Ключевые вопросы обеспечения надёжности, безопасности и эффективности теплоснабжения потребителей обсудили участники онлайн-вебинара, проходившего в рамках РМЭФ. В вебинаре принял участие журнал «Вести в электроэнергетике».

Нынешняя зима всему миру показала, насколько катастрофичную ситуацию для человека могут создать обыкновенные снег и морозы. Как отметил, открывая вебинар, заведующий кафедрой ЭНЭТ ФГАОУ ДПО ПЭИПК, д.э.н., доцент Евгений Кузнецов человек так устроен, что предельно низкая температура, при которой он может нормально существовать, составляет +18 оС. В холодных условиях выжить значительно сложнее. Для этого нужно обладать достаточным количеством средств и технологий. В России эти средства и технологии создавались с незапамятных времён. Одно из самых совершенных многофункциональных сооружений, обеспечивающих дом теплом, является русская печь.

Среднегодовой отопительный сезон в России длится 200 дней в году – от 100 суток в Сочи до 365 дней в Норильске и близких к нему по климатическим условиям населённых пунктах. Поэтому Россия несёт огромные затраты на создание систем теплоснабжения, их содержание и обеспечение их функционирования. По данным Минэнерго, полное потребление тепла в России составляет 2 млрд Гкал в год. Производство тепла в системах централизованного теплоснабжения составляет 1500 млрд Гкал/год, что в 11,5 раза больше, чем в США и странах ОСЭР. Причём чем холодней год, тем больше тепла производится. В мире нет стран, с которыми мы могли бы сравниться.

Тепла в нашей стране производится в 1,5 раза больше, чем электроэнергии, что связано с климатическими особенностями страны. И в платёжных документах цена за тепло в 3–4 раза выше, чем за электричество. Затраты, которые несёт государство на теплоснабжение, огромные. При этом система теплоснабжения в целом нуждается в реконструкции и модернизации, в замене сетей и устаревшего оборудования на теплогенерирующих объектах.

Большие изменения нужны (они во многом уже происходят) в нормативно-правовой сфере теплоснабжения, а также в технической документации.

Многие корректировки появились в связи с анализом реального уровня теплообеспечения потребителей. В Москве после замеров тепла в школах, например, и выявления несоответствия между объёмами теплоподачи и платежами потребителей за полученное тепло (переплата оказалась выше в 2 раза) было принято решение на все здания, теплоснабжение которых оплачивается из городского бюджета, поставить приборы учёта и платить только по их показателям. Кроме того, были введены новые строительные нормы для зданий, построенных после 1960-го года и обладающих новыми тепловыми характеристиками, которые важны для более точного расчёта теплопотребления.

С очень сложными проблемами в период 1990–2010 гг. столкнулся Санкт-Петербург. В отопительные сезоны температура теплоносителя здесь не поднималась выше 80–85 оС. Таким образом, 100 суток в год в городе существовало недоотопление жилых и общественных зданий. В сезон 2014–2021 гг. срок недоотопления удалось сократить до 30 дней в год.

Причин недоотопления много: недостаток средств на покупку топлива и ремонт оборудования, высокий износ сетей, активное строительство городского жилья при явном отставании развития теплоснабжающей инфраструктуры, пр.

Попытка выйти на расчётный режим теплоснабжения при низких температурах 150–170 оС привела к системной аварии в северной столице с разрывом магистральных трубопроводов и отключением огромного количества потребителей. Жёстокие последствия, связанные в том числе с громадными затратами на ремонт системы теплоснабжения и сопутствующих системах (водоснабжения, канализации и т.д.) показал, что форсировать недостаточно надёжную систему нельзя.

Одной из ключевых проблем в области теплоснабжения является учёт энергии. Без учёта эффективно управлять системой теплоснабжения невозможно. Об интеллектуальных информационных измерительных системах учёта тепловой энергии рассказал доцент кафедры ЭНЭТ ПЭИПК Игорь Матюхов. Он рассказал о видах учёта, о том, что собой представляет автоматизированная система учёта тепла, почему нужна цифровизация этой системы, по каким признакам классифицируются системы учёта и какую роль в организации учёта играют интеллектуальные счётчики.

