Современные технические решения по увеличению срока эксплуатации и надежности тепловых сетей реферат
Обновлено: 08.07.2024
МИНИСТЕРСТВО РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
от "__" ____________ 2013 года N ___
1. Утвердить Методические указания по анализу показателей, используемых для оценки надежности систем теплоснабжения, согласно приложению к настоящему приказу.
3. Контроль за исполнением настоящего приказа возложить на заместителя Министра регионального развития Российской Федерации В.А.Токарева.
Приложение
к приказу Министерства
регионального развития
Российской Федерации
от "___" _________ 2013 года N ___
Методические указания по анализу показателей, используемых для оценки надежности систем теплоснабжения
1. Общие положения
Настоящие Методические указания по анализу показателей, используемых для оценки надежности систем теплоснабжения, (далее - Методические указания) разработаны в соответствии с пунктом 2 постановления Правительства Российской Федерации от 8 августа 2012 года N 808 "Об организации теплоснабжения в Российской Федерации и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2012, N 34, ст.4734).
Методические указания содержат методики расчета показателей надежности систем теплоснабжения поселений, городских округов.
Приведены практические рекомендации по классификации систем теплоснабжения поселений, городских округов по условиям обеспечения надежности на:
Методические указания предназначены для использования инженерно-техническими работниками теплоэнергетических предприятий, персоналом органов государственного энергетического надзора и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации при проведении оценки надежности систем теплоснабжения поселений, городских округов.
Надежность системы теплоснабжения должна обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей тепловой энергией в течение заданного периода, недопущение опасных для людей и окружающей среды ситуаций.
Показатели надежности системы теплоснабжения подразделяются на:
- показатели, характеризующие надежность электроснабжения источников тепла;
- показатели, характеризующие надежность водоснабжения источников тепла;
- показатели, характеризующие надежность топливоснабжения источников тепла;
- показатели, характеризующие соответствие тепловой мощности источников тепла и пропускной способности тепловых сетей расчетным тепловым нагрузкам потребителей;
- показатели, характеризующие уровень резервирования (Кр) источников тепла и элементов тепловой сети;
- показатели, характеризующие уровень технического состояния тепловых сетей;
- показатели, характеризующие интенсивность отказов тепловых сетей;
- показатели, характеризующие аварийный недоотпуск тепла потребителям;
- показатели, характеризующие количество жалоб потребителей тепла на нарушение качества теплоснабжения.
Расчет показателей надежности систем теплоснабжения производится персоналом теплоэнергетических предприятий.
Классификация систем теплоснабжения поселений, городских округов по условиям обеспечения надежности проводится органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации.
Итоги оценки надежности систем теплоснабжения направляется в органы государственного энергетического надзора.
Показатели надежности системы теплоснабжения оформляются в табличном виде.
Расчет показателей и оценка надежности систем теплоснабжения производятся ежегодно перед началом отопительного периода.
2. Термины и определения
"система теплоснабжения" - совокупность источников тепловой энергии и теплопотребляющих установок, технологически соединенных тепловыми сетями;
"источник тепловой энергии" - устройство, предназначенное для производства тепловой энергии;
"теплопотребляющая установка" - устройство, предназначенное для использования тепловой энергии, теплоносителя для нужд потребителя тепловой энергии;
"тепловая сеть" - совокупность устройств (включая центральные тепловые пункты, насосные станции), предназначенных для передачи тепловой энергии, теплоносителя от источников тепловой энергии до теплопотребляющих установок;
"надежность теплоснабжения" - характеристика состояния системы теплоснабжения, при котором обеспечиваются качество и безопасность теплоснабжения;
"качество теплоснабжения" - совокупность установленных нормативными правовыми актами Российской Федерации и (или) договором теплоснабжения характеристик теплоснабжения, в том числе термодинамических параметров теплоносителя;
"отказ технологический" - вынужденное отключение или ограничение работоспособности оборудования, повреждение зданий и сооружений, приведшие к нарушению процесса передачи тепловой энергии потребителям, если они не содержат признаков аварии;
"отказ системы теплоснабжения" - такая аварийная ситуация, при которой прекращается подача тепловой энергии хотя бы одному потребителю;
"авария" - повреждение трубопровода тепловой сети, если в период отопительного сезона это привело к перерыву теплоснабжения на срок 36 ч и более;
"ветхий, подлежащий замене трубопровод" - трубопровод, отработавший нормативный срок службы или подлежащий замене по заключению специализированной организации, аккредитованной в области промышленной безопасности.
