Модернизация котельных с паровозными котлами. Реконструкция и ремонт котельных
Модернизация котельной - это совокупность мер, требуемых с целью увеличения эффективности ее работы, повышения мощности и безопасности, уменьшение расходов в ее использовании.
Основные причины проведения модернизации
Модернизация котельной проводится при наличии следующих предпосылок:
- высокая степень изношенности оборудования;
- увеличение себестоимости вырабатываемого тепла;
- нарушение температурных графиков теплоподачи;
- отсутствие возможностей для строительства новой котельной.
Перед проведением мероприятий по модернизации необходимо предварительное предпроектное обследование, включающее в себя исследование дополнительных термических нагрузок оптимизации уровня загрузки оборудования, уточнение перспектив энергоэффективности и снижения теплопотерь. Согласно итогам обследования принимается один из возможных вариантов модернизации котельной.
Варианты модернизации
Модернизация может включать в себя полное обновление конфигурации всей системы или замену отдельных узлов и агрегатов.
1. Системы топливоподачи и топливоподготовки. В процессе модернизации этих систем вдопустимо проведение работ по автоматизации и реконструкции с установкой современного и высокопроизводительного оборудования, замена и теплоизоляция емкостей, гранулирование и гомогенизация твердого топлива, установка современных транспортеров, угледробилок и металлоочистителей.
2. Системы автоматизации и приборы учета. Модернизация котельной в этой области включает в себя организацию автоматического контроля за всеми процессами с единого пульта управления, установку приборов учета расхода топлива и теплоты на выходе, приборов учета расхода воды и контрольно-измерительного оборудования для управления качеством и количеством теплоносителя и выработанного тепла.
3. Система водоподготовки . Проводятся работы по усовершенствованию комплексной обработки сетевой воды, установке станций по снижению железосодержания, автоматизации управления системой, разделению контуров сетевой и котловой воды.
4. Замена котельных агрегатов . Это самый эффективный способ модернизации котельной, включающий в себя замену всех устаревших и отработавших свой ресурс моделей котлов, таких как чугунные секционные, на современные стальные, реконструкцию угольных котлов с повышением КПД до 75-80 %, замену конвективных частей и теплообменников, замену топок с ручной топливоподачей на механизированные или автоматизированные топки, организацию утилизации теплоты уходящих газов.
5. Оптимизация режимов горения и замена горелок. Для газовых и жидкотопливных котлов предусматривается замена горелок с пневматическим распылителями РВСС, что позволяет повысить КПД на 10 %, снизить температуру подогрева топлива. Также в комплекс мер может входить установка горелок для водонефтяной эмульсии, замена топливных емкостей, изменение схемы забора воздуха для поддува, оптимизация режимов горения, установка систем контроля за основным и вспомогательным оборудованием.
После разработки общей концепции модернизации производится подбор необходимого оборудования и согласование с заказчиком. Следующими этапами являются выполнение проектных работ, поставка и монтаж оборудования, наладка и запуск котельной.
Результаты модернизации:
- повышение надежности и производительности оборудования;
- значительное увеличение КПД и тепловой мощности;
- оптимальный режим работы;
- сокращение расходов на обслуживание и эксплуатацию путем снижения расхода топлива и количества обслуживающего персонала;
- снижение количества экологически вредных выбросов.
Модернизация котельной производится для улучшения эффективности, повышение мощности, улучшения экологической безопасности, уменьшению потребления топлива и расходов на эксплуатацию котельной.
Модернизация котельной необходима, если основное и вспомогательное оборудование котельной морально и физически устарело, потребление топлива значительно увеличилось, увеличилась себестоимость вырабатываемого тепла, котельная переводится на применение другого вида топлива.
Модернизация котельной начинается с проведения обследования, которое включает в себя проверку дополнительных тепловых нагрузок на котельное оборудование, уточняются работы, необходимые для улучшения эффективности работы котельной. На основании обследования решается вопрос о применении одного из вариантов модернизации котельной. Модернизация котельной может включать в себя полную замену всего основного и вспомогательного котельного оборудования, или замену отдельных узлов и котельных агрегатов.
Замена котельных агрегатов является самым эффективным способом для улучшения работы котельной. Так устаревшие модели котлов, которые уже давно выработали свой ресурс, меняют на современные, высокоэффективные стальные водогрейные или паровые котлы. Так же могут быть заменены отдельные узлы котла, замена топочной части с ручной подачей топлива и удаление золы и шлака на механизированные топки, что значительно облегчает трудоемкие процессы в котле. Замена конвективных частей котла и теплообменников. Современные котлы имеют высокий коэффициент полезного действия до 90 %.
Замена систем топливоподачи и топливоподготовки на современное автоматизированное, высокопроизводительное оборудование. Установка современных транспортеров, угледробилок, подъемников, грейферов.
Модернизация котельной включает в себя и замену и установку котельной автоматики , которая необходима для работы и контроля всеми процессами. Устанавливаются различные современные приборы безопасности и контрольно-измерительные приборы.
Для качественной работы котельного оборудования необходима система водоподготовки , которая улучшает химический состав воды, уменьшая в значительной степени накипь на поверхностях нагрева.
