Как посчитать тепловые потери в реальных условиях эксплуатации?

Потери тепловой энергии при передаче

Рассмотрим две составляющие тепловых потерь – потери с утечками теплоносителя и потери через теплоизоляцию. Удельный ущерб от потерь с утечками теплоносителя значительно превышает удельный ущерб от потерь через изоляцию: либо 1 куб.м теплоносителя остынет дополнительно на несколько градусов из-за некачественной теплоизоляции, либо кубометр теплоносителя утечет в грунт, в результате чего потребуется дополнительно приобретать кубометр сетевой воды и нагревать его до рабочей температуры – с точки зрения затрат тепловой энергии, ситуация, очевидно, будет кардинально различной.

Кроме того, утекший теплоноситель не исчезает бесследно – покинув рабочую трубу, он устремится по каналу, где увлажнит тепловую изоляцию, многократно увеличив теплопотери через нее, вызовет коррозию наружной поверхности рабочей трубы, а затем в ряде случаев попадет не в системы водоотведения, а непосредственно в грунт.

https://www.youtube.com/watch?v=editor

В результате – оседание грунта, разрушение дорожного полотна и т.д.В Москве провалы грунта вследствие утечек из подземных инженерных сетей по масштабам и частоте уже приближаются к стихийному бедствию. В Екатеринбурге ситуация в целом пока более стабильна, однако несколько лет назад лишь по счастливой случайности удалось избежать человеческих жертв при провале асфальта над теплотрассой на перекрестке пр. Ленина – ул. Мамина-Сибиряка.

Каков же общий объем тепловых потерь с утечками? Учитывая, что в системах теплоснабжения ЖКХ РФ в основном действует открытый водоразбор, ответ на этот вопрос является чрезвычайно трудной задачей. Доклад Управления Ростехнадзора по Челябинской области приводит показатель потерь с учетчиками на уровне «15 процентов и выше».

Принципиально иная картина складывается в результате анализа данных приборного учета. В Москве, по данным счетчиков на вводах в ЦТП, суммарное потребление холодной и горячей воды на 1 жителя в 2003 году составляло 384 л/сутки. При этом, по данным квартирных счетчиков, для 70 процентов потребителей этот показатель не превышал 184 л/сутки.

Разница, как мы видим, уже не 15 процентов, а практически двукратная.Данные проведенных точечных обследований, результаты тепловизионной аэрофотосъемки и даже обычное визуальное наблюдение в течение отопительного сезона показывают, что в Екатеринбурге проблема утечек теплоносителя стоит весьма остро.

Тепловая камера по ул. Серафимы Дерябиной, г. Екатеринбург, 2007. Активное «парение» теплотрассы вследствие утечек теплоносителя. Поэтому выявление реальных масштабов утечек и оценка наносимого ими ущерба (хотя бы с точки зрения стоимости потерянной тепловой энергии) – одна из приоритетных задач проекта «Разработка методики оценки фактических потерь тепловой энергии в системах транспорта тепла с учетом технического состояния и реальных условий эксплуатации теплопроводов».

Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя *

(с изменениями на 10 августа 2012 года)

____________________________________________________________________Документ с изменениями, внесенными:приказом Минэнерго России от 1 февраля 2010 года N 36 (Российская газета, N 54, 17.03.2010);приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377 (Российская газета, N 292, 19.12.2012).____________________________________________________________________

________________* Наименование в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377..В соответствии с пунктом 4.2.14.8 Положения о Министерстве энергетики Российской Федерации, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 28 мая 2008 года N 400 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2008, N 22, ст.2577; 2011, N 44, ст.6269),(Преамбула в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.

1. Утвердить прилагаемый порядок определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя.(Преамбула в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

2. Признать утратившим силу приказ Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации от 4 октября 2005 года N 265 “Об организации в Министерстве промышленности и энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии” (зарегистрирован в Минюсте России 19 октября 2005 года, регистрационный N 7094).

Как посчитать тепловые потери в реальных условиях эксплуатации?

