5.1. Динамика развития и современное состояние системы теплоснабжения г. Киева

На основе принципов централизованного теплоснабжения потребителей и комбинированного производства электрической и тепловой энергии на теплоэлектроцентралях и происходило становление и развитие энергосистем многих больших и малых городов мира. Экономическая целесообразность и высокая надежность работы таких энергосистем была подтверждена многолетним опытом их эксплуатации в различных климатических условиях, в том числе в зонах с холодным климатом.

По данным архивных документов до 1923 года теплоснабжение г. Киева обеспечивалось в подавляющем большинстве случаев индивидуальными источниками тепла котельно-печного типа. Доля индивидуальных систем парового или водяного отопления зданий и сооружений была незначительной, а централизованное теплоснабжение отсутствовало. Водяное (центральное) отопление зданий от домовых котельных носило единичный характер. В дальнейшем с развитием планового хозяйства начало увеличиваться количество индивидуальных систем парового и водяного отопления. В 1929 году приблизительно 16% теплоты на отопление зданий и сооружений вырабатывалось такими системами, а в 1933 году эта доля выросла до 25%, в первую очередь за счет оснащения индивидуальными системами парового и водяного отопления центральных районов города. В 1930 году для реализации единой политики и руководства энергетическим сектором г. Киева было создано общество «Киевток», которое в 1934 году было переименовано в Киевэнерго.

Начало и становление централизованной системы теплоснабжения г. Киева происходили во второй половине 30-х годов ХХ века. Ее формирование соответствовало принятой к тому времени концепции развития теплофикационных установок на базе районных и промышленных ТЭЦ. Планом электрификации г. Киева во 2-й пятилетке (1933–1937 гг.) предполагалось создание в городе 3 районов теплофикации с соответствующими ТЭЦ. Мощности теплофикационных турбин выбирались наибольшими из существовавших в то время – по 25 МВт. Потребителями централизованного теплоснабжения предполагались дома и сооружения, оснащенные системами водяного (парового) отопления, и новое строительство, которое проектировалось с такими системами.

Основой системы теплоснабжения стала Киевская теплоэлектроцентраль (раньше ТЭЦ-3, сейчас СТ-1). На момент введения ее в эксплуатацию (1937 г.) были построены и поставлены под нагрузку две тепломагистрали общей протяжностью 7 км. Теплоцентраль обеспечивала теплом 15 потребителей с общей присоединенной тепловой мощностью 7,2 Гкал/ч (8,35 МВт). Деятельность Киевэнерго была направлена на максимальное использование тепловых мощностей ТЭЦ-3 (на протяжении 1938–1939 гг. построена магистраль №3, с лета 1940 г. потребители начали получать от ТЭЦ-3 горячую воду для хозяйственных нужд, тогда же была введена в действие первая подкачивающая насосная станция). В период оккупации (1941–1943 гг.) теплофикационное хозяйство Киева было практически полностью разрушено, в том числе ТЭЦ-3 и большая доля магистральных и местных тепловых сетей. Восстановление теплоснабжения города велось быстрыми темпами и в апреле 1945 года был пущен в эксплуатацию первый теплофикационный турбоагрегат мощностью 12 МВт на ТЭЦ-3, а к ноябрю 1945 г. довоенные сети от ТЭЦ-3 были восстановлены и пущены в эксплуатацию с присоединенной мощностью 44 Гкал/ч (51,04 МВт).

В послевоенные годы вводились новые мощности на ТЭЦ-3 и сооружались новые тепломагистрали. Уже в 1947 году довоенный уровень теплофикации г. Киева был превышен. До 1950 года на ТЭЦ-3 были введены в действие три новых котлоагрегата, протяженность тепловых сетей возросла до 38 км, а присоединенная мощность 299 потребителей достигла 81 Гкал/ч (93,96 МВт).

В 1955 году после пуска в эксплуатацию ТЭЦ-4 (Дарницкой ТЭЦ) начат отпуск промышленным потребителям теплоты в виде пара. Все основное оборудование ТЭЦ-4 рассчитано на работу с высокими параметрами пара (начальное давление 9,2 МПа, температура перегрева 510°С). Район эксплуатации тепловых сетей Дарницкой ТЭЦ охватывал левобережную часть города, в которой преобладали относительно новые жилые районы с многоэтажной застройкой, значительным количеством общественных зданий и промышленных предприятий.

