книги из ГПНТБ / Фурман И.Я. Регулирование неравномерности газопотребления

не за счет усилий коллектива котельных, а исключительно благо­ даря благоприятным климатическим факторам.

В конце 1969 г. решением исполкома Моссовета было введено новое положение о премировании руководящих инженерно-техни­ ческих работников и служащих тепловых станций, объединенных, районных и квартальных котельных. В соответствии с новой систе­ мой в основу начисления премии кладутся следующие показатели.

выполнение графика отпуска тепловой энергии при отсутствии его перерасхода;

снижение удельных расходов топлива на 1 Гкал отпущенной тепловой энергии против установленных норм;

снижение плановой суммы (сметы) эксплуатационных расходов на отпущенную тепловую энергию за вычетом расходов на топливо.

По новой системе премирование производится при условии бес­ перебойности обеспечения населения и других потребителей тепловой энергией, а также при отсутствии обоснованных жалоб.

Такая система, бесспорно, будет стимулировать работников тепло­

систем отопления должны стать важным фактором снижения сезон­ ности расхода топлива в целом и, в частности, газа.

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ К О Н С Т Р У К Ц И Й ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ЭКОНОМИЧНЫ МЕТОДОВ СЖИГАНИЯ ГАЗА

Наряду с повышением теплозащитных свойств и улучшением эксплуатации отопительных систем жилых и общественных зданий существенную роль в снижении расхода газа в зимнее время может сыграть переход на новые типы отопительных приборов и внедрение прогрессивных схем сжигания газа.

Одним из экономичных методов использования газа для отопле­ ния является внедрение газа-воздушных калориферов (ГВЗ), где тепло от продуктов сгорания передается воздуху в агрегате через металлическую стенку, как в обычных теплообменниках регуперативного типа. Сжигание газа в калориферах автоматизировано, они работают с высокой надежностью без постоянного обслуживающего персонала. Использование газо-воздушных калориферов дает сниже­ ние расхода газа на отопление по следующим причинам:

при этом методе отопления нет нужды в распределительных подземных тепловых сетях от котельных или ТЭЦ до потребителя, следовательно, отсутствуют потери тепла в них;

183

в калориферах можно создать не только лучистый, но и конвек­ тивный тепловой обмен;

отопление при помощи калориферов позволяет в случае необ­ ходимости подавать тепло только в определенную зону.

Ввиду всех этих особенностей к. п. д. газо-воздушных калори­ феров значительно выше, чем современных систем центрального отопления. Так, по данным [57], калориферы шведской фирмы Bahce имеют к. п. д. 94%. Отопление при помощи газовоздушных калориферов нашло широкое применение в США, Франции, Англии, Бельгии, ФРГ и других странах.

В СССР разработаны и испытаны опытные образцы газо-воздуш­ ных калориферов. Так, для отопления жилых помещений площадью до 90 м 2 институт Мосгазпроект создал газовый калорифер МГП-8, имеющий к. п. д. порядка 86%. В НИИСантехники Академии строи­

душный калорифер для отопления вентиляционных систем промыш­ ленных зданий с к. п. д., превышающим 85%. Опытный высокоэко­ номичный образец отопительно-вентиляционного агрегата К-350 разработан ВНИИПромгазом и НИИСантехникой.

Газо-воздушные калориферы имеют и существенные недостатки. Необходимость использования при этом методе отопления системы теплообменников не дает возможности получить достаточно высокую температуру воздуха. Кроме того, производительность по воздуху (а следовательно, отопительные возможности) калориферов ограни­ чены, так как их наращивание влечет за собой существенное увели­ чение габаритов теплообменников.

Указанные недостатки отсутствуют у другого высокоэкономич­ ного метода отопления — использования газовых контактных водоили воздухонагревателях, где нагрев теплоносителя ведется путем непосредственного контакта с продуктами сгорания (без разделя­ ющей стенки). Именно газ дает возможность перейти на контактный метод нагрева, так как в продуктах сгорания этого вида топлива отсутствуют механические примеси. При этом происходит снижение температуры уходящих продуктов сгорания до 40—50° С против 200—300° С при нагреве воды в водогрейных либо паровых котлах. Это позволяет существенно повысить к. п. д. процесса нагрева и, следовательно, снизить расход топлива. По данным [58] составлена табл. 61, иллюстрирующая экономичность использования газовых кон­ тактных водонагревателей по сравнению с котлами различных типов.

