Увеличение срока эксплуатации тепловых сетей и бетонных каналов при эффективном наружном дренаже

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Увеличение срока эксплуатации тепловых сетей и бетонных каналов при эффективном наружном дренаже

Браун Микелсен (Bruun Mikkelsen), Avedore Holme District Heating, Дания

Андерс Дюрелунд (Anders Dyrelund), RAMBOLL (по материалам бюллетеня News from DBDH)

В теплоснабжающей организации Avedore Holme специалисты достигли определенных успехов в реконструкции и увеличении срока эксплуатации бетонных каналов для труб централизованного теплоснабжения.

Тепловая сеть была построена 25 лет тому назад, но уже после 5 лет эксплуатации наружняя коррозия стала быстро разъедать трубы. Из-за очень плохого качества работы дренажа и негерметичности каналов вода, проникающая в каналы, вызывала наружную коррозию стальных труб.

Коррозию удалось остановить при помощи наружного дренажа, герметизации бетонных каналов, постоянного наблюдения и ремонта дренажной системы и каналов. Таким образом, срок эксплуатации трубопроводов был увеличен приблизительно до 20 лет, и есть основание полагать, что сеть прослужит еще 20 лет.

Система централизованного теплоснабжения

Теплоснабжающая организация Avedore Holme была основана в конце 60-х годов ХХ в., чтобы обеспечить теплом и горячей водой все здания в новом промышленном районе.

Жесткие требования были предъявлены к качеству теплосети из-за высокого уровня грунтовых вод. Нескольким запланированным предприятиям, в первую очередь, предприятиям пищевой промышленности, был необходим пар низкого давления. Система централизованного теплоснабжения была спроектирована таким образом, чтобы в системе была постоянная температура 165 ОС при этом котельная работала на мазуте,.

Теплоснабжающая организация подобно аналогичным организациям в Дании представляет собой кооператив, совладельцами которого являются потребители. На общем собрании потребители выбирают совет директоров, который несет ответственность за принятие важных решений. Руководство ответственно за работу организации и подотчетно совету директоров. В соответствии с региональнымпланом для данного района все потребители должны были подсоединиться к централизованному теплоснабжению.

На сегодняшний день система централизованного теплоснабжения обеспечивает 107 потребителей, чья общая подсоединенная мощность составляет 60 МВт. Ежегодная продажа тепла составляет 65 ГВт.ч. Общая протяженность сети - 12,5 км с диаметром труб от 40 до 300 мм.

Теплоснабжение осуществляется при комбинированной выработке тепла и электричества при двухступенчатом нагреве на близлежащей ТЭЦ, Avedorevaerket. КПД сети централизованного теплоснабжения составляет приблизительно 80%.

Возникшие повреждения

Когда решился вопрос о строительстве сети централизованного теплоснабжения, был заключен договор «под ключ» с подрядчиком, который должен был поставить укомплектованную и хорошо функционирующую систему трубопроводов. Система централизованного теплоснабжения создавалась по традиционной схеме: стальные трубы в ячеистом бетоне укладывались в бетонные каналы. Это был хорошо известный способ строительства. В течение многих лет был накоплен позитивный опыт такого рода строительства в старых системах теплоснабжения в Копенгагене.

Подрядчик пользовался доверием клиента и поэтому не выделил ресурсов для проведенияконтроля за качеством работ. Подобно другим строительным работам, проводившимся в Дании в конце 60-х, все делалось слишком быстро, и подрядчик не провел необходимого наблюдения и контроля за качеством, что и привело к критической ситуации.

После короткого срока эксплуатации возникли проблемы с наружной коррозией стальных труб. Вода протекла в систему бетонных каналов, и меньше чем за пять лет эксплуатации появились первые утечки из-за наружной коррозии.

Особенно пострадали компенсаторы. Встроенная между стальными трубами и ячеистым бетоном стекловата непреднамеренно выполняла функцию внутреннего дренажа.

Если бы не предприняли кардинальных мер, то эти повреждения могли бы привести к разрушению системы в течение 5-10 лет. Катодная защита ни к чему не привела, а наоборот, усугубила повреждения.

Совместно с подрядчиком удалось улучшить качество и наблюдение за работой на завершающей стадии строительства системы и построить последние участки сети без значительных дефектов. Однако, большая часть сети оказалась поврежденной.

К счастью, фирма-подрядчик хотела сохранить свою хорошую репутацию, и теплоснабжающая организация Avedore Holme устранила повреждения на сумму в 6 млн датских крон (около 13 млн руб. - прим. ред.).

Проект реконструкции

Что предпринять? Построить совершенно новую систему бетонных каналов? Отремонтировать поврежденные? Отказаться от централизованного теплоснабжения?

Теплоснабжающая организация Avedore Holme попросила помощи у инженеров компании RAMBOLL, и после технического и экономического анализа было решено, что экономически целесообразно сохранить трубопроводы.