АС в упрощённом виде можно представить так: это набор измерительных приборов – каналы и сети обмена данными – сервер сбора данных. Измерительный канал сегодня состоит в основном из аналоговых первичных датчиков, информация собирается на тепловычислитель, а дальше сигнал идёет в цифровом виде. Конечно, хотелось, чтобы и первичные датчики были цифровые. Но прибор с цифровыми датчиками стоит в 10 раз дороже, чем аналоговый, хотя функцию выполняет ту же самую.

Тем не менее, в целом цифровизация в теплоэнергетике идёт и польза от неё очевидна, ведь помимо коммерческого учёта с одного датчика можно передавать сведения и в систему диспетчеризации, с помощью которой специалисты мониторят состояние тепловых сетей.

И. Матюхов напомнил, что цель установки приборов систем учёта – получение прибыли за счёт оптимизации расходов за потреблённую/поставленную энергию. Поэтому перед установкой системы необходимо оценить сроки её окупаемости, наличие и квалификацию обслуживающего персонала, функциональность и примерную составляющую системы, начиная от капитального строительства до расходов на эксплуатацию.

Бизнес-анализ работы системы должен составлять не менее 5 лет (от получения ТУ и приёма в промышленную эксплуатацию до поверки). За эту пятилетку можно понять, какого результата мы достигли.

Для примера: в электроэнергетике и других сферах годовая оплата энергоресурсов и стоимость приборов учёта должны соотноситься как 100 % и 40 %, тогда будет просматриваться экономический эффект. В противном случае установка интеллектуальных систем учёта – деньги на ветер.

Генеральный директор компании ООО «Энтророс» Валерий Володкевич на примере Тосненского района Ленинградской области поделился опытом, как реконструировать городскую систему теплоснабжения и превратить убыточную теплоснабжающую организацию в эффективно работающее предприятие. «Наш опыт может быть полезен любой компании, обеспечивающей теплом большие и малые города с численностью населения до 300 тыс. жителей», – сказал В. Володкевич.

В принципе, ситуация в Тосненском районе Ленинградской области характерна для подавляющего большинства регионов страны. «Большинство тепловых аварий в России ежедневно, тотально происходит в малых городах. Эта информация обычно не имеет широкой огласки, о том, что люди ставят в квартирах буржуйки никто не знает, а я знаю, потому что веду бизнес в разных регионах с разными компаниями», – прокомментировал глава «Энтророс».

К работе в Тостенском районе компания приступила в 2007 году. Первым делом отключилась от всех ведомственных источников тепла, поскольку население не должно зависеть от финансового положения предприятий, для которых продажа тепла не является профильным бизнесом.

Обратила внимание на недостоверную информацию о величинах потерь, которая демонстрировала видимое благополучие в сфере теплоснабжения. На самом деле потери были почти вдвое выше заявленных.

Докладчик обратил внимание, что с 2018 года в стране начали массово устанавливать системы учета, величина потерь стала реальной и теперь ее можно использовать как техническо-экономического обоснования для эффективности инвестирования в систему теплоснабжения.

В. Володкевич считает, что государственные инвестиции в тепловую сферу не приведут к коренному изменению в системе теплоснабжения в стране. Этим вопросом должен заниматься только частный инвестор, который может честно оценить состояние, взвесить риски и принять решение об инвестировании в проект. В Тосненском районе срок окупаемости инвестирования составляет порядка 8,5 лет при совершенно приемлемом тарифе для населения.

За это время компания поменяла тепловые сети, котельные и выявила тот параметр затрат т у.т. на выработку Гкал, который можно принять за целевую единицу для расчёта ТО и инвестирования. Глава «Энтророс» признаётся, что проект для компании был очень рискованным, но интересным: в районе работали все виды котельных – газовые мазутные, угольные, дизельные, щеповые, торфяные, причём всего две – крупные (инвестору всегда выгоднее работать на крупных объектах). От малых угольных и торфяных станций пришлось отказаться как от крайне неэффективных.

Говоря о пошаговых действиях, которые должна предпринимать теплоснабжающая организация, начиная проект, В. Володкевич отмечает, что прежде всего, нужно проанализировать структуру теплоисточника.

