Проблеми опалення: що не так з тепловими мережами у Києві і що з цим робити

В опалювальний сезон 2019-2020 р. Київ стикнувся з рядом резонансних  пошкоджень теплових мереж, у деяких з яких навіть постраждали люди. Хто має нести відповідальність за те, що такі події трапляються регулярно, ба більше — їх кількість суттєво зростає з року в рік? І чи можливо запобігти таким аваріям — тобто підвищити надійність роботи теплових мереж міста? Спробуємо відповісти на ці вкрай важливі для всіх нас питання. 

Наразі, коли на теплових мережах міста трапляється аварія, відповідальні працівники КП (Комунального Підприємства) «Київтеплоенерго»  та відповідного управління міської адміністрації не втомлюються повторювати: «Теплові мережі в Києві старі, труби в них зношені і тому нічого дивного в тому, що такі аварії трапляються, немає». Чи не нагадує це крилатий вислів: «Міст втомився»? Така позиція начебто виправдовує тих, хто має відповідати за технічний стан і функціонування теплових мереж міста. 

Будемо відверті: частка правди в таких твердженнях є, але лише частка. Дійсно, труби в тепловій мережі міста експлуатуються переважно тривалий термін, їх протяжність становить понад 4000 км., і швидко замінити їх у міста немає ні матеріальних, ні технічних ресурсів. 

Тож для підвищення надійності і можливості подальшої експлуатації теплових мереж вкрай важливо постійно здійснювати моніторинг технічного стану як окремих ділянок, так і мережі в цілому. На превеликий жаль, до цього часу постійно діюча система моніторингу технічного стану теплових мереж у Києві відсутня. Це пов'язано, перш за все, з тим, що експлуатація теплових мереж має свою специфіку, використання в теплових мережах загально прийнятих методик діагностування (таких як товщинометрія, або акустична емісія) є надзвичайно високо затратними і вкрай мало надають інформації, а це не сприяє об'єктивній оцінці технічного стану окремих ділянок і мережі в цілому. 

Щоб зрозуміти роботу теплових мереж, коротко прослідкуємо шлях труби від проекту до виведення її з експлуатації.  При проектуванні теплової мережі, на основі розрахунків визначаються всі необхідні параметри труб для кожної з ділянок. При цьому граничний стан для труби визначається допустимим рівнем напружень при робочому тиску під час експлуатації. Враховуючи, що розміри труб призначаються відповідно до діючого сортаменту, а теплові мережі експлуатуються при відносно низькому тиску, то, як правило, проектувальники вимушені в проекти призначати труби  значно більшої міцності, ніж того потребують відповідні нормативні документи.  При будівництві тепломереж на труби наноситься гідро- і теплоізоляція. Гідроізоляція повинна захистити зовнішню поверхню труби від корозії. Але гідроізоляція, яка наносилась на труби раніше, мала гарантійний термін 5-10 років. Виходячи з того, що труби в тепломережах експлуатуються значно довше, вони піддаються корозії. Під дією корозії міцність труб зменшується, і з часом врешті-решт настільки, що не витримує робочого тиску в мережі і руйнується. Оскільки корозійні процеси вкрай нерівномірні, то пошкодження труб має місце там, де ці процеси найбільш інтенсивні. Усунення пошкоджень шляхом ремонту дозволяє цю трубу ще деякій час експлуатувати. Але критичної величини досягає корозія в інших місцях. Таким чином пошкодження труби виникають все частіше. 

Виходячи з практики експлуатації труб в теплових мережах України, граничний стан труби визначається втратою нею герметичності, або її руйнуванням.

Що робити з проблемою? 

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної Академії Наук України пропонує здійснювати моніторинг технічного стану теплових мереж по пошкоджуваності труб на окремих ділянках і в цілому в мережі. Це досить простий і разом з тим ефективний спосіб контролю за технічним станом окремих ділянок і системи в цілому в режимі реального часу. 

Для реалізації такого підходу необхідно: 

• представити в електронному вигляді теплові мережі міста з ідентифікацією кожної ділянки і накласти їх на мапу міста
• розробити стандартний протокол, згідно з яким має фіксуватись кожне пошкодження в тепловій мережі
• створити інформаційний банк пошкоджень у теплових мережах міста, який має постійно поповнюватись
• розробити програмне забезпечення, яке дозволить проводити аналіз наявних пошкоджень у режимі реального часу

Що це дасть місту? Ми зможемо:

• отримувати об'єктивну інформацію щодо стану як всієї теплової мережі міста, так і окремих її ділянок, тобто здійснювати моніторинг технічного стану мережі
• ранжирувати ділянки мережі по ступеню пошкоджень
• отримувати інформацію відносно руху зростання пошкоджень
• визначити об'єктивні критерії встановлення доцільності заміни труб на окремих ділянках
• приймати своєчасні і обґрунтовані рішення по першочерговій заміні окремих, найбільш пошкоджених ділянок теплових мереж міста
• отримувати інформацію відносно впливу техногенних факторів і рівня навантажень на швидкість корозійних процесів в трубах
• прогнозувати вірогідність пошкоджень на тих чи інших ділянках теплових мереж 

Крім того, можливість моніторингу технічного стану і аналіз пошкоджуваності теплових мереж відкриває можливість аналізу існуючого регламенту проведення випробувань, його перегляду і вдосконалення. 

