Российская система централизованного теплоснабжения является самой большой в мире. На долю России приходится до 45 % мирового централизованного производства тепловой энергии. Система теплоснабжения состоит из 50 тыс. локальных систем теплоснабжения, обслуживаемых 17 тыс. предприятий.
Тепловая энергия вырабатывается на 526 ТЭЦ (ТЭЦ общего пользования и ТЭЦ промышленных предприятий) и 72 144 котельных. Также тепловая энергия производится на 12 млн. единиц индивидуальных теплогенераторов и теплоутилизационных установок (ТУУ). От источников теплоснабжения (ТЭЦ, котельных) тепловая энергия передается по сетям протяженностью 172 тыс. км (в двухтрубном исчислении) для 44 млн. потребителей (абонентов). В Российской Федерации централизованным теплоснабжением для нужд отопления обеспечено до 81 % жилищного фонда, а горячей водой из систем централизованного горячего водоснабжения – до 64 % населения. В организациях, занимающихся строительством, эксплуатацией, ремонтом, наладкой и контролем систем теплоснабжения и теплопотребления, работает около 2 млн. чел.
На производство тепловой энергии для систем теплоснабжения расходуется до 255 млн т у.т. (т у.т.=7 Гкал), или 33 % всего потребления первичной энергии в России. На цели производства тепловой энергии ежегодно расходуется до 190 млрд. м³ природного газа, что составляет 41 % суммарного потребления газа в Российской Федерации. В топливном балансе систем теплоснабжения доля природного газа достигает 50 %.
В городах с расчетной тепловой нагрузкой более 500 Гкал/ч функционируют, в основном, сверхкрупные (потребление тепловой энергии более 10 млн. Гкал/год) и крупные (от 2 до 10 млн. Гкал/год) централизованные теплофикационные системы теплоснабжения (на базе ТЭЦ общего пользования). Их доля в суммарной тепловой нагрузке потребителей тепловой энергии составляет около 70 % (табл.)
Таблица. Структура тепловых нагрузок в гороах России Суммарная расчетная тепловая нагрузка, Гкал/ч
| Суммарная расчетная тепловая нагрузка, Гкал/ч | Менее 100 | 100-500 | 500-1000 | 1000-3500 | Более 3500 |
| Количество городов | 2345 | 528 | 95 | 74 | 36 |
| Доля в суммарной тепловой нагрузке, % | 12 | 18 | 10 | 21 | 39 |
На территории России с незначительной плотностью населения функционируют средние (от 0,5 до 2 млн. Гкал/год) и малые (менее 0,5 млн. Гкал/год) системы теплоснабжения на базе небольших и, как правило, малоэффективных муниципальных или промышленных котельных. На долю таких систем приходится до 30 % производимой тепловой энергии и более 35 % бюджетных средств, направляемых на финансирование систем теплоснабжения и их подготовку к зиме.
На 01.01.2010 производство тепловой энергии стабилизировалось на уровне 2000 млн. Гкал/год. Начиная с 90-х гг. ХХ века ТЭЦ постепенно теряли свою нишу на рынке тепловой энергии. Причинами этого явились падение промышленного производства в Российской Федерации и неверная тарифная политика, которая не давала преимуществ ТЭЦ перед котельными.
Наибольшее количество систем теплоснабжения России имеет тепловую мощность до 10 Гкал/ч.
К началу XXI века ТЭЦ потеряли примерно 30 % своей прежней ниши на рынке тепловой энергии. Возрождение промышленности в России после 2000 г. не позволило вернуть ТЭЦ эту часть рынка (занятую автономными котельными и индивидуальными котлоагрегатами). По этой причине практически на всех ТЭЦ и крупных котельных (за очень редким исключением) отмечается значительный избыток располагаемых тепловых мощностей – до 20 % и более. Этот избыток тепловых мощностей негативно отражается на общих экономических показателях источников централизованного теплоснабжения и уменьшает их конкурентоспособность по сравнению с автономными котельными и индивидуальными котлоагрегатами.
Физический износ котельного и турбинного оборудования ТЭЦ в среднем по России превысил 60 %. Из-за физического износа и старения оборудования значительное количество энергоблоков ТЭЦ в ближайшие годы будет работать в повышенной зоне риска возникновения аварий.
