Опыт эксплуатации тепловых сетей и индивидуальных тепловых пунктов предприятия "Ригас Силтумс"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Опыт эксплуатации тепловых сетей и индивидуальных тепловых пунктов предприятия «Ригас Силтумс»

М.И. Дубсон

заместитель руководителя отдела информационного обеспечения, АО «Ригас Силтумс», г. Рига, Латвия

Развитие централизованного теплоснабжения г. Риги

Общие сведения об акционерном обществе (АО) «Ригас Силтумс». В 2006-2007 гг. в тепловые сети (ТС) АО «Ригас Силтумс» было подано 3531 тыс. МВт.ч (3036,66 тыс. Гкал) тепловой энергии, в том числе продано потребителям 3066 тыс. МВт.ч (2636,76 тыс. Гкал). Годовой оборот АО «Ригас Силтумс» составил 94 млн евро. В настоящее время к ТС предприятия подключено 76% общей «тепловой площади» города, или 7200 домов с общей площадью 11,8 млн м2, где проживают 664 тыс. жителей. В г. Риге закрытая система теплоснабжения. Общая длина ТС города составляет 876 км, из которых АО «Ригас Силтумс» принадлежит 651,8 км, в том числе магистральных ТС (трубопроводы с диаметром от 250 до 1200 мм) с общей длиной 245 км. Общий объем ТС составляет 137 тыс. м3. ТС построены в двухтрубном исполнении и проложены как под землей, так и над землей, а также по подвалам зданий.

Тепловая энергия вырабатывается на 5 тепловых станциях и 37 автоматических газовых котельных АО «Ригас Силтумс». Общая установленная тепловая мощность предприятия составляет 1102 МВт.

В 2006-2007 финансовом году (с 1998 г. предприятие работает по финансовому году с 1 октября по 30 сентября) было выработано 283,1 млн кВт.ч электроэнергии в когенерационном процессе.

АО «Ригас Силтумс» на своих теплоисточниках вырабатывает 30% от всего необходимого тепла для г. Риги, а остальные 70% тепла покупает у других производителей, в основном от двух теплоцентралей АО «Латвэнерго», которые вырабатывают как тепловую, так и электрическую энергию.

Ликвидация ЦТП и переход на двухтрубную систему теплоснабжения. Согласно решений Рижской думы «O концепции развития теплоснабжения г. Риги» (1997 г.), «O проекте обновления систем теплоснабжения г. Риги» (1999 г.) и в соответствии с требованиями закона об энергетике АО «Ригас Силтумс» производило реконструкцию ТС и источников теплоснабжения.

Проект обновления систем теплоснабжения г. Риги осуществлялся в два этапа. На первом этапе с 1997 по 2001 гг. производилась установка тепловых счетчиков коммерческого учета в каждом доме, подключенных к ТС АО «Ригас Силтумс», ликвидация центральных тепловых пунктов (ЦТП) и реконструкция индивидуальных тепловых узлов.

Программа ликвидации ЦТП (рис. 1), утвержденная Рижской Думой, предусматривала:

¦ установку ИТП во всех домах, которые получали тепловую энергию через ЦТП;

¦ переход с четырехтрубной на двухтрубную схему теплоснабжения и ликвидацию ТС горячей воды и перекладку отдельных участков существующих сетей (рис. 2);

¦ реконструкцию ИТП в зданиях с переходом на независимую схему;

¦ ликвидацию насосных станций, размещенных в ЦТП, или передачу их водоснабжающей организации для последующей модернизации.

На втором этапе с 2002 по 2006 гг. осуществлялась реконструкция ТС и теплоисточников. В эту программу включались следующие мероприятия:

¦ замена и перекладка ТС, которые находятся в плохом состоянии;

¦ закрытие неэффективных малых и средних котельных и подключение потребителей к ТС;

¦ установка на теплоисточниках когенерационного оборудования (ГТУ, ГПУ и ГД), реконструкция больших тепловых источников.

