Определение фактических тепловых потерь через теплоизоляцию в сетях централизованного теплоснабжения

В.Г. Семенов, Главный редактор журнала «Новости теплоснабжения»

Новости теплоснабжения № 4 (апрель); 2003 г.

Существующая ситуация

Проблема определения фактических потерь теплоты является одной из важнейших в теплоснабжении. Именно большие тепловые потери – основной аргумент сторонников децентрализации теплоснабения, количество которых увеличивается пропорционально количеству фирм, производящих или продающих небольшие котлы и котельные. Прославление децентрализации происходит на фоне странного молчания руководителей теплоснабжающих предприятий, редко кто решается назвать цифры тепловых потерь, а если называются, то нормативные, т.к. в большинстве случаев фактические тепловые потери в сетях не знает никто.

В восточно-европейских и западных странах проблема учета тепловых потерь в большинстве случаев решается до примитивности просто. Потери равняются разнице суммарных показаний приборов учета у производителей и потребителей тепла. Жителям многоквартирных зданий доступно объяснили, что даже при увеличении тарифа за единицу теплоты (из-за выплат процентов по займам на приобретение теплосчетчиков), узел учета дает возможность гораздо больше экономить на объемах потребления.

У нас, в отсутствие приборов учета, появилась своя финансовая схема. Из объема выработки теплоты, определяемого по приборам учета на теплоисточнике, вычитаются нормативные тепловые потери и суммарное потребление абонентов, имеющих приборы учета. Все оставшееся списывается на безучетных потребителей, т.е. в основном . жилой сектор. При такой схеме получается, что, чем больше потери в тепловых сетях, тем выше доходы теплоснабжающих предприятий. Трудно при такой экономической схеме призывать к снижению потерь и издержек.

В некоторых российских городах предпринимались попытки включить в тарифы потери в сетях, превышающие нормативные, но они в зародыше пресекались региональными энергетическими комиссиями или муниципальными регулирующими органами, ограничивающими « безудержный рост тарифов на продукцию и услуги естественных монополистов » . Не учитывается даже естественное старение изоляции. Дело в том, что при существующей системе даже полный отказ от учета в тарифах тепловых потерь в сетях (при фиксации удельных расходов на выработку теплоты) лишь уменьшит топливную составляющую в тарифах, зато в той же пропорции увеличит объем продаж с оплатой по полному тарифу. Снижение доходов от уменьшения величины тарифа оказывается в 2-4 раза ниже выгоды от увеличения объемов продаваемого тепла (пропорционально доле топливной составляющей в тарифах). Причем потребители, имеющие приборы учета, экономят за счет снижения тарифов, а безучетники (в основном жители) компенсируют эту экономию в гораздо больших объемах.

Проблемы у теплоснабжающих предприятий начинаются только тогда, когда большая часть потребителей устанавливает приборы учета и снижение потерь на оставшихся становится затруднительным, т.к. невозможно объяснить значительное увеличение потребления по сравнению с предыдущими годами.

Тепловые потери принято исчислять в процентах от выработки тепла без учета того, что энергосбережение у потребителей приводит к увеличению удельных теплопотерь, даже после замены тепловых сетей на меньшие диаметры (из-за большей удельной поверхности трубопроводов). Закольцовка теплоисточников, резервирование сетей также увеличивают удельные теплопотери. В то же время понятие ≪нормативных теплопотерь≫ не учитывает необходимость исключения из норматива потерь от прокладки трубопроводов излишних диаметров. В крупных городах проблема усугубляется множественностью собственников тепловых сетей, разделить между которыми тепловые потери без организации повсеместного учета практически невозможно.

В небольших муниципалитетах теплоснабжающей организации часто удается убедить администрацию включать в тариф завышенные теплопотери, обосновывая это чем угодно . недофинансированием; плохим наследством от прежнего руководителя; глубоким залеганием тепловых сетей; неглубоким залеганием тепловых сетей; болотистой местностью; канальной прокладкой; бесканальной прокладкой и т.д. В этом случае мотивация к снижению тепловых потерь также отсутствует.

