Трубы с тепловой изоляцией из пенополиуретана – реальный путь усовершенствования системы теплоснабжения

И. Л. Майзель, канд. техн. наук, исполнительный директор Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией

Сегодняшнее состояние системы теплоснабжения в России является тяжелым. Время для постепенного реформирования отрасли упущено, необходимо принимать срочные меры, иначе процесс станет необратимым.

Вопрос качественного теплоснабжения – это вопрос выживания нации. По данным Госстроя России, число аварий на российских сетях теплоснабжения возросло в 5 раз по сравнению с их количеством в 1991 году, а по другим оценкам – в 10 раз. Только в текущем году на теплотрассах произошло 300 тыс. аварий или 2 аварии на 1 км трубопроводов. Из 136 тыс. км (в двухтрубном исчислении) российских тепловых сетей 29 тыс. км находятся в аварийном состоянии. Потери тепла при транспортировке достигают в среднем 60% и составляют по стране более 80 млн. т. у. т. в год при общем расходе на теплоснабжение 400 млн. т. у. т. в год. То есть каждая пятая тонна условного топлива расходуется на обогрев атмосферы и грунта. Утечки теплоносителя не идут ни в какое сравнение с нормами, принятыми в развитых странах. Замена трубопроводов из-за коррозии происходит в 4–5 раз чаще, чем принято в других странах.

В крайне изношенных российских тепловых сетях теряется вся экономия от комбинированной выработки тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Высокоразвитая в России теплофикация (второе место в мире после США) подтверждает правильность технической идеи централизованного теплоснабжения: на российских ТЭЦ в наиболее экономичном теплофикационном режиме вырабатывается более 70% от общей выработки тепла.

Несомненно, преимущества комбинированной выработки тепла и электроэнергии приведут вновь к возрождению разрушенной системы теплоснабжения. К сожалению, за последние годы вследствие кризиса в теплоснабжении тепловые сети страны, ее кровеносная система, были почти полностью разрегулированы.

Сокращение финансирования в сфере тепловых сетей привело к уменьшению объемов перекладок трубопроводов, но даже в такой ситуации качество работ низкое. Переложенные трубы имеют очень низкий ресурс и вновь требуют перекладки через 5–7 лет вместо предусмотренных 20 лет.

Выход из создавшегося положения возможен, с нашей точки зрения, путем массового внедрения при строительстве тепловых сетей систем предварительно изолированных трубопроводов бесканальной прокладки с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией в полиэтиленовой оболочке. Применение трубопроводов типа «труба в трубе» является сейчас наиболее прогрессивным способом теплосбережения в строительстве теплосетей. В Америке и Западной Европе, особенно в северных странах, эти конструкции применяются с середины 60-х годов, а у нас всего лишь с 90-х годов.

Основные преимущества вышеупомянутых систем трубопроводов очевидны:

- Повышение долговечности конструкций до 25–30 лет и более, т. е. в 2–3 раза.

- Снижение тепловых потерь до 2–3% по сравнению с существующими 20–40% (и более) в зависимости от региона.

- Уменьшение эксплуатационных расходов в 9–10 раз.

- Снижение расходов на ремонт теплотрасс не менее чем в 3 раза.

- Снижение капитальных затрат при строительстве новых теплотрасс в 1,2–1,3 раза и значительное (в 2–3 раза) снижение сроков строительства.

- Значительное повышение надежности теплотрасс, сооружаемых по новой технологии.

По мнению ведущих специалистов в области теплоснабжения, применение новой технологии – это мощный рывок вперед в развитии систем теплоснабжения. Потери тепла в трубах новой конструкции минимальны, трубы в ППУ-изоляции практически не подвержены действию блуждающих токов, значит, и внешней коррозии. Сама конструкция «труба в трубе» позволяет полностью исключить наружную коррозию трубопровода. Это – надежность, долговечность, снижение к минимуму затрат ручного труда при строительстве и монтаже тепловых сетей с ППУ-изоляцией, а также значительное снижение эксплуатационных расходов после запуска теплосети в действие.

Кроме вышеупомянутых достоинств, новые конструкции имеют еще одно важное преимущество – систему оперативного дистанционного контроля (ОДК) за увлажнением изоляции, что позволяет своевременно реагировать на нарушение целостности стальной трубы или полиэтиленового гидроизоляционного покрытия и заранее предотвращать утечки и аварии. Именно поэтому Госстрой России с 1 января 2002 года ввел в действие изменение № 2 в СНиП 2.04.07-86 (п. 7.46), в котором рекомендуется: «при бесканальной прокладке тепловых сетей следует преимущественно применять предварительно изолированные в заводских условиях трубы с пенополиуретановой (по ГОСТ 30732-2001) тепловой изоляцией. Трубопроводы тепловых сетей из труб с пенополиуретановой тепловой изоляцией в полиэтиленовой защитной оболочке должны быть снабжены системой дистанционного контроля состояния влажности пенополиуретана».