В одной из бань Ленинграда в течение длительного времени эксплуатируется контактный водонагреватель каскадно-дискового типа. Расход газа на нагрев воды сократился по сравнению с водо­ грейными котлами на 15—20%.

Над созданием контактных нагревателей работает несколько организаций (АКХ им. К. Д. Памфилова, МИНХ им. Г. В. Плеха­ нова, УкрНИИСТ и др.). Елецким заводом начат серийный выпуск контактных водонагревателей типа ФНКВ .

184

Наряду с газовыми контактными водонагревателями при сезонном расходовании газового топлива могут быть внедрены газовые воздухо­ нагреватели. Эти агрегаты успешно используются на строительных площадках для сушки и отопления строящихся зданий, промышлен­ ных помещений больших объемов, для создания воздушных завес. Газовые контактные воздухонагреватели (ГКВ) также дают очень высокий к. п. д. Так, ГКВ Ленгипроинжпроекта, применяемый для отопления промышленных зданий, имеет к. п. д. равный 96—98%, а нагреватель ГКВ УТ-150, применяемый для отопления и сушки строящихся зданий (конструкции Института газа АН УССР), — 98%. Примерно такие же показатели у аналогичного агрегата конструкции Ленинградского инженерно-строительного института.

Весьма перспективно использование радиационного газового обогрева. Специфические свойства радиационных газовых излучате­ лей (повышенная радиация, малая инерционность) позволят приме­ нять их для эффективного обогрева крупногабаритных помещений с нетеплоемкими ограждениями (гаражи, ангары, склады) или поме­ щений с большой кратностью воздухообмена (спортзалы, литейные цехи, вокзалы, фермы для содержания скота). Опыт зарубежных стран (Англии, Венгрии, ГДР, Франции, ФРГ), достигших наиболь­ шего прогресса в отоплении газовыми инфракрасными излучателями, показывает, что для указанных выше типов помещений их исполь­ зование дает существенное снижение расхода газа по сравнению с обычными схемами отопления. Наряду с переходом к принци­ пиально новым конструкциям отопительных приборов существенное значение для экономии газа, идущего на отопительные нужды, может дать совершенствование конструкции отопительных котлов.

Теплоснабжение жилых кварталов и промышленных предприятий с потреблением тепла 5—30 Гкал/ч обычно осуществляется котель­ ными с паровыми котлами типа ДКВР . Выпуск и внедрение простых по конструкции и экономичных теплофикационных водогрейных котлов малой производительности наряду со снижением затрат на их установку и эксплуатацию позволяет уменьшить расход газа в период отопительного сезона. В институте газа АН УССР разработаны прин­ ципиально новые конструкции простых газовых теплофикационных

185

котлов теплопроизводительностью 1, 5; 2, 5; 4 и 8 Гкал/ч. Про­ мышленное применение получили котлы типов ТВГ-4 и ТВГ-8 с теп­

Важным фактором снижения расхода газа на отопительные нужды может стать внедрение экономичных методов сжигания газа с исполь­ зованием тех преимуществ, которые можно получить при использо­ вании газового топлива в качестве энергоносителя.

им. Г. М. Кржижановского были разработаны принципиально новые типы отопительных котлов беспламенного горения, которые успешно прошли промышленные испытания.

Газ сжигается на развитой поверхности огнеупоров, обеспечи­ вающей высокие тепловые напряжения. Использование такого ме­ тода позволяет существенно повысить к. п. д. котлов и снизить расход газового топлива.

Так, проведенные на заводе «Калибр» энергетическим институ­ том АН СССР опыты показали, что использование котла ЭНИн-1-240 с беспламенными горелками намного экономичней, чем котлов с пла­ менным обогревом.

В Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова была сконструирована излучающая горелка беспламенного сжигания газа для жаротрубного котла. Она была установлена на одном из действующих котлов Зубаревских бань Москвы. Испытания показали, что к. п. д. котла при обогреве его горелкой излучающего типа колеблется в зависимости от нагрузки от 82,4 до 89,5% и примерно на 10% выше к. п. д. при обычной эжекционной горелке. Потери от химического нежодога газа при этом равны нулю. В Академии была сконструирована и отопительная газовая печь АКХ-5 с бес­ пламенной горелкой АКХ, имеющей к. п. д. 85—95%.

Одним из путей экономии газа, идущего на отопительные нужды, является использование вторичных энергетических ресурсов при его сжигании. При работе на газовом топливе техника использова­ ния вторичных ресурсов значительно проще по сравнению с техни­ кой сжигания твердого или жидкого топлива.

Существенную экономию топлива приносит использование тепла уходящих газов в рекуператорах и экономайзерах. Однако эти установки требуют известных капитало- и металловложений. Более экономичный метод использования вторичных энергоресурсов — ступенчатое использование тепла природных газов путем сочетания высоко-, средне- и низкотемпературных установок (например, отвод газа из печей в целях нагрева воздуха для отопления зданий).

186

Как известно, в современных воздухонагревателях, оснащенных топками для сжигания природного газа, продукты его сгорания разбавляют воздухом настолько, что температура используемой газо-воздушной смеси не превышает температуры уходящих газов нагревательных или термических печей. В результате этого пред­ ставляется возможность не расходовать газ на отопление заводских зданий, а использовать для этого воздухонагреватели, работающие на уходящих газах, не усложняя и не удорожая при этом конструк­ ции воздухонагревателей.

На заводе «Россельмаш» была создана отопительная установка, использующая тепло продуктов сгорания газа в промышленных печах предприятия, которая позволяет отказаться от дополнитель­ ных расходов газа на отопление предприятия. Кроме того, ее к. п. д. значительно выше, чем при других схемах отопления. Об этом сви­ детельствуют данные (табл. 62), где приводятся результаты сопоста­ вления различных систем отопления.

Т а б л и ц а 62

К. п. д. различных систем отопления

Одним из путей уменьшения сезонной и внутрисуточной неравно­ мерности газопотребления может явиться создание теплоэлектрических схем теплоснабжения. В этом случае вся нагрузка по горячему водоснабжению и базисная часть графика отопления будут покры­ ваться за счет обычных систем теплоснабжения, а пиковая его часть — с помощью различных схем электроотопления.

Расчеты [60 ] показали, что при уменьшении числа часов исполь­ зования максимума пиковой отопительной нагрузки на 20% удель­ ные расходы тепла на отопление жилых и общественных зданий уменьшаются более чем на одну треть. Эффективность применения комбинированных теплоэлектрических схем отопления в каждом конкретном случае требует соответствующего технико-экономиче­ ского обоснования, так как затраты на электроэнергию для покрытия пика отопительной нагрузки в значительной мере зависят от выбран­ ного суточного режима электроснабжения. В подавляющем большин­ стве использование электроэнергии для покрытия пика отопительной нагрузки и уменьшения тем самым неравномерности газопотребления становится эффективным, если электроснабжение на указанные нужды осуществляется по свободному графику, внепиковому графику

187

(с отключением отопительных приборов во время вечернего макси­ мума нагрузки) и графику ночного провала нагрузки энергосистемы. Последний метод, в частности, широко применяется в ГДР, где во многих общественных зданиях установлены электроотопительны© приборы с программным управлением.

О р г а н и з а ц и о н н ы е м е р о п р и я т и я п о у л у ч ш е н и ю и с п о л ь з о в а н и я г а з а

Важное значение для экономии топливных ресурсов в отопи­ тельных и промышленных котельных имеют организационные меро­ приятия по улучшению использования газа. В первую очередь, следует отметить мероприятия по унификации конструкций газогорелочных устройств, централизации изготовления и контроля за тепловым режимом в процессе эксплуатации.