Все теплоснабжающие предприятия должны проводить испытания тепловых сетей для определения фактических тепловых потерь. Единственная существующая методика испытаний под разумевает отбор типичной теплотрассы, осушение ее, восстановление изоляции и собственно испытания, с созданием замкнутого контура циркуляции. Какие тепловые потери можно получить при таких испытаниях . конечно, близкие к нормативным. Так и получают по всей стране нормативные теплопотери, кроме отдельных чудаков, желающих жить не по правилам.

Есть попытки определять тепловые потери по результатам тепловизионной съемки. К сожалению, этот метод не дает достаточной точности для проведения финансовых расчетов, т.к. температура грунта над теплотрассой зависит не только от теплопотерь в трубопроводах, но и от влажности и состава грунта; глубины залегания и конструкции теплосети; состояния канала и дренажа; утечек в трубопроводах; времени года; асфальтировки поверхности.

Использование для прямых измерений теплопотерь метода тепловой волны с резким из-

менением температуры сетевой воды на теплоисточнике и измерением температуры в характерных точках регистраторами с посекундной фиксацией также не позволило добиться требуемой точности измерения расхода и, соответственно, теплопотерь. Использование же накладных расходомеров ограничено прямыми участками в камерах, точностью измерений и необходимостью иметь большое количество дорогостоящих приборов.

Предлагаемый метод оценки тепловых потерь

В большинстве централизованных систем теплоснабжения найдется несколько десятков потребителей, имеющих приборы учета. С их помощью можно определить параметр, характеризующий тепловые потери в сети ( q потерь – средние для системы потери теплоты одним м 3

теплоносителя на одном километре двухтрубной теплосети).

 1. Используя возможности архивов тепловычислителей, определяются для каждого потребителя, имеющего приборы учета теплоты, средние за месяц (или любой другой период времени) температуры воды в подающем трубопроводе Т и расход воды в подающем трубопроводе G          .

 2. Аналогично на источнике теплоты определяются средние за тот же период времени Т  и G  .

3. Средние теплопотери через изоляцию подающего трубопровода, отнесенные к i -му потребителю

 

4. Суммарные тепловые потери в подающих трубопроводах потребителей, имеющих приборы учета:

5. Средние удельные тепловые потери сети в подающих трубопроводах

где: li . наименьшее расстояние по сети от источника теплоты до i -го потребителя.

6. Определяется расход теплоносителя для потребителей, не имеющих приборов учета теплоты:

а) для закрытых систем

где G     – среднечасовая подпитка теплосети на теплоисточнике за анализируемый период;

б) для открытых систем

 где: G  – среднечасовая подпитка теплосети на теплоисточнике в ночное время;

 G   – среднечасовое потребление теплоносителя у i -потребителя в ночное время.

Промышленные потребители, круглосуточно потребляющие теплоноситель, как правило, имеют приборы учета теплоты.

 7. Расход теплоносителя в подающем трубопроводе для каждого j -потребителя, не имеющего приборов учета теплоты, G определяется путем распределения G по потребителям пропорционально среднечасовой подключенной нагрузке.

8. Средние теплопотери через изоляцию подающего трубопровода, отнесенные к j -потребителю

где: l i . наименьшее расстояние по сети от источника теплоты до i -потребителя.

9. Суммарные тепловые потери в подающих трубопроводах потребителей, не имеющих приборов учета

а суммарные тепловые потери во всех подающих трубопроводах системы

10. Потери в обратных трубопроводах рассчитываются по тому соотношению, которое определяется для данной системы при расчете нормативных теплопотерь

11. Общие теплопотери системы централизованного теплоснабжения через изоляцию трубопроводов, определенные по результатам приборного учета

Конечно, чем больше приборов учета теплоты установлено в системе, тем выше точность учета тепловых потерь. Но фактически, даже при наличии 10 % необходимых приборов, точность определения потерь становится сопоставимой с фактической точностью приборов. И при любых условиях точность прямых измерений теплопотерь с помощью стационарно установленных приборов выше точности определения потерь системы по летним испытаниям отдельного трубопровода.