3. Структура системы теплоснабжения
Система теплоснабжения состоит из структурных элементов системы (подсистем):
- источники тепловой энергии;
- теплопотребляющие установки потребителей тепловой энергии.
Каждый из структурных элементов системы теплоснабжения состоит из элементов оборудования (котлы, турбины, теплообменники, насосы, трубопроводы и другое оборудование).
4. Оценка надежности системы теплоснабжения
Надежность теплоснабжения обеспечивается надежной работой всех элементов системы теплоснабжения, а также внешних, по отношению к системе теплоснабжения, систем электро-, водо-, топливоснабжения источников тепловой энергии.
Интегральными показателями оценки надежности теплоснабжения в целом являются такие эмпирические показатели как интенсивность отказов [1/год] и относительный аварийный недоотпуск тепла , где - аварийный недоотпуск тепла за год [Гкал], - расчетный отпуск тепла системой теплоснабжения за год [Гкал]. Динамика изменения данных показателей указывает на прогресс или деградацию надежности каждой конкретной системы теплоснабжения. Однако они не могут быть применены в качестве универсальных системных показателей, поскольку не содержат элементов сопоставимости систем теплоснабжения.
Для оценки надежности систем теплоснабжения необходимо использовать показатели надежности структурных элементов системы теплоснабжения и внешних систем электро-, водо-, топливоснабжения источников тепловой энергии.
4.1. Показатель надежности электроснабжения источников тепла () характеризуется наличием или отсутствием резервного электропитания:
- при наличии резервного электроснабжения = 1,0;
- при отсутствии резервного электроснабжения при мощности источника тепловой энергии (Гкал/ч):
4.2. Показатель надежности водоснабжения источников тепла () характеризуется наличием или отсутствием резервного водоснабжения:
- при наличии резервного водоснабжения = 1,0;
- при отсутствии резервного водоснабжения при мощности источника тепловой энергии (Гкал/ч):
4.3. Показатель надежности топливоснабжения источников тепла () характеризуется наличием или отсутствием резервного топливоснабжения:
- при наличии резервного топлива = 1,0;
- при отсутствии резервного топлива при мощности источника тепловой энергии (Гкал/ч):
Благодаря существенным социальным, экономическим и экологическим преимуществам теплофикация стала одним из основных направлений централизованного теплоснабжения крупных городов.
Централизованное теплоснабжение городов от теплоэлектроцентралей и крупных тепловых станций является наиболее рациональным методом использования топливных ресурсов страны, способствует благоустройству районов, повышает комфортабельность жилых зданий, снижает затраты труда на обслуживание теплового хозяйства городов, улучшает экологическую обстановку районов.
Наиболее полное воплощение этот принцип нашел в развитии теплоснабжения г. Москвы.
Тепловые сети Мосэнерго являются крупнейшими в Советском Союзе и обеспечивают централизованное теплоснабжение города от 14 ТЭЦ. К ним присоединено более 42 тыс. зданий с суммарной тепловой нагрузкой 28 тыс. Гкал/ч. Это покрывает 82 % потребности в тепле жилищно-коммунального сектора города.
Протяженность теплотрасс Мосэнерго составляет 2,1 тыс. км, 700 км теплотрасс имеет диаметр до 400 мм, средний диаметр линий составляет 560 мм.
Основным видом прокладки теплопроводов является канальная (1830 км), на долю подземной бесканальной прокладки приходится 159 км и надземной — примерно 100 км. Основной вид тепловой изоляции — минеральная вата и пенобетон.
Стоимость основных фондов — более 1 млрд. руб.
Опыт эксплуатации такой крупной теплоснабжающей системы выявил ряд ее преимуществ в части диспетчеризации производства и распределения тепла, централизации вспомогательных служб, организации аварийно-восстановительных работ и работ по ремонтному обслуживанию и соответственно ряд недостатков, основным из которых является недостаточная надежность.
