На примере города Омска можно наглядно показать приоритетные мероприятия, которые позволят увеличить эффективность работы и улучшить экономические показатели крупной ресурсоснабжающей организации.

Омск представляет собой типовой город за Уралом, где теплофикация получила толчок к развитию в военный и послевоенный периоды. Например, в 1948–1949 годах в Омске для обеспечения тепловой энергии эвакуированных предприятий были построены северо-восточный и южный лучи ТЭЦ-1 диаметрами 300, 250 и 150 мм. Общая протяжённость сетей составила 4,5 км с нагрузкой 27,5 Гкал/ч. Сети работали по графику 135/70°C, а схема горячего водоснабжения была открытая; она частично сохранилась и до настоящего времени [1].

В течение 1950–1954 годов был построен северо-западный луч большего диаметра (до 500 мм) общей протяжённостью 2,7 км. Тепловая нагрузка на конец указанного периода составляла 63 Гкал/ч. Следует отметить, что развитие сетей в крупных городах до середины 1960-х годов опережало рост тепловых нагрузок из-за неподготовленности объектов к переводу на теплофикацию.

В настоящее время это потребовало проведения ряда мероприятий, связанных с увеличением диаметра или изменением типа прокладки тепловых сетей на ранее незастроенных земельных участках, например, техническое перевооружение теплотрассы луча Труда по ул. Леконта от TK-II-3–6/3 и TK-II-3–6/6, с увеличением диаметра до 630 мм на тепловых сетях города Омска, и техническое перевооружение первого участка южного луча ТЭЦ-1 от TK-I-Ю-14/1 до ТК-I-Ю-15 по территории Омского кадетского корпуса.

В процессе рассмотрения проектной документации было выявлено, что типовыми замечаниями являются:

  • отсутствие указания вида контроля сварных стыков, например, ультразвукового контроля (УЗК);
  • несоответствие толщины стенки трубопроводов требованию заказчика, например, проектирование участков наружным диаметром 159 мм и толщиной 4,5 вместо 6,0 мм, диаметром 57 мм и 3,5 вместо 4,0 мм и т. д.;
  • устройство дорогостоящих сильфонных компенсаторов вместо простых и привычных в эксплуатации П-образных;
  • устройство неподвижных опор при подземной бесканальной прокладке.

Одним из методов поддержания надёжности в период эксплуатации трубопроводов тепловых сетей является тепловая инфракрасная аэрофотосъёмка (ТИКАС), проводимая с помощью вертолёта или БПЛА в инфракрасном (ИК) тепловом диапазоне (фото 1).


Фото 1. Представление наземного участка тепловых сетей с разрушенным теплоизоляционным слоем на снимке в видимом диапазоне (слева) и в ИК-диапазоне (справа)

Эксплуатация этих участков показала, что проведение тепловой инфракрасной аэрофотосъёмки играет важную роль в формировании планов ремонтных работ на следующие периоды, способствует подготовке тепловых сетей к безаварийному прохождению осенне-зимнего периода и своевременному получению паспорта готовности. Однако при исправном техническом состоянии тепловой сети трубы малых диаметров (до 100 мм) или трубопроводы, имеющие глубину прокладки более 2 м, создают слабые температурные аномалии (около +1°C) и не могут регистрироваться тепловой аэросъёмкой с высокой надёжностью. Кроме того, при интерпретации инфракрасного изображения можно различать возможное появление одинаковых аномалий за счёт изменения глубины теплотрассы и за счёт нарушенной изоляции. В первом случае интенсивность аномалий будет постепенно повышаться вдоль трассы, во втором — наиболее вероятно появление у аномалий резких (не размытых) границ.

