політичний інтерес до поновлюваних джерел енергії та зменшення викидів парникових газів зростає, МЕА переключає свою увагу з дослідницьких робіт на прискорення розвитку ринку. В галузі технологій сонячного теплопостачання МЕА ініціювала кілька заходів у рамках Програми розвитку сонячного теплопостачання й кондиціонування, що мають сприяти розвитку ринку. Для використання всіх можливостей, що відкриваються перед сонячною теплоенергетикою, було проведено аналіз основних ринків і їхнього потенціалу.
Сонячне гаряче водопостачання - це найбільш розвинутий спосіб використання сонячної енергії. Він використовується переважно для постачання гарячою водою індивідуальних господарств. Осердям системи є сонячний колектор, що перетворює сонячну радіацію на тепло, яке зберігається в котлі для подальшого використання. Для централізованих систем і промислового використання метод аналогічний, а розходження полягають у розмірах устаткування.
Вважається, що потенціал використання гарячої води в житловому секторі становить близько 1 м-2 колекторів на людину. З огляду на те, що половина населення планети використовує гарячу воду для побутових потреб, загальний світовий потенціал становить 3 млрд. м-2. Такі країни як Греція та Ізраїль вже досягли цього рівня. У південних країнах використання сонячної енергії може забезпечити 100 % потреби, а в умовах помірного клімату, наприклад, у північній Європі, частка використання сонячної енергії в перспективі може становити близько 50 %. За оцінками ПРООН використання гарячої води у світі становить 10 тис. ПДж.
Ринок визначається головним чином приватними домовласниками. Рішення придбати сонячний колектор вони приймають, не лише зважаючи на період самоокупності, а й з урахуванням інших факторів, таких, як комфорт, екологічність тощо. Сонячне нагрівання води має розглядатися як споживчий товар. Ціна має велике значення для споживача, однак не можна покладатися на те, що велика кількість споживачів враховує лише період самоокупності. Значна частина схоче заплатити додатково за чисту енергію. Низка таких факторів може позитивно вплинути на ринок: позитивна політика уряду; активність промисловості для розширення ринку; високоякісний продукт; наявність монтажних організацій.
У країнах, що розвиваються, сонячні системи гарячого водопостачання можуть бути першими прикладами систем гарячого водопостачання з використанням поновлюваних джерел енергії. В країнах з переважним використанням для нагрівання води електрики сонячне нагрівання може знизити рівень пікових навантажень. Ці переваги можна використати для зменшення ціни на сонячні нагрівачі. У великих містах до цього можна додати позитивний вплив на чистоту повітря.
Сонячне теплопостачання можна поділити на два види - без акумулювання, коли частка сонячної енергії в загальній кількості споживаного тепла обмежена (максимум 20 % в умовах північного клімату), та із сезонною акумуляцією, за якої частка сонячної енергії може бути значно більшою. У першому випадку теплопостачання зазвичай комбінується із системою гарячого водопостачання. Результатом є так звані сонячні комбіновані системи. Об'єднання двох функцій поліпшує якість наданих послуг (продукту) й зменшує їхню собівартість. У таких країнах, як Німеччина й Австрія, комбіновані системи охоплюють велику частину ринку сонячних нагрівачів води. У випадку довгострокового акумулювання тепла технічні проблеми та висока вартість все ще залишаються проблемою, незважаючи на те, що вже реалізовано кілька великих систем. Продовження досліджень у цьому напрямку може привести до істотного поліпшення ситуації.
Технологія охолодження та кондиціонування за допомогою енергії сонця довела свою надійність у використанні, однак її застосування досі дуже обмежене. У рамках Програми МЕА було показано, що розвиток у галузі охолодження й сонячних колекторів приводить до зниження періоду самоокупності - зазвичай він дорівнює або менший за період дії проекту. Перевагою цих систем є те, що вони зберігають електроенергію в зоні пікового навантаження. Ринок позитивно реагує на сонячні системи охолодження ще й тому, що логічно використовувати сонячне випромінювання, коли воно досягає максимуму.
Необхідно відзначити, що системи сонячного теплопостачання для підвищення рівня використання сонячної енергії потребують улаштування досить дорогих акумулюючих систем. У довгостроковій перспективі потрібні додаткові наукові дослідження, особливо в питаннях акумулювання тепла. Крім того, як доводить наявний досвід експлуатації таких систем, вони фактично потребують 100 % резервування теплопостачання, що жодним чином не покращує економічну доцільність їх використання.
В той же час деякий досвід використання систем сонячного теплопостачання є й в Україні і навіть в м. Києві. Як наведено раніше, в м. Києві протягом уже 5 років працює одна сонячна установка, яка встановлена на даху житлового будинку на вул. Галини Тимофєєвої. Установка забезпечує до 40 - 45 % потреби гарячого водопостачання будинку у літній період і працює не більше чотирьох місяців на рік (при цьому один сезон установка не працювала взагалі з технічних підстав). Фактична окупність установки відсутня, хоча витрати на її встановлення були перенесені на вартість житла, що збільшило питому вартість 1 м-2 загальної площі житла, але завдяки будівництву зазначеного будинку в часи стрімкого зростання будівельного ринку міста та перевищення попиту житла над його наявністю, збільшена вартість житла у зазначеній будівлі не викликала негативних наслідків.
Виходячи з вищенаведеного, для умов м. Києва на перспективу (на період до 2015 року) можна рекомендувати впровадження перш за все систем сонячного гарячого водопостачання. Однак реалізація таких проектів повинна вирішуватись в кожному випадку окремо з підготовкою відповідного техніко-економічного обґрунтування.
Необхідно виконати 1 - 2 пілотні проекти, на яких відпрацювати всі технологічні та економічні проблеми використання сонячної енергії.
