Системный анализ действующей нормативной базы по расчету теплопотерь при централизованном теплоснабжении потребителей

М.Д. Рабинович, Проблемный институт нетрадиционных энерготехнологий и инжиниринга, г. Киев

Банальная истина, что сегодняшние реалии функционирования систем централизованного теплоснабжения в Украине и других странах СНГ коренным образом отличаются от существовавших 15-20 лет назад как в техническом, так и в экономическом плане, совершенно не нашла отражения в действующих нормативно-методических документах о порядке и правилах расчета величин потерь тепловой энергии при ее транспортировке от производителя к потребителю. Теплопотери в сетях, являющиеся одним из самых уязвимых и затратных звеньев данного вида теплоснабжения, величина которых существенным образом влияет на технические, экономические и экологические показатели процесса, требуют особо внимательного подхода к своей оценке.

Технологически процесс транспортировки тепла к точке разбора у потребителя, в общем случае (за исключением маломощных открытых систем, число которых невелико), осуществляется по трем видам трубопроводов: двухтрубные сети теплоснабжения (магистральные и присоединительные) от ТЭЦ и крупных котельных до центральных, индивидуальных или распределительных тепловых пунктов; распределительным сетям отопления и горячего водоснабжения, как правило, четырехтрубным, между ЦТП или мелкими котельными и объектами теплоснабжения (могут отсутствовать при наличии в здании ИТП) и внутридомовых сетей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Очевидно, что условия транспорта теплоносителя по каждому типу теплопроводов существенно различаются по условиям, в которых происходят потери теплоты и теплоносителя, и расчеты для каждого типа трубопроводов должны выполняться по различным методикам.

Реальная ситуация с нормативно-методическим обеспечением этих расчетов, к сожалению, далека от необходимой для удовлетворения практических потребностей. Единственным развернутым и достаточно подробным документом являются подготовленные 20 лет назад «Методические указания по расчету теплопотерь в магистральных трубопроводах» МУ 34-70-080-84, касающиеся только расчета магистральных трубопроводов, базирующиеся на устаревших технических решениях и отмененных СНиП, не учитывающие новые реалии экономики и организации теплоснабжения. Конкретными недостатками действующих МУ 34-70-080-84 являются:

1. Нормативные величины удельных тепловых потерь определены для 2-трубной сети и рассчитаны «исходя из действующих норм тепловых потерь, на основании которых запроектирована тепловая изоляция тех или иных участков данной сети» (п. 2.2). Их использование для трубопроводов, запроектированных согласно более поздним и ныне действующим СНиП, имеющим другие нормы потерь, некорректно и ошибочно.

2. Удельные потери приняты одинаковыми для канальной и бесканальной прокладки (очевидно, имелись в виду старые типы бесканальной прокладки с перлитобетонной и засыпной изоляцией). Сегодняшняя бесканальная прокладка, выполняемая в основном из вспененных материалов с предварительной теплоизоляцией в заводских условиях, имеет другие теплотехнические характеристики, существенно отличающиеся от материалов, используемых в канальной прокладке.

3. Отсутствуют указания по расчету нормируемых потерь трубопроводов, работающих сезонно. Все расчеты предполагают определение нормируемых среднегодовых потерь для круглогодично работающих сетей теплоснабжения.

4. В МУ 34-70-080-84 совершенно справедливо записано требование проведения каждые 5 лет натурных тепловых испытаний сетей, для корректировки величин тепловых потерь. Действительное состояние приборной базы большинства теплоснабжающих предприятий таково, что это требование игнорируется даже самыми успешными из них (например, АК «Киевэнерго»). При этом корректирующие коэффициенты, позволяющие аналитически учесть процесс старения изоляции, в документе отсутствуют, хотя их влияние достаточно существенно даже для лучших типов изоляции, таких как пенополиуретан, что показало выполненное под руководством автора специальное исследование [1].

Для распределительных сетей нормативно-методических документов для расчета тепловых потерь вообще не существует. Как показывает опыт проведения экспертизы технических показателей деятельности теплоснабжающих предприятий Украины, выполненный ПИНЭИ, эти расчеты либо проводятся согласно МУ 34-70-080-84, что приводит к значительным (до 10-15%) погрешностям в силу специфичности распределительных сетей и их отличия от магистральных (они, как правило, 4-трубные, прокладываются по 2 или даже 4 нитки в одном канале, имеют другие температурные напоры и т.д.). Очень часто предприятия принимают без проведения расчета приведенную без обоснований в КТМ 204 Украина 246-99 величину теплопотерь в 13% от величины отпуска -неизвестно откуда и когда появившаяся цифра.

