Глава 5. Технологические решения. "Традиционность" тоже бывает разная

О том, какие источники лучше, во все времена было достаточно споров, и в каждом случае есть свои плюсы и минусы. Скажем, производство атомной энергии (при соблюдении четкой дисциплины, что всегда зависит от людей) обходится дешевле и экологичней, нежели деятельность множества ТЭЦ; но атомные реакторы в каждом городе не поставишь, стало быть, встает вопрос о транспортировке энергии в отдаленные точки, а здесь возможны свои потери. В каждом конкретном случае, в каждой местности есть свои особенности и свои оптимальные решения. Но каким бы ни был принципиальный выбор, любое предприятие может использовать существующие ресурсы с разной степенью экономичности. Зависит это как от организационных мер, так и от инженерных решений. "Мы не настолько богаты, чтобы покупать дешевые вещи", - этот принцип действует и здесь.

Существует масса возможных технических мер повышения энергоэффективности хозяйства, которые описаны в специальной литературе. Она доступна профессионалам и очень уместна на их рабочем столе, но мы попробуем и здесь дать примерный обзор тех мер, которые могут быть приняты для улучшения ситуации.

Вообще в каждом конкретном случае уместнее всего начинать с проведения энергетических обследований - именно они покажут все слабые места и поставят наиболее актуальные вопросы, которые и решаться будут в зависимости от местных условий. Во-первых, и сами недостатки могут быть разными, а во-вторых, возможностей применять новые технологии много, но у каждой из них свой срок окупаемости, и всегда приходится искать "золотую середину", чтобы и о будущем позаботиться, и самому до этого будущего дотянуть.

Итак, котельная. Первый вопрос в ней, конечно, касается КПД установленных котлов. Энергоаудиты, проведенные в Челябинской области в 2000 году, показали, что в муниципальных котельных часто стоит устаревшее оборудование с очень низким КПД, а то и вовсе используются котлы кустарного производства, КПД которых даже никогда не измерялся. Кроме того, не производится необходимая профилактическая обработка котлов - можно представить, к чему это приводит при качестве нашей воды и прочих "местных условиях". Даже самый аккуратный человек, который месяц не умывается, неизбежно потеряет часть своей производительности, что же говорить о котлах, которые годами работают на износ?

Далее, при традиционной схеме теплоснабжения, как правило, отсутствует специальная подготовка исходной воды или она недостаточна. В результате этого происходят интенсивные отложения на внутренних поверхностях нагрева, их коррозия, а отсюда и ухудшение качества сетевой воды, используемой на бытовые нужды. Потому сейчас уместен переход на разделенные контуры котловой и сетевой воды с установкой пластинчатых теплообменников. В среднем переоборудование системы окупается в срок от пяти до восьми лет, а затем начинает давать уже чистую экономию. Также уместна специальная обработка подпиточной воды при помощи специальных антинакипинов. Далее, возможна установка дополнительных поверхностей нагрева на "хвосте" котла, если температура отходящих газов превышает нормативные цифры. Так называемые водяные экономайзеры окупаются за 3-4 года.

Традиционным для России типом обогревателя является бойлер. Но вместо бойлеров возможно устанавливать пароструйные насосы, которые могут одновременно и воду нагревать, и по трубам ее перекачивать - тогда отпадает необходимость в дополнительных насосах с электроприводом. Окупается такой насос в течение года-двух в зависимости от модели.

Есть в традиционных технологиях и такая ниша, как редукционные охладительные установки при паровых котлах и на иных ТЭЦ. В них бесполезно сбрасывается давление пара, которое можно использовать для получения электроэнергии. Такая процедура совершается в противодавленческих турбинах. Окупаются они за срок от девяти месяцев до двух с половиной лет.

В отдельных местах, где затруднено теплоснабжение от централизованных систем отопления, можно устанавливать локальные и даже крышные котельные, окупающиеся за 2-3 года.

Также можно помнить о том, что большинство котлов не газоплотные, другими словами, могут при работе "присасывать" извне холодный воздух, увеличивая нагрузку на мощности и понижая температуру. Так что не лишним будет все потенциальные щели тщательно уплотнить.

Вот лишь беглые наброски возможных усовершенствований традиционных котельных.

Как уже было сказано, за производством следует транспортировка, и здесь также можно терять или сохранять энергию.

Что происходит в трубах в разные времена года, каким напряжениям они подвергаются? Проще всего будет объяснить это на примере опрессовок - тех самых летних отключений воды, когда жильцы целый месяц, а то и больше уныло подогревают на плите всякие тазики и кастрюльки. Что же именно происходит в этот самый месяц в наших тепловых сетях, почему одни жители оказываются "счастливее" других, кто виной в задержках и кого хвалить за досрочные подключения?

