ВУЗ, город:
Москва
Предмет: Теплотехника
Реферат по теме:
Страниц: 23
Автор: Юлия
2011 год
Введение 3
Общая характеристика 4
Состояние основных фондов 4
Аварийность и причины возникновения аварий 6
ПОЛОЖЕНИЕ 12
1.Общие положения 12
2. Порядок технического расследования причин аварии 14
3. Оформление материалов технического расследования аварий 17
4. Учет и анализ аварий, происшедших на опасном
производственном объекте 19
5. Установление причин, анализ и учет инцидентов на опасном
производственном объекте 20
Литература 23
Теплоснабжение в России — обеспечение теплом зданий для комму-нально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителей. В России преимущественно используется централизованное теплоснабжение, когда система теплоснабжения обслуживает целый район. Теплоснабжение является важной подотраслью жилищно-коммунального хозяйства России.
В основе централизованного теплоснабжения лежат комбинированная выработка электроэнергии и теплоты на ТЭЦ (или крупных котельных) и доставка тепла по тепловым сетям потребителям. Централизованное теплоснабжение позволяет снизить расход топлива и эксплуатационных затрат, даёт возможность использования низкосортного топлива, уменьшает степень загрязнения воздушного бассейна и улучшает санитарное состояние населённых пунктов.
В последние годы дефицит бюджета большинства городов России оказывает негативное влияние на техническое состояние систем инженерного обеспечения и, как следствие, на рост их аварийности. (Под системами инженерного обеспечения в рамках данной статьи понимаются системы тепло- и газо-снабжения.) Возрастает количество аварий, обусловленных не только моральным и физическим износом технических фондов таких систем, но и аварий, вызванных внешними механическими воздействиями (до 50 % от их общего количества): ежегодно в мире происходит примерно 10 тыс. наводнений, свыше 100 тыс. землетрясений, многочисленные пожары, оползни и т. п..
Главная особенность возникновения аварий на системах теплоснаб-жения — масштаб последствий, затрагивающих население, окружающую природную среду и экономические структуры.
1. Мелькумов В. Н., Сотникова О. А., Колосов А. И. Прогнозирование разрушений линейной части систем теплогазоснабжения при экстраординарных воздействиях // Оценка риска и безопасность строительных конструкций: Тезисы докладов первой международной научно-практической конференции. — Воронеж, 2006. — Том 1.
2. Алешин В. В., Селезнев В. Е. и др. Численный анализ прочности подземных трубопроводов. — М. : Едиториал УРСС, 2003.
3. РД 09-536-03. Методические указания о порядке разработки плана локализации и ликвидации аварийных ситуаций на химико-технологических объектах (Утв. постановлением Госгортехнадзора России от 18 апреля 2003 г. № 14).
4. РД 03-496-02. Методические рекомендации по оценке ущерба от аварий на опасных производственных объектах (Утв. постановлением
Госгортехнадзора РФ от 29 октября 2002 г. N 63).
5. Колосов А. И., Сотникова О. А. Моделирование процесса управления восстановлением инженерных систем и сооружений при экстраординарных воздействиях // Известия Тульского гос. ун-та. — (Сер. «Строительство, архитектура и реставрация»). — 2006. — Вып. 9.
6. Колосов А. И. Прогнозирование степени разрушения и разработка методики выбора вариантов восстановления систем теплогазоснабжения при авариях // Автореф. дис. канд. техн. наук. — Воронеж, ВГАСУ, 2007. .
Вестник Российской академии наук
2013
ISBN
Собрание законодательства Российской Федерации
2013
ISBN
Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем
1987
ISBN
Последний стратег
2013
ISBN 5170217684,9785170217687
Энциклопедия сантехника
2013
ISBN 5465010118,9785465010115
Проектирование железобетонных тонкостенных пространственных конструкций
1990
ISBN 5274010369,9785274010368
Надым, Май 12 (Новый Регион. далее
Сырьевики сетуют на недоимки региона - коммунальные предприятия не заплатили поставщикам 8,7 млрд.млрд. Только с 1 января 2014 года долги выросли на 2,3 млрд.млрд. Сейчас Мособлдума и правительство пытаются признать действия организации незаконными - жители региона не должны стать заложниками финансовых споров. Власти уверены, что массовых отключений не последует, - такие действия со стороны... далее
На Ямале закончился суд по одному из громких коррупционных дел. Итог процесса непредсказуем: высокопоставленного служащего полностью оправдали. Кому могло быть выгодно преследование второго человека в городской администрации и почему на суде нельзя было обойтись без «полиграфа» — в материале «URA. В распоряжение «URA. Ru» попали любопытные документы: один из героев громкого коррупционного... далее
Открытое правительство России планирует провести в Челябинске заседание рабочей группы по вопросам ЖКХ. Тем временем Борис Дубровский проводит совещание за совещанием, чтобы навести порядок в отрасли, а муниципальные власти готовятся к очередным слушаниям. Предложение организовать выездное совещание в Челябинске министр по вопросам Открытого правительства РФ Михаил Абызов озвучил в ходе... далее
nadfl.ru
Введение
Глава I. Основные определения
Историческая справка.