Еще одним не отрегулированным параметром являются потери тепла с утечками из внутридомовых систем. Согласно МУ 34-70-080-84 они отнесены к потерям тепла в сетях, и их величина рассчитывается теплоснабжающими предприятиями для включения в общий объем теплопотерь, определяемый при составлении тарифа на тепловую энергию. Это противоречит действующим Правилам учета тепловой энергии и действующему в Украине «Порядку определения затрат на содержание жилого фонда», в котором обслуживание внутридомовых систем оплачивается в составе квартирной платы. Более того, при установке домовых узлов учета тепла, это приводит к двойной оплате потребителем этих потерь (в составе тарифа и по счетчику), а при отсутствии учета фактически сохраняет положение, когда финансовая ответственность за безответственность при эксплуатации внутридомовых систем ложится на всех пользователей сети. На наш взгляд, эта величина должна вычисляться для каждого объекта отдельно и отражаться в договоре на теплоснабжение — для контроля и, в случае превышения объема утечек вследствие неудовлетворительной эксплуатации внутридомовых систем, применения штрафных санкций, согласно «Правилам пользования тепловой энергией».

Еще одним существенным несоответствием сегодняшним реалиям являются правила расчета систем горячего водоснабжения. Согласно действующему СНиП, нормативная температура ГВС определяется расчетом в точке подогрева, т.е., при наличии распределительных сетей, на выходе из подогревателя в ЦТП. При этом действующие нормативные документы не предусматривают необходимости учета теплопотерь распределительными сетями горячей воды.

Горячая вода должна быть приготовлена в ЦТП с требуемой температурой (как правило, настраивается на 55 ОС) и теплопотери до дома обеспечивают снижение температуры обычно до 50-52 ОС. При учете горячего водоснабжения по объему и отсутствии учета теплоты на горячее водоснабжение это может удовлетворить и потребителя, и поставщика.

При домовом учете тепловой энергии, расходуемой на горячее водоснабжение, теплопотери трубопроводов горячего водоснабжения от ЦТП до здания, в том числе циркуляционных трубопроводов, остаются не учтенными ни в общем расходе тепловых потерь, ни в стоимости ГВС. (По объектам АК «Киевэнерго» наша предварительная оценка величины этих потерь — около 600 тыс. Гкал/год — достаточно для теплоснабжения жилого массива на 100 тыс. жителей). В этом случае при установке домовых узлов учета тепловой энергии, теплоснабжающие организации, которые в настоящее время являются поставщиками услуг ГВС, оказываются под двойным ударом — из-за снижения температуры горячей воды, которая фиксируется приборами, и из-за неучета теплопотерь в ее трассах. При наличии циркуляции и отопления санузлов полотенцесушителями величина таких потерь может составлять до 25-30% и более.

Исходя из этого, необходимо проводить расчет теплопотерь на участке от ЦТП до потребителя для включения их величин в суммарные расходы теплопотерь по распределительным сетям и, соответственно, в тариф на тепловую энергию. Кроме того, следует при подготовке договора на теплоснабжение по каждому зданию вычислить температуру горячей воды на входе в жилой дом, и в случае ее снижения ниже определенной «Правилами предоставления населению услуг по водо-, теплоснабжению и водоотведению», включить именно эту величину температуры в договор на предоставление услуг.

Из вышесказанного очевидно, что расчет теплопотерь систем централизованного теплоснабжения, являющийся в техническом отношении одним из самых «больных мест» централизованного теплоснабжения как технической системы, в настоящее время на десятилетия отстал от технических и организационных реалий сегодняшнего дня и не обеспечен нормативно-методической базой, что и является одной из причин множества неурядиц, решение которых необходимо для организации нормальной работы систем централизованного теплоснабжения, которые сегодня и в ближайшие десятилетия есть и будут основным источником теплового комфорта населения и теплообеспечения социальной сферы.