Как ни печально вычеркивать дни на календаре, ожидая горячую воду, лучше делать это летом, нежели зимой, когда неожиданно прорвется обветшавшая труба. Вот и подвергают коммунальные аорты сверхнагрузкам. Сначала, в апреле, их ожидают тепловые испытания. Температура теплоносителя поднимается так, что трубы порядком расширяются, и в некоторых местах сальниковые компенсаторы, соединяющие трубы, дают течь. Считается, что максимальная температура проверки должна достигать где-то 150-170 градусов цельсия, но топлива, как известно, не так много, и реально цифра колеблется обычно в районе 120-130 градусов. (В большие уральские морозы температура в трубах достигает примерно этих же отметок).

Когда все неисправности устранены, начинается второй этап испытаний, когда давление в трубах поднимается до 16 атмосфер. Вот тут и начинает разом хлестать вода из всех старых и новых щелей. Город местами превращается в "котлованные скопления", движение на дорогах тоже становится неровным из-за многочисленных раскопок. Но случается и так, что после замены кусков труб и наложения всяческих заплат при повторной опрессовке образуются новые прорывы, иногда совсем рядом со старыми, и приходится заново раскапывать чуть ли не то же самое место. Да и в целом аварии бывают разной степени сложности: одни можно устранить в течении 8-10 часов, на другие требуются дни. Длительность ремонта зависит и от того, какая служба его выполняет, какие у нее имеются на данный момент материалы, сколько еще случилось аварий в это же самое время в других местах сети. Надо пояснить, что в Челябинске, например, несколько служб, отвечающих за теплосети: "Челябинские теплосети" занимаются магистральным трубопроводом, "Челябинские коммунальные теплосети" латают повреждения на внутриквартальных трубах, а в подвалах наших домов находится "первая задвижка", разграничивающая владения ЧКТС и владения жэков. Иногда порядочное время уходит и на то, чтобы выяснить, кто отвечает за то или иное повреждение. Есть также участки, находящиеся в частном владении, с ними у коммунальщиков больше всего проблем, потому что никому не подконтрольные частники не торопятся ремонтировать свои трубы.

Полтысячи одновременных повреждений на весь Челябинск - дело сегодня не удивительное. И с каждым годом ремонт сетей все более осложняется. Дело в том, что по нормативам в год должно заменяться до 35 километров теплотрассы, только тогда ее можно будет содержать в нормальном состоянии. Город на такие цифры давно не выходит...

Но относительно благополучные участки (где новые трубы или воздушная прокладка) все-таки изредка встречаются, испытания там проходят быстро, и горячую воду в домах включают досрочно. Бывают задержки с подключением в отдельных домах, где местные участки трубопровода находятся в таком состоянии, что жэк не успевает произвести их починку в нужные сроки. Причина чаще всего все та же - нехватка материалов и средств.

Это "текущие" проблемы текущих труб. А если все-таки перейти от экстенсивного метода к интенсивному, то стоит задуматься и об инженерном решении проблемы. Казалось бы, что особенного можно сделать с обыкновенными трубами, по которым течет горячая вода? Но по всему миру сейчас начинают переходить с металлических труб на трубы, в изготовлении которых используется пластик, а изолируются они при помощи не минваты, а пенополиуритана.

Эксплуатация 1 километра теплотрассы диаметром 159 миллиметров из труб с пенополиуретановой изоляцией дает экономический эффект в год 13 тысяч долларов США. Тот же показатель для труб диаметром 426 миллиметров составляет 36 тысяч долларов. Расчет этот произведен с учетом нормативных потерь тепла, тогда как фактически они превышают допустимые ГОСТом в два-три раза...

Состояние нынешних теплосетей видно невооруженным глазом. Парят колодцы, в местах залегания тепловых коммуникаций тает выпавший снег и бродят в поисках еды довольные поворотом судьбы птицы. С так называемой "воздушки" срывают оболочку, и куски минеральной ваты разносятся ветром по улицам города, дробясь и оседая в легких людей. А на оголенных трубах в лучшем случае греются бомжи, в худшем - тепло попросту уходит в воздух. При вскрытии подземных сетей специалисты также видят голый металл: минвата оседает на дно траншей.

Использование новой изоляции может значительно изменить ситуацию. На 20-30 процентов снижается стоимость строительства, теплопотери уменьшаются в 3-4 раза, снижаются и эксплуатационные затраты. Долговечность труб с ППУ-изоляцией - 30 лет без капитального ремонта! (Для обычных труб эта цифра составляет 7-12 лет). Итак, преимущества налицо... а в траншеи продолжают укладывать минвату.

Не в лучшем состоянии и водопроводные сети.

90 процентов сетей Челябинска - из металла и чугуна. В металлургическом городе трудно отказаться от этого. А что получается? Хлорированная вода разрушает незащищенные стенки труб, железистые бактерии ускоряют процесс, и весь трубопровод покрывается изнутри "сталактитами" длинной до 3-4 сантиметров. Это продукты жизнедеятельности бактерий, соответственно, постепенно они проедают металл насквозь. Да и вода в таких трубах, как ее ни очищай, загрязняется заново. Так что вопрос об использовании полиэтиленовых труб давно назрел.