Кроме достаточно высокой точности к достоинствам прямых измерений потерь можно отнести:

• простоту расчетов при применении компьютерной техники;
• дешевизну;
• оперативность – возможность контроля потерь за месяц, неделю, день;
• возможность анализа изменения теплопотерь после дождя, таяния снега, откачки воды из каналов;
• при применении только одного комплекта переносных расходомера и термометра – возможность определения потерь по отдельным магистралям или по их длине (точка замера в этом случае рассматривается как теплоисточник).

Введение прямых измерений тепловых потерь в практику финансовых расчетов позволит создать систему экономических мотиваций теплоснабжающих предприятий к снижению потерь.

Распределение тепловых потерь по потребителям

Исторически сложилось, что тепловые потери учитываются суммарно по всей системе централизованного теплоснабжения и распределяются по потребителям через тарифы пропорционально потреблению.

В то же время всем понятно, что потребители, расположенные близко к теплоисточнику, имеют значительно меньшие удельные тепловые потери. И не только потери, но и все удельные затраты на подключение, перекачку теплоносителя, содержание теплосетей и т.д. В реальности потребитель, находящийся за забором ТЭЦ, платит столько же, сколько и концевой потребитель, оплачивая издержки всей системы. Наверное, это усреднение справедливо для жилого сектора, но для других потребителей оно абсурдно.

Введение в практику реальных тепловых потерь и затрат, отнесенных к каждому конкретному потребителю, позволит выявить методами экономического анализа возможности оптимизации системы и создаст стимулы к ее системному совершенствованию.

Подключение новых потребителей на концевых участках теплосетей может приводить к удорожанию теплоснабжения всех существующих потребителей. А неподключение к ЦТ здания, расположенного близко к теплоисточнику, или отключение в этой зоне существующих потребителей . это экономический удар по всей системе.

Замеры на реальных протяженных тепловых сетях показывают, что потери тепла для конечных потребителей сопоставимы с теплопотреблением, и либо надо кардинально изменять подход к качеству эксплуатации и замены тепловых сетей, либо переключать потребителей на локальные теплоисточники.

Все тепловые потери в конечном счете оплачивает потребитель и протестует против таких затрат отключением. Многие бывшие заводские ТЭЦ, расположенные на территории предприятий, сегодня оказались в составе АО - энерго и, в условиях неразумной тарифной политики, предприятиям оказалось выгодно строить новые собственные теплоисточники, распределены на оставшихся, т.е. на население.

Вместо борьбы за выгодного потребителя, РАО ЕЭС упорно бьется с населением.

Стимулирование снижения температуры обратной сетевой воды

При наличии двухпоточного теплосчетчика могут быть измерены приведенные к конкретному потребителю потери в обратном трубопроводом

 где: Т  – средняя температура сетевой воды, возвращаемой от i -потребителя;

 Т  – средняя температура обратной сетевой  воды, возвращаемой на теплоисточник;

 G – средний расход теплоносителя, возвращаемого от i -потребителя.

При закрытой системе теплоснабжения можно считать, что G  = G   , тогда можно при вычислении пользоваться данными однопоточного теплосчетчика.

 В реальных условиях Q  может оказаться и отрицательной величиной, когда температура воды, возвращаемой от конкретного потребителя, оказывается ниже средней температуры сетевой воды, возвращаемой на источник.

В среднем же по системе равняется фактическим потерям в обратных трубопроводах.

Введенный в финансовые отношения с потребителями, даже с понижающими коэффициентами, показатель измеренных тепловых потерь в обратном трубопроводе обеспечит стимулирование снижения температуры обратной сетевой воды, что чрезвычайно выгодно для централизованных систем на основе ТЭЦ.


Источник: НП «Энергоэффективный город» (http://www.energosovet.ru/)