Модернизация котельной, в которой установлены котлы на газовом или жидком топливе, может включать в себя замену горелочных устройств. Современные горелочные устройства отечественного или импортного производства снабжены приборами контроля и автоматики, что способствует наилучшему сжиганию топлива. Применяются горелки и комбинированного типа, которые могут работать на двух видах топлива. Например: комбинированное горелочное устройство на природном газе и мазуте.
После того, как разработан план модернизации котельной, производится подбор оборудования необходимого для замены и согласование мероприятий с заказчиком.
Выполняются проектные работы, поставляется необходимое оборудование, производится монтаж, пуско-наладочные работы и пуск котельной в эксплуатацию.
После проведения модернизации котельной повышается коэффициент полезного действия, увеличивается тепловая мощность, повышается качество и надежность котельного оборудования, котельная начинает работать в оптимальном режиме, уменьшается потребление топлива, сокращаются расходы на обслуживание и эксплуатацию котельной, снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу.
В рамках реализации программы внедрения ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте в 2015-2017 гг. в ОАО «РЖД» успешно отработана технология модернизации котельных с паровозными котлами. По состоянию на 2015 г., до начала реализации программы, в Центральной дирекции по тепловодоснабжению эксплуатировались 33 котельных с паровозными и одна – с судовыми котлами, работающими в водогрейном режиме. Семь из них работали на газовом топливе, 11 – на мазуте и 16 – на каменном угле. Себестоимость тепловой энергии составляла от 1500 до 6800 руб. за гигакалорию при суммарной мощности всех котлов 250,51 Гкал/ч.
К настоящему времени введены в эксплуатацию новые котельные на станциях Ерофей Павлович и Шимановск, работы по которым начались в 2015 г. Их строительство не обошлось без трудностей. Проектирование и строительно-монтажные работы на объектах проведены в сжатые сроки, поскольку предварительные обследования начались только в августе 2015 г. Для использования угля низкого качества было разработано сложное техническое решение. Также влияние на проведение работ оказали аномально низкие температуры, которые наблюдались со второй половины октября. Проблемы при строительстве на станции Ерофей Павлович возникли в связи с удаленностью объекта от центров снабжения материалами и оборудования, отсутствием железобетонных изделий и бетона на месте. На станции Шимановск работу осложняли пучинистые грунты, из-за которых пришлось создавать сложный фундамент (было забито более 100 свай).
Типичной можно считать котельную № 9 станции Шимановск Забайкальской железной дороги. Она была построена еще в 1935 г. и работала на угле. Ее основное оборудование – четыре паровозных котла марки «Еа», изготовленных в период с 1944 по 1956 г. Все вспомогательное оборудование давно выработало свой ресурс. Котельное оборудование морально и физически устарело, характеризовалось низким КПД, не превышающим 60%, и высокой аварийностью. Несмотря на постоянный и бережный уход за котельной всегда существовал серьезных риск аварий в зимнее время.
Потребителями котельной мощностью 10 МВт являются здания вокзала, поста ЭЦ, объектов дистанций пути, СЦБ, участка связи, дистанции энергоснабжения, участка водоснабжения, СЭС, станционные здания, дом отдыха локомотивных бригад. Строительную площадку для установки новой котельной было решено разместить в непосредственной близости к зданию старой котельной, что позволило исключить необходимость дополнительного сооружения протяженных тепловых сетей. За ноябрь–декабрь 2015 г. были в основном собраны конструкции блочно-модульной котельной, поставлено и смонтировано основное и вспомогательное котельное оборудование. В проекте новой котельной был заложен ряд прогрессивных технических решений, а именно применено новейшее отопительное, теплообменное, насосное и электрическое оборудование ведущих зарубежных и отечественных изготовителей, выполнена автоматизация процессов котельной, предусмотрена передача данных по расходам и выработке топливно-энергетических ресурсов в систему АСКУ ТЭР ОАО «РЖД».
За счет применения энергоэффективного оборудования мощность котельной удалось снизить до 5,4 МВт. В новой котельной установлено три водогрейных стальных котла КВМ-1,8к. Тепловая схема выполнена по четырехтрубной схеме. Система предназначена для нагрева теплоносителя системы отопления и горячего водоснабжения. Подача воды в наружный контур отопления осуществляется насосами WILO. В системе установлены три пластинчатых теплообменника фирмы «Ридан» на отопление и три теплообменника на горячее водоснабжение. Также предусмотрен нагрев горячей воды в летний период при помощи электрических котлов.
Встроенные средства автоматизации топливного хозяйства обеспечивают автоматическое управление ленточными и скребковыми транспортерами, дробилками. Предусмотрены автоматическое регулирование температуры теплоносителя, учет расхода тепла в системе, сигнализация о неисправностях оборудования и аварийных режимах, срабатывании пожарной сигнализации.
Экономический эффект от применения новой энергоэффективной котельной позволяет окупить капитальные вложения компании в течение восьми лет. При этом полностью исключаются возможные риски возникновения аварий в отопительный период из-за отказов морально и физически устаревшего оборудования старой котельной.
