Камера тепловой сети старая в плохом состоянии. Какие причины могут привести к повреждениям тепловой сети? Особым направлением следует выделить работы по разработке проектной документации для прокладки наружных тепловых сетей, проектировани

Энергосбережение в строительстве

В большинстве развитых стран предпринимаются активные экономические и социальные мероприятия по энергосбережению в строительной индустрии.

Граждане США, проживающие в энергетически неэффективных домах, с недостаточно хорошей теплоизоляцией, имеют право рассчитывать на государственную поддержку в лице Министерства энергетики США в оценке энергоэффективности жилья и предоставления услуг по дальнейшему его утеплению. На данный момент эта программа охватила более 5 млн. семей.

Программа повышения энергоэффективности жилья позволит владельцам домов снизить счета за коммунальные услуги на 20 % и внесет существенный вклад в улучшение экологической обстановки. Программа подразумевает 10%-ную налоговую скидку от стоимости изоляционных работ, установки окон, отвечающих новым требованиям, что позволит среднестатистической американской семье сэкономить до 1500 $.

Кроме того, налогоплательщики, занимающиеся повышением энергоэффективности жилья, могут рассчитывать на льготы в уплате подоходного налога.

На протяжении многих лет в Европе используют энергосберегающие технологии при строительстве и реконструкции зданий. В развитых странах созданы необходимые законодательные нормы с учётом экономических интересов собственников жилья и инвесторов.

Усовершенствование жилья включает следующие аспекты:

– применение эффективной теплоизоляции;

– установка двойных оконных рам;

– установка двойных дверей;

– окно в крыше;

– энергоэффективная система климат-контроля;

– теплоотражательная кровля;

– энергоэффективные нагреватели воды и воздуха (тепловые насосы, солнечные водоподогреватели, фотогальванические энергосистемы).

В Германии на реконструкцию домов с целью понижения энергопотребления потрачено более 1,5 млрд. евро. . Более того, владельцам жилья, желающих провести реконструкцию дома с целью повышения его энергоэффективности, предоставляются налоговые льготы в размере 20 % и банковские кредиты с низкой процентной ставкой. Германия, являясь энергозависимой от поставок энергоносителей другими странами, решает проблему энергетической безопасности путем энергосбережения и стимулирования развития альтернативных ВИЭ, в основном энергии ветра и солнца. При необходимости покупки компьютеров и электроприборов административные учреждения обязаны приобретать энергоэкономные приборы.

В Австрии активно внедряются установки по производству биогаза. Биогаз, вырабатываемый из древесины, по качеству не уступает природному газу, его используют для отопления электростанций, автомобилей, работающих на смешанном топливе. Биогазовые установки способны вырабатывать около 100 м 3 биогаза в час. . В настоящее время подобные проекты внедряются и в других странах, в частности в Германии и Швеции.

Во Франции в 2005 г. для семей, желающих использовать технологии экономии термической энергии в собственном жилище, ввели в действие программу налоговых льгот. При модернизации жилья им предоставляется кредит, право на возмещение до 50 % расходов по установке систем терморегуляции, модернизации отопления и использования альтернативных источников энергии: биотоплива, энергия солнца и ветра. .

В Японии энергосберегающая политика проводится с 1973 г. Предпринимаются меры по снижению энергоёмкости домов, усовершенствованию конструкций зданий для снижения затрат на отопление и кондиционирование. Большое внимание уделяется сохранению энергии в быту: частичный отказ от телевизионных пультов, от ночного подогревания воды для экономии времени на приготовление завтрака утром, временное отключение кондиционеров летом. Проведенный на 200 семьях эксперимент дал экономию энергии в 14 %. Особое внимание уделяется развитию гелиоэнергетике. Установка солнечных батарей позволяет значительно снизить расходы на электроэнергию и на треть оплачивается правительством. Площадь крыши жилого дома в среднем составляет 120 м 2 . Даже если половина крыши будет покрыта батареями, они дадут 6 тыс. кВт∙ч энергии в год, что позволит сэкономить более 500 л нефти. .

В Швеции в последние десятилетия удалось существенно снизить зависимость от ископаемого топлива. Если в 1970 г. 80 % энергии вырабатывалось из ископаемого органического топлива, то в 2009 г. этот показатель снизился до 37 %, а доля биотоплива в топливно-энергетическом балансе составила 32 %. Широкое применении получили тепловые насосы, использующие потенциал воды, атмосферы и земли. Они весьма эффективны и снижают вредное воздействие на окружающую среду. В настоящее время в Швеции насчитывается более 500 000 тепловых насосов. .

Д.ф.-м.н. Г. В. Кузнецов, профессор,
В.Ю. Половников, инженер,
Томский политехнический университет

Протяженность тепловых сетей, в том числе и магистральных теплотрубопроводов в развитых промышленных центрах и крупных городах РФ, как правило, составляет километры, а иногда даже десятки километров. Так, протяженность магистральных тепловых сетей на территории Томской области, по состоянию на 2001 г., составила 1788 км . Преимущественный способ прокладки теплосетей в РФ (до 90%) - укладка труб в железобетонных каналах, а основным типом теплоизоляционных материалов являются изделия из минеральной ваты .

Высокий уровень тепловых потерь при транспортировке теплоносителя приводит к поиску первопричин этого явления. Основной причиной роста теплопотерь, несомненно, является неудовлетворительное состояние тепловой изоляции трубопроводов.

Причинами ухудшения свойств теплоизоляции является как старение материалов, некачественный монтаж изоляции при ремонте существующих и строительстве новых тепловых сетей, так и в большей степени нарушение влажностного режима работы теплоизоляции . Очевидно, что нарушение влажностного режима работы теплоизоляции связано с попаданием в каналы теплосетей воды, то есть - затоплением.

Можно выделить следующие группы причин затопления каналов тепловых сетей:

Затопление канальной прокладки теплотрасс связано с большой водопроницаемостью железобетонных элементов канала из-за негерметичной заделки стыков стенок и перекрытий (в этом случае в канал проникают поверхностные и грунтовые воды);

Утечки воды, прорывы трубопроводов, а также аварии в системах водоснабжения и водо-удаления неизбежно приводят к затоплению каналов тепловых сетей.

В этой связи представляет интерес оценка тепловых потерь трубопроводов, работающих в условиях затопления.

Проведем оценку масштабов тепловых потерь трубопроводов, работающих в условиях затопления, опираясь на математическую модель и методику анализа, предложенную в .

Для анализа используем типичную конфигурацию магистрального трубопровода с диа-

метром условного прохода 600 мм и тепловой изоляцией из минеральной ваты толщиной 70 мм. Значение температуры теплоносителя примем равным 100 ОС, а температуры окружающей среды -23 ОС.

Результаты численного анализа приведены в таблице. Анализ проводился для периода времени, соответствующего выходу процесса на стационарный режим.

Из данных таблицы видно, что затопление канала теплотрубопровода приведет к значительному увеличению тепловых потерь. При этом рост влагосодержания изоляции ведет к соответствующему росту интенсивности тепло-отвода (максимально возможная объемная доля влаги в слое теплоизоляции, обусловленная пористостью минеральной ваты, имеет значение 0,9). В предельном режиме влагонасыще-ния теплопотери превышают нормативные более чем в 11 раз.

Таблица. Результаты численного анализа.

В результате проведенных исследований установлено, что рост тепловых потерь при затоплении каналов теплотрубопроводов обусловлен увеличением значений эффективных коэффициентов теплопроводности слоя изоляции при заполнении пористой структуры водой. В связи с этим снижение до минимальных значений тепловых потерь при работе трубопроводов в условиях затопления возможно при нанесении на его внешнюю поверхность слоя герметичного гидроизоляционного материала. В этом случае затопление канала теплосети практически не приведет к существенному увеличению тепловых потерь, даже при длительном затоплении (таблица).

На основании вышесказанного можно говорить о том, что защита каналов теплотрубопроводов от затопления является, возможно, одной из наиболее эффективных мер снижения потерь тепловой энергии при ее доставке потребителю.

Литература

1. Литвак В.В., Лукутин Б.В., Яворский М.И. Энергетическая география Томской области. - Томск: Изд-во «Дельтаплан», 2005. - 80 с.

2. Байбаков С.А., Тимошкин А.С. Основные направления повышения эффективности тепловых сетей // Электрические станции. 2004. № 7. С. 19-25.

3. ПакР.Т. Опыт применения металлизированных покрытий трубопроводов теплосети в Тепловых сетях «Томск-энер-го» // «Новости теплоснабжения». 2006. № 1. С. 45-46.

4. Кузнецов Г.В., Половников В.Ю. Тепловые потери магистральных трубопроводов в условиях частичного затопления // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005: Труды конференции. - М.: Издательство ВИМ, 2005. Т. 1. С. 167-170.

6.1.21. В нижних точках трубопроводов водяных тепловых сетей и конденсатопроводов, а также секционируемых участков монтируются штуцера с запорной арматурой для спуска воды (спускные устройства).

6.1.22. Из паропроводов тепловых сетей в нижних точках и перед вертикальными подъемами должен осуществляться непрерывный отвод конденсата через конденсатоотводчики.

В этих же местах, а также на прямых участках паропроводов через 400 - 500 м при попутном и через 200 - 300 м при встречном уклоне монтируется устройство пускового дренажа паропроводов.

6.1.23. Для спуска воды из трубопроводов водяных тепловых сетей предусматриваются сбросные колодцы с отводом воды в системы канализации самотеком или передвижными насосами.

При отводе воды в бытовую канализацию на самотечном трубопроводе устанавливается гидрозатвор, а в случае возможности обратного тока воды - дополнительно отключающий (обратный) клапан. При надземной прокладке трубопроводов по незастроенной территории для спуска воды следует предусматривать бетонированные приямки с отводом из них воды кюветами, лотками или трубопроводами.

В каких точках трубопровода необходимо устанавливать «воздушники»?

6.1.25. В высших точках трубопроводов тепловых сетей, в том числе на каждом секционном участке, должны быть установлены штуцеры с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники).

Какие действия запрещаются при испытании тепловой сети на расчетные параметры?

3.8.16. При испытании тепловой сети на расчетные параметры теплоносителя запрещается:

Производить на испытываемых участках работы, несвязанные с испытанием;

Опускаться в камеры, каналы и туннели и находиться в них;

Располагаться против фланцевых соединений трубопроводов и арматуры:

Устранять выявленные неисправности.

При испытании тепловой сети на расчетное давления теплоносителя запрещается также резко поднимать давление и повышать его выше предела, предусмотренного программой испытаний. Контроль за состоянием неподвижных опор, компенсаторов, арматуры, фланцев и др. следует вести через люки, не опускаясь в камеры.

Какой уклон необходимо предусматривать при прокладке трубопроводов тепловых сетей?

6.1.3. Уклон трубопроводов тепловых сетей следует предусматривать не менее 0,002 независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки теплопроводов. Трассировка трубопроводов должна исключать образование застойных зон и обеспечивать возможность полного дренирования. Уклон тепловых сетей к отдельным зданиям при подземной прокладке принимается от здания к ближайшей камере. На отдельных участках (при пересечении коммуникаций, прокладке по мостам и т.п.) допускается прокладывать тепловые сети без уклона.

Какие мероприятия необходимо проводить при текущей эксплуатации тепловых сетей?

6.2.25. При текущей эксплуатации тепловых сетей необходимо:

Поддерживать в исправном состоянии все оборудование, строительные и другие конструкции тепловых сетей, проводя своевременно их осмотр и ремонт;

Наблюдать за работой компенсаторов, опор, арматуры, дренажей, воздушников, контрольно-измерительных приборов и других элементов оборудования, своевременно устраняя выявленные дефекты и неплотности;

Выявлять и восстанавливать разрушенную тепловую изоляцию и антикоррозионное покрытие;

Удалять скапливающуюся в каналах и камерах воду и предотвращать попадание туда грунтовых и верховых вод;

Отключать неработающие участки сети;

Своевременно удалять воздух из теплопроводов через воздушники, не допускать присоса воздуха в тепловые сети, поддерживая постоянно необходимое избыточное давление во всех точках сети и системах теплопотребления;

Поддерживать чистоту в камерах и проходных каналах, не допускать пребывания в них посторонних лиц;

Принимать меры к предупреждению, локализации и ликвидации аварий и инцидентов в работе тепловой сети;

Осуществлять контроль за коррозией.

Какое нормативное значение не должна превышать утечка теплоносителя при эксплуатации тепловых сетей?

6.2.29. При эксплуатации тепловых сетей утечка теплоносителя не должна превышать норму, которая составляет 0,25% среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления в час, независимо от схемы их присоединения за исключением систем горячего водоснабжения (далее ГВС), присоединенных через водоподогреватель.

При определении нормы утечки теплоносителя не должен учитываться расход воды на заполнение теплопроводов и систем теплопотребления при их плановом ремонте и подключении новых участков сети и потребителей.

3.8.1. Тепловые пункты должны размещаться в отдельных изолированных помещениях, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией. При длине помещения теплового пункта 12 м и более из него должно быть не менее двух выходов, один из которых - наружу.

Габариты тепловых пунктов должны обеспечивать возможность нормального обслуживания оборудования (теплообменных аппаратов, перекачивающих устройств, арматуры, трубопроводов и т.п.).

3.8.2. В подземных тепловых камерах внутренней площадью от 2,5 до 6 м 2 должно быть не менее двух люков, расположенных по диагонали, а при внутренней площади камер 6 м 2 и более - четыре люка.

Спуск в камеры должен осуществляться по стационарным металлическим лестницам или скобам-ступеням, расположенным непосредственно под люками.

3.8.3. Тепловые пункты должны быть оборудованы грузоподъемными механизмами с ручным или электрическим приводом для подъема и перемещения оборудования.

В тепловых камерах для этих целей можно использовать ручные тали.

3.8.4. При обслуживании подземных теплопроводов, камер и каналов должны соблюдаться требования, изложенные в п. 2.8 настоящих Правил.

3.8.5. Перед спуском персонала в подземные сооружения тепловых сетей анализ воздуха в них на содержание метана, углекислого газа и достаточность кислорода (20% по объему) обязателен.

3.8.6. Обходы (объезды) теплотрассы без спуска в подземные сооружения должны осуществляться группой, состоящей не менее чем из 2 чел. При спуске в камеру или выполнении работы в ней бригада должна состоять не менее чем из 3 чел.

При обходе (объезде) теплотрассы персонал кроме слесарных инструментов должен иметь ключ для открывания люков камер, крючок для открывания камер, ограждения для установки их у открытых камер и на проезжей части улицы, осветительные средства (аккумуляторные фонари, ручные светильники напряжением не выше 12В во взрывозащищенном исполнении), индивидуальные средства защиты органов дыхания (самоспасатели ПДУ-3, СПИ-20 и др.), газоанализаторы, средства связи.

Группа в течение смены регулярно должна поддерживать связь с дежурным диспетчером района, сообщая ему о проделанной работе. При обнаружении дефектов оборудования, представляющих опасность для людей и целостности оборудования, персонал должен принять меры к немедленному его отключению.

3.8.7. Работы, связанные с пуском водяных или паровых тепловых сетей, а также испытания сети или отдельных ее элементов и конструкций должны производиться по специальной программе, утвержденной главным инженером предприятия. При пуске вновь построенных магистральных сетей, отходящих непосредственно от коллекторов ТЭЦ, при использовании для промывки трубопроводов сетевых и подпиточных насосов ТЭЦ и при испытаниях сетей на расчетное давление и расчетную температуру программы должны быть согласованы с главным инженером электростанции, а в необходимых случаях - с потребителями.

В программах должны быть предусмотрены необходимые меры безопасности персонала.

3.8.8. Гидропневматическая промывка трубопроводов и испытания сетей на расчетное давление и расчетную температуру должны производиться под непосредственным руководством начальника района (цеха) или его заместителя. Допускается выполнять промывку под руководством другого инженерно-технического работника района (цеха), назначаемого распоряжением начальника района (цеха).

3.8.9. Рабочие, наблюдающие за воздушниками в тепловой камере при заполнении сети, должны находиться в стороне от фланцевых соединений. Воздушная арматура должна иметь отводы, направленные в сторону приямка. Расстояние от конца отвода до верха приямка должно быть не более 50 мм.

Открывать и закрывать воздушники следует маховиками вручную. Применение для этих целей ключей и других рычажных приспособлений запрещается.

Открывать воздушники при повторных продувках после заполнения тепловой сети следует с особой осторожностью, не допуская большого сброса воды.

3.8.10. Запрещается производство ремонтных и других работ на участках тепловой сети во время их гидропневматической промывки, а также нахождение вблизи промываемых трубопроводов лиц, не участвующих непосредственно в промывке.

3.8.11. Места сброса водовоздушной смеси из промываемых трубопроводов следует оградить и не допускать приближения к ним посторонних лиц.

Трубопроводы, из которых производится сброс водовоздушной смеси, на всем протяжении должны быть надежно закреплены.

3.8.12. При использовании шлангов для подвода сжатого воздуха от компрессора к промываемым трубопроводам следует соединять их со штуцерами специальными хомутиками; на штуцерах должна быть насечка, предотвращающая сползание с них шланга. На каждом соединении должно быть не менее двух хомутиков. За плотностью и прочностью соединений шлангов со штуцерами следует вести наблюдение в течение всего периода промывки.

Использование шлангов, не рассчитанных на требуемое давление, запрещается.

Обратный клапан на воздухопроводе должен быть хорошо притерт и проверен на плотность гидропрессом.

3.8.13. Запрещается пребывание людей в камерах и проходных каналах промывного участка тепловой сети в момент подачи воздуха в промываемые трубопроводы.

3.8.14. До начала гидравлических испытаний тепловой сети необходимо тщательно удалить воздух из трубопроводов, подлежащих испытанию.

3.8.15. На время испытаний тепловой сети на расчетную температуру следует организовать наблюдение за всей трассой тепловой сети.

Особое внимание должно быть уделено участкам сети в местах движения пешеходов и транспорта, участкам бесканальной прокладки, участкам, на которых ранее имелись случаи коррозионного разрушения труб и т.п.

3.8.16. При испытании тепловой сети на расчетные параметры теплоносителя запрещается:

Производить на испытываемых участках работы, не связанные с испытанием;

Опускаться в камеры, каналы и туннели и находиться в них;

Располагаться против фланцевых соединений трубопроводов и арматуры;

Устранять выявленные неисправности.

При испытании тепловой сети на расчетное давление теплоносителя запрещается также резко поднимать давление и повышать его выше предела, предусмотренного программой испытания.

Контроль за состоянием неподвижных опор, компенсаторов, арматуры, фланцев и др. следует вести через люки, не опускаясь в камеры.

3.8.17. Запрещается одновременное проведение гидравлических испытаний и испытаний на расчетную температуру.

3.8.18. При работе в трубопроводе должны быть обеспечены безопасные условия и отсутствие газа в самом трубопроводе и в камерах тепловой сети.