Физический износ энергетического оборудования большинства котельных России еще выше: по последним данным он достигает 68 %. В особо плохом техническом состоянии находятся муниципальные котельные, принятые от обанкротившихся промышленных предприятий и организаций. Котельные, работающие на газе, с котлами единичной мощностью более 4 Гкал/ч имеют достаточно высокий КПД (до 87-90 %). Значительно хуже показатели котельных, оборудованных котлами малой мощности.
Наихудшими, с точки зрения экономичности, являются котельные, работающие на угле: их КПД составляет 65-75 %. Это обстоятельство определяется низкими техническими характеристиками угольных котлоагрегатов, отсутствием водоподготовки (химической очистки воды и деаэрации), плохим качеством угля и отсутствием предварительной его обработки, а также низким техническим уровнем эксплуатационного персонала.
Основные проблемы функционирования российских котельных и ТЭЦ состоят в следующем:
1) высокий физический износ и старение оборудования котельных и ТЭЦ;
2) существенный избыток тепловых мощностей источников теплоснабжения;
3) невысокие КПД котлоагрегатов и, как следствие, повышенные удельные расходы топлива на производство тепловой энергии;
4) низкая насыщенность приборным учетом потребления топлива и/или отпуска тепловой энергии в котельных;
5) нарушение сроков и регламентов проведения работ по наладке режимов котлов;
6). снижение качества топлива, вызывающее отказы в работе котлов;
7) низкий уровень автоматизации котельных (отсутствие автоматики или применение непрофильной автоматики);
8) отсутствие (или низкое качество) водоподготовки в котельных;
9) высокая стоимость топлива для котельных и ТЭЦ;
10) нехватка и недостаточная квалификация обслуживающего персонала котельных.
Тепловые сети
Около 50 % всех эксплуатационных затрат в системах теплоснабжения России может быть отнесено на обслуживание тепловых сетей. Протяженность тепловых сетей, нуждающихся в ремонте и реконструкции – 45 021 км (26 % суммарной протяженности всех тепловых сетей в России). Протяженность ветхих тепловых сетей, имеющих 100 % физический износ – 32 329 км (19 %).
Для систем теплоснабжения, попавших в зону высокой эффективности централизованного теплоснабжения, доля затрат на транспорт тепловой энергии не превышает 30–35 % суммарных затрат в системах теплоснабжения. Техническое состояние тепловых сетей многих населенных пунктов неудовлетворительно: теплогидроизоляция отсутствует, в осенне-весенний период тепловые сети затапливаются водой, что приводит к увеличению потерь и повышению расхода топлива; отсутствие подготовки воды в котельных приводит к значительной коррозии и снижению долговечности. Отложения соединений железа на стенках трубопроводов приводят к уменьшению пропускной способности тепловых сетей, перерасходу топлива и электроэнергии. Многие сети гидравлически разрегулированы, так как очень часто элементы системы тепловых сетей не соответствуют расчетным данным (диаметры распределительных сетей) или отсутствуют совсем (дроссельные шайбы).
Все вышеперечисленные факторы способствуют физическому износу тепловых сетей и уменьшению их срока службы. Реальный срок службы тепловых сетей, как правило, не превышает 8–12 лет при нормативном сроке службы – 25 лет.
Основные проблемы функционирования тепловых сетей Российской Федерации состоят в следующем:
1) высокий уровень фактических потерь тепловой энергии в тепловых сетях (за счет значительного физического износа и увеличения доли тепловых сетей, нуждающихся в срочной замене);
2) заниженный (по сравнению с фактическим) уровень потерь тепловой энергии в тепловых сетях, включаемый в тарифы на тепловую энергию. Этот фактор существенно занижает экономическую эффективность расходов на реконструкцию тепловых сетей;
3) высокий уровень затрат на эксплуатацию тепловых сетей (до 50 % всех затрат в системах теплоснабжения России);
4) значительная степень физического износа тепловых сетей и, как следствие, превышение в ряде населенных пунктов России критического уровня частоты аварий и инцидентов;
5) нарушение гидравлических режимов тепловых сетей (гидравлическое разрегулирование) и сопутствующие этому фактору «недотопы» и «перетопы» зданий;
6) нехватка и недостаточная квалификация персонала для эксплуатации тепловых сетей, особенно на объектах систем теплоснабжения небольших поселений.