Оценивая степени надежности производства, распределения и потребления тепла, следует отметить, что в общей технологии централизованного теплоснабжения наиболее слабым звеном оказалось транспортирование тепловой энергии по подземным трубопроводам.
За 50 лет эксплуатации тепловых сетей значительная часть оборудования пришла в несоответствие с современными требованиями надежного, безопасного и экономичного теплоснабжения такого города, как Москва.
Прежде всего это относится к трубопроводам, более 500 км которых выработали расчетный (нормативный) срок эксплуатации (25 лет).
Протяженность тепловых сетей по срокам ввода в эксплуатацию приведена далее:
до 1950 г. 80
1951 — 1960 гг. 310
1961 — 1970 гг. 737
1971 — 1980 гг. 661
после 1980 г. 312
Причины, определяющие низкую надежность тепловых сетей, хорошо всем известны. Это применение устаревших технических решений при сооружении тепловых сетей; низкое качество антикоррозионного и теплоизоляционного покрытия теплопроводов, а также неудовлетворительный водно-химический режим сетевой воды; длительная работа тепловых сетей с температурой сетевой воды в интервале 75—95 °С; отсутствие средств диагностики для выявления ослабленных участков подземных теплопроводов; недостаточные темпы перекладок ветхих тепловых сетей; наличие периодически подтопляемых трасс (основной причиной повреждений сетевых трубопроводов продолжает оставаться наружная и внутренняя коррозия).
Технические решения, предусмотренные строительными нормами и правилами при проектировании тепловых сетей, практика строительства и низкое качество работ приводят к тому, что состояние сооружаемых в настоящее время тепловых сетей ниже, чем построенных 40 лет назад. Срок службы их значительно уменьшен и составляет для ряда участков 12—15 лет.
Это объясняется прежде всего тем, что применяются трубопроводы с меньшей толщиной стенки; строительные конструкции каналов недостаточно хорошо гидроизолированы, и влага попадает на трубы через неплотности в стыках железобетонных элементов. Увеличение диаметров теплопроводов, необходимость прокладки их под другими инженерными коммуникациями в местах пересечений обусловливают размещение теплотрасс в зоне грунтовых вод. Значительная глубина заложения приводит к затоплению теплотрасс.
Требования новых строительных норм и правил не повысили надежности тепловых сетей.
Рассматриваются вопросы использования новых методов мониторинга технического состояния изоляции и трубопроводов, принципы осуществления аудита теплоизоляционного покрытия теплопроводов в связи с вопросами надежности теплоснабжающих систем.
Ключевые слова: централизованное теплоснабжение, мониторинг состояния, надежность, акустическая диагностика, ультразвуковое сканирование, тепловая аэрофотосъемка.
Обеспечение надежности и вероятности подачи тепла системами централизованного теплоснабжения является одной из приоритетных задач отопительного сезона в России. Данная задача особо важна для регионов Крайнего Севера, потому что перерыв в теплоснабжении может привести к угрозе жизни и ущербу здоровья населения. Во многих городах и населенных пунктах до сих отсутствует единая система мониторинга производства, транспорта и потребления тепловой энергии. Дополнительные проблемы для качественного централизованного теплоснабжения создают отдельные потребители, нарушающие условия теплопотребления и гидравлические режимы тепловых сетей. Для решения таких проблем необходимо, прежде всего, грамотное расходование объемов денежных средств, которые невелики для данной отрасли теплоэнергетики.
Снижение выделения денежных средств, в связи с коррупцией в области эксплуатационных и теплогенерирующих организаций и отсутствия наглядного экономического эффекта, не позволяет грамотно решить данную задачу, и заставляет обеспечивать необходимую надежность при наименьших затратах.
Производство капитального ремонта тепловых сетей при минимуме денежных средств, повлечет за собой скорый износ других участков тепловой сети. Последствием этого будет повышение числа отказов системы, а также социальный и экономический ущерб населению и промышленным потребителям. Данная схема широко распространена во многих городах РФ и выгодна для организаций и эксплуатационных служб тепловых сетей, так как создается видимость постоянных ремонтных работ. [1,с. 128–129]
Одним из решений проблемы становится рационализация процесса ремонта в рамках существующих денежных поступлений, которая заключается в контроле состояния трубопровода и замене не всего участка тепловой сети, а только изношенного части.
