Текущий выпуск
№3 2017
Главная|Журнал|№2 2016|Автономные системы теплоснабжения на основе крышных котельных

Автономные системы теплоснабжения на основе крышных котельных



Интерес к крышным котельным в России возник в конце 1990-х годов. Этот вариант организации автономного теплоснабжения представлялся реальной альтернативой действующей в крупных городах системе централизованного теплоснабжения на базе теплофикации, вплоть до полного отказа от последней. Однако через некоторое время централизованное теплоснабжение снова рассматривалось как наиболее эффективное и экономичное по сравнению с крышными котельными. В настоящее время крышные котельные снова в центре внимания, но уже не как альтернатива централизованному теплоснабжению: данные агрегаты заняли собственную нишу в дополнение к существующим теплоснабжающим системам.

Морозова Н.А., Печников А.С., Шилкин Н.В. Автономные системы теплоснабжения на основе крышных котельных // Энергосбережение. 2013. №7. С.36–39

Журнал ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ №7/2013

Вопрос об эффективности автономных и централизованных систем неоднократно рассматривался специалистами (см., например, [1]), при этом учитывалась эффективность этих систем как для отдельного потребителя, так и для городского хозяйства в целом, например в [2 и 3].

В настоящее время крышные котельные применяются в тех случаях, когда объект сложно или очень дорого присоединить к сетям централизованного теплоснабжения. Такая ситуация может возникнуть как в случае отсутствия поблизости сетей теплоснабжения, так и при отсутствии резервов мощности. В этом случае вынужденно выбираются автономные источники теплоснабжения, в том числе и крышные котельные. Например, зачастую при присоединении нового объекта к сетям централизованного теплоснабжения приходится перекладывать эти сети, и стоимость работ получается очень высокой. Использовать в этом случае автономный источник теплоснабжения инвестору может быть выгоднее по экономическим соображениям: затраты на присоединение к сетям централизованного теплоснабжения могут превысить стоимость автономной крышной котельной. Конечно, и присоединение к газовым сетям может быть затруднено, поэтому в каждом конкретном случае для выбора того или иного технического решения требуется всесторонний анализ.

Крышные котельные могут быть достаточно высокой мощности, например для одного из торгово-развлекательных комплексов Москвы установочная мощность крышной котельной составила 6 МВт. Это решение потребовало специальных технических условий, действующими нормативами мощность ограничена пятью мегаваттами на здание. В Санкт-Петербурге реализован проект с тремя котельными на группу зданий суммарной мощностью 12 МВт.

Размещение

Еще одной из предпосылок возобновления интереса к крышным котельным стало постоянное возрастание цен на земельные участки. В условиях высокой цены инвестор стремится максимально использовать доступную площадь под застройку, и в этих условиях размещение котельной в отдельном здании для него невыгодно, тем более что по действующим нормативам требуется размещать котельную на определенном расстоянии от обслуживаемого ею здания. Кроме того, в случае отдельной котельной нормами требуется предусматривать резервный источник топлива; обычно это жидкое дизельное топливо, и резервуары для его размещения также занимают определенную площадь.

Резервные источники энергии

Крышные котельные в качестве топлива могут использовать только газ. Жидкое топливо использовать запрещено. Газовые сети сами по себе достаточно надежны, как правило, они закольцованы. Многолетняя эксплуатация крышных котельных на многих объектах эту надежность подтвердила. Тем не менее по требованию заказчика на объектах, где недопустимы перерывы в подаче тепловой энергии, может быть предусмотрено резервирование и в крышных котельных: резервные электрокотлы или иные решения.

Одно время для резервирования крышных котельных предусматривались передвижные котельные, работающие на дизельном топливе, с возможностью подсоединения к системам теплоснабжения здания в случае перебоев с газоснабжением. Однако широкого распространения эта идея не получила.

По нормам в котельных должно предусматриваться не менее двух котлов; если один выходит из строя, второй обеспечит теплоснабжение, пусть даже и не в полном объеме.

Использование для многофункциональных комплексов и ТСЖ

Еще одно преимущество крышных котельных может иметь место при вводе в эксплуатацию многофункциональных комплексов, состоящих из нескольких зданий. Крышная котельная рассчитана на отдельное здание. Когда строится комплекс зданий, как правило, соблюдается некоторая очередность ввода отдельных зданий в эксплуатацию. Если предусматривается одна котельная на такой комплекс, то и мощность этой котельной рассчитана на теплоснабжение всего комплекса. На начальном этапе, когда нагрузка невелика, оборудование работает в неоптимальном режиме, его эффективность при этом очень низка. Крышная котельная запускается в работу одновременно с обслуживаемым зданием, и проблемы недобора мощности здесь не возникает.

