Путь, который вам предстоит пройти: городам с открытой схемой горячего водоснабжения посвящается

Полумиллионный Город Набережные Челны, расположенный вдоль реки Кама исторически имел две различные системы горячего водоснабжения (далее ГВС). Юго-западный район города или Старая часть, образовавшийся с Нижнекамской ГЭС, отапливалась от районных котельных и имела закрытую схему ГВС.

При строительстве завода КамАЗ вырос Новый город (Северо-Восточная часть). Здесь проживает более 350 тысяч жителей. Его теплоснабжение было предусмотрено от ТЭЦ по схеме открытого водоразбора.

Изначально надлежащее качество ГВС по открытой схеме поддерживалось в том числе и высокой кратностью обмена сетевой воды. В конце прошлого века, начале 2000-х в отопительный период ежесуточный расход теплоносителя доходил до сотни тыс. м3 в сутки. Это величина равная объему тепловых сетей города. То есть ежедневно происходило естественное обновление сетевой воды. Это было обусловлено открытой системой ГВС, сверхнормативными утечками, сливами в системах отопления многоквартирных домов (далее – МКД) и прочих абонентов.

В 2006 году был построен теплопровод, который позволил теплоснабжение Юго-Западной части города переключить на ТЭЦ. Районные котельные были выведены из эксплуатации. Полученный экономический эффект позволил значительно снизить тариф на тепловую энергию жителям Юго-Западной части города Набережные Челны. Не менее важно, что тариф стал единым для всех жителей города!

При этом произошла недопустимая СНиПом 41-02-2003 «Тепловые сети» коллизия, т.к. согласно «п. 6.8 В открытых системах теплоснабжения подключение части потребителей горячего водоснабжения через водоводяные теплообменники на тепловых пунктах абонентов (по закрытой системе) допускается как временное при условии обеспечения (сохранения) качества сетевой воды согласно требованиям действующих нормативных документов». Вполне дальновидная строительная норма, логично исключающая совместную эксплуатацию открытой и закрытой системы горячего водоснабжения. Тем не менее, именно совместная эксплуатация «открытых» и «закрытых» систем теплоснабжения была в нашем городе.

Ранее принятый Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» подтолкнул к 100% оснащению всех объектов города приборами учета тепловой энергии и теплоносителя. Удивительное единомыслие энергоснабжающей организации Татэнерго с администрацией города того периода позволили городу одному из первых в стране перейти на 100% оприборивание. При этом более 600 узлов учета МКД Татэнерго установило за собственные средства.

С принятием Федерального закона от 27.07.2010 № 190 «О теплоснабжении» все вновь возводимые объекты капитального строительства в городе Набережные Челны подключались по закрытой схеме ГВС. При проведении капитального ремонта так же устанавливались индивидуальные тепловые пункты (ИТП) с водо-водяными пластинчатыми подогревателями, переводящими данные объекты на закрытую схему. Город принял четкий ориентир на переход к закрытой схеме ГВС!

Результаты реализации программы установки АИТП в г. Набережные Челны

В дальнейшем, благодаря повсеместной установке автоматизированных ИТП с погодным регулированием и теплообменными аппаратами для приготовления ГВС, удалось ликвидировать все центральные тепловые пункты города.

2012 год был ознаменован завершением работ по уходу от центральных тепловых пунктов в г. Набережные Челны. Ликвидация ЦТП дала безусловный экономический эффект. Затраты на установку и эксплуатацию водо-водяных подогревателей у абонентов несоизмеримы с величиной эксплуатационных затрат по ремонту и обслуживанию ЦТП:

*- фактические затраты организации по производству ГВС в ЦТП в 2010 году.

Повсеместный учет и процесс перехода на закрытую систему теплоснабжения вызвал значительное сокращение потребления горячей воды и потерь в системе. Нерациональное использование теплоносителя прекратилось.

Снижение отпуска теплоносителя обусловлено процессом перехода на «закрытую» схему горячего водоснабжения.

В результате всех мероприятий кратность обмена сетевой воды так же резко сократилась. Последние годы она уже исчислялась неделями. То есть, прежде чем горячая вода оказывалась в водоразборном кране, она в качестве теплоносителя неоднократно проходила десятки километров по трубам и отопительным приборам абонентов от ТЭЦ и обратно в течение нескольких недель. Поддерживать нормативное соответствии органолептических и микробиологических параметров ГВС в таких условиях было практически невозможно.

При пуске тепла в осенний период, качество ГВС становилось просто недопустимым. Теплоноситель, простоявший в трубопроводах и отопительных приборах абонентов всё лето, периодически оказывался у нас в точках подачи ГВС. Предельно допустимая концентрация загрязнения ГВС порой превышала нормативные значения в 10-ки раз.

Уже несколько лет назад, когда нагрузка объектов, переведенных на закрытую систему ГВС, превысила величину 75% было понятно, что обратного пути у нас нет. И так как обновление теплоносителя осуществлялось, как правило, естественным путём – через водоразбор или отбор теплоносителя из сети, то требовалось удивительная синхронность перевода оставшейся нагрузки на закрытый водоразбор.