Помимо котельных на станциях Ерофей Павлович и Шимановск в 2015 г. был дан старт модернизации семи объектов Горьковской, Свердловской, Забайкальской и Северной дирекций по тепловодоснабжению. В этом году началась модернизация еще на двух объектах Куйбышевской и Приволжской дирекций. Работы на двух объектах Куйбышевской и Свердловской дирекций будут завершены в 2017 г., на остальных объектах – уже в текущем году. Средний срок окупаемости по ним составит 11 лет.
Новая котельная на станции Шимановск
Современный водогрейный котел
В.М. Пузенков, председатель совета директоров,
ООО «Модульные котельные системы», г. Москва
Чтобы процесс реконструкции котельной был действительно эффективным, а котельная построена за разумные деньги, установленного качества и в оговоренные сроки, необходимо правильно представлять структуру взаимодействия профессиональных проектно-монтажных организаций с заказчиками, с чего нужно начинать, на какие моменты обратить внимание в первую очередь, какие основные, ключевые позиции нельзя упустить, как правильно войти в этот процесс и в целом стать уверенным, надежным клиентом.
Специалистами нашего предприятия реализовано на территории России более 200 проектов по строительству котельных как водогрейных, так и паровых, различной мощности (от 200 кВт до 200 МВт). Накопившийся в процессе работы опыт позволяет сформулировать несколько основных моментов, на которые заказчику необходимо обратить внимание прежде, чем он примет решение о проведении реконструкции. Даже когда технический вопрос уже проработан, просчитан, выполнено ТЭО по замене старого оборудования, и руководством поставлена задача провести анализ и начать действовать, то это не означает, что сразу можно начинать проектирование.
Сначала еще предстоит подготовить весомый пакет документов, без которых работа над проектом невозможна, обойти не один десяток инстанций для их согласования и получить разрешение на реализацию будущего проекта от всех заинтересованных лиц.
От того, насколько ответственно вы подойдете к предпроектной подготовке, зависят сроки и качество проведения реконструкции котельной. А начинать, как ни странно, нужно с конца, т.е. необходимо четко определить, что вы хотите в итоге получить.
Разрешение на строительство
В действующем законодательстве прописано, что при любом строительстве необходимо получение разрешения на строительство соответствующего органа (в зависимости от типа объекта). Поэтому ответственным за реконструкцию необходимо еще на начальном этапе поставить этот вопрос перед руководством: «как оно будет получено?». Если действовать строго официально, как положено, то при этом вырисовывается т.н. «большой круг» прохождения инстанций с заходом на Государственную экспертизу, отнимающий много времени и сил.
Также существует несколько вариантов, когда при реконструкции можно учесть некоторые нюансы законодательства и весь проект назвать «техническим перевооружением», при котором заключение Государственной экспертизы не требуется. Но в этом случае нельзя изменять мощность объекта, т.е. если не планируется увеличение потребления энергоресурсов котельной (газа, электроэнергии и т.д.), можно попробовать пройти по «малому кругу» и обойтись заключением экспертизы промышленной безопасности. Если такие условия применимы для объекта строительства, то это намного облегчает и ускоряет всю дальнейшую процедуру.
Исходно-разрешительная документация (ИРД)
ИРД - пакет необходимых для грамотного проектирования документов, с которого все и начинается. На этап подготовки ИРД обычно уходит от полугода до 3 лет. Любой действующий объект (в данном случае это котельная) потребляет энергоресурсы (топливо, электричество, воду, плюс канализация) и производит тепловую энергию. Сейчас для котельных основным видом топлива в России является газ. Поэтому первым делом необходимо получить два основных согласования на проведение реконструкции: согласование местного газотранспортного подразделения ПАО «Газпром» и разрешение Ростехнадзора. Самое сложное – это решение вопроса с газовым трестом. Например, для Московской области только вопросами газоснабжения объекта можно заниматься год и более. При этом, несмотря на заметное улучшение ситуации по срокам выдачи документов по сравнению с тем, что было 2-3 года назад, необходимо пройти порядка 7 инстанций. Причем это не только Мособлгаз, но есть еще, например, ООО «Газпром трансгаз Москва» или ОАО «Газпром газораспределение», МинЖКХ (в случае наличия жилого фонда) и т.д.
1. Согласование по газу. Если планируется провести реконструкцию без увеличения мощности объекта и потребления газа, то это путь - по т.н. «малому кругу», когда весь процесс согласования с «газовыми» инстанциями пройдет значительно быстрее. Часто реконструкция проводится даже со снижением лимита потребления газа (например, когда в наследство достается большая промышленная котельная, нагрузки которой значительно уменьшились в силу определенных причин).
В этом случае достаточно получить первичное разрешение газораспределяющей организации, например, о том, что газовая служба не возражает против замены газоиспользующего оборудования. Для получения первичного разрешения в указанную организацию составляется соответствующее письмо - запрос о том, что заявитель хочет поменять устаревшее оборудование на современное, более эффективное.
2. Разрешение Ростехнадзора. Аналогичным образом составляется письмо и в службу Ростехнадзора (желательно также с обратной связью). Общение с надзорными органами лишним не бывает: гораздо лучше зайти к ним до того, как что-то было сделано, пожать руку, сообщить о своих намерениях, получить совет и заручиться их письменной поддержкой.
