Надежность тепловых сетей различных схем при развитии систем теплоснабжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат наук Горбунова, Татьяна Геннадьевна

• Горбунова, Татьяна Геннадьевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Горбунова, Татьяна Геннадьевна

Оглавление

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ РФ. ВЗАИМОСВЯЗЬ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

1.1 Современное состояние систем теплоснабжения в РФ

1.2 Влияние надежности тепловых сетей на функционирование других инженерных систем

1.3 Проблема сохранения надежности тепловых сетей

Выводы:

Глава 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЛИБО ПОВЫШЕНИЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

2.1 Обзор исследований в области расчета надежности для энергетических систем, смежных с тепловыми сетями

2.2 Обзор методик по расчету надежности тепловых сетей

2.3 Алгоритм и методика расчета надежности тепловых сетей различных

структур

Выводы:

Глава 3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТУПИКОВОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Г. КАЗАНЬ

3.1 Структура системы теплоснабжения города Казани и анализ статистики по тепловым сетям

3.2 Оценка надежности системы теплоснабжения восточного энергорайона г.

Казани

Выводы:

Глава 4. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ КОЛЬЦЕВОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Г.НАБЕРЕЖНЫЕ ЧЕЛНЫ

4.1. Структура системы теплоснабжения города Набережные Челны и анализ статистики по тепловым сетям

4.2. Расчет надежности кольцевой системы теплоснабжения с тупиковыми

разветвленными ответвлениями на примере г. Наб.Челны

Выводы:

Библиография

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

АННОТАЦИЯ

к диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Горбуновой Т. Г. на тему:

«Надежность тепловых сетей различных схем при развитии систем

теплоснабжения»

Научный руководитель: д.т.н., профессор Ваньков Ю.В. Ключевые слова: надежность, теплоснабжение, тепловые сети, интенсивность отказов, повреждаемость.

В диссертационной работе Т. Г. Горбуновой представлены:

1. Алгоритм и методика определения надежности системы теплоснабжения города на перспективу развития, основанные на анализе структуры системы (кольцевой, тупиковой, разветвленной).

2. Алгоритм и методика поиска точки подключения новых потребителей к существующей схеме теплоснабжения города с сохранением надежности системы теплоснабжения.

3. Результаты исследований, подтверждающие применимость метода аварийно-ремонтных зон к анализу надежности тупиковых тепловых сетей.

4. Результаты исследований, подтверждающие применимость метода секционирования тепловой сети для оценки надежности кольцевых сетей на основе статистики отказов, включающей межотопительный период

5. Результаты апробации разработанных алгоритмов и методик для определения надежности реальных систем теплоснабжения и внедрения методик и алгоритмов при разработке схем теплоснабжения городов.

6. Научно обоснованные технические решения по повышению надежности тепловых сетей г. Казани с учетом условий эксплуатации и совокупности факторов, влияющих на надежность системы теплоснабжения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Надежность тепловых сетей различных схем при развитии систем теплоснабжения»

ВВЕДЕНИЕ

Система теплоснабжения России состоит из 50 тыс. локальных систем теплоснабжения, обслуживаемых 17 тыс. предприятий. Ни одна страна в мире не может сравниться с Россией по масштабам систем теплоснабжения. Потребление тепловой энергии в Москве превышает ее потребление в Голландии и Швеции вместе взятых, а потребление тепла в Санкт-Петербурге выше, чем в Финляндии или Дании - странах, с наиболее выдающимися достижениями в теплоснабжении [1], [2].

На производство тепловой энергии для систем теплоснабжения расходуется около 320 млн. т. у. т., или 33 % всего потребления первичной энергии в России, что равно потреблению первичной энергии в таких странах, как Великобритания или Южная Корея [3], [4].

Система теплоснабжения - часть энергетического комплекса, включающая в себя источник тепла с котельными агрегатами, насосным и прочим оборудованием, разводящих магистральных и внутриквартальных наружных тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления зданий. Совокупность всех устройств обеспечивает функционирование системы как единого целого. При этом повреждение одного из звеньев данной системы, оказывает влияние на всю систему теплоснабжения. Поэтому осуществление оптимизации, наладки и регулирования необходимо применять в рамках жизнедеятельности всех составляющих энергетических элементов, включая системы электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения и т.п. [5].

Надежность энергетических объектов обеспечивается слаженной и взаимоувязанной работой всех систем единого энергетического комплекса. Пересмотр и актуализация законодательной базы в части развития систем жизнеобеспечения, в том числе системы теплоснабжения, диктует необходимость обеспечения надежного теплоснабжения в соответствии с требованиями технических регламентов. Для того чтобы понять как будет

меняться надежность системы в перспективе при усложнении структуры тепловых сетей, появления предизолированных трубопроводов и бесканальной прокладки, необходимо знать в каком состоянии система находится на данный момент. Сроки действия разработанных ранее схем теплоснабжения, которые должны решить данные задачи, закончились в 1990 гг., новые схемы длительное время не разрабатывались.

В связи с обновлением программ развития сетей инженерно-технического обеспечения в соответствии с законом №190-ФЗ «О теплоснабжении» [6], [7], [8] определены требования к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения, а затем в целях обеспечения единого методологического подхода разработаны методические рекомендации по разработке схем теплоснабжения, где содержится обзор оценки надежности системы теплоснабжения. Однако данные указания охватывает крайне узкую область исследования надежности и не поясняют, каким образом рассчитываются и оцениваются те или иные показатели в случае отсутствия или нехватки исходных данных для расчета. Более углубленно вопрос оценки уровня надёжности тепловых сетей исследовался Юфа А.И., Калинин Н.В., Кикичев Н.Г., Ионин A.A., Самойленко Н.И., Плавич А.Ю., Сеннова Е.В. и др. [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]. Однако применение разработанных методик на практике по ряду причин трудноосуществимо. Вышесказанное обуславливает актуальность расширения методической базы по оценке надежности систем теплоснабжения с целью практического применения при проектировании.