МинистрС.И.Шматко

Зарегистрированов Министерстве юстицииРоссийской Федерации16 марта 2009 года,регистрационный N 13513

УТВЕРЖДЕНприказом Минэнерго Россииот 30 декабря 2008 года N 325

________________* Наименование в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377..

I. Общие положения

1. Нормативы технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя (далее – нормативы технологических потерь) определяются для каждой организации, эксплуатирующей тепловые сети для передачи тепловой энергии, теплоносителя потребителям (далее – теплосетевая организация). Определение нормативов технологических потерь осуществляется выполнением расчетов нормативов для тепловой сети каждой системы теплоснабжения независимо от присоединенной к ней расчетной часовой тепловой нагрузки.

(Абзац в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.Нормативы технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя по тепловым сетям организаций, для которых передача тепловой энергии не является основным видом деятельности (далее – предприятия), оказывающим услуги по передаче тепловой энергии сторонним потребителям, подключенным к тепловым сетям предприятия, утверждаются в части, относящейся к сторонним потребителям.

При этом технологические потери при передаче тепловой энергии для собственного потребления предприятия из указанных нормативов исключаются.(Абзац в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.В случае передачи тепловой энергии собственным и сторонним потребителям (абонентам) не по выделенным теплопроводам нормативы технологических потерь распределяются пропорционально количеству тепловой энергии, передаваемой для собственного теплового потребления предприятия и сторонним потребителям.

В случае если энергопринимающие устройства потребителя тепловой энергии имеют опосредованное присоединение к сетям теплоснабжающей или теплосетевой организации, объем технологических потерь в теплосетевом хозяйстве, через которое осуществляется такое присоединение, может рассчитываться в соответствии с настоящим порядком отдельно от расчета нормативных технологических потерь, возникающих в тепловых сетях теплоснабжающей или теплосетевой организации.

(Абзац в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.Факт опосредованного присоединения потребителя к сетям теплоснабжающей или теплосетевой организации и использования теплопроводов для передачи тепловой энергии этому потребителю подтверждается документом компетентного органа администрации соответствующего муниципального образования, содержащим характеристики этих теплопроводов, являющихся частью тепловой сети на территории муниципального образования.

В нормативы технологических потерь не включаются потери и затраты на источниках теплоснабжения и в энергопринимающих установках потребителей тепловой энергии, включая принадлежащие последним трубопроводы тепловых сетей и тепловые пункты.(Абзац в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.

2. Нормативы технологических потерь при передаче тепловой энергии разрабатываются по следующим показателям:потери и затраты теплоносителей (пар, конденсат, вода);потери тепловой энергии в тепловых сетях теплопередачей через теплоизоляционные конструкции теплопроводов и с потерями и затратами теплоносителей (пар, конденсат, вода);затраты электрической энергии на передачу тепловой энергии.

3. Нормативы технологических потерь для водяных тепловых сетей систем централизованного теплоснабжения с присоединенной расчетной часовой тепловой нагрузкой потребителей 50 Гкал/ч (58 МВт) и более разрабатываются с учетом нормативных энергетических характеристик или нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей (далее – энергетические характеристики) путем пересчета от условий, принятых при их разработке, к условиям предстоящего периода регулирования в соответствии с главой III настоящего порядка.

(Абзац в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.В случае отсутствия на период разработки или пересмотра энергетических характеристик для водяных тепловых сетей с присоединенной к ним расчетной часовой тепловой нагрузкой 50 Гкал/ч (58 МВт) и более нормативы технологических потерь при передаче тепловой энергии определяются в соответствии с главой II настоящего порядка.

При этом теплосетевая организация представляет официальное подтверждение о разработке (пересмотре) энергетических характеристик в течение года, подписанное руководителем организации.(Абзац в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.

4. Нормативы технологических потерь для водяных тепловых сетей с присоединенной к ним расчетной часовой тепловой нагрузкой менее 50 Гкал/ч (58 МВт) и для паровых тепловых сетей, разрабатываются в соответствии с главой II настоящего порядка.(Пункт в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.

5. При определении нормативов технологических потерь на предстоящий период регулирования допускается использование расчетов указанных нормативов на предыдущий регулируемый период с пересчетом их по упрощенным формулам, приведенным в главе III настоящего порядка, в случае если в предстоящий период регулирования не планируется отклонение от условий работы тепловых сетей, принятых при разработке указанных нормативов, более пределов, указанных ниже, а именно:(Пункт в редакции, введенной в действие с 30 декабря 2012 года приказом Минэнерго России от 10 августа 2012 года N 377.