Получив эти, по сути, основополагающие документы, дальнейший путь уже ясен: или продолжается большое движение по всем инстанциям, или реконструкция пойдет по «малому кругу», с получением заключения экспертизы промышленной безопасности, но при этом проект будет называться «Техперевооружение». В него будет входить тепломеханическая часть, газовая, и электрическая. Если реконструкция планируется в старых стенах, то, как правило, обязательно придется сделать экспертизу промышленной безопасности здания - при этом здание проверяется на соответствие современным нормам: воздухообмен, легкосбрасываемость конструкций и т.д., что немаловажно.
3. Земельный вопрос. Не менее важно на данном этапе определиться с местом размещения объекта: подготовить правоустанавливающие документы на землю, полный топографический план местности (топосъемка земельного участка) - не старше 2 лет, отчет об инженерно-геологических изысканиях (т.н. «геология»).
Если реконструкция производится в старых стенах, то нужен только соответствующий приказ руководителя об использовании для реконструкции такого-то помещения или здания.
В случае, когда невозможно проведение реконструкции на старой площадке (как правило, в 50% случаев приходится работать на новой площадке), даже если необходимо сделать всего лишь пристройку, тогда должны быть четко определены границы размещения нового объекта, размер, назначение, на какой территории она будет располагаться и кому эта территория принадлежит.
1 - земля в собственности , и тогда основанием для проектирования является приказ руководителя о выделении данного земельного участка под строительство участка и свидетельство, подтверждающее право собственности на землю;
2 - когда планируемое место строительства находится в чужой собственности , либо подводящие трубопроводы «цепляют» чужую землю (государственную или частную - не важно). В таком случае вопрос с собственником необходимо решать незамедлительно: оформлять договор аренды или получать разрешение на строительство. Если же собственник вообще не определен, тогда необходимо оформлять сервитут.
Нужно понимать, что вопрос с принадлежностью земли является крайне важным - иногда даже один метр от собственной границы может стать непреодолимым препятствием.
В сложных случаях, при наличии на участке строительства федеральных трасс, коммуникаций, военных объектов - проекты плохо и сложно согласуются и вопрос подготовки ИРД может растянуться на долгие годы: например, при проходе трубопровода под железной дорогой, одно только согласование проекта в Московской РЖД заняло 4 мес. В таких случаях мы рекомендуем искать другую точку выхода, переносить строительство вообще или смириться с длительным периодом согласования.
Топосъемка и геология необходимы в любом случае - и при строительстве нового здания (закладка фундамента), и при реконструкции старого. Это объясняется тем фактом, что в 90% случаях при реконструкции источника теплоснабжения приходится строить новые дымовые трубы, т.к. старые уже восстановлению не подлежат. Поэтому рекомендуем заранее решить с проектировщиком - где будет установлена новая труба, чтобы в последствии не переделывать проект.
Кроме того, геология нужна при проектировании и прокладке трубопроводов: анализ электрохимической проводимости грунта, его сжимаемость, а также наличие различных подземных инженерных коммуникаций на участке. По времени геология занимает минимум месяц.
4. Электроснабжение. Получив документы по земле, нужно заняться электричеством. Как правило, при реконструкции электрическая мощность снижается. В таком случае опять же достаточно будет уведомительного сообщения и контакта с электроснабжающими организациями, а если внутренние сети принадлежат предприятию, то достаточно приказа главного энергетика.
5. Водоснабжение. Любой котельной, как известно, требуется и водоснабжение, объем которого определяется проектным расчетом и показателями котельной установки. Как правило, водоснабжение котельной установки осуществляется на основании технических условий, которые выдает водоснабжающая организация. Если же котельная будет установлена на территории и для нужд данного предприятия, то вопрос водоснабжения решается достаточно просто: предприятие выдает необходимый лимит из своих собственных ресурсов на основании соответствующего приказа руководителя. В случае, если водоснабжение котельной будет осуществляться отдельной водоснабжающей организацией, то необходимо получить ТУ на водоснабжение от такой организации и выполнить мероприятия, которые ими предусматриваются.
Минимальный срок получения вышеперечисленных документов ИРД при самых благоприятных условиях (собственное производство, собственная земля, собственные сети (электрические, газовые, водяные) и т.д.) - 1-1,5 мес. Максимальный, исходя из реальной практики - до 3 лет. Как правило, самое сложное - это реконструкция с увеличением мощности. Здесь сложнее всего дается решение топливоснабжения, особенно - газа. Второе по сложности - получение разрешения на строительство. Особенно характерно это для крупных населенных пунктов: городская территория, транспортные узлы, чужие сети, необходимые в таком случае общественные слушания и проч. Нужно быть готовым к тому, что за одной бумажкой придется ходить до полугода. Идеальный вариант - стройка в лесу или чистом поле, когда у заказчика есть уже собственные сети.
Собрав вышеперечисленные документы, можно приступать к подготовке проектных работ или заключать договор с комплексным игроком, который предоставляет услуги «из одного окна».