3.2.1.2. Теплові насоси
Сьогодні в Україні вартість тепла залежить від виду енергоносія: колись найдешевшим був природний газ, потім дизельне паливо та електроенергія. Постійне зростання цін на традиційні види енергоносіїв змушує всерйоз задуматись над пошуками альтернативних енергозберігаючих джерел тепла. Тому дуже актуальним стає використання теплових насосів, які в порівнянні з будь-яким традиційним теплогенератором дозволяють заощадити до 80 % енергоресурсів. Вони "забирають" теплову енергію з ґрунту, повітря, скельної породи чи озера (річки), накопичену за теплу пору року. Джерелом тепла за деяких умов може бути навіть сніг.
Тепловий насос, з одного боку, є джерелом тепла для будь-якої системи опалення чи гарячого водопостачання, а з іншого боку, джерелом холоду для системи кондиціонування. Спеціалісти напівжартома називають його "холодильником навпаки", адже він може не тільки нагрівати, а й охолоджувати.
Різновиди теплових насосів
Грунт-вода (ґрунтовий тепловий насос). Грунт має властивість зберігати сонячне тепло протягом тривалого часу та забезпечує відносно рівномірний рівень температури джерела протягом року. Це дозволяє експлуатувати тепловий насос з високим коефіцієнтом потужності. Тепло навколишнього середовища передається разом у поєднанні води та антифризу (наприклад, водно-спиртовий розчин). Відбір тепла з ґрунту здійснюється за допомогою прокладеної в ґрунті системи пластикових труб на глибині більше 1,2 метра (горизонтальна система прокладання ґрунтових колекторів). Мінімальна відстань між сусідніми трубопроводами - приблизно 1,0 метр. Можливе також застосування вертикальної системи прокладання ґрунтових колекторів шляхом буріння відповідних свердловин. Вертикальні колектори - це система довгих труб, які опускаються в глибоку свердловину (50 - 150 м). У цьому випадку потрібен лише клаптик землі та бурильні роботи. На глибині завжди однакова температура - близько 10° C, тому цей вид колектора найбільш ефективний, але й більш дорогий.
Вода-вода (водяний тепловий насос). Джерелом тепла можуть бути поверхневі (річки, озера) або ґрунтові води (свердловини). Якщо поряд з будівлею протікає річка чи є озеро, труби можна укласти на дно, притопивши їх вантажем.
Повітря-вода (повітряний тепловий насос). Оточуюче повітря особливо легко використовувати в якості джерела тепла, воно є скрізь і в необмеженій кількості. Але цілорічне використання тепла повітря можливо лише за умов реалізації спеціальних вимог до теплових насосів, зокрема, до хладагенту. Крім того, для кліматичних умов м. Києва можливість застосування такого типу теплових насосів носить досить обмежений характер у зв'язку з різким зниженням коефіцієнта перетворення теплового насоса в періоди низьких температур зовнішнього повітря. Фактично в такі періоди "повітряний" тип теплових насосів для умов м. Києва є економічно недоцільним, що викликає необхідність резервування відповідної теплової потужності і різко знижує загальну фінансово-економічну доцільність таких пристроїв.
Переваги використання опалювальних систем на базі теплових насосів:
• висока ефективність перетворення електроенергії в порівнянні з електронагрівальними пристроями; екологічно чиста технологія;
• відсутність викидів в атмосферу шкідливих речовин;
• використання озонобезпечного виду фреону (холодильного агента);
• надійна автоматична робота установки, яка не потребує постійної присутності людини;
• мінімальні експлуатаційні витрати в порівнянні з іншими опалювальними системами;
• тривалий термін служби без капітального ремонту (10 - 20 років: 45 тисяч годин для ТН з поршневим компресором; 60 тисяч годин - для ТН з гвинтовим компресором);
• відносно малі габарити та вага.
Тепловий насос - єдина установка, яка виробляє в 2,5 - 4,5 рази більше теплової енергії, ніж споживає електричної (яка потрібна для роботи компресора).
Сьогодні у світі успішно експлуатуються більше 130 млн. теплонасосних установок різноманітного функціонального призначення. Наприклад, у Швеції 20 % енергії виробляється за рахунок теплових насосів. За останні 30 років Швеція практично відмовилась від традиційних джерел енергії: нафта, газ та електроенергія складають лише близько 10 % у структурі споживання. А все останнє - за рахунок нетрадиційних, альтернативних відновлюваних джерел і, перш за все, теплових насосів.
В Європі 77 % теплових насосів використовують в якості джерела тепла зовнішнє повітря, хоча в Швеції (там найпотужніші установки у світі), Швейцарії та Австрії переважають теплові насоси, які забирають тепло з ґрунту. В Норвегії в цьому плані більше різноманіття - на кінець 1999 року там нараховувалось в експлуатації 27200 теплонасосних установок, з них 67 % використовували в якості джерела повітря, 12 % - відпрацьоване вентиляційне повітря, 19 % - воду та грунт.
Своєчасно зрозуміли необхідність впровадження економних технологій і в Китаї, де попит на реверсивні теплові насоси невеликої потужності ще в 1989 році складав 500 тисяч одиниць, а до 2003 року досяг 18 млн. одиниць, випередивши Японію в два рази.
В Німеччині для систем опалення та гарячого водопостачання використовують теплові насоси більшої потужності з приводом компресора від дизельних та газових двигунів та з утилізацією тепла вихлопних газів.
У Грузії експлуатуються системи кондиціонування повітря на базі теплових насосних установок на промислових об'єктах: Самтредській чайній фабриці, торговому центрі Сухумі, лікувальному центрі в Гаграх та ін.
