СХЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА ИЖЕВСКА НА ПЕРИОД ДО 2032 г. (Оценка надежности теплоснабжения)

Оглавление

Раздел 1. Обоснование метода и результатов обработки данных по отказам участков тепловых сетей

(аварийным ситуациям), средней частоты отказов участков тепловых сетей (аварийных ситуаций) в

каждой системе теплоснабжения

Раздел 2. Обоснование метода и результатов обработки данных по восстановлениям отказавших

участков тепловых сетей (участков тепловых сетей, на которых произошли аварийные ситуации),

среднего времени восстановления отказавших участков тепловых сетей в каждой системе

теплоснабжения

2.1. Статистика восстановлений (аварийно-восстановительных ремонтов) тепловых сетей и

среднее время, затраченное на восстановление работоспособности тепловых сетей, за

последние 5 лет

2.2. Описание процедур диагностики состояния тепловых сетей и планирования капитальных

(текущих) ремонтов

2.2.1. Общие положения

2.2.2. Перечень типовых средств контроля и измерений для диагностики трубопроводов

2.2.3. Проведение технического диагностирования

2.2.4. Методы испытаний (гидравлических, температурных, на тепловые потери) тепловых сетей

2.3. Описание периодичности и соответствия техническим регламентам и иным обязательным

требованиям процедур летних ремонтов с параметрами и методами испытаний (гидравлических,

температурных, на тепловые потери) тепловых сетей

Раздел 3. Обоснование результатов оценки вероятности отказа (аварийной ситуации) и безотказной

(безаварийной) работы системы теплоснабжения по отношению к потребителям, присоединенным к

магистральным и распределительным теплопроводам

Раздел 4. Обоснование результатов оценки коэффициентов готовности теплопроводов к несению

тепловой нагрузки

Раздел 5. Обоснование результатов оценки недоотпуска тепловой энергии по причине отказов

(аварийных ситуаций) и простоев тепловых сетей и источников тепловой энергии

Раздел 6. Предложения, обеспечивающие надежность систем теплоснабжения

6.1. Качество элементов системы теплоснабжения

6.2. Применение на источниках тепловой энергии рациональных тепловых схем с

дублированными связями и новых технологий, обеспечивающих нормативную готовность

энергетического оборудования

6.3. Резервирование тепловых сетей

6.3.1. Способы резервирования в системах теплоснабжения

6.4. Организация совместной работы нескольких источников тепловой энергии на единую

тепловую сеть

6.5. Устройство резервных насосных станций

6.6. Установка баков-аккумуляторов

6.7. Автоматизация управления технологическими процессами производства, транспортировки,

распределения и потребления тепловой энергии

6.8. Совершенствование эксплуатации системы теплоснабжения

Раздел 7. Описание изменений в показателях надежности теплоснабжения за период,

предшествующий актуализации схемы теплоснабжения, с учетом введенных в эксплуатацию новых и

реконструированных тепловых сетей и сооружений на них

Список использованных источников

Раздел 1. Обоснование метода и результатов обработки данных

по отказам участков тепловых сетей (аварийным ситуациям),

средней частоты отказов участков тепловых сетей (аварийных

ситуаций) в каждой системе теплоснабжения

При актуализации схемы теплоснабжения г. Ижевска статистику отказов тепловых се-

тей предоставили: Филиал «Удмуртскийª ПАО «Т Плюсª, ООО «РТКª, АО сан. «Металлургª,

ООО «Котельная двадцатого энергорайонаª и ООО «МАНª. Остальные теплоснабжающие

организации ввиду небольшой протяженности тепловых сетей либо не видут учет повре-

ждений, либо не имели повреждений за последние 5 лет.

Статистика интенсивности отказов тепловых сетей в зоне дейсвия каждого источника

теплоснабжения приведена в табл. 1.1.1.

Статистика недоотпуска тепловой энергии вследствии отказов тепловых сетей в зоне

действия каждого источника теплоснабжения приведена в табл. 1.1.2.

Статистика недоотпуска тепловой энергии вследствии отказов тепловых сетей в зоне

действия каждой ЕТО приведена в табл. 1.1.3.

Раздел 2. Обоснование метода и результатов обработки

данных по восстановлениям отказавших участков тепловых

сетей (участков тепловых сетей, на которых произошли аварийные

ситуации), среднего времени восстановления отказавших участков

тепловых сетей в каждой системе теплоснабжения

2.1. Статистика восстановлений (аварийно-восстановительных

ремонтов) тепловых сетей и среднее время, затраченное

на восстановление работоспособности тепловых сетей,

за последние 5 лет

При актуализации схемы теплоснабжения г. Ижевска статистику отказов тепловых се-

тей предоставили: Филиал «Удмуртскийª ПАО «Т Плюсª, ООО «РТКª, АО сан. «Металлургª,

ООО «Котельная двадцатого энергорайонаª и ООО «МАНª. Остальные теплоснабжающие

организации ввиду небольшой протяженности тепловых сетей либо не видут учет повре-

ждений, либо не имели повреждений за последние 5 лет.

Статистика времени восстановления тепловых сетей в зоне дейсвия каждого источни-

ка теплоснабжения приведена в табл. 2.1.1.

2.2. Описание процедур диагностики состояния тепловых сетей

и планирования капитальных (текущих) ремонтов

2.2.1. Общие положения

С целью обеспечения безаварийной эксплуатации трубопроводов осуществляется их

техническое освидетельствование согласно «Правилам технической эксплуатации тепловых

энергоустановокª. В соответствии с РД 153-34.0-20.522-99 «Типовая инструкция по перио-

дическому техническому освидетельствованию трубопроводов тепловых сетейª в процессе

эксплуатации при обнаружении утонения стенки трубы более чем на 20% от проектной тол-

щины принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации трубопровода или

необходимости проведения ремонтных работ.

Процедуры диагностики состояния тепловых сетей и планирования капитальных (те-

кущих) ремонтов трубопроводов тепловых сетей в системах теплоснабжения г. Оренбурга

производятся в соответствии с утвержденными графиками.

Диагностика сетей проводится по утверждаемым планам шурфовок. Ежегодно выпол-

няются исследования металла труб тепловых сетей и экспертиза промышленной безопас-

ности сторонними организациями. По результатам инженерной диагностики составляются и

корректируются планы перспективных ремонтов и перекладок тепловых сетей.

По истечении расчетного срока службы (расчетного ресурса) трубопровод должен

пройти техническое диагностирование по методике, согласованной с Госгортехнадзором

России, или демонтирован. Техническое диагностирование должно выполняться организа-

цией, имеющей лицензию Госгортехнадзора России на проведение экспертизы промышлен-

ной безопасности. Методика технического диагностирования трубопроводов тепловых сетей

разработана в целях повышения промышленной безопасности трубопроводов тепловых се-

тей. Методика соответствует законодательству Российской Федерации в области эксплуата-

ции, экспертизы промышленной безопасности и оценки остаточного ресурса трубопроводов

тепловых сетей и учитывает передовой опыт отечественных и зарубежных компаний в обла-

сти диагностики и оценки рисков на трубопроводах. Настоящая Методика определяет объ-

ем, рекомендуемый порядок и правила определения технического состояния и срока без-

опасной эксплуатации трубопроводов тепловых сетей. Методика устанавливает требования

к программам диагностирования трубопроводов, приборному и инструментальному обеспе-

чению диагностических работ, к исходным данным и результатам диагностики, содержит

принципы и основные положения анализа и обработки результатов диагностики, перечень

критериев отбраковки, основные положения и подходы к оценке остаточного ресурса.

Техническое диагностирование трубопроводов производится с целью:

Задачами технического диагностирования трубопроводов являются:

стояния.

Решение о проведении технического диагностирования трубопроводов принимает ор-

ганизация-владелец трубопровода. Работы по техническому диагностированию проводятся

экспертной организацией на основании договора с организацией-владельцем трубопровода.

2.2.2. Перечень типовых средств контроля и измерений

для диагностики трубопроводов

Перечень типовых средств контроля и измерений представлен в таблице 2.2.1.

