Состояние трубопроводов системы ЖКХ пока что не находит эффективного разрешения – проблемы на некоторое время уходят из поля зрения средств массовой информации и внимания общественности до начала очередного отопительного сезона, после чего начинается вал информации о массовых прорывах теплотрасс и аварийных ситуациях во многих регионах страны. Утечки и неучтенные расходы воды в системах теплоснабжения составляют в среднем по России 15-20%, а тепловые потери достигают 30-50%. Вся эта расточительная и экономически абсурдная ситуация и состояние оплачиваются потребителями через завышенные тарифы и государством – за счет дотаций и межбюджетных трансфертов.

Протяженность сетей централизованного теплоснабжения в РФ составляет около 366 тыс. км в однотрубном исчислении и по данному показателю наша страна занимает первое место в мире. Трубопроводы разводящих сетей при этом составляют около 75-80%. К данной категории трубопроводов относятся трубы диаметрами ду 200-300 мм, оставшиеся трубы относятся к магистральным трубопроводам больших диаметров. Ситуация с техническим состоянием действующей системы теплоснабжения в нашей стране таков, что примерно 80% трубопроводов тепловых сетей превысили срок безаварийной службы, а более 30% находятся в аварийном состоянии и требуют срочного ремонта.

Основными причинами катастрофического состояния тепловых сетей признается массовое применение канальной прокладки трубопроводов и использование недолговечных теплоизоляционных материалов, не отвечающих современным требованиям к подобной продукции. Применяемая в данных устаревших технологиях гидроизоляция и теплоизоляционные материалы на волокнистой основе не защищают от увлажнения при длительной эксплуатации и от ухудшения теплофизических характеристик, прежде всего от увеличения коэффициента теплопроводности. Итог – ускорение процессов коррозии и разрушение трубопроводных коммуникаций раньше расчетного периода. Фактический срок службы таких трубопроводов для магистральных сетей составляет 12-15 лет, распределительных и квартальных сетей – 7-8 лет, сетей горячего водоснабжения