Щорічний ріст кількості таких систем, які встановлюються майже в тридцяти країнах, оцінюється в 10 %. Згідно з прогнозами Міжнародного енергетичного агентства до 2020 року в розвинених країнах світу частка опалення та гарячого водопостачання за допомогою теплових насосів повинна скласти значну долю.
Необхідно відзначити, що теплонасосні технології вже на теперішній час досить вдосконалені і є одними з небагатьох видів нетрадиційних і відновлюваних джерел теплопостачання, які можуть конкурувати з традиційними системами теплопостачання на органічному паливі. Позитивний досвід використання теплових насосів для теплопостачання є й в Україні.
Виходячи з вищенаведеного, для умов м. Києва на перспективу можна рекомендувати впровадження теплових насосів для теплопостачання споживачів, зокрема для гарячого водопостачання. Однак реалізація таких проектів повинна вирішуватись в кожному випадку окремо з підготовкою відповідного техніко-економічного обґрунтування.
Особливу увагу треба приділити питанню використання за допомогою теплових насосів скидного низькопотенційного тепла. Зокрема, на наступних стадіях проектування необхідно більш ретельно розглянути можливість використання тепла каналізаційних стоків на КНС та безпосередньо на Бортницькій станції аерації, загальний потенціал теплової потужності яких оцінюється майже в 50,0 МВт (43,0 Гкал/год.).
У той же час, як доводять розрахунки, використання скидного низькопотенційного тепла від ТЕЦ (система охолодження конденсаторів турбін) на теперішній час є економічно недоцільною в зв'язку з тим, що отримане з низькопотенційних стоків тепло заміщує, перш за все, завантаження теплофікаційних відборів турбін і, як наслідок, суттєво зменшує рівень теплофікації (комбінованого виробництва тепла та електроенергії) та її економічну ефективність і доцільність. Кінцевим наслідком цього є значне підвищення витрат (перевитрата) палива на виробництво електроенергії і загальне зростання витрати палива на ТЕЦ, яке перевищує очікувану економію від використання скидного низькопотенційного тепла. Хоча використання тепла скиду ТЕЦ-5 в гирлі р. Либідь потребує передпроектних проробок.
Вважаємо за доцільне реалізувати декілька проектів з використання тепла стоків.
3.2.1.3. Використання електричної енергії
Електроенергія являє собою універсальний енергоносій, що легко транспортується на великі відстані і перетворюється у будь-які інші види енергії з мінімальними втратами. Зручність передачі і використання, легкість створення електросилових установок, екологічна чистота визначили створення в промислових країнах світу розвинутої інфраструктури електропостачання. Електроенергія забезпечує найбільш комфортні умови обігріву, гарячого водопостачання (ГВП), вентиляції і кондиціонування приміщень, готування їжі, що визначає широкі можливості її застосування в житлово-комунальному секторі (ЖКС).
Першим поштовхом до застосування електронагрівальних приладів було промислове освоєння гідроенергії. Фактором, що істотно розширив застосування електронагрівальної техніки, став розвиток атомної енергетики, що забезпечила одержання значних обсягів відносно дешевої електроенергії. Підвищення економічної ефективності й екологічної чистоти одержання електроенергії забезпечило постійне зростання її ролі в структурі світового виробництва енергії.
Завдяки цьому кожна третя кіловат-година електроенергії, що одержується сьогодні у світі, являє собою первинну електроенергію, яка виробляється ГЕС, АЕС, НВДЕ.
Випереджальне зростання впливу первинної електроенергії закономірно визначається такими довгостроковими тенденціями світового розвитку, як зростаючий дефіцит нафти, глобальні зміни клімату, глобалізація світових ринків нафти і газу, що визначає необхідність зниження залежності економік країн-імпортерів.
Застосування первинної електроенергії в системах теплопостачання цілком відповідає цьому, тому електрифікація теплопостачання на базі розвитку джерел первинної електроенергії являє собою історично закономірний процес.
Слід зазначити, що розвиток систем електронагріву ініціюється фактично економічними факторами, що визначають переваги електроопалення і гарячого водопостачання (ГВП) перед традиційними системами на органічному паливі.
Найбільш сприятливі передумови застосування електроенергії в теплопостачанні існують у країнах з високим рівнем забезпечення первинною електроенергією, зокрема, у Норвегії, де питома вага ГЕС у загальному виробництві електроенергії перевищує 98 %. Питома вага електроенергії в структурі енергії, що використовується на потреби опалення і ГВП ЖКС, складає тут близько 60 % при тому, що Норвегія є одним з основних світових експортерів нафти і природного газу.
Дуже висока питома вага первинної електроенергії у Швеції, де ГЕС і АЕС виробляють 98 % електроенергії приблизно в рівних частках. Питома вага електроенергії в структурі витрат енергії на опалення і ГВП ЖКС складає тут 42 - 43 %.
У Франції, де АЕС і ГЕС також є домінуючими джерелами електроенергії, частка електроенергії в структурі споживання енергії системами опалення ЖКС складає близько 30 %, а ГВП - 45 %.
Високий рівень споживання електроенергії й у системах опалення і ГВП США. Частка електроенергії в цих системах складає, відповідно, 29,0 % і 41,6 %.
У цілому частка електроенергії в структурі витрат енергії на потреби опалення країн Європи коливається в межах від 0,6 % до 60 %, а на потреби ГВП - від 6 % до 60 %.
У країнах з розвинутими джерелами первинної електроенергії на базі гідроенергії переважне поширення одержали резистивні стаціонарні електронагрівальні прилади прямої дії, у той час як у країнах з переважно ядерною первинною енергією - акумуляційні системи електронагріву.
