Технические обследования инженерных систем для проектов реконструкции

В 2014 году вступила в силу часть 2 статьи 40 Федерального Закона РФ от 07.12.2011 г. № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении», в соответствии с которой «утверждение инвестиционной программы без утвержденной схемы водоснабжения и водоотведения не допускается». Особое внимание следует уделить термину «техническое обследование», на основании которого (согласно положениям статьи 38 ФЗ РФ №416-ФЗ) составляется «перечень мероприятий по реализации схем водоснабжения и водоотведения в разбивке по годам, включая технические обоснования мероприятий и оценку стоимости реализации».

По сути речь идет о проведении технических обследований объектов водокоммунального хозяйства (водозаборных сооружений, насосных станций и т.д.) с целью выдачи как общих рекомендаций, так и перечня конкретных мероприятий по модернизации (реконструкции) данных объектов с технико-экономическим обоснованием их необходимости.

Обязательное техническое обследование должно проводиться не реже чем один раз в пять лет (один раз в течение долгосрочного периода регулирования). Организация, осуществляющая водоснабжение и (или) водоотведение, обязана проводить техническое обследование при разработке плана снижения сбросов, плана мероприятий по приведению качества питьевой воды, горячей воды в соответствие с установленными требованиями, а также при принятии в эксплуатацию бесхозяйных объектов централизованных систем водоснабжения и (или) водоотведения. Техническое обследование проводится организацией, осуществляющей горячее водоснабжение, холодное водоснабжение и (или) водоотведение, самостоятельно либо с привлечением специализированной организации

Очевидно, что в ходе технического обследования указанных централизованных систем имеется определенная специфика, связанная с типом системы (горячее водоснабжение, холодное водоснабжения, водоотведение), а также с составляющими систему элементами (такими как сооружения водоподготовки, водопроводные сети, насосные станции – если речь идет, например, о системе холодного водоснабжения).

Одним из вариантов практической реализации указанных выше требований на объектах ВКХ могут стать технические обследования с использованием различной специальной инструментальной базы, на основании которых подготавливается технический отчет. По аналогии с отчетом и документацией, подготавливаемой в соответствии с ФЗ РФ № 261-ФЗ, данный документ также может включать в себя параметрические характеристики объекта обследования (данные по системам водоснабжения, водоотведения, водоподготовки, электроснабжения, информация по зданиям и сооружениям и т.д.), а также выводы и рекомендации по модернизации или реконструкции объекта в целом, или отдельных узлов.

На практике, на примере ряда объектов коммунальных предприятий Московской области (городские комплексы водозаборных узлов из подземных источников, включающих, как правило, систему водоподготовки и насосную станцию второго подъема), подобная работа была сформирована и выполнена в 2013-2014 гг. возглавляемой авторами компанией (ЗАО «Промэнерго», Санкт-Петербург, далее Промэнерго) следующим образом. На практике, на примере ряда объектов коммунальных предприятий Московской области (городские комплексы водозаборных узлов из подземных источников, включающих, как правило, систему водоподготовки и насосную станцию второго подъема), подобная работа была сформирована и выполнена в 2013-2014 гг. возглавляемой авторами компанией (ЗАО «Промэнерго», Санкт-Петербург, далее Промэнерго) следующим образом.

Цели работы:

Оценка схемы работы технологического оборудования с определением технико-экономических показателей системы.
Разработка предварительного плана мероприятий, направленных на улучшения качества услуг (водоснабжения) объектов обследования, с укрупненной оценкой стоимости.
Подготовка материалов для формирования технического задания на разработку проектной и рабочей документации.
Состав работ и этапность

Документальное и инструментальное обследование:

обработка документальной информации по объектам обследования с систематизацией по технологическому, электрическому и строительному разделам;
определение основных технологических показателей объектов обследования, путем проведения параметрических измерений (включая измерения статического и динамического уровней в скважинах, при наличии технической возможности);
снятие основных линейных размеров зданий и сооружений, параметров технологического оборудования (при наличии возможности) с выдачей рекомендаций по проведению требуемых инженерно-строительных и других изысканий;
Аналитический этап:

анализ (сопоставление) документальной информации, результатов визуального осмотра и результатов измерений;
предварительное определение рекомендуемого технологического оборудования по результатам обследования, с учетом возможного развития объектов и изменения производственных мощностей;
сравнительный анализ и расчет эффективности рекомендуемого и действующего на момент обследования технологического оборудования;
разработка рекомендаций с целью оптимизации основных технологических решений и повышения уровня схем водоподготовки;
укрупненная оценка стоимости предлагаемого оборудования, строительно-монтажных и проектных работ;
предварительный выбор компоновочных решений по размещению нового технологического оборудования;
Отчетный этап (формирование отчета по результатам работ):