С целью оптимизации управления и дальнейшего развития теплофикации в 1958 году в составе Киевэнерго было создано Управление тепловых сетей. Всего за 5 лет, к 1960 г., протяженность тепловых сетей Киевэнерго и количество потребителей возросли почти в 4 раза – до 142 км и 1266 потребителей соответственно, а присоединенная мощность возросла почти в 7 раз – до 564 Гкал/ч (654,24 МВт).

В связи с интенсивным развитием города в Киеве сооружались крупные районные котельные на жилых массивах Отрадный и Нивки с установленной тепловой мощностью свыше 100 Гкал/ч (116 МВт). В то же время ТЭЦ-3 была расширена двумя водогрейными котлами ПТВМ-100 мощностью 100 Гкал/ч (116 МВт) каждый.

К 1970 году протяженность тепловых сетей составила 618 км, присоединенная мощность – 2470 Гкал/ч (2865,2 МВт) и насчитывалось 5152 потребителя.

ТЭЦ-5 сооружалась двумя очередями. Первая очередь была введена в эксплуатацию в 1971–1972 гг. На ТЭЦ были установлены две однотипные теплофикационные турбины Т-100-130 электрической мощностью 100 МВт и мощностью теплофикационных отборов 160 Гкал/ч (185,6 МВт) каждая с такими начальными рабочими параметрами пара: давление – 12,75 МПа, температура перегрева – 555°С. Для генерации пара были установлены газомазутные котлы типа ТГМ-96А паропроизводительностью 480 т/ч. Вторая очередь ТЭЦ вводилась в эксплуатацию в период с 1974 по 1976 год и была оснащена двумя теплофикационными турбинами Т-250/300-240 электрической мощностью 250 МВт и производительностью теплофикационных отборов 330 Гкал/ч (382,8 МВт) каждая. Оборудование второй очереди было рассчитано на работу со сверхкритическими параметрами пара: давление – 23,54 МПа, температура перегрева – 540°С.

Киевская ТЭС-6

В 1971–1977 годах на ТЭЦ-5 смонтированы и введены в эксплуатацию три водогрейных котла ПТВМ-180 тепловой мощностью 180 Гкал/ч (208,8 МВт) каждый. Для транспорта теплоты от ТЭЦ-5 проложены трубопроводы диаметром 700–1100 мм и протяженностью 15,5 км, а с целью повышения надежности теплоснабжения выполнена коллекторная схема выводов тепловых сетей.

В 80-х годах ХХ века начал ощущаться дефицит теплоснабжения новых жилых массивов – Оболонь, Виноградарь, Минский. Для покрытия возрастающих нужд жилстроительства, вывода из работы большого количества мелких, малорентабельных котельных на северо-восточной окраине Киева была построена ТЭЦ-6.

ТЭЦ-6 оснащена двумя теплофикационными турбинами Т–250/300–240 электрической мощностью 250 МВт и мощностью теплофикационных отборов 330 Гкал/ч (382,8 МВт) каждая, а с 1981 по 1986 год на ТЭЦ-6 впервые в СССР были введены в эксплуатацию четыре водогрейных котла КВГМ-180 единичной тепловой мощностью 180 Гкал/ч (208,8 МВт) каждый.

К 2001 году в Киеве сложилась наибольшая в Украине система теплофикации и централизованного теплоснабжения, установленная тепловая мощность ТЭЦ и районных котельных Киева составляла более 6000 Гкал/ч, за счет которых покрывалось до 70% тепловых нужд города, в том числе 35% за счет ТЭЦ.

Для передачи и распределения тепловой энергии от наиболее значительных источников централизованного теплоснабжения в Киеве функционирует сложная, разветвленная система водяных магистральных и распределительных тепловых сетей. Существующая система водяных тепловых сетей – двухтрубная, закрытая.

Регулирование отпуска тепла – качественное, по нормальному отопительному графику 150/70°С. В настоящее время проводятся исследования в области применения температурного графика, адекватного реальной потребности потребителей – 115/65°С.

В основном тепловые сети города проложены в непроходных железобетонных каналах с подвесной изоляцией из минеральной ваты.

Часть трубопроводов (порядка 47 км) тепловых сетей находится на значительной глубине в зоне периодического затопления грунтовыми водами, что приводит к повышению потерь тепловой энергии через изоляцию и интенсивной коррозии трубопроводов. 20,328 км теплосетей проходят под зданиями. Сегодня тепловые сети Киева находятся в удовлетворительном состоянии, но в связи с завершением нормативного срока эксплуатации 36% сетей нуждаются в восстановлении и модернизации.

Протяженность тепловых сетей Киева составляет около 2000 км (в двухтрубном исчислении).