Пояснюється це тим, що висока частка атомної енергетики визначає необхідність введення додаткових джерел маневрової генерації електроенергії на органічних паливах в силу нераціональності залучення АЕС для регулювання частоти струму в енергосистемах. Ефективно обмежити рівень потужності маневрових електростанцій з відповідною економією коштів в їхній розвиток дозволяють методи антипікового керування навантаженням. Такі методи засновані на вибірковому обмеженні навантажень визначеної групи споживачів у періоди пікового навантаження енергосистеми зі збереженням загальної кількості електроенергії, що відпускається цим споживачам за визначений календарний період (доба, тиждень, сезон і ін.).
Системи електронагріву в силу високої інерційності процесів передачі тепла мають низьку чутливість до режимів споживання електроенергії. Ця властивість підсилюється за рахунок застосування акумуляторів тепла. При цьому система електронагріву може служити ефективним споживачем - регулятором (СР), що допускає багатогодинні перерви електроживлення без істотного погіршення якості теплопостачання.
Системи акумуляційного нагріву широко застосовуються в США, Австралії, Новій Зеландії, країнах півдня Європи. У регіонах центральної і північної Європи застосовуються гідросистеми електроопалення з акумуляційними електрокотлами.
Найбільш широке застосування у світі і, зокрема, у країнах Європейського союзу (ЄС), знаходять акумуляційні водопідігрівачі (АВП). Загальне споживання електроенергії АВП країн Євросоюзу (ЄС-15) оцінюється в 87 ГВтг, що складає близько 15 % загального споживання електроенергії житловим сектором ЄС-15. Системи АВП використовують близько 43,5 млн. домогосподарств, чи 30 % від 142 млн. домогосподарств ЄС-15.
В енергетичному секторі країн світу накопичений великий досвід використання теплового навантаження для ущільнення сезонних і добових графіків регіональних енергосистем. Найбільшою різноманітністю методів стимулювання споживачів до участі в спільному регулюванні електронавантажень характеризуються південні штати США. Разом з тим, основна увага в південних штатах приділяється питанням згладжування літнього максимуму навантаження за рахунок раціоналізації роботи кондиціонерів, холодильників й іншої побутової техніки. Що стосується пристроїв електротеплопостачання, то найбільш показовий досвід роботи енергокомпаній центральної і північної частин США, а також Чехії, де створена система тарифних планів, що забезпечує можливість використання теплових споживачів для регулювання навантаження енергосистеми.
Установкою акумуляційних нагрівальних систем займаються місцеві енергокомпанії, що розглядають такі системи як один з важливих напрямків керування графіком навантаження (load management). Економічний інтерес енергокомпанії у поширенні акумуляційних чи позапікових (off-peak) систем електронагріву полягає в економії інвестицій на введення нової потужності за рахунок зниження пікового навантаження енергосистеми шляхом витіснення прямого електронагріву акумуляційним. Також застосування таких систем забезпечує підвищення економічності роботи встановленого устаткування за рахунок вирівнювання добових графіків навантаження.
Для створення відповідних стимулів до застосування систем акумуляційного нагріву у споживачів енергокомпанії застосовують систему тарифних планів, що передбачають пільгові тарифи, тарифні кредити і знижки на устаткування, що встановлюються, оптимізовані, виходячи з місцевих умов. Система тарифів забезпечує визначені переваги систем акумуляційного опалення і ГВП в порівнянні з аналогічними системами на органічному паливі.
Розвиток і ускладнення методів економічного керування вказує на наявність чіткої тенденції до збільшення періоду керування навантаженням для забезпечення можливості використання СР не тільки з метою антипікового керування, але і для більш гнучкого оперативного керування частотою з метою розвантаження систем первинного регулювання частоти енергоблоків. Логічним продовженням цієї тенденції варто вважати створення особливого класу СР, що володіють двома характерними властивостями: можливістю безперервної зміни рівня потужності, що споживається, і малим часом реакції на зовнішні керуючі сигнали енергосистеми. Зазначеним властивостям найбільшою мірою відповідають системи гідродинамічного нагріву рідин, і, зокрема, установки гідродинамічного нагріву "Термер".
Нині відомо багато технологій і пристроїв, що дозволяють ефективно використовувати електронагрів для заміщення водогрійних і парових котлів у системах теплопостачання. До них відносяться, зокрема, електрокотли резистивного і ємкісного типів. Сучасна номенклатура електрокотлів забезпечує практично будь-які параметри відпуску тепла; багато з них мають досить досконалі системи КВП і А, що забезпечують їхню безпечну і довгострокову експлуатацію. Однак при реконструкції і модернізації існуючих систем теплопостачання з заміною тільки теплогенеруючого устаткування при збереженні трубопроводів і приладів гріючого контуру застосування електрокотлів не завжди прийнятно за умовами корозійної стійкості тепломережі під дією струмів витоків і за умовами електробезпечності.
Виключити контакт струмоведучих частин з рідиною, що нагрівається, забезпечивши безпеку і довговічність опалювальної системи, дозволяє механічне нагрівання води. Усі пристрої механічного нагрівання рідини використовують відомий ефект виділення тепла внутрішнього (в'язкого) тертя при русі її часток - ефект гідродинамічного нагріву. Виділення тепла в обсязі рідини зростає із зростанням швидкості руху її часток. У діючих системах циркуляційного опалення гідродинамічний нагрів малопомітний. Висока щільність виділення тепла в обсязі рідини, що забезпечує технічно прийнятні швидкості її нагрівання, досягається при швидкості руху її часток, що багаторазово перевищує припустимі швидкості руху води в циркуляційному контурі звичайних систем опалення. Тому для гідродинамічного нагріву води застосовують спеціально сконструйовані пристрої гідродинамічного нагріву (УГД). У таких пристроях забезпечується прискорення потоку рідини, що нагрівається, перетворення кінетичної енергії в тепло в спеціально організованому режимі течії, а також гасіння швидкості нагрітої рідини. Найбільші швидкості нагріву рідин, а отже й об'ємну щільність виділення тепла забезпечують УГД "Термер".