Современные методы диагностики состояния систем централизованного теплоснабжения позволяют оценить состояние трубопровода, без проведения вскрытия трассы и отключения транспорта тепла, помогая находить оптимальные решения описанной задачи. Опыт эксплуатационных организаций доказывает, что выводимые в перекладку трубопроводы, на протяжении 60 % своей длины сохраняют большой остаточный рабочий ресурс и могут эксплуатироваться несколько отопительных сезонов.
Стоит отметить, что для параллельных участков труб повреждения их стенки не постоянны на протяжении всей длины. Это подтверждается при проведении акустической диагностики. Наибольший износ наблюдается в углах поворотах трассы, но на прямых участках он не поддается статистическому анализу. При дальнейшем использовании участков тепловой сети, на которых диагностика показала докритический уровень повреждений, можно ежегодно экономить до 12 % от стоимости нового трубопровода для магистральных тепловых сетей и до 10 % от стоимости нового трубопровода для разводящих тепловых сетей.
Кроме рационализации перекладки тепловой сети, акустическая диагностика снижает эксплуатационные затраты, повышая надежность теплоснабжения. В этом случаем примерно в два раза сокращаются отказы элементов и трубопроводов тепловой сети, а средства, сэкономленные за счет предотвращения аварийных перерывов в теплоснабжении на одну треть превосходят затраты на аудит состояния системы и проведенные ремонтно-восстановительные работы.
Подземная прокладка трубопроводы тепловых сетей осуществляется на отметке на 0,5–2 м ниже уровня планировочной отметки земли. Стоимость выполнения шурфов для определения разрушения теплоизоляции составляет около 100 тыс. рублей в ценах 2012 года. Эта цифра может быть значительно снижена как раз за счет проведения акустической диагностики для поиска мест утечки на теплопроводе, что позволяет уменьшить количество шурфов при поиске поврежденных участков.
В зависимости от региона РФ и места проведения работ экономия денежных средств за счет уменьшения числа пробуренных шурфов может изменяться в пределах от 10 до 70 тыс. руб., при поиске одной утечки [2,с. 25–26]. Данный факт свидетельствует о том, что первоначальные затраты на диагностику и поддержание надежности тепловых сетей в будущем позволяют избежать значительно больших эксплуатационных затрат.
Кроме очевидных проблем необходимости оценки состояния самого трубопровода, стоит отметить в первую очередь ненадлежащее состояние тепловой изоляции. Существующие тепловые сети сроком эксплуатации более 25 лет не соответствуют современным требованиям надежности по качеству строительных конструкций теплопроводов и по теплотехническим параметрам, не обеспечивая нормативные значения потерь при транспорте тепловой энергии. Потери теплоты в данных местах теплопроводов превышают нормативные примерно в 3,5 раза.
Главные причинами несоответствия эксплуатационных условий расчетным являются переувлажнение изоляционного материала и окружающего грунта из-за повреждения строительной и изоляционной конструкций теплопроводов и быстрое старение и разрушение существующей теплоизоляции.
При канальном способе прокладки коррозионная активность у труб происходит ввиду высокой водопроницаемости элементов железобетонного канала из-за неудовлетворительной герметизации стыков стен и перекрытий. Из-за этого теплоизоляционный слой чрезмерно увлажняется, снижая свои защитные свойства, и разрушается. Данный процесс снижает нормативный срок эксплуатации трубопровода в 2,5 раза по сравнению со сроком службы самого канала. При бесканальном способе прокладки происходит прямой контакт изоляционного покрытия с переувлажненным грунтом и грунтовыми водами [3, с. 32–33].
Для нахождения аварийных и предаварийных участков трубопровода кроме метода акустической диагностики применяют метод ультразвукового сканирования, а также тепловую аэросъемку.
Метод ультразвукового сканирования Wavemaker был разработан в Европе и первоначально применялся для обследования головных участков нефтепровода. Суть метода заключается в том, что он может одинаково хорошо применяться как на теплопроводах, заполненных теплоносителем, так и на незаполненных, потому что для звуковых колебаний используется отдельный автономный генератор. В условиях современной России данный метод может применяться только на отключенных от источника тепла теплопроводах, так как поверхность трубы должна быть ниже 50°С, что ограничивает его применение повсеместно.