Для диагностики трубопроводов должны применяться приборы с характеристиками не

хуже указанных в табл. 2.2.1.

Таблица 2.2.1. Перечень типовых средств контроля и измерений

№

Технические

Тип прибора

Назначение

п/п

характеристики

Индикаторы зон концентраций

Диапазон измерения вели-

Определение магнитных аномалий

напряжений по методу магнит-

чины Нр, А/м - от -2000 до +

в трубопроводе

ной памяти металла

2000

Определение зон повышенных

Точность определения ме-

Акустические томографы

механических напряжений в тру-

стоположения течи - 1% от

бопроводе

длины участка

Акустический течеискатель

Определение мест утечек

Определение мест утечек на

Разрешающая способность,

Корреляционный течеискатель

сложных участках трубопроводов

м - 1.

Поиск подземных коммуникаций,

Разрешающая способность,

Трассопоисковые системы и

определение местоположения и

см - 1. Погрешность изме-

системы обнаружения повре-

глубины залегания, обнаружение

рения при глубине залега-

ждений наружного изоляцион-

дефектов наружного изоляционно-

ния до 5 м - 15 см, до 20 м -

ного покрытия трубопроводов

го покрытия трубопроводов, изме-

25 см.

рение градиентов

Приборы и инструменты для

визуального и измерительного

Визуальное обнаружение и изме-

контроля (лупа, зеркало и ли-

рение линейных размеров поверх-

нейки, шаблоны, штангенцирку-

ностных дефектов

ли, глубиномеры и т.д.)

Регистратор потенциалов тру-

Измерение потенциалов трубо-

Погрешность измерения, В -

бопровода

провода

0,01.

Медносульфатные электроды

Обеспечение электрической цепи

сравнения

при измерениях потенциалов

Приборы измерения удельных

Измерений удельных сопротив-

Погрешность измерения,

сопротивлений

лений грунтов

Ом - 0,1.

Диапазон измеряемых тол-

Измерение толщины изделий из

щин, мм - от 0,5 до 50,0.

Ультразвуковые толщиноме-

конструкционных металлических

Температура окружающего

ры, в том числе сканирующие

сплавов при одностороннем до-

воздуха, °С -

ступе к ним

от -30 до +50.

Ультразвуковые дефектоско-

Поиск и измерение параметров

Частотный диапазон, МГц -

пы, в том числе сканирующие.

внутренних дефектов в сварных

от 1 до 10. Диапазон рабо-

Комплект контрольных образ-

соединениях и основном металле

чих температур, °С - от -20

цов для настройки ультразву-

до +50. Площадь минималь-

кового дефектоскопа

но выявляемого дефекта,

мм² - от 0,8 до 1,0.

2.2.3. Проведение технического диагностирования

Для лиц осуществляющих обследование должен быть обеспечен полный доступ к

участкам трубопроводов, подлежащим диагностированию. При отсутствии доступа к трубо-

проводу в тепловой камере или канале, связанным с затоплением, занесением грунтом, ли-

бо по иным причинам, работы по устранению причин возлагаются на организацию-

владельца трубопровода. Поверхности трубопровода, подлежащие контролю, должны быть

очищены от загрязнений. Объем контроля трубопровода определяется требованиями

настоящей Методики, а качество подготовки поверхностей - требованиями нормативных до-

кументов на применяемые методы контроля. В случае обнаружения утечек теплоносителя

на любом этапе технического диагностирования, работы по диагностированию приостанав-

ливаются до устранения утечек. Выполнение мероприятий по устранению утечек обеспечи-

вает организация-владелец трубопровода. Окончание работ по техническому диагностиро-

ванию допускается только в случае устранения всех найденных утечек. Непосредственно

работы по обследованию трубопровода выполняются в соответствии с требованиями нор-

мативной документации на соответствующие методы контроля. Все проводимые работы

протоколируются. При обнаружении дефектов производится их обязательная фотофиксация

с отметкой в протоколе.

В случае обнаружения дефектов, которые оказывают влияние на целостность трубо-

провода и существенно снижают его надежность, проводящие контроль лица должны уве-

домить ответственного представителя организации-владельца трубопровода о найденных

неисправностях.

Сбор информации о трубопроводе:

На первом этапе проводится сбор информации о трубопроводе. Информацию предо-

ставляет организация-владелец трубопровода. Достоверность предоставляемой информа-

ции обеспечивает руководитель данной организации. Собранная информация группируется

отдельно для каждого участка трубопровода. Перечень документации, которую предостав-

ляет организация-владелец трубопровода:

участка теплосетей с указанием диаметров, обозначением тепловых пунктов, тепловых ка-

мер, компенсаторов, задвижек, неподвижных опор);

ского обследования (при наличии);

Дополнительно предоставляются другая документация, необходимая для выполнения

работ.

Обследование трубопровода интегральными методами:

Обследование трубопроводов тепловых сетей производится при помощи интегральных

методов, позволяющих проводить экспресс-диагностирование по всей длине трубопровода

без выполнения шурфов. Использование интегральных методов позволяет выявить наибо-

лее вероятные локальные дефектные участки трубопроводов. Ниже перечислены методы,

применяемые при интегральном обследовании трубопроводов тепловой сети.

Контроль методом магнитной памяти металла:

Метод магнитной памяти металла позволяет диагностировать трубопровод с поверх-

ности земли, что существенно повышает его производительность и не требует непосред-

ственного доступа к трубопроводу. Основной целью использования данного метода являет-

ся поиск аномалий магнитного поля, которые могут свидетельствовать о зонах концентраций

напряжений на трубопроводе, что, в свою очередь, может свидетельствовать о наличии

развивающихся дефектов типа трещин либо о наличии существенных изменений в геомет-

рии трубопровода.

Контроль методом акустической томографии:

Использование метода акустической томографии позволяет определить области по-

вышенных напряжений трубопровода косвенным методом. В найденных зонах концентрации

механических напряжений процессы коррозии и усталости протекают с большей интенсив-

ностью, чем на других участках трубопровода. Соответственно применение метода акусти-

ческой томографии проводится для поиска наиболее вероятных мест развития повреждений

трубопровода. Таким образом, данный метод позволяет определить наиболее уязвимые ло-

кальные участки трубопровода.

Электрометрические изыскания:

Электрометрические изыскания проводятся в соответствии с ГОСТ 9.602-2005 Единая

система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к за-

щите от коррозии только для трубопроводов в бесканальной прокладке. В электрометриче-

ские изыскания входит следующий перечень работ:

Определение мест повреждений изоляционного покрытия:

Поиск повреждений изоляционного покрытия осуществляется специализированными

системами контроля изоляции, основанными на методе Пирсона. Суть метода: измерение

падения напряжения на поверхности земли между двумя стальными электродами, создава-

емого переменным током в земле, стекающим с трубы в местах повреждения покрытия. Об-

ласть применения метода - локализация сравнительно крупных сквозных повреждений в

защитном покрытии трубопровода. Определение мест сквозных повреждений изоляции тру-

бопровода в бесканальной прокладке позволяет определить зоны подверженные влиянию

наружной коррозии.

Проверка технического состояния электрозащитных установок:

В процессе проверки технического состояния электрозащитных установок проводится

внешний осмотр всех элементов установки с целью выявления внешних дефектов, опреде-

ление выходных параметров (ток, напряжение, потенциал относительно неполяризующегося

медно-сульфатного электрода сравнения в точке дренажа), а также определение расчётного

значения сопротивления растеканию тока анодного заземления. Устанавливается запас но-

минальных параметров по току и мощности.

Определение наличия блуждающих токов в земле:

Блуждающие токи могут существенно усиливать процесс электрохимической коррозии.

Соответственно целью определения их наличия в земле является выявление участков тру-

бопровода, на которых протекание коррозионного процесса наиболее интенсифицировано.