Глава II. Основные виды систем отопления
Глава III. Аварии в системах отопления
Заключение
Список использованной литературы
Содержание
Это очень выгодный и экономически эффективный способ. Даже сейчас, когда эта система наполовину рухнула, она позволяет экономить до
2. млн. тонн горючего по сравнению с котельными, работающими только на обогрев.
Ежегодный износ теплотрасс — 15%, потери тепла в них составляют 15−20%. Это в 2,5 раза превышает нормативный уровень. Сегодня на цели отопления используется 14,5 миллиарда ГДж/год, что составляет
30. от общего энергопотребления. На этом фоне ежегодные потери тепла эквивалентны перерасходу
2. миллионов тонн топлива. Для сравнения: за рубежом потери не превышают 2%.
Как никогда ранее потрясают Россию серьёзные аварии в коммунальной сфере.
Только в начале ноября в Самаре 2006 года в связи с холодами произошел ряд аварий на теплотрассах, в результате которых часть домов нескольких районов, а также более
50. домов частного сектора остались без холодной воды.
Большинство аварий вызвано тем, что значительная часть теплотрасс оказалась за пределами нормативного срока службы. В срочном обновлении по стране нуждается более 100 тысяч километров труб — пятая часть подземных трубопроводов страны!
Аварийная замена труб в зимних условиях приводит не только к страданиям людей, попавших в бедственное положение, но и к огромным затратам, в десятки раз превышающим расходы на планомерное обновление сетей.
По данным центрального диспетчерского управления России количество аварий в системах ЖКХ ежегодно увеличивается на 10%, а в отдельных районах эта цифра ещё больше.
Например, в Самарском регионе каждый день случается как минимум одна авария в том или ином населённом пункте.
Вся система жизнеобеспечения российских городов, находится на грани катастрофы. Средний уровень износа инженерных сетей составляет не менее 60%, около четверти основных фондов полностью отслужили свой срок. Многие специалисты утверждают, что с некоторой точки отсчёта (это примерно 60%) число аварий начинает лавинообразно возрастать. Для того чтобы опустить эту планку хотя бы до приемлемого уровня, необходимы средства, равные нескольким годовым бюджетам!
В стране проложено около 600 тысяч километров подземных трубопроводов. Этой длины хватило бы, чтобы почти два десятка раз опоясать земной шар. Из этого огромного количества 90 тысяч километров находятся в аварийном состоянии.
Откуда же взялось такое количество аварийных трубопроводов? Эта беда досталась России в наследство от былых времён, когда за «опережающим» строительством жилья вечно не успевала прокладка инженерных коммуникаций и, прежде всего, теплотрасс.
По оценке специалистов МЧС России, аварийность трубопроводов ежегодно возрастает в 1,5−2 раза. Как известно, у нас на отопление одного квадратного метра жилой площади затрачивается энергоносителей в 2−3 больше, чем в высокоразвитых странах со сходными климатическими условиями. Теплотрассы, как правило, изготовлены из стальных труб без надёжной теплогидроизоляции. Как результат, срок их эксплуатации не превышает 7−12 лет. Поэтому все высокие тепловые потери происходят из-за неэффективной теплоизоляции.
Такая отопительная система для России была благом, дававшем колоссальный экономический эффект. Но и эту институциональную матрицу реформаторы решили ликвидировать. Отопление отнесли к сфере услуг, и как всякой услугой ею можно торговать на рынке. Но в России отопление должно быть организовано подобно армии, потому что каждая зима — это битва с холодом, это проблема выживания. Теплоснабжение и формировалось как система государственной безопасности, которая обеспечивает физическое выживание населения.
Превращение отопления в услугу, предоставляемую платежеспособным потребителям, в России подобно преобразованию армии в частные охранные структуры, нанимаемые платежеспособными клиентами для обеспечения собственной безопасности.
Кризисные явления в теплоснабжении не заставили себя ждать. Первый серьезный звонок прозвучал в Приморье в 2001 г. На тот момент кризис еще был локальным. МЧС во главе с С. Шойгу на самолетах привезли батареи, и ситуацию вроде бы разрешили. Зимой 2002−2003 г. было заморожено уже 33 региона. Сильнее всего пострадала Карелия.
В 2001 г. начальником отдела Министерства науки, технологий и промышленности был подготовлен национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса». Появился также и второй доклад «Концепция развития теплоснабжения в России на среднесрочную перспективу. Официальная информация Минэнерго РФ». Эти два документа дают полную картину, из которой можно сделать некоторые заключения.
В докладах сказано, что тепло не является товаром. В России тепло товаром быть не может, и переводить теплоснабжение на рыночные отношения нельзя, иначе система будет уничтожена полностью. Рынок данную систему регулировать не в состоянии и приведет ее к окончательному кризису.
Но власть и население видят проблему по-разному. И те, и другие — не адекватно, не понимая, что подобные реформирования представляют угрозу самому образу жизни. Правительство делает все, в полном объеме, в рамках своей компетенции и даже больше. И это факт. Региональная власть, муниципальные руководители делают все, от них зависящее. А в домах тысяч граждан холодно и темно.
Президент утверждает, что региональная власть, федеральное правительство легитимны и действуют в рамках своего мандата, а обеспечить теплом просто нет возможности. Но согласно теории легитимности Макса Вебера, политический режим, который не может обеспечить выживание правопорядочных граждан — нелегитимно. Существующая власть не является гарантом выживания населения страны.
