Россия — страна холодная, поэтому теплоснабжение для нас — вопрос фундаментальный, от качества решения которого часто зависит само выживание.
Системы теплоснабжения в России, называя вещи своими именами, представляют собой наследие советской централизации и стремления «держать» все ресурсы в руках одного хозяина: государства. Традиционно промышленные предприятия обеспечивались теплом от ТЭЦ — предприятий комплексного производства тепла и электроэнергии либо крупных котельных. С одной стороны, благодаря централизации был достигнут высокий энергетический потенциал, и предприятия получали доступ к энергоресурсам по стабильным и низким ценам.
Однако такое «постоянство» влекло за собой крайне неэффективное использование тепла. Производственники старой школы, должно быть, помнят, как сложность увязки производства электроэнергии с режимами производства и потребления тепла ТЭЦ приводила к большим сбросам тепла в окружающую среду в теплое время года. Большая протяженность и изношенность магистральных теплопроводов стали крупнейшим источником потерь тепла, а низкие цены не стимулировали мероприятия по его экономии. С тех пор утекло много воды (и тепла).
Централизованное энергоснабжение вступило в сложный период, характерный недостаточным уровнем инвестиций, высокой степенью физического износа и большой долей морально устаревшего оборудования. Данные обстоятельства выступают сегодня в качестве основных аргументов в поддержку политики систематического роста тарифов на энергоресурсы. При этом отраслевые монополии стремятся не только максимизировать доходы, но и переложить на конечного потребителя все свои непроизводительные затраты (потери в сетях, льготы и т.д.), закладывая их в тарифы наравне с обоснованными производственными издержками.
Часто нет строгого учет реального использования тепла потребителем. В перспективе можно предсказать дальнейшее изменение нормативно-правовой базы теплоэнергетики в соответствии с интересами крупных инвесторов и приближение внутренних цен на энергоресурсы к мировым, особенно в свете вступления в ВТО. Организация собственного тепло- и энергопроизводства дает возможность предприятию уменьшить зависимость от отраслевых монополистов и, как это ни парадоксально, существенно сократить расходы на энергоресурсы. Предприятие получает тепло по себестоимости его производства, объем производства может быть организован в строгом соответствии с потребностью, отпадает необходимость оплачивать потери на теплотрассах у стороннего производителя. Современные технические средства позволяют создать такое подразделение быстро и экономически эффективно.
С распадом СССР эра грандиозных энергетических проектов общенационального уровня осталась в прошлом (на фото — крупнейшая в мире гидроэлектростанции «Три ущелья» (Китай, провинция Хубэй) мощностью 22,5 ГВт и стоимостью $25 млрд). Теперь в России речь может идти только о региональных проектах с активным привлечением частного капитала.
Современный рынок отопительного и генераторного оборудования предлагает широкий ассортимент самой разнообразной продукции от многочисленных производителей. Приняв принципиальное решение об организации автономного энергоснабжения либо осознав неизбежность коренной реконструкции имеющейся котельной с изношенным или морально устаревшим оборудованием, работники предприятия сталкиваются с нелегкой проблемой выбора (правда, с учетом платежеспособности).
Рынок теплового оборудования промышленного назначения можно условно разделить на три сегмента:
высококачественные и дорогие от всемирно известных производителей из Германии и Франции (Viessmann, Buderus, Wolf, Junkers и др.);Очевидно, что в рекламных материалах любого производителя упоминаний о возможных проблемах при эксплуатации не найти. Поэтому важно перед принятием решения познакомиться с мнением специалистов разных компаний, занимающихся тепловым оборудованием, присмотреться к опыту эксплуатации подобного оборудования на родственных предприятиях. Также определенным ориентиром для потенциальных заказчиков могут служить рейтинги производителей, публикуемые в профессиональной печати.
Модернизация теплогенерирующего оборудования позволяет значительно повысить надежность теплоснабжения при одновременном уменьшении эксплуатационных расходов.
Мощность – важнейшая характеристика котла, играющая ключевую роль при выборе. По данному критерию котельные можно разделить на три категории: малой мощности (до 6 МВт), средней (6-10 МВт) и большой (свыше 10 МВт). Последние представляют собой крупные подстанции для обеспечения теплом больших производственных комплексов, предприятий по добыче полезных ископаемых и т.д. Основные заказчики котельных мощностью до 6 МВт – новые малые и средние предприятия, руководство которых, как правило, адекватно воспринимает необходимость относительно больших единовременных затрат на создание автономного источника тепла, окупаемого в течение примерно 3-5 лет.
Традиционно номинальная мощность котла определяет обогреваемую площадь в соотношении «1 кВт–10 м2», но для промышленных предприятий предусматривается резерв мощности (во избежание перебоев в теплоснабжении). Многие специалисты считают, что следует стремиться к обеспечению двукратного резерва мощности, чтобы при аварийном выходе котла из строя сохранялась возможность полного удовлетворения потребности в тепле. Это не означает, что в нормальной ситуации один котел будет простаивать, а другой работать на износ. Современная автоматика позволяет оптимизировать работу каскада котлов, обеспечивая их равномерную загрузку и износ.