В 2001 г. масштабная программа по ликвидации ЦТП закончилась. В результате было ликвидировано 185 ЦТП и было установлено 3008 новых современных автоматизированных индивидуальных тепловых узлов.

В период до 1 марта 2008 г. было модернизированo 7862 индивидуальных тепловых узла из общего числа ИТП - 8130 шт. (рис. 3).

Обслуживание ИТП. По отдельным договорам АО «Ригас Силтумс» выполняет работы по обслуживанию ИТП и систем теплоснабжения жилых домов. Режим обслуживания включает в себя работы, выполняемые:

1. Один раз в год: профилактика и ремонт систем отопления и горячего теплоснабжения (ГВС); профилактика и ремонт системы автоматики; подготовка системы к гидравлическим испытаниям; проверка манометров и термометров; промывка системы отопления; химическая промывка теплообменников; гидравлические испытания.

2. Один раз в месяц: проверка теплообменников горячего водоснабжения на плотность; прочистка фильтров.

3. Один раз в неделю: обход узлов; проверка фильтров; контроль параметров (температурный перепад сетевой воды, температура обратной сетевой воды, количество сетевой воды в системе, температура подающей горячей воды).

Обслуживание включает в себя также наладку системы отопления, регулировку системы автоматики узла. В случае жалоб - составление актов поквартирно.

Алгоритм работы автоматики отопления -это изменение подающей температуры в отопительном контуре дома, в зависимости от температуры наружного воздуха; критерием подачи горячей воды является 50 ОC на выходе из ИТП.

Программа замены тепловых сетей

Надежность и бесперебойность теплоснабжения г. Риги в большей части зависит от технического состояния ТС. Согласно Латвийских Строительных нормативов, средний срок службы ТС составляет 20 лет.

В связи с этим, ежегодно проводятся ремонтные работы и реконструкция участков ТС, изоляция которых находится в неудовлетворительном состоянии и где тепловые потери превышают нормативные показатели.

На балансе АО «Ригас Силтумс» находятся ТС (по данным 2007 г.) общей протяженностью 655,98 км, из них 505,23 км проложены в каналах, над землей и в технических коридорах зданий, а 150,75 км - бесканально в пенополиуретановой (ППУ) изоляции (рис. 4).

35% ТС имеют срок эксплуатации до 10 лет, около 23% всех сетей имеют срок эксплуатации от 10 до 15 лет и 42% ТС достигли или превышают нормативный эксплуатационный срок 20 лет, в том числе 9,5% ТС имеют срок эксплуатации от 41 до 45 лет.

На предприятии в 2006-2007 финансовом году были заменены участки ТС, которые имели плохое состояние изоляции, наблюдались внутренняя и наружная коррозия труб; также менялись участки труб, на которых произошло большое число аварий.

Реконструкция участков ТС проводилась с использованием бесканальных труб с заводской ППУ изоляцией, на эксплуатацию которых не влияет высокий уровень грунтовых вод.

В 2006-2007 финансовом году были заменены 17,3 км магистральных и разводящих ТС.

Чтобы подключить к централизованной системе теплоснабжения новых абонентов, в течение года было проложено 9 км новых трубопроводов ТС.

В связи с проведением строительных работ на новых объектах, переложены 1,5 км ТС в местах, где сети мешали строительству. Перекладка осуществлялась за счет финансовых средств заказчиков.

В целом были заменены и проложены ТС общей протяженностью 17,3 км, из которых на 8,6 км, или 49,7% от всей длины, применялись трубы с бесканальной технологией. Динамика замены ТС за последние 5 лет представлена на рис. 5.

Замена (перекладка) участков магистральных и разводящих ТС значительно снизила издержки предприятия, которые связаны с тепловыми потерями, ликвидацией аварий в результате утечек в трубопроводах, а также значительно повысила надежность системы централизованного теплоснабжения (ЦТ) г. Риги.

тепловая сеть теплоснабжение

В течение 2006-2007 г. на ТС г. Риги было констатировано 167 повреждений, из которых 14 -дефекты на магистральных ТС и 153 - на разводящих. Данные по повреждениям на ТС за последние 5 лет представлены в таблице.

