Водопотребелние в системе производственного потребления

Система водоснабжения рассчитана на забор, очистку и подачу потребителям до 400 тыс. м3 в сутки. Однако в настоящее время система работает в форсированном режиме с производительностью до 620 тыс. м3/сутки. Мощностей ОСВ недостаточно, это значительно усложняет процесс очистки, нарушает работу насосных станций, чрезвычайно усложняет регулирование гидравлической работы сети водоснабжения города.

Существующая разводящая сеть в целом обеспечивает подачу и распределение воды потребителям, так как она имеет некоторый запас по пропускной способности вследствие снижения потребления воды промышленностью. Однако состояние вышеуказанных сетей и сооружений системы водоснабжения неудовлетворительное. Всё это осложняется сложным рельефом г. Ростова-на-Дону, что приводит к возникновению многочисленных воздушных пробок и участков с повышенным давлением в сети. Необходимо учитывать, что ВНС г. Ростова-на-Дону не оборудованы частно-регулируемыми приводами и устройствами плавного пуска. Поэтому включение и выключение насосов на изношенную сеть, проложенную по пересечённой местности, способствует возникновению сильных гидравлических ударов.

Наиболее эффективными мероприятиями, позволяющими изменить динамику аварийных ситуаций, должны стать работы по регулированию работы системы водоснабжения г. Ростова-на-Дону. Аналогичные работы, выполненные в Москве, Санкт- Петербурге,  Ленинградской и Ростовской областях  позволили сократить количество аварий, увеличить рабочее давление в сети на 8-15% без увеличения потребления электроэнергии и в этом  плане особую значимость приобретает техническая оценка и обоснование потребности запорно-регулирующей арматуры и оборудования.

Согласно этой модели в настоящее время водопроводные сети г. Ростова-на-Дону можно разбить на 4 группы водоводов:

- магистральные водоводы;

-магистральные сети;

-внутриквартальные сети;

-домовые водопроводные сети;

Группа магистральных водоводов решает задачи по транспортировке питьевой воды от очистных сооружений водопровода до всех районов города. Так как наиболее крупные очистные сооружения водопровода находятся в пос. Александровка,  то приходится транспортировать воду до 40 км с запада на восток  и до 15км с юга на север. Вследствие чего, водоводам приходится пересекать все многочисленные балки на территории города.  При этом перепад высот достигает до 80-90м. Воздух, скапливающийся в верхних точках водоводов и местах перегибов трубопроводов, способствует возникновению гидравлических  ударов на сетях города. Исследованиями установлено,  что на городских сетях избыточное давления превышает в 6-7 исходное рабочее давление. Кроме того, становится крайне неравномерной подача и распределение  воды в наиболее удалённых от очистных сооружений районах.

Осмотр водоводов и съём манометрического давления в контрольных  точках показал, что многие водоводы имеют значительные воздушные пробки, а существующие вантузы не справляются с объёмом выделяемого из воды воздуха.  Имеется  ряд районов, где водоснабжение осуществляется по тупиковой схеме без крупных водопотребителей в конечных точках, что также способствует накоплению воздуха в трубопроводах.  

Следует обратить внимание, что работы по регулировке гидравлического режима взаимосвязаны с целым рядом факторов и в целом могут быть разделены на 4 крупных группы:

- установка вантузов для автоматического выпуска и впуска воздуха;

- установка регуляторов давления;

- установка частотно- регулируемых приводов на насосных станциях;

- замена технологического оборудования  для обеспечения возможности проведения работ по регулировке работы сети;

Ниже рассмотрены вопросы по определению потребностей соответствующей специальной арматуры и оборудования.  В специальной литературе приводятся данные по успешному применению вантузов на горизонтальных участках на расстоянии всего лишь  в 500м друг от друга. Однако, учитывая финансовые и технические возможности, а также существующий рельеф местности, считаем более целесообразным располагать вантузы на участках, имеющих резкие перепады высот и резкие переломы. Следует устанавливать вантузы не только в конечных точках, но и в начале длинных горизонтальных участков для ликвидации слоя воздуха в верхней части трубы по всей длине трубопроводов. Особое внимание следует уделить Пулковскому водоводу, техническому водоводу на ТЭЦ-2, техническим водоводам  к Центральным и Александровским сооружениям водопровода, Шолоховскому, Селивановскому, Атомкотломашевскому, Неклиновскому водоводам. Среди крупных разводящих магистральных сетей следует обратить особое внимание  на водовод по ул. Портовой, по ул. Толмачёва, разводящим сетям от насосной станции «Восточная» к сторону пос. Камышеваха и пос. Ковалёвка, Новый и Старый Восточный водоводы.