Промышленные котлы, как правило, выполняются из чугуна или стали. У чугуна хорошая тепло-аккумулирующая способность, высокая коррозионная стойкость, устойчивость к воздействию пламени горелки, что обеспечивает продолжительный срок службы. Чугунные котлы представляют собой секционную конструкцию, что облегчает ремонт и дает возможность при выходе из строя определенной секции не заменять весь котел.
Рынок мобильных энергогенерирующих решений сегодня переживает настоящий бум.
Стальные котлы значительно легче и дешевле. Коэффициент линейного расширения стали больше, чем чугуна, вследствие чего стальные котлы допускают более существенные изменения температуры подаваемой воды. Они менее чувствительны к механическому воздействию. Котлы большой мощности обычно изготавливают из стали: чугунный котел из-за своего веса окажется малотранспортабельным и дорогим.
Сложилось мнение, что из-за низкой эластичности чугуна котлы весьма чувствительны к резкому перепаду температур. Однако сегодня все чаще применяется особый эвтектический чугун, за счет химического состава и особенностей технологии производства обладающий повышенной коррозийной устойчивостью, теплоаккумулирующей способностью, эластичностью и стойкостью к тепловым ударам, допускающей работу на низких температурах подающей и обратной линий.
При создании автономного источника теплоснабжения большую роль играет выбор топлива, его доступность и цена. На рынке представлены котлы, работающие на газе, дизельном топливе, отработанном масле, разного рода продуктах переработки нефти, электричестве, твердом топливе. Наибольшее распространение в современных условиях имеют газ и дизельное топливо, а для гаражей, автопарков, авторемонтных предприятий актуально использование отработанного масла.
Дизельное топливо дорого, возможны проблемы с доставкой. Для его хранения требуются специальные емкости. Очень часто совсем нелишней будет его дополнительная фильтрация. Высокое содержание серы усиливает коррозию теплообменников, продукты сгорания «солярки» очень агрессивны с экологической точки зрения. Дизельные котлы требуют повышенного внимания к сервисному обслуживанию. Отсутствие должного контроля сажеобразования может привести к увеличению расхода топлива и значительному снижению эффективности эксплуатации.
Газ в настоящее время является самым дешевым видом топлива. При возможности подключения к действующей газовой магистрали обычно выбор делается в пользу газа.
Газовые котлы могут оснащаться атмосферными или наддувными (вентиляторными) горелками. В атмосферных горелках газ подается в топку котла за счет избыточного давления в газовой сети. Горелки этого класса дешевле наддувных и тише при работе, но более чувствительны к колебаниям уровня давления магистрального газа. При снижении давления газа пламя приближается к горелке и вызывает ее обгорание, сокращает срок эксплуатации. Наддувные горелки менее подвержены влиянию колебаний давления в сети. Их сравнительно высокая стоимость компенсируется за счет обеспечения более полного сгорания топлива.
Монтаж, подключение и наладка мобильных энергоустановок предельно упрощены и фактически занимают всего несколько часов.
Экономичность эксплуатации котла во многом зависит от его коэффициента полезного действия – отношения количества вырабатываемого тепла к теплотворной способности сожженного топлива. Средний КПД отопительного котла должен быть не ниже 90% в течение всего периода эксплуатации. КПД основной части продукции ведущих западных производителей составляет 91-94%.
Высокий КПД достигается за счет соответствующей конструкции теплообменников (увеличение теплопередающей поверхности при компактном объеме), обеспечения более полного сгорания топлива, снижения потерь тепла с выходящими дымовыми газами (трехходовые топки), уменьшения наружной поверхности котла, надлежащей изоляции.
Также на эффективность использования автономного источника теплоснабжения влияет уровень систем автоматического регулирования. Ими оснащается практически все современное отопительное оборудование. Автоматика позволяет управлять отопительным процессом в соответствии с запрограммированными суточными, посменными или иными вариантами температурных режимов, корректировать температуру котла в зависимости от температуры воздуха. При аварийной ситуации обеспечивается остановка котла.
Большинство производителей при покупке котла предлагает базовый вариант системы автоматического регулирования. Оснащение системами с более широким спектром функций производится по согласованию с заказчиком. Однако котлы некоторых фирм сразу обеспечиваются системами регулирования с максимальным набором функциональных возможностей, что может существенно увеличить стоимость котла. Современный уровень систем регулирования дает возможность котельной функционировать полностью в автоматическом режиме, минимизировать количество обслуживающего персонала (до одного человека – для общего наблюдения). Высокая степень гибкости систем регулирования позволяет достигать существенной экономии расхода топлива.
Несколько слов об отечественном оборудовании. Общей проблемой многих газовых и дизельных котлов российского производства является низкое качество горелочных устройств и автоматики. Для повышения качества котлов часто практикуется их комплектация импортными горелками и системами автоматического регулирования. За счет высокой цены этих комплектующих общая стоимость отечественного оборудования отличается от западных аналогов не столь значительно – обычно не более чем на 20-25%.
.svg)