В настоящий момент по состоянию на 1 февраля 2022 года весь жилой фонд города, объекты бюджетной и тотальное большинство промышленно-коммунальной сферы переведены на закрытую схему ГВС. На открытом водоразборе временно остались пара небольших социально значимых объектов, несколько зданий промышленно-торгового назначения и часть обособленных встроено-пристроенных помещений МКД. Но там, как правило, вопрос решается элементарно: установкой компактных электрических водонагревателей.

Таким образом можно констатировать, что город Набережные Челны переведён на закрытую схему ГВС, что позволяет приступить к оптимизации процесса водоподготовки сетевой воды на ТЭЦ.

Пролонгированный эффект от использования более агрессивных ингибиторов (вещества замедляющие процесс коррозии) при подготовки сетевой воды безусловно положительно скажется не только на оборудовании теплового источника, но и тепловых сетях города. Эффект получат все жители города в виде улучшения качества горячего водоснабжения, более продолжительного срока службы трубопроводов и оборудования, в том числе внутриобъектовые системы теплоснабжения, индивидуальные тепловые пункты.

На возникшие недавно споры об экономической целесообразности перевода на закрытый водоразбор, мы готовы парировать имеющимся уникальным опытом нашей компании. Практика подключения Юго-Западной части города с закрытой системой ГВС к ТЭЦ, построенной под систему открытого водоразбора теплоснабжения Северо-Восточной части города, дала наглядные примеры.

Работники эксплуатирующие тепловые сети города в последующие годы при проведении ремонтных работ отметили этот немаловажный факт. Тепловые сети, эксплуатируемые при закрытом водоразборе, имели меньший коррозионный износ, при значительно большем сроке их эксплуатации. Стенки трубопроводов не имели характерных зарастаний внутренней поверхности, количество очаговых коррозий так же было значительно ниже. Приведенные фотографии трубопроводов, имеющих одинаковый срок службы, наглядно свидетельствуют о преимуществе эксплуатации трубопроводов при закрытой схеме водоразбора.

В своё время нами было проведено локальное научное исследование причин повышенной внутренней коррозии трубопроводов при использовании ингибиторов, предназначенных для систем теплоснабжения с открытой схемой горячего водоснабжения.

В открытой системе подпиточная вода на ХВО ТЭЦ готовится методом подкисления хозпитьевой воды, с последующей ее декарбонизацией в декарбонизаторах пленочного типа и корректировкой рН декарбонизированной воды до норм ПТЭ. Предварительно до подкисления в коллектор хозпитьевой воды вводится ингибитор солеотложений марки «Акварезалт». Среднегодовое качество химочищенной воды при работе по данной схеме указано ниже.

Качество химочищенной воды за 2021 год

При переводе тепловых сетей на закрытую систему в качестве исходной будет применяться техническая камская вода – ее известкование и коагуляция воды в осветлителях ХВО, осветление ее в механических фильтрах, ввод в осветленную воду ингибитора солеотложений, затем подкисление серной кислотой, декарбонизация подкисленной воды и корректировка рН декарбонизированной воды до норм ПТЭ. Среднегодовое качество химочищенной воды при работе по данной схеме указано ниже.

Качество химочищенной (осветленной) перспектива

Исследованные образцы аварийных участков трубопроводов показывают безусловные недостатки последствий химводоподготовки при открытой схеме водоразбора. По заказу нашей компании, в данном научном исследовании был подробно изучен механизм образования коррозии внутренней поверхности трубопроводов. Проведен спектральный анализ различных участков трубопроводов, подверженных коррозии. Отложения окиси железа на внутренней поверхности трубопроводов являются благоприятной средой для очаговой коррозии, в т.ч. за счет колоний микроорганизмов, образующихся под слоем ржавчины.

Индикаторы коррозии так же свидетельствуют о сильной интенсивности коррозии метала в системе теплоснабжения города Набережные Челны.

Одна из весомых причин коррозии это насыщение кислородом теплоносителя. Насыщение кислородом происходит при прохождении теплоносителя через внутридомовые системы циркуляции горячего водоснабжения. Системы ГВС, как правило, смонтированы из полимерных материалов, которые кислородопронецаемы. Уход на «закрытую» схему прекращает влияние и данного фактора.

Выводы однозначны. Необходимо изменение технологии обработки сетевой воды, неизбежно применяемой при открытом водоразборе. Наиболее доступный способ исправить данную ситуацию – это перевести систему теплоснабжения на закрытую схему горячего водоснабжения. Это позволит использовать иные более эффективные ингибиторы.

Переход на «закрытую» схему так же, как и ликвидация ЦТП, даст значительный экономический эффект, в том числе за счет существенного продления срока службы наружных и внутренних трубопроводов систем теплоснабжения. Реальная оценка и расчет экономического эффекта от перевода на «закрытую» схему требует значительных ресурсов, зависит от множества факторов и требует проведения научно-экспериментальных изысканий.

В свете принятия поправок в законодательство, предусматривающих изменение условий и сроков перехода на закрытую систему ГВС считаем целесообразным учесть наш опыт.

Действие новых поправок к закону не должно распространяться на городские поселения, городские округа, города федерального значения, в которых переход на закрытые системы теплоснабжения фактически выполнен, или находится в финальной части завершения. В указанных городских поселениях, городских округах, городах федерального значения дальнейшее использование открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения экономически неоправданно.