Учитывая, что вантузы значительно сокращают величины вакуума возникающего при опорожнении трубопроводов. Отмечено, что возникновение вакуума в трубопроводах даже более опасно для целостности трубопроводов, так как на трубопровод начинают действовать совместно два сжимающих усилия. Кроме этого, вакуум в трубопроводе сильно осложняет производство газо-резочных работ, описаны несчастные случаи, вплоть до смертельных, вызванных вакуумом в трубопроводе.

Установка автоматических вантузов для выпуска  и впуска позволяют сокращать время опорожнения трубопроводов и выходить на нормативные сроки в 2-4 часа. Устраняются воздушные подушки, периодические  срывы которых препятствуют проведению ремонтных работ, а на больших диаметрах представляют опасность для работающих бригад АВР. Опыт работ служб ПП «Водопровод» на водоводах большого диаметра г. Ростова-на-Дону полностью это подтверждает.

Районными службами были проведены работы по подготовке  данных для гидравлического расчёта вантузов на сетях г. Ростова-на-Дону силами специализированной фирмы «Грейс» г. Санкт-Петербург. Результаты расчётов указали на необходимость установки вантузов большой производительности (до 300 мм), что значительное превышает сортамент выпускаемых в стране вантузов (серийное производство 50 и 100мм, по специальным заказам до 150мм). С учётом этого ставится вопрос о приобретении импортных вантузов, так как номенклатура их более значительна. Данные вантузы нашли широкое применение в  г.г. Санкт-Петербург и  Москва.

Установки вантузов в этих городах позволили  повысить давление в сети на 10-18% без увеличения расходов электроэнергии. Это обеспечило  применение частотно-регулируемых приводов на ВНС обслуживающих участки, имеющие достаточный напор и подняло давление в районах с пониженным давлением. Для г. Ростова-на-Дону достижение аналогичных результатов позволило бы ликвидировать многочисленные жалобы жителей на отсутствие воды на верхних этажах 5-ти этажных  домов.

При разработке программы установки регулирующей арматуры для создания оптимального технологического режима работы сетей водоснабжения г. Ростова-на-Дону проводился анализ работы силами районных участков по эксплуатации водопроводных сетей. Основное количество аварий происходят на разводящих сетях, что вызывает нарушение водоснабжения города. В первую очередь рассмотрены Пулковский, Октябрьский, Шолоховский, Селивановский, Атомкотломашевский, Неклиновский, Северный, Восточный Старый и Новый водоводы, а также технический водовод на ТЭЦ-2 и технический водовод  к Центральным сооружениям водопровода. Среди крупных разводящих магистральных сетей обследованы магистрали  по ул. Портовой, по ул. Толмачёва, разводящие сети от насосной станции «Восточная» к сторону пос. Камышеваха и пос. Ковалёвка.  Далее рассмотрим более подробно каждый водовод.

На всём протяжении с востока на запад имеются многочисленные застройки, расположенные на склонах к реке Дон. Часть города Ростова-на-Дону располагается на пониженных местах относительно центральной части. Кроме того, город разрезан рекой Темерник и  многочисленными балками, имеющими значительные перепады высот. Этим объясняется  повышенное давление в сети в данных районах. Имеются районы частной одноэтажной застройки, которые непосредственно примыкают к высотным микрорайонам, что вызывает аналогичную проблему.  Кроме того, многие потребители подключены к высоконапорным трубопроводам в непосредственной близости от насосных станций, что приводит к избыточному давлению в этих сетях. Отмечаются многочисленные случаи порывов на внутридомовых системах и санитарно-технических устройствах  вследствие избыточного давления в подводящих инженерных коммуникациях. Помимо роста аварий и утечек, это приводит к неоправданно высоким расходам воды потребителями, что весьма ощутимо вследствие общего дефицита питьевой воды в г. Ростове-на-Дону. Применение регуляторов давления позволяет избежать данных проблем. Применение регуляторов давления в г. Москве позволило не только ликвидировать порывы на сетях вследствие избыточного давления, но и сократило потребление воды на 8%, что обеспечило быструю окупаемость установки регуляторов давления.

Наличие многочисленных участок с повышенным давлением в сети вынуждает на сегодняшний день осуществлять регулировку давления путём максимально возможного закрытия задвижек на трубопроводах подающих воду в данные зоны. Материалы проработок по установке регуляторов давления  выполненные силами специалистов МУП ПО «Водоканал» прилагаются. При этом необходимо учитывать, что регуляторы давления диаметром более 150 мм отечественной промышленностью не выпускаются. Ввиду этого планируется установка регуляторов давления импортного производства .

