|
|
Главная страница -> Технология утилизации
Опыт внедрения и эксплуатации паротурбогенератора на районной котельной санкт. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.М. М. Бродач, канд. техн. наук, доцент МАрхИ, вице-президент НП «АВОК» Строительство энергоэффективных районов или поселков по сравнению со строительством отдельных демонстрационных энергоэффективных зданий позволяет на принципиально более высоком уровне изучить в реальных условиях энергосберегающие технологии, а также их взаимосвязь с экологическими и социальными условиями. Архитекторам и инженерам, обычно связанным ограниченными возможностями одного здания, в данном случае обеспечиваются условия и предоставляется возможность дать волю своей фантазии и «проиграть» систему энергосберегающих решений с учетом технических и экономических возможностей проекта. Идея строительства демонстрационных энергоэффективных районов или поселков родилась и развивалась практически одновременно с идеей строительства отдельных демонстрационных энергоэффективных зданий. Достаточно вспомнить поселок Керава в Финляндии или молодежные поселки вблизи города Сакроменто (штат Калифорния, США), построенные в конце 1970-х – начале 1980-х годов. Район VIIKKI (Хельсинки, Финляндия) представлял из себя экологически чистую территорию сельского типа площадью 1132 га, которая частично использовалась для научных и экспериментальных целей Технологическим университетом Хельсинки. Строительство демонстрационного энергоэффективного района EKOVIIKKI осуществлялось в соответствии с программой Европейского сообщества Thermie, которая включает в себя девять различных европейских экспериментальных проектов. Руководство финским проектом было возложено на Технологический университет Хельсинки. На территории экологического района VIIKKI располагается новый университетский район, научно-исследовательский центр, жилой район на 13 000 жителей, научный центр и городская библиотека, Парк науки, общественные службы и коммерческие предприятия (рис. 1). Рис. 1. ) Район VIIKKI (Хельсинки, Финляндия) Рис. 2. ) Район Lotakortano (Хельсинки, Финляндия) Экспериментальный жилой район VIIKKI (Lotakortano) Lotakortano – это большая территория, расположенная к востоку и северо-востоку от Парка науки (рис. 2). Здесь будет проживать около 9000 жителей. Жилой район включает в себя помимо разнообразных жилых зданий здания общественного назначения: школы, больницы, магазины, клубы, сауны и прачечные. Инициаторы проекта пришли к выводу, что не легко убедить клиента в необходимости сохранения энергии, т. к. обычно это требует дополнительных затрат. Даже если эти затраты окупятся в 10-летний период, клиенту это кажется слишком долго. Поэтому к новому экспериментальному жилому району VIIKKI применили новый подход: речь идет не только об экономии энергии, но и об экологическом и социальном аспектах, о долговременности строительства, его влиянии на окружающую среду, т. е. о так называемом жизнеподдерживающем (sustainable) строительстве. Целью строительства демонстрационного жилого района VIIKKI являлось выявление эффективности энергосберегающих технологий в реальных условиях во взаимосвязи с экологическими и социальными аспектами. Рис. 3. Городская структура VIIKKI имеет однородную, компактную организацию. Район имеет небольшие здания с 1–3 уровнями. Такая низкая однородная структура в совокупности с множеством ограждений от ветра позволяет создать в районе приятный микроклимат Проектированию района предшествовал конкурс. Городским советом Хельсинки были разработаны социальные, экологические и энергетические требования, которым должны отвечать проекты: 1. Социальные требования: - создание городской архитектуры, обеспечивающей высокое качество среды обитания людей; - сохранение окружающей среды; - создание разнообразных функциональных особенностей жизнедеятельности района; - экономичность при поддержании жизненного цикла. 