Также несомненным минусом данного метода является необходимость удаления изоляции с поверхности трубопровода по всей окружности шириной 50–80 см, дополнительно поверхность не обрабатывается. На это место накладывается надувное кольцо с преобразователями (рис. 1).
Рис. 1. Кольцо с преобразователями на трубопроводе для проведения ультразвукового сканирования Wavemaker
Спиральная акустическая волна распространяется в обе стороны от кольца и по ее отражению от неоднородностей в теле трубопровода устанавливается изменение толщины металла и как следствие площади поперечного сечения. Данный метод позволяет регистрировать с отклонениями значения площади на 5 % и больше по сравнению с номинальным значением. Звуковая волна, распространяемая по теплопроводу, довольно ограничена, ее затухание происходит благодаря фасонным частям трубопроводов и углов поворота трассы. Реальный радиус действия ультразвукового метода составляет примерно 15 м от кольца и до мест установки компенсаторов и трубопроводной арматуры. Все вышеприведенные факты указывают на целесообразность применения данного метода только в местах входа в теплофикационные камеры или при шурфовке прилегающего участка грунта. Достоинством данного метода, несомненно, является возможность получение информации о достоверном состоянии стенок трубопровода непосредственно на месте производства ремонтно-восстановительных работ, но также возникает необходимость и восстановления участка снятой изоляции, делая метод ультразвукового мониторинга состояния теплопроводов низкоэффективным.
Метод тепловой аэросъемки намного эффективнее и позволяет проводить мониторинг всей тепловой сети городов от источника тепла до любого потребителя.
Данный метод сложно осуществлять с частыми проверками, так как необходимо наличие благоприятных погодных условий и надлежащего состояния техники. Полученные результаты представляются в виде каталога температурных изменений, в котором в указаны фрагменты карты расположения тепловых сетей, съемки производятся в оптическом и инфракрасном диапазонах волн (рис.2).
Рис. 2. Тепловой снимок участка тепловой сети с указанием места утечки теплоносителя
Работники эксплуатирующих организаций по результатам тепловой аэросъемки производят внеочередные обходы теплотрасс в доступных для осмотра местах выявленных температурных изменений, при необходимости, в некоторых случаях производя внеплановые шурфовки.
Тепловая аэросъемка становится неотъемлемой частью мониторинга состояния тепловых сетей, позволяя не только определить места повреждения изоляции и утечек теплоносителя, но и отслеживать их развитие во времени. Но стоит отметить, что на данном этапе развития науки и техники никаких данных о взаимосвязи между скоростью развития коррозии стального трубопровода под слоем грунта и температурой на поверхности грунта не выявлено [4,с. 19–20].
Опыт проведения мониторинга состояния тепловых сетей в РФ с использованием перечисленных выше методов еще непродолжителен и необходимо значительное время для выявления закономерностей, которые определяют оптимальный вариант мер для повышения надежности теплоснабжения, в рамках выделенного из бюджета для этих целей денежных средств. Несомненно, нельзя ограничиваться использованием только одного метода диагностики, и перспективным направлением является сочетание опробованных методов в ракурсе соотношения приведенных затрат на аудит и желаемого результата в виде надежного и безаварийного теплоснабжения.
Основные термины (генерируются автоматически): тепловая сеть, акустическая диагностика, тепловая аэросъемка, ультразвуковое сканирование, централизованное теплоснабжение, затрата, источник тепла, средство, стоимость нового трубопровода, тепловая энергия.
Ключевые слова
надежность, централизованное теплоснабжение, мониторинг состояния, акустическая диагностика, ультразвуковое сканирование, тепловая аэрофотосъемка., тепловая аэрофотосъемка
централизованное теплоснабжение, мониторинг состояния, надежность, акустическая диагностика, ультразвуковое сканирование, тепловая аэрофотосъемка.
Похожие статьи
Особенности обследования и оценки технического состояния.
Ключевые слова: тепловая сеть, трубопроводы, обследование, экспертиза, опасный производственный объект.
Подача тепла и горячей воды производится теплоносителем (пар, вода, антифриз) потрубопроводамтепловой сети.
Выбор оптимального перепада температур в тепловых сетях.
