А.4 Пілотний проект. Модернізація електро- та теплопостачання міста Луцьк на базі розосередженої генерації

 

Реальний стан теплопостачання м.Луцьк:

· У м. Луцьк на даний момент є бдизько 65 районних теплостанцій із загальною генеруючою потужноспроможністю 942,54 ГКал.

· Більш ніж 90% котлів експлуатуються понад 20 років, та 70% є неефективними та морально застарілими (із ефективністю менше ніж 60-85%)

· 70% обладнання повністю ресурсно випрацюване.

· В цілому, за підрахунками експертів, в ланцюжку генерація-транспортування теплової енергії у м. Луцька є потенціал енергозбереження близько 30%, та при розумному енергозбереженні можливе зменшення споживання природного газу на 50% (за найближчі 5 років), та зменешення викидів двуокису вуглецю до 100 000 тон на рік.

За результатами попередніх розрахунків для покриття попиту на теплову енергію району м. Луцьк розглядалися наступні варіанти

n Теплозабезпечення за рахунок модернізації традиційними технологіями.

n Теплозабезпечення за рахунок сучасних КУ.

n Теплозабезпечення та ГВП з використанням електротеплоакумуляційних технологій (ЕТТ):

- електрокабельні системи опалення, які можуть бути вмонтовані в підлогу або в огороджувальні конструкції будівель;

- електротеплоакумулюючі статичні або динамічні конвектори;

- теплопостачання та ГВП на базі використання електричної енергії та теплових насосів;

- електричне теплопостачання за рахунок електротеплоакумуляційних технологій та теплових насосів (ТН);

n Використання газогенераторів на біомасі;

n Впровадження автономного тепло забезпечення окремих дільниць, які обрані за показниками ефективності.

Конкретизація варіантів теплопостачання здійснюється за комбінуванням наступних технологій:

1. Вибір теплопостачання та ГВП за рахунок реконструкції ТЕЦ та котелень з використанням сучасних КУ малої потужності.

2. Розрахунок теплопостачання за рахунок електротеплоакумуляційних (ЕТТ) технологій для покриття попиту Qв.п.

3. Розрахунок ГВП за рахунок теплових насосів та/або ЕТТ для покриття попиту Qв.п.в.

4. Визначення окремих дільниць, де за показниками ефективності потрібно впроваджувати автономне теплозабезпечення з використанням газогенераторів, які будуть працювати на місцевому паливі (торф, деревина, тверді побутові відходи).

В проекті для міста Луцька запроваджується комплексне використання різних джерел розосередженої генерації для тепло та електропостачання, включаючи когенераційні установки, технології "Електропік", теплові насоси та газогенератори, що використовують місцеве паливо (деревину, торф тощо).

Впровадження джерел розосередженої генерації виконується різними темпами. Першим етапом впровадження визначено використання ЕТТ, наприклад за технологією "Електропік", для теплозабезпечення школи.

Винайдено новий спосіб опалення школи, згідно з яким приміщення опалюється ЕТТ з корекцією за температурою зовнішнього повітря, який відрізняється тим, що електричну енергію споживають в режимі короткочасних включень та виключень, при цьому відношення часу цього включення та наступного за ним виключенням максимальне при мінімальній температурі зовнішнього повітря, на яку розраховане опалення, та зменшується при її підвищенні з темпом, не меншим від темпу зменшення пропускної спроможності електромережі, а проміжок часу між наступними включеннями визначають за законом випадкових чисел в діапазоні значень, менших за величину теплової сталої трансформаторів та передавальних ліній електромережі.

Винайдено також новий спосіб опалення школи з використанням ЕТТ та урахуванням резервного обладнання енергопостачання.

В нормальному режимі роботи системи опалення її енергоакумулюючі властивості та запас потужності використовуються для енергозбереження. Акумулювання енергії та запас потужності створюють можливість опалення шляхом споживання електроенергії виключно в період провалу навантаження.

Використання двох однакових незалежних систем опалення показано на рис.А.4. Нагрівачі обох систем знаходяться в кожному приміщенні в однаковій кількості, необхідній для підтримання нормативної температури за найбільших похолодань.

Кожна з систем опалення є панельно-променевою, де випромінювачем є поверхня стін, а теплоакумулятором ‑ маса стін.

В стінах приміщень під штукатуркою встановлені тонкі екрановані двохжильні нагрівальні кабелі з подвійною ізоляцією. Такі кабелі не створюють електричних та магнітних полів. Разом з приладами захисного відключення вони запобігають враженню струмом навіть при пошкодженні подвійної ізоляції (рис.А.5).

 

Рисунок А.4 Незалежна система опалення школи

 

 

 

Рисунок А.5 Схема встановлення тонких екранованих двохжильних нагрівальних кабелів з подвійною ізоляцією

 

 

Завдяки спроможності двох підсистем спільно опалювати будівлю за рахунок споживання електроенергії в провалі графіку навантажень, споживання електроенергії за опалювальний сезон:в період провалу - 98%, в напівпіковий період – 2%, у піковий період – менше 1% від загальної кількості.

При аварійному режимі (один з трансформаторів вийшов з ладу) система опалення з потужністю 70% від необхідної для конвективного опалення при зовнішній температурі мінус 22°С споживає електроенергію протягом 24 годин та опалюючи приміщення в променевому режимі, забезпечує нормативну температуру.

В аварійному режимі за найсильніших похолодань система опалення споживає електроенергію цілодобово, за температур не нижчих мінус 14°С – тільки в позапіковий період, за температур не нижчих плюс 5°С – тільки в період провалу. Оскільки нормативний час ліквідації аварії в електромережі – 1 доба, тому аварійна робота системи опалення при випадково несправному трансформаторі практично не вплине ні на завантаження електромереж, ні на вартість електроопалення школи.