Установка специальной арматуры на сетях города будет особенно эффективна при проведении в комплексе с ними  работ по установке частотно-регулируемых приводов на водопроводных насосных станциях  III, IV и V подъёмов. Опытная  установка частотно-регулируемого привода на ВНС V подъёма  (домовая водопроводная станция  подкачки по ул. Черепахина)  позволила получить экономию электроэнергии до 30-40%, что позволило достигнуть полную окупаемость  установленного оборудования за 6 месяцев. Аналогичная  установка частотно-регулируемого привода на ВНС III подъёма  «Октябрьская» позволила получить экономию электроэнергии до 40-50%. В обоих случаях улучшился гидравлический режим работы присоединённых к ним водопроводных сетей. Следует отметить, что проблема сокращения электроэнергии в нашем регионе так же чрезвычайно актуальна. Расчёты показывают, что при годовом потреблении насосной станции электроэнергии в 8,45 млн. кВт.часов,  экономия электроэнергии составляет до 1,7 млн. кВт.часов., что составляет более 20%.  Окупаемость установки регулируемых приводов по расчётам в этом случае составляет от 2,7 лет  до 5,2 лет. Фактически же затраты окупятся ёще быстрей, так как в расчёты не включены экономия электроэнергии, возникающая вследствие снижения водопотребления в течение суток. Фактические данные по ВНС «Октябрьская» показывают, что данная величина  также может достигать 20-30%. Полный комплект документов по установке частотно-регулируемых приводов на ВНС прилагается.

Данный вопрос подробно освещён в технико-экономическом обосновании экономической эффективности установки частотно-регулируемых  приводов на насосных станциях  водопровода и канализации МУП ПО «Водоканал» выполненной в декабре 2000г. специалистами МУП ПО «Водоканал». Данная работа была выполнена в связи с рассмотрением специалистами МУП ПО «Водоканал» разработанной  институтом Северо-Какакзским «Гипрокоммунводоканал» проектно-сметной документации и возникновением ряда спорных вопросов. в результате получены данные по эффективности применения частотно-регулируемых приводов, уточняющие данные проектного института.

Именно по этому вследствие недостаточной технической оснащённости ВНС приборами учёта расхода воды и контрольно-измерительной аппаратуры не всегда становится возможным нормальное функционирование оборудования  и резко осложняется регулирование гидравлической работы сети. Отсутствие достоверной информации приводит к нарушению водоснабжения потребителей, так работы по гидравлической регулировке сети в отдельных районах города длятся до 1,5-2 месяцев, что отрывает силы эксплуатирующих  подразделений. Не всегда хватает информации для разработки высокоэффективных  мероприятий по регулировке гидравлического режима сети, для работ по энергосбережению.

Учитывая вышеизложенное, считаем необходимым принять меры к установке дополнительной контрольно-измерительного оборудования на насосных агрегатах, а также установке счётчиков расходов на всех насосных станциях II подъёма.

Следует проработать вопросы по установке оборудования по плавному пуску  двигателей насосов на ВНС и КНС. Этим  будет обеспечена плавность подъёма давления в трубопроводах  и сократится расход электроэнергии. Это значительно увеличивает срок работы   электродвигателей при сравнительно небольших финансовых затратах. 

В настоящее время в МУП ПО «Водоканал»  производится ряд структурных изменений.  Одним из мероприятий  является реорганизация  ПП «Водопровод» с целью внедрения более эффективной внутренней структуры предприятия  и разбивкой системы   водоснабжения на технологические комплексы, обеспечивающие эффективное управление всем комплексом забора, очистки и транспортировки воды потребителям.  Так городские сети  водоснабжения и насосные станции предлагается разделить на 4 зоны водоснабжения: Восточную, Центральную, Западную и Северную. Предусматривается установка счётчиков расхода воды на всех насосных станциях II подъёма, а также на границах зон для учёта потреблённой каждой зоной воды.  Одной из  особенностей данной схемы будет единая гидравлическая схема работы каждой зоны. Тем самым будет устранено отрицательное влияние действий  эксплуатирующих служб одного района на режим работы другого района.

Дополнительным технологическим оборудованием предлагается оснастить все насосныё станции III и IV  подъёмов, а также установить их на границах зон водоснабжения.

Предложенные варианты практически не имеют альтернативы, так как они обусловлены жесткими требования по местам установки специальной регулирующей арматуры. Однако учитывая значительные материальные затраты связанные с их реализацией необходимо специалистами МУП ПО «Водоканал» предложена очерёдность их реализации. При этом необходимо будет откорректировать предложенные документы, так как при расчётах источниками финансирования были приняты областной и городской бюджет и объёмы финансирования окончательно ещё не утверждены.

2.ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РЕФОРМИРОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МУП ПО «ВОДОКАНАЛ».

2.1. Формирование и рыночное развитие системы платежей в разрезе отдельных компонентов окружающей среды.

       Вся производственная инфраструктура анализируемого муниципального унитарного предприятия в ходе рыночной системы платежей, дифференцируется на два огромных блока природоохранного направления, которые тесно вписываются в саму морфологию производственного  объединения, в структуру его отдельных подразделений  и является базовыми сегментами для ориентации в ходе формирования и динамизма развития всей платежеопределяющей структуры.