Для снижения тепловых потерь в 2007 г. в ТС было заменено 3,52 км изоляции надземных ТС и трубопроводов, расположенных в подвалах зданий. Также восстановлена изоляция на арматуре и компенсаторах, расположенных в камерах (всего была заменена изоляция в 66 камерах).

Начиная с 2007 г. предусмотрена интенсивная замена участков ТС, срок эксплуатации которых превышает 20 лет и которые находятся в плохом техническом состоянии. С целью недопущения устаревания ТС необходимо перекладывать такое их количество, чтобы оно превосходило темпы старения ТС. В этой связи, для обеспечения дальнейшего развития теплоснабжения, был разработан перспективный план перекладок ТС на ближайшие 10 лет - с 2008 г. по 2018 г. В среднем, ежегодно необходимо перекладывать 21,17 км ТС.

В связи с подключением новых клиентов к системе ЦТ намечается строительство новых магистральных ТС.

Программа замены новых компенсаторов и запорной арматуры в тепловых сетях

Чтобы обеспечить непрерывную и надежную подачу тепловой энергии потребителям, оперативно проводилась перекладка ТС, а также была разработана 4-летняя (с 2002 по 2006 гг.) программа замены сальниковых компенсаторов на компенсаторы сильфонного типа и установка новой запорной арматуры на всех магистральных камерах (рис. 6).

В 2006 г. программа по замене компенсаторов и запорной арматуры была выполнена практически в полном объеме. В результате реализации программы было установлено 1113 компенсаторов сильфонного типа диаметрами до Ду=1200 мм, а также заменено 2190 единиц запорной арматуры диаметром до Ду=800 мм.

Выполнение этой программы дало возможность:

1. быстро и надежно отключать участки ТС; таким образом, снижались потери сетевой воды в аварийных ситуациях и сокращался срок ликвидации аварии;

2. менять режимы теплоснабжения, повышая эффективность ЦТ;

3. не отключать потребителей и обеспечивать их тепловой энергией в летний ремонтный период, а также уменьшить количество отключенных потребителей в случае аварий ТС.

Способы технического контроля состояния теплосетей

Контроль за работой дренажных насосных станций. Основной причиной возникновения повреждений трубопроводов ТС является наружная коррозия от воздействия грунтовых, паводковых и ливневых вод. Для защиты канальных ТС нами используются продольные дренажи с автоматической откачкой дренажными насосными станциями.

Для обеспечения надежной эксплуатации ТС нами была проведена реконструкция дренажных насосных станций. Установлены новые насосы и полностью автоматизирован их рабочий цикл; отремонтирована дренажная канализация; выполнен мониторинг работы дренажных станций.

В информационной сети в любое время можно получить данные о техническом состоянии дренажных станций. В случае выхода из строя оборудования в течение 10-15 мин к режимному диспетчеру приходит аварийный сигнал. Обслуживающий персонал может получить информацию о периоде работы каждого из насосов, что позволяет своевременно производить регламентные работы с оборудованием.

В отдельных тепловых камерах для контроля уровня затопляемости грунтовыми водами или сетевой водой в случае аварии установлены датчики контроля. В случае срабатывания датчика диспетчеру приходит аварийный сигнал.

Все эти мероприятия позволили обеспечить благоприятные условия для эксплуатации трубопроводов ТС канальной прокладки.

Контроль за выполнением гидравлических режимов и температурных графиков на теплоисточниках, в тепловых сетях и у абонентов. С помощью информационной программы режимный диспетчер осуществляет контроль за гидравлическими режимами и температурным графиком. Согласно разработанным графикам и режимам, диспетчер, в зависимости от прогноза погоды, по температуре наружного воздуха задает параметры теплоисточникам выдерживания подающей температуры, а также давления в зависимости от расхода сетевой воды. Контроль осуществляется либо в режиме реального времени, либо исходя из графической визуализации параметров.