За последние 7–8 лет в различных регионах России построено более 50 крупных, средних и мелких цехов и заводов по выпуску предварительно изолированных труб. Эти предприятия оснащены различным по качеству оборудованием, и степень подготовки персонала также существенно отличается. Однако уже сегодня можно говорить о начале создания в России новой передовой отрасли промышленности.

Общая мощность предприятий, выпускающих как прямые трубы, так и комплектующие фасонные изделия, составляют более 2 000 км в год. К сожалению, потенциал большинства предприятий используется всего на 20–30%, что во многом объясняется несколько более высокой первоначальной ценой новой продукции по сравнению с традиционной, а также консерватизмом российским строителей. Однако более низкая долговечность существующих тепловых сетей перекрывает экономию на стадии приобретения материалов.

Кроме того, внедрение новых конструкций трубопроводов с ППУ-изоляцией до настоящего времени сдерживалось отсутствием государственных нормативных документов в этой области, а именно: ГОСТов, СНиПов и т. д., учитывающих специфику нового направления в строительстве тепловых сетей, а также профессиональную неподготовленность проектировщиков и строителей.

Сейчас это положение меняется. Для решения задач по преодолению системного кризиса в теплоснабжении и главным образом для совершенствования и повышения надежности тепловых сетей, для координации работ по инициативе Правительства Москвы, Госстроя России, РАО «ЕЭС России», ЗАО «МосФлоулайн», Корпорации «ТВЭЛ» (г. Санкт-Петербург) и ряда других организаций в 1999 году была создана Ассоциация производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией.

Основной задачей Ассоциации является осуществление единой технической политики при производстве и применении индустриальных теплоизолированных труб, повышение их качества, координация деятельности организаций, производящих и потребляющих теплоизолированные пенополиуретаном трубы, разработка единой нормативной базы (СНиПы, ГОСТы, СП и др.), поддержка отечественных производителей сырья и готовой продукции, пропаганда достижений в данной области.

В настоящее время Ассоциацией разработан и утвержден Госстроем России (постановление от 12 марта 2001 года № 19) первый межгосударственный стандарт ГОСТ 30732-2001 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. Технические условия». Этот стандарт введен в действие с 1 июля 2001 года.

Кроме того, членом Ассоциации – НТП «Трубопровод» – разработаны и утверждены Госгортехнадзором РФ РД 10-400-01 «Нормы расчета прочности трубопроводов тепловых сетей», введенные в действие с 1 апреля 2001 года. Это важнейший документ для проектирования тепловых сетей, в частности, по новой технологии. Сейчас идет разработка целого пакета нормативной документации: свода правил по проектированию и монтажу, новой редакции СНиПа 2.04.03-86 на тепловые сети и т. д. Для финансирования этих работ в Ассоциации создан целевой фонд, в работе которого могут принять участие все заинтересованные организации.

Широко организована учеба проектировщиков и строителей тепловых сетей на базе членов Ассоциации: за 2001 год прошло обучение более 500 человек. Проводятся семинары и конференции. Члены Ассоциации принимают активное участие в выставках, посвященных энергосбережению.

Предприятия, производящие трубы с ППУ-изоляцией, расположены в различных регионах России с севера до юга и с запада до востока: гг. Вологда, Санкт-Петербург, Псков, Ростов-на-Дону, Богульма, Салават, Пермская область, Омск, Магнитогорск, Тобольск, Иркутск, Тюмень, Сургут, Нижний Новгород, Оренбург, Иваново, Волжский и, конечно же, Москва и Московская область, где сосредоточено 12 предприятий этого профиля.

Научное и проектное обеспечение нового направления в теплоснабжении обеспечивается крупнейшими институтами – членами Ассоциации: НИИМосстрой, ВНИПИЭнергопром, Мосинжпроект, Полимерсинтез, ВНИИСТ и другими организациями.

Тесная координация осуществляется с Российской ассоциацией «Коммунальная энергетика» и Национальным Союзом предприятий жилищно-коммунальной отрасли (членами нашей Ассоциации). Поддержка в обеспечении сырьем – компонентами ППУ оказывается НПП «Изолан», ЗАО «Блок-форм» и иностранными членами Ассоциации – фирмами «Хантсман Полиуретаны» и «ДАУ Кемикал».

