Некоторые аспекты реконструкции тепловых сетей

Прецедент создан в Приморском районе

Проблемы, связанные с обязательным летним отключением горячей воды, волнуют горожан. Специалистов беспокоит состояние тепловых сетей, часть которых нуждается в безотлагательной реконструкции. В городе быстрыми темпами ведется строительство новых зданий, соответственно возрастает нагрузка на тепловые сети. Пожалуй, первая за последнее десятилетие в Санкт-Петербурге программа реконструкции системы теплоснабжения, рассчитанная на перспективу и обеспеченная финансированием, была разработана в Приморском районе.

Ее реализация позволит решить многие актуальные вопросы, часть которых мы обсудили в ходе беседы с Александром Викторовичем Сорокиным, заместителем генерального директора ЗАО «Санкт-Петербургский институт теплоэнергетики», руководителем этого проекта Программы.
- Александр Викторович, можно ли избежать профилактического отключения горячей воды?
- Если отключение воды связано с регламентными работами, то, например, создание объединенной схемы теплоснабжения позволяет несколько уменьшить эту проблему. Сегодня мы уже реализуем такой проект в Приморском районе, выполняя закольцовку системы теплоснабжения из 8 котельных при помощи устройства перемычек.

- Расскажите о других преимуществах создания объединенной схемы.
- В первую очередь, это развитие строительства и обеспечение перспективных тепловых нагрузок до 2010 года, том числе за счет перераспределения мощностей котельных. Во-вторых, создание объединенной схемы позволит повысить надежность теплоснабжения за счет взаиморезервирования источников. В этом случае возможен вывод из эксплуатации неэффективных котельных, какой является, скажем, Чернореченская.
Кроме того, создание объединенной схемы района позволит подключить мощности 1 и 2 энергоблока Северо-Западной ТЭЦ. Включение Северо-Западной ТЭЦ в схему теплоснабжения, которая сегодня работает в конденсационном режиме, кроме экономической целесообразности, позволит улучшить экологическое состояние жилого района, так как значительное количество вредных выбросов в атмосферу будет вынесено за черту города.

- Очевидно, создание такой сложной системы требует большой предварительной проработки?
- Конечно. Схема объединения котельных создавалась не на листе бумаги.
Сложная кольцевая топология магистральных сетей потребовала создания специальной математической модели системы теплоснабжения и компьютерных программ для выполнения теплогидравлических расчетов. Нашим институтом с участием специалистов ВИТУ была создана такая математическая модель - электронная схема тепловых сетей района, создана база данных по каждому участку, разработана оригинальная компьютерная программа теплогидравлического расчета , умеющая считать кольцевые схемы (АРМТЭСТ Технолог). Надо отметить, что расчеты производились как для существующей системы, так и с учетом перспективных планов развития мощностей и нагрузок и, в том числе, с возможностью работы в перспективе по закрытой схеме ГВС.

- Актуальна ли перспектива перехода на закрытую схему горячего водоснабжения для Петербурга?
- Еще в 50-х гг. для Ленинграда была принята схема с открытым водоразбором ГВС и централизованной подготовкой подпиточной воды. Дело в том, что невская вода характеризуется малым солесодержанием и достаточной коррозийной активностью. Кроме того, под воздействием технической очистки на городских водопроводных станциях вода приобретает дополнительную коррозийную активность в связи с увеличением содержания в ней сульфатов, углекислоты, хлоридов, активного хлора, уменьшения рН воды и щелочности. Поэтому водоподготовка является одним из факторов, влияющих на срок службы трубопроводов тепловых сетей. Водоподготовка - это в первую очередь деаэрация подпиточной воды для тепловой сети (для снижения содержания кислорода и углекислого газа в подпиточной воде) и последующий контроль качества воды на источнике теплоснабжения. В случае, если присоединение потребителей осуществляется по независимой (закрытой) схеме, во внутридомовую разводку ГВС поступает недеаэрированная водопроводная вода, подогретая в теплообменниках ИТП. Соответственно, в этом случае значительно повышается вероятность коррозии, и металлические трубы «съедаются» менее чем за 5 лет.
В этом смысле переход на закрытую схему ГВС для нашего города проблематичен, хотя сама по себе она имеет ряд преимуществ. В первую очередь - это повышение качества горячей воды.

- Каков же выход из положения?
- Мировая и отечественная практика предлагает в качестве альтернативных методов защиты при отсутствии деаэрации применять трубы из некоррозионных материалов.
По всей вероятности, в ближайшее время полимерные трубы для системы горячего водоснабжения получат «путевку в жизнь». Существует указание Госстроя РФ о необходимости их повсеместного применения. Трубы из полимерных материалов обладают рядом достоинств: они не подвержены коррозии, имеют более длительный, по сравнению с металлическими, срок службы, качество подаваемой через полимерные трубы воды значительно выше. Замена внутридомовой разводки ГВС на трубы из полимерных материалов позволит в перспективе перевести потребителя на закрытую схему ГВС.
Однако некоторую трудность вызывает проектирование наружных сетей из полимерных труб в увязке (иногда в одном канале) с металлическими трубами отопления из-за различных радиусов поворотов, различных технических подходов, разных температурных расширений, вопросов стыковки с металлом и пр., а другие зоны для прохода в условиях существующей городской застройки найти трудно.

- Расскажите о тех новых решениях, которые применялись при прокладке новых участков тепловых сетей в рамках программы реконструкции системы теплоснабжения Приморского района.
- В этом плане хотелось бы отметить применение современных решений по теплоизоляции — предизолированные трубы в пенополиуретановой (ППУ) изоляции и системы дистанционного контроля (ОДК) состояния трубопроводов.
Сегодня в рамках данного проекта, пожалуй, впервые в России, создается автоматическая система телемониторинга состояния влажности изоляции труб в ППУ изоляции. Это должно привести к серьезному уменьшению затрат на ремонт тепловых сетей и устранение аварий.
Сложность обнаружения дефектов является обратной стороной медали труб в ППУ изоляции, положительными качествами которых являются хорошие теплоизолирующие свойства и возможность бесканальной прокладки. Намокшую ППУ изоляцию невозможно просушить и приходится заменять весь намокший участок теплосети, иногда довольно большой.
ППУ изоляция имеет твердую влагонепроницаемую оболочку, благодаря которой, в случае аварии на трубопроводе, вода растекается вдоль трубы на многие десятки метров и выходит на поверхность далеко от места аварии в местах дефекта самой оболочки. Эксплуатационные службы фиксируют аварию и начинают работы в месте выхода воды на поверхность, зачастую далеко (до 300 метров) от места аварии.
Оборудование систем, позволяющих вести контроль за состоянием изоляции, закуплено в Дании, и сейчас на его основе с привлечением потенциала института Бонч-Бруевича доработан и создан отечественный аналог для тиражирования и последующего применения.

- Александр Викторович, расскажите подробнее, что представляют собой системы телеметрии ОДК.
- Система телеметрии ОДК представляет собой совокупность оборудования и программного обеспечения, позволяющую своевременно диагностировать повреждение трубопровода. Коротко, принцип действия состоит в следующем. Все укладываемые в землю трубы снабжаются электрическими проводниками, проходящими вдоль трубы. Эти проводники электрически соединяются между собой таким образом, чтобы образовался некоторый контур проводов. К выводам этого контура подсоединяется электронный прибор-локатор. Этот прибор с заданным периодом посылает в контур определенный сигнал и получает отражение этого сигнала обратно. По форме и электрическим параметрам исходного сигнала и его отражения прибор делает вывод о состоянии обслуживаемого трубопровода. Прибор может обслуживать одновременно четыре контура. Для каждого контура он может диагностировать неисправность самого контура (обрыв, короткое замыкание) и увлажнение (прорыв трубы). Прибор через дополнительный контроллер связан с GSM-модемом. Программное обеспечение контроллера позволяет в случае диагностирования неисправности, формировать и отправлять SMS-сообщение в центральный диспетчерский пункт.

- Такое оборудование будет применяться повсеместно?
- Хочется отметить, что несмотря на имеющиеся решения и понимание, что таким высокотехнологичным способом, как телеметрия можно решать проблему поиска нарушения изоляции, в каждом случае необходимо ставить вопрос об экономической целесообразности затрат на телеметрию.
Иногда на небольших участках или на малых диаметрах устройство телеметрии ОДК и ее эксплуатация обойдется дороже, чем замена всей трубы. Речь идет о внутриквартальных сетях малого диаметра между домами, где по подвалам идут трубы без ППУ, а между домами в ППУ-изоляции, или на других оторванных участках, не связанных общей схемой телеметрии.
Стоит отметить, что на Западе к телеметрии ОДК подходят дифференцированно: где-то устраивают телеметрию, где-то применяют переносные локаторы, а где-то обходятся и без ОДК, считая ее применение нецелесообразным. Вероятно, где-то не всегда оправданным окажется и само применение труб в ППУ-изоляции.
В настоящее время в России применяются два способа определения дефектов тепловых сетей в ППУ изоляции, оснащенных проводниками ОДК.
Во-первых - переносным детектором (определение наличия типа дефекта, периодичность - 1 раз в 2 недели) + переносным локатором (локализация места возникновения дефекта, периодичность - по результатам измерений детектором).
Во-вторых, стационарным детектором (определение наличия типа дефекта, периодичность - круглосуточно) + переносным локатором (локализация места возникновения дефекта, периодичность - по результатам срабатывания детектора, с учетом регламентного времени прибытия оператора с локатором).
Эффективность этих способов вызывает много вопросов у специалистов, обслуживающих теплосети, а локализация мест возникновения дефектов при помощи переносных локаторов превращается в трудоемкую операцию, не всегда приводящую к корректным результатам.
Теплоноситель успевает пропитать значительные пространства вспененного полиуретана между трубой и полиэтиленовой оболочкой, прежде чем прибудет оператор с переносным локатором и попытается локализовать место утечки. В таких случаях локализация утечки возможна с большой погрешностью.

Кира Смоленцева