РОЗДІЛ 2
ПОРІВНЯННЯ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ М. КИЄВА ІЗ ЗАКОРДОННИМИ АНАЛОГАМИ
Найближчим аналогом системи теплопостачання м. Києва є система м. Москви, оскільки їх розвиток протягом довгого часу проходив паралельно, з реалізацією однакових принципів побудови та впровадженням схожих технологічних рішень, які закладалися Міністерством енергетики та електрифікації Радянського Союзу [22]. Досить близька до них за улаштуванням та організацією взаємодії структурних ланок система теплопостачання м. Санкт-Петербургу, хоча вона має радикальні відмінності в способі теплопостачання споживачів.
Для таких найбільших міст, як Київ, Москва, Санкт-Петербург та інших з населенням понад 500 тис. мешканців характерна концентрація потужності теплових джерел та централізація теплозабезпечення споживачів. Організовані за загальними принципами, системи теплопостачання об'єктивно та істотно відрізняються від інших систем інженерного забезпечення, зокрема систем електропостачання [23]. В електромережах є допустимим широкий діапазон змін енергетичних параметрів (напруга, струм) з незначними втратами енергії. Теплові мережі більш чутливі до змін параметрів - при трансформації теплоти невеликих втрат енергії можна досягти лише за умов зниження рівня температур теплоносія. Трансформація теплоти з підвищенням температурного рівня недоцільна, оскільки пов'язана із непропорційним збільшенням витрат інших видів енергії, зазвичай механічної, а тому може бути виправдана лише в окремих випадках. Виходячи з цих міркувань вироблення і транспорт теплоти у всіх системах теплопостачання крупних міст (як у Києві, країнах СНД, так і у Європі) здійснюється на найнижчому, прийнятному для потреб споживачів температурному рівні та з урахуванням неминучих теплових втрат в процесах транспортування та передачі в системи тепловикористання.[23]
Дотримання цих принципів накладає жорсткі обмеження на масштаби і способи формування систем централізованого теплопостачання. Виходячи з міркувань формування однофазного потоку рідини, доцільних товщин елементів та ізоляції теплових мереж, гаряча вода як теплоносій використовується, як правило, при температурах не більших 150°С [24]. Навіть при високоякісній теплоізоляції економічно виправданий рівень теплових втрат зростає з підвищенням температури теплоносія, разом з тим збільшується і частка втрат в загальному балансі відпуску теплоти від джерела. Виходячи з вищевикладених міркувань для найбільших міст отримали розвиток виключно водяні системи централізованого теплопостачання з використанням теплоти при низьких температурах - від 30 - 40°С до 100°С. Теплоносієм в системах споживачів є гаряча вода, зрідка гаряче повітря, але для транспорту теплоти застосовується тільки гаряча вода. Теплота при температурах до 100°С використовується передусім в системах опалювання і вентиляції для підтримки в приміщеннях заданої температури повітря незалежно від температури зовнішнього повітря. Крім того, вода при температурах до 75°С використовується для покриття потреб гарячого водопостачання.
Централізація теплопостачання забезпечує більш глибоке використання палива, скорочення викидів шкідливих речовин в атмосферу, які утворюються при спалюванні органічних палив та можливість ступінчастого або каскадного використання теплоти зворотної мережної води для підігріву питної води в системах побутового гарячого водопостачання, внаслідок чого досягається зниження сумарної витрати теплоносія по обох системах.
Вигідність централізованих систем теплопостачання була підрахована ще у 80-х роках ХІХ століття, а в 1887 році в м. Локпорт (США) було створено перше устаткування для централізованого теплопостачання. Проте вибір раціональної системи теплопостачання залежить від цілої низки економічних та місцевих умов. Не зважаючи на те, що США були піонерами у впровадженні централізованого теплопостачання, на поточний час такі системи розвитку у цій країні не знайшли. Теплові мережі міст США є переважно паровими, що передбачає високі експлуатаційні та ремонтні витрати. Розширення систем централізованого теплопостачання США як і раніше залишається частиною ділової концепції приватних енергокомпаній і теплопостачання розглядається у більшості випадків лише як побічний продукт виробництва електроенергії [25]. Так, наприклад, компанія Con Edison, що практично повністю постачає електричною та, частково, тепловою енергією м. Нью-Йорк, який має найбільшу в Північній Америці систему централізованого теплопостачання з річним споживанням теплоти 7 800 ГВт·годин, продала основну кількість своїх енергоджерел з метою заохочення конкурентності енергетичного ринку [26]. Згадані причини є значною перешкодою для систематичного розширення системи централізованого теплопостачання в цій країні, тому США не доцільно розглядати в порівняльному аналізі різних систем теплопостачання.
2.1. Система теплопостачання м. Москви
Система теплопостачання м. Москви почала свій розвиток з 1928 року і на поточний час охоплює територію в межах міської забудови площею 994 км2, де мешкає близько 15 млн. жителів [27]. Значний час існування та великі обсяги теплопостачання, які відповідають потребам численних споживачів надають характерні особливості поточному стану теплосистеми м. Москви в цілому.
На поточний час в Москві працюють два крупних оператори на ринку теплової енергії: ВАТ "Мосенерго", яке постачає 77% теплової енергії та ГУП "Мостеплоенерго", частка якого складає до 21% [28]. Частка дрібних теплоджерел в загальному відпуску теплоти не перевищує 1-2%. Слід зазначити, що останнім часом частка дрібних локальних теплоджерел почала збільшуватись за рахунок оснащення нових елітних будинків даховими та модульними котельними. Проте темпи зростання незначні і не впливають на величину частки цих джерел в загальному відпуску теплової енергії по м. Москві.
Найбільший виробник енергії - ВАТ "Мосенерго" забезпечує енергетичні потреби власне м. Москви та Московської області. Виробництво теплоти для московських