Объектом исследования в настоящей диссертационной работе является магистральные тепловые сети населенных пунктов.

Предметом исследования являются методы расчета надежности тепловых сетей при разработке схем теплоснабжения городов.

Целью диссертационной работы является совершенствование методов расчета надежности тепловых сетей с точки зрения перспективного развития

систем теплоснабжения, исследование влияния надежности систем теплоснабжения на живучесть энергосистемы.

Задачи исследования:

1. Выполнить анализ существующих методик оценки надежности систем теплоснабжения различных структур (кольцевой, тупиковой, разветвленной) на предмет практической применимости.

2. Разработать алгоритм и методику оценки надежности систем теплоснабжения различных типов (тупиковая, разветвленная; кольцевая) в условиях перспективного наращивания тепловой мощности.

3. Разработать алгоритм и методику определения зоны подключения новых потребителей с сохранением надежности системы теплоснабжения существующих потребителей.

4. На основе разработанных алгоритма и методик определить надежность системы теплоснабжения г. Казани (тупиковая, разветвленная) и г. Набережные Челны (кольцевая) в настоящее время и на перспективу.

5. Оценить влияние надежности тепловых сетей на функционирование других составляющих энергетического комплекса.

Методы исследования. В работе использовались методы теории надежности сложных систем, статистические методы анализа данных. Для расчетов и построения графических зависимостей использовался пакет программ Microsoft Excel.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обусловлена применением современных методов и средств теоретических и статистических исследований, применением действующих нормативных документов оценки надежности тепловых сетей, апробацией и внедрением результатов работы при решении задач перспективного развития систем теплоснабжения различных структур при разработке схем теплоснабжения г.Казань, г. Набережные Челны, а также схождением полученных значений

показателей надежности рассчитанных по разработанным методикам со статистикой отказов тепловых сетей.

На защиту выносятся:

1. Алгоритм и методика определения надежности системы теплоснабжения города на перспективу развития.

2. Алгоритм и методика поиска точки подключения новых потребителей к существующим тепловым сетям с сохранением надежности системы теплоснабжения.

3. Результаты исследований, подтверждающие применимость метода аварийно-ремонтных зон к анализу надежности тупиковых тепловых сетей.

4. Результаты исследований, подтверждающие применимость метода секционирования тепловой системы для оценки надежности кольцевых сетей на основе статистики отказов, включающей межотопительный период.

5. Результаты апробации разработанных алгоритмов и методик для определения надежности реальных систем теплоснабжения и внедрения методик и алгоритмов при разработке схем теплоснабжения городов.

6. Научно обоснованные технические решения по повышению надежности тепловых сетей г. Казани при различных условиях эксплуатации и совокупности факторов, влияющих на надежность системы теплоснабжения.

Научная новизна работы:

1. Разработан алгоритм развития системы теплоснабжения населенного пункта при наращивании теплового потребления с позиций надежности тепловой системы (кольцевой, тупиковой, разветвленной).

2. Разработан алгоритм поиска зоны подключения новых потребителей, который позволяет оценить вероятность поступления теплоносителя конкретному потребителю исходя из предварительной оценки надежности системы теплоснабжения.

3. Впервые применен метод аварийно-ремонтных зон для оценки надежности тупиковых тепловых сетей с учетом отказов в летний период, позволяющий адекватно оценивать надежность теплоснабжения отдельных потребителей.

4. Усовершенствована методика оценки надежности кольцевых сетей, основанная на секционировании, с условием формирования статистики отказов, включающей межотопительный период.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные результаты дают возможность решать задачи формирования и последующей актуализации планов развития систем теплоснабжения городов в условиях наращивания тепловой мощности с позиций сохранения надежности теплоснабжения существующих потребителей.

Апробация работы. Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных симпозиумах «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение» (г. Казань, 2011, 2012, 2014 гг.), международном симпозиуме «Надежность и качество» (ПГУ, г. Пенза), II Международной научно-практической конференции«Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: теория и практика» (г. Казань, 2012 г.), международной молодежной научной конференции по естественно -научным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодых» (ПГТУ, г. Йошкар-Ола, 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них три статьи в журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ, одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в сборе и анализе статистических данных по отказам магистральных тепловых сетей г. Казани и г. Н.Челны, в разработке алгоритма и методик оценки

развития системы теплоснабжения и алгоритма поиска зоны подключения новых потребителей.

Автор выражает искреннюю благодарность за неоценимую помощь при подготовке к работе, конструктивные замечания и моральную поддержку научному руководителю д.т.н., профессору Ванькову Ю.В.

Глава 1. НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ РФ. ВЗАИМОСВЯЗЬ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

КОМПЛЕКСА 1.1 Современное состояние систем теплоснабжения в РФ.

Россия является страной с самым высоким уровнем централизованного теплоснабжения в Европе. Физическое состояние элементов и оборудования систем теплоснабжения на сегодняшний день не может быть признано удовлетворительным. Страну пронизывают около 260 тысяч километров тепловых сетей и ежегодно на их содержание тратятся огромные средства. Тепло является уникальным продуктом, который невозможно резервировать и транспортировать на очень большие расстояния. При повреждениях на нерезервированных тепловых магистралях повышается нагрузка на дополнительные местные источники тепла: газовые плиты и электронагреватели [20], [21], [22], [23].

