Особенности системы теплоснабжения Санкт-Петербурга, способствовавшие формированию проблемы низкого качества ГВС

Открытый водоразбор. Основная проблема ГВС в Санкт-Петербурге обусловлена открытой схемой теплоснабжения. Открытая схема теплоснабжения сложилась в Ленинграде в 50-е гг прошлого века. Принятие такого решения было оправдано с технико-экономической точки зрения, в связи с отсутствием в то время относительно дешевых коррозионно-стойких материалов для изготовления трубопроводов, обеспечивающих внутридомовую разводку горячей воды. Без использования таких трубопроводов в городе невозможно организовать ГВС по закрытой схеме из-за высокой коррозионной активности Невской воды.

Как известно, схема с открытым водоразбором предполагает, что в качестве горячей воды для бытовых нужд населения подается технологическая вода отопительного цикла. Понятно, что в больших системах теплоснабжения добиться для этой воды соответствия питьевому стандарту качества практически невозможно.

Практика отключения циркуляции в системе теплоснабжения в межотопительный период. Открытая схема теплоснабжения позволяет организовать подачу горячей воды потребителям в межотопительный период по так называемой однотрубной схеме, т. е. без циркуляции теплоносителя в тепловых сетях. Возможность прекращения циркуляции на летний период привлекательна для теплоснабжающей организации по следующим причинам:

¦ упрощает проведение текущего ремонта тепловых сетей;

¦ снижает технологические потери из тепловых сетей;

¦ снижает затраты электрической энергии в летний период на прокачку теплоносителя.

Естественно, что эти аргументы на этапе формирования системы теплоснабжения Ленинграда стали решающими в пользу отказа от поддержания циркуляции теплоносителя в летний период. Так, в нашем городе сложилась практика отключения циркуляции в межотопительный период на срок около четырех месяцев, когда подача горячей воды осуществлялась в тупик по «однотрубной» схеме.

Но такая схема подачи горячей воды имеет один очень существенный недостаток — низкая скорость движения воды в трубопроводах, которая полностью определяется расходом на ГВС. Так как в ночное время водоразбор отсутствует, то скорость теплоносителя в трубопроводах снижается практически до нуля, вода застаивается и остывает в связи с наличием тепловых потерь, поэтому в утренние часы потребители получают горячую воду с температурой существенно ниже норматива СанПиН, обладающую, кроме того, неприятным запахом и цветом. Ситуация резко обострилась за последние годы в связи с приобретением значительной частью населения электробойлеров и установкой приборов учета расхода горячей воды. Понятно, что эти процессы взаимосвязаны: жители города устанавливают электробойлеры и отказываются от использования воды централизованного горячего водоснабжения в связи с ее низким качеством, а это, в свою очередь, приводит к снижению общего расхода воды на централизованное горячее водоснабжение и ее качество еще более ухудшается. В результате, число претензий на неудовлетворительное качество ГВС в летний период стало увеличиваться, а общее потребление горячей воды — снижаться.

Длительные перерывы горячего водоснабжения потребителей в летний период для обеспечения выполнения текущего ремонта и проведения гидравлических испытаний тепловых сетей. Исторически при формировании системы теплоснабжения Ленинграда сложилась практика отключения сроком на 21 день горячего водоснабжения потребителей в летний период для обеспечения возможности проведения планово-предупредительных ремонтных работ на ТЭЦ и тепловых сетях.

С начала 1970;х гг. и до 2008 г. нормативный срок допустимого перерыва ГВС не пересматривался, и только в 2009 г. под давлением Роспотребнадзора сроки планового отключения ГВС потребителей были приведены в соответствие с требованиями СанПиН 2.1.4.1074−01 (п. 3.1.11) и сокращены до 14 суток.

Необходимо отметить, что до 2009 г. фактические сроки отключения ГВС в летний период существенно превышали 21 день по следующим причинам:

¦ в связи с проведением массовых гидравлических испытаний тепловых сетей на плотность и прочность;

¦ в связи с внеплановыми отключениями ГВС в отдельных районах (кварталах) для обеспечения ремонтных работ на поврежденных участках тепловых сетей.