Рабинович М.Д., Ферт А.Р., Чалаев Д.М., Толстых И.П. Моделирование условий старения пенополиуретановой изоляции теплосетевых труб и оценка изменения ее теплопроводности // Новости теплоснабжения. — 2002. № 3. С. 32-34.

К вопросу о методике расчёта тепловых потерь в сетях централизованного теплоснабжения

К.т.н. И. Г. Ахметова, доцент, заведующая кафедрой ««Экономика и организация производства», Институт экономики и информационных технологий; д.х.н. Н.Д. Чичирова, директор, Институт теплоэнергетики; ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет», г. Казань

Введение

Проблема определения потерь теплоты при транспортировании теплоносителя в реальных условиях работы тепловых сетей актуальна уже более полувека [1–2]. В [1] отмечалось, что фактические тепловые потери можно определить только путём проведения специальных испытаний на тепловых сетях. Нахождение потерь тепловой энергии расчётным путём ведет к грубой оценке, т.к. корректирующие коэффициенты, учитывающие изменение теплозащитных свойств изоляции, со временем имеют значительные интервалы разброса [3].

В 2003 г. вопрос оценки тепловых потерь поднимался главным редактором журнала «Новости теплоснабжения» В.Г. Семеновым [4], который убедительно показал недостатки существующих подходов к определению потерь теплоты и представил пути решения этих проблем с помощью применения коммерческих счётчиков тепловой энергии.

Дальнейшее исследование вопроса оценки потерь тепловой энергии согласно данным приборов учёта отражено в 7, где предлагались различные пути решения. С момента публикации [4] прошло почти 15 лет, количество установленных счетчиков теплоты в секторе ЖКХ намного увеличилось, но актуальность вопроса не снизилась. Применение коммерческих приборов учёта тепловой энергии позволяет определить только суммарные потери в тепловых сетях, что явно недостаточно для практической работы теплоснабжающих организаций.

Достоверность и точность нахождения тепловых потерь в сети централизованного теплоснабжения чрезвычайно важны, поскольку их численные значения в современной литературе имеют широкий диапазон 6. Например, по некоторым данным потери составляют до 30% всей транспортируемой тепловой энергии 12, по другим, они в 5-9 раз превышают нормативные [9]. В [8] утверждается, что около 50% теплоты не доходит до потребителей. На практике теплоснабжающие организации определяют величину фактических тепловых потерь как разницу между отпущенной и реализованной тепловой энергией. Официальных рекомендаций, как правильно в реальных эксплуатационных условиях оценивать в водяных тепловых сетях фактические потери тепла, до сих пор нет.

Анализ существующих методик определения тепловых потерь

Проведя анализ источников по данному вопросу [1, 13-24], мы пришли к следующему. Существуют три метода оценки тепловых потерь. Первый метод [1, 24] – это определение потерь на основе опытных и экспериментальных данных, полученных в результате испытаний тепловых сетей на величину тепловых потерь. Безусловно, этот метод является самым достоверным, однако на практике не всегда оказывается возможным из-за сложности выполнения необходимых требований проведения эксперимента [25]: отсоединение потребителей от испытуемого кольца, наличия температурного перепада не менее 8°С, поддержания режима постоянного расхода в ходе испытаний. Данный метод практически нереализуем на тепловых сетях небольшой протяженности. Поэтому метод определения тепловых потерь по результатам испытаний используется в основном на магистральных теплопроводах, в то время как потери тепла, происходящие в распределительных сетях, имеют больший удельный вес [5].

Второй метод определения тепловых потерь заключается в снятии показателей по приборам учёта у потребителя. По данному методу разработано несколько методик [4-7, 23]. Однако, по разнице показаний между отпущенной тепловой энергией и зафиксированной у потребителя можно дать оценку лишь средним потерям по теплосети. а вот определить потери на конкретной её части – невозможно. Данный метод не представляет практического интереса, так как не позволяет выявить участок теплопровода с наибольшими потерями.

Третий метод определения тепловых потерь основан на методе математического моделирования удельных потерь тепловой энергии, когда в процессе использования тепловой изоляции происходит изменение её свойств 16. Однако результаты исследований [26] показали, что на прирост тепловых потерь влияет не только проблема увлажнения изоляции, как описано в 19, а неисправности изоляции, связанные с её физическим деградированием и повреждением целостности изоляционного слоя.