Определение опасности постоянных блуждающих токов:

Опасным влиянием блуждающего постоянного тока на трубопровод тепловой сети яв-

ляется наличие изменяющегося по знаку и значению смещения потенциала трубопровода

по отношению к его стационарному потенциалу (знакопеременная зона) или наличие только

положительного смещения потенциала, как правило, изменяющегося по значению (анодная

зона). Регистрация данных проводится в местах возможного подключения контактных изме-

рительных приборов.

Измерение потенциала трубопровода при контроле эффективности электрохи-

мической защиты:

Контроль эффективности электрохимической защиты производится путем фиксации

значений суммарного потенциала, поляризационного потенциала и тока поляризации вспо-

могательного электрода; замеры производятся относительно неполяризующегося медно-

сульфатного электрода сравнения. Регистрация данных проводится в местах возможного

подключения контактных измерительных приборов. Данные замеры позволяют выявить зо-

ны с недопустимо высокими значениями поляризационного потенциала. Что, в свою оче-

редь, позволяет откорректировать работу активной защиты трубопроводов - электрозащит-

ных установок.

Определение коррозионной агрессивности грунта в полевых условиях:

Оценка коррозионной агрессивности грунта позволяет получить дополнительную ин-

формацию о зонах с повышенным риском развития коррозионных процессов.

2.2.4. Методы испытаний (гидравлических, температурных,

на тепловые потери) тепловых сетей

На тепловых сетях в городе проводят следующие виды испытаний:

1. Испытания на плотность и прочность проводятся в соответствии с «Правилами

устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей водыª, «Правилами

технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерацииª, «Типо-

вой инструкцией по технической эксплуатации систем транспорта и распределения тепловой

энергииª и местной инструкцией.

Испытания проводятся после окончания отопительного сезона и в летний период по-

сле капитальных ремонтов. Испытания проводятся по рабочим программам. Испытательное

давление выбирается не менее 1,25 максимального рабочего, рассчитанного на предстоя-

щий сезон. Испытания проводятся по зонам теплоснабжения. Для эффективности испыта-

ний организуются отдельные этапы (испытываемые участки) внутри каждой зоны. Испыта-

тельные давления создаются сетевыми насосами теплоисточников и ПНС. После проведе-

ния испытаний составляется акт.

2. Испытания на максимальную температуру проводятся в соответствии с «Правилами

технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерацииª, «Типо-

вой инструкцией по технической эксплуатации систем транспорта и распределения тепловой

энергииª и местной инструкцией. Испытания проводятся не реже одного раза в 5 лет. Испы-

тания проводятся в конце отопительного периода с отключением внутренних систем детских

и лечебных учреждений. Испытания проводятся по зонам теплоснабжения. Максимальная

испытательная температура соответствует температуре срезки по источнику на предстоя-

щий отопительный сезон. После проведения испытаний составляется акт.

3. Испытания на тепловые потери проводятся в соответствии с требованиями ПТЭ, по

утвержденным ОАО «ОРГРЭСª «Методическим указаниям по определению тепловых по-

терь водяных тепловых сетяхª РД 34.09.255-97 по утвержденному графику. Испытания про-

водятся не реже одного раза в 3 года. Испытаниям подвергаются отдельные магистрали или

участки сети с характерными условиями эксплуатации. Последние испытания проводились в

2013 г. Данные, полученные в результате испытаний, используются для разработки норма-

тивов тепловых потерь через изоляцию. После проведения испытаний выпускают отчёт с

результатами расчётов.

4. Испытания на гидравлические потери (пропускную способность) проводятся в соот-

ветствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей Россий-

ской Федерацииª, «Типовой инструкцией по технической эксплуатации систем транспорта и

распределения тепловой энергииª по утверждённому графику. Испытаниям подвергаются

отдельные магистрали или участки сети с характерными условиями эксплуатации. Данные,

полученные в результате испытаний, используются для разработки гидравлических режимов

и разработки энергетических (режимных) характеристик. После проведения испытаний вы-

пускают отчет с результатами расчетов.

В соответствии с требованиями ПТЭ, каждое предприятие, эксплуатирующее тепловые

сети, обязано проводить необходимые регламентные испытания тепловых сетей, объём и

периодичность которых определены в ПТЭ.

2.3. Описание периодичности и соответствия техническим

регламентам и иным обязательным требованиям процедур летних

ремонтов с параметрами и методами испытаний (гидравлических,

температурных, на тепловые потери) тепловых сетей

В соответствии с п. 6.2.13 Правил Технической эксплуатации тепловых энергоуста-

новок в организациях, эксплуатирующих тепловые сети, проводятся испытания на прочность

и плотность для выявления дефектов не позже, чем через 2 недели после окончания

отопительного сезона.

В соответствии с п. 6.2.32 Правил Технической эксплуатации тепловых энергоустано-

вок в организациях, эксплуатирующих тепловые сети, проводятся испытания на максималь-

ную температуру теплоносителя, на определение тепловых и гидравлических потерь 1 раз в

5 лет.

Процедуры диагностики состояния тепловых сетей и планирования капитальных (те-

кущих) ремонтов трубопроводов тепловых сетей источников теплоснабжения г. Ижевска

производятся в соответствии с утвержденным графиком.

Диагностика сетей проводится по утверждаемым планам шурфовок. Ежегодно выпол-

няются исследования металла труб тепловых сетей и экспертиза промышленной безопас-

ности сторонними организациями.

По результатам инженерной диагностики составляются и корректируются планы пер-

спективных ремонтов и перекладок тепловых сетей.

Содержание тепловых сетей в работоспособном, технически исправном состоянии

осуществляется в соответствии с Правилами технической эксплуатации тепловых энерго-

установок, утвержденными приказом Минэнерго от 24.03.2003 № 115, Типовой инструкцией

по технической эксплуатации тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения,

утвержденной Приказом Госстроя РФ от 13.12.2000

№ 285 и Правилами организации тех-

нического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и

сетей.

Ежегодно, при подготовке к отопительному сезону проводятся работы по реконструк-

ции, модернизации, капитальному и текущему ремонту сетей и сооружений на них, произво-

дятся гидравлические испытания наружных трубопроводов отопления и внутреннего обору-

дования ЦТП.

Комплекс проводимых работ включает в себя:

- техническое обслуживание;

- проведение диагностического обследования и анализа повреждаемого оборудования

и установление на основании этих данных оптимальных сроков проведения капитальных

ремонтов;

- ремонт оборудования, зданий и сооружений;

- своевременное и полное обеспечение эксплуатационных и ремонтных работ необхо-

димыми материалами, запасными частями и оборудованием;

- внедрение прогрессивных форм организации и управления ремонтом, специализации

ремонтных работ, комплексной механизации и передовой технологии;

- контроль качества выполняемых работ в процессе ремонта.

Раздел 3. Обоснование результатов оценки вероятности

отказа (аварийной ситуации) и безотказной (безаварийной) работы

системы теплоснабжения по отношению к потребителям,

присоединенным к магистральным и

распределительным теплопроводам

Важным свойством ТС является малая вероятность полного отказа системы. Для ТС с

большим количеством элементов характерны частичные отказы, приводящие к отключению

или снижению уровня теплоснабжения одного или части потребителей.

Для того, чтобы обеспечить выполнение основной функции ТС - надежную подачу

тепловой энергии потребителям, рассредоточенным по узлам сети, в соответствии с их ин-

дивидуальными требованиями, надежность ТС необходимо оценивать узловыми показате-

лями.

Другая важная особенность ТС - наличие временного резерва, который создается ак-

кумулирующей способностью отапливаемых зданий, а также возможностью некоторого сни-

жения температуры воздуха в зданиях против расчетного значения во время восстановле-

ния теплоснабжения после отказа (при ограничении частоты отказов и их глубины в соот-

ветствии с физиологическими требованиями к температурному режиму в зданиях).

Временной резерв может быть увеличен резервированием ТС, позволяющим поддер-

живать в послеаварийных режимах некоторый (пониженный) уровень теплоснабжения по-

требителей. Резервирование ТС, наряду с повышением качества и надежности конструкций,

теплопроводов и оборудования, является основным средством обеспечения требуемого

уровня надежности теплоснабжения.