С учетом этих факторов среднестатистические перерывы ГВС у жителей Санкт-Петербурга, возникавшие только «по вине» ОАО «ТГК-1» (без учета отключений, связанных с работами ГУП «ТЭК СПб» на внутриквартальных сетях) превышали 4 недели.

Технология проведения гидравлических испытаний тепловых сетей. На гидравлических испытаниях тепловых сетей, как одной из важнейших причин неудовлетворительного качества ГВС в летний период, следует остановиться особо (рис. 1).

Все тепловые сети испытывались насосным оборудованием ТЭЦ (в зонах снабжения энергоисточников) как минимум дважды: после окончания отопительного сезона, перед началом ремонтной кампании, и повторно — перед началом отопительного сезона. Неудовлетворительные результаты первых повторных испытаний часто приводили к необходимости проведения еще одних повторных испытаний. Имеются примеры, когда гидравлические испытания в крупных зонах теплоснабжения проводились за летний период до четырех раз.

Обеспечение проведения гидравлических испытаний от ТЭЦ практически всегда связано с отключением ГВС потребителей не только в зоне проведения испытаний, но и во всей зоне снабжения ТЭЦ, сроком на 2−4 дня.

Кроме того, последствием гидравлических испытаний, приводящим к увеличению перерывов в ГВС потребителей, является образование множества повреждений на тепловых сетях. Вывод в ремонт поврежденных участков тепловых сетей часто сопровождается прекращением подачи ГВС, а так как их число в зоне испытаний могло исчисляться несколькими десятками, то ресурса ремонтной службы было недостаточно для быстрого устранения всех выявленных повреждений. Поэтому многие отключения ГВС, связанные с устранением повреждений после проведения испытаний, затягивались на несколько суток.

Еще один важный фактор отрицательного влияния гидравлических испытаний на качество ГВС потребителей обусловлен тем, что после их проведения и до начала подачи горячей воды потребителям из-за ограниченной пропускной способности канализационной системы невозможно успеть сдренировать всю холодную воду из тепловых сетей. Поэтому ее вытеснение частично осуществлялось через водоразбор потребителей. При этом на водоразбор поступала вода с температурой 20−30 ^ОС.

Понятно, что все изложенные отрицательные факторы проведения гидравлических испытаний на плотность и прочность являлись причиной множества претензий со стороны жителей Санкт-Петербурга на неудовлетворительное качество ГВС в летний период.

Наличие теплоэлектроцентралей (ТЭЦ-2, ТЭЦ-7, ТЭЦ-17), использующих в системе подготовки подпиточной воды воду непосредственно водозабора из р. Нева. В зонах снабжения трех крупных теплоисточников (ЭС-2 ЦТЭЦ, Выборгская ТЭЦ-17, Василеостровская ТЭЦ-7), отапливающих около 4500 зданий, проблема качества горячей воды значительно усугубляется в связи с тем, что в схемах подготовки подпиточной воды на этих ТЭЦ проектом не предусмотрено использование воды питьевого качества из городского водопровода. В качестве исходного продукта для приготовления подпиточной воды тепловых сетей используется вода непосредственно водозабора из р. Нева, которая перед поступлением в атмосферные деаэраторы проходит только грубую очистку от примесей в обычных механических фильтрах. В результате этого подпиточная вода по своим физико-химическим характеристикам практически не отличается от исходной Невской воды, которая постоянно не соответствует нормативному требованию СанПиН 2.1.4.1074−01 по показателю цветности.

Уровень превышения установленного норматива зависит от погодных условий и времени года, но в большинстве случаев цветность подпиточной воды колеблется в диапазоне: 40−47 градусов, т. е. в два раза и более превышает нормативное значение.