описательный раздел;
раздел инструментального обследования;
аналитический раздел;
выводы и рекомендации;
подготовка материалов для формирования технического задания на разработку проектной и рабочей документации.
Для выполнения параметрических измерений на этапе 1 (инструментальный) и соблюдения некоторых требований этапа №2 (аналитический) использовался разработанный и запатентованный [3] с участием авторов мобильный измерительный комплекс (МИК). Использование МИК для параметрических обследований позволило получить информацию как об основных параметрах работы существующего насосного оборудования, так и в целом о состоянии арматуры и трубопроводов НС, а также смоделировать работу станции при условии установки подобранного оборудования, как при сохранении режимов водопотребления, так и с учетом прогнозируемого изменения. Таким образом, была обеспечена возможность рассмотреть варианты реконструкции и выбрать наиболее эффективный из них.
Другие примеры для иллюстрации возможностей применения МИК с целью получения реальной информации о работе НС, позволяющей разработать действенные рекомендации по оптимизации работы оборудования и сокращению энергопотребления, приведены в.

При оценке целесообразности модернизации сооружений водоканала, и в первую очередь насосных станций, одним из основных критериев является срок окупаемости инвестиций. Анализ результатов выполненных Промэнерго обследований показывает большой разброс этого значения.

Например, при анализе этого показателя для водопроводных насосных станций г. Архангельска значения колебались в интервале от 1 года до 17 лет, однако среднее значение этого показателя составило менее 3-х лет, что позволяет говорить о высокой отдаче при модернизации объектов типа водопроводных (повысительных) НС.

Результаты указанного выше технического обследования водозаборных узлов из подземных источников подтверждают идеи, изложенные в ранних статьях и работах авторов в части достижения наибольшего экономического эффекта при реконструкции некоторых отдельных узлов, а именно насосных станций первого и второго подъемов. Примечательно, что для таких водозаборных узлов моделирование замены (модернизации) насосного оборудования с системой автоматики на первом подъеме показывает срок окупаемости инвестиций на уровне 1-1,5 лет, а на втором подъеме — около 2-2,5 лет. Однако в целом обследование всей городской системы водоснабжения (на базе скважинных водозаборов) привело к развитию первоначальной задачи оценки стоимости реконструкции локальных объектов (водозаборных узлов). Было установлено, что изменение схемы водоснабжения (при выводе из эксплуатации части объектов и достижении остальными узлами после реконструкции предусмотренных ранее проектных показателей) обеспечит значительную экономию инвестиций и снижение эксплуатационных затрат. Таким образом, результаты обследования привели к изменению самой концепции (программы) дальнейших реконструкций.

Очень показателен пример реконструкции ряда канализационных насосных станций (далее КНС) г. Архангельск. На основании предварительного анализа, выполненного в начале 2000 годов с привлечением внешних технических консультантов, были определены пять КНС г. Архангельск для реконструкции на средства, привлекаемые от Европейского Банка Реконструкции и Развития (ЕБРД). Промэнерго, выиграв тендер на указанную реконструкцию как генподрядчик, обеспечило выполнение всего комплекса работ в течение 2009-2011 гг., включая проектирование, поставку оборудования, строительно-монтажные работы и пуско-наладку.

Однако, сравнение полученных результатов по реконструированным НС позволяет сделать вывод о существенных различиях в уровне экономии электроэнергии (как в абсолютных, так и в относительных значениях). Не снимая фактора изношенности оборудования при выборе КНС для реконструкции, можно предположить, что в целом выбор станций техническими консультантами выполнялся на основании экспертных оценок, которые не могли опираться на детальные представления об энергоэффективности работы установленного ранее оборудования по причине отсутствия необходимых данных в полном объеме.

В общем плане можно отметить следующие актуальные проблемы в области коммунальных систем водоснабжения и водоотведения (канализования), определяющие их эксплуатационные возможности и технический уровень:

Аварийное состояние наружных водопроводных/канализационных сетей (постоянные порывы и последующие ремонты, необходимость снижения напоров);
Потребность в развитии систем водоснабжения и канализации (обеспечение расходов и напоров на сетях для новых потребителей при уплотнительной застройке и территориальном расширении городов);
Износ насосного оборудования действующих насосных систем (приводящий к увеличению расходов электроэнергии, росту аварийности и снижению надежности);
Избыточность (по производительности) значительной части эксплуатируемого оборудования, в первую очередь насосных станций, в том числе в связи с сокращением потребления воды абонентами (результат – низкая энергоэффективность и высокие удельные эксплуатационные затраты);
Избыточность (по производительности) значительной части эксплуатируемого оборудования, в первую очередь насосных станций, в том числе в связи с сокращением потребления воды абонентами (результат – низкая энергоэффективность и высокие удельные эксплуатационные затраты);
Оставляя за пределами настоящей статьи прямое рассмотрение трубопроводных сетей, отметим безусловную важность обнаружения значительных утечек в ходе обследования. Следует сказать о принципиальной возможности выборочными ремонтами установленных приборным обследованием сегментов (на уровне 2 — 3 %% протяженности сетей) сократить потери на 10 — 15 %% (при сочетании с методами снижения давления в сетях), т.е. снизить объемы подачи воды и, соответственно, стоков с пропорциональным снижением энергопотребления насосами и нагрузки на очистные сооружения.