Гидравлические режимы разрабатываются службами предприятия с помощью программы ZULU или ГИС «ТеплоГраф».

Контроль за температурными и гидравлическими режимами осуществляется как по параметрам на теплоисточниках, так и по параметрам на концевых точках ТС с частотой - на крупных источниках от 10 до 20 с; на средних источниках от 1 до 2 мин; на малых источниках от 15 до 20 мин.

Для облегчения работы режимного диспетчера специалистами предприятия разработана программа MDS-монитор, которая позволяет выявить теплоисточники или объекты с нарушением температурных графиков или режимов. Речь идет об объектах, подключенных в информационную сеть, а их более 200. Диспетчерской службой с помощью этих программ готовятся 7-часовые, 12-часовые и 24-часовые отчеты о нарушениях температуры обратной сетевой воды, температуры обратной отопительной воды.

На всех теплоисточниках установлены расходомеры на подпиточных линиях. Расходомеры подключены к общей информационной сети предприятия. Это позволяет режимному диспетчеру и операторам на теплоисточниках контролировать расходы подпитки теплосети и проводить оперативные мероприятия по доведению уровня подпитки до нормативно обоснованного показателя.

Результатом всех этих мероприятий является значительное улучшение экономических показателей предприятия.

Возможность оперативно получать данные из архивов информационной сети позволяет правильно рассчитывать режимы работы ТС и теплоисточников.

Мониторинг утечек на трубопроводах в ППУ изоляции. Ремонт, реконструкция и строительство новых ТС производится, в основном, путем прокладки бесканальных труб с ППУ изоляцией. Контроль за техническим состоянием этих труб осуществляется с помощью детекторов, установленных локально на концевых точках малых диаметров труб. Надзор за этими объектами осуществляется эксплуатационным персоналом 1 раз в месяц. Мониторинг трубопроводов большого диаметра осуществляется в информационной сети. Аварийный сигнал о дефекте на контролируемом участке ТС от детектора поступает на монитор режимного диспетчера. Режимный диспетчер сообщает о срабатывании сигнализации сетевым районам и Службе измерений и наладки.

Автоматизация считывания данных со счетчиков абонентов. В настоящее время в процессе разработки находится проект автоматического считывания коммерческих данных со счетчиков учета тепловой энергии, установленных у всех абонентов АО «Ригас Силтумс».

В систему сбора информации планируется подключить порядка 8000 объектов.

Одновременно со сбором информации со счетчиков проектом будет предусмотрена возможность диспетчеризации каждого из абонентов в случае поступления жалобы от него. Проектом также будет предусмотрено получение аварийных сигналов с бесканальных ТС, входящих в тепловые узлы.

По завершению конкурса на право воплотить этот проект на практике, мы планируем в течение двух лет реализовать его.

Определенный опыт в осуществлении таких проектов мы уже имеем. Реализовано 4 пилотных проекта по считыванию коммерческих данных со счетчиков теплового учета с использованием различных технологий и они успешно работают.

Мероприятия по снижению тепловых потерь

Снижение уровня подпитки в тепловых сетях. При эксплуатации ТС одной из главных целей для персонала сетевых районов является определение и устранение утечек. Для определения мест утечек в отопительный сезон, сетевые районы составляют графики обхода магистральных и разводящих ТС, которые строго контролируются Диспетчерской службой. В ремонтный период до начала отопительного сезона сетевые районы еженедельно составляют графики поиска утечек с помощью отключения разводящих участков ТС.

Диспетчерская служба анализирует расход подпитки в ТС и причину их изменений и сравнивает с данными подпитки за два предыдущих года.