В соответствии с концепцией рассредоточенной застройки городов, принятой несколько десятилетий назад и действующей по настоящее время развитие систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) привело к резкому увеличению протяженности теплотрасс, удорожанию их строительства, эксплуатации и росту теплопотерь [24], [25].

Около 50 % всех затрат в системах теплоснабжения могут быть отнесены на обслуживание тепловых сетей. Для систем теплоснабжения, попавших в зону высокой эффективности централизованного теплоснабжения, доля затрат на транспорт тепла не превышает 30-35 % от суммарных затрат в системах теплоснабжения. Частные предприятия, получающие тепло от централизованной системы теплоснабжения, первыми прореагировали на изменение экономических условий, отгородившись от монополистов теплосчетчиком, либо, при неразумных тарифах, построив собственные котельные.

Анализ состояния тепловых сетей показал:

• Заниженный, по сравнению с реальным, уровень потерь в тепловых сетях, включаемый в тарифы на тепло, что существенно преуменьшает экономическую эффективность расходов на реконструкцию тепловых сетей;

• высокий уровень фактических потерь в тепловых сетях;

• высокий уровень затрат на эксплуатацию тепловых сетей (около 50 % всех затрат в системах теплоснабжения);

• высокую степень износа тепловых сетей и превышение в ряде населенных пунктов критического уровня частоты отказов;

• неудовлетворительное техническое состояние тепловых сетей, нарушение тепловой изоляции и высокие потери тепловой энергии;

• нарушение гидравлических режимов тепловых сетей и сопутствующие ему недотопы и перетопы отдельных зданий [3], [26], [27].

• снижение долговечности тепловых сетей, эксплуатирующихся в условиях отсутствия водоподготовки, до 6-8 лет вместо заявленных 25-30 [28], [29], [30].

Таким образом, одним из главных принципов, является обеспечение надежности тепловых сетей. В ФЗ «О теплоснабжении» понятие надежность -это характеристика состояния системы теплоснабжения, при котором обеспечиваются качество и безопасность теплоснабжения [6], [7].

С целью обеспечения надежного функционирования тепловых сетей, входящих в состав систем теплоснабжения теплоснабжающие и теплосетевые организации обязаны:

• обеспечивать работоспособность эксплуатационной, диспетчерской и аварийной служб;

• организовать наладку принадлежащих им тепловых сетей;

• осуществлять контроль режимов потребления тепловой энергии;

• обеспечивать качество теплоносителей;

• организовать коммерческий учет приобретаемой и реализуемой тепловой энергии;

• обеспечивать проверку качества строительства принадлежащих им тепловых сетей;

• обеспечивать безаварийную работу объектов теплоснабжения;

• обеспечить надежное теплоснабжение потребителей (Рисунок 1).

В настоящее время крайне актуальна задача обновления существующих тепловых сетей. Несомненно, для нового строительства и реконструкции тепловых сетей должна применяться наиболее современная и рациональная конструкция трубопроводов для систем теплоснабжения - предизолированные трубопроводы с тепловой изоляцией из пенополиуретана (ППУ), которые предпочтительны по всем основным техническим характеристикам: величине тепловых потерь; надежности; долговечности; доступности и оперативности диагностики утечек и т.д. [31], [32], [33], [34].

Для построения долговечного, экономичного и отвечающего всем современным требованиям трубопровода в ППУ изоляции необходимо строгое выполнение трех условий:

1. использование высококачественных материалов при изготовлении;

2. грамотное проектирование тепловых сетей;

3. квалифицированное и добросовестное проведение строительно-монтажных и ремонтных работ.

Несмотря на то, что капитальные ремонты проводятся ежегодно, замена трубопроводов осуществляется на более энергоэффективные, процент износа тепловых сетей снижается медленно и большая часть тепловых сетей все же остается недоступной для непосредственного осмотра.

- Приемка в эксплуатацию тепловых сетей с проведением независимого контроля качества прокладки;

Оценка качества выпускаемой продукции;

- Переход от разрушающих методов контроля к неразрушаю щим;

Переориентация аварийных служб с устранения аварий на их предупреждение;

- Расследование причин

преждевременно го выхода из строя

трубопроводов тепловых сетей для

предотвращения

подобных

ситуаций

Теплоснабжающие предприятия

- Организация служб по защите от коррозии;

- Внедрение защитных мероприятий;

- Определение ресурса

Внедрение методов экономического стимулирования;

- Обязательное обучение персонала методам защиты от коррозии согласно требованиям нормативных документов

Рисунок 1 - Комплекс мероприятий, направленных на повышение качества и

надежности тепловых сетей

Для рационального использования трудовых и финансовых ресурсов уже недостаточно руководствоваться такими оценками, как «совсем плохо» или «еще терпимо». Необходимо как можно более точно определять координаты мест коррозионных разрушений металла и минимально необходимые границы производства капитального ремонта для продления остаточного ресурса работы трубопроводов, т.е. времени, в течение которого транспортировка по ним теплоносителя будет проходить без повреждений. Сделать это можно только на основании комплексного учета различных факторов [35].

В настоящее время не существует единого метода для мониторинга состояния тепловых сетей неразрушающего контроля металла трубопроводов, который бы сочетал в себе одновременно простоту и широкий диапазон применения на тепловых сетях, высокую эффективность и достоверность результатов. В связи с этим используются несколько видов технической диагностики. Их достоверность проверяется путем визуально-измерительного контроля. Автором разработана программа Р1ашБейпег для акустической диагностики трубопроводов, которая также может применяться для акустической диагностики различных линейно протяженных изделий. Программа обеспечивает выполнение следующих функций:

- регистрацию сигнала;

- вывод и запись сигнала;

- чтение записанных данных;

- суммарный счет АЭ и определение координат источников АЭ по разнице во времени прихода сигнала (РВП).