Таким образом, на сегодняшний день отсутствует универсальная методика определения фактических тепловых потерь в тепловых сетях, несмотря на то, что данная задача является одной из важнейших и определяет эффективность передачи тепловой энергии.

Кроме фактических тепловых потерь большое значение в деятельности теплосетевых организаций имеют нормативные потери тепловой энергии, расчёт которых регламентируется Приказом Министерства энергетики № 325 от 30.12.2008 г. «Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя» [27].

Величина нормативных тепловых потерь оказывает влияние на структуру тарифа теплоснабжающих организаций. Понимание этой величины также способствует правильному выбору мощности основного и вспомогательного оборудования, температурного графика тепловых сетей, а также выбору структуры системы теплоснабжения с возможной её децентрализацией. Определение нормативных тепловых потерь и сопоставление их с фактическими значениями обосновывает результативность проведения работ по улучшению тепловых сетей с заменой трубопроводов или их изоляции.

Необходимо отметить, что нормативные потери тепловой энергии, рассчитанные в соответствии с требованиями [27], в большинстве случаев значительно меньше фактических потерь. На наш взгляд причиной является не только неудовлетворительное состояние теплоизоляционных конструкций, но и определённые недостатки самой методики расчета нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя, которая не учитывает, например, тип изоляции.

Считается, что потери не должны превышать нормативное значение при любом виде изоляции. Это достигается за счёт разной толщины изоляционного слоя для разных видов изоляции. Однако данная методика применима лишь к изоляционному материалу типа минеральная вата. Современные изоляционные материалы выпускаются с заводской толщиной (ППУ, ТИЛИТ и др.), изменить которую эксплуатирующие организации не могут. Таким образом, существующая методика не позволяет учитывать особенности современных изоляционных материалов, а также оценивать эффект от замены устаревшей теплоизоляции на современную.

Необходимо также отметить, что ранее произвести объективное сравнение фактических и нормативных потерь тепловой энергии в тепловой сети было затруднительно в связи с отсутствием возможности определить точную величину фактических тепловых потерь, особенно в распределительных, внутриквартальных сетях.

Только массовая установка приборов учёта тепловой энергии у потребителей и на источниках тепловой энергии позволила с большой точностью определить фактическую величину потерь тепловой энергии в целом по тепловой сети, без выделения отдельных участков.

Определение тепловых потерь на примере тепловых сетей г. Казани

В 2016 г. в г. Казани было реализовано по приборам учёта 88% тепловой энергии. По отдельным теплоисточникам доля учтённой приборами тепловой энергии доходит до 95%. В табл. 1 приведены результаты сравнения фактических и нормативных потерь тепловой энергии по ряду котельных АО «Казэнерго» в г. Казани Республики Татарстан.

Таблица 1. Сравнение фактических и нормативных потерь тепловой энергии по котельным г. Казани за 2016 г.

п/п Наименование
котельной Отпуск в сеть,
Гкал Нормативные потери, Гкал Фактические потери, Гкал 1 Привокзальная, 27 14 599 2 636 2 833 2 Железнодорожников, 19 79 236 11 153 12 052 3 Залесная, 1В 15 601 1 357 1 681 4 Губкина, 50 26 957 2 890 3 522 5 Высотная, 30 38 167 3 302 5 168

Нормативные тепловые потери получены в соответствии с методикой расчёта, приведенной в [27]. Отпуск в сеть и фактические потери тепловой энергии определены по показаниям приборов учёта на источнике тепловой энергии. С учётом того, что по данным котельным в 2016 г. реализация тепловой энергии по приборам учёта составила около 90%, полученные результаты имеют достаточно высокую точность.

Для определения причины значительного расхождения нормативных и фактических потерь тепловой энергии были проведены тепловые испытания на величину фактических тепловых потерь в тепловых сетях от четырёх котельных (№ 1-4 в табл. 1) (рис. 1).

Рис. 1. Экспериментальные зоны 1-4 на схеме теплоснабжения г. Казани.

Испытания по определению фактических тепловых потерь надземных и подземных трубопроводов тепловых сетей г. Казани с различными типами прокладки, подключенных к указанным котельным, были выполнены в соответствии с приказом Министерства энергетики РФ № 325 от 30.12.2008 г. [27], требованиями СО [28]. Эксперименты проводились на 124 участках тепловых сетей.