2. Экологические и энергетические требования: - отказ от использования технологических процессов и источников энергии, загрязняющих окружающую среду; - сокращение использования природного топлива; - увеличение объема использования возобновляемых источников энергии; - повышение качества микроклимата помещений; - утилизация тепла и повторное использование водных ресурсов. Таким образом, в основе концепции строительства демонстрационного жилого района VIIKKI лежала идея не только выявить возможности энергосберегающих технологий, но и идея более высокого уровня: качество окружающей нас среды оказывает непосредственное влияние на качество нашей жизни как дома, так и на рабочем месте или в общественных местах, составляющих основу современных городов. Это выделение социальных аспектов является признанием того факта, что градостроительство и архитектура развиваются и должны развиваться на основе как духовных, так и материальных потребностей людей. Для оценки проектов был разработан метод, основанный на рассмотрении главных факторов, включенных в понятие «sustainable building»: влияние проекта на окружающую среду, степень загрязнения и затраты энергии за 50-летний период. Были повышены общие требования безопасности зданий для здоровья людей, а также требования по степени озеленения. Метод оценки ) включал в себя обязательные и добровольные показатели проекта. В обязательные показатели проекта вошли оценка влияния проекта на окружающую среду и затраты энергии. Было определено главное требование так называемой реализуемости проекта: стоимость строительства не должна увеличиться больше чем на 5 %. В приведены экологические и энергетические критерии оценки проектов. Каждый фактор оценивается определенным количеством баллов по степени весомости, например, загрязнение окружающей среды оценивается в 10 баллов и включено в число обязательных; использование природных ресурсов – в 8 баллов. Контрольные данные показывают уровень существующих норм, требуемый минимум показывает необходимость и обязательность улучшения существующих норм. Достижение более высокого уровня по сравнению с требуемым минимумом оценивается одним или двумя баллами. Таким образом, максимальное количество баллов, которое может набрать проект, равно 30. Общая информация о районе VIIKKI Общая площадь: 1 132 га Жилая и торговая зона: 292 га Зоны отдыха, природные и водные зоны: 840 га Общая площадь помещений: 1 080 000 м2 Жилая площадь: 680 000 м2 Парк науки: 171 000 м2 Общественные службы: 69 000 м2 Другие коммерческие предприятия: 149 000 м2 Учреждения районного управления: 15 000 м2 Жилые помещения: 175 000 м2 - относящиеся к VIIKKI: 13 000 м2 - к другим районам: 4 500 м2 Рабочие места: 6 000 - относящиеся к VIIKKI: 5 500 - к другим районам: 500 Учет местных климатических особенностей При проектировании района учитывались местные климатические особенности, способствующие повышению комфортности в застройке и снижению энергетической нагрузки на тепло- и энергоснабжение зданий. Ориентация здания выбиралась так, чтобы максимально использовать тепло и свет солнечной радиации, т. е. ориентация фасадов и большой площади остекления на юг (рис. 4, 16). Размещение галерей для прохода на южной стороне здания улучшало защиту от ветра (рис. 5). Изучалось влияние формы и расположения зданий на ветровые потоки (рис. 6). Рис. 4. ) Застекленные лоджии обеспечивают предварительный подогрев приточного воздуха в холодный период Рис. 5. ) Планом предусматривалась установка двухэтажных квартир друг на друге, со входами с первого этажа и с галереей для прохода. Галерея для прохода, соединяющаяся с лестничным пролетом, ведет к дому с квартирами меньшего размера, которые также содержат общие сауны и технические помещения. Меньшие квартиры также размещаются друг на друге в конце двухэтажного, снабженного террасой дома. Рис. 6. Влияние формы и расположения зданий на ветровые потоки Энергоснабжение и системы вентиляции и отопления жилых домов Энергоснабжение района обеспечивается комбинацией районного тепло-, электроснабжения Хельсинки и солнечного теплоснабжения. На балконах некоторых многоэтажных домов планируется установка фотоэлектрических панелей (рис. 7). При проектировании