Уже в начале 90-х гг. было понятно, что катастрофическое положение с теплоснабжением придется на середину 90-х гг. Но насколько самоотверженны и находчивы, оказались люди, работающие в этой сфере, что смогли 8 лишних лет тянуть систему, которая по техническим параметрам давно уже должна была рухнуть.
В национальном докладе сказано: «Задача теплоснабжения населения страны, стоящая в одном ряду с вопросами, определяющими жизнеспособность государства, такими как оборона границ, не может не быть сферой государственного регулирования. Граждане страны не должны пострадать, то есть должна быть ликвидирована прямая опасность для их жизни».
Далее в докладе говорится: «Еще далеко не везде состояние систем теплоснабжения дошло до полного упадка, но общая тенденция безрадостная. Растет аварийность. Пуск отопления растягивается на несколько месяцев. Недогревы в морозы стали нормой, а не исключением. Темпы замены оборудования снижаются и, соответственно, увеличивается количество оборудования, находящееся в аварийном состоянии.
Теплоснабжение как техническая система во многих регионах существует во многом благодаря примитивности оборудования, поддающегося исправлению простейшими ремонтами, и огромному запасу мощности, заложенному в каждом элементе системы".
Термин «примитивность» в данном случае не имеет уничижительного значения. Это прекрасная, ценная особенность русского технического мышления создавать такие системы, которые можно было бы содержать и ремонтировать теми средствами, которыми реально располагаем.
Далее в докладе эксперты резюмируют: «Сегодня состояние системы теплоснабжения в стране можно определить как критическое, постепенно переходящее к уровню национального бедствия. К сожалению, в накопившемся клубке проблем нет такой спасительной ниточки, потянув за которую можно все распутать. Время для постепенного реформирования отрасли упущено. Система начала разваливаться, и если не принять срочных мер, то процесс станет необратимым».
Заключение
Без чего невозможно представить ни одну квартиру, ни один дом и ни одну полноценную семью? Без тепла. Тепло, без которого невозможно обойтись зимой и поздней осенью. Ранней весной без тепла отопительных систем тоже никуда не деться. Отопительные системы могут быть разными.
Главное, что каким бы оно не было, оно должно работать без перебоев. Если не будет отопления, значительно повысится уровень болезней. Об этом свидетельствует медицинская статистика. Например, населенные пункты, которых вовремя не подается отопления, значительно повышается уровень заболеваний и всевозможных инфекций. Как правило, эти районы сразу же начинают лидировать по количеству гриппующих больных. Кроме того, отсутствие отопления очень опасно в тех семьях, где есть маленькие дети. В последнее время часто бывают срывы отопительного сезона в родильных домах и детских учреждениях.
Россияне всегда считали себя жителями чрезмерно богатой страны и не заботились о рациональном использовании природных ресурсов. Теперь же, как отмечают эксперты, жизнь требует изменения своих привычек.
Проще говоря, держи голову в прохладе, а ноги в тепле, а еще лучше держи все в тепле. Говорят же, что хлеб — всему голова, мы же говорим, что тепло — залог уюта и комфорта в каждом доме, а если еще и хлеб есть, то вообще красота!
Список использованной литературы
Журнал «Строительный Инжиниринг» № 2 февраль 2007 г / Эксплуатация систем и объектов.
Реутов Б. Ф., Семёнов В. Г., Муравьёв В.В., Пыжов И. Н., Национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса» 2001
Сидоров, Ю. П. «Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности» — М.: МИИТ, 2000. — 56с.
СНиП 2.04.05−91
Соколов Е.Я., Теплофикация и тепловые сети, Изд-во МЭИ, 2006, 472 стр.
Староверов И.Г. «Справочник проектировщика: внутренние санитарно-технические устройства» Часть 1 «Отопление, водопровод, канализация» М.: Стройиздат, 1975 429стр.
www.dom 63.ru
www.rosteplo.ru
www.gaztrade.ru
www.ice.ru. Материалы с сайта. Семенов В.Г., «Теплоснабжение РФ в цифрах»
Староверов И.Г. «Справочник проектировщика: внутренние санитарно-технические устройства» Часть 1 «Отопление, водопровод, канализация» М.: Стройиздат, 1975 429стр
Староверов И.Г. «Справочник проектировщика: внутренние санитарно-технические устройства» Часть 1 «Отопление, водопровод, канализация» М.: Стройиздат, 1975 429стр
СНиП 2.04.05−91
www.ice.ru. Материалы с сайта. Семенов В.Г., «Теплоснабжение РФ в цифрах»
www.ice.ru. Материалы с сайта. Семенов В.Г., «Теплоснабжение РФ в цифрах»
www.ice.ru. Материалы с сайта. Семенов В.Г., «Теплоснабжение РФ в цифрах»
Реутов Б. Ф., Семёнов В. Г., Муравьёв В.В., Пыжов И. Н., Национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса» 2001
Реутов Б. Ф., Семёнов В. Г., Муравьёв В.В., Пыжов И. Н., Национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса» 2001
Реутов Б. Ф., Семёнов В. Г., Муравьёв В.В., Пыжов И. Н., Национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса» 2001
25
1.Журнал «Строительный Инжиниринг» № 2 февраль 2007 г / Эксплуатация систем и объектов.