- запись в отчет и вывод информации по классификации источника АЭ (о состоянии исследуемого участка трубопровода) [36].

Метод акустической эмиссии достаточно известен. Он основан на принципе генерации (иначе: эмиссии) акустических сигналов в местах нарушения структуры металла при резком повышении давления рабочей среды. Метод нашел широкое применение при диагностике состояния энергетических агрегатов, в том числе корпусов ядерных реакторов. Метод акустической эмиссии имеет несколько особенностей:

• при проведении диагностики в несколько этапов в каждом последующем эксперименте можно переходить только к более высоким значениям давления теплоносителя;

• при более высоких значениях давления источники акустической эмиссии (дефекты), выявленные ранее как неопасные, могут соответствовать более высокому классу;

• для возобновления диагностики при более низком давлении на участке, где уже проводился эксперимент, металл трубопровода должен длительно «отдыхать».

Учитывая трудоемкость подготовительных работ для обследования данным методом подземного трубопровода, более целесообразным представляется его применение только на участках надземной прокладки.

Метод ультразвукового сканирования Wavemaker, разработанный в Великобритании для обследования магистральных нефтепроводов. Особенность метода состоит в том, что он может быть применим как на заполненных рабочей средой трубопроводах, так и на трубопроводах без заполнения, т.к. для возбуждения акустических колебаний используется автономный генератор. Поскольку температура поверхности металла не должна превышать 50°С, в отопительном сезоне можно диагностировать только отключенные участки. Однако следует отметить, что применение данного метода на тепловых сетях требует значительных усилий по подготовке рабочего места и, кроме того, при этом возникает необходимость восстановления нарушенной изоляции. Результаты диагностики представляются в таблично-графической форме в отчете, где указаны координаты мест расположения дефектов с точностью до сантиметра и категория их опасности. Учитывая соотношение результата и затрат, для линейной части трубопроводов метод следует признать малоэффективным. Что же касается достоверности, то она составляет около 90%.

Акусто-эмиссионный метод, разработанный НПК «Вектор» (г. Москва). У данного метода есть некоторые ограничения. Применять его можно только во время отопительного сезона, т.к. обязательно наличие тока воды и давление не менее 2,5 кгс/см . Кроме того, длина диагностируемого участка должна быть от 40 до 150 м. Не должно быть сильных внешних шумов. Метод не опробован для трубопроводов в ППУ изоляции. При этом достоинством

данного метода является то, что он дает практическую возможность непрерывно по всей длине диагностировать сразу оба трубопровода на большие расстояния по теплотрассе, определяет не только координаты коррозионных повреждений, но и величину утонения металла, позволяет обнаруживать течи. Эффективность метода можно считать высокой, т.к. без нарушения технологического режима, без вскрытия трубопроводов тепловых сетей, при небольших объемах подготовительных работ получены десятки километров продиагностированных участков. Однако к полученным результатам следует относиться осторожно. Анализ данных, полученных при обследовании и при последующем вскрытии теплотрасс, подтвердил, что лучше выявляются протяженные коррозионные участки, а для обнаружения локальных язвенных дефектов в металле этот метод малопригоден.

Строго говоря, с помощью метода, разработанного НПК «Вектор», выявляются места механических перенапряжений конструкции трубопровода, которые в ряде случаев могут быть обусловлены не утонением стенки трубы, а другими факторами, например, разрушением скользящих опор, температурными деформациями и т.п. В итоге достоверность результатов оказывается на уровне 40%. Помимо применения этого вида диагностики рекомендуется осуществлять тепловую аэросъемку и фотосъемку тепловых сетей два раза в год в те узкие временные интервалы, когда совпадают технологические и погодные условия. Персонал эксплуатационных районов должен оперативно произвести внеплановые обходы тепловых сетей в доступных для осмотра местах выявленных температурных аномалий, в некоторых случаях провести внеплановые шурфовки. Систематическая тепловая аэросъемка должна быть важной частью мониторинга, позволяющая не только определить места разрушения изоляции и разгерметизации трубопроводов, но и отслеживать развитие во времени такого рода изменений.

Наиболее применяемым на сегодняшний день способом повышения надежности тепловых сетей является разрушающий метод гидравлических

испытаний (опрессовок) трубопроводов повышенным давлением. Практика ежегодного применения опрессовок показывает, что этот метод не обеспечивает полное выявление мест со значительными коррозионными поражениями, что связано с различием напряжений, возникающих в трубопроводах при опрессовках и эксплуатации, поэтому аварийность в отопительный период все же остается недопустимо высокой [37], [38], [39], [40].

1.2 Влияние надежности тепловых сетей на функционирование других инженерных систем

Современный потребитель, чьи насущные надобности удовлетворяются продуктами и услугами коммунальных служб в первую очередь должен быть обеспечен как минимум стандартным набором из следующих услуг: электричеством, теплом, газом, горячей водой, канализацией. Логично, что при исключении из приведенного стандартного набора хотя бы одного элемента, могут в некоторой степени потерять свою необходимость и другие. Взаимосвязь между крупными инженерными структурами очевидна и естественна, поэтому безопасная и надежная работа одной из них может быть «сведена на нет» функционированием другой, менее надежной.