В отопительных котлах, переведенных на газ, применяется большое число типоразмеров газогорелочных устройств. На про­ мышленных предприятиях горелки иногда изготовляются непос­ редственно на месте, т. е. по существу «кустарным» способом, в результате чего их технологические, а следовательно, экономические показатели значительно ухудшаются.

Кроме централизации изготовления газогорелочных устройств и их унификации необходима повседневная работа по регулированию уже имеющихся газогорелочного хозяйства и контроль за процессом горения. Горелки, разработанные Теплопроектом, Мосгазпроектом, Ленгипроинжпроектом и другими организациями, теоретически обеспечивают полноту сгорания, но вследствие того что иногда отсут­ ствует контроль теплового режима, их эксплуатационные показатели гораздо ниже проектных. Поэтому создание соответствующей службы по регулированию горелок является неотложной задачей.

Важным организационным мероприятием, которое будет способ­

в зимнее время, является создание Государственного газового над­ зора СССР в системе Мингазпрома СССР. В его функции входит осу­ ществление контроля за рациональным и эффективным использова­ нием газового топлива вне зависимости от ведомственной подчинен­ ности потребителя, техническим уровнем газоиспользующего обору­ дования и приборов, внедрением новой техники в области использо­ вания газа. Государственная газовая инспекция СССР имеет право отключать предприятия или топливопотребляющие установки в слу­

Кроме перечисленных выше путей снижения расхода газа в пе­ риоды его повышенного спроса важным фактором решения этой проблемы является использование методов экономического воздей-

188

ствия на уменьшение неравномерности газопотребления. В связи с тем, что регулирование неравномерности связано с определенными затратами, которые в зависимости от конкретных режимных харак­ теристик различны для разных групп потребителей, в экономических показателях газоснабжения (как уже выше отмечалось) должны быть отражены затраты на регулирование. Речь может идти об учете этих затрат при формировании как показателей газового топлива франкопотребитель, используемых при различных технико-экономических расчетах, так и уровня цен на него.

Вопрос о целесообразности и методах учета режимов при опре­ делении уровня технико-экономических показателей газа в районах потребления был подробно рассмотрен в предыдущей главе.

Было показано, что для оптимизации ТЭБ и ЕГС, а также реше­ ния широкого круга децентрализованных задач, связанных с эконо­ мической оценкой газа франко-потребитель, учет режимов газо­ потребления необходим и возможен.

В принципе цены на топливо должны определяться исходя из тех же методических предпосылок, что и замыкающие затраты.

в зависимости от режимных характеристик различных групп потре­ бителей. Такие цены должны были бы учесть те дополнительные затраты, которые необходимо осуществить как в рамках газоснаб­ жающей системы (подземное хранение, резервирование мощностей газовой промышленности), так и за ее пределами (складирование вторых видов топлива у потребителей-регуляторов).

Рассматриваемая проблема имеет и чисто практический аспект. Анализируя вопрос об учете режимов газопотребления при форми­ ровании цен на газ в свете рассматриваемого в настоящей глава вопроса воздействия на потребителей с целью уменьшения расхода газа в зимнее время, следует определить, окажут ли такие диффе­ ренцированные (в зависимости от режимов) цены желаемое воздей­ ствие, и, наконец, является ли такое мероприятие практически возможным в конкретных условиях, которые сложились в нашей газовой промышленности.

Практика, при которой цена на газ устанавливается вне зависи­ мости от режима его потребления, является, бесспорно, отрица­ тельным фактором, способствующим увеличению неравномерности газопотребления и, следовательно, росту затрат на ее регулирование. В первую очередь, это касается отопительной нагрузки и комму­ нально-бытовых потребителей.

Приготовление пищи, нагревание воды, подогрев утюгов инди­ видуальными газопотребителями ведется нередко без ЭКОНОМНОГО; расхода газа. В некоторых жилых квартирах в периоды сильных похолоданий в дополнение к центральному отоплению включаются кухонные плиты.