тепловая сеть, подающий трубопровод, наружный воздух, температура, горячее водоснабжение, обратный трубопровод, централизованное теплоснабжение, затрата, сетевая вода, оптимальный перепад температур.
Графики регулирования тепловой нагрузки централизованных.
Ключевые слова: система централизованного теплоснабжения, тепловая сеть, график центрального регулирования. Графики центрального регулирования тепловой нагрузки, применяемые на ТЭЦ и районных котельных.
Технико-экономический расчет теплоизоляционных материалов.
Ключевые слова: тепловая изоляция, термическое сопротивление, удельные тепловые потери, приведенные затраты.
Для транспортировки тепла к потребителям используют трубопроводы — тепловые сети (их насчитывается от 160 тыс. и до 260 тыс. км) только в.
Особенности схем тепловых пунктов систем теплоснабжения
Ключевые слова: система централизованного теплоснабжения, тепловая сеть, тепловой пункт. Тепловой пункт — это промежуточное звено между тепловой сетью и потребителями теплоты.
Анализ энергоэффективности тепловых насосов в системах.
Источниками низкопотенциальной тепловой энергии могут быть грунтовые и артезианские воды, озера, моря, тепло грунта, вторичные энергетические ресурсы — сбросы, сточные воды, вентиляционные выбросы и т. п.
Способ повышения тепловой эффективности систем.
Повышения тепловой экономичности и увеличение теплопроизводительности системы теплоснабжения достигается следующим: снижение температуры воды в обратном магистральном трубопроводе, осуществляемое верхней ветвью каскада.
Анализ работы расходомеров в системе автоматизированного.
Сверхнормативный расход топлива, неэффективное использование энергии, утечки теплоты на тепловых трассах, в зданиях
Ультразвуковой сигнал, излучаемый первымдатчиком, проходит через движущуюся по трубопроводу жидкость и воспринимается вторымдатчиком.
Современное состояние и перспективы использования.
Ключевые слова: низкопотенциальная энергия, сбросное тепло, низкопотенциальное тепло, тепловые насосы, пассивный дом, энергосбережение.
Надежное функционирование топливно-энергетических систем, внедрение новой техники и технологий, передовых научных.
Особенности обследования и оценки технического состояния.
Ключевые слова: тепловая сеть, трубопроводы, обследование, экспертиза, опасный производственный объект.
Подача тепла и горячей воды производится теплоносителем (пар, вода, антифриз) потрубопроводамтепловой сети.
Выбор оптимального перепада температур в тепловых сетях.
тепловая сеть, подающий трубопровод, наружный воздух, температура, горячее водоснабжение, обратный трубопровод, централизованное теплоснабжение, затрата, сетевая вода, оптимальный перепад температур.
Графики регулирования тепловой нагрузки централизованных.
Ключевые слова: система централизованного теплоснабжения, тепловая сеть, график центрального регулирования. Графики центрального регулирования тепловой нагрузки, применяемые на ТЭЦ и районных котельных.
Технико-экономический расчет теплоизоляционных материалов.
Ключевые слова: тепловая изоляция, термическое сопротивление, удельные тепловые потери, приведенные затраты.
Для транспортировки тепла к потребителям используют трубопроводы — тепловые сети (их насчитывается от 160 тыс. и до 260 тыс. км) только в.
Особенности схем тепловых пунктов систем теплоснабжения
Ключевые слова: система централизованного теплоснабжения, тепловая сеть, тепловой пункт. Тепловой пункт — это промежуточное звено между тепловой сетью и потребителями теплоты.
Анализ энергоэффективности тепловых насосов в системах.
Источниками низкопотенциальной тепловой энергии могут быть грунтовые и артезианские воды, озера, моря, тепло грунта, вторичные энергетические ресурсы — сбросы, сточные воды, вентиляционные выбросы и т. п.
Способ повышения тепловой эффективности систем.
Повышения тепловой экономичности и увеличение теплопроизводительности системы теплоснабжения достигается следующим: снижение температуры воды в обратном магистральном трубопроводе, осуществляемое верхней ветвью каскада.
Анализ работы расходомеров в системе автоматизированного.
Сверхнормативный расход топлива, неэффективное использование энергии, утечки теплоты на тепловых трассах, в зданиях
Ультразвуковой сигнал, излучаемый первымдатчиком, проходит через движущуюся по трубопроводу жидкость и воспринимается вторымдатчиком.