Аналіз режимної керованості енергосистеми України дозволяє оцінити доцільний рівень впровадження УГД "Термер" у кілька тисяч МВт. Поряд із прямим заміщенням природного газу в системах опалення на рівні 0,3 - 0,5 млрд. м-3 на 1000 МВт встановленої потужності, УГД "Термер" забезпечать порівнянний з цим непрямий ефект економії палива в енергосистемі. Важливий і очікуваний ефект від використання УГД як синхронних компенсаторів мереж 0,4 - 10,0 кВ. Технічний потенціал впровадження УГД у споживчих мережах оцінюється приблизно в 8 ГВАР.
Для широкого впровадження систем теплопостачання на базі УГД "Термер" необхідно визначитися з організацією диспетчерського керування такими об'єктами теплопостачання, їхнім місцем в існуючій структурі керування роботою енергосистеми України і розробити раціональні механізми призначення тарифів на електроенергію (нічних, переривчастих і ін.) для таких систем.
З урахуванням результатів виконаних раніше спеціалізованих робіт щодо використання електроенергії для цілей теплозабезпечення (пряме використання електроенергії або впровадження установок ТАСР) можна стверджувати, що доцільність застосування таких установок залежить від преференційних знижок до тарифу на нічну електроенергію. Наявна знижка на теперішній час (нічний тариф складає 40 % від денного тарифу для житлових споживачів та 35 % - для нежитлових споживачів) не дає змоги для ефективної роботи такого типу теплозабезпечення. Розрахунки довели, що нічний тариф повинен становити не більш ніж 10 - 15 % від денного. Крім того, необхідно враховувати, що зазначений тип теплопостачання потребує введення теплових потужностей, які використовують електроенергію, в 3, 4 рази більших ніж потужність звичайної котельні для теплопостачання того ж самого об'єкта. Також потребується влаштування досить потужних акумуляційних систем. Однак у подальшому ці системи можна розглядати як одні з найбільш перспективних систем альтернативного теплозабезпечення у порівнянні як з традиційними видами теплопостачання, так і з іншими нетрадиційними та відновлюваними джерелами і системами теплопостачання (за виключенням теплових насосів).
Виходячи з вищенаведеного, для умов м. Києва на подальшу перспективу можна рекомендувати впровадження систем використання електроенергії для теплопостачання споживачів, зокрема, для гарячого водопостачання. Однак реалізація таких проектів повинна вирішуватись в кожному випадку окремо з підготовкою відповідного техніко-економічного обґрунтування. В той же час можлива зміна тарифної політики з боку енергосистеми України та впровадження дієвих механізмів заохочення споживачів, які можуть прискорити економічне впровадження широкомасштабного застосування електроенергії для цілей теплозабезпечення, навіть незважаючи на прогнозоване суттєве підвищення вартості електроенергії для житлової забудови міста.
Необхідно відзначити, що переважна більшість нетрадиційних і відновлюваних джерел і систем енергії (НВДЕ) потребує для свого втілення початкових капіталовкладень, які суттєво перевищують капіталовкладення, що необхідні для створення традиційних систем теплопостачання (значна економія при використанні НВДЕ створюється за рахунок суттєвого зниження експлуатаційних витрат, зокрема, витрат на органічне паливо). Таким чином, в умовах наявності в системі теплопостачання м. Києва значного дефіциту теплової потужності, про що детально зазначено раніше, широке втілення НВДЕ в найближче п'ятиріччя буде стримуватися саме цим фактором. Незважаючи на вищевикладене, а також враховуючи необхідність подальшого перспективного розвитку системи теплопостачання міста (за межами 2015 року), необхідно поступово впроваджувати в системі теплопостачання НВДЕ і, перш за все, теплонасосні установки (ТНУ) та системи використання електроенергії для теплопостачання.
Враховуючи вищенаведене, в роботі зроблена тільки оцінка можливості і доцільності використання НВДЕ в існуючих умовах, але, зважаючи на те, що на розрахунковий період роботи (до 2015 року) фактично неможливо визначитися з конкретними обсягами можливої реалізації заходів з використання НВДЕ, в теплові баланси по місту ці обсяги не вводилися.
3.2.2. Енергозбереження
З огляду на постійне зростання цін і потреби в органічному паливі, а також обмежені ресурси палива, посилення забруднення оточуючого середовища одним з найважливіших факторів подальшого розвитку, реструктуризації, реконструкції та модернізації системи теплопостачання м. Києва на період до 2015 року повинне стати всебічне енергозбереження на всіх ланках виробництва, транспортування, розподілу та споживання теплової енергії, яке можливо реалізувати за наступними напрямками безпосередньо в системі теплопостачання.
I. На джерелах теплопостачання (зокрема, котельнях комунальної власності, які експлуатуються ПАТ "КИЇВЕНЕРГО") шляхом:
- реконструкції та модернізації основного обладнання існуючих джерел теплопостачання з заміною котлів на сучасні високоефективні з коефіцієнтом корисної дії не нижче ніж 93 % (з покращеними екологічними показниками) з метою зниження витрат палива та викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря;
- реконструкції та модернізації допоміжного обладнання існуючих джерел теплопостачання з метою зниження витрат на виробництво тепла;
- використання при будівництві нових джерел теплопостачання тільки сучасного високоефективного обладнання з коефіцієнтом корисної дії (ККД) котлів не нижче ніж 93 % (з покращеними екологічними показниками) з метою мінімізації витрат палива та викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря;
- виведення з експлуатації неефективних морально та фізично застарілих котелень, особливо вбудованих, з переключенням їх споживачів на інші більш ефективні джерела централізованого теплопостачання, а у випадку відсутності такої можливості - з будівництвом локальних відокремлених від будівель котелень з сучасним високоекономічним котельним обладнанням з ККД не нижче ніж 93 % (з покращеними екологічними показниками) з метою зниження витрат палива та викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря та приведення існуючих систем теплопостачання до вимог нормативних документів;
- застосування за котлами утилізаторів тепла відхідних димових газів, або застосування у відносно невеликих котельнях котлів "конденсаційного" типу з метою підвищення коефіцієнта використання палива та зниження витрат палива та викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря.