В зданиях с централизованным теплоснабжением допускается,, как уже отмечалось выше, значительный «перетоп» помещений.

18»

Такое расточительное расходование газа в периоды повышенного спроса является в значительной мере следствием отсутствия эконо­ мических рычагов воздействия на потребителей.

Опыт ряда зарубежных стран показывает, что воздействие на уровень потребления газа в коммунально-бытовом секторе системой дифференцированных тарифов является мероприятием весьма эффек­ тивным. Например, во Франции (кроме районов юго-запада, где действует несколько иная система) месячный тариф на газ слагается из следующих частей: единовременной суммы в размере V12 едино­ временной годовой, так называемой «подписной» суммы, т. е. платы за заявленных! часовой и суточный максимум, и платы в соответст­ вии с показаниями счетчика, причем последняя часть дифференци­ руется в зависимости от времени года. Такое построение тарифа позволяет тесным образом увязать режим газопотребления того или иного абонента с платой за пользование газом. Так, по дан­ ным [61], для потребителя с 7 ООО ч использования максимума тариф составляет 1,15 франков за 1000 м3 , а при 1000 ч — 2,75 фран­ ков за 1000 м3 . В ФРГ установлен двухставочный тариф на газ, учитывающий фактическое (а не заявленное) число часов использо­ вания потребителями суточного максимума.

В некоторых странах режим газопотребления учитывается в цене несколько иным образом. Основным фактором, определяющим вели­ чину тарифа на газ, является регулярность его поставки. Так, в США, кроме различий в тарифе между регулярными и нерегуляр­ ными поставками, последние дифференцируются на сезонное и вне­ пиковое газоснабжение (сезонные потребители получают газ без перерыва, но лишь в определенное время года, а внепиковые— весь год, но только в дни и часы, когда газ полностью не используется потребителями, имеющими контракты на постоянную поставку). Зачастую тарифы на прерываемые поставки могут различаться в зависимости от часового максимума потребления и минимального времени, по истечении которого абонент должен прекратить потре­ бление газа. В виде примера можно привести систему тарифов для нерегулярных поставок газа потребителям компании «People's gas ligth and coke company", которая охватывает следующие группы -обслуживания:

общее сезонное (применяется в течение полугодия — с 16 апреля до 15 октября);

внепиковое промышленных предприятий с мощностью часового потребления не менее 35 млн. БТЕ 1 ; может быть прервано или сокра­ щено с предупреждением за два часа;

внепиковое котельных с часовой мощностью не менее 50 млн. БТЕ; . может быть прервано или сокращено с предупреждением за 30 мин;

внепиковое котельных с часовой мощностью не менее 1,8 млрд.

190

Эта система тарифов построена ступенчатым образом. Потребители первой группы платят минимальную плату — 10 долларов за пер­ вую ступень потребления 10 млн. БТЕ . За последующие объемы

становится постоянной. Потребители второй группы оплачивают

торых европейских странах. Так, в Бельгии с марта по ноябрь цена на газ снижается на 25%, а в некоторых случаях на очень короткий срок в летние месяцы (с середины июля до середины августа)—на 50%. Сезонные скидки на газ введены также в Австрии и других странах.

Изложенные выше данные показывают, что с учетом опыта сжи­ гания газа на отопительные и коммунально-бытовые нужды у нас в стране, а также исходя из мировой практики, следовало бы диффе­ ренцировать тариф в зависимости от режима потребления. Такой точки зрения придерживаются экономисты, которые считают, что для газа, расходуемого на отопление, а также для всех видов ком­ мунально-бытового газопотребления необходимо ввести дифферен­ цированные тарифы с существенным повышением цен на газ зимой и снижением их в летнее время; сезонные колебания цен на газ должны быть построены таким образом, чтоб сохранить их средне­ годовой уровень. При этом должен быть налажен строгий учет расхода газа в жилых домах и отопительных котельных, а также учет расхода тепла в зданиях, теплоснабжение которых осуществ­ ляется централизованно.