Современное состояние и перспективы использования.
Ключевые слова: низкопотенциальная энергия, сбросное тепло, низкопотенциальное тепло, тепловые насосы, пассивный дом, энергосбережение.
Надежное функционирование топливно-энергетических систем, внедрение новой техники и технологий, передовых научных.
Надежность, долговечность и эффективность тепловых сетей может быть обеспечена применением индустриальных конструкций трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией. Потери тепла могут быть снижены в 10 раз, а эксплуатационные затраты — в девять.
Протяженность тепловых сетей в нашей стране составляет, по разным оценкам, от 180 до 280 тыс. км в двухтрубном исполнении. На сегодняшний день для 80 % трубопроводов тепловых сетей превышен срок безаварийной службы, более 30 % тепловых сетей находятся в ветхом состоянии и требуют ремонта, причем с каждым годом состояние ухудшается.
Если в 2007 году требовалось заменить каждый км, в 2012 году эта цифра возросла до 16,2 % (каждый км). Количество аварий и повреждений в тепловых сетях в 2012 году увеличилось с (в годы) до 3 на 1 км в год. Однако в настоящее время заменяются не более от общей протяженности сетей вместо по нормативу. При этом плановый ремонт практически уступил место аварийновосстановительному, что в три-четыре раза дороже и менее качественно.
В России традиционно основным способом создания тепловых сетей являлась подземная, так называемая канальная прокладка, главным образом в непроходных каналах (84 %), с помощью бесканальной подземной прокладки выполняется примерно 10 % от общего объема работ. В качестве теплоизоляционных материалов в каналах как правило используются изделия из минеральной ваты (маты и плиты). Применение для этих целей цилиндров из минеральной и стеклянной ваты составляет не более 0,1 %.
На наш взгляд, основные причины катастрофического состояния российских тепловых сетей заключаются в массовом применении подземной канальной прокладки трубопроводов и использовании недолговечных теплоизоляционных материалов. Действительно, никакая гидроизоляция (защитные покрытия из стеклопластиков, гидроизола, полимерных пленок, штукатурки), а также гидрофобизация волокнистых материалов не защищают их от увлажнения при длительной эксплуатации, а следовательно и от ухудшения их теплофизических характеристик, прежде всего от увеличения коэффициента теплопроводности, а также от коррозии. Фактический срок службы таких трубопроводов для магистральных сетей составляет распределительных и квартальных сетей — семь-восемь лет, сетей горячего водоснабжения — три-пять лет, то есть значительно ниже нормативного, равного 25 годам.
По мнению специалистов, выходом из кризисной ситуации в теплоснабжении, сложившейся в нашей стране, является широкое использование при строительстве и ремонте тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией.
Конструкции теплопроводов с пенополиуретаном (ППУ) и гидроизоляционным защитным слоем применяются в Америке и Западной Европе, особенно в северных странах, уже более 40 лет. Такой способ реализации тепловых сетей помог ряду стран развить систему централизованного теплоснабжения (Дания, Норвегия, Швеция и др.) и преодолеть энергетический кризис годов.
В России трубы с индустриальной пенополиуретановой изоляцией производятся и успешно эксплуатируются более 10 лет. За счет высокого качества трубопроводов затраты на их техническое обслуживание снижаются более чем в девять раз, вследствие чего стоимость тепловых сетей, приведенная к одному году эксплуатации, уменьшается на по сравнению с аналогичной тепловой сетью, выполненной традиционным методом. При бесканальной прокладке тепловых сетей с трубами с ППУ-изоляцией в полиэтиленовой оболочке не требуется устраивать дорогостоящие каналы и камеры для установки запорной арматуры. в конструкции трубопроводов предусматривается система оперативного дистанционного контроля (СОДК), стоимость которой не превышает 1,5 % от стоимости тепловой сети. Эта система позволяет своевременно выявлять и устранять возникающие дефекты (в первую очередь, увлажнение пенополиуретана), тем самым предотвращать аварии, типичные для тепловых сетей других конструкций. Кроме того, нет необходимости в защите трубопровода от блуждающих токов, а также в устройстве дренажа.