2.Реутов Б. Ф., Семёнов В. Г., Муравьёв В.В., Пыжов И. Н., Национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса» 2001
3.Сидоров, Ю. П. «Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности» — М.: МИИТ, 2000. — 56с.
4.СНиП 2.04.05−91
5.Соколов Е.Я., Теплофикация и тепловые сети, Изд-во МЭИ, 2006, 472 стр.
6.Староверов И.Г. «Справочник проектировщика: внутренние санитарно-технические устройства» Часть 1 «Отопление, водопровод, канализация» М.: Стройиздат, 1975 429стр.
7.www.dom 63.ru
8.www.rosteplo.ru
9.www.gaztrade.ru
10.www.ice.ru. Материалы с сайта. Семенов В.Г., «Теплоснабжение РФ в цифрах»
список литературы
referatbooks.ru
УДК 620.9:614.8
Надёжность обеспечения ресурсами системы теплоснабжения – условие выживания городов России
Велицко Владислав Владимирович, Генеральный директор, ООО «ОЦР Технологии», г. Москва.
© Copyright: Владислав Велицко, 2015, Статья впервые опубликована на сайте Проза.Ру, Свидетельство о публикации №215071501025
АннотацияВ статье поставлены проблемы устойчивости систем теплоснабжения населённых пунктов к явлениям экстремизации климата и целенаправленным, на ключевые точки инфраструктуры, квалифицированным террористическим атакам. Рассмотрена устойчивость системы теплоснабжения к искусственным блэкаутам, организованных путём последовательнго синхронного замыкания вводов питающих центров. Показаны многоуровневые уязвимости систем ресурсоснабжения населённых пунктов, способы парирования выявленных угроз и минимизации рисков гуманитарных катастроф в результате полного вымораживания мегаполисов. Показаны пути реконструкции систем теплоснабжения с параллельным повышением их надёжности, экологичности и экономической эффективности.Ключевые слова:Система теплоснабжения, ТЭЦ, Котельные, Теплотрассы, Надёжность, Изменения климата, Терроризм
Рис. 1. Причинно-следственные связи прекращения электроснабжения системы ресурсоснабжения населённого пункта (расширенная схема из [3]).
Рис. 2. Умышленное короткое замыкание проволокой воздушных ЛЭП напряжением 110 кВ (слева) [4] и 500 кВ. (справа) [5].
Reliability of resourcing the heat supply system – condition for the survival of Russian cities
Vladislav Vladimirovich Velitsko, CEO, «ORC Technology», LLC, Moscow, Russia.
AbstractThe problem of settlements heat supply system sustainability in case of climate extremalization and infrastructure focused terrorist attacks is taken under consideration. The article deals with system sustainability to artificial blackout organized by the synchronous short-circuit inputs voltage feeding centers. Multilevel vulnerability of infrastructure systems of populated areas and ways to parry identified threats and minimize the risk of humanitarian disasters in case of a full freeze of megacities are shown. Basic approach to heat supply system reconstruction with a parallel increase in their reliability, sustainability and cost-effectiveness is discussed in the article.
Keywords: Heat supply system, CHP, Boiler rooms, Insulated pipes, Reliability, Climate change, Terrorism
Введение В работе [1] автором отмечено наличие значительных инфраструктурных угроз, а в [2] – определены безальтернативные ключевые ресурсы, необходимые для функционирования населённых пунктов: тепло и вода для работы канализации. Данная работа продолжает тему надёжности ресурсоснабжения населённых пунктов теплом. Примером негативных последствий для населенного пункта может служить блок-схема (Рис. 1), демонстрирующая последовательность прекращения подачи ресурсов в результате прекращения электроснабжения, например в результате целенаправленных последовательных синхронных замыканий вводов питающих центров [3], совершённых из хулиганских или иных побуждений (Рис. 2).
Для определения способов парирования данных угроз необходимо разобрать принципы функционирования системы теплоснабжения (СТ), определить ключевые ресурсы и способы обеспечения их гарантированной подачи для производства тепла.
Принципы теплоснабжения населённых пунктовВ России существует разветвлённая СТ, представляющая собой сети из теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), котельных, центральных и индивидуальных тепловых пунктов (ЦТП и ИТП). Также в состав данной сети может входить иное оборудование и сооружения, например промежуточные насосные станции, тепловые насосы, солнечные коллекторы, а также различное вспомогательное и теплогенерирующее оборудование. Вся эта сложнейшая инфраструктура, состоящая из разнотипного оборудования, включённого в состав огромного количества энергообъектов, нацелена на обеспечение гарантированного теплоснабжения коммунальных и промышленных потребителей. Оконечными элементами СТ являются радиаторы отопления, калориферы и иное теплопотребляющее оборудование, использующее тепло непосредственно у потребителя.Вырабатываемое, транспортируемое, распределяемое СТ тепло – комплексный производный ресурс, напрямую зависящий от наличия базовых ресурсов, таких как горючее для его производства, вода для пополнения утечек теплоносителя и электроэнергия для выработки тепла, его транспорта и распределения между потребителями (см. Рис. 3). Прочие важные материальные и нематериальные ресурсы, такие как остаточный ресурс оборудования СТ, квалификацию персонала и т.п. здесь не будем рассматривать, т.к. их наличие напрямую не зависит от природных катаклизмов и террористических атак на объекты теплоснабжающей инфраструктуры.