Но сложнее всего, пожалуй, переломить старую психологию. Например, доказать, что полиэтиленовые трубы в реальности выдерживают нагрузки не хуже металлических, хотя и уступают в этом отношении в цифрах на бумаге. Дело в том, что большой запас прочности актуален для труб, проходящих в твердых грунтах - например, в горных районах. Тогда как для большинства участков трассы запас прочности полиэтиленовых труб вполне достаточен. А вот преимуществ - хоть отбавляй. Европа давно уже перешла на полиэтиленовые трубы и ППУ-изоляцию, в последние годы неуклонно растет их производство и в России. Будущее за ними - на мировом уровне этот вопрос давно решен.

Однако административные структуры, по словам производителей разных городов, почему-то чаще ограничиваются похлапыванием по плечу, одобрением и пожеланием успехов. А реализовывать продукцию приходится где угодно, но не у себя дома. Например, местный производитель таких труб - ООО "Водоканалстрой-3" - получает заказы из Москвы, Санкт-Петербурга, Оренбургской области, Башкирии... На некоторых территориях существуют рекомендательные и даже предписывающие материалы об использовании именно таких труб, с пенополиуретановой изоляцией. А в своем отечестве, как водится, пророка нет. И получается так, что нередко прибегают к услугам фирм перекупщики, заинтересованные только в получении прибыли. Они делают порой безграмотные заказы, причем производители даже не могут скорректировать их, ведь неизвестен конечный потребитель, неизвестны условия, в которых будет использоваться продукция. Получается сплошная профанация, и в конечном итоге все претензии стекаются к производителю: "У вас плохие трубы". А это не трубы плохие, это у кого-то из перекупщиков нет элементарной квалификации.

Потому сотрудники "Водоканалстроя" в последнее время "пошли в люди": проводят встречи-лекции для проектировщиков, специалистов по строительству, эксплуатационщиков. Распространяют необходимую документацию, информацию. По идее, брать на себя такие функции должны бы профессиональные учебные заведения и вузы, но специалистов в области новых технологий всегда не хватает...

Любую технологию имеет смысл применять только с выполнением всех ее пунктов: например, как бы ни были хороши трубы, если рабочие неверно заварят стык, он, конечно, потечет. А в нашей стране все как-то экономят на том, на чем не надо бы экономить. Например, при пенополиуритановых трубах хороша специальная система оперативно-дистанционного контроля: вдоль труб под изоляцией закладываются проводки, которые выводятся либо на диспетчерский пункт, либо просто на поверхность в специальных местах, где к ним может подойти и снять показания обходчик. Если труба дает течь, то электропроводимость среды меняется, соответственно, по сигналу можно достаточно точно вычислить, где именно произошла авария.

Конечно, у пенополиуритановых труб с точки зрения водоканальщиков есть свои недостатки: например, если плохо выспавшийся экскаваторщик ненароком зацепит бетонный желоб или железную трубу, они эту "бесцеремонность" вытерпят, а пенополиуритановая труба на такие атаки не рассчитана. Издержки реальности...

Также одно из новшеств, предлагаемых "ВКС-3" - технология горизонтального бурения, которое позволяет прокладывать трубы без выкапывания традиционных траншей - собственно, в глубину приходится копать только дважды, в начале и в конце траншеи. Для большого города эта технология особенно актуальна, так как не требует перекрывать транспортные потоки, разрушать и затем восстанавливать благоустройство, сокращает сроки ремонтных работ. Одним словом, стоит вроде бы дороже, а обходится - дешевле. А установка для горизонтального бурения, созданная на "Станкомаше" по предложениям "ВКС-3", хоть и немного уступает в качестве американским и немецким аналогам, зато по деньгам обходится дешевле ни много ни мало в сотню раз.

Особенно примечательно то, что все эти технологии собраны вместе на одном маленьком предприятии, где и цех-то всего один, и своим энтузиазмом "Водоканалстрой-3" заражает всех коллег, с которыми приходится встречаться на выставках и семинарах. В значительной степени "виной" тому личность директора, Ильи Фатькина. Он по-настоящему неравнодушен к проблемам энергопотерь и всеми путями пытается облагородить наше бестолковое житье-бытье, будь то продвижение новых идей на московском семинаре или посадка сосенок и лип на территории предприятия.

В 2002 году "Водоканалстрою" удалось осуществить в Челябинске несколько небольших проектов (таких, как, например, оборудование гостиничного комплекса "Смолино" или товарищества собственников жилья "Теремок"). Намечается и строительство нескольких микрорайонов, оборудованных с помощью новых технологий. Если все пойдет как задумано, через несколько лет мы уже наглядно увидим преимущества пенополиуритановых труб. Тем более что необходимость их использования осознана уже на административном уровне: так, постановлением Правительства Челябинской области от 19 сентября 2002 года предписано заменить в 2003 году 106 километров трубопровода с использованием именно новых технологий.