Надежность пониженного уровня теплоснабжения потребителей оценивается вероят-

ностью безотказной работы Pj, представляющей собой вероятность того, что в течение ото-

пительного периода температуре воздуха в зданиях j-го потребителя не опустится ниже гра-

ничного значения.

В ТС без резервирования величина Kj имеет наибольшее значение по сравнению с ре-

зервированной сетью, а Pj наименьшее. Введение в сеть минимальной структурной избы-

точности и дальнейшее увеличение объема резервирования ведут к повышению надежно-

сти обеспечения пониженного уровня теплоснабжения (значение Pj растет), что обусловле-

но увеличением временного резерва потребителей при отказах элементов резервированной

части сети. Однако одновременно уменьшается надежность обеспечения расчетного уров-

ня, т.е. значение Kj (при норме аварийной подачи тепла меньше единицы по отношению к

расчет-ной, что чаще всего имеет место). Это связано с тем, что в резервированной сети

расчетное теплоснабжение потребителя нарушается не только при отказах элементов, вхо-

дящих в путь его теплоснабжения, но и элементов кольцевой части сети, гидравлически свя-

занной с этим потребителем. Таким образом, если в тупиковой сети значения Pj удовлетво-

ряют нормативному значению, резервирования сети не требуется. В противном случае дол-

жен быть определен такой объем резервирования, при котором значения Pj удовлетворят

своему нормативу, а значения Kj своего норматива не нарушат.

Если в сети без резервирования величина показателя Kj меньше нормативного значе-

ния, это значит, что масштабы системы завышены и необходимо уменьшить радиус дей-

ствия и общую длину сети от данного источника.

То же самое необходимо сделать, если при увеличении объема резервирования ТС

величина показателя Kj становится меньше нормативного значения, а показатель Pj еще не

достиг своего нормативного значения.

На рис 3.1.1 приведена классификация единичных свойств надежности.

Рис. 3.1.1. Классификация единичных свойств надежности

Единичные свойства надежности могут быть классифицированы по двум признакам.

В качестве первого классификационного признака использованы функции, задаваемые

объекту. Вторым признаком является класс объекта, поскольку одни свойства характеризу-

ют надежность только элементов системы, другие - только систему в целом (совокупности

элементов), а третьи - как элементов, так и систем.

Пунктирные линии, ведущие к прямоугольнику, отмечающему свойство безотказности,

означают, что прямо или косвенно снижение уровня долговечности и сохраняемости (эле-

менты ЭС), устойчивоспособности и живучести (СЭ), ремонтопригодности, управляемости и

безопасности (любые объекты энергетики) может в конечном счете привести к снижению

безотказности.

Поэтому безотказность - наиболее общее из всех единичных свойств.

В программно-расчетном комплексе ZuluThermo 7.0 с помощью модуля «Надежностьª

были рассчитаны показатели надежности, в том числе, вероятность безотказной работы.

В Приложениях 1 и 2 данной Главы приведены значения вероятности безотказной ра-

боты каждого участка тепловой сети и каждого потребителя соответственно.

Результаты расчета сведены в табл. 3.1.1.

Таблица 3.1.1

№

Степень надежности си-

Средняя вероятность безот-

Наименование источника

п/п

стемы теплоснабжения

казной работы системы

ЕТО № 1. Филиал «Удмуртскийª ПАО «Т Плюсª

Ижевская ТЭЦ-1, пр. Дерябина, 7

высоконадежная

0,967161

Ижевская ТЭЦ-2, Воткинское шоссе, 284

высоконадежная

0,956872

Раздел 4. Обоснование результатов оценки коэффициентов

готовности теплопроводов к несению тепловой нагрузки

Надежность расчетного уровня теплоснабжения потребителей оценивается коэффи-

циентом готовности Kj, представляющим собой вероятность того, что в произвольный мо-

мент времени будет обеспечен расчетный уровень теплоснабжения j-го потребителя (сред-

нее значение доли отопительного сезона, в течение которой теплоснабжение j-го потреби-

теля не нарушается).

В тепловых сетях без резервирования величина Kj имеет наибольшее значение по

сравнению с резервированной сетью, а Pj наименьшее. Введение в сеть минимальной

структурной избыточности и дальнейшее увеличение объема резервирования ведут к по-

вышению надежности обеспечения пониженного уровня теплоснабжения (значение Pj рас-

тет), что обусловлено увеличением временного резерва потребителей при отказах элемен-

тов резервированной части сети.

Однако одновременно уменьшается надежность обеспечения расчетного уровня, т.е.

значение Kj (при норме аварийной подачи тепла меньше единицы по отношению к расчет-

ной, что чаще всего имеет место). Это связано с тем, что в резервированной сети расчетное

теплоснабжение потребителя нарушается не только при отказах элементов, входящих в

путь его теплоснабжения, но и элементов кольцевой части сети, гидравлически связанной с

этим потребителем.

Таким образом, если в тупиковой сети значения Pj удовлетворяют нормативному зна-

чению, резервирования сети не требуется. В противном случае должен быть определен та-

кой объем резервирования, при котором значения Pj удовлетворят своему нормативу, а зна-

чения Kj своего норматива не нарушат.

Если в сети без резервирования величина показателя Kj меньше нормативного значе-

ния, это значит, что масштабы системы завышены и необходимо уменьшить радиус дей-

ствия и общую длину сети от данного источника.

То же самое необходимо сделать, если при увеличении объема резервирования ТС

величина показателя Kj становится меньше нормативного значения, а показатель Pj еще не

достиг своего нормативного значения.

В программно-расчетном комплексе ZuluThermo 7.0 с помощью модуля «Надежностьª

были рассчитаны показатели надежности, в том числе, коэффициенты готовности.

Результаты сведены в Томе 2 Приложение к Главе 11.

По результатам расчета можно сделать вывод о том, что у всех рассматриваемых по-

требителей значения показателя надежности, а именно коэффициента готовности являются

выше нормативного значения.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что все рассматриваемые системы тепло-

снабжения не имеют завышенного масштаба, радиус действия рассматриваемых источни-

ков и общая длина сети рассматриваемых источников теплоснабжения не являются завы-

шенным.

Раздел 6. Предложения, обеспечивающие надежность

систем теплоснабжения

6.1. Качество элементов системы теплоснабжения

Надежность систем теплоснабжения определяется:

- качеством элементов теплоснабжения;

- структурным, временным, нагрузочным и функциональным резервированием в сис-

теме теплоснабжения;

- уровнем автоматизации управления технологическими процессами производства,

транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии;

- качеством выполнения строительно-монтажных и ремонтных работ.

Статистические данные о причинах технологических нарушений в системах теплоснаб-

жения объектов ЖКХ МО г. Ижевск свидетельствуют об удовлетворительном качестве

элементов систем и. прежде всего, элементов тепловых сетей: металла труб, тепловой

изоляции, запорной арматуры, конструкций теплопроводов и каналов, защиты

теплопроводов от внутренней и наружной коррозии.

Защита труб от внутренней коррозии, как известно, выполняется путем повышения рН

в пределах рекомендаций ПТЭ, уменьшения содержания кислорода в сетевой воде, покры-

тия внутренней поверхности стальных труб антикоррозионными составами или применения

коррозионностойких сталей, применения безреагентного электрохимического способа

обработки воды, применения водоподготовки и деаэрации подпиточной воды, применения

ингибиторов коррозии. Для контроля за внутренней коррозией на подающих и обратных

трубопроводах водяных тепловых сетей на выводах с источника теплоты и в наиболее

характерных местах предусматривается установка индикаторов коррозии. Многофактор-

ность коррозионных процессов не позволяет сформировать единые рекомендации.

Конкретные мероприятия определяются на основе аудита систем с выявлением причин

интенсивной коррозии и способов их предотвращения.

