Планування робіт з капітального ремонту та реконструкції на теплових мережах
Р.Ю. Рожков, заступник головного інженера,
А.І.Хейфец, заступник головного інженера,
Підприємство «Теплова мережа» філії «Невський» ВАТ «ТГК-1»;
В.В. Хотяков, провідний спеціаліст відділу програмування,
000 «Системи ефективного теплопостачання», м.Санкт-Петербург
Описана в цій статті методика планування капітальних ремонтних робіт на теплових мережах була розроблена для Підприємства «Теплова мережа» філії «Невський» ВАТ «ТГК-1». Потреба в її розробці в значній мірі була обумовлена сьогоднішнім фізичним станом теплових мереж цього підприємства і неефективністю склалася раніше системи вибору ділянок реконструкції.
Підприємство «Теплова мережа» філії «Невський» ВАТ «ТГК-1» (далі Підприємство) обслуговує в Санкт-Петербурзі і Ленінградській області понад 800 км трубопроводів (в однотрубному обчисленні) із середнім діаметром 500-600 мм. При цьому трубопроводи теплових мереж підземної прокладки складають 90% від їх загальної протяжності. Це означає, що велика частина трубопроводів недоступна для візуально-вимірювального контролю їх технічного стану.
У цих умовах планування робіт з реконструкції та капітального ремонту на найближчу перспективу (наступний рік) передбачає вирішення оптимізаційної задачі, яка полягає в наступному: спрямувати виділені теплопостачальної організації кошти на реконструкцію тих ділянок теплопроводів, які на даний момент найбільш гостро потребують заміни. Але як виділити ці ділянки із загального обсягу теплових мереж?
Складність вирішення цього завдання обумовлена тим, що при визначенні черговості реконструкції теплових мереж теплопостачальної організації необхідно керуватися безліччю факторів, в більшості своїй не піддаються чисельної оцінки.
У той же час, з достатнім ступенем вірогідності оцінити фізичний знос трубопроводів можна і за непрямими ознаками, таким як: термін служби; питома пошкоджуваність; наявність шкідливих факторів, що сприяють прискореному корозійного зносу.
Таким чином, приймаючи рішення про черговість виведення ділянки теплових мереж в капітальний ремонт, необхідно керуватися багатьма різнорідними чинниками, методики чисельної оцінки яких відсутні.
Прагнення в найкоротші терміни вирішити поставлену перед ВАТ «ТГК-1» завдання кардинального підвищення надійності системи теплопостачання м Санкт-Петербурга призвело до усвідомлення необхідності розробки, на підставі всієї наявної інформаційної бази, такої методики складання щорічних програм реконструкції та капітального ремонту, яка забезпечила б максимальне підвищення ефективності використання виділених на ці цілі коштів.
Про розробленою методикою. перші результати
Результатом роботи технічних фахівців в цьому напрямку було створення методики, що дозволяє формалізувати й автоматизувати процес складання програм реконструкції та капітального ремонту теплових мереж. Суть цієї методики зводиться до розробки алгоритму, що дозволяє ранжувати всі ділянки
теплових мереж по якомусь критерію, який визначає актуальність виведення теплопроводу в ремонт: чим цей критерій вище, тим гостріше стоїть завдання його реконструкції.
Алгоритм розрахунку пропонованого критерію враховує дві групи факторів, перша з яких визначає експлуатаційний стан трубопроводів, а друга - значимість наслідків від можливих технологічних відмов при роботі в зимовий період.
До першої групи факторів відносяться:
1. Термін служби трубопроводів.
2. Питома пошкоджуваність трубопроводів.
3. Шкідливий вплив на тепломережа зовнішніх чинників, що прискорюють корозійний знос трубопроводів (в тому числі виявлених при діагностиці МНК).
4. Шкідливий вплив на трубопроводи агресивності мережної води, яка визначається станом водопідготовчих установок на теплоджерела, що постачає цю мережу.
5. Актуальність реконструкції цієї ділянки трубопроводу з метою збільшення його пропускної здатності відповідно до планів перспективного розвитку системи теплопостачання.
До другої групи чинників належать:
6. Технологічна значимість даної ділянки теплової мережі, яка безпосередньо пов'язана з величиною прогнозованого недоотпуск теплової енергії при аварійному усунення пошкодження на трубопроводі в зимовий період.
Для кожного з перерахованих вище факторів був визначений свій критерій чисельної оцінки (Ki), а підсумковий критерій актуальності виведення ділянки теплової мережі в ремонт (K # 931;) визначається як комбінація цих приватних критеріїв за формулою: 7
Для використання даної методики необхідно мати відповідну розрахункову модель теплових мереж, що складається з «елементарних» ділянок теплопроводів, в межах яких зберігаються постійними основні характеристики трубопроводів (рік останньої заміни, тип прокладки), витрата транспортується теплоносія, а також інші фактори, за якими здійснюється розрахунок критерію виведення ділянки в ремонт.
Для Підприємства реалізувати розроблену методику вдалося з використанням наявної геоінформаційної моделі теплових мереж. На її основі була створена і функціонує «Інформаційно-аналітична система визначення залишкового ресурсу трубопроводів» ( «ІАС ОРТ»), яка дозволяє автоматизувати процес складання щорічних програм реконструкції та капітального ремонту.
«ІАС ОРТ» використовує в своїй роботі велику кількість різнорідних даних:
• просторова модель теплових трас -становище ділянок трубопроводів на карті міста;
• основні характеристики трубопроводів (роки прокладки, діаметри, тип ізоляції, тип прокладки і ін.);
• інформація по виниклих дефектів на трубопроводах за останні кілька років;
• витрати теплоносія, що перекачується по кожній ділянці теплових мереж, для визначення їх технологічної значущості (з результатів гідравлічного розрахунку експлуатаційного режиму системи теплопостачання).
Всі ці дані введені в систему і за допомогою постійного режиму корекції і редагування, відповідно до змінами, що відбуваються, підтримуються актуальними і достовірними, що дуже важливо для процесів прийняття рішення. На рис. 2 наведено зовнішній вигляд програмної частини системи.
Крім вирішення цілої низки завдань «ІАС ОРТ», очевидна і автоматизація процесу складання щорічних програм реконструкції та капітального ремонту на її базі. Дійсно, велика кількість об'єктів, по кожному з яких необхідно ставити всі параметри, необхідні для реалізації методики, перетворюють розрахунок по виділенню ділянок, що вимагають першочергового виведення в капітальний ремонт, в заняття надмірно рутинне і вимагає великих тимчасових витрат.
Процес складання щорічних програм проходить за наступним сценарієм. Використовуючи введену інформацію і закладену методику, система розраховує значення чисельного критерію для кожного елемента просторової моделі. Потім, на основі додаткової інформації про загальний обсяг можливих ремонтів, мінімальної протяжності ділянок ремонту, відстаней між ділянками ремонту, відбувається об'єднання окремих елементів просторової моделі в ділянки ремонту. На рис. 3 наведено результат роботи в табличному і графічному вигляді. Перелік сформованих ділянок, при необхідності, може бути відредагований фахівцями і таким чином сформована остаточна програма реконструкції та капітального ремонту теплових мереж.