Приведенные выше цифры убедительно показывают, что для успешной работы систем теплоснабжения России необходимо в кратчайшие сроки добиться устранения перечисленных недостатков как в сфере ТЭЦ и котельных, так и в тепловых сетях.
Журнал "Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ" №4 (14), 2012
Отопление центральное или централизованное – особенности и принцип работы
В большинстве квартир работает центральное отопление, которое обеспечивает качественный нагрев жилых помещений. Чтобы сократить расходы и правильно обслуживать систему, необходимо разобраться в особенностях и принципах устройства. Также учитывают необходимость и возможности по установке альтернативной системы, которая позволяет снизить расходы при правильном выборе оснащения. Что такое центральное отопление и как оно реализуется?
Центральное отопление: что это
Центральное отопление это услуга предоставляемая ресурсными организациями, которая заключается в направлении горячего теплоносителя от котельной к производственным или жилым помещениям, которые находятся на большой территории. В результате, одно нагревательное оборудование способно держать теплой магистраль в многоэтажном доме.
Централизованная городская система отопления включает следующую схему:
- теплоноситель подогревается в котле до необходимого уровня температуры;
- по магистрали тепло поступает к многоэтажным домам, общественным или производственным предприятиям;
- по стоякам тепловой носитель поступает на лестничные площадки, в квартиры или другие помещения;
- в квартирах тепло отдается при помощи радиаторов.
Котельная требует особого внимания, которая является ключевой частью центрального отопления. Именно здесь осуществляется нагрев теплоносителя с дальнейшем поступлением в отапливаемые помещения.
Преимущества организации центрального отопления
Центральная система отопления это возможность отапливать большое количество жилых помещений. Многие до сих пор считают подобное оборудование не самым эффективным, но у него есть свои достоинства.
Отапливается большое количество жилых помещений
Можно выделить следующие преимущества оснащения центрального отопления:
- возможность работы на дешевом топливе для достижения максимальной экономичности;
- также обеспечивается использование недорогого топлива для нагрева теплового носителя;
- использование воды в качестве теплоносителя отличается экологической безопасностью, так как во время нагревания не выделяются вредные вещества;
- котлы центрального отопления со специальными комплектующими работают практически с любым видом топлива.
При этом для системы характерны повышенные тепловые потери. Это связано с большим расстоянием, которое преодолевает теплоноситель и глубиной залегания труб. Контроль уровня температуры осуществляется только из центральной котельной.
Что изменилось в современных домах с центральным отоплением
Многоэтажные новостройки проектируют таким образом, чтобы у собственников жилья была возможность регулировать степень нагрева централизованной системы отопления в квартире. Каждый владелец недвижимости может самостоятельно решать, какая норма потребления для него оптимальна.
Установка регуляторов для контроля над расходом теплоносителя
Отопительный узел представлен комплексом энергосберегающего оборудования. Здесь предусмотрена автоматика для контроля и корректировки поступления горячего теплоносителя. Оснащение также получило название индивидуальный тепловой узел.
Централизованное отопление включает новые котлы с возможностью регулирования температуры и давления на входе в дома, а также при выходе из него. Также предусмотрена функция контроля в случае внештатной ситуации. В современных квартирах монтируют клапаны регулировки, которые позволяют снижать степень нагрева по личному усмотрению.
Можно выделить следующие преимущества современного централизованного отопления:
- надежное использование;
- безопасная работа;
- простое использование;
- возможность минимальной регулировки.
Централизованная система отопления в новых домах дает некоторые преимущества при использовании индивидуального оборудования. Это избавляет владельцев квартиры от сложного выбора, обеспечивает максимальный комфорт при нахождении в жилом помещении.
Комфорт централизованного оснащения
Классификация системы центрального отопления
Существует множество схем, по которым реализуется оборудование для центрального отопления. Можно выделить следующие типы деления:
- по режиму потребления тепловой энергии;
- по виду теплоносителя;
- по способу подключения к теплоснабжению;
- по способу соединения к горячему водоснабжению.
Выбор зависит от возможностей реализации центрального отопления в конкретном доме. Учитывается количество квартир, возможности установить котельное автоматизированное оборудование, а Выбор комплектующих.
По режиму потребления тепловой энергии
Предусмотрено два варианта деления на сезонное и круглогодичное оборудование. Сезонное работает исключительно в холодное время года. Круглогодичная система обеспечивает постоянное теплоснабжение. В многоквартирных домах в качестве подобного элемента выступают полотенцесушители.