Экономическая целесообразность внедрения энергоэффективных конструкций теплопроводов

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

Подводя итог, постараемся оценить хотя бы в самом общем виде, какова же цена вопроса. Каков может быть экономический эффект от приведения тепловых сетей в соответствие с требованиями нормативной документации?

Для простоты рассмотрим в качестве результата лишь сокращение сверхнормативных тепловых потерь, а в качестве затрат – разность между стоимостью современных конструкций теплопроводов с индустриальной тепловой изоляцией и стоимостью неизолированной стальной трубы.

Такой подход можно признать вполне справедливым, поскольку именно качественная изоляция позволит привести тепловые потери в соответствие нормативным.Если угодно, вместо стоимости предизолированной трубы можно рассматривать стоимость навесной теплоизоляции и затраты на осушение канала, однако в ряде случаев такое решение оказывается сопряжено с большими затратами по сравнению с использованием предизолированных труб.

Итак, на рисунке,слева–направо:

  • теплотрасса в минераловатной изоляции с объемным содержанием влаги не более 20 процентов;
  • теплотрасса, утратившая теплоизоляцию;теплотрасса, утратившая теплоизоляцию, проложенная в затопленном канале, к тому же имеющая утечки теплоносителя.

Экономическая целесообразность сокращения потерь тепловой энергии в системах транспорта тепла (условная теплотрасса Ду 150 мм, стоимость тепловой энергии – 250 руб./Гкал)Как видим, в первом случае целесообразность замены изоляции далеко не очевидна – срок окупаемости вложений – более 10 лет. Однако следует помнить, что в данном случае расчет сделан для относительно низкой стоимости 1 Гкал тепловой энергии и не учитывает вопросы коррозионного износа теплопровода.

Но даже при этих условиях для второго случая – теплопровод, утративший теплоизоляцию (что, как мы видели, довольно часто встречается на практике), картина совершенно иная – срок окупаемости инвестиций в энергоэффективные теплоизоляционные конструкции – менее полутора лет, а экономия тепловой энергии в пересчете на 1 км трассы составит практически полтора миллиона рублей в год.

Какова же будет экономия в третьем случае – сказать весьма затруднительно. Очевидно, что она будет еще выше, чем во втором, поскольку здесь имеют место и теплоотдача к воде, и утечка теплоносителя. Но вот насколько выше – это вопрос, поскольку, к сожалению, сегодня нет официально признанной и закрепленной в нормативных или руководящих документах методики, которая позволила бы достоверно рассчитать тепловые потери с учетом реального технического состояния тепловых сетей.

А потребность в такой методике существует, и она огромна. Как можно подготовить обоснование инвестиционного проекта, не располагая данными о величине эффекта в натуральном выражении? Практически никак.

Есть ли смысл при прокладке 1 км тепловых сетей единовременно экономить два миллиона рублей на качественной теплоизоляции, если эта «экономия» обернется потом дополнительными затратами в полтора миллиона рублей ежегодно? Нет никакого смысла в такой экономии, за исключением ситуации, когда «экономия» попадет в один «карман», а дополнительные затраты от теплопотерь покрываются за чужой счет. Но кто рискнет назвать такое положение вещей нормальным?

Однако доказать, что та или иная конструкция теплопроводов будет оптимальной, с точки зрения соотношения «затраты на строительство – эксплуатационные издержки» можно только имея на руках официально утвержденную методику, объективность и достоверность которой не может быть поставлена под сомнение.

Именно поэтому кафедра «Энергосбережение» призывает все заинтересованные организации оказать посильное содействие исследовательскому проекту «Разработка методики оценки фактических потерь тепловой энергии в системах транспорта тепла с учетом технического состояния и реальных условий эксплуатации теплопроводов», прежде всего – путем предоставления данных об аварийности, сроке эксплуатации, о техническом состоянии и о показателях потерь тепловой энергии в системах транспорта тепла, находящихся в ведении вашей организации.

Именно эта методика, закрепленная в форме нормативного или руководящего документа, позволит разрабатывать и, главное, защищать ТЭО проектов, направленных на реконструкцию систем транспорта тепла, а также разрабатывать и защищать инвестиционные программы предприятий теплоснабжения.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

Жилищно-коммунальный комплекс Урала № 6 (38), 2007,Алексей Пахомов, к.э.н., доцент кафедры «Энергосбережение» УГТУ-УПИ.