Рис. 3. Базовые причины аварий систем теплоснабжения.
Учитывая, что потребляемыми ресурсами, необходимыми для теплоснабжения являются топливно-энергетические ресурсы (ТЭР), вода и электроэнергия, выявим, имеется ли среди данных ресурсов основной ресурс, определяющий возможность гарантированного разрушения СТ. Т.е. найдём «слабое звено» среди базовых ресурсов, необходимых СТ, т.к. прекращение подачи любого из указанных ресурсов, по собственному алгоритму, повлечёт за собой нарушение работы городской системы ресурсоснабжения (Рис. 1).Последствия прекращения теплоснабжения наглядно демонстрирует Рис. 4.
Рис. 4. Полное размораживание СТ в г. Дудинка (Россия) в результате прекращения электроснабжения 14.01.2015 г. [6].
ТЭР: способы поставки и точки потребленияГорючееИскопаемый природный газ (ИПГ) – основное горючее, используемое в России для отопления. ИПГ в точки потребления: на ТЭЦ и в котельные, подаётся по трубопроводной газотранспортной инфраструктуре.Иные горючие: уголь, мазут и т.п. в России имеют существенно меньшее распространение и достаточно широкий спектр способов логистики: железнодорожным и автомобильным транспортом, в связи с чем не являются лимитирующими факторами [2].ВодаВ качестве теплоносителя используется вода, поступающая или из централизованной системы (холодного) водоснабжения (ХВС), из локальных артезианских скважин, водозаборов и т.п. Обычно вода поступает в виде воды питьевого качества, которая, для дальнейшего обессоливания, подаётся в систему водоподготовки. Вводы воды для выработки и транспорта тепла обычно находятся на теплогенерирующих объектах, а для горячего водоснабжения (ГВС) и подпитки отдельных тепловых контуров потребителей, вводы чаще расположены в тепловых пунктах.В части случаев ГВС осуществляется непосредственно от теплогенерирующих объектов, отпускающих тепло по т.н. четырёхтрубной схеме или в случае наличия локальных мини-ТЭЦ или котельных, например выполненных в крышном исполнении.Подача воды в виде исходного сырья для изготовления теплоносителя и обеспечения ГВС обычно осуществляется с использованием водопровода. Накопление воды ХВС и ГВС осуществляется в баках, предназначенных для покрытия нужд подпитки контура теплоснабжения на периоды нарушений ХВС и, соответственно, для покрытия утренних и вечерних максимумов потребления ГВС, возникающих в жилом секторе.Прочие технологические потребности в ХВС, такие как потери с продувками котлов, выпар в деаэраторах, использование в качестве затворной жидкости, санитарные нужды и т.п. неизмеримо малы в сравнении с подпиткой контуров теплоносителя, возникающей в связи с его утечками, хищениями, а также с потреблением ХВС для нужд ГВС.Вторым путём транспорта воды в виде теплоносителя являются теплотрассы. Обычно это две или четыре трубы, связывающие теплогенерирующий объект с тепловым пунктом (ТП) и две – чётыре трубы или более, связывающие ТП с каждым из потребителей тепла.ЭлектроэнергияЭлектроэнергия потребляется теплогенерирующими объектами, а на некоторых из них – на ТЭЦ, она вырабатывается в объёмах, превышающих её потребление для нужд теплоснабжения. Потребителями электроэнергии является тягодутьевое оборудование, сетевые и питательные насосы, различная мелкомоторная нагрузка, а также системы автоматики. Учитывая, что сетевые насосы обычно установлены на теплогенерирующих объектах и промежуточные подкачивающие насосные станции являются достаточно редким исключением, можем обобщить, сказав, что транспорт тепла от теплогенерирующего оборудования до точки распределения тепла осуществляется путём подачи электроэнергии на теплогенерирующий объект. Исключением являются устаревшие сложнобалансируемые СТ, где потребители небольшой этажности подключены непосредственно к магистральным теплотрассам, а распределение тепла осуществляется шайбированием отборов локальных теплотрасс.Распределение тепла между потребителями осуществляется с использованием ЦТП и ИТП, где обычно устанавливаются промежуточные теплообменники, разделяющие контуры теплоносителя между теплоснабжающей организацией и потребителем. В тепловых пунктах электроэнергия используется для работы насосов обеспечивающих прокачку теплоносителя по контуру отопления потребителя, а также для работы автоматики СТ.Также в тепловых пунктах электроэнергия используется для нужд ГВС, обеспечивая работу подкачивающих насосов ГВС, работу автоматики, а также работу циркуляционных насосов, если у потребителей смонтирована системы рециркуляции ГВС.Не требуется наличие специализированной промежуточной системы распределения тепла только встроенным котельным или мини-ТЭЦ, например в крышном или подвальном исполнении, а также при расположении их, например, в пристройках, снабжающих теплом индивидуальный объект или небольшую группу объектов.Электроэнергия поступает потребителям с использованием воздушных или кабельных линий электропередачи (ЛЭП). На ТЭЦ ЛЭП играют роль связи ТЭЦ с нагрузкой бесконечной мощности – с электросетям, обеспечивая поддержание стабильной частоты вырабатываемой электроэнергии, если на ТЭЦ установлены турбоустановки: паротурбинного (ПТУ), газотурбинного (ГТУ) типов или парогазовые турбоустановки (ПГУ).Системы транспорта первичных ТЭР и их надёжностьПодача ИПГИПГ транспортируется многониточными магистральными газопроводами высокого давления, для чего используются дожимные и линейные компрессорные станции (КС), оснащённые компрессорами с электроприводом, приводом от ГТУ, изредка – с газопоршневым приводом и, иногда – газопоршневыми мотор-компрессорами.