систем отопления и вентиляции жилых домов были применены следующие технические решения, повышающие их энергетическую эффективность: - Использование тепла обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления. - Утилизация тепла удаляемого воздуха. - Индивидуальная механическая вентиляция с рекуперацией тепла раздельно для каждой квартиры. - Повышение эффективности систем естественной вентиляции за счет специальной конструкции дефлекторов. - Вентиляция помещений при помощи предварительного подогрева наружного воздуха, подаваемого через окна специальной конструкции (рис. 8) или остекленные балконы. - Использование низкотемпературных отопительных систем. - Использование солнечных коллекторов, подключенных к магистралям горячей воды. - Использование счетчиков тепла и индивидуальный контроль температуры в каждом помещении. Жилые дома оборудованы центральными и поквартирными системами механической вентиляции с эффективными теплообменниками и системами естественной вентиляции. В центральной механической системе вентиляции (рис. 9) теплообменник располагается на чердаке здания, в поквартирной – теплообменник устанавливается в каждой квартире (рис. 10). Часть зданий оборудована системой естественной вентиляции. Приток воздуха осуществляется через специальные приточные устройства в стене, расположенные за отопительными приборами (рис. 11, 12), или через окна со специальным устройством для забора наружного воздуха (рис. 8). Наружный воздух протекает между оконными стеклами и таким образом подогревается. Вытяжка осуществляется через вытяжной канал, оборудованный на конце дефлектором особой конструкции (рис. 13). Отопление в зданиях – центральное, с подключением к районному теплоснабжению Хельсинки. Отопительные приборы – радиаторы и теплые полы. Солнечные коллекторы в основном используются для приготовления горячей воды. Использование солнечных коллекторов, подключенных к магистралям горячей воды системы централизованного теплоснабжения, обеспечивает экономию энергии на нагрев горячей воды на 61 %. Рис. 7. ) На балконах этого строящегося здания будут установлены фотоэлектрические панели, вырабатывающие электрическую энергию для каждой квартиры Рис. 8. Вентиляция помещений при помощи предварительного подогрева наружного воздуха, подаваемого через окна специальной конструкции Рис. 9. ) В этом здании солнечные коллекторы обеспечивают теплоснабжение. Система вентиляции – механическая с рекуперацией тепла Рис. 10. ) а) Система солнечного теплоснабжения АТТ-2. Солнечный коллектор площадью 248 м2 обеспечивает теплоснабжение и подогрев пола на рециркуляционной воде. Вентиляция механическая с притоком воздуха через застекленные лоджии и с рекуперацией тепла б) Схема поквартирной механической вентиляции с эффективным теплообменником. Забор воздуха осуществляется из застекленной лоджии Рис. 11. Схема системы естественной вентиляции. На конце вытяжного канала установлены дефлекторы специальной конструкции (1). Приточные устройства расположены за отопительными приборами (2) Рис. 12. ) Система естественной вентиляции: приток свежего воздуха через решетки в наружных стенах, расположенные за отопительными приборами Рис. 13. ) Дефлекторы специальной конструкции обеспечивают надежную работу системы естественной вентиляции Теплозащита ограждающих конструкций В соответствии с повышенными требованиями к теплозащите ограждающие конструкции были выполнены из энергосберегающих материалов с эффективной теплоизоляцией: наружные стены – из изготовленных в заводских условиях деревянных элементов, слоистая фасадная облицовка выполнена с использованием бумаги, изготовленной из бумажных отходов. Конструкция пола представляет собой комбинацию системы напольного отопления с сохраняющим тепло бетонным основанием. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций: - наружных стен – 4,76 м2.°C/Вт; - покрытия – 7,7 м2.°C/Вт; - перекрытия 1-го этажа – 5,5 м2.°C/Вт; - окон – 1,0 м2.