Энергосберегающей потенциал различных очистных сооружениях водоканалов весьма значителен, однако он в значительной степени определяется совокупностью всех технологических процессов на конкретных сооружениях. В общем плане очевидно, что основному анализу следует подвергать показатели наиболее энергоемких технологических процессов и применяемого там оборудования (воздуходувки, насосы, образователи потока и др.), особенно в случаях его непрерывной работы. Следует также особо отметить резервы повторного использования промывных вод при внедрении современных технологий обезвоживания осадка, что позволяет сократить объемы перекачки сырой вода на первом подъеме до 15 % с соответствующим снижением энергозатрат и затрат на водоподготовку.

Значительные резервы энергосбережения для водоканалов лежат в области реконструкции насосных станций (далее — НС) систем подачи и распределения воды, а также канализационных НС. Затраты на электроэнергию могут быть существенно снижены в силу оптимального подбора насосного оборудования с высоким КПД системы в рабочих точках, сохраняющимся в течение длительных периодов эксплуатации. Накопленный опыт позволяет определить очередность работ с тем, чтобы, например, ежегодные результаты реконструкции части повысительных НС, на каждой из которых реально сокращение энергозатрат на 25 — 50 %%, приводили к ежегодному снижению общего энергопотребления всех повысительных НС не менее чем на 3 %. По оценкам автора реальные резервы снижения энергопотребления на отдельных канализационных НС могут колебаться от 15 до 30 %% от имеющегося уровня.

Избыточность по производительности оборудования действующих насосных станций объясняется во многом тем, что практически все НС постройки 70-х – 80-х годов запроектированы на большую производительность (в первую очередь, по подаче), нежели необходимо, так как во внимание принималась перспектива развития. После длительной эксплуатации насосы работают вне номинала по подаче и напору, с пониженным КПД, повышенным уровнем шума и вибрации, участились неисправности. За последние годы произошли изменения как в подходах к подбору насосного оборудования (в т.ч., в плане исключения избыточности параметров), так и в техническом уровне доступного насосного оборудования.

Основные требования при выборе объектов ЖКХ для реконструкции состоят в надежности технологических решений и применяемого нового оборудования, в получении энергоэффективных показателей объекта и сокращении срока окупаемости. Зачастую обеспечение данных требований зависит от задания на разработку проектной документации.

Основным фактическим материалом при подготовке задания на разработку проектной документации является предполагаемая технология процесса и основные показатели (например, режимы по расходу и напору для насосных станций). Как правило, эксплуатирующие организации пользуются при этом существующими проектными данными типовых объектов, внедряя простые и понятные на первый взгляд решения, в частности — например, «прямую» замену основного насосного оборудования на импортные аналоги, с внедрением современных систем автоматизации технологических процессов, применением частотного регулирования и т.п.

Такие решения нельзя признать оптимальными, хотя в реалиях переразмеренности и морального устаревания существующего оборудования новое оборудование всегда обеспечиваент значительную экономию и эффективность. Однако необходимо осознавать, что знание паспортных и фактических характеристик отдельных единиц существующего оборудования не всегда позволяет принять эффективное решение по его замене. Опыт проведение технических обследований показывает, что только анализ системы позволяет достаточно точно прогнозировать эффективность реконструкции, выбирая оптимальные технологические решения.

Комментарии запрещены.

  • 18.09.2018
    Технология поиска трассы и повреждений

    Генератор передает сигнал определенной частоты, который проходит по металлическому проводнику кабеля или трубы и за счет заземления возвращается обратно, образовывая замкнутую электрическую цепь. Читать полностью Читать полностью →

  • 18.09.2018
    Трассоискатель Dynatel

    Современное трассопоисковое оборудование 3M Dynatel построено на основе мультиантенной конструкции (всего в новейших приборах установлено 6 антенн). За счет этого достигается высокая точность измерений прибора, а также возможность работы в режиме Направленного пика, позволяющего... 
    Читать полностью

  • 18.09.2018
    Коллекторы

    Коллекторы подразделяют на три группы: коллекторы-трубопроводы— трубы большого диаметра (больше 1—1,5 м) и тоннели, Читать полностью Читать полностью →