При защите труб от наружной коррозии предусматриваются конструктивные решения

в соответствии с требованиями РД 153-34.0-20.518 [7]. Так, для конструкций теплопроводов

в пенополиуретановой теплоизоляции с герметичной наружной оболочкой нанесение

антикоррозионного покрытия на стальные трубы не требуется, но обязательно

устанавливается устройство системы оперативного дистанционного контроля,

сигнализирующее о проникновении влаги в теплоизоляционный слой, при использовании

труб из ВЧШГ, теплопроводов в пенополимерминеральной теплоизоляции независимо

от способов прокладки защита от наружной коррозии металла труб не требуется.

Для конструкций теплопроводов с другими теплоизоляционными материалами независимо

от способов прокладки применяются антикоррозионные покрытия, наносимые

непосредственно на наружную поверхность стальной трубы. Неизолированные в заводских

условиях концы трубных секций, отводов, тройника и других металлоконструкций

покрываются антикоррозионным слоем на транзитных участках тепловых сетей, а также

в камерах с ответвлениями труб устанавливаются поперечные токопроводящие перемычки

На сальниковых компенсаторах токопроводящие перемычки выполняются из многожильного

медного провода, кабеля, стального троса. В остальных случаях применяется прутковая

или полосовая сталь. Сечение перемычек определяется расчетным путем и принимается

не менее 50 мм² (по меди). Длина перемычек определяется с учетом максимального

теплового удлинения трубопровода. Стальные перемычки обеспечиваются защитным

покрытием от коррозии.

В ходе эксплуатации многочисленных тепловых сетей установлено, что при

температуре

70-80

°С протекает интенсивный процесс наружной коррозии, имеющий

язвенный харак-тер, приводящий к значительному коррозионному повреждению

металлических поверхностей, контактирующих с увлажненной тепловой изоляцией. Одним

из возможных способов уменьшения отказов тепловой сети в результате коррозионных

повреждений теплопроводов с канальной и бесканальной прокладкой может стать ввод

режима работы тепловой сети при повышенной температуре в подающем трубопроводе

в летний период Так. по результатам проведенных исследований и наблюдений

в эксплуатационных условиях Москвы установлено, что повышение температуры

теплоносителя в летний период до 100 °С приводит к подсушиванию тепловой изоляции

и снижению интенсивности коррозии и повреждаемости в

2-2,5 раза. В этом случае

обеспечение работы тепловой сети по повышенному температурному графику в летний

период требует обязательного оснащения всех подключенных к тепловой сети систем

горячего водоснабжения средствами автоматизации. Целесообразность мероприятия

требует технико-экономического обоснования для конкретных условий.

При выборе способа защиты стальных труб тепловых сетей от внутренней коррозии

и схем подготовки подлиточной воды обязательно учитываются параметры сетевой воды,

жесткость, водородный показатель рН, содержание в воде кислорода и свободной угольной

кислоты, содержание сульфатов и хлоридов, содержание в воде органических примесей

(окисляемость воды). Качество исходной воды для открытых и закрытых систем

теплоснабжения должно отвечать требованиям СанПиН 2 1.4.1074 и правилам технической

эксплуатации электрических станций и тепловых сетей, утвержденным Минэнерго России

Для закрытых систем теплоснабжения при наличии термической деаэрации допускается

использовать техническую воду.

6.2. Применение на источниках тепловой энергии рациональных

тепловых схем с дублированными связями и новых технологий, обес-

печивающих нормативную готовность энергетического оборудования

Применение рациональных тепловых схем, с дублированными связями, обеспечива-

ющих готовность энергетического оборудования источников теплоты, выполняется на этапе

их проектирования. При этом топливо-, электро- и водоснабжение источников теплоты,

обеспечивающих теплоснабжение потребителей первой категории, предусматривается по

двум независимым вводам от разных источников, а также использование запасов резервно-

го топлива. Источники теплоты, обеспечивающие теплоснабжение потребителей второй и

третей категории, обеспечиваются электро- и водоснабжением по двум независимым вво-

дам от разных источников и запасами резервного топлива. Кроме того, для теплоснабжения

потребителей первой категории устанавливаются местные резервные (аварийные) источни-

ки теплоты (стационарные или передвижные). При этом допускается резервирование, обес-

печивающее в аварийных ситуациях 100%-ную подачу теплоты от других тепловых сетей.

При резервировании теплоснабжения промышленных предприятий, как правило, использу-

ются местные резервные (аварийные) источники теплоты.

6.3. Резервирование тепловых сетей

6.3.1. Способы резервирования в системах теплоснабжения

В соответствии со СП 41-02-2003

«Тепловые сетиª в системах теплоснабжения

используются следующие способы резервирования [5]:

- на источниках теплоты применяются рациональные тепловые схем, обеспечивающие

заданный уровень готовности энергетического оборудования;

- на источниках теплоты устанавливается необходимое резервное оборудование;

- организуется совместная работа нескольких источников теплоты в единой системе

транспортирования теплоты;

- прокладываются резервные трубопроводные связи, как в тепловых сетях одного

района теплоснабжения, так и смежных теплосетевых районов города;

- устанавливаются резервные насосы и насосные станции;

- устанавливаются баки-аккумуляторы.

Применение рациональных тепловых схем, обеспечивающих заданный уровень

готовности энергетического оборудования источников теплоты, выполняется на этапе их

проектирования. При этом топливо-, электро- и водоснабжение источников теплоты,

обеспечивающих теплоснабжение потребителей первой категории, предусматривается по

двум независимым вводам от разных источников, а также использование запасов

резервного топлива. Источники теплоты, обеспечивающие теплоснабжение потребителей

второй и третей категории, обеспечиваются электро- и водоснабжением по двум

независимым вводам от разных источников и запасами резереного топлива. Кроме того, для

теплоснабжения потребителей первой категории устанавливаются местные резервные

(аварийные) источники теплоты (стационарные или передвижные). При этом допускается

резервирование, обеспечивающее в аварийных ситуациях 100%-ную подачу теплоты от

других тепловых сетей. При резервировании теплоснабжения промышленных предприятий,

как правило, используются местные резервные (аварийные) источники теплоты.

При реализации плана ликвидации мелких котельных, замене их крупными источ-

никами теплоты мелкие котельные, находящиеся в технически исправном состоянии, как

правило, оставляются в резерве.

Повышение надежности систем теплоснабжения может быть достигнуто путем

использования передвижных котельных, которые при аварии на тепловой сети должны

применяться в качестве резервных (аварийных) источников теплоты, обеспечивая подачу

тепла как целым кварталам (через центральные тепловые пункты), так и отдельным

зданиям, в первую очередь потребителям первой категории. Для целей аварийного

теплоснабжения каждая теплоснабжающая организация должна иметь как минимум одну

передвижную котельную. Подключение передвижной котельной к центральному тепловому

пункту или тепловому пункту здания (потребителя первой категории] осуществляется через

специальные вводы с фланцами, выведенными за пределы здания и отключаемыми

от основной системы теплоснабжения задвижками, установленными внутри здания.

Кроме этого, указанные объекты оборудуются вводами для подключения передвижных

котельных к источнику электроэнергии мощностью

10-50 кВт

(в зависимости от типа

котельной). При авариях в системе электроснабжения надежность теплоснабжения

потребителей значительно повышается при использовании в качестве резервных и

аварийных источников передвижных электрических станций. Электрическая мощность

станций соответствует мощности электрооборудования, включенного для обеспечения

рабочего режима котельной и тепловой сети. Основным преимуществом передвижных

котельных при ликвидации аварий является быстрота ввода установок в работу, что в

зимний период является решающим фактором. Время присоединения передвижной

котельной к системе отопления и топливно-энергети-ческим коммуникациям бригадой из 4

человек (два слесаря, электрик, сварщик) составляет примерно 4-8 ч.

Необходимую теплопроизводительность мобильной котельной, применяемой для

поддержания в помещениях минимально допустимой температуры воздуха, можно

определить из выражений:

где G_p - расчетный расход теплоносителя в системе отопления, м³; с - теплоемкость

воды. ккал/(ч.°С); р - плотность воды, кг/м³; q_x - относительный расход тепла, необходимый

для поддержания минимально допустимой температуры воздуха в помещениях;

t_1p, t_2p

- расчетные температуры воды в подающем и обратном трубопроводах системы

отопления ( t_1p= 95°С; t_2p = 70°С); Q_р - расчетный (максимальный) расход тепла в системе

отопления, Гкал/ч.

Гидродинамические давления, создаваемью насосами мобильных котельных,

не должны превышать допустимых значений давлений в системе отоппения (не более

0,6 МПа по условиям сохранности отопительных приборов). Мобильную котельную

целесообразно подключать непосредственно к системе отопления здания (к патрубкам

подающего и обратного трубопроводов после элеватора или подогревателя). Для

обеспечения требуемых температурных условий в зданиях при недостаточной подаче тепла

от внешней сети либо при перерывах в подаче, вызванных аварийными ситуациями или

плановой остановкой сети на профилактический ремонт, в тепловых пунктах могут

устанавливаться пиковые теплоисточники Используются следующие способы

их подключения:

- подключение в тепловых пунктах зданий пиковых газовых котлов, догревающих воду,

подаваемую в систему отопления,

- установка в тепловых пунктах зданий пиковых электрических емкостных (тепло-

аккумулирующих) водоподогревателей. потребляющих электроэнергию в ночные часы (при

сниженном тарифе на электроэнергию). Тепловая энергия, накапливаемая в аккумуляторе,

выдается в систему отопления в нужное время, обеспечивая дополнительный нагрев

теплоносителя. Такое включение способствует выравниванию суточного режима

электропотребпения;

- установка непосредственно в отапливаемых помещениях электрических

теплоинерционных доводчиков, потребляющих электроэнершю в ночные часы

(при

сниженном тарифе на электроэнергию);

- установка в тепловых пунктах тепловых насосов, повышающих температуру

подаваемого теплоносителя за счет охлаждения теплоносителя, возвращаемого

из абонентской установки.

Однако, возникают сложности с размещением газовых котлов в существующих

зданиях. Наиболее приемлемый вариант технического решения - крышные котельные,

меняющие архитектурный облик здания. Массовое внедрение данной схемы ограничивается

лимитом пропускной возможности газовых сетей.

Использование проточных водоподогревательных установок сдерживается

отсутствием

резервных мощностей электроэнергии. Применение емкостных

электроподогревателей влечет за собой увеличение потребления электроэнергии на 5÷10%

за счёт увеличения теплопотерь. Также резервы аккумулирования тепла ограничены

размерами самого аккумулятора. Применение схем с тепловыми насосами (по сравнению

с прямым электроподогревом) снижает потребление электроэнергии, но в этом случае

наступает ограничение по теплосъему

(температуре обратной воды тепловой сети)

и по режимам работы тепловых насосов. Нарушения в снабжении энергоносителями или

нарушение работоспособности технологического оборудования приводят, как правило,

только к частичным отказам источников теплоты, которые проявляются в виде снижения

температуры или расхода теплоносителя. В случае снижения температуры теплоносителя

гидравлические режимы тепловых сетей не изменяются

(при условии отсутствия

управляющих воздействий со стороны обслуживающего персонала и отсутствии внешних

возмущающих воздействий на систему со стороны населения). При этом пропорционально

недоотпуску тепла снижается температура в отапливаемых помещениях всех потребителей.

Уменьшение же расхода теплоносителя приводит к разрегулировке тепловой сети.

Для предотвращения разрегулировки тепловой сети в аварийных ситуациях

устанавливается лимитированная подача теплоносителя всем взаимно резервируемым

потребителям. Лимиты подачи теплоносителя определяются по результатам сопоставления

трех параметров: времени остывания представительного помещения здания до допустимой

температуры, величины допустимого снижения температуры и длительности ремонта

головного элемента тепловой сети

- теплопровода, поскольку он имеет наибольшую

длительность восстановления. При отказе элемента магистральной сети на всех ЦТП,

гидравлически связанных с аварийным участком, автоматические регуляторы расхода,

установленные на входных тепломагистралях, перестраивают подачу теплоносителя в сеть

на лимитированную. Кроме того, для предотвращения гидравлической разрегулировки

распределительных тепловых сетей и систем отопления на ЦТП включаются

подмешивающие насосы, которые при снижении температуры теплоносителя доводят его

расход в этих сетях до расчетного значения. В этот период отключение нагрузки горячего

водоснабжения в ЦТП может поддерживать температуру теплоносителя на расчетном или

близком к нему уровне. Для потребителей первой категории предусматривается

индивидуальная регулировка в их местных тепловых пунктах.

Организация совместной работы нескольких источников теплоты на единую тепловую

сеть позволяет в случае аварии на одном из источников частично обеспечивать единые

тепловые нагрузки за счет других источников теплоты. Расчет тепловых и гидравлических

аварийных режимов тепловой сети выполняется разработчиком Схемы теплоснабжения,

а их реализация - теплоснабжающими организациями.

Прокладка резервных трубопроводных связей как в тепловых сетях одного района

теплоснабжения, так и смежных теплосетевых районов города обеспечивает непрерывное

теплоснабжение потребителей со значительным снижением недоотпуска теплоты во время

аварий. Количество и диаметры перемычек определяются, исходя из нормальных

и аварийных режимов работы сети, с учетом снижения расхода теплоносителя

в соответствии с данными, представленными в табл. 4.1.1. Места размещения резервных

трубопроводных соединений между смежными теплопроводами и их количество

определяется расчетным путем с использованием в качестве критерия такого показателя

надежности как вероятность безотказной работы.

Таблица 4.1.1. Допустимое снижение подачи теплоты в аварийных режимах

Расчетная температура наружного воздуха

для проектирования отопления, °С

Показатель

-10

-20

-30

-40

-50

Допустимое снижение подачи теплоты, %, до

Примечание: таблица соответствует температуре наружного воздуха наиболее холодной

пятидневки обеспеченностью 0,92.

При обеспечении безотказности тепловых сетей определяются:

- предельно допустимые длины нерезервированных участков теплопроводов

(тупиковых, радиальных, транзитных) до каждого потребителя или теплового пункта;

- места размещения резервных трубопроводных связей между радиальными тепло-

проводами;

- достаточность диаметров, выбираемых при проектировании новых или реконструи-

руемых существующих теплопроводов, для обеспечения резервной подачи теплоты

потребителям при отказах.

Наличие автоматизированных тепловых пунктов, подключенных к тепловой сети

по независимой схеме или с помощью смесительных насосов, позволяет почти в течение

всего отопительного сезона компенсировать снижение расхода в тепловой сети

повышением температуры сетевой воды, обеспечивая необходимую подачу тепла.

В системах теплоснабжения от крупных источников теплоты (мощностью 300 Гкал/ч и

более) устраиваются узлы распределения с двухсторонним присоединением к тепловой

сети, обеспечивающим в случае аварии подачу тепла через перемычки между

магистралями, а в идеальном случае - путем подключения к двум магистралям. Наличие в

тепловой сети узлов распределения позволяет получить управляемую систему

теплоснабжения, т.е. обеспечить возможность точного распределения циркулирующей воды

в нормальном и аварийном режимах, а при совместной работе теплоисточников - воз-

можность изменения режима работы сети в широких пределах. Подключение центральных

тепловых пунктов к распределительным тепловым сетям может выполняться аналогичным

образом, то есть с двухсторонним подключением ЦТП и устройством соответствующих

перемычек.

Структурное резервирование разветвленных тупиковых тепловых сетей осуществ-

ляется делением последовательно соединенных участков теплопроводов секционирующими

задвижками. К полному отказу тупиковой тепловой сети приводят лишь отказы головного

участка и головной задвижки теплосети.

Отказы других элементов основного ствола и головных элементов основных

ответвлений теплосети приводят к существенным нарушениям ее работы, но при этом

остальная часть потребителей получает тепло в необходимых количествах. Отказы на

участках небольших ответвлений приводят только к незначительным нарушениям

теплоснабжения, и отражается на обеспечении теплом небольшого количества

потребителей. Возможность подачи тепла неотключенным потребителям в аварийных

ситуациях обеспечивается использованием секционирующих задвижек. Задвижки

устанавливаются по ходу теплоносителя в начале участка после ответвления

к потребителю. Такое расположение позволяет подавать теплоноситель потребителю

по этому ответвлению при отказе последующего участка теплопровода

6.4. Организация совместной работы нескольких источников

тепловой энергии на единую тепловую сеть

Организация совместной работы нескольких источников теплоты на единую тепловую

сеть описана в Главе 3.

6.5. Устройство резервных насосных станций

Установка резервных насосных станций не планируется.

6.6. Установка баков-аккумуляторов.

Повышению надежности функционирования систем теплоснабжения в определенной

мере способствует применение теплогидоракумулирующих установок, наличие которых

позволяет оптимизировать тепловые и гидравлические режимы тепловых сетей, а также

использовать аккумулирующие свойства отапливаемых зданий. Теплоинерционные

свойства зданий учитываются МДС

41-6.2000

«Организационно-методические

рекомендации по подготовке к проведению отопительного периода и повышению

надежности систем коммунального теплоснабжения в городах и населенных пунктах РФª

при определении расчетных расходов на горячее водоснабжение при проектировании

систем теплоснабжения из условий темпов остывания зданий при авариях.

Размещение баков-аккумуляторов горячей воды возможно как на источнике теплоты,

так и в районах теплопотребления. При этом на источнике теплоты предусматриваются

баки-аккумуляторы вместимостью не менее 25 % общей расчетной вместимости системы.

Внутренняя поверхность баков защищается от коррозии, а вода в них - от аэрации, при этом

предусматривается непрерывное обновление воды в баках. Для открытых систем

теплоснабжения, а также при отдельных тепловых сетях на горячее водоснабжение

предусматриваются баки-аккумуляторы химически обработанной и деаэрированной

подпиточной воды расчетной вместимостью, равной десятикратной величине

среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение. В закрытых системах

теплоснабжения на источниках теплоты мощностью 100 МВт и более предусматривается

установка баков запаса химически обработанной и деаэри-рованной подпиточной воды

вместимостью 3 % объема воды в системе теплоснабжения, при этом обеспечивается

обновление воды в баках. Число баков независимо от системы теплоснабжения

принимается не менее двух по 50 % рабочего объема. В системах центрального

теплоснабжения (СЦТ) с теплопроводами любой протяжен-ности от источника теплоты до

районов теллопотребления допускается использование теплопроводов в качестве

аккумулирующих емкостей. Таким образом, структура систем теплоснабжения должна

соответствовать их масштабности и сложности. Если надежность небольших систем

обеспечивается при радиальных схемах тепловых сетей, не имеющих резервирования и

узлов управления, то тепловые сети крупных систем теплоснабжения должны быть

резервированными, а в местах сопряжения резервируемой и нерезервируемой частей

тепловых сетей должны иметь автоматизированные узлы управления. Это позволяет

преодолеть противоречие между «ненадежнойª структурой тепловых сетей и требованиями

к их надежности и обеспечить управляемость системы в нормальных, аварийных и

послеаварийных режимах, а также подачу потребителям необходимых количеств тепловой

энергии во время аварийных ситуаций.

В актуализированной схеме теплоснабжения г. Ижевска установка новых баков-

аккумуляторов на источниках тепловой мощности не планируется.

6.7. Автоматизация управления технологическими процессами

производства, транспортировки, распределения

и потребления тепловой энергии

Структура систем автоматического управления обеспечивает реализацию много-

ступенчатого регулирования отпуска тепловой энергии, необходимость которого определя-

ется особенностями системы, а также автоматическое обнаружение мест отказов

в тепловых сетей и их локализацию, переход от нормального режима к послеаварийному

и затем опять к нормальному, защиту от повышения давления и гидравлического удара.

Выполнение этих функций возможно лишь при ликвидации характерного для современных

систем теплоснабжения недостатка в средствах автоматического регулирования, который

становится особенно ощутимым с ростом единичных мощностей источников теплоты

и систем. Наибольшая эффективность может быть достигнута в условиях комплексной

автоматизации в рамках АСУ ТП и реализации АСДУ.

Основной задачей автоматизации регулирования отпуска теплоты на отопление

и горячее водоснабжение в тепловых пунктах зданий (ЦТП, ИТП) является обеспечение

комфортных условий в отапливаемых помещениях при существенной экономии теплоты

и, соответственно, топлива. Одновременно с решением главной задачи автоматизация

тепловых пунктов повышает надежность систем теплоснабжения и позволяет:

- улучшить состояние изоляции трубопроводов и снизить коррозионную повреж-

даемость тепловых сетей;

- обеспечить подачу теплоты потребителям в требуемом количестве

(соответст-

вующем температуре наружного воздуха) при ликвидации аварий в сетях с резерви-

рованием;

- обеспечить устойчивость гидравлических режимов работы систем отопления зданий

при снижении температуры сетевой воды относительно требуемой по графику;

- обеспечить автономную циркуляцию в местных системах отопления при аварийном

падении давления в тепловых сетях, позволяющую снизить вероятность повреждений

систем отопления потребителей.

Улучшение состояния изоляции трубопроводов и улучшение условий работы

компенсаторных устройств обеспечивается осуществлением центрального регулирования

отпуска теплоты на источнике теплоты по ступенчатому температурному графику

регулирования при постоянной температуре.

Наличие автоматизации отпуска теплоты в тепловых пунктах тепловых сетей

с резервированием

(путем устройства перемычек между тепловыми сетями смежных

районов) позволяет осуществить широкое маневрирование температурой сетевой воды.

При ликвидации аварий на отдельных участках сети можно, повысив температуру

теплоносителя, подать всем потребителям теплоту на отопление в полном объеме

(соответствующую температуре наружного воздуха) при сниженном расходе сетевой воды

на отопление. Значение этого расхода определяется расчетом для каждой конкретной сети

с учетом имеющихся перемычек и места аварии.

Гидравлический режим работы автоматизированных систем отопления здания

ухудшается при снижении температуры теплоносителя относительно графика температуры

сетевой воды, в том числе при аварии на источнике теплоты. При этом регулирующие

клапаны авторегуляторов отпуска теплоты на отопление полностью открываются,

и возможна разрегулировка тепловой сети, так как головные потребители отберут из сети

больший расход, чем концевые потребители. Чем ниже гидравлическая устойчивость сети,

тем больше величина указанной разрегулировки и тем больше снижается надежность

теплоснабжения. Устранить этот недостаток возможно путем установки дополнительных

регуляторов давления (перепада давления). Однако, это приводит, во-первых, к усложнению

работы средств автоматизации в тепловых пунктах из-за взаимного влияния

авторегуляторов отпуска теплоты и гидравлического режима, а во-вторых, к удорожанию

системы автоматизации.

Снизить вероятность повреждений систем отопления зданий от замораживания при

аварийном прекращении подачи теплоносителя из сети (например, в результате падения

давления в тепловой сети) позволяет организация автономной циркуляции воды в местных

системах отопления. При наличии циркуляции воды, кроме того, увеличивается временной

диапазон для выполнения необходимого слива воды из систем отопления. В получивших

наибольшее распространение ЦТП с корректирующими насосами смешения указанная

циркуляция обеспечивается установкой на подающем трубопроводе на входе в ЦТП

электроконтактных манометров

(ЭКМ), которые приводят в действие насос смешения

(или оба насоса, если подача каждого составляет

50% от расчетного расхода воды

на отопление).

6.8. Совершенствование эксплуатации

системы теплоснабжения

Надежность системы теплоснабжения в значительной степени определяется

организацией эксплуатации системы, взаимодействия поставщиков тепловой энергии

и их потребителями, своевременным проведением ремонтов, заменой изношенного

оборудования, наличием аварийно-восстановительной службы и организацией аварийных

ремонтов. Последнее является особенно важным при наличии значительной доли ветхих

теплопроводов и их высокой повреждаемости. Организация аварийно-восстановительной

службы, ее численности и технической оснащенности в каждом конкретном случае решается

на основе технико-экономического обоснования с учетом оптимального сочетания

структурного резерва системы теплоснаб-жения и временного резерва путем использования

аккумулирующей способности зданий. Процесс восстановления отказавших теплопроводов

совершенствуется нормированием продолжительности ликвидации аварий и определением

оптимального состава аварийно-восстановительной службы. Классификация повреждений в

системах теплоснабжения регламентируется МДК 4-01.2001 «Методические рекомендации

по техническому расследованию и учету технологических нарушений в системах

коммунального энергоснабжения и работе энергетических организаций жилищно-

коммунального комплексаª (утверждены приказом Госстроя России от 20.08.01 № 191) [11].

Нормы времени на восстановление должны определяться с учетом требований

данного документа и местных условий.

Для качественного выполнения ремонтных работ в составе СЦТ предусматриваются:

- аварийно-восстановительные службы (ABC), численность персонала и техническая

оснащенность которых обеспечивает полное восстановление теплоснабжения при отказах

на тепловых сетях в сроки;

- собственные ремонтно-эксплуатационные базы (РЭБ) - для районов тепловых сетей

с объемом эксплуатации

1000 условных единиц и более. Численность персонала

и техническая оснащенность РЭБ определяются с учетом состава оборудования,

применяемых конструкций теплопроводов, тепловой изоляции и т.д.;

- механические мастерские

- для участков

(цехов) тепловых сетей с объемом

эксплуатации менее 1000 условных единиц;

- единые ремонтно-эксплуатационные базы - для тепловых сетей, которые входят

в состав подразделений тепловых электростанций, районных котельных или промышленных

предприятий.

При подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканальной

прокладке величина подачи теплоты (%) для обеспечения внутренней температуры воздуха

в отапливаемых помещениях не ниже

12°С в течение ремонтно-восстановительного

периода после отказов принимается в соответствии с табл. 6.8.1, согласно

СП 124.13330.2011 "СНиП 41-02-2003 Тепловые сети".

Таблица 6.8.1. Допускаемое снижение подачи теплоты в зависимости от диаметра

трубопроводов и расчетной температуры наружного воздуха

Диаметр

Расчетная температура наружного воздуха, °С

Время восстанов-

труб тепло-

ления теплоснаб-

-10

-20

-30

-40

-50

вых сетей,

жения, ч

мм

Допускаемое снижение подачи теплоты, %, до

300

400

500

Диаметр

Расчетная температура наружного воздуха, °С

Время восстанов-

труб тепло-

ления теплоснаб-

-10

-20

-30

-40

-50

вых сетей,

жения, ч

мм

Допускаемое снижение подачи теплоты, %, до

600

700

800-1000

1200-1400

до 54

Время ликвидации аварий в значительной мере зависит от наличия запасных частей

и материалов. Поэтому особое внимание уделяется поддержанию необходимого запаса

материалов, деталей, узлов и оборудования. Основой надежной, бесперебойной и

экономичной работы систем теплоснабжения является выполнение правил эксплуатации, а

также своевременное и качественное проведение профилактических ремонтов. Выполнение

в полном объеме перечня работ по подготовке источников, тепловых сетей и потребителей к

отопительному сезону в значительной степени обеспечит надежное и качественное

теплоснабжение потребителей.

С целью определения состояния строительно-изоляционных конструкций, тепловой

изоляции и трубопроводов производятся шурфовки, которые в настоящее время являются

наиболее достоверным способом оценки состояния элементов подземных прокладок

тепловых сетей. Для проведения шурфовок ежегодно составляются планы. Количество

проводимых шурфовок устанавливается предприятием тепловых сетей и зависит

от протяженности тепловой сети, ее состояния, вида изоляционных конструкций. Результаты

шурфовок учитываются при составлении плана ремонтов тепловых сетей.

Тепловые сети от источника теплоснабжения до тепловых пунктов, включая

магистральные, разводящие трубопроводы и абонентские ответвления, подвергаются

испытаниям на расчетную температуру теплоносителя не реже одного раза в год.

Целью испытаний водяных тепловых сетей на расчетную температуру теплоносителя

является проверка тепловой сети на прочность в условиях температурных деформаций,

вызванных повышением температуры до расчетных значений, а также проверка в этих

условиях компенсирующей способности элементов тепловой сети.

Тепловые сети, находящиеся в эксплуатации, подвергаются испытаниям

на гидравлическую плотность ежегодно после окончания отопительного периода для

выявления дефектов, подлежащих устранению при капитальном ремонте и после окончания

ремонта перед включением сетей в эксплуатацию.

Испытания проводятся по отдельным, отходящим от источника тепла магистралям при

отключенных водо-подогревательных установках, системах теплопотребления и открытых

воздушниках у потребителей.

При испытании на гидравлическую плотность давление в самых высоких точках сети

доводится до пробного (1,25 рабочего), но не ниже 1,6 МПа (16 кгс/см²). Температура воды

трубопроводах при испытаниях не превышает 45 °С.

Для дистанционного обнаружения мест повреждения трубопроводов тепловых сетей

канальной и бесканальной прокладки под слоем фунта на глубине до 3-4 м в зависимости от

типа грунта и вида дефекта используются течеискатели.

В процессе эксплуатации особое внимание уделяется выполнению всех требований

нормативных документов, что существенно уменьшает число отказов в период отопитель-

ного сезона.

Список использованных источников

1. Федеральный закон от 27.07.2010 г. № 190-ФЗ «О теплоснабженииª.

2. Федеральный Закон Российской Федерации от 23.11.2009 года № 261-ФЗ «Об энер-

госбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в от-

дельные законодательные акты Российской Федерацииª.

3. Федеральный закон от 21 июля 2005 г. N 115-ФЗ "О концессионных соглашениях".

4. Постановление Правительства Российской Федерации от 22.02.2012г. № 154 «О

требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утвержденияª.

5. Налоговый кодекс РФ.

6. Постановление Правительства РФ от 03.04.2018 № 405 «О внесении изменений в

некоторые акты Правительства Российской Федерацииª;

7. Постановление Правительства РФ от 13.02.2006 г. № 83 «Правила определения и

предоставления технических условий подключения объекта капитального строительства к

сетям инженерно-технического обеспеченияª.

8. Постановление Правительства РФ от 16.04.2012 № 1007 «О ценообразовании в

теплоэнергетикеª.

9. Постановление Правительства Российской Федерации от 25.01.2011 года № 18 с

изменениями от 20.05.2017 г. «Об утверждении Правил установления требований энергети-

ческой эффективности для зданий, строений и сооружений и требований к правилам опре-

деления класса энергетической эффективности многоквартирных домов

10. Методические рекомендации по разработке схем теплоснабжения. Утв. Приказом

№ 565/667 Минэнерго и Минрегион России 29.12.2012 г.

11. Методические рекомендации по разработке схем теплоснабжения. Утв. Приказом

№ 212 Минэнерго России от 05.03.2019 г.

12. Приказ Министерства энергетики РФ от 30 декабря 2008 г. № 325 "Об утвержде-

нии порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энер-

гии, теплоносителя".

13. Приказ Министерства регионального развития РФ от 23 августа 2010 г. № 378 "Об

утверждении методических указаний по расчету предельных индексов изменения размера

платы граждан за коммунальные услуги".

14. Государственные сметные нормативы НЦС 81-02-13-2017 Укрупненные нормативы

цены строительства НЦС-2017 (приложение к приказу Министерства строительства и жи-

лищно-коммунального хозяйства РФ от 21 июля 2017 г. N 1011/пр).

15. Свод правил 131.13330.2012 «Строительная климатологияª. Москва, 2012 г.

16. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданийª, актуализированная редакция, 2011 г.

17. СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопрово-

довª.

18. Свода правил СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция

СНиП 41-02-2003 (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 30 июня

2012 г. № 280).