6. Том согласования (предпроектные работы). На начальном этапе проектирования выполняются первичные расчеты, которые необходимы для подготовки технических условий (ТУ), независимо от того, увеличивается мощность объекта или нет, даже просто при замене горелки на котле. Рекомендуем начать с теплотехнического расчета - он в любом случае понадобится (например, при согласовании по газу), затем набросать тепловую схему, по которой впоследствии можно определить компоновочные решения. Понадобится также аэродинамический расчет (для определения пропускной способности и высоты дымовой трубы) и расчет электрической мощности.
На этом этапе подбирается необходимое оборудование, определяются примерный бюджет и сроки проведения работ (при условии согласованного порядка финансирования). Здесь уже становится понятно, какой вариант реконструкции будет развиваться.
Если стройплощадку можно организовать в старой котельной, тогда определяется какое оборудование подлежит замене, а какое, возможно, останется, и решается вопрос с режимом проведения работ. Одно дело, когда пространство котельной позволяет провести замену оборудования безболезненно. Например, при наличии паровой и водогрейной части, убрав паровые котлы, можно монтировать новое оборудование на освободившемся месте. В ограниченном же пространстве, когда в один сезон нужно выполнить весь объем работ, ситуация подобна хирургической операции: пациент под наркозом, а вам нужно в течение 2 мес. оперативно заменить все оборудование, чтобы в августе он уже на работу вышел. Вот тут необходимо крепко подумать и распланировать: а все ли готовы к такому режиму? Неправильно думать, что, раз деньги заплачены, то ответственность несет и будет виноват только подрядчик, который обязан все за вас сделать. Это - командная работа, на которую должны быть настроены все участники.
Но, как правило, большинство котельных построены до 1975 г., соответственно и зданиям, и дымовым трубам более 40 лет. Поэтому, по мнению автора, если уж вкладывать немалые средства в реконструкцию, то почему бы не построить на той же площадке новое имущество, которое прослужит еще 50 лет. А реконструкция - это всего лишь продление жизни, но не новый объект. Кроме того, в результате реконструкции, пытаясь оптимизировать хоть что-нибудь, как правило, стараются оставить какую-то часть оборудования, не думая о том, что будет через 5-10 лет, например, со старым насосным узлом, который был оставлен рядом с новым котлом. Поэтому собственник должен для себя сразу определить: одноразовые инвестиции ему понести, зная, что потом будет значительно легче, или вкладываться помельче, но каждые 2-3 года. Однако нужно четко понимать, что в любом случае вкладываться - необходимо, поскольку необходимо поддерживать оборудование в рабочем состоянии.
Для этого желательно обратиться в специализированные организации, которые сделают несколько прикидочных оценочных вариантов, экономический прогноз, на основании которого станет понятно, какой вариант предпочтительнее.
Как правило, соотношение примерно 40:60, поскольку объем вложений в реконструкцию старого здания сопоставим с тем, чтобы построить рядом новый фундамент или рассмотреть блочный вариант - все зависит от мощности.
В этот период можно уже определяться с подрядчиком, проводить торги, встречаться с представителями компаний и просчитать финансовую составляющую. Тем более, что сейчас на рынке присутствуют ряд компаний, выполняющих весь комплекс работ «под ключ» - от проекта, до сдачи в эксплуатацию (на федеральном уровне - это порядка 5-10 организаций), которые уже хорошо себя зарекомендовали, грамотно и со всей ответственностью подходя к своей работе. Комплексный подход, конечно предпочтительнее раздельного ведения работ: кто проектировал, тот и должен строить. Иначе обязательно возникает ситуация, когда монтажники не согласны с чужим проектом и начинаются неизбежные и часто ненужные изменения и доработки, несущие немалые дополнительные финансовые расходы, а когда подключается еще и третья сторона - наладочная организация, то процесс превращается в кошмар.
Для реконструкции (строительства) котельных или энергоцентра также неуместно в этом случае нанимать и генподрядчика - это просто лишние затраты. Повторюсь, что лучше всего вести диалог с компанией полного цикла. В нашей практике не встречался еще такой генподрядчик, который обладал бы достаточным количеством подготовленного персонала, способного полностью и адекватно обеспечить технический контроль за ходом работ. Имея порядка 30% контрактов с генподрядчиками, в итоге получается, что весь объем работ выполняется нашими же специалистами, которые напрямую, минуя эту «лишнюю прокладку», общаются со специалистами заказчика.
Том согласования - очень важный пакет, без которого начинать собственно проектирование смысла нет. Когда он сформирован, наступает время раздачи заявок на ТУ в газовую службу, электрические сети и т.п. Обычно, если увеличения лимита по проекту нет, то на получение ТУ по газу уходит 1,5-2 мес.; по электрической энергии, особенно если это новое строительство - немного больше. Если предприятие имеет собственную территорию, на которой расположен входной ГРП, или узел учета газа на объекте, то большинство рабочей документации может сделать служба главного энергетика. Как правило, это внутренние приказы по предприятию о начале проектирования, технические условия о точках подключения и прокладке линейных объектов (при необходимости).