II. У системі транспортування та розподілу теплової енергії (магістральні та розподільчі теплові мережі від джерел теплопостачання до центральних та індивідуальних теплових пунктів споживачів) шляхом:
- реконструкції та модернізації існуючих теплових мереж з застосуванням новітніх технологій і заміною трубопроводів на попередньо ізольовані з сигналізацією заводського виготовлення з метою зменшення втрат теплової енергії з витоками та через ізоляцію трубопроводів і, як наслідок, підвищення рівня комфортності теплозабезпечення споживачів та зниження витрат палива і викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря при виробництві тепла на джерелах теплопостачання. В першу чергу це стосується існуючих трубопроводів теплових мереж, які прокладені за технологією 50-х років минулого сторіччя з застосуванням бітум-перлітної ізоляції та довжина яких становить понад 108,5 км (у двотрубному обчисленні);
- застосування при будівництві нових теплових мереж новітніх технологій з використанням тільки попередньоізольованих сталевих труб для опалення; для гарячого водопостачання, крім випадків прокладення теплових мереж у колекторах, застосування попередньоізольованих пластмасових труб з метою зменшення втрат теплової енергії з витоками та через ізоляцію трубопроводів і, як наслідок, зниження витрат палива і викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря на джерелах теплопостачання.
III. В абонентській системі розподілу теплової енергії (центральні і індивідуальні теплові пункти споживачів та розподільчі теплові мережі після теплових пунктів (за їх наявності)) шляхом:
- оснащення існуючих теплових пунктів автоматичним регулюванням споживання тепла в залежності від температури зовнішнього повітря, що дасть змогу виключити "перетопи" у перехідні періоди опалювального сезону, а значить суттєво скоротити витрати палива та викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря на джерелах теплопостачання;
- підключення споживачів у районах нової забудови через ІТП (індивідуальні теплові пункти) з автоматичним регулюванням споживання тепла в залежності від температури зовнішнього повітря, що дасть змогу не тільки виключити "перетопи" у перехідні періоди опалювального сезону, а й регулювати температуру теплоносія, підвищити комфортність у споживача в залежності від освітлення, температури повітря і, як результат, суттєво скоротити витрати палива та викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря на джерелах теплопостачання;
- реконструкції та реструктуризації існуючих ЦТП (центральні теплові пункти) з максимально можливим переведенням підключення існуючих споживачів з ЦТП на ІТП та ліквідацією чотиритрубної системи трубопроводів після ЦТП (ліквідація відокремлених мереж гарячого водопостачання після ЦТП) з метою зменшення втрат теплової енергії;
- реконструкції та модернізації обладнання існуючих теплових пунктів (заміна кожухотрубних теплообмінників на пластинчаті або теплообмінники ТТАИ, заміна насосного обладнання) з метою підвищення ККД та зменшення втрат теплової енергії;
- реконструкції та модернізації існуючих розподільчих теплових мереж після теплових пунктів з застосуванням новітніх технологій і заміною трубопроводів на попередньо ізольовані з сигналізацією заводського виготовлення з метою зменшення втрат теплової енергії з витоками та через ізоляцію трубопроводів.
IV. У системі теплоспоживання (безпосередньо будівлі споживачів та теплоспоживаючі прилади) шляхом:
- проведення термосанації (утеплення) будівель споживачів, зокрема, застарілого житлового фонду масового будівництва 60 - 80-х років минулого сторіччя, з приведенням (зниженням) питомих витрат на опалення до сучасних норм з метою зниження витрат тепла на опалення і, як наслідок, підвищення рівня комфортності теплозабезпечення та зниження витрат палива і викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря при виробництві тепла на джерелах теплопостачання.
4. ЗАМІНА, РЕКОНСТРУКЦІЯ ТА МОДЕРНІЗАЦІЯ КОТЛІВ
4.1. Заміна котлів
Для виробництва тепла в котлах, що встановлені на об'єктах системи теплопостачання м. Києва, застосовуються всі стандартні види палива: природний газ, вугілля, рідке паливо. Природний газ є основним видом палива, його складова в теплозабезпеченні міста в 2009 році склала 75 % (це характерно тільки для 2009 року, частка природного газу в 2008 році склала 90 %), вугілля використовується на Дарницькій ТЕЦ (ПАТ "ЕКОСТАНДАРТ") у кількості до 10 % загального теплозабезпечення міста та на 8 малих котельнях філії "Жилтеплоенерго ПАТ "КИЇВЕНЕРГО" з малоефективними вугільними котлами. Мазут використовується на ТЕЦ в якості резервного палива, зберігається в невеликій кількості на районних котельнях та станціях теплопостачання, де ще збереглося мазутне господарство. Його використовує ПАТ "КИЇВЕНЕРГО" тільки в аварійних випадках, тому його частку в загальному теплопостачанні міста можна не враховувати. В 2009 році частка мазуту в теплопостачанні міста склала 15 % (форс-мажорні обставини), але цей рік був не характерним, в порівнянні з іншими роками.