°C/Вт. Таблица 2 Виды систем солнечного теплоснабжения, используемые для отопления жилых домов Система солнечного теплоснабжения Площадь коллектора, м2 Емкость резервуара, м3 Назначение установки ATT 1 (рис. 15) 120 6,0 Теплоснабжение и подогрев пола ATT 2 (рис. 10) 248 12,5 Теплоснабжение и подогрев пола VVO 172 8,5 Только теплоснабжение Skanska 1 116 10,0 Только теплоснабжение Skanska 2 220 4,5+10 Теплоснабжение и подогрев пола, система с двумя резервуарами Skanska 3 212 12,5 Только теплоснабжение ESY 80 4,5 Теплоснабжение и подогрев пола Helas 80 4,5 Только теплоснабжение Использование тепла солнечной радиации для теплоснабжения жилых домов Система тепло- и энергоснабжения жилого района VIIKKI помимо подключения к городским сетям централизованного тепло- и электроснабжения включает в себя крупнейшую в Финляндии установку по использованию солнечной энергии. При разработке этого проекта были применены новейшие концепции использования солнечной энергии и интеграции солнечных систем в здание. Система солнечного теплоснабжения состоит из восьми установленных на зданиях солнечных коллекторов общей площадью 1248 м2. Эти солнечные нагревательные системы обеспечивают централизованное теплоснабжение и в некоторых случаях производят также обогрев помещений при помощи систем подогрева пола. В жилом районе VIIKKI демонстрируются новые солнечные комбинированные системы, интеграция коллектора с крышей, системы пассивного использования солнечной радиации, параллельное использование систем солнечного обогрева и систем централизованного теплоснабжения, в солнечных коллекторах используются модули большой площади (с размером блока коллектора 10 м2). Солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого дома. Эти коллекторы установлены под углом 47–60° (рис. 14). Такие углы оптимальны, т. к. они соответствуют наклону солнца осенью, зимой и весной, когда имеется наибольшая потребность в энергии. В табл. 2 представлены восемь видов систем солнечного теплоснабжения, используемых для отопления жилых домов. Рис. 14 Солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого дома и установлены под углом 47–60° (снизу вверх) Рис. 15 Система солнечного теплоснабжения АТТ-1. Солнечный коллектор обеспечивает теплоснабжение домов и подогрев пола на рециркуляционной воде Рис. 16 Для лучшего поглощения тепла солнечной радиации в зимние месяцы все здания длинными фасадами ориентированы на южную и юго-западную сторону. Здания спроектированы таким образом, что все дворы некоторое время освещаются солнцем до вечера. Дождевая воды с крыш фильтруется и направляется в резервуары для полива Водопровод и канализация Дома и отдельные площадки подключены к городскому водопроводу и канализационной сети. Жилища оборудованы устройствами экономии воды и раздельными счетчиками расхода воды. Дождевая вода с крыш фильтруется и направляется в резервуары для полива. В малом масштабе применяется разделение и использование сточных вод. Согласно требованиям охраны здоровья, перед повторным использованием сточные воды очищаются. Между домами прокладывается сеть биологических каналов, включающая фильтрационные пруды для сточных вод и резервуары для полива (рис. 16). Методы снижения расхода воды: - Индивидуальная плата за потребляемую воду. - Санитарно-техническое оборудование, экономящее расход воды. - Использование раздельных счетчиков расхода воды. - Общие сауны и прачечные вместо индивидуальных. Удаление и повторное использование отходов В экологической жилой зоне отходы рассматриваются как вид ресурса, поэтому удаление отходов там заменено на технологию повторного их использования. Повторное использование биологических отходов производится в самой жилой зоне благодаря наличию больших участков, предназначенных для применения компостного гумуса. Имеется примыкающий к общей площади центр повторного использования отходов всего района площадью 70 м2; крытый сборный пункт площадью 25 м2 с открытой площадкой площадью 10 м2. Не допускается образование дополнительных отходов, поощряется повторное использование отходов на месте. Отходы сортируются на месте и собираются таким образом, чтобы причинить минимум вреда окружающей среде.