Таким образом, был разработан проект реконструкции, включающий ремонт и дренаж бетонных каналов, который предусматривает:

Вскрытие всех бетонных каналов;

Установка новых каналов на сильно поврежденных участках;

Ремонт бетонных конструкций путем наращивания бетона;

Герметизация прорывов и строительных соединений битумом;

Дренаж с обеих сторон канала с минимальным отклонением 0,3%;

Эффективная система дренажа;

Укладка гранулированного ячеистого бетонав местах соединения каналов;

Тщательный контроль за качеством работы.Для трубопроводов диаметром 40-300 мм предусматривалось:

Полный ремонт поврежденных магистралейи ответвлений;

Полный ремонт других ответвлений трубопровода при обнаружении повреждений.

Большая часть работ по реконструкции сети распределения могла быть проведена за счет выплаченной компенсации.

Систематическое техобслуживание

С тех пор работники теплоснабжающей организации Avedore Holme тщательно вели наблюдение и техобслуживание. Следующие мероприятия являлись частью регулярного превентивного технического обслуживания:

Инспекция подземных секций каналов дважды в год с целью обнаружения повреждений;

Инспекция дренажных колодцев один раз вгод;

Очистка дренажных колодцев при обнаружении засоров;

Непрерывное выявление потерь воды;

Систематический учет повреждений;

Замена ответвительных труб при обнаружении повреждений;

Термографическое обследование при поискеповрежденных участков.

В течение последних десяти лет было потрачено на техобслуживание и ремонт приблизительно 650 тыс. датских крон в год (около 1,4 млн руб. - прим. ред.), что соответствует ежегодным затратам в размере 0,6% от стоимости замены.

За последние 10 лет было зафиксировано в среднем 4 случая повреждений в год, 2 в распределительной сети и 2 в ответвительных трубах, что соответствует 0,2 повреждений/км/год. Частота повреждений постоянна. (Повреждением в данном случае считалась любая, даже незначительная, утечка теплоносителя - прим. ред.).

Потребление подпиточной воды на покрытие потерь (за исключением известных потерь на наполнение и т.д.) за последние 5 лет составило около 1000 м3/год, что соответствует 0,16% от общего количества воды в системе. Подобно частоте повреждений, потери воды оставались стабильными с тенденцией к понижению. И под-питочная вода, и вода в сети, конечно, подвергаются химической обработке, включающей снижение жесткости, полное удаление кислорода и доведение уровня pH до ~ 10. Таким образом, предотвращается внутренняя коррозия, которая никогда не создавала проблем. Высокие требования к качеству воды, в частности, обусловлены ее высокой температурой.

Подводя итог вышесказанному, следует отметить, что распределительная сеть работает стабильно при условии систематического обслуживания, позволяющего предотвратить ускорение износа.

Будущее

Исходя из наших знаний о сроке эксплуатации систем с бетонными каналами, есть все основания полагать, что данная теплосеть будет функционировать еще 20 лет без значительного роста затрат на ремонт и обслуживание.

После 20 лет эксплуатации владельцы (они же потребители) имеют право возмещения доставленных им неудобств.

Тем не менее, система еще может быть улучшена. Только 10% потребляемой тепловой энергии используется при высокой температуре, поэтому мы рассмотрели экономическую целесообразность такой системы, которая позволяла бы потребителям самим определять температуру сетевой воды в зависимости от реальной потребности в тепловой энергии и горячей воде, а также от мощности системы. Это соответствует 130-140 ОС в самые холодные дни, 110 ОС - в средний зимний день, 80 ОС - летом.

Преимущества таких изменений заключались в следующем:

Большая часть тепловой энергии могла вырабатываться за счет низкотемпературного отбора, вследствие чего потребление топлива сократилось бы на 27%; дренаж теплосеть бетонный канал

КПД теплосети возрастет с 80% до 85%;

Возможно снижение давления.

Теперь вопрос заключается в том, как изменение уровня температуры повлияет на работу сети. С чисто теоретической точки зрения существует риск, что изменение температуры сетевой воды (после 25 лет работы с постоянной температурой) приведет к дополнительному растрескиванию, а также что пониженная температура снизит эффект осушения бетонных каналов.Таким образом, мы считаем необходимым следующее:

Температура сетевой воды должна изменяться постепенно и без ненужных колебаний (например, еженедельный выход на новый уровеньтемпературы);

Следует интенсифицировать работу по контролю за утечками;

Следует контролировать относительнуювлажность и ее влияние на внутреннюю коррозию «холодного» обратного трубопровода в бетонных каналах и секциях.

Выводы

Мы совершили ошибки и прошли через кризис. Теперь это позади, и другие могут воспользоваться нашим опытом. В особенности это касается стран Восточной и Центральной Европы с их многочисленными теплоснабжающими организациями, которые испытывают трудности весьма похожие на те, которые были у нас 20 лет назад.

Наш совет в нескольких словах:

Тщательно контролируйте работу строителей, в том числе и строительство под ключ;

Если вы заключаете контракт о строительстве под ключ, выбирайте подрядчика с хорошей репутацией, способного выплатить компенсацию в случае непредвиденных ситуаций;

Оценивайте проекты реконструкции, основываясь на долгосрочной стратегии, предполагающей минимизацию общих затрат;

Относитесь к системе централизованного теплоснабжения как к чрезвычайно ценному объекту и выполняйте систематические программы ремонта и превентивного обслуживания;

Постоянно рассматривайте возможности снижения затрат путем рационализации работы, при необходимости изменяя первоначальные принципы.

Размещено на Allbest.ru