7. Акт выбора площадки и акт выбора трасс. Если планируется дополнительная прокладка каких-либо сетей, то необходимо разработать схемы прохождения трасс и согласовать их в установленном порядке, который определяет местная администрация. Причем с кем их придется согласовывать, становится известно уже после разработки, когда в местном Отделе по архитектуре вам предоставят сведения о том, с кем вы пересекаетесь. Как правило, это Роспотребнадзор, местные связисты, дороги и т.д. - до 15 организаций. Время согласования схем тоже необходимо учитывать в плане реконструкции: например, областной Роспотребнадзор рассматривает документы до 1,5 мес. В сложных случаях, особенно когда земля чужая, на эти документы уходит полгода.
Результатом всех согласований является документ, который называется «Акт выбора трасс» или «Акт выбора площадки».
8. Справка фоновых концентраций примесей в атмосферном воздухе. Про этот документ все обычно забывают. А ведь в проекте есть такой раздел: Охрана окружающей среды, без которого заключение Государственной экспертизы получить невозможно. Не пытайтесь отложить этот раздел на «потом», ведь на самом деле вопрос очень коварный, поскольку при реконструкции может потребоваться Проект сокращения санитарно-защитной зоны (СЗЗ) - и это нужно определять именно на данном этапе. Часто бывает, что проект реконструкции готов, документы в порядке, а Справки фоновых концентраций нет - и весь процесс встает на 3-4 мес. Обязательно позаботьтесь о подготовке такой Справки с самого начала.
В целом же советуем со всей ответственностью подойти к подготовке ИРД. Приходится сталкиваться с тем, что в 90% случаев данный вопрос не проработан Заказчиком в полном объеме, люди начинают приступать к реконструкции, когда уже установлены какие-то сроки, и только в процессе начинают понимать, куда они вляпались. Поэтому вопросом ИРД нужно начать заниматься задолго до назначения конкретных сроков проведения реконструкции. Тем более, что реконструкция котельной обычно напрямую связана еще и с отопительным сезоном, т.е. жесткими временными рамками. Часто бывает так, что человек, назначенный ответственным за реконструкцию, даже не потрудившись поднять документы по земле, пообещал руководству, хозяевам, инвесторам, населению, что осенью «все будет», что полгода - это уйма времени! В итоге он оказывается не готовым к тому, что требует предоставить подрядчик и какие сроки реально вырисовываются при этом.
Проектные работы
Только имея на руках полный пакет ИРД, можно приступать непосредственно к проектированию.
Автор является противником метода, когда ИРД не полностью собраны, и сроки, как обычно, поджимают (а у нас в стране сроки поджимают всегда), однако, как правило, на момент принятия решения о начале проектных работ в 50% случаев вообще ничего нет, в 40% - имеются какие-то письма, и лишь в 10% есть большинство необходимых документов - вот тут действительно можно начинать работу. В принципе, при наличии хотя бы половины ИРД, когда вопрос остальных документов в стадии решения и уже понятно, сколько времени потребуется на их получение, тогда - да, можно работать. А если сбор ИРД еще только планируется, то и проектированием заниматься рано.
Конечно, сейчас существуют фирмы, которые предлагают сами собрать весь пакет ИРД за определенное вознаграждение, но как правило, такие «решалы» - это фирмы «одного лица», максимум «отец-и-сын» или «два товарища». А когда фирма крупная, то те специалисты, которые компетентны в данном вопросе, не смогут заниматься только вами, поскольку в этом случае ведется 30-40 проектов параллельно. Поэтому, лучший путь - это законный путь.
Все тома готового Проекта необходимо согласовать в соответствующих службах перед заходом на экспертизу: т.е. проект газораспределения предоставляется в отделения Газпрома, электрическая часть - в Отдел по надзору за электрическими сетями Ростехнадзора и т.п. Все сети идут по большому кругу - Проект отправляется на согласование с теми же организациями, которые подписались на Акте выборе трасс. То же самое со строительной площадкой, Генпланом.
Как правило, на согласование Проекта, как и на ИРД, оставляют очень мало времени, хотя, если на активную фазу разработки Проекта уходит 2 мес., то на его полное согласование - от месяца (в самом благоприятном случае) до года. В сумме иногда оказывается до 20-30 инстанций (в самом сложном случае), с которыми необходимо согласовать Проект. Поэтому, при планировании нужно реально рассчитывать все сроки и учитывать непредвиденные ситуации. Например, такие, как проход под федеральной трассой, метро или исторические места в черте стройки - если в процессе раскопок были найдены некие археологические объекты, то стройка может отложиться даже на несколько лет, вплоть до переноса объекта строительства в другое место.
Экспертиза
Подготовив весь пакет согласований, необходимо получить заключение Государственной экспертизы. Как правило проектировщик сам должен посоветовать, куда сдавать проект (если предприятие коммерческое, то можно обратиться в любую коммерческую экспертную лицензированную организацию; если госбюджет, то - только в назначенную). Не забудьте учесть и этот период времени в своем плане: не бывает такого инспектора, который бы не написал замечаний. Как правило, по тепломеханической части замечаний практически не бывает. Чаще всего замечания поступают от пожарных. Например, существует такое требование, как окраска специальными пожарными красками металлоконструкций котельной. Его соблюдения требуют все и «отмазаться» бесполезно - лучше сразу включить в проект.