Зачастую крышные котельные приобретаются в собственность товариществами собственников жилья (ТСЖ). В этом случае участники ТСЖ платят за потребляемые ресурсы и за техническое обслуживание, которое осуществляет специализированная организация на договорной основе. При этом возможно получить экономию затрат на теплоснабжение. Однако выбор оптимального варианта теплоснабжения надо проводить в каждом конкретном случае, учитывая все обстоятельства: технические, экономические, стоимость топлива (она может быть разной для разных потребителей), вопросы балансовой принадлежности оборудования, местные нормативно-законодательные акты и т. д. Основная статья расходов при использовании крышных котельных – это стоимость потребленного газа.

Оборудование и автоматизация

В крышных котельных сейчас применяются очень экономичные котлы и другое оборудование. Степень автоматизации таких котельных очень высокая. Котельная работает в автоматическом режиме, и управлять ее работой практически не нужно. Эти котельные работают автономно, без обслуживающего персонала с выводом сигналов в место постоянного пребывания диспетчера. В случае аварии сигнал о неисправности идет на диспетчерский пункт организации, которая эксплуатирует котельную, а уже далее вызываются специалисты в зависимости от типа аварии: либо из газоснабжающей организации, либо из организации, которая осуществляет техническое обслуживание котельной.

За счет высокой степени автоматизации возможно очень тонкое регулирование работы котельной: параметры работы котла подбираются в зависимости от теплопотребления, расход топлива точно соответствует потребностям здания в теплоте. КПД котлов в крышных котельных обычно не ниже 90 %.

Выбор и установка

Каждая крышная котельная подбирается индивидуально под конкретного заказчика в зависимости от потребной тепловой нагрузки на отопление, горячее водоснабжение, технологические нужды. Монтироваться котельная может как непосредственно на объекте, так и на производственной площадке, в последнем случае она доставляется на объект уже в готовом виде. Контейнер с котельной поднимается на покрытие здания краном. Если предусматривается готовое помещение для котельной, оборудование поднимается по частям на грузовом лифте. Самое громоздкое и тяжелое оборудование котельной – сам котел. Все остальное оборудование, как правило, вписывается в габариты лифта.

Используемые котлы

Для крышных котельных используются в основном водотрубные котлы. Они более компактные и легкие, с небольшим водяным объемом. В готовом или в разобранном виде возможен их подъем на грузовом или даже пассажирском лифте. Котлы полностью ремонтопригодны, их ремонт или замена не вызывают больших сложностей. При недостатке мощности можно ставить батарею котлов.

Тем не менее есть примеры использования и достаточно громоздких жаротрубных котлов. Эти котлы сами по себе отличаются большой массой; кроме того, в них используется большой объем воды. Для их монтажа требуется предусматривать специальное усиление конструкций. При выборе проектного решения надо учитывать, что замена котлов этого типа по истечении срока их службы может быть сопряжена со значительными сложностями. Имели место случаи, когда заказчик настаивал на применении котлов такого типа, исходя из известности торговой марки, и приходилось объяснять ему потенциальные сложности их применения.

Защита от шума

При выборе в качестве источника автономного теплоснабжения крышной котельной важным вопросом является защита от шума. Есть структурный шум, который возникает при передаче вибраций от работы оборудования по конструкциям здания, и шум воздушный, который передается по воздуху. В случае использования жаротрубных котлов необходимо проводить комплексные мероприятия по снижению шумов. Для защиты от вибраций рекомендуется предусматривать звуко- и вибропоглощающий («плавающий») пол. Такой пол отрывают от стен, колонн и других несущих конструкций с заделкой зазора звуко- и вибропоглощающим материалом, в качестве которого используется экструдированный пенополиэтилен (два слоя толщиной по 8 мм) или минеральная вата толщиной 60 мм (в этом случае бетонную стяжку армируют). Схема звуко- и вибропоглощающего пола приведена на рисунке.

 

Шум идет в основном не от самого котла, а от горелочных устройств. Если горелочное устройство атмосферного типа, сильный шум не возникает. При использовании надувной вентиляторной горелки (которыми комплектуются как раз жаротрубные котлы) мероприятия по защите от шума должны быть предусмотрены в полном объеме.

Одной из проблем в сегодняшних условиях являются разночтения в актуализированных версиях СНиПов, технических регламентах и старых СНиПах, которые действуют в части, касающейся безопасности. Например, есть разночтения относительно возможности использования газа среднего давления в котельной. Хочется надеяться, что эти разночтения в нормативной базе будут устранены.

 

ОФОРМИТЬ ПОДПИСКУ НА ЖУРНАЛ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

 

Литература

1. Хаванов П. А. Автономная система теплоснабжения – альтернатива или шаг назад? // АВОК. 2004. № 1.

2. Ливчак В. И. И все-таки централизованное теплоснабжение на базе теплофикации! // Энергосбережение. 2008. № 2.

3. Васильев Г. П. Анализ препятствий на пути повышения энергоэффективности жилого фонда Москвы. // Энергосбережение. 2010. № 2.

..................................................

 ОБ АВТОРАХ

Н. А. Морозова, главный специалист ООО «НПО ТЕРМЭК»

А. С. Печников, руководителя проектирования котельных ООО «НПО ТЕРМЭК»

Н. В. Шилкин, канд. техн. наук, доцент МАрхИ