Основные параметры испытаний на всех участках определялись расчётным путём, согласно [28]. Расчётные параметры испытаний:

— расход сетевой воды на начальном участке испытуемого кольца;

— температура сетевой воды в подающей линии;

— ожидаемые значения температуры воды в обратном трубопроводе, расход подпиточной воды и время пробега воды по испытуемому циркуляционному кольцу;

— ориентировочная продолжительность испытаний.

Температурный режим циркуляционного кольца на всех участках во время испытаний задавался исходя из следующих условий:

ü разность между средней температурой воды по всем участкам испытуемых теплопроводов и температурой окружающей среды во время испытаний должна быть, по возможности, близка к среднегодовому значению разности средней по подающей и обратной линиям температуре воды и температуре окружающей среды для данной теплосети;

ü понижение температуры воды в циркуляционном кольце за счёт тепловых потерь при испытаниях должно составлять не менее 8 о С и не более 20 о С.

Перед проведением тепловых испытаний были проведены следующие работы:

— составлена и утверждена техническая программа тепловых испытаний;

— во всех пунктах наблюдения температуры врезаны гильзы для установки эталонных термометров;

— отключены все потребители, присоединённые к испытуемому кольцу, согласно рабочей программе тепловых испытаний;

— смонтирована циркуляционная перемычка для перепуска воды из подающего трубопровода в обратный, на перемычке была врезана гильза под термометр.

При тепловых испытаниях сети измерялись:

а) расход воды, циркулирующий по испытуемому кольцу;

б) расход подпиточной воды;

в) температура воды в точках наблюдения.

Измерение расхода циркулирующей воды в кольце осуществлялось прошедшим поверку переносным расходомером российского производства. Температура воды, а также температура наружного воздуха измерялась эталонными термометрами ТМЦ 9210.

Во время проведения основного этапа испытаний были установлены термометры во всех точках наблюдений, измерения проводились через каждые 10 мин.

Температурная волна была зафиксирована во всех точках наблюдений, что дало возможность определить фактическую продолжительность пробега частиц воды по каждому участку испытуемого кольца. Запись показаний приборов в пунктах замеров велась одновременно с периодичностью 5 мин.

В результате испытаний определены тепловые потери для каждого из участков испытуемого кольца, а также отдельно для подающего и обратного трубопроводов. Произведен расчёт фактических потерь тепловой энергии на испытанных участках тепловой сети. Для сравнения с нормативными значениями, полученные значения тепловых потерь по каждому испытанному участку пересчитывались на среднегодовые условия работы тепловой сети.

В табл. 2 приведены полученные в результате тепловых испытаний величины фактических тепловых потерь и нормативные значения, приведённые к среднегодовым условиям работы тепловой сети.

На рис. 2-3 приведены основные результаты сравнения нормативных и фактических тепловых потерь при разных типах тепловой изоляции и различных сроках службы.