Не думайте, что ваша котельная для экспертов будет являться стратегическим объектом и вас пропустят без очереди. Впереди окажутся аэропорты, дороги федерального значения, микрорайоны на миллион жителей и проч. - в стране сейчас масса проектов, ожидающих своей реализации. Поэтому необходимо сразу понимать, что ваш Проект - третьего уровня, и относиться к периоду ожидания заключения экспертов философски. Однако, понимание сложности и комплексности поставленной задачи - необходимое условие к тому, чтобы грамотно и с достоинством провести реконструкцию такого серьезного объекта - источника теплоснабжения.
Кроме решения административных вопросов необходимо понять, будет ли объект реконструкции по завершении работ оформляться в собственность. Если - да, то потребуется оформление документов в БТИ, Федеральной регистрационной службе и т.д. В таком случае однозначно понадобится прохождение Государственной экспертизы. При этом ни о каком техперевооружении не может быть и речи. Необходимо четко понимать, что это сразу - «большой круг», со строительной экспертизой, с разрешением на строительство, со сдачей в Ростехнадзор и т.д.
В среднем срок реконструкции (с учетом строительства здания) до пуска в эксплуатацию, как минимум - год, поскольку от технологического пуска еще может пройти до полугода на оформление всех необходимых документов. При самом благоприятном стечении обстоятельств - 9-10 мес., но лучше на это не рассчитывать и брать более реальные сроки (с учетом региона). Например, для Москвы год - это неправильный срок, скорее 1,5-2 года. Для регионов, где местная администрация будет стараться помочь сократить бюрократические проволочки, процесс завершится быстрее.
Д.т.н. В.А. Бутузов, генеральный директор, ОАО «Южгеотепло», г. Краснодар;
д.т.н. Г. В. Томаров, генеральный директор, ЗАО «Геотерм-ЭМ», г. Москва;
д.э.н. В.Х. Шетов, директор, ГУ «Центр энергосбережения и новых технологий», г. Краснодар
Анализ котельного парка Краснодарского края
Краснодарский край является динамично развивающимся агропромышленным рекреационным регионом России. При собственном населении численностью 5 млн чел. он ежегодно принимает на отдых до 15 млн гостей. Регион имеет развитую городскую инфраструктуру. Теплоснабжение городов и населенных пунктов обеспечивают 1824 котельных и 2290 км тепловых сетей (в двухтрубном исчислении). Годовая выработка тепловой энергии этими котельными в стоимостном выражении превышает 6 млрд руб.
Всего в крае в муниципальных котельных установлено 3920 котлов , из которых наибольшее количество составляют водогрейные, единичной тепловой мощностью менее 4 МВт, -3560 шт. (91%). Паровых котлов в крае работает 185 шт. (5%), а водогрейных, единичной тепловой мощностью от 4 до 50 МВт, - 175 шт. (4%). Муниципальные котельные в основном работают на природном газе (73%).
На рис. 1 приведено распределение наиболее массового вида котлов (водогрейные, мощностью менее 4 МВт) по типам. Чугунные секционные котлы со сроками службы 20-30 лет («Универсал», «Минск», «Энергия», «Тула») составляют 37,8% от общего количества этого вида, стальные котлы устаревшей конструкции КС-1 со сроками службы 15-20 лет - 27,2%, а современные котлы - всего 23,4%.
Программа модернизации
По инициативе ГУ «Центр энергосбережения и новых технологий» (г. Краснодар) разработана программа модернизации муниципальных котельных. В данной статье приведены результаты исследований по дооборудованию данных котельных когенерационными установками. Приоритетность данного подхода обусловлена следующими основными факторами:
Необходимость модернизации котельных при отсутствии финансовых ресурсов;
Наличие тепловых нагрузок, в т.ч. круглогодичного горячего водоснабжения (минимальная тепловая нагрузка когенерационныхустановок);
Возможность использования резервной пропускной способности подводящих газопроводов, емкостей мазутного хозяйства, сечений и высот дымовых труб.
Актуальность данной работы заключается в необходимости подключения новых городских потребителей тепловой и электрической энергии без существенного увеличения потребления топлива. Пропускная способность системы газоснабжения Краснодарского края исчерпана, ее модернизация потребует нескольких лет и больших средств.
На 2006-2010 гг. ГУ «Центр энергосбережения и новых технологий» разработана краевая программа энергосбережения , утвержденная региональным законодательным собранием. В результате реализации этой программы при общем объеме вложенных средств 16,6 млрд руб. ожидается уменьшение потребления топлива на 35%. Высвободившееся от внедрения энергосберегающих мероприятий и использования возобновляемых источников энергии топливо планируется направить на строительство когенерационных установок муниципальных котельных .
При анализе характеристик водогрейных котельных с котлами единичной тепловой мощностью от 4 до 50 МВт, в свою очередь, были выделены три группы котельных со следующими диапазонами установленной мощности: первая группа - 10-15 МВт, вторая группа - 15-20 МВт; третья группа - свыше 20 МВт (рис. 2).