Несмотря на существенные достижения в новой области за последние годы, внедрение современных и теплосберегающих конструкций трубопроводов идет медленно. Это объясняется следующими причинами, которые необходимо преодолеть в ближайшее время. Прежде всего, отсутствием экономических стимулов в энергосбережении и, в частности, в прокладке надежных и долговечных тепловых сетей и вследствие этого отсутствием заинтересованности как у производителей тепла, так и организаций, отвечающих за его транспорт к потребителю.

В связи с ограниченностью средств основные инвестиции должны направляться не только на внедрение контрольно-измерительной аппаратуры, но и на строительство, реконструкцию и ремонт тепловых сетей. Таким образом, мы сохраним тепло, транспортируя его от производителя к потребителю.

Существенных успехов в применении новых конструкций теплопроводов добились те регионы, где вышли соответствующие директивы и постановления местных администраций (Москва, г. Вологда, Татарстан, Тюменская область, Ханты-Мансийский автономный округ и др.). На данном этапе в России это необходимо. Для успешного внедрения в практику строительства тепловых сетей конструкций «труба в трубе» с ППУ-изоляцией, относящихся к сфере высоких технологий в строительстве, следует лицензировать и сертифицировать все виды деятельности, относящиеся к этой области (производство труб, строительство с заделкой стыков, эксплуатация).

Этим проблемным вопросам была посвящена конференция, организованная Ассоциацией 15–16 января с. г.

Заместитель начальника Управления инженерной инфраструктуры Госстроя России И. Р. Шарипов отметил, что в работах по реформированию и модернизации ЖКХ одно из основных мест занимают тепловые сети – запланировано заменить тысячи километров сетей.

«Именно тепловые сети являются самым слабым элементом в системе теплоснабжения», – подчеркнул в своем выступлении главный редактор журнала «Новости теплоснабжения» В. Г. Семенов. Он также отметил, что при проведении работ по модернизации тепловых сетей необходимо применять современные конструкции трубопроводов в ППУ-изоляции, но необходим жесткий контроль как качества трубопроводов, так и качества монтажа – и то и другое часто оставляет желать лучшего.

Главный инженер филиала Мосэнерго «Тепловые сети» В. М. Липовских поделился опытом эксплуатации трубопроводов в ППУ-изоляции. Особенности предварительно изолированных трубопроводов требуют соответствующих организационных и технических решений. Все трубопроводы с ППУ-изоляцией в обязательном порядке прокладываются с системами ОДК, а чтобы обеспечить беспристрастный контроль ППУ-изоляции, его ведут сторонние организации. Оперативное устранение повреждений на оболочке позволяет впоследствии избежать замены значительных участков трубопровода. Налажен строгий контроль за жесткостью сетевой воды и содержанием кислорода, что позволило снизить повреждаемость от внутренней коррозии. Имеется опыт прокладки трубопровода по дну обводного канала и в условиях сложной геоподосновы. В. М. Липовских отметил, что другой альтернативы трубопроводам в ППУ-изоляции на сегодня нет, но только с системами ОДК, и необходима 100% комплектация фасонными изделиями. В итоге все участники конференции были единодушны в одном – выход из кризиса теплоснабжения в России лежит в массовом применении труб с пенополиуретановой тепловой изоляцией в практике строительства тепловых сетей.

Важность и необходимость реформирования и модернизации системы теплоснабжения и, в частности, тепловых сетей отражена в Целевой программе Правительства РФ «Энергоэффективная экономика» в разделе «Реформирование и модернизация жилищно-коммунального комплекса Российской Федерации», а также в национальном докладе «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса», подготовленном Минпромнаукой в 2001 году в рамках проекта ООН «Создание условий для сокращения основных барьеров на пути энергоэффективности в российском жилищном хозяйстве и теплоснабжении».

В национальном докладе предлагается разработать закон «О теплоснабжении», ввести экономическую ответственность за качество теплоснабжения, создать государственную программу повышения надежности тепловых сетей.

Все это позволит вывести теплоснабжение в России из кризиса.

Уместно было бы закончить статью словами заместителя председателя Госстроя России Л. Н. Чернышева: «Каждый год мы должны перекладывать до 10% подземных трубопроводов, а на самом деле перекладываем не более 1–2%. Это привело к их физическому износу до 70%. Именно по этой причине специалисты и политики, в том числе Президент, говорят о возможности коммунальной катастрофы в ближайшие годы. Выход, безусловно, есть – это переход на применение труб с пенополиуретановой изоляцией» (газета «Энергопрогресс», 2001, май).