Таблица 2. Результаты сопоставления фактических и нормативных потерь

№ расчёт- ного участ- ка	Участок сети	Тип прокладки	Год прокладки	Наружный диаметр, мм	Длина, м	Фактические тепловые потери, приведённые к среднегодовым условиям Qф ср.г , Гкал/ч	Нормативные тепловые потери, приведённые к Qн ср.г , Гкал/ч	Соотношение фактических и нормативных потерь, К
1	Котельная Залесная,1В –ТК-5	Надземная (ППУ)	2004	273	85	0,0047	0,0071	0,66
2	ТК-5 – ТК-4	Подземная (ППУ)	2004	273	55	0,00224	0,0034	0,66
3	ТК-4 – ТК-8	Подземная (ППУ)	2014	273	55	0,00221	0,0034	0,65
4	ТК-8 – гараж	Надземная (минеральная вата)	1995	219	268	0,0317	0,0233	1,36
5	Гараж – переход диаметра	Надземная (базальт)	до 1989	159	275	0,0351	0,03	1,17
6	Переход диаметра – ТК-12	Надземная (тилит)	2015	133	45	0,00183	0,0025	0,73
7	ЦТП-3 (кот. Привокзальная) – ж/д Привокзальная,10	Подземная (минеральная вата)	2014	159	72	0,00354	0,0031	1,14
8	ж/д Привокзальная, 10 – переход диаметра на 133 мм	Подземная (минеральная вата)	2014	159	44	0,00307	0,0027	1,14
9	Переход диаметра – ж/д Привокзальная, 18	Надземная (базальт)	2014	133	446	0,0237	0,0222	1,07
10	ЦТП-Зур-Урам, 4А – ТК-22 (см)	Подземная (ППУ)	2014	219	126	0,0044	0,00673	0,65
11	ТК-22 (см) – до поворота трассы	Надземная (минеральная вата)	1989	219	96	0,0159	0,01167	1,36
12	Поворот трассы – тепловой узел ж/д, ул. 2-я Азинская, 3а	Подземная (тилит)	2014	219	240	0,0093	0,0128	0,73
13	Котельная – ТК-10	Подземная (минеральная вата)	2004	426	133	0,0146	0,01111	1,31
14	ТК-10 – ТК-19	Подземная (минеральная вата)	1989	426	394	0,1128	0,0806	1,40
15	ТК-19 – ул. Красикова, д. 5/34	Подземная (минеральная вата)	2014	377	108	0,0095	0,00835	1,14
16	Ул. Красикова, д. 5/34 – ТК-24	Подземная (минеральная вата)	2011	377	22	0,0019	0,0017	1,17
17	ТК-24 – ТК-30	Подземная (минеральная вата)	2011	325	248	0,0200	0,01712	1,17
18	ТК-30 – ТК-36а	Подземная (ППУ)	2014	273	222	0,0089	0,0137	0,65

В результате эксперимента выявлено прогнозируемое превышение фактических потерь тепловой энергии над нормативными потерями при использовании изоляции из минеральной ваты: при увеличении срока службы трубопровода и тепловой изоляции фактические тепловые потери увеличиваются (рис. 2). В тоже время, для предизолированных трубопроводов в ППУ изоляции фактические потери оказались ниже нормативных примерно на 35%, причём вне зависимости от срока службы (рис. 3).

Рис. 2. Соотношение фактических и нормативных потерь (минеральная вата).

Рис. 3. Соотношение фактических и нормативных потерь для различных участков тепловой сети разного срока службы (ППУ изоляция).

Необходимо отметить, что в соответствии с методикой, изложенной в Приказе, при расчёте нормативных тепловых потерь может быть учтено фактическое состояние изоляции и трубопроводов тепловых сетей при помощи соответствующего коэффициента.

Значения нормативных часовых тепловых потерь (Гкал/ч) участков трубопроводов тепловых сетей, аналогичных участкам трубопроводов, подвергавшихся испытаниям на тепловые потери, по типу прокладки, виду изоляционных конструкций и условиям эксплуатации определяются для трубопроводов подземной и надземной прокладки отдельно по формуле:

где k_ui – поправочный коэффициент для определения нормативных часовых тепловых потерь, полученный по результатам испытаний на тепловые потери;

q_нi – удельные часовые тепловые потери трубопроводами каждого диаметра, определённые перерасчётом табличных значений норм удельных часовых тепловых потерь на среднегодовые (среднесезонные) условия эксплуатации, ккал/чм;

L_i – длина участка трубопроводов тепловой сети, м;

β_i — коэффициент местных тепловых потерь, учитывающий тепловые потери запорной и другой арматурой, компенсаторами и опорами (принимается 1,2 при диаметре трубопроводов до 150 мм и 1,15 – при диаметре 150 мм и более, а также при всех диаметрах трубопроводов бесканальной прокладки).

Значения поправочного коэффициента k_u определяются по формуле:

где Q_ф и Q_н – тепловые потери, определённые в результате испытаний на тепловые потери, пересчитанные на среднегодовые условия эксплуатации каждого испытанного участка трубопроводов тепловой сети, и потери, определённые по нормам для тех же участков, Гкал/ч.

В результате проведённых экспериментов может быть получено значение k_u как отношение экспериментальных и нормативных значений.

Но методика расчёта нормативных тепловых потерь подразумевает, что данный коэффициент учитывает фактическое состояние тепловой изоляции и трубопроводов тепловых сетей, которое определяется условиями и сроком эксплуатации. Получить этот коэффициент возможно только в результате проведения тепловых испытаний тепловых сетей и применить – только к аналогичным испытанным участкам.

В то же время проведённый эксперимент позволил установить, что фактические тепловые потери отличаются от нормативных величин даже для новых, только что проложенных трубопроводов, причём величина и знак отклонения зависят от вида применяемой тепловой изоляции (рис. 4).