Указанные факты приводят к тому, что обеспечение надежности крупных энергетических систем является ключевой проблемой современной энергетики. Связь между энергосистемой, ее элементами и внешней средой носит вероятностный характер и можно говорить лишь о вероятности полного достижения энергосистемой своей цели — передачи энергоносителя потребителю. Потому понятие надежности работы энергосистемы всегда включает отказ (нарушение). Неполнота надежности энергосистемы есть потери выходного эффекта ее работы, на практике — недоотпуск энергии потребителям [14], [41].

На основании имеющихся данных из источников Интернет и средств массовой информации об отказах на энергообъектах, можно проследить взаимозависимость важнейших энергосистем. Несмотря на то, что официальный сайт Минэнерго РФ не содержит статистики по аварийности на объектах промышленной энергетики, заинтересованными специалистами проводятся индивидуальные мониторинга, результаты одного из них представлены на фото (Рисунок 2) [42].

На карте России отмечены аварии, произошедшие на крупных энергосистемах в ряде городов. Для каждой ситуации указаны даты ее возникновения; количество домов, объектов, либо потребителей, которые оказались отключенными от систем тепло- или электроснабжения, а также иные инженерные системы, если отказ тепло- или электросетей спровоцировал их ненадлежащую работу [43], [44], [45], [46], [47], [48].

Как видно из рисунка, география аварийных случаев обширна, кроме того, все повреждения (кроме двух) зафиксированы в отопительный период.

В летний период в двух городах (Москва и Петрозаводск) отмечены масштабные аварии, под влиянием которых оказались отключенными от систем электро- либо теплоснабжения более 6,5 тыс. человек. Как принято, обстоятельства и причины серьезных повреждений на жизненно важных инженерных сетях, чаще всего расследуются специальными комиссиями, созданными теми организациями, кому они принадлежат. Поэтому, информация, которая могла бы использоваться с целью исключения подобных ситуаций, зачастую оказывается недоступной. Более того, что раскрытие такого рода информации - признание некомпетентности какой-либо из служб: эксплуатирующей, монтажно-строительной, проектирующей или др., потому реального виновника определить достаточно сложно.

Исходя из приведенных на фото (Рисунок 2) примеров, можно оценить степень взаимосвязи крупных инженерных систем. Вполне объясним тот факт, что при отрицательных температурах воздуха, наиболее критичным является нарушение функционирование системы теплоснабжения. Т.к. при отсутствии резервирования, отказ на тепловых сетях может повлиять на электросети (при подключении потребителей обогревательных электроприборов), а нарушение в работе электросети может привести к замораживанию сетей водо- и теплоснабжения (из-за сбоев работы циркуляционных насосов) и т.д.

£ 4

J0.07.09a; 50 тыс

'оела

Кеды***? гн»

и -Петербург

"Ф24.01.06¿; 70 г А объектов .

КАРСКОЕ ЧОРЕ

<еликии

05.6i.O2a; 2.5

тис чел

ОРКУТА

¡д. Рязань К 25.02 и г; 100 Ь объеитоб

и /' « г

жшёй^ '' • 1"! -

обьектоб

Волгоград]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Горбунова, Татьяна Геннадьевна, 2014 год

Библиография

Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов. Опыт и практика СССР, ВНР, ГДР И ЧССР / Под Ред. Д.Б. Вольфберга, М.: Энергоатомиздат, 1973, С. 208. Виноградов, Ю. И.; Векштейн, Л. М.; Соболь, И. Д., Промышленное теплоснабжение, Техника, 1975.

Башмаков И. А., «Повышение энергоэффективности в системах теплоснабжения. Часть 1. Проблемы российских систем теплоснабжения» Энергосбережение, №2, 2010. С.46-52 Соколов А. Я. Теплофикация и тепловые сети. - Москва: Издательство МЭИ, 2001, 472с.

Козин В. Е., Левина Т. А., Марков, А. П. Теплоснабжение: Учебное

пособие для студентов ВУЗов, Москва: Высшая Школа, 1980.

Федеральный закон РФ от 27 июля 2010 г. №190-ФЗ

О проекте Федерального Закона "О теплоснабжении" // Новости

теплоснабжения, № 6, 2010, С.4-10.

Федеральный закон РФ от 27 ноября 2009 г. №261-ФЗ.

Юфа А. И., Носулько Д. Р. Комплексная автоматизация

теплоснабжения. - Москва: Техника, 1988.

Калинин Н. В., Никифоров А. Г., Юхимчук А. А., Яковлев, А. В. Повышение надежности систем теплоснабжения за счет рационализации построения схемных решений // «Надежность и безопасность энергетики». 2008. № 1. С. 42-46

Кикичев Н. Г. «Технико-технологическая и эколого-экономическая надежность бесканальных тепловых сетей,» Известия Южного Федерального Университета. Технические науки, 2006. т. 67, №12. С.142-146.

Ионин А. А. Обоснование схем и расчет надежности систем тепловых сетей // Теплоэнергетика, 1990. №9. С. 16-19.

Ионин А. А. Надежность систем тепловых сетей, Москва: Стройиздат, 1989.

Самойленко Н. И., Сенчук Т. С. Функциональная надежность магистральных трубопроводных транспортных систем: Монография, Харьков: "НТМТ", 2009, 276с.

Плавич А. Ю. Оценка и обеспечение надежности водяных тепловых сетей: дис.на соискание уч.ст.канд.техн.наук. М., 2003, 125с.. Половко, А. М.; Гуров, С. В., Основы теории надежности, 2-е, перераб. и доп. ред., Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2006. Гафаров А.Х. Анализ эффективной и надежной работы системы теплоснабжения //Новости теплоснабжения. 2003. №5. С.42-55. Монахов Г. В., Красовский Б. М. Количественная оценка надежности существующих и перспективных систем теплоснабжения // Изв. АНСССР. Сер. «Энергетика и транспорт». -1988. - №3. - с.23-27.