Для каждой из указанных групп по известным методикам были подобраны газопоршневые установки (ГПУ) и газовые турбины (ГТ). Для котельных первой и второй групп определена целесообразность установки на их базе ГПУ общей электрической мощностью 60 МВт. Для третьей группы котельных обоснована установка ГТ общей электрической мощностью 188 МВт. Для паровых муниципальных котельных с котлами ДКВР,ДЕ (19 котельных; суммарная установленная тепловая мощность 521 МВт) высокоэффективным мероприятием является установка паровых противодавленческих турбин общей электрической мощностью 22 МВт.
Реализация программы модернизации муниципальных котельных Краснодарского края с их дооборудованием когенерационными установками обеспечит ввод в эксплуатацию 270 МВт электрических мощностей (рис. 3).
Для каждого из данных видов когенерационного оборудования выбраны котельные, для которых были разработаны бизнес-планы. Так, например, стоимость установки газовых турбин мощностью 12 МВт с котлами-утилизаторами в водогрейной котельной тепловой мощностью 60 МВт в г. Анапе составляет 230 млн руб. (в ценах 2006 г.), а расчетный срок окупаемости модернизации не превышает 5,5 лет. Другим примером является водогрейная котельная тепловой мощностью 25 МВт в г. Тимашевске, в которой планируется размещение ГПУ установленной электрической мощностью 2 МВт. Стоимость модернизации составляет 30 млн руб. и имеет расчетный срок окупаемости 4,5 года.
Наименьший расчетный срок окупаемости (2 года) получен при разработке бизнес-плана модернизации паровой котельной тепловой мощностью 29 МВт в г. Геленджике, в которой возможен монтаж паровых противодавленческих турбин мощностью 2 МВт. В этом случае стоимость модернизации составит 24 млн руб.
Реализованные проекты
Газопоршневые установки. В г. Новороссийске на территории муниципальной котельной «Южная» установленной мощностью 95,6 Гкал/ч (три водогрейных котла ПТВМ-50, два паровых котла ДКВР-4/13) в 2006 г. построена когенерационная станция установленной электрической мощностью 8,1 МВт и тепловой мощностью 8,4 МВт. В здании с размерами в плане 22×23 м размещены три газопоршневые установки фирмы «Jenbacher» (Австрия) (рис. 4). Электрическая мощность каждого модуля - 2,7 МВт, тепловая - 2,8 МВт. Численность персонала станции составляет 15 чел. С вводом в эксплуатацию данной электростанции котельная получила резервный источник электроснабжения, а городские электрические сети подключили к ней 4 микрорайона (15 тыс. квартир).
Данный проект осуществлен фирмой «ТЕАМ» (г. Новороссийск) за счет собственных средств. Общая стоимость строительства составила 220 млн руб. За время эксплуатации подтверждены все проектные характеристики, в т.ч. удельный расход топлива на производство единицы электрической и тепловой энергии. Региональной энергетической комиссией Краснодарского края утверждены тарифы на отпуск электрической энергии - 1 руб./кВт.ч, тепловой энергии - 688 руб./Гкал. При годовом потреблении природного газа 16 млн м3 по цене 2315 руб. за 1000 м3 срок окупаемости станции превысит 10 лет.
Паровые турбины. В г. Сочи в котельной № 14 установленной тепловой мощностью 215 МВт (пять водогрейных котлов КВГМ-30, два паровых котла ДЕ-25/14ГМ) в 2002 г. введена в эксплуатацию паровая противодавленческая турбина «Кубань 0,75А/0,4Р13/2» установленной электрической мощностью 750 кВт. Давление пара перед турбиной составляет 15 кгс/см2 (рабочее давление котлов ДЕ-25/14ГМ), после турбины -2 кгс/см2 (направляется в теплообменники и в деаэратор). Номинальный расход пара - 14,4 т/ч. Напряжение генератора турбины - 0,4 кВ.
Турбины типа «Кубань» разработаны совместно Калужским турбинным заводом и Южно-русской энергетической компанией . Установка работает в автономном режиме для частичного покрытия собственных нужд, является резервным источником электроснабжения котельной. Среднегодовая наработка турбогенератора составляет 6235 ч, а выработка электрической энергии -2950 тыс. кВт.ч. При цене электроэнергии 2,1 руб./кВт.ч стоимость выработанной электроэнергии в год составляет 6,2 млн руб., а за все время эксплуатации - 37,2 млн руб. Срок окупаемости данной турбоустановки не превысил 1 года.
Литература
1. Бутузов В.А. Анализ котельного парка Краснодарского края // Промышленная энергетика. 2006. №5.
2. Шетов В.Х., Чепель В.В. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Куб. ГТУ. Краснодар. 2006.
3. Томаров Г.В., Чепель В.В., Шетов В.Х., Бутузов В.А., Никольский А. И. Программа обеспечения 30% энергопотребности Краснодарского края на основе использования ВИЭ / Материалы Международного геотермального семинара МГС-2004, Петропавловск-Камчатский, 9-14 августа 2004 г.
4. Бутузов В.А. Паровые противодавленческие турбины в котельных промышленных предприятий // Промышленная энергетика. 2002. № 10.