К.т.н. Р.Ю. Рожков, заместитель Главного инженера по режимам теплоснабжения ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга»,
А.А. Горшков, ведущий инженер ООО «Евротехлаб»,
к.х.н. В.В. Шевченко, генеральный директор ООО «Евротехлаб»
Необходимость контроля качества сетевой воды со стороны теплоснабжающей организации регламентируется следующими нормативными документами:
■ Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, п. 4.8 (Приказ Минэнерго РФ от 24 марта 2003 г № 115);
■ Типовая инструкция по технической эксплуатации систем транспорта и распределения тепловой энергии (тепловых сетей) РД 153-34.0-20.507-98;
■ СанПиН 2.1.4.2496-09 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.
Система теплоснабжения Санкт-Петербурга сформирована по принципу открытого водоразбора, т.е. на нужды горячего водоснабжения жителей города поступает та же вода, которая циркулирует по тепловым сетям и отопительным системам потребителей. Это резко повышает ответственность теплосетевой организации за физико-химические параметры транспортируемой по тепловым сетям горячей воды, которая в соответствии с требованиями СанПиН должна соответствовать питьевому стандарту качества.
Функцию производственного контроля качества горячей воды, транспортируемой по тепловым сетям жителям Санкт-Петербурга в зоне теплоснабжения ОАО «ТГК-1», в ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» выполняет химическая лаборатория, руководствуясь «Рабочей программой, согласованной с Управлением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по городу Санкт-Петербургу» (Роспотребнадзор). При этом отборы проб для проведения плановых химических анализов выполняются из контрольных точек 1 раз в 10 дней (т.е. 3 раза за месяц).
Для справки, объем работ, выполняемых химической лабораторией:
■ плановый контроль качества горячей воды — 2500 отборов проб в год;
■ число выездов на внеплановые контрольные проверки по претензиям на качество ГВС — около 40-50 в год;
■ число контролируемых промывок тепловых сетей — 400-500 единиц в год;
■ число анализов проб грунта на коррозионную активность — около 100 шт. в год;
■ число ежегодно устанавливаемых и обрабатываемых индикаторов коррозии на тепловых сетях — 800 шт. в год.
При такой периодичности контроля не представляется возможным выявить начальный момент ухудшения качества сетевой воды, поступающей в тепловые сети (как от теплоисточников, так и из отопительных систем потребителей), что необходимо для оперативного принятия мер по предупреждению развития аварийной ситуации, связанной с распространением загрязнения по всей системе теплоснабжения, либо длительным повышением агрессивности сетевой воды из-за нарушений в работе водоподготовительных установок на теплоисточниках. В результате этого меры по их устранению принимаются с задержкой, что существенно ухудшает качество горячего водоснабжения потребителей и снижает эксплуатационный ресурс трубопроводов.
Для оперативного принятия мер по выявлению нарушений норм качества сетевой воды в ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» создана автоматизированная система контроля качества сетевой воды (АСККСВ) (см. рис. 1) с функциями:
■ определения в постоянном режиме следующих компонентов: содержание соединений железа, растворенного кислорода и цветности теплоносителя;
■ передачи полученных данных в реальном времени на центральный АРМ старшего диспетчера, на АРМ начальника химической лаборатории, а также на АРМ других пользователей АСДТУ ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» (рис. 2);
■ сбора и архивации информации на сервере системы АСДТУ ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга».
Почему были выбраны именно эти параметры:
О2 — отвечает за агрессивность сетевой воды, которая определяет интенсивность внутренней коррозии трубопроводов. По причине внутренней коррозии происходит примерно 13% всех повреждений трубопроводов. ПДК (предельно допустимая концентрация) по параметру растворенный кислород составляет — 20 мкг/дм3.
Железо — содержание железа — основной индикатор нарушения норматива СанПиН 2.1.4.2496-09 по качеству горячей воды, подаваемой на водоразбор потребителям. ПДК по содержанию железа составляет — 0,3 мг/дм3, что в условиях физического износа трубопроводов тепловых сетей ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» (30% трубопроводов отслужили 25-30 лет) крайне сложно обеспечить. Поэтому содержание железа оказывается основным показателем нарушения требований нормативов СанПиН при проверках.
Цветность — это тот показатель качества горячей воды, на который, в первую очередь, обращают внимание потребители. ПДК по параметру Цветность состаляет 20 градусов.
ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» в рамках программы «План мероприятий по повышению качества подпиточной и сетевой воды» за период с 2009-2013 гг. на технологических объектах ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» установила оборудование АСККСВ, на ряде технологических объектов, перечень которых представлен в таблице.
Таблица. Перечень автоматических приборов химконтроля качества сетевой воды, установленных на объектах ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга».
№
п/п
Объект ОАО «Теплосеть СПб»
Параметр, контролируемый автоматизированной системой
Год
внедрения
Эксплуатационное
состояние
1
НПС «Дачная»
кислород
2009
работает
2
содержание общего железа
2009
работает
3
цветность
2010
работает
4
НПО «Пороховская»
кислород
2012
работает
5
содержание общего железа
2010
работает
6
цветность
2010
работает
7
НПС «Шкапина»
кислород
2012
работает
8
содержание общего железа
2010
работает
9
цветность
2010
работает
10
УСЗ
Московской-Фрунзенской-Рыбацкой
кислород
2009
работает
11
содержание общего железа
2011
работает
12
цветность
2011
работает
13
УСЗ-1 Северной т/м ТЭЦ-15
кислород
2010
работает
14
содержание общего железа
2011
работает
15
цветность
2011
работает
16
НПС ул. Кораблестроителей, 31
кислород
2013
работает
17
содержание общего железа
2013
работает
Информация по качеству сетевой воды поступает на Диспетчерский щит и АРМ диспетчера в режиме реального времени с каждого объекта, который входит в АСККСВ.
На рис. 3 показан график изменения показателей качества воды в подающей и обратной тепломагистрали с НПС Шкапина по показателям: О2, Общее железо и Цветность.
Как видно из графика Цветность и Общее железо на подающем и обратном трубопроводе находятся в пределах нормы, а также содержание Кислорода на обратной тепломагистрали, тогда как содержание Кислорода в подающем трубопроводе в период с 06 утра до 12 дня 10 октября 2013 г. возрастает и превышает ПДК.
На рис. 4 представлен график изменения показателей качества воды на НПС «Дачное» по параметру О2: «кислород 3» — кривая содержания кислорода в обратной тепломагистрали, «кислород 4» — кривая содержания кислорода в прямой тепломагистрали. Как видно из графика на рис. 4, по прямой тепломагистрали в период с 11 часов утра 16 октября по 12 часов дня 17 октября 2013 г. зафиксировано несколько превышений концентрации кислорода выше ПДК.
Схема регламента ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» по предупреждению аварийных ситуаций, связанных с нарушением норм качества сетевой воды, представлена на рис. 5.
На рис. 6 представлены фотографии анализаторов АХК (автоматического химического контроля) АСККСВ, которые установлены на объектах ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга».
ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга» на объектах, где дорого и нецелесообразно организовывать АСККСВ, установило УПП для представительного ручного отбора пробы (рис. 7).
Внедрение АСККСВ позволило вести мониторинг качества сетевой воды в реальном времени и оперативно принимать меры по предупреждению развития аварийной ситуации: ухудшение качества воды и развития процессов внутренней коррозии трубопроводов. Так в период с января по 30 июня 2013 г. на УСЗ «Московская-Фрунзенская-Рыбацкая» было выявлено 84 нарушения по превышению концентрации кислорода.