Липатов Ю. А. О приоритетных задачах по обеспечению надежности функционирования тепловых сетей в России // Электронный журнал "Энергосовет". 2010. №7(12). http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=86

Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса. Часть 1. Реформа системы теплоснабжения и теплопотребления РФ [Электронный ресурс] // Режим доступа:

http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=596 (доступ свободный)

Batov S., Schschulov К., Genovski J., «Анализ работы резервированных тепловых сетей. Analise der Veränderungen der Zuverlässigkeit bei elementaren Reservierung der Fernwarmeversorgungsnetze.,» 25th UNICHAL - Congr, Budapest, № Vol.3, pp. 1-12, 4-6 June 1991.

Влияние различных эксплуатационных факторов на тепловые

потери в бесканальных подземных трубопроводах тепловой сети // Новости теплоснабжения. 2002. №6(22). С. 18-23.

[23] Яновский Ф. Б., Михайлова С. А. Энергетическая стратегия и развитие теплоснабжения России // Энергосбережение. 2003. №6. С.26-34.

[24] R. Jürgen Теплоизоляция без поддерживающих конструкций. Stutzkonstruktionsfeie Wärmedämmung. - Isoliertechnik, № 19, №1, рр. 8-10,12,14,16,20, 1993.

[25] Слепченок В. С., Шаповалов Н. Н. Влияние различных эксплуатационных факторов на тепловые потери в бесканальных подземных трубопроводах тепловой сети // Новости теплоснабжения. 2002. №6. С.18-23.

[26] Семенов В. Г. Тепловые сети систем централизованного теплоснабжения // Энергосбережение. 2004. №5, 2004. С.50-54.

[27] Яковлев Б. В. Повышение эффективности систем теплофикации и теплоснабжения, Москва: Новости теплоснабжения, 2008.

[28] Семенов В. Г. Обзор состояния теплоснабжения в регионах России [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=588 (доступ свободный)

[29] Кара-Мурза С. Г., Телегин С. Г. Царь-холод или Почему вымерзает Россия. - М.:Алгоритм. 2003.272с.

[30] Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса. Часть 2. Методические основы анализа состояния и разработки программы развития теплоснабжения региона [Электронный ресурс] // Режим доступа:

http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=596 (доступ свободный)

[31] Яровой Ю. В., Корсунский В. X., Бурдыга Ю. Ю. О некоторых положениях системы качества трубопроводов в ППУ изоляции НП //

Новости теплоснабжения. №4. 2009.

Коротцын В. А. Качество трубопроводов в 1111У изоляции - залог их надежной и эффективной эксплуатации // Новости теплоснабжения, 2008. №6. С.9-15.

Новые решения для трубопроводных сетей ЖКХ // [Электрон, ресурс] Режим доступа:

http://kommunal49.ru/index.php?option=::com_content&view=article&id =530:sdf4ty45yyert&catid=l:articles&Itemid=5 (доступ свободный) Шойхет Б. М., Ставрицкая J1. В., Ковылянский Я. А. Тепловая изоляция трубопроводов тепловых сетей. Современные материалы и технические решения // Энергосбережение. 2002. №5. С.43-46. Дегтяренко A.B. Теплоснабжение. Учебное пособие. - Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010. - 185 с.

Е. В. Измайлова, Ю. В. Ваньков, В. В. Серов и Т. Г. Горбунова, «Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. FlawDefiner». Патент № 2012617704, 27 08 2012. Хейфец А. И. Внедрение системы мониторинга состояния технологического оборудования тепловых сетей, опыт и перспектива использования // Электронный журнал "Энергосовет", 2010. №7(12). http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=89 Кузнецов С. С. Акустическая диагностика - помощник в повышении надежности тепловых сетей // Электронный журнал "Энергосовет". 2010. №7(12).

http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=92

Система мониторинга трубопроводной сети Permalog // [Электрон, ресурс] Режим доступа:

http://www.taris.ru/pages/product/product_025.htm. Гончаров A.M. Методы диагностики тепловых сетей, применяемые в реальных условиях эксплуатации действующих тепловых сетей ОАО «МТК» // в тез. докл. семинар «Техника, технологии и

организация работ аварийно-диспетчерских служб теплоснабжающих предприятий", г. Москва, 14-16 марта 2007 г..

[41] Шубин В. С., Рюмин Ю. А. Надежность оборудования химических и нефтеперерабатывающих производств, М.:Химия, КолосС, 2006, 359с.

[42] Ваньков Ю. В., Горбунова Т. Г., Зиганшин Ш. Г. Влияние надежности тепловых сетей на функционирование инженерных систем // Новости теплоснабжения. 2012. №10.

[43] Авария на теплотрассе в Калининграде - без тепла остались 188 домов // [Электронный ресурс] Режим доступа: http ://1 enta.ru/russia/2002/12/1 б/kaliningrad/

[44] Агенство федеральных расследований «Объявлена чрезвычайная ситуация в трех районах Карелии» // [Электронный ресурс] Режим доступа : http ://www. flb .ru/info/14555 .html.