При повышенной утечке в ТС, Диспетчерская служба разрабатывает программу поиска утечки с отключением участков ТС. Поиск утечек на разводящих ТС ведется персоналом сетевых районов путем отключения участка на 15-20 минут и контролируется по падению давления по манометрам, которое фиксируется персоналом. В связи с этим, на всех разводящих от магистрали ТС установлены манометры и датчики давления. В конце рабочего дня всю информацию сетевые районы сообщают Диспетчерской службе. При определении утечки, ведется дальнейший поиск на этом участке с помощью отключения ближайших задвижек и с помощью аппаратуры - прибора поиска утечек. В настоящее время в ТС констатируются небольшие утечки теплоносителя, которые трудно определить даже с помощью существующей аппаратуры. Если утечка небольшая, возрастает ошибка определения места утечки. В связи с этим приходится вести контрольную шурфовку и не всегда удается определить место утечки с первого раза.

Как дополнительное средство поиска утечек в ТС используется аэрофотосъемка. Это дает возможность оперативно констатировать утечки и тепловые потери. Всего, анализируя первоначальные данные термовизии ТС, было найдено и устранено 27 дефектов.

Чтобы ускорить поиск утечек в ТС АО «Ригас Силтумс», теплоноситель подкрашивается с помощью флюоресциина в зеленый цвет, что позволяет быстро найти и ликвидировать дефект.

Поиск утечек и их устранение дает хорошие результаты, т.к. величина подпитки каждый год снижается (рис. 7).

Аэрофотосъемка тепловых сетей

Чтобы обеспечить своевременное и качественное обслуживание ТС, необходимо иметь как можно больше информации о техническом состоянии сетей. Существующие методы, которые применяются для определения состояния ТС, - гидравлические испытания, определение интенсивности процесса коррозии в трубах, визуальные обследования тепловых сетей и контрольные шурфовки, не дают полного представления о техническом состоянии ТС. В связи с этим, на предприятии в ноябре - декабре 2005 г. была выполнена тепловая инфракрасная аэрофотосъемка (термовизия) тепловых сетей г. Риги.

Основные задачи термовизии ТС г. Риги: оценка уровня тепловых потерь; определение аварийных и предаварийных участков тепловых сетей; уточнение расположения тепловых сетей, по каждому сетевому району были представлены данные аэрофотосъемки в виде векторных карт как в цифровом, так и в бумажном формате, в пределах их эксплуатационных границ.

Персонал сетевых районов, после анализа полученного материала, проводил обследование ТС и заносил всю информацию в заранее разработанные формы.

В целом было обследовано 732 участка ТС (и камер), в которых, согласно материалам термовизии, были повышенные тепловые потери, или они имели аварийное состояние. Результаты термовизии подтвердились в 236 случаях, что составило 32%.

Основываясь на результатах обследования ТС и термовизии был подготовлен список объектов, где необходимо провести дополнительные мероприятия: контрольные шурфы, отключения, или др.

В целом было намечено провести 28 контрольных шурфовок в порядке их приоритета -высокое, низкое, среднее.

Уже в результате обучения персонала по диагностике состояния ТС, по первичным материалам, полученным с помощью термовизии, были определены и ликвидированы в кратчайшие сроки дефекты на 16 аварийных участках как магистральных, так и разводящих ТС.

Результаты проведения гидравлических испытаний, а также материалы термовизии, подтвердили места, которые были потенциально ненадежны.

В целом по 116 дефектам, которые были выявлены в результате гидравлических испытаний, 27 из них были спрогнозированы с помощью термовизии.

Всего было ликвидировано 43 дефекта в ТС, которые, согласно термовизии, были указаны как потенциальные места аварийности.

За последние 2 года снизилось количество подпиточной воды и тепловых потерь в ТС. В значительной мере это было достигнуто благодаря термовизии ТС г. Риги. В связи с этим считается целесообразным проводить диагностику ТС с помощью термовизии хотя бы 1 раз в 2 года. Результаты полученной информации помогут составлять ремонтные планы, оценить эффективность ремонтных работ и общее техническое состояние ТС, что даст возможность оптимально использовать распределение финансовых средств на аварийные и капитальные ремонты ТС.

Снижение тепловых потерь в тепловых сетях

Основные мероприятия, которые позволили снизить тепловые потери, следующие.

1. Перекладка ТС на трубы в ППУ изоляции.