Подогрев полотенцесушителя для получения дополнительного комфорта
По виду теплоносителя
Система центрального отопления делится на следующие варианты:
- Водяные. Самые распространённые в обиходе, они удобны для обогрева жилых многоквартирных домов и офисов. Комплекс отличается простым использованием и отсутствием дорогого обслуживания. Система центрального водяного отопления доставляет нагретую воду в магистрали на значительные расстояния. При этом регулировка температуры обеспечивается централизованно. Кроме того, качество теплового носителя сохраняется на высоком уровне.
- Воздушные. Центральное отопление подобного типа обеспечивает как обогрев, так и вентиляцию всего дома. Схема при этом отличается высокими первоначальными затратами, поэтому не так часто реализуется.
- Паровые. Подобная система центрального отопления, это возможность реализовать экономичное решение благодаря использованию труб с минимальным диаметром. Обеспечивается работа при низком гидростатическом давлении. Эксплуатация становится простой, не требует выполнения сложной диагностики. Схема подходит только для тех построек, где необходим водяной пар. Обычно подобные решения реализуются на промышленных объектах, которые имеют значительные площади.
Выбор центрального отопления отличается с учетом специфики здания, количества жилых и нежилых помещений.
По способу подключения к теплоснабжению
По данному признаку оборудование централизованного отопления делится на зависимое и независимое. В зависимом варианте нагретый тепловой носитель сразу поступает в магистраль. В независимых системах теплоноситель, циркулирующий по теплосетям, нагревает тепловой элемент, подаваемый в отопительную систему.
По способу соединения к горячему водоснабжению
Данное центральное отопление делится на открытые и закрытые системы. При организации открытого варианта горячая вода поступает из тепловой сети. Если планируется обустройство системы закрытого типа, прокачка воды осуществляется из общего водопровода, а нагревание происходит в стационарном теплообменнике.
Что такое центральное коммунальное отопление и в чем заключаются ключевые особенности
Современное (централизованное) отопление отличается простым вариантом устройства и конструктивными особенностями. Здесь все просто оборудовано – теплоноситель достигает нужной температуры, для чего используются котлы системы центрального отопления.
Котлы в современном обогреве имеют решающее значение
Затем вода поступает по трубам в центральный тепловой приемник, где осуществляется корректировка нагрева. И только после этого тепловой носитель направляется ко входам в дома, где монтируются фильтры грубой очистки и домовые задвижки.
Специалисты проводят тщательный контроль централизованного отопления. Сбросы — это специализированные вентили, которые предназначены для перезапуска оборудования. В последнюю очередь монтируют теплосчетчики, которые определяют нужное количество переданного тепла. В результате организации системы центрального отопления, это получается продуманный контур, подходящий для теплоснабжения даже больших домов.
Альтернативы центральному отоплению
Возможен автономный обогрев, если работа стандартного оборудования не устраивает. Но придется получить разрешение, подготовить проект, согласовать и обеспечить регулярную проверку комплектующих. Необходимо уточнить, что такая альтернатива центральному отоплению дает полный контроль за уровнем температуры.
Преимущества перехода на альтернативные источники:
- существенное сокращение расходов на оплату отопления;
- собственник самостоятельно решает, каким будет обогрев комнат;
- можно установить собственный микроклимат в каждом помещении;
- допускается оплата по счетчикам, которые не будут зависеть от государственных тарифов.
Важный момент! Чтобы использовать альтернативное оборудование вместо центрального отопления, необходимо со вниманием подойти к выбору котла и комплектующих. Только в этом случае можно подобрать по-настоящему экономичную и эффективную систему.
При этом существуют некоторые спорные моменты. Необходимо проводить постоянную профилактику, вызывая специалиста для осмотра оборудования. Этого не происходит в случае установки центрального отопления, так как работа проводится с участием сотрудников коммунальных служб. Также нужно учитывать возможные тепловые потери, которые исходят от наружных стен, оконных и дверных проемов.
Переход на персональный нагрев квартиры требует самостоятельной настройки микроклимата в комнатах, что также позволяет снизить расходы на сезонный обогрев и работу оборудования в межсезонье. Окупаются затраты на установку удаленного управления, так как в случае аварийной ситуации приходит соответствующее сообщение на мобильное устройство.