Накопление ИПГ осуществляется в подземных хранилищах газа (ПХГ).Подача ИПГ потребителям – теплогенерирующим объектам осуществляется либо непосредственно от магистральных газопроводов, либо путём поэтапного редуцирования его давления до среднего или низкого.Газотранспортную инфраструктуру отличает очень высокая надёжность, обусловленная тем, что магистральные газопроводы являются многониточными, значительная часть однониточных газопроводов находится под землёй и сами газопроводы, не говоря уже о ПХГ, являются ресиверами очень большого объёма, позволяющими подавать газ потребителям длительное время, до месяца, после прекращения работы дожимных или линейных КС.Техническое состояние газопроводов, даже проложенных достаточно давно, обычно хорошее или удовлетворительное, т.к. ИПГ, хотя и содержащий соединения серы в качестве одорантов, находится в газопроводах в осушенном виде, что вызывает их незначительную внутреннюю коррозию.Подача теплоносителяВодопроводы ХВС и теплотрассы, особенно на базе металлических трубопроводов подземной прокладки, зачастую находятся в неудовлетворительном состоянии. Это вызвано как их коррозионным износом, так и превышением проектных сроков эксплуатации, т.к. расположение трубопроводов ГВС и теплотрасс в зонах плотной городской застройки делает их замену чрезвычайно сложным и дорогостоящим мероприятием. Например, в ряде городов России, например в Калининграде, возраст некоторых участков труб ХВС и теплотрасс превышает вековой рубеж.Это приводит к тому, что имеют место высокие удельные утечки в тепловых сетях, не выявляемые при ежегодных гидравлических испытаниях (простон. – опрессовка) или не устраняемые, даже будучи выявленными. Ущерб надёжности подачи тепла от таких утечек заключается в снижении автономности работы теплогенерирующих объектов на период отключения ХВС, а также требуется ограничение или прекращение теплоснабжения потребителей при устранении утечек на теплотрассах или ремонте теплотрасс при порывах.Подача электроэнергииЭлектроснабжение СТ: теплогенерирующих объёктов, ЦТП и ИТП осуществляется посредством воздушных и кабельных ЛЭП среднего или низкого напряжения, расположенных в черте населённых пунктов. Однако, при существующей системе выработки в России электроэнергии, базирующейся на использовании крупных электростанций, соединённых, почти везде, в единую сеть, сетевые связи между электростанциями, для минимизации потерь в электросетях, оптимально осуществлять с использованием сетей сверхвысокого (от 330 кВ) и ультравысокого (от 750 кВ) напряжений.Учитывая, что необслуживаемые кабели на сверхвысокое напряжение, выполненные из сшитого полиэтилена, стали применяться относительно недавно, практически все сети, передающие электроэнергию на снабжающие котельные питающие центры, основываются на использовании протяжённых участков воздушных ЛЭП.Штатным режимом работы воздушных ЛЭП являются кратковременные нарушения электроснабжения (КНЭ), т.н. «мигания», которые происходят в результате кратковременных пробоев между проводами ЛЭП, вызванных воздействием ветра. КНЭ практически неизбежны и являются неизбежным фактором перебоев электроснабжения, вызывающим погасание горелок котлов (падают клапаны горючего), а также приводящим к гидроударам в теплотрассах. Даже непродолжительные перебои с электроснабжением приводят к хлопкам и взрывам при повторном розжиге котлов (особенно в ночное время и при недостаточно обученном персонале) и к порывам теплотрасс в результате гидроударов при нештатных остановках-пусках сетевых насосов.
Что менее всего надежно: газопровод, ЛЭП или теплотрасса?Для выявления «слабого звена» в структуре обеспечения первичными ресурсами СТ ответим на вопрос, как будем сравнивать данные системы, т.к. необходимо сравнить надёжность газопровода, теплотрассы и воздушных ЛЭП. Водопровод ХВС из сравнения исключаем, т.к. некоторый резерв воды всегда находится на теплогенерирующих объектах, а при длительных перерывах в подаче ХВС можно снизить утечки в теплотрассах путём понижения давления в теплотрассе, отключения ГВС и, соответственно, снижения теплового графика, что ещё более повысит время автономной работы теплогенерирующего объекта от сетей ХВС.Сравним между собой надёжность систем подачи ресурсов для выработки, транспорта и распределения тепла. Сравним:§ 1 км. воздушной ЛЭП, транспортирующей мощность в 1 МВт,§ 1 км. теплотрассы, прокачивающей теплоноситель, с которого, при штатном теплосъёме, может быть получена мощность 1 МВт,§ 1 км. газопровода, при сжигании подаваемого которым природного газа может быть получена тепловая мощность 1МВт.Это сравнение достаточно условно, однако имеющаяся статистика аварий будет не в пользу воздушных ЛЭП. Так, наиболее надёжными, являются газопроводы, число нарушений работы которых в год на 1 км. протяжённости можно принять за единицу. За газопроводами следуют теплотрассы, число нарушений работы которых на порядок превышает число перебоев в работе газопроводов. Далее следуют воздушные ЛЭП, демонстрирующие на два порядка меньшую надёжность, чем газопроводы. Т.е. наименее надёжными элементами являются воздушные ЛЭП, в сто раз (и более) менее надёжные, чем газопроводы.В качестве примера можно привести удельные данные по числу аварий в сетях (Рис. 5), основывающиеся на обширной статистике. Отметим, что бы размеры столбцов графика, указывающие число аварий были сопоставимы, они представлены в виде логарифмов.