Превышение наблюдается также по показателю «содержание железа», а в отдельные периоды — по запаху и мутности. Естественно, что качество воды, транспортируемой по тепловым сетям и подаваемой на водоразбор потребителям, не может быть лучше качества подпиточной воды на ТЭЦ, т.к. никаких дополнительных устройств фильтрации на ТЭЦ и, тем более, в тепловых сетях нет.

Высокий процент сетей, выработавших эксплуатационный ресурс. В результате ограничения финансирования в период 1997;2001 гг. резко сократились объемы реконструкции и капитального ремонта тепловых сетей, что привело к общему эксплуатационному износу тепловых сетей и повышению доли трубопроводов со сверхнормативным сроком службы.

Кроме того, в 1990;е гг. в результате общего развала производства ухудшилось качество проведения работ по капитальному ремонту, а главное, качество металла и изоляции поставляемых для ремонта трубопроводов.

Следствием этих процессов явился резкий рост повреждаемости тепловых сетей и общее снижение надежности ГВС.

В период с 2001 по 2009 гг. были предприняты эффективные усилия по перелому тенденции на увеличение общего эксплуатационного износа тепловых сетей, благодаря чему этот процесс удалось приостановить.

По состоянию на 1 января 2011 г. около 20% трубопроводов магистральных и распределительных сетей ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» имеют сверхнормативный срок службы (более 25 лет), а срок службы еще 25% трубопроводов находится в диапазоне 16−25 лет (рис.2). Состояние внутриквартальных сетей значительно хуже, но о причинах этого факта будет сказано ниже.

Понятно, что чем больше срок службы трубопроводов, тем более толстый слой коррозийных отложений покрывает его внутреннюю поверхность, вследствие чего именно такие трубопроводы становятся основным источником загрязнения горячей воды, транспортируемой по тепловым сетям. С другой стороны, рост повреждаемости тепловых сетей приводит к увеличению числа отключений потребителей от ГВС. Так проявляются отрицательные последствия эксплуатационного износа трубопроводной системы на качество оказания услуг по обеспечению горячего водоснабжения потребителей.

Низкий уровень эксплуатации внутриквартальных тепловых сетей. Важной особенностью организационной структуры системы теплоснабжения в зоне эксплуатационной ответственности ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга», отрицательно сказавшейся на общем состоянии тепловых сетей и тем самым способствовавшей ухудшению качества ГВС потребителей, явилось то, что до 2010 г. магистральные и внутриквартальные тепловые сети обслуживались разными теплоснабжающими организациями. Такой перекос организационной структуры эксплуатации тепловых сетей сложился исторически, когда в начале 1970;х гг. решением Ленгорисполкома внутриквартальные сети в зоне снабжения теплоисточников «Ленэнерго» были переданы в Главное Топливно-Энергетическое Управление (ГлавТЭУ), позднее переименованное в ГУП «ТЭК СПб». В результате между энергоснабжающей организацией «Ленэнерго» и потребителями тепловой энергии появилось промежуточное звено, владеющее внутриквартальными сетями и ЦТП.

Схема организационной структуры в зоне теплоснабжения ОАО «ТГК-1», существовавшая до 2010 г., и преобразованная после создания ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» представлена на рис. 3.

Недостаток организационной структуры очевиден: ГУП «ТЭК СПб», как организация, осуществляющая транзит теплоносителя и не имеющая договорных отношений с потребителями, не был заинтересован в конечном результате — качественном и надежном теплоснабжении потребителей. Вследствие этого ремонт и эксплуатация внутриквартальных сетей осуществлялся на очень низком уровне, по «остаточному принципу». Поэтому доля внутриквартальных сетей со сроком службы более 25 лет составляет 30% (рис. 4), что в 1,5 раза превышает аналогичный показатель для магистральных тепловых сетей (см. рис. 2).

О низком уровне эксплуатации внутриквартальных сетей наглядно свидетельствуют данные об их повреждаемости, которая по состоянию на 2008 г. составляла около 4500 дефектов в год (рис. 5). Для сравнения надо сказать, что удельная повреждаемость магистральных тепловых сетей примерно в 7,5 раз ниже (рис. 6)!