Таким образом, технико-экономические расчеты, проведенные для новых конструкций теплопроводов, показывают, что их применение позволяет:
— увеличить срок службы до лет (старые типы трубопроводов могут прослужить еще
— снизить тепловые потери в 10 раз — до 2 % (старые типы трубопроводов могут обеспечить только
— снизить капитальные затраты на 15— 20 %, эксплуатационные — в девять раз, ремонтные — в три раза;
— уменьшить время прокладки в тричетыре раза;
— исключит влияние блуждающих токов (отсутствие внешней коррозии);
— исключить аварийность благодаря обязательной установке системы дистанционного контроля.
Достоинства современного метода строительства тепловых сетей настолько очевидны, что сегодня в нескольких регионах России (Вологодская область, Москва, Татарстан, Тюмень, Ханты-Мансийск, Екатеринбург, Бурятия и др.) приняты постановления об обязательном использовании труб с ППУ-изоляцией при прокладке тепловых сетей. В соответствии с московской городской целевой программой по энергосбережению предполагается модернизация систем теплоснабжения на основе использования бесканальной прокладки сетей в ППУизоляции. Следует отметить, что по данным Департамента топливно-энергетического хозяйства города Москвы, благодаря внедрению трубопроводов с ППУ-изоляцией в нескольких районах города (Южное Бутово, Люблино) уже целых три года не производится отключение горячего водоснабжения на гидравлические испытания.
Для сетей горячего водоснабжения с трубами диаметром до 160 мм, а также для тепловых сетей с температурным графиком °C, строящихся путем бесканальной прокладки, производятся гибкие теплоизолированные пенополиуретаном полимерные трубы из сшитого полиэтилена. Срок службы полимерных труб превышает 50 лет. Длина полимерных труб в бухте может достигать при диаметре 32 мм 1240 м, а при диаметре 110 и 160 мм — 420 и 185 м.
В настоящее время в России созданы условия для широкого применения трубопроводов современных конструкций: в 35 регионах действуют около 80 предприятий, выпускающих трубы с индустриальной ППУ-изоляцией. Так, в Центральном округе около 35 предприятий, в том числе в Москве и Московской области 25 предприятий, в СевероЗападном — 8, в Поволжском, Уральском и Сибирском — по 9, в Южном — пять.
Общая примерная мощность этих предприятий составляет около 10 тыс. км в год как магистральных, так и разводящих трубопроводов (от 57 мм и ниже до 1200 мм). Однако из-за недостатка в финансировании ЖКХ мощность предприятий используется в среднем на 30— 60 %. Каждый год, начиная с 2000, выпускается и укладывается труб ТС и ГВ, что составляет до 10 % потребности.
Для обеспечения массового и качественного применения трубопроводов с ППУ-изоляцией был разработан пакет нормативной документации:
Однако сдерживающими факторами широкого применения новой конструкции теплосетей в строительство являются:
2. В строительстве. Наличие негативного отношения некоторых строительномонтажных организаций вследствие понижения стоимости объекта при бесканальной прокладке теплосетей на 15— 20 %, комплектации объекта элементами полной заводской готовности, отсутствия опыта строительства теплосетей с ППУ-изоляцией у многих организаций, что ведет к снижению качества монтажа и дополнительным ремонтным работам, к увеличению сроков и стоимости объекта.
3. В проектировании. Сдерживающими факторами является отсутствие требования к лицензированию проектных работ для новых теплосетей с ППУ-изоляцией и ответственности за дефекты проектной документации.
4. Не работает в полном объеме надзор за соблюдением требований к продукции производителей.
2.1. Не допускать реализации проектов, в основу которых заложено использование устаревших технологий и материалов, приводящих к неэффективному использованию энергоресурсов и финансовых средств, выделяемых на строительство, ремонт и эксплуатацию тепловых сетей.
2.2. Поручить подведомственным проектно-конструкторским и эксплуатационным организациям ужесточить воднохимический режим тепловых сетей для защиты трубопроводов от внутренней коррозии (сетевая вода: О2 — 20 мг/дм3, хлориды — 30 мг/дм3, жесткость общая — 250 мг/дм3, рН = подпиточная вода: О2 — 10 мг/дм3, хлориды — 30 мг/дм3, жесткость — 50 мг/дм3, рН =
Читайте также: