«Прогноз эффективности применения ПИ-трубопроводов для снижения тепловых потерь в тепловых сетях»


Пунктами 6 и 7 Постановления Совета Министров Республики Беларусь от 27.12.2002 г. №1820 “О дополнительных мерах по экономному и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов” всем субъектам хозяйствования поручено с 01.01.2003 г. при новом строительстве, капитальном ремонте или реконструкции тепловых сетей предусматривать проектами предварительно изолированные (ПИ) трубы в бесканальном исполнении.

При реализации указанного постановления возникает ряд вопросов, ответы на которые разные специалисты дали бы по-разному. Автор настоящей записки ставит перед собой задачу дать ответы на наиболее важные, по его мнению, вопросы.
1. Что понимать в указанном постановлении под предварительно изолированными (ПИ) трубопроводами.
2. Где можно приобрести необходимое количество ПИ-трубопроводов требуемого качества, и какие сети менять в первую очередь.
3. Когда и какой эффект можно ожидать от применения ПИ-трубопроводов.

1. По мнению автора, на начальном этапе широкого применения ПИ-труб следует сосредоточить усилия только на стальных трубах тепловых сетей. Не рассматривать использование “стеклянных”, полиэтиленовых и полипропиленовых предизолированных труб по следующим причинам:
— наибольшее количество тепловой энергии в республике транспортируется по стальным трубопроводам, они более надежны при эксплуатации, они менее требовательны к условиям монтажа;
— отказ от строительства ЦТП в перспективе предопределяет отсутствие сетей горячего водоснабжения (ГВС), где наиболее целесообразно применение нестальных трубопроводов. Следовательно, излишни усилия по созданию всего комплекса организационно-технических, экономических и нормативно-методических условий для внедрения нестальных ПИ-труб. Следует отметить, что ввиду значительного отличия физических свойств стальных и нестальных трубопроводов требования к ним также значительно отличаются;
— предотвратить коррозию тепловых сетей необходимо, обеспечив качество сетевой воды (отсутствие свободного кислорода и pH = 9,5–10), а не заменой материала труб на коррозионностойкий, т.к., кроме теплосети в системе теплоснабжения присутствуют другие элементы, подвергающиеся коррозии.
Итак, под ПИ-трубопроводами следует понимать “стальные трубы, предварительно изолированные полиуретановой теплоизоляцией и внешней оболочкой из полиэтилена высокой плотности с устройством системы контроля”.

2. В республике нет производителей ПИ-трубопроводных систем (т.е. предварительно изолированных: прямые трубы, отводы, тройники, запорная арматура, компенсаторы, система сигнализации и т.п.), а есть ряд производителей, изготавливающих прямые участки предизолированных труб (длиной 6 и 11,5 м).
Учитывая важность для республики принятого постановления в части снижения тепловых потерь в тепловых сетях, необходимо в короткие сроки (не более 1-1,5 года) создать в республике систему, которая обеспечивала бы внедрение только качественных ПИ- труб.
Учитывая социальную значимость последствий, которые могут наступить через 10-20 лет после широкого применения в республике некачественных ПИ-труб, необходимо выполнить ряд организационно-технических мероприятий:
— Организовать разработку необходимых стандартов Республики Беларусь, других нормативных актов и методических материалов, регламентирующих изготовление, проектирование, строительство и эксплуатацию тепловых сетей из ПИ-трубопроводных систем.
— Создать в республике необходимое количество производственных мощностей, сертифицированных по системе качества ISO 9000, способных обеспечить требуемое количество ПИ-трубопроводных систем.
— Разработать программы и систему обучения работников всех уровней управления проектных, строительно-монтажных, снабженческих и эксплуатационных организаций.

В таблице 1 приведены нормативные документы, необходимые, по мнению автора, для широкого внедрения ПИ-труб.

1.

Трубы стальные предварительно термоизолированные пенополиуретаном. Технические условия.

Существующий СТБ 1295-2001

2.

Фасонные части, запорная арматура и стыковые соединения стальных труб предварительно изолированных полиуретановой теплоизоляцией и внешней оболочкой из полиэтилена высокой плотности для подземных водяных тепловых сетей. Технические условия.

Требуется разработка СТБ

3.

Проектирование и строительно-монтажные работы предварительно изолированных труб для подземных водяных тепловых сетей, состоящих их стальных труб с полиуретановой теплоизоляцией и внешней оболочкой из полиэтилена высокой плотности.

Требуется разработка пособия

4.

Тепловые сети.Требуется разработка СТБ

5.

Правила технической эксплуатации (ПТЭ) предварительно изолированных подземных водяных тепловых сетей, состоящих их стальных труб с полиуретановой теплоизоляцией и внешней оболочкой из полиэтилена высокой плотности.

Требуется разработка ПТЭ
Анализ состава тепловых сетей концерна “Белэнерго” по диаметрам (рис. 1, 2 и 3) предопределяет сортамент необходимых ПИ-труб, производство которых целесообразно организовать в республике — до условного диаметра 500 мм включительно. Создание производства ПИ-трубопроводов большего диаметра потребует больших капитальных вложений, что нецелесообразно на первом этапе внедрения ПИ-труб. Кроме того, суммарные тепловые потери в квартальных теплосетях малого диаметра в несколько раз выше, чем в магистральных, выше их изношенность. Поэтому замену тепловых сетей необходимо начинать с трубопроводов малых диаметров.
Следует отметить необходимость планомерной замены (или избавления от них) сальниковых компенсаторов на сильфонные, замены традиционной запорной арматуры на шаровую.