[45] В Новгородской области ликвидирована крупная авария на электросетях // [Электронный ресурс] Режим доступа: http://ria.ru/incidents/20020205/66262.html

[46] В Петербурге устранена крупная авария на теплотрассе // [Электронный ресурс] Режим доступа: http://ria.ru/incidents/20060124/43153226.html

[47] На Новоизмайловском проспекте на теплосети произошла крупная авария [Электронный ресурс] Режим доступа: Источник: http://www.chaspik.spb.ru/incident/na-novoizmajlovskom-prospekte-na-teploseti-proizoshla-krupnaya-avariya/#ixzz2wmJ3sPyl (доступ свободный)

[48] Объявлена чрезвычайная ситуация в трех районах Карелии //[Электронный ресурс] Режим доступа: http ://www. flb .ru/info/14555 .html

[49] Павлюк С. К., Лупачев В. Г., Лупачев, А. В. Опасность применения металлических труб, бывших в использовании, при строительстве

теплотрасс из комплектующих с пенополиуретановой изоляцией в стальной оцинкованной или полиэтиленовой оболочке // Новости теплоснабжения. 2011. №11.

Чуйко Д. Е. Комплексная приемка в эксплуатацию трубопроводов тепловых сетей в ППУ изоляции с системой ОДК // Новости теплоснабжения. 2011. №1. С.38-43.

Хворостов И. В. К вопросу о надежности тепловых сетей с трубами в пенополиуретановой изоляции // Новости теплоснабжения. 2000. №1.

Ваньков Ю. В., Богаткин В. И., Горбунова, Т. Г. Обеспечение надежности тепловых сетей при проектировании новых объектов, реконструкции и авторском надзоре // Энергетика Татарстана. 2011. №4(24). С.52-55.

ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» окажет необходимую помощь семье студента Смольного института, скончавшегося от ожогов // [Электронный ресурс] Режим доступа:

Ьйр://ш\¥^го81ер1о.ги/пелУБ.р11р?2а§;=1297149898 Ваньков Ю. В., Горбунова Т. Г., Политова Т. О. Оценка функциональной надежности системы теплоснабжения потребителей одного из районов г. Казани // Энергоресурсоэффективность и энергосбережение в Республике Татарстан труды XII международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение», 7-9 декабря, 2011 г., г. Казань, ч.2, С.244-249

РД 51-4.2.-003-97 «Методические рекомендации по расчетам конструктивной надежности магистральных газопроводов» Александровская Л. Н., Афанасьев А. П. и Ливос А. А., Современные методы безотказности сложных технических систем: Учебник, Москва: Логос, 2001.

Беляев Ю. К.; Богатырев В. А., Болотин В. В., Надежность

технических систем: Справочник, И. А. Ушаков, Ред., Москва: Радио и связь, 1985.

Гиниятуллин Б. А. Повышение надежности систем функционирования системы "ТЭС-открытая теплосеть": дис.на соискание уч.ст.канд.техн.наук. М., 2012, 133с.

О повышении надежности и энергоэффективности тепловых сетей

[Электронный ресурс] Режим доступа:

http://www.vmpiep.ru/nadezhnost_teplovyih_setey.html.

Семенов В. Г. О повышении надежности и энергоэффективности

тепловых сетей // Электронный журнал "Энергосовет". 2010. №7(12)

http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=87

Сеннова Е. В., Ощепкова Т. Б., Мирошниченко В. В. Методические и практические вопросы построения надёжных теплоснабжающих систем // Известия академии наук. Энергетика. 1999. №4. С.65-75. Серов В. В., Зиганшин Ш. Г., Ваньков Ю. В. Оценка надежности системы теплоэнергоснабжения предприятия на основе математических моделей // тр. XIX Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция, 14-16 мая 2007 г., Казань, 2007. Стенников В. А., Постников И. В. Развитие методов анализа надежности теплоснабжения // Изветия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2010. №5-6. С.28-40.

Хрилев Л. С., Смирнов Л. А. Оптимизация систем теплофикации и централизованного теплоснабжения под ред. Е. Я. Соколова. -Москва: Энергия, 1987. 264с.

Ливчак В. И. Совершенствование систем централизованного теплоснабжения крупных городов России // АВОК. 2004. №5. С.42-50.

Титов Г. И., Новопашина Н. А. Исследование надежности тепловых сетей // Региональная архитектура. 2011. №2. С. 141-148. Овчаренко Е. Г., Артемьев В. М., Шойхет Б. М., Жолудов В. С.

Тепловая изоляция и энергосбережение // Энергосбережение, № №2, 1999. С.37-43.

Повышение надежности и энергоэффективности тепловых сетей // [Электронный ресурс] Режим доступа:

http://www.slideshare.net/Rosteplo/ss-9021697 (доступ свободный) Merenkov A., Sennova Е., Sumarokov S., «Optimization of development of heat and water supply system,» Harwood Akademic Publ., № Vol.6. -Part 4., pp. 1-31, 1994.

Найманов А.Я., Гостева Ю.В. Возможные нормы надежности элементов систем водоснабжения и водоотведения // Научно-технический сборник «Коммунальное хозяйство городов. 2010. №93. С.62-66.

Шимко С., Овсейчук В. Об экономически обоснованном нормировании надежности и качества электроснабжения // Энергетика: тенденции и перспективы. 2012. № 12 (200). Гальперин Е.М. Надежность систем водоснабжения и водоотведения // в мат. IV Общерос.науч.конф. "Современные проблемы науки и образования", Москва, 17-19 февраля, 2009.

Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности основные характеристики надежности и их статистический анализ. - М.: Издательство «Наука» главная редакция физико-математической литературы. 1965. 584с. Алексеев М. И., Ермолин, Ю. А. Надежность систем водоотведения. - СПб: СПб. гос. архит.-строит. ун-т., 2010, 166с. Ваньков Ю. В., Горбунова Т. Г. и др. Анализ повреждаемости тепловых сетей г. Казани и разработка рекомендаций для повышения их надежности // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2012. №7-8. С. 10-18.

