Підвищення ефективності - НВО "Нафтохімекологія" - Системи водопідготовки для котелень, топочних и промислових об'ектів - UNREGISTERED VERSION

Перейти к контенту

Главное меню:

Підвищення ефективності

Публікації

Підвищення ефективності експлуатації теплових мереж шляхом впровадження енергоощадних технологій в системі захисту.


  Сьогодні в Україні, а саме в теплових мережах, безповоротно витрачається значна частина виробленої теплової енергії. Тому, в складних економічних обставинах, слід більше уваги приділити впровадженню енергозберігаючих технологій для експлуатації теплових мереж.
Витоки теплоносія фактично, значно перевищують норми прийняті в європейських країнах, теплові втрати через ізоляцію більше в рази.
Чинні нормативні документи вимагають періодичного проведення контролю стану теплових мереж, особливо після закінчення нормативного терміну експлуатації. Такі перевірки проводяться з метою виявлення найбільше ймовірних місць ушкоджень по сукупності діючих вражаючих факторів.
  За логікою закладеної в системі контролю, це повинно призводити до системної заміни ділянок, що мають недостатній ресурс. Мається на увазі забезпечення надійності теплових мереж за рахунок попереджувальних заходів замість усунення аварійних розривів трубопроводів.
В реальності на більшій частині теплових мереж розриви трубопроводів через корозію з'являються задовго до закінчення нормативного терміну їх експлуатації, що призводить до значних втрат теплоносія, та їх передчасної заміни. Причина тому несвоєчасне виявлення вражаючих факторів (різні види корозії та їх запобігання) за рахунок відсутности єдиної системи контролю та попередження.
  Велика частина коштів витрачається сьогодні на аварійну заміну ділянок теплових мереж, де були розриви труб в процесі експлуатації або щорічного гідравличного випробовування. Якість теплових мереж багато в чому визначає вартість теплопостачання. Зазвичай, досить висока надійність теплопостачання досягається за рахунок частої дорогої заміни трубопроводів і навантаження на аварійні служби. Якби всі теплові мережі відпрацьовували безаварійно хоча б нормативний термін служби, витрати на тепло-постачання вдалося б значно знизити.
У нормальних економічних умовах власник не може дозволити собі прокладати мережі з терміном служби 10-12 років і менше, це для нього економічно невигідно. Тим більше це неприпустимо, коли основним платником стає населення.
  Перш за все, за для вирішення цієї проблеми, мають бути змінені пріоритети у системі контролю стану мереж ,та проведенні профілактичних заходів.   Все це має бути спрямовано на запобігання утворенню розривів шляхом контролю швидкості корозії труб і вжиття заходів щодо її зниження.
Заходи щодо захисту трубопроводів ЦЩ та ГВП від зовнішньої і внутрішньої корозії, повинні мати пом
якшену основу, тобто передбачати як централізований захист на теплогенеруючому  підприємстві, так і місцевий захист трубопроводів.
  Основою такого захисту мають бути профілактичні заходи щодо поліпшення водно-хімічного режиму експлуатації трубопроводів теплової мережі, які можна і необхідно здійснювати централізовано на теплоджерелах, а також централізований і децентралізований захист трубопроводів теплової мережі різними методами.
  На експлуатаційний ресурс теплової мережі впливає багато факторів, в основному пошкодження трубопроводів - це результат зовнішньої та внутрішньої корозії. Тому захист підземних сталевих трубопроводів від корозії одна з актуальних наукових і економічних проблем. В промислово розвинених країнах прямі втрати від корозії підземних комунікацій досягають 20% від світового обсягу щорічного виробництва сталевих труб.
Відсутність заходів з продовження ресурсу теплових мереж, часто виправдовують відсутністю коштів. Однак в результаті це обов'язково призводить до необхідності аварійної заміни трубопроводів пошкоджених корозією.
Чи справді втрати від корозії труб так відчутні?
Спробуємо підрахувати це на прикладі одного із підприємств. Найбільш значимі чинники корозії - це наявність предмета корозії - заліза, корозійного середовища - води, корозійного чинника
розчиненного кисню. Найбільш наочними є реальні розрахунки.

1. Втрати від корозії.
1.1. Прямі втрати заліза за рахунок корозійного зносу.
Концентрація кисню у воді залежить від температури і в зимовий період становить, в середньому, 10мг / дм3, що становить 10г / м3.
Згідно з основним корозійним процесом
2Fe + O 2 = 2Fe2+ + 4 OH-          


32 г кисню переводять в розчинний стан 112 г заліза. Для закритих систем теплопостачання характерний повний витрата кисню на корозію. Віднесення заліза в цьому випадку становить г/м3 води (див. Також діаграму 1).
mFe = (112*10)/32 = 35г/м3 води, або 35кг/1000м3 води.
  Окрім цього швидкість корозії збільшується завдяки супутнім факторам
підвищеній температурі, наявності відкладень, руку води, малої концентрації іонів кальцію та магнію.
1.2. Швидкість корозії вуглецевої сталі в воді, насиченій киснем за літературними даними становить 1
÷ 2,5 г / м2 добу або 315 ÷ 912 г / м2 рік. Що становить за умови рівномірної корозії 0,07 ÷ 0,12 м / рік, що менше 0,15 мм / рік - швидкості корозії, допустимої для конструкційних сталей. Однак в наших умовах експлуатації теплотехнічного обладнання і теплотрас існує виразковий фактор (відношення глибини точкової корозії до товщини рівномірної корозії), який, в середньому, становить 7,4, тобто локальна швидкість корозії досягає 0,35 ÷ 0,89 мм / рік, отже, при запасі на корозію товщини стінки труби 5мм, трубу необхідно міняти через кожні 14 ÷ 5,6 років. І це за умови захисту її від зовнішньої корозії. У разі поганого захисту від зовнішньої корозії термін заміни труб може скласти 7 ÷ 2,8 року. Загальна довжина трубопроводів теплових мереж підприємства становить 211,6 км, при таких швидкостях корозії необхідно міняти (без урахування зовнішньої корозії) 15,1 ÷ 37,8 км труб / рік. При довжині трубопроводів ТМ 100км при таких швидкостях корозії необхідно міняти (без урахування зовнішньої корозії )7,5-18 км труб/рік.