Комментарий. При комплексном подходе к вопросу реконструкции системы теплоснабжения можно значительно снизить эксплуатационные затраты (потери) при оптимальном количестве первоначальных капитальных вложений.

Например. Выбирается для реконструкции достаточно старый, проблемный квартал жилой застройки (с высоким уровнем грунтовых вод, или с часто заливаемыми водой или канализацией каналами, или в районе трамвайных путей и т.п.), в котором имеются несколько ЦТП (в которых требуется капитальный ремонт теплообменников ГВС), в котором жилые дома недостаточно оборудованы регуляторами потребления тепла и выполняется комплексный проект реконструкции всего квартала. Реализация такого проекта позволит по сравнению с раздельным выполнением работ по реконструкции перечисленных элементов системы теплоснабжения обеспечить:
— уменьшение количества запорной арматуры и сальниковых компенсаторов (соответственно и утечек через сальниковые уплотнения);
— создание автоматизированных ИТП, позволяющих поддерживать заданные гидравлические параметры теплосети и экономное потребление тепла;
— уменьшение количества трубопроводов теплосети за счет исключения сетей ГВС;
— создание системы контроля над теплоснабжением квартала.
В то же время следует иметь в виду, что нецелесообразно менять старые (более 25 лет) трубопроводы на ПИ-трубы, если эти трубопроводы находятся в хороших сухих каналах. Таким образом, в республике негде приобрести ПИ-трубопроводные системы для тепловых сетей хорошего качества с последующим гарантийным сервисом.
Важно своевременно создать в республике необходимое количество производственных мощностей, сертифицированных по системе качества ISO 9000, способных обеспечить требуемое количество ПИ-трубопроводных систем.

3. При определении сроков и затрат проведения работ по замене тепловых сетей традиционной прокладки на ПИ-трубопроводы автор предлагает следующий методологический подход.

Опыт соседней Польши, работы по модернизации систем теплоснабжения в которой начались в начале 90-х годов прошлого века, показывает, что за 10 лет целенаправленной работы можно достичь определенных результатов:
— Снизить тепловые потери (ТП) с 20 до 10 процентов от отпускаемого тепла.
— При этом обеспечить замену одной трети тепловых сетей.
Следует обратить внимание на тот факт, что для расчета величина существующих тепловых потерь принята в размере 20% и соответствует разности количества тепла, выработанного на теплоисточнике и тепла, полученного потребителем в квартире. При этом для потребителя не имеет значения факт балансовой принадлежности того или иного элемента системы теплоснабжения.

Комментарий. В журнале “Новости теплоснабжения” [№9, 2002 год] показан опыт г. Варшавы, где за 8 лет было заменено:
— 500 км теплосети (из 1500 км по трассе);
— 5000 шт. компенсаторов;
— 3200 шт. единиц запорной арматуры Dу>200 мм;
— снижены потери тепла с 20% до 12% от нагрузки;
— утечка теплоносителя снижена с 1180 до 379 т/час (32%).
При годовом отпуске тепла с горячей водой 25000 тыс. ГКал (годовой объем отпуска концерном “Белэнерго”) и тарифом 9 $/ГКал годовые финансовые потери составляют $45 млн.
Сравним два варианта — нулевой, когда не принимается никаких мер по снижению потерь, и вариант постепенного за 10 лет снижения до 10% тепловых потерь.
Результаты расчетов показаны на рисунке 4.

Если принять за правило принцип “реконструкция за счет экономии”, то логично направить на реконструкцию тепловых сетей столько же средств, сколько будет сэкономлено за счет снижения тепловых потерь или несколько больше. Мы принимаем $30 млн в год. Приняв удельную стоимость СМР по замене теплосети в среднем $200 тыс./км, получим необходимое количество заменяемых сетей 150 км в год. За 10 лет — 1500 км (это 30% от имеющихся в концерне). В дальнейшем можно уменьшить количество перекладываемых сетей до 50 км.


Выбор величины затрат на замену теплосетей будет зависеть только от тарифа на тепловую энергию. При большем тарифе (например 12 $/ГКал) эффект от снижения теплопотерь будет наступать раньше (рисунок 5). Соответственно можно увеличить капиталовложения в тепловые сети и осуществить замену раньше, чем за 10 лет.

Следует отметить, что при выборе конкретных теплотрасс для реконструкции необходимо учитывать их состояние. Повторюсь, но еще раз выскажу свое убеждение — не обязательно заменять 100 процентов сетей, по зарубежному опыту достаточно заменить около 30%.
Таким образом, при действующих тарифах на тепловую энергию при планомерном подходе к замене тепловых сетей эффект снижения тепловых потерь от применения ПИ-трубопроводов может быть ощутим не ранее чем через 10-12 лет.
Безусловно, эффект, обеспечивающий надежность теплосети, выполненной из ПИ-трубопроводов, наступает сразу после ее монтажа.

Николай БОРУШКО, главный специалист управления стратегического развития, энергоэффективностии балансов ТЭР Минэнерго


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 24 за 2003 год в рубрике энергетика

©1995-2022 Строительство и недвижимость