Загальна кількість котлів, що експлуатує ПАТ "КИЇВЕНЕРГО", 711 одиниць. Це котли 2-х ТЕЦ, 3-х станцій теплопостачання, 28 районних котелень, 115 комунальних котелень, 31 індивідуальної (вбудовані, дахові, прибудовані) котельні.
535 котлів, або більше 75 % від загальної кількості котлів, які перебувають у експлуатації, за даними ПАТ "КИЇВЕНЕРГО" мають строк експлуатації більше 25 років.
Це всі котли ТЕЦ, станцій теплопостачання і всіх районних котелень.
Якщо вирахувати частку котлів, які експлуатує ПАТ "КИЇВЕНЕРГО", зі строком роботи більше 25 років в загальному теплозабезпеченні міста, то вона досягає 90 %.
4.1.1. Котли великої потужності (більше 1 МВт)
Першочергово підлягають заміні реконструйовані водогрійні та пароводогрійні котли, збудовані в 40-і та 50-і роки минулого століття як парові, та пізніше реконструйовані в водогрійні та пароводогрійні, на станціях теплопостачання
СТ-1, СТ-2, що раніше працювали як ТЕЦ, типів:
| - Фостер-Уіеллер | 2 одиниці, на СТ-1; |
| - ЦКТИ-75-39Ф | 2 одиниці, на СТ-1; |
| - ПВК Борзіг | 2 одиниці, на СТ-2; |
| - МАНН | 1 одиниця, на СТ-2; |
| - ТП-170 | 1 одиниця, на СТ-2. |
На цих станціях теплопостачання вже зараз наявний великий дефіцит тепла, що буде збільшуватися протягом дії програми на 10 - 20 %.
Незважаючи на виконану в 80-их роках минулого століття реконструкцію, ці котли морально та фізично зношені, мають низькі економічні та екологічні характеристики. Потребують заміни тягодуттьові механізми, повітропідігрівачі, пальники, системи управління котлів та допоміжного обладнанням. Зношеність обладнання цих котлів приводить до того, що їх потужність та надійність не відповідають проектним показникам. Подальша реконструкція цих котлів нераціональна, бо при реконструкції необхідно буде вкладати кошти в проектні роботи по реконструкції, виконувати великий обсяг робіт по неруйнівному контролю та дефектоскопії обладнання, замінювати до 80 % обладнання, поверхонь нагріву, металоконструкцій та інших допоміжних робіт.
Тільки заміна цих котлів дозволить:
- зменшити втрати, що перевищують втрати аналогічного за потужністю обладнання, при експлуатації цих котлів;
- підвищити продуктивність станцій теплопостачання;
- підвищити екологічні характеристики роботи станцій теплопостачання СТ-1 та СТ-2;
Замість цих котлів на станціях теплопостачання СТ-1 та СТ-2 доцільно встановити котли КВГМ-100.
Дані про реконструкцію котлів застарілих типів з великим строком експлуатації зведено в додатку N 2 (таблиця 4.1).
4.1.2. Котли малої потужності (До 1 МВт)
Заміна цих котлів викликана моральним і фізичним зносом цих котлів та низькою паливною ефективністю. Крім того, що більш суттєво, на цих котельнях застаріло все - насосне обладнання, запірна арматура, контрольно-вимірювальні прилади, відсутнє або є в наявності, але найпростіше і застаріле обладнання водопідготовки, електрообладнання та вимірювальні прилади. В кращому випадку працює тільки автоматика безпеки, регулювання процесу проводиться в ручному режимі черговим персоналом.
Це стосується особливо тих котелень, в яких розташовані і працюють котли типу НИИСТУ-5 (різних модифікацій, але з однаковими характеристиками), Універсал (різних модифікацій, але з однаковими характеристиками), Мінськ-1, Надточія, Стреля, Стребеля - які працюють з ККД 70 - 80 % і неефективно використовують природний газ.
Тому, вважаємо, що найбільш доцільно на котельнях, де встановлено котли застарілих типів, виконувати повну реконструкцію котелень, з заміною всього обладнання на сучасному технічному рівні. Це 312 котлів, встановлених на 81 котельні, станом на 01.01.2010. У додатку N 2 до програми (таблиця 4.2) наведено типи і кількість неефективних газових котлів у виробничих одиницях філії "Житлотеплоенерго" ПАТ "КИЇВЕНЕРГО", які підлягають заміні.
За пропозицією ПАТ "КИЇВЕНЕРГО" частина котелень ліквідується повністю. Теплоспоживачі цих котелень переключаються на теплозабезпечення від існуючих теплових мереж ПАТ "КИЇВЕНЕРГО", з виконанням проектних та будівельно-монтажних робіт по підключенню споживачів до тепломереж. У додатку N 2 до програми (таблиця 4.7) наведено типи і кількість неефективних газових котлів на котельнях філії "Житлотеплоенерго" ПАТ "КИЇВЕНЕРГО", які ліквідуються разом з котельнями.
4.2. Модернізація котлів типу ТВГ
Вартість модернізації котлів ТВГ у декілька разів нижче повної їх заміни новими. Загальна кількість цих котлів, встановлених у м. Києві, не перевищує 50 (48 одиниць в ПАТ "КИЇВЕНЕРГО").
Основними напрямами по реконструкції цих котлів є:
- заміна конвективних поверхонь нагріву за рекомендацією Інституту газу НАН України (збільшує термін експлуатації котлів);
- реконструкція пальників за рекомендацією Інституту газу НАН України (підвищує ефективність котлів на 3 - 5 %);
- модернізація систем управління тягодуттьєвих машин - встановлення частотних регуляторів для управління характеристиками цих механізмів шляхом регулювання частоти обертання електродвигунів, для зменшення витрат електроенергії (ці питання буде розглянуто в розділі 4.6 програми), (економія 10 - 20 % витрачаємої цими механізмами електричної енергії);
- встановлення теплоутилізуючого обладнання котлів (ці питання буде розглянуто в розділі 6 програми), (підвищує ефективність котлів на 3 - 5 %);
- модернізація системи автоматизації котлів (ці питання буде розглянуто в розділі 12 програми) (підвищує ефективність котлів на 3 - 5 %).