гл. инженер В.И. Хлебников, зам. гл. инженера Д.А. Филимонов, инженер А.М. Моисеев Отопительная котельная, вырабатывающая дешевую электроэнергию параллельно с энергосистемой, в условиях постоянно растущих тарифов на энергоресурсы – впервые в России эту перспективную идею удалось воплотить в жизнь работникам ЗАО «Лентеплоснаб». Cовместное производство тепловой и электрической энергии (когенерация или теплофикация), получившее в нашей стране широкое развитие на крупных теплоэлектроцентралях, становится возможным на уровне муниципальной котельной при значительно более низких удельных капитальных затратах на создание генерирующих мощностей по сравнению со строительством новой ТЭЦ. В 2000 году квартальная котельная г. Пушкина была реконструирована в мини-ТЭЦ. При этом в котельной был установлен паротурбогенератор отечественного производства мощностью 1500 кВт, работающий параллельно с внешней электрической сетью напряжением 6,3 кВ. Для выработки электроэнергии используется насыщенный пар, с давлением 1,4 МПа, от пяти существующих котлов ДКВр-10/13. Однако теперь, в отличие от традиционных схем котельных, пар не бесполезно редуцируется, а совершает работу в паровой турбине. Весь пар после турбины поступает на теплообменные аппараты, где полезно используется на нужды теплоснабжения. При этом величина удельного расхода условного топлива на выработку электроэнергии составляет 160–180 гр.у.т./кВт·ч, что в среднем в два раза ниже, чем на основных предприятиях РАО «ЕЭС России». Разумеется, количество вырабатываемой электроэнергии целиком диктуется величиной теплопотребления. Однако вырабатываемой электроэнергии хватает для полного покрытия собственных нужд котельной, и объективно существует возможность ее экспорта во внешнюю сеть. Но основной задачей модернизированной котельной продолжает оставаться производство тепла, а электроэнергия является полезным сопутствующим продуктом его производства, значительно улучшающим технико-экономические показатели работы котельной, и может стать дополнительной статьей доходов. С точки зрения объемов капитальных затрат реализованный вариант для подобных котельных является наиболее экономически привлекательным – капитальные вложения на уровне 150–200 $ за кВт на сегодняшний день являются наименьшими, по сравнению с прочими электрогенерирующими установками. Сравнительно низкая себестоимость обусловлена прежде всего максимальным использованием существующего оборудования котельной – котлов, подогревателей, технологических трубопроводов. При этом, в случае использования существующего здания или помещения под турбогенератор затраты могут снизиться на 25–30%. И в настоящее время имеются вполне конкретные результаты от реализации проекта: · За восемь месяцев эксплуатации турбогенератора в режиме комплексного опробования выработано более 3 млн. кВт.·час электроэнергии, при себестоимости на уровне 18–22 коп/кВт·час, что значительно ниже стоимости покупной электроэнергии. · Снижение затрат на электроэнергию определило общее снижение себестоимости отпускаемого тепла на величину порядка 10% (что является особенно актуальным для крупных котельных с большими объемами теплоотпуска). В итоге командой специалистов ЗАО «Лентеплоснаб» был реализован экономически эффективный инвестиционный проект, имеющий реальную финансовую отдачу и приемлемые сроки окупаемости. И в настоящее время ведутся работы по установке на другой котельной ЗАО «Лентеплоснаб» турбогенератора мощностью 3,5 МВт. Полученный ЗАО «Лентеплоснаб» опыт реконструкции котельной в мини-ТЭЦ может стать одним из первых шагов на пути внедрения когенерационных технологий на уровне отдельных предприятий «средней» и «малой» теплоэнергетики России и их интеграции в существующую энергосистему страны. Вывоз мусора в Сходне. Вывоз строительного мусора Дубна. Новая страница 1. Проблемы развития энергетики мос. Энергия сбережения. Как поймать солнечный ветер. Система нормування питомих витра. Главная страница -> Технология утилизации Экологически чистая мебель: |