Рис. 5. Логарифм удельной (на 10 000 км.) аварийности энергосетей [7, с.44].
На Рис. 5 столбцы №№1, 7 газопроводы; №№9 – 11 и 13 – тепловые сети, а остальные электрические сети, где ВГГС – внутригородские газовые сети, а ВГКЛ – внутригородские кабельные ЛЭП.Источники угроз энергетической инфраструктуре. Внутренние и внешние факторыИз указанного спектра угроз (см. Рис. 2), такого как отказы в работе оборудования, человеческий фактор и т.п. только два вида угроз способны полностью уничтожить энергетическую инфраструктуру: это природные факторы и терроризм. К первым, в рамках данной работы, отнесём только изменения климата, связанные с его периодической перестрой в соответствии с циклическими космическими процессами, т.к. и падение метеорита также является естественным апериодическим природным фактором. Ко вторым – только целенаправленные квалифицированные террористические атаки на объекты инфраструктуры, т.к. неквалифицированные атаки в виде попыток подорвать единичную опору ЛЭП или отравить водозабор не представляют фундаментальной угрозы энергетической инфраструктуре.При этом, изменения климата, уничтожат энергоинфраструктуру, вероятнее всего, медленно, тогда как квалифицированный терроризм уничтожит её лавинообразно и быстро, не дав временного лага для перестройки инфраструктуры после первых актов террора на энергообъектах. В этой связи данная статья является предупреждением, которое, как обычно, будет проигнорировано. Отметим, что быстротекущие природные катастрофы, такие как очередное падение крупного метеорита, вероятность резкого периодического смещения оси вращения Земли в связи с т.н. Эффектом Джанибекова (т.к. геоид не осесимметричное тело с неравномерной плотностью) и т.п. здесь не рассматриваем по той причине, что наступление таких событий, на данном этапе развития науки сложно прогнозируемо, а при их наступлении невысока вероятность сохранения даже реконструированных СТ. Поэтому сконцентрируемся на парировании тех угроз, которые прогнозируемы по срокам и могут быть устранены имеющимися средствами в обозримое время.Учитывая, что природные катаклизмы и терроризм являются внешними факторами, влияющими на работоспособность СТ, причины отказов необходимо искать в результирующем им ограничении или прекращении функционирования конкретного процесса или оборудования, необходимого для теплоснабжения потребителей.На Рис. 6 – 8 рассмотрим ресурсные причины аварий в СТ, где отметим восклицательным знаком те из причин прекращения теплоснабжения, которые не решаются в рамках существующей СТ без её кардинальной реконструкции, тогда как значительная часть других факторов является внутренними факторами, которые могут быть устранены без необходимости реконструкции СТ.
Рис. 6. Причины аварий в СТ в связи с прекращением поставок горючего.
Рис. 7. Причины аварии в СТ в связи с прекращением электроснабжения.
Рис. 8. Причины аварий в СТ по причине прекращения водоснабжения.
Как видим из Рис. 6 – 8, причины прекращения поставки первичных ресурсов достаточно обширны и это при том, что степень их детализации здесь ограниченна. Для того, что бы выбрать основные факторы, способные кардинально ограничить или прекратить работу СТ, обратимся к ранее выполненной работе [2]. Из горючих единственными безальтернативным ресурсом является ИПГ, т.к. его поставка осуществляется исключительно по газопроводам. В этой связи, если на теплогенерирующем объекте отсутствует возможность использования резервного горючего, поставка ИПГ является лимитирующим фактором, определяющим работоспособность СТ.Хотя в [2] безальтернативным ресурсом для населённых пунктов указана вода, необходимая для работы канализации (предотвращение эпидемической угрозы), для нужд теплоснабжения, при прекращении ГВС, вода, на подпитку контуров и иные нужды, может завозиться автотранспортом, в связи с чем она не является безусловно лимитирующим ресурсом.Электроэнергия для современной СТ также не является безусловно лимитирующим ресурсом. Однако для стабильной работы ПТУ и ГТУ и ПГУ в ТЭЦ необходимы электрические сети как залог стабильности частоты вырабатываемой электроэнергии а следовательно – возможности самообеспечения ТЭЦ электроэнергией.Исходя из вышесказанного отметим, что для работы существующей теплоэнергетической инфраструктуры безусловными лимитирующими ресурсами являются:§ ИПГ;§ сетевая электроэнергия.Все остальные ресурсы могут быть заменены в раках существующей СТ. При этом на незначительном числе объектов имеются хранилища резервного горючего и/или автономные электрогенераторы, что делает указанные объекты как минимум отчасти защищёнными от рассматриваемых угроз.Первоочередные меры защиты теплоснабжающей инфраструктуры от искусственного блэкаутаВ результате блэкаута будут долговременно обесточены:§ ТЭЦ;§ Котельные;§ Тепловые пункты;§ Подкачивающие насосные станции.