Рис. 4. Соотношение фактических и нормативных тепловых потерь для разных видов изоляции новых тепловых сетей.

Очевидно, что в любом случае тепловые потери даже на новых тепловых сетях значительно отличаются от нормативных величин, при этом, использование предлагаемого [27] коэффициента k_u, как уже было сказано, ограничено необходимостью проведения тепловых испытаний.

Нами предлагается ввести в расчёт нормативных тепловых потерь коэффициент, учитывающий величину тепловых потерь при конкретном виде тепловой изоляции для новых трубопроводов:

где k_1i – коэффициент, учитывающий тип изоляции.

На наш взгляд применение данного коэффициента позволит приблизить значение расчётных нормативных потерь тепловой энергии к их фактическому значению. Это имеет большое значение для предприятий, эксплуатирующих распределительные сети, и из-за условий их конфигурации и протяжённостей не имеющей технической возможности произвести тепловые испытания.

В качестве проверки качества предложенной модели произведён расчёт нормативных тепловых потерь для котельной Высотная, 30 (№ 5 в табл. 1). Для этой котельной тепловые испытания не выполнялись. Расчёт нормативных тепловых потерь выполнен с применением коэффициентов, учитывающих виды тепловой изоляции. В результате произведённого расчёта по тепловым сетям от котельной Высотная, 30 получено соответствие фактических и рассчитанных значений (табл. 3).

Таблица 3. Тепловые потери (котельная Высотная, 30).

Нормативные потери по существующей методике, Гкал	Нормативные потери по существующей методике, пересчитанные на фактические условия года, Гкал	Фактические потери по приборам учета, Гкал	Нормативные потери по предлагаемой методике, Гкал
4 495,48	3 302	5 168	5 220,4

Вывод

Таким образом, внесение в методику расчёта нормативных тепловых потерь дополнительного коэффициента, учитывающего вид и свойства тепловой изоляции и полученного на основании тепловых испытаний тепловых сетей, позволит приблизить расчётные, нормативные значения тепловых потерь к фактическим величинам, без проведения дополнительных испытаний.

Литература

1. Сафонов А.П., Шубин Е.П. Определение тепловых потерь в действующих тепловых сетях // Теплоэнергетика. 1954. № 5. С. 8-14.

2. Dayan A., Merbaum А.Н., Segal I. Temperature distributions around buried pipe network in soil with a temperature dependent thermal conductivity // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1984. V.27
№ 3. P. 409-417.

3. Методические указания по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «тепловые потери», часть 3: РД 153-34.20.523-2003. М.: СПО ОРГРЭС, 2003. 28 с.

4. Семенов В.Г. Определение фактических тепловых потерь через теплоизоляцию в сетях централизованного теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2003. № 4. С. 30-33.

5. Байбаков С.А. К вопросу о методах и проблемах определения фактических тепловых потерь в тепловых сетях // Новости теплоснабжения. 2010. № 6. С. 36-39.

6. Хромченков В.Г., Иванов Г.В., Хромченкова Е.В. Определение потерь тепла в тепловых сетях // Новости теплоснабжения. 2006. № 6. С. 39-43.

7. Байбаков С.А., Тимошкин A.C. Методики определения и оценки фактических потерь через изоляцию в водяных сетях систем централизованного теплоснабжения без отключения потребителей // Новости теплоснабжения. 2009. № 5. С. 38-44.

8. Машенков А.Н., Филимонов A.B. О контроле состояния тепловых сетей // Новости теплоснабжения. 2003. № 10. С. 30-34.

9. Шавандрин A.M., Соломатин В.П., Гладинова Г.И. К вопросу определения тепловых потерь в действующих тепловых сетях // Известия ВУЗов. Энергетика. 1989. № 5. С. 70-73.

10. Балуев Е.Д. Перспективы развития централизованного теплоснабжения // Теплоэнергетика. 2001. № 11. С. 50 — 54.

11. Делюкин A.C. Концепция реконструкции системы теплоснабжения Приморского района Санкт-Петербурга // Энергосбережение. 2001. № 6. С. 26-29.