Дані про реконструкцію котлів ТВГ, встановлених у ПАТ "КИЇВЕНЕРГО", зведено в додатку N 2 до програми (таблиця 4.3).
Для реконструкції цих котлів розроблено такі технічні рішення:
4.2.1. Розробки Інституту газу НАН України
Інститут газу НАН України впродовж багатьох років працює над маловитратними схемами модернізації котлів з метою зменшення витрати палива і викидів токсичних речовин в атмосферу. Розроблені методи модернізації, які охоплюють більш ніж 50 % всіх котлів потужністю 4 - 100 МВт.
Ще в 1960-х роках в Інституті вперше в колишньому СРСР були розроблені водогрійні котли середньої потужності 4 - 10 Гкал/ч з двосвітніми екранами, організовано серійне виробництво котлів ТВГ, КВГ на Монастирищенському машинобудівному заводі. До теперішнього часу ці котли складають 48,9 % всіх котлів середньої потужності в Україні, до 30 % в Росії, Литві, Латвії, Узбекистані і ін. країнах. Ці котли споживають 25 % природного газу, що використовується в МЖКХ України, близько до витрати газу всією газотранспортною системою України.
Багаторічний досвід експлуатації котлів ТВГ-8М (ТВГ-8) на прикладі Донецької області, де сьогодні працюють декілька сотень цих котлів, показав, що дійсний термін служби їх може істотно перевищити заводський і обмежується не станом топкової частини, а конвективної поверхні нагріву. Тобто з ладу після заводського терміну виходила конвективна поверхня нагріву, що її виготовлено з труб D 28 х 3 мм. Для оновлення котлів ТВГ-8 чи ТВГ-8М, які вийшли з ладу через порушення працездатності конвективної поверхні нагріву, тобто через зашлакування труб D 28 х 3 мм, їх прогорання і т. інше, пропонується розробити проект конвективної поверхні нагріву вищеозначених котлів з труб D 32 х 3 мм замість труб D 28 х 3 мм, з яких виготовлена заводська конструкція конвективної поверхні нагріву.
Розроблений метод і устаткування (подові пальники 3-го покоління, нова конвективна поверхня нагріву) для модернізації котлів ТВГ і КВГ, що забезпечує підвищення ККД і зниження витрати газу на 2,5 - 3 %, продовжує термін експлуатації котла на 8 - 12 років.
Головні зразки пальників 3-го покоління випробувані на котлі ТВГ-8 "Одессатеплокомуненерго", заміна конвективної поверхні в "Донецьктеплокомуненерго".
Вартість модернізації 1-го котла - 80 тис. грн. (у цінах 2008 року).
Вартість модернізації 1-го котла із заміною конвективної поверхні нагріву - 160 тис. грн. (у цінах 2008 року).
Окупність - 1,5 року (за даними Інституту газу НАН України).
За звітом філії "Житлотеплоенерго" ПАТ "КИЇВЕНЕРГО" за 2009 рік, на РК "Депутатська 2" у 2009 році виготовлена та змонтована конвективна частина котла ТГВ-8М, ст. N 1 з труби 32 х 3, проведена заміна подового пальника: на пальник типу ГГВ-МГП. Роботи виконані за проектами Інституту газу НАН України. За даними пусконалагоджувальних випробувань збільшення ефективності котлів становить 4,3 %.
4.3. Модернізація котлів типу КВГ
Загальна кількість котлів типу КВГ в ПАТ "КИЇВЕНЕРГО" - 38 одиниць.
Всі ці котли встановлено на районних котельнях, більш традиційна конструкція дозволяє простіше проводити реконструкцію, менша кількість пальників у порівнянні з котлами ТГВ. Можливо збільшити ефективність котлів при реконструкції не менше ніж на 2 - 3 %.
Основними напрямами по реконструкції цих котлів є:
- заміна встановлених пальників на сучасні моноблочні ефективні пальники (підвищує ефективність котлів на 2 - 3 %);
- встановлення моноблочних пальників (з вбудованим вентилятором, дозволяє демонтувати дуттьовий вентилятор котла та воздуховоди;
- модернізація систем управління тягодуттьових машин -встановлення частотних регуляторів для управління характеристиками цих механізмів шляхом регулювання частоти обертання електродвигунів для зменшення витрат електроенергії (ці питання буде розглянуто в розділі 4.6 програми), (економія 10 - 20 % витрачаємої цими механізмами електричної енергії);
- встановлення теплоутилізуючого обладнання котлів (ці питання буде розглянуто в розділі 6 програми) (підвищує ефективність котлів на 3 - 5 %);
- модернізація системи автоматизації котлів (ці питання буде розглянуто в розділі 12 програми), (підвищує ефективність котлів на 3 - 5 %).
Дані про реконструкцію котлів КВГ, встановлених у ПАТ "КИЇВЕНЕРГО", зведено в додатку N 2 до програми (таблиця 4.4).
Як приклад реконструкції можна використати пальник виробництва WEISHAUPT, одного з виробників, що наполегливо займається проблемами адаптації сучасних пальникових пристроїв до котлів, розроблених в СРСР, має розвинену сервісну службу в Україні.
Якщо поєднати встановлення сучасного пальникового пристрою з заміною системи управління та встановленням частотного регулятора для димососа, то техніко-економічні та екологічні характеристики котлів цього типу досягнуть європейського рівня.
4.4. Модернізація котлів типу ДЕ та ДКВР