3.8.19. Влезать в трубопровод для осмотра и очистки его от посторонних предметов разрешается только на прямолинейных участках длиной не более 150 м при диаметре трубопровода не менее 0,8 м. При этом должен быть обеспечен свободный выход с обоих концов участка трубопровода, подлежащего осмотру и очистке. Имеющиеся на участке ответвления, перемычки и соединения с другими трубопроводами должны быть надежно отключены. Работающий в трубопроводе и оба наблюдающих должны использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания (самоспасатели СПИ-20, ПДУ-3 и др.) и страховки.

Для осмотра и очистки трубопровода должно быть назначено не менее 3 чел, из которых два должны находиться у обоих торцов трубопровода и наблюдать за работающим.

Работать в трубопроводе следует в брезентовом костюме и рукавицах, в сапогах, наколенниках, очках и каске. Конец спасательного каната предохранительного пояса должен находиться в руках наблюдающего со стороны входа в трубопровод. У наблюдающего со стороны выхода из трубопровода должен быть фонарь, освещающий весь участок трубы.

3.8.20. Помещения тепловых пунктов, в которых нет постоянного дежурного персонала, должны быть заперты на замок; ключи от них должны находиться в точно установленных местах и выдаваться лицам, указанным в списке, утвержденном начальником района теплосети (цеха электростанции).

3.8.21. Между предприятием тепловой сети (электростанцией) и абонентом должна быть определена граница обслуживания оборудования. С границей обслуживания оборудования персонал должен быть ознакомлен под расписку.

3.8.22. При выполнении текущих ремонтных работ на тепловом пункте, когда температура теплоносителя не превышает 75 °С, оборудование следует отключать головными задвижками на тепловом пункте.

При температуре теплоносителя выше 75 °С ремонт и смену оборудования на тепловом пункте следует производить после отключения системы головными задвижками на тепловом пункте и задвижками на ответвлении к абоненту (в ближайшей камере).

Систему отключает персонал района тепловых сетей (цеха электростанции).

3.8.23. Смена конуса элеватора должна производиться путем снятия болтов с двух ближайших фланцев вставки перед элеватором.

Вынимать конус элеватора оттягиванием участков трубы перед элеватором запрещается.

3.8.24. При включении теплового пункта и системы, питаемых паром, следует предварительно открыть соответствующие пусковые дренажи и прогреть трубопроводы и оборудование со скоростью, исключающей возможность возникновения гидравлических ударов.

3.8.25. Работы по проведению шурфовок подземных прокладок должны выполняться в соответствии с требованиями п. 2.13 настоящих Правил.

3.8.26. На предприятиях должна быть специальная схема тепловой сети, на которой должны систематически отмечаться места и результаты плановых шурфовок, аварийных повреждений, затоплений трассы и переложенные участки. На эту схему должны быть нанесены соседние подземные коммуникации (газопроводы, канализация, кабели), рельсовые пути электрифицированного транспорта и тяговые подстанции.

3.8.27. При разрыве трубопровода с обводнением грунта и растеканием горячей воды опасная зона должна быть ограждена и при необходимости должны быть выставлены наблюдающие. На ограждении должны быть установлены предупреждающие плакаты и знаки безопасности, а в ночное время - сигнальное освещение.

3.8.28. При демонтаже отдельных участков трубопроводов необходимо следить, чтобы оставшаяся часть трубопроводов находилась в закрепленном положении. Консольно висящие концы трубопроводов должны опираться на временные стойки.

При укладке пространственных узлов трубопроводов запрещается оставлять их ответвления на весу без закрепления.

3.8.29. До монтажа трубопроводов необходимо проверить устойчивость откосов и прочность крепления траншей, в которые будут укладываться трубопроводы, а также прочность креплений стенок и требуемую по условиям безопасности крутизна откосов и траншей, вдоль которых должны перемещаться машины.