Работу по тепловой инфракрасной аэрофотосъёмке целесообразно дополнять анализом фактических эксплуатационных показателей, другими методами диагностики и работой с дебиторской задолженностью. В части последних направлений приоритетными мероприятиями являются следующие:

  • постоянный мониторинг информации в разрезе потребителей по выставленным и оплаченным штрафам, периодический анализ оценки вероятности взыскания с указанием сроков при отсутствии добровольной оплаты;
  • разработка и актуализация предложений по критериям формирования дебиторской задолженности физических лиц для передачи в коллекторные организации;
  • подготовка предложений по передаче на аутсорсинг функционала по снятию контрольных показаний у потребителей — физических лиц;
  • обеспечение снятие показаний не менее одного раза в шесть месяцев;
  • проведение гидравлических испытаний на прочность и плотность в течение межотопительного сезона трубопроводов всех тепловых сетей в полном объёме;
  • разработка и выполнение комплекса организационно-технических мероприятий, обеспечивающих возможность проведения гидравлических испытаний трубопроводов тепловой сети после проведения текущего ремонта, связанного со сваркой с применением специального мобильного опрессовочного насоса, а также стационарного оборудования ТЭЦ, котельных и насосных станций;
  • оформление актов гидравлических испытаний трубопроводов тепловых сетей согласно СО 34.20.522–99 с обязательным указанием времени выдержки испытуемого трубопровода под пробным давлением и величины подпитки;
  • проведение испытаний тепловых сетей на максимальную температуру теплоносителя в период года с устойчивыми плюсовыми температурами наружного воздуха не позднее, чем за три недели до начала отопительного сезона.

Следует понимать, что диагностика сама по себе не способна повысить надёжность или эффективность работы системы теплоснабжения, она может лишь выявить участки, требующие к себе более пристального внимания (фото 2).


Фото 2. Капитальный ремонт участка надземной прокладки с заметным разрушением теплоизоляционного слоя, выявленным в процессе ТИКАС

При невыполнении указанных выше мероприятий возникает риск снижения показателей эффективности работы предприятия. Технологический эффект определяется в зависимости от ситуации и может повлечь за собой частные экономические результаты за счёт исключения возмещения материального ущерба, связанного с выходом на поверхность горячей воды и подтоплением территорий при повреждении трубопровода, а также причинения вреда здоровью граждан.

Например, при отключении повреждённого участка общее снижение циркуляционного расхода по трубопроводу диаметром 800 мм составляет около 2500 тонн в час. При сроке проведения ремонтных работ 12 часов «недоотпуск» тепловой энергии составит величину:

2500 × (91–51) = 100 Гкал,

где 91 и 51 — температуры [°C] теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах при средней температуре наружного воздуха −9,5°C и температурном графике 150/70°C.

Рассмотрение замечаний, возникавших на этапах проектирования и эксплуатации таких участков, позволило разработать программу энергосбережения, основными направлениями которой являются:

  • создание и совершенствование существующей технической, экономической и правовой нормативной базы;
  • создание фонда энергосбережения предприятия;
  • улучшение организации производства и повышение технологической дисциплины, доведение работы оборудования до экономичных паспортных режимов;
  • ускоренная замена старых трубопроводов тепловой сети;
  • внедрение новых электронных приборов учёта и оснащение ими контрольных точек на границах раздела и тепловых пунктов;
  • внедрение механизмов контроля и управления и схем автоматики нового поколения;
  • внедрение частотного регулирования электродвигателей насосного оборудования;
  • внедрение схем закрытого горячего водоснабжения;
  • интенсивное применение новых теплоизоляционных материалов (ППУ, вспененный каучук, тонкоплёночные покрытия) для оборудования и трубопроводов тепловой сети, как это показано на фото 3.

Наиболее перспективной разновидностью тепловой изоляции являются тонкоплёночные изоляционные покрытия [2, 3].


Фото 3. Трубопроводы в пенополиуретановой изоляции, подготовленные для укладки в монолитный железобетонный канал

Что касается электронных приборов учёта и оснащения ими контрольных точек на границах раздела и тепловых пунктов, то, например, в городе Омске разработана «дорожная карта» по оснащению приборами учёта границ раздела со смежной сетевой организацией, предполагающая установку первых 39 единиц в 2021 году.

В целом же, проблема учёта теплоносителя и других энергоресурсов не раз поднималась на страницах журнала СОК (например, [4]).