Два ключа к развитию теплоснабжения

Экономия для эффективности и эффективность для экономики - два ключа к развитию теплоснабжения. Сегодня энергоэффективность и энергосбережение входят в число пяти стратегических направлений приоритетного технологического развития, обозначенных Президентом России. Показательно, что компания «Удмуртские коммунальные системы» взяла курс на энергоэффективность и энергосбережение раньше, чем эту тему подняло руководство страны. В недрах теплоснабжающего предприятия уже давно родилась программа по энергоэффективности, рассчитанная на 10 лет.

Один из важных ее пунктов – реконструкция с заменой оборудования на тепловых насосных станциях. За три года компания «Удмуртские коммунальные системы» заменила и автоматизировала оборудование на трех ижевских ТНС, установив там современные частотные преобразователи. В 2007 г. таким образом была обновлена ТНС-8, работающая на северо-западные микрорайоны города, в 2008-м – ТНС-15, обеспечивающая теплоэнергией Ключевой поселок и район Соцгород. В прошлом году реконструировали ТНС-6, которая обеспечивает теплоэнергией ул. Тимирязева, район Культбазы и район, находящийся в квадрате улиц Пушкинская, Майская и Холмогорова. Такие работы были продиктованы самой ситуацией, сложившейся к тому времени – шло интенсивное строительство как жилых, так и социально-бытовых объектов с ростом нагрузки теплопотребления. Это требовало замены устаревшего оборудования на более мощное с перспективой дальнейшего развития городской инфраструктуры, одновременно переводя потребителей с неэкономных котельных на централизованное теплоснабжение. Кроме того, для снижения энергопотребления на вновь смонтированное оборудование были установлены частотные преобразователи работы электродвигателей насосных агрегатов, которые позволяют путем снижения частоты вращения электродвигателей при неизменности гидравлических характеристик тепловой сети снизить потребление электрической энергии.
ТНС-6, ТНС-8 и ТНС-15 – так называемые «понижающие», они стоят на обратном трубопроводе, то есть регулируют давление теплоносителя «до себя». От качества этой регулировки зависят очень многие параметры: и заполнение системы отопления в домах, подключенных по зависимой схеме, и перепад на вводе в дом - для плавной и точной работы элеватора, и надежность работы самой трубы. Если трубу рассматривать как простую механическую систему, то самое страшное и разрушительное для нее это знаки переменной нагрузки, то есть частые противоположные колебания то в одну, то в другую сторону. Самый показательный пример – это проволочка. Всем известно, чтобы ее быстро переломить, проволоку нужно перегибать в разные стороны. То же самое губительно и для трубы.
Как была организована работа ТНС до реконструкции? Насосы работали на полную мощность, потребляли при этом на полную мощность электрическую энергию. Регулирование же производилось за счет того, что часть давления, развиваемого  насосными агрегатами, гасилась дроссельными гидравлическими регуляторами прямого действия. Этими регуляторами непроизводительно расходовалась мощность, которую развивали насосные агрегаты, так как для работы системы в целом - для трубопроводов и всего прочего - достаточно было меньшего перепада. То есть насосы в постоянном режиме развивали больший перепад, чем необходимо, и часть этого, грубо говоря, «лишнего» перепада снималась регуляторами, таким образом на ТНС шла активная потеря энергии.
«Характеристика таких дроссельных регуляторов была такова, что при изменении расхода теплоносителя их настройка уходила в сторону, то есть давление уже не возвращалось точно на ту ставку, которая была до изменения, - рассказывает начальник отдела диагностики и надежности Сергей Анатольевич Злобин, - ну и качество регулировки было хуже. Старый метод регулирования – это пассивный метод. Современное оборудование позволило нам перейти на активные методы регулирования, когда регулировка производится за счет изменения мощности самого генерирующего насосного агрегата. Новые частотные регуляторы меняют частоту подаваемого напряжения на двигатель, за счет этого изменяется скорость его вращения, мощность, развиваемая насосным агрегатом, излишняя электроэнергия при этом уже не используется. Кроме того, регулировка производится по электрическим цепям, которые имеют очень маленькую инерцию. Это значит, что точность регулировки намного выше, плюс исчезают колебания давления в сетях, следовательно, меньше повреждается оборудование как и у абонентов, так и у нас».
Что это дает? При одной и той же максимальной мощности насосного агрегата, при переходе на частотное регулирование, мы убираем лишнее гидравлическое сопротивление, достигаем большего перепада, и соответственно ТНС может пропустить больший объем теплоносителя. При этом мощность на самом насосном агрегате не увеличивается, увеличивается мощность, отдаваемая потребителю. За счет этого теплоснабжающая компания может подключить большее количество потребителей либо увеличить у потребителя перепад давления на вводе, и тогда более дальние потребители будут более стабильно работать.
«За счет данных преобразований мы подключили дополнительных потребителей котельной г. Металлургов, которая была уже очень старой и изношенной, на ТЭЦ-2 через тепловые насосные станции №№6 и 8, - подхватывает рассказ начальник эксплуатационной службы г. Ижевска Алексей Игоревич Старцев, - то есть получается увеличили их нагрузку за счет улучшения гидравлических характеристик. Тем же образом мы переключили часть потребителей от котельной Механического завода на ТЭЦ-2 через тепловую насосную станцию №15. Что нам дает централизация? Выгода очевидна и для нас и для потребителей – самые низкие тарифы на теплоэнергию с крупных теплоисточников, то есть с ТЭЦ, потому что там одновременно производится и электричество и тепловая энергия».
Еще одно важное достижение от внедрения автоматизированных систем управления насосными агрегатами с частотным регулированием на этих ТНС заключается в том, что заданные режимы поддерживаются автоматически и не скачут в одну или другую сторону. Это снижает количество гидроударов в сети и удлиняет ее жизнь. Еще один плюс - экономится электроэнергия. Специалисты энергетической службы «Удмуртских коммунальных сетей» провели свои подсчеты.
«Запуск тепловой насосной станции №15 с частотным регулирование был осуществлен в октябре 2008 года, - рассказывает начальник энергетической службы Вячеслав Геннадьевич Городилов, - расход электроэнергии за 2008 г. составил 1 046 640 кВт. В 2009 г. эта цифра стала уже 863 414 кВт, при этом сэкономили 183 226 кВт, в переводе на деньги (при среднем тарифе 1,82 руб.) это составило 333,5 тыс. рублей. Тепловую насосную станцию №6 запустили в октябре 2009 г. Ссылаясь на технико-экономическое обоснование при проектировании, экономия в 2010 г. должна составить 684 200 кВт, в денежном выражении это 1 млн. 704 тыс. рублей. Я думаю, это очень внушительная экономия».
Таким образом, со 100-процентной уверенностью можно сказать, что эффект от внедрения энергосберегающих технологий коснется всех участников теплосетевого бизнеса: начиная с ресурсоснабжающих организаций, управляющих компаний, ТСЖ и заканчивая отдельно взятым жителем.
Сэкономленные средства будут вкладываться в ремонт и переоснащение других тепловых объектов, в замену сетей с использованием современных материалов и изоляции вместо того, чтобы из года в год впустую тратить средства на поддержание старого изношенного оборудования, как делалось еще 5 лет назад.
В итоге выиграет вся республика - повысится надежность теплоснабжения, увеличится выработка энергоресурсов при сохранении лимитов газа в регионе. Один из основополагающих принципов энергоэффективности - экономия финансирует экономию. В дальнейшем после установки приборов учета и появления у населения возможности экономить на оплате и управлять собственным потреблением снизится и социальная напряженность.