2. Непрямі втрати від корозії.
2.1. Втрати води з теплотрас.
  Без урахування вартості ремонту теплогенеруючого обладнання, в залежності від місцевих умов і застосовуваного виду палива, усереднені загальні втрати становлять, від 80 до 120 тис.грн/1000 м
води або 80-120грн/м

  Результати простих розрахунків свідчать про зовні не завжди помітні, але фінансово і технічно руйні втрати теплогенеруючих підприємств.
Так чому ж так мало уваги звертається на ці втрати керівники підприємств? Чому віддають перевагу аварійним ремонтам,а не надійній профілактиці.         Відповідей безліч. Від інерційності до безвідповідальності. Найпоширеніше посилання на зношеність мереж та терміни їх експлуатації.
  Крім очевидної економії в майбутньому за рахунок великого терміну служби і менших витрат на усунення аварій, якісна теплова мережа має значно менші теплові втрати, що дозволяє відразу отримати значну економію. Сьогодні багато керівників теплогенеруючих підприємств після встановлення вузлів обліку та будинкових лічильників, змушені звертатися до практики профілактики і впровадження енергозберігаючих технологій.
  У той же час практика показує, що сучасні енергозберігаючі технології дозволяють значно підвищити термін служби мереж і ефективність їх використання навіть при значній їх наднормативнії експлуатації. Тим більше необхідно закладати системи захисту мереж при проведенні їх реконструкцій та ремонтів. Впровадження енергозберігаючої технології хімічної деаерації суміщеної з автоматичним очищенням мережі від старих відкладень в м. Житомир призвело не тільки до зменшення втрат води в 8-10 разів але і до загального підвищення ККД котелень на 5-6%. Зменшення підживлення мережі спостерігалося вже на 2 рік експлуатації при незмінній кількості поточних ремонтів мережі. Одночасно зменшувалася кількість поривів трубопроводів теплової мережи мережі і підвищувався ККД котельні за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі. Статистичні дані, зібрані хімслужбою підприємства «Житомиртеплокомуненерго», яскраво свідчать про зростаючу економію підприємства за рахунок зниження питомих витрат на вироблену гігакалорію.
  З впроважденням нових технологій водопідготовки ми спостерігаємо за водно-хімічним режимом експлуатації теплового господарства на базі комунального підприємства "Житомиртеплокомуненерго" Житомирської міської ради вже більше 8-ми років. За цей час впроваджені технології хімічної деаерації, хімічної деаерації з корекційною обробкою води, з стабілізаційною обробкою води. Наряду з цими технологіями на підприємстві також вікористовується традиційне натрій-катіонування. Тому для порівняльного аналізу питомих витрат матеріальних та енергетичних ресурсів на виробництво та постачання 1 ГКал тепла зручно було усі котельні за технологією водопідготовки розділити на три групи:
1
а група котельні, де впроваджена хімічна деаерація з стабілізаційною обробкою води, як варіанти, технології з натрій катіонуванням, або без нього;
2
група котельні, де традиційне натрій-катіонування поєднане з хімічною деаерацією;
3
група котельні, на яких застосовується тільки натрій-катіонування.
Після обробки цих даних ясно видно (див. Діагараму1), що технології водопідготовки, засновані на хімічній деаерації та стабілізаційній обробці води, дають виграш у технічній собівартості ГКал тепла 5 - 6 %.



 

  На жаль комплексно, такі новітні технології впроваджуються на котельнях вкрай рідко, хоча вони повністю розроблені та готові для широкого застосування. І впровадження на «Житомиртеплокомуненерго», є скоріш винятком ніж нормою.

  В Україні на кінець 2014 року було, згідно статитстичному бюлетню [1], 30992 котельні сумарною потужністю 96071,3 ГКал/год, при цьому усі котельні виробили 72986,8 тис. ГКал тепла (відпущено споживачам 67354,2 тис. ГКал), на що було витрачено 11272,5 тис. тн умовного палива, або 167,4 кг/ГКал відпущеного тепла.
Тобто, знижуючи технічну собівартість ГКал тепла на 5 - 6 %, ми можемо у масштабах України зекономити 563,8
676,4 тис. тн умовного палива.

        Таким чіном можна констатувати ,що комплексне впроваждення новітніх енергоощадних технологій разом с якісною системою контролю водно-хімічного режиму , дозволяє не тількі підвишіти надійність обробляємої теплової мережи, а також зберігти значні кошти теплогенеруючому  підприємству.
  
м.Київ           НВО «Нафтохімекологія»        
Биков С.В.    Вітковський В.С.

 Література.
Державна служба статистики України. Статистичний бюлетень. Про основні показники роботи опалювальних котелень і теплових мереж в Україні за 2014 рік. м. Київ 2015.
2. Про деякі аспекти водно-хімічного режиму експлуатації котлів та теплових мереж. Вітковський В. С.

 
Назад к содержимому | Назад к главному меню Flag Counter