12. Казанов Ю.Н., Баритко Д.Я., Кунакович А.И. Учет тепловой энергии и теплоносителя – одно из важнейших направлений реформирования коммунального хозяйства // Теплоснабжение. 1997. № 3 (6). С. 3-4.

13. Мунябин Л.И., Арефьев H.H. К вопросу о методике расчета тепловых потерь при различных вариантах тепловой изоляции // Новости теплоснабжения. 2002. № 4. С. 35-38.

14. Иванов В.В., Букаров Н.В., Василенко В.В. Влияние увлажнения изоляции и грунта на тепловые потери подземных теплотрасс // Новости теплоснабжения. 2002. № 7 (23). С. 32-33.

15. Иванов В.В., Вершинин Л.Б. Распределение температур и тепловых потоков в зоне прокладки теплотрасс // Вторая Российская национальная конференция по теплообмену. Теплопроводность, теплоизоляция. М., 1998. Т. 7. С. 103-105.

16. Иванов В.В., Шкребко С.В. Моделирование тепловых процессов подземных бесканальных теплотрасс // Вторая Российская национальная конференция по теплообмену. Теплопроводность, теплоизоляция. М., 1998. Т. 7. С. 106-108.

17. Кузнецов Г.В., Половников В.Ю. Оценка масштабов тепловых потерь в магистральных теплотрубопроводах в условиях затопления // Промышленная энергетика. 2006. № 8. С.32-34.

18. Кузнецов Г.В., Половников В.Ю. Анализ тепловых потерь теплотрубопроводов в условиях взаимодействия с влажным воздухом // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 2. С. 37-40.

19. Половников В.Ю. Математическое моделирование тепловых режимов теплотрубопроводов в условиях увлажнения изоляции: Дис. канд. тех. наук: 14.05.2004 г., защищена 25.12.2006 г. Томск: Б.и., 2006, 122 с. Библиогр.: с. 112-122.

20. Кузнецов Г.В., Половников В.Ю. Численный анализ потерь тепла магистральными теплопроводами в условиях полного или частичного затопления // Инженерно-физический журнал. 2008. Т. 81. № 2. С. 303-311.

21. Кузнецов Г.В., Половников В.Ю. Тепловые потери магистральных трубопроводов в условиях полного или частичного затопления // Изв. вузов: Проблемы энергетики. 2006. № 3-4. С. 3-12.

22. Кузнецов Г.В., Половников В.Ю. Численное моделирование теплового состояния трубопровода в условиях затопления с учетом нестационарности процесса насыщения изоляции влагой // Тепло-
энергетика. № 5. 2008. С. 60-64.

23. Официальный сайт Министерства энергетики РФ. http://minenergo.gov.ru/. Электронный ресурс (дата обращения 02.02.2016 г.).

24. Шавандрин A.M., Соломатин В.П., Гладинова Г.И. К вопросу определения тепловых потерь в действующих тепловых сетях // Известия ВУЗов. Энергетика. № 5. 1989. С.70-73.

25. Методические указания по определению тепловых потерь в водяных тепловых сетях: РД 34.09.255-97. М.: СПО ОРГРЭС, 1988. 18 с.

26. Кузнецов В.Г., Озерова И.П., Половников В.Ю., Цыганкова Ю.С. Оценка изменения теплозащитных свойств изоляции в процессе эксплуатации тепловых сетей // Повышение эффективности энергетического оборудования: Материалы VI международной научно-практической конференции, 6-8 декабря 2011 г., г. Иваново. 2011. С. 284-289.

27. Приказ Министерства энергетики РФ от 30 декабря 2008 г. № 325 «Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя» (с изменениями и дополнениями).

28. Методические указания по определению тепловых потерь в водяных тепловых сетях: СО 34.09.255-97. М.: СПО ОРГРЭС, 1998.

И. Г. Ахметова, Н.Д. Чичирова, К вопросу о методике расчёта тепловых потерь в сетях централизованного теплоснабжения

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №04 (200) 2017 г. , www.rosteplo.ru/nt/200

Коментарии

Борисов Константин Борисович, ООО «Центр энергоэффективности — XXI век» (ООО «ЦЭНЭФ — XXI»). [ 12:05:22 / 02.05.2017]

Борисов Константин Борисович, ООО «Центр энергоэффективности — XXI век» (ООО «ЦЭНЭФ — XXI»). [ 12:05:22 / 02.05.2017]

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки — служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.