Сторонники введения дифференцированного учета и сезонных цен на газ ссылаются также на опыт энергетиков, где учет расхода электроэнергии ведется в каждой квартире.

Нам представляется, что, рассматривая проблему целесообраз­ ности дифференциации цен в зависимости от режимов газопотребле­ ния, следует проанализировать этот вопрос раздельно — примени­ тельно к коммунально-бытовым и промышленным потребителям.

Что касается коммунально-бытовых потребителей, то практичес­ кие мероприятия по введению дифференцированных тарифов, в пер­ вую очередь, упираются в необходимость организации поквартирного учета расхода газа и тепла, а это связано с установкой в каждой квартире счетчиков расхода газа и тепла. Если вернуться к аналогии с электроэнергетикой, то необходимо отметить, что два принципи­ ально сходных между собой направления энергоснабжения развива­ лись, с точки зрения учета расхода энергоносителя, диаметрально противоположными путями. В электроэнергетике те города и насе­ ленные пункты, где учет расхода электроэнергии велся раньше исходя из числа абонентов (электролампочек), были постепеннопереведены на счетчики. В газоснабжении обратная картина: во всех городах, где в квартирах имелись газовые счетчики, они были сняты, а во вновь построенных зданиях они не устанавливаются.

191

Поэтому учет расхода газа ведется только по числу абонентов. Вряд ли имеет смысл сейчас поднимать вопрос о том, целесообразно ли было в свое время ликвидировать поквартирный учет расхода газа. Более важным, на наш взгляд, является констатация того факта, что для установления счетчиков во всех газифицированных город­ ках и рабочих поселках, а также оснащения ими строящегося жилого фонда необходимо было бы организовать по сути дела новую под­ отрасль приборостроения, создав для этого соответствующие произ­ водственные мощности. (К 1975 году только для квартир, снабжае­ мых сетевым газом, необходимо было бы изготовить более 40 млн. счетчиков.) При этом необходимо также иметь в виду, что мероприя­ тия по учету расхода газа в квартирах дали бы, с точки зрения экономии газового топлива в отопительный период, весьма неболь­ шой эффект, так как основную часть сезонного расхода газа в ком­ мунально-бытовом секторе составляет его потребление на нужды

В котельных и на ТЭЦ учет расхода газа ведется, однако это спо­ собствует экономии лишь непосредственно в котельных и на ТЭЦ. Для того, чтобы при помощи дифференцированных тарифов оказать влияние на уменьшение расхода газа, используемого для центра­ лизованного теплоснабжения, необходимо в квартирах иметь также и счетчики расхода тепла, что в настоящее время также практически трудно осуществимо.

Несмотря на сложившуюся в некоторых странах практику, про­ тив дифференциации тарифов на газ для коммунально-бытовых по­ требителей в зависимости от режимов газопотребления имеются возражения принципиального порядка. Соответствующая точка зрения была изложена в докладе секретариата Европейской эко­ номической комиссии (ЕЭК) ООН по рассматриваемому вопросу, «оставленному на основании опроса ее стран-членов [61 ]. Подчер­ кивается, что наряду с мнением о необходимости тарифного регули­ рования сезонного спроса на газ для коммунально-бытовых нужд правомерной является и другая постановка вопроса: коммунальнобытовое потребление (включая отопление) является, с точки зрения удовлетворения общественных потребностей, наиболее квалифици­ рованным видом использования газа. Поэтому тариф для бытовых потребителей (включая сезонные) должны быть выгодными и не должны создавать препятствий к использованию ими этого ценного вида топлива. К тому же, как отмечается в указанном документе, изменение цен на газ для коммунально-бытовых нужд обычно не влечет за собой пропорционального изменения спроса. Это объяс­ няется тем, что при выборе вида энергии для потребителя помимо цен имеют значение и многие другие факторы: стоимость установок «жигания топлива (или использования энергии), удобство приме­ нения, легкость ухода, чистота, стоимость полезной калории других видов топлива и, наконец, даже привычки потребителей, от которых они при изменениях тарифов могут и не отказаться. В заключение

192