Для обеспечения работы ТЭЦ необходимо:§ на ТЭЦ, оснащённых турбоустановками изменить уставки оборудования таким образом, что бы оно обеспечивало работу на локальную нагрузку без внешней сети. При этом, для нового оборудования, производителем может быть снята гарантия;§ произвести реконструкцию питающих вводов таким образом, что бы необходимое оборудование ТЭЦ могло работать при отключенных внешних электрических сетях;§ установить, при необходимости, дополнительную локальную активную электрическую нагрузку для дозагрузки турбоагрегатов до минимально-допустимых значений электрической мощности;§ турбоустановки оснастить валоповоротными устройствами с системой гарантированного электроснабжения для исключения разрушения турбин в результате неравномерного остывания при их останове;§ тренировать персонал для наработки навыков действий в случае зимнего блэкаута.Для обеспечения работы котельных:§ установить газопоршневые или иные мини-ТЭЦ. При этом ключевым фактором является не тип конкретной мини-ТЭЦ (Отто-мотор или газодизель), а скорость её ввода в эксплуатацию для максимально быстрой защиты объектов при рассмотренных чрезвычайных ситуациях (ЧС). При установке мини-ТЭЦ обеспечить их работу в базовом режиме в параллель с внешними сетями с возможностью перехода, без прекращения работы, в изолированный режим работы от внешних сетей;§ вывести на клеммы мини-ТЭЦ питание основного и вспомогательного оборудования котельных или реконструировать питающие вводы таким образом, что бы они могли быть запитаны от мобильной дизельной электростанции при отключенных внешних потребителях электроэнергии.;§ обеспечить наличие дизельных электростанций соответствующих мощности и вольтажа. Если присутствует оборудование среднего напряжения (6,3 и 10,5 кВ), такое как мощные сетевые насосы, то обеспечить наличие доступных, на случай ЧС, соответствующих дизельных электростанций;§ обеспечить гарантированное снабжение горючим. Не рассматривая сейчас отдельно причины, почему может прекратиться, а скорее всего – ограничиться газоснабжение региона в случае блэкаута, отметим, что желательно восстановить на отопительных котельных мазутное хозяйство хотя бы и в минимальном объёме. Учитывая, что, например, по г. Москве, мазутное хозяйство отопительных котельных было демонтировано, а соответствующие площади заняты, необходимо провести работы по установке подземных складов резервного горючего;§ проводить тренировки персонала на случай указанной ЧС.
ВыводыРезюмируя вышесказанное отметим, что системы теплоснабжения крупных городов России можно относительно успешно защитить даже с использованием неоптимальных, но доступных технических решений. Эти решения будут паллиативными и за ними должны последовать шаги по эффективной защите от инфраструктурных терактов и изменений климата. Конкретные шаги по массовому резервированию электропитания систем теплоснабжения желательно подготовить и осуществить уже к отопительному сезону 2015/16 гг.
Библиографический список1. Велицко В.В. Выявление и нейтрализация угроз государственной безопасности с применением инструментария ТРИЗ на примере угроз инфраструктурного, технологического и юридического характера // М.: Сборник докладов международной конференции «Инструменты создания инноваций для развития предпринимательства», 14-15.11.2014, с.102-107.2. Велицко В.В. Ресурсосберегающая инфраструктура как условие сохранения населённых пунктов в условиях природных катаклизмов и террористических угроз // Новосибирск: Материалы II Всероссийской научной конференции с международным участием «Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий», Институт теплофизики СО РАН, 24–26.03.2015., с.419-4283. Велицко В.В. Концепция гарантированного энергоснабжения с использованием геотермальной энергии // Грозный: Сборник докладов Международной научно-практической конференции «GEOENERGY», 19-21.06.2015, с.32–45.4. Умышленное короткое замыкание ЛЭП 110 кВ (Deliberate short circuit 110 kV transmission line) // electrosnabzh, 13.07.2013, URL: https://youtu.be/V4XcC74HqLQ, (дата обращения 02.07.2015)5. Однофазное к.з. ЛЭП 500 с помощью колючей проволоки // ZАГОНЫ.RU, 23.08.2010, URL: http://zagony.ru/2010/08/23/odnofaznoe_k.z_ljep_500_s_pomoshhju_koljuchejj_provoloki_543.761_kb.html#comment, (дата обращения 02.07.2015)6. Без отопления в минус 40 // Дождь, 19.01.2015, URL: http://tvrain.ru/teleshow/here_and_now/bez_otoplenija_v_minus_40_zhitelej_goroda_dudinka_prosjat_ne_pisat_v_sotssetjah_o_posledstvijah_avarii_na_lep-380791/, (дата обращения 12.05.2015 г.)7. Дубинин В.С. Совершенствование систем энергоснабжения в газифицированных регионах России на базе поршневых технологий. Специальность: 05.14.01 – Энергетические системы и комплексы. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. // М.: МЭИ, 2013, 242 с.
samo-de1kin.livejournal.com