Гафаров X. А. Анализ эффективной и надежной работы системы теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2003. №5.

Кожарин Ю. В. Энергоэффективность транспорта тепла как составялющая энергоэффективного города // Энергетика Татарстана. 2011. №4.

Ионин А. А., Хлыбов Б. М., Братенков В. Н., Терлецкая Е. Н. Теплоснабжение: Учебник для ВУЗов под ред. А. А. Ионина. - М: Стройиздат, 1982. 336с.

Попырин Л. С., Светлов К. С., Беляева Г. М. Исследование систем теплоснабжения. - М.: Наука - 1989.- 215 с.

МДС 41-6.2000 "Организационно-методические рекомендации по подготовке к проведению отопительного периода и повышению надежности систем коммунального теплоснабжения в городах и населенных пунктах РФ".

Ковылянский Я. А., Старостенко Н. Н. Практическая методика количественной оценки надёжности тепловых сетей при проектировании и в условиях эксплуатации // Теплоэнергетика. 1997. №5.С.30-33.

Методические рекомендации по разработке и реализации программ комплексного развития систем теплоснабжения, расположенных в границах муниципальных образований ОАО "ВНИПИэнергопром" // [Электронный ресурс] Режим доступа:

http://www.rosteplo.ш/Npb_flles/npb_shablon.php?id=l 126 (доступ свободный)

РД-10-ВЭП «Методические основы разработки схем теплоснабжения поселений и промышленных узлов Российской Федерации» ОАО "Объединение ВНИПИэнергопром". - Москва, 2006.

Сеннова Е. В., Сидлер В. Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем. Новосибирск: Наука.- 1987. - 221с.

Ионин А. А., Фридман Я. X. Обоснование уровня давления при

летних гидравлических испытаниях теплопроводов // Новости теплоснабжения. 2001.№6(10). С.22-21.

Сумароков С. В., Храмов А. В. Построение надёжной схемы в общей задаче оптимального проектирования трубопроводных сетей с нагруженным резервированием // Метод, вопр. исследования надёжности больших систем энергетики 1979. Вып. 12. С. 163-171. Сеннова Е.В., Кирюхин С.Н. Методика и алгоритм расчета надежности тепловых сетей при разработке схем теплоснабжения городов 2013 // [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.rosteplo.ru/Npb_files/npb_shablon.php?id=1590. Иванов В. В., Букаров Н. В., Василенко В. В. Влияние увлажнения изоляции грунта на тепловые потери подземных теплотрасс // Электронный журнал Энергосовет, август-сентябрь № 7(12), 2010. Пащенко Е. И. Анализ причин снижения ресурса тепловых сетей // Новости теплоснабжения. 2002. №12(28). С.33-35. Горбунова Т. Г., Политова Т. О., Ваньков Ю. В. Адекватность математических моделей функциональной надежности городских трубопроводных сетей //тр. XI Международной НТК для студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", Москва, 2013.

Горбунова Т. Г., Политова Т. О., Ваньков Ю. В. Анализ надежности кольцевых тепловых сетей // Материалы докладов VIII молодежной международной научной конференции "Тинчуринские чтения", Казань, КГЭУ, 2013.

Самойлов Е. В. Диагностика трубопроводов тепловых сетей как альтернатива летним опрессовкам // ЖКХ Журнал руководителя и главного бухгалтера. 2003. №4.

http://watersound.ru/articles/item/3-diagnostika-truboprovodov Bijasiewicz Jacek, Dukaczewski Jerzy, Sekowski Stefan, Staskiewicz Mieczylaw Оценка степени коррозии теплопроводов. Ocena stopnia

skorodowania cieplociagu. / Powl.ochr., № 4-6, pp. 39-44, 1991. Стренадко И. M., Рожков Р. Ю. Пути решения проблемы повышения качества и надежности горячего водоснабжения потребителей в зоне эксплуатационной ответственности ОАО "Теплосеть Санкт-Петербурга // Электронный журнал Энергосовет. 2011.№6 (19). http ://www. energosovet.ru/bul_stat. php?idd=23 О

Ваньков Ю. В., Горбунова Т. Г., Политова Т. О. Функциональная надежность тепловых сетей Казани: теория и практика // Надежность и качество - 2012: Труды Международного симпозиума в 2 т. Под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во Пенз.ГУ, 2012.-1 том - 506 с.

Ваньков Ю. В., Политова Т. О., Горбунова Т. Г. Метод расчета функциональной надежности трубопроводных транспортных систем // Научному прогрессу - творчество молодых: Сб. тезисов докладов междунар. молодеж. науч. конф. по естесственнонауч. и технич. дисципл., (г. Йошкар-Ола, 20-21 апреля 2012.). - г. Йошкар-Ола: Изд-во ПГТУ, 2012. - С.94-95.

Политова Т.О., Горбунова Т. Г., Ваньков Ю.В. Расчет функциональной надежности трубопроводных транспортных систем методом аварийно-ремонтных зон // Материалы докл. XVI асп.-магист. науч.семинара, посвященного "Дню энергетика", Казань, 2012.

СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». СНиП 41-02-2003 "Тепловые сети".

Ваньков Ю. В., Горбунова Т. Г., Загидуллин Д. Н. Схема теплоснабжения г. Набережные Челны: анализ надежности кольцевых тепловых сетей северо-восточной части города // тр. XIII Междунар. симп. «Энегоресурсоэффективность и энергосбережение в РТ», Казань, 5-7 декабря 2012 г., Издательство ООО «Скрипта», 2012 г. - 512с.