Наразі випробування теплових мереж проводять кожного року в літній період. Мета випробувань — забезпечити безаварійну роботу теплових мереж на наступний опалювальний період, ми всі про це знаємо. У зв'язку з цим випробування проводять при навантаженнях внутрішнім тиском вищим, ніж робочий тиск у тепловій мережі. За визначенням перевантаження системи має бути таким, щоб гарантовано забезпечити безаварійне проходження наступного опалювального періоду. Зазначимо, що надмірне перевантаження вкрай небажане для теплових мереж, особливо якщо вони тривалий час перебувають в експлуатації і мають значні корозійні пошкодження, бо це призводить до передчасного їх руйнування. Згідно з діючими нормами, при випробуванні теплових мереж внутрішній тиск має перевищувати робочий у 1,25 рази. Зазначимо, що ця норма існує з часів Радянського Союзу, і тоді вона регламентувала випробування як на крайній півночі, так і на півдні держави.

Враховуючи суттєве старіння теплових мереж, необхідно більш зважено підходити до їх експлуатації і призначати величину перевантаження у відповідності до її функції. Нам здається, що внормовуватись має не величина перевантаження при випробуваннях, а методика її визначення для кожної конкретної теплової мережі з урахуванням її особливостей. 

Таким чином, для підвищення надійності теплових мереж необхідно здійснити комплекс заходів, а саме: 

• забезпечити постійний моніторинг технічного стану теплової мережі
• переглянути і вдосконалити регламент проведення літніх випробувань, щоб домогтися якомога меншої кількості ремонтів у період опалення
• переглянути коефіцієнт перевантаження при проведенні літніх випробувань. Визначати цей коефіцієнт необхідно з урахуванням стану тепломережі та умов її експлуатації
• розробити програму послідовної заміни труб в тепломережі на сучасні з надійною тепло- і гідроізоляцією

В реалізації такого проекту має бути зацікавленою насамперед адміністрація міста та керівництва КП «Київтеплоенерго», більше того – це їх прямий обов'язок. Але, на превеликий жаль, саме ці інституції демонструють повну бездіяльність у цьому напрямку, прикриваючись і все списуючи на «зношеність теплових мереж» , уникаючи тим самим відповідальності. 

Щоб показати, куди ми рухаємось і чого слід очікувати в майбутньому при подальшій бездіяльності керманичів міста, на графіку наведена динаміка зростання пошкоджень у тепломережах м. Києва за період 2002-2017 рр. Більш детальна інформація  приведена в журналі «Технічна діагностика та неруйнівний контроль», №1, 2020 р. 

Як бачимо, кількість пошкоджень в тепломережах за цей період зросла у понад 3,5 рази. Надзвичайно важливим є показник виявляємості пошкоджень під час літніх випробувань. Якщо у 2002 році він становив близько 36%, то у 2017 він знизився до 21%. І це дуже тривожний сигнал. Якщо загалом низький показник виявляємості пошкоджень при випробуваннях свідчить про недосконалість регламенту проведення випробувань, то зниження цього показника демонструє зростаючу недбалість при проведенні випробувань. 

Не викликає сумніву, що ці тенденції продовжуються. Зазначимо, що цей показник не залежить від «зношеності теплових мереж». У зимовий період кожного дня в теплових мережах міста з'являється понад 30 нових пошкоджень, які тепловики «героїчно» усувають, звичайно, за кошти киян. Це дуже нагадує те, як в радянські часи держава пишалась тим, що виробництво тракторів перевищило їх виробництво у США та Німеччині разом взятих, але при цьому замовчувалось, що життя радянського трактора до першої поломки складало лише одну годину. Тому запчастин постійно не хватало, а для збирання врожаю постійно залучались студенти та службовці. Або згадаймо якість радянських телевізорів, які потребували ремонту чи не кожного тижня.

Схожий стан маємо і з тепловими мережами в Києві. Гідроізоляція на трубах відсутня. Теплоізоляція постійно мокра, що призводить до надвисоких втрат тепла. Це легко простежити у місцях, де прокладені труби тепломереж, — вони гріють землю та асфальт, а сплачують за таку недбалість споживачі. Тому і виходить, що вартість обігріву помешкання при індивідуальному опаленні приблизно в три рази менша, ніж при використанні центрального опалення. То може, доцільно від центрального опалення поступово відмовлятись? 

Звичайно, проблеми з тепловими мережами мали б піднімати і вирішувати відповідні посадовці. Якщо не маєте ефективних пропозицій, залучайте фахівців, організуйте конкурси, проведіть відповідний семінар з обговорення проблеми і пропозицій по ефективному її вирішенні за участю фахівців та експертів. Можливо, будуть запропоновані інші підходи. Але бездіяльність — це не тільки безвідповідальність, а ще і зловживання службовим становищем. 

Дмитрієнко Роман Ігоревич, інж., Інститут електрозварювання ім. Е. О. Патона НАН України,

Гарф Едуард Феофілович, д.т.н. 

Читайте також: Як "перезавантажити" міську систему водопостачання. Досвід молдавського міста Тараклія