2. Замена изоляции в надземных ТС и труб, проложенных в подвалах зданий.

3. Восстановление изоляции в магистральных и разводящих тепловых камерах.

4. Установка современного оборудования и запорной арматуры (шаровые краны, сильфонные компенсаторы).

5. Систематический поиск утечек и их ликвидация.

6. Систематический анализ завышения температуры обратной воды в ТС и у абонентов и ее устранение.

7. Периодическая промывка дренажных систем в ТС.

8. Применение новых технологий по подключению абонентов к ТС- врезка под давлением, в том числе и в бесканальные трубопроводы с ППУ изоляцией.

Выполнение всех этих мероприятий позволило АО «Ригас Силтумс» снизить тепловые потери, о чем можно судить по рис. 8.

Консервация тепловых сетей с помощью пленкообразующих аминов. Для продления срока эксплуатации ТС, в течение последних двух лет на некоторых магистральных тепловых сетях (М-10 и М-20), диаметром 1200 мм, проводилась их консервация с помощью пленкообразующих аминов.

Защитный эффект обеспечивается за счет создания на внутренних поверхностях трубопроводов ТС молекулярной абсорбционной пленки высокомолекулярных аминов, предохраняющей металл от воздействия кислорода и других кор-розионно-активных веществ и уменьшающих скорость образования отложений. Защитный эффект покрытия в трубах без протока воды сохраняется не менее 3-х лет и на находящихся в работе трубопроводах - не менее 2-х лет.

Основные направления развития ЦТ г. Риги

Перспективные подключения новых абонентов. Чтобы обеспечить увеличение объема реализации тепловой энергии, предприятие организует привлечение новых клиентов по подключению вновь строящихся объектов к системе ЦТ. АО «Ригас Силтумс» высылает потенциальным клиентам информационные письма о преимуществах ЦТ, производит технико-экономические расчеты.

Проводя активное предложение услуг ЦТ, рассматривается возможное сотрудничество со многими новыми потребителями, в том числе с потребителями, у которых объект строительства находится в стадии планирования (Луцавсала, Закюсала, Андрейсала). В качестве перспективных оценено 383 объекта с общей тепловой нагрузкой около 1178 М Вт ч.

Подключение происходит согласно разработанной методике «О долгосрочных инвестициях и договора о порядке подключения к теплоснабжению».

Предлагая клиенту подключиться к централизованной системе теплоснабжения нового объекта, специалисты предприятия, согласно разработанной методике, производят технико-экономические расчеты по строительству ТС. Если расчеты показывают, что проект АО «Ригас Силтумс» выгоден, то потенциальным клиентам предлагается заключить долгосрочный договор по поставке тепла на 10 лет, с учетом того, что АО «Ригас Силтумс» за свои средства или частично за счет средств клиента проложит ТС. Решение о заключении долгосрочного договора и подключении клиента к ТС АО «Ригас Силтумс» письменно принимается на Правлении предприятия.

В 2006-2007 гг. 64 объекта начали потреблять тепло с общей нагрузкой 56 МВт, в том числе 46 объектов, с которыми заключены долгосрочные инвестиционные договора с общей нагрузкой 46,1 МВт, а также 9 объектов (без участия АО «Ригас Силтумс» в строительстве ТС) с общей тепловой нагрузкой 6,6 МВт. Девять клиентов, которые имели индивидуальное теплоснабжение, вернулись к централизованному теплоснабжению своих объектов с тепловой нагрузкой 3,3 МВт. Общая позитивная динамика тепловых нагрузок показывает тенденцию клиентов к продолжению и расширению сотрудничества с АО «Ригас Силтумс», т.е. сохранению ЦТ (рис. 9).

И в заключение хочется отметить следующее. Показатели работы предприятия в течение 11 лет подтверждают, что создание единой компании -АО «Ригас Силтумс» - было единственно правильным направлением в развитии рижского теплоснабжения, которое позволило сохранить ЦТ конкурентоспособным и предоставлять потребителям экономически выгодное обслуживание.

Размещено на Allbest.ru