На первом же этапе следует сделать несколько резких движений: оптимизировать штатное расписание и управляемость организации. В Тосненском районе из всего многочисленного разномастного и не очень организованного коллектива были созданы три небольшие бригады – по ремонту котельных, ремонту теплотрасс и обходчиков теплотрасс. Создана единая система по контролю электрики и системы приборов учёта и автоматизации, а также единая система ХВО. Каждая теплоснабжающая организация должна принять этот алгоритм как догму, считает В. Володкевич.

О последующих шагах и алгоритме действий подробнее расскажем в ближайшем номере журнала «Вести в электроэнергетике».

В. Володкевич посоветовал коллегам никогда не принимать для объектов генерации разборные котлы, поскольку никто не сможет осуществить качественную сборку агрегата на месте. Межремонтный период такого котла будет короче, а жизненный цикл – ниже.

Кроме того, все котельные должны быть автоматизированы. Наличие человека в котельной – это наличие врага. Специалист с хорошей квалификацией всегда захочет что-то улучшить, что приведёт к непредсказуемым последствиям.

Важнейшей теме посвятил своё выступление Почётный профессор ПЭИПК, сотрудник Технического университета г. Варна (Болгария) Христо Драганчев. Он рассказал о вибрационном контроле технического состояния трубопроводов. Более 40 лет Х. Драганчев занимается вибропрочностью и вибродиагностикой машинных механизмов. Последнюю четверть века он непрерывно работал в области энергетики. Эксперт поделился опытом организации вибрационного контроля технического состояния трубопроводов, пара горячей воды, вспомогательных трубопроводов АЭС и тепловых электростанций Болгарии, рассказал о причинах и источниках появления вибрации, о разрушениях, к которым она приводит, а также о методиках обследования трубопроводных систем – доремонтных, во время и после проведения ремонтных работ.

Он высказался за обязательное введение в правила Технадзора требований об обследовании вибрационного состояния трубопроводов во время ремонтов, чтобы повысить надёжность эксплуатации трубопровдов. Кроме того, необходимо предицировать нормы вибрации трубопроводов и ввести их в нормативные требования.

Е. Кузнецов согласился с болгарским коллегой, подчеркнув, что в России тоже недостаточно внимания уделяется вибрационной диагностике, хотя пренебрежение этой нормой приводит к катастрофическим последствиям (пример тому — трагедия на Саяно-Шушенской ГЭС).

Перебросив мостик к системе теплоснабжения, Е. Кузнецов сказал, что технических возможностей добиться качественного теплоснабжения наших городов огромное множество. Но в каждом конкретном случае надо подходить индивидуально, смотреть, централизованное или децентрализованное теплоснабжение требуется. Основным условием качественного теплоснабжения является техническое состояние системы и оборудования. Техническое состояние предопределяет эффективность использования топлива, энергии и ресурсов. Серьёзной проблемой для большинства отечественных теплосистем является износ оборудования, и особенно водогрейных котлов, которые покрывают нагрузку в отопительный сезон. Это снижает надёжность теплоснабжения.

Рано или поздно мы придём к необходимости масштабной модернизации систем теплоснабжения. И непременно встанет вопрос: какие теплообменники нам нужны – централизованные, или децентрализованные?

Представитель ПЭИПК отметил, что в последние годы идёт интенсивное вытеснение ТЭЦ с рынка тепловой энергии, что связано с удорожанием тарифа на тепло. Но на самом деле это удорожание имеет искусственное происхождение.

Крупный специалист в области теплофикации А. Богданов отмечал: «Из-за абсурдной системы ценообразования тарифов, основанной на физических методах, произошло искусственное занижение стоимости электрической энергии ТЭЦ в 2,2 раза! Несмотря на то, что комбинированное производство электроэнергии и тепла на ТЭЦ обеспечивает экономию топлива до 35 % против раздельного производства энергии на ГРЭС и тепла в котельных, ТЭЦ стали невыгодными». То есть, стоимость электричества искусственно занижается, а остаток реальной стоимости электричества переносится на тепло, удорожая его. В результате тепло стоит в 3–4 раза дороже, чем оно стоит в действительности.

В рамках вебинара был затронут широкий круг вопросов, связанный переосмыслением подходов к реализации задач в сфере теплоснабжения. Прозвучал ряд интересных оценок, межотраслевых и межстрановых сравнений, заключений, предложений, о которых мы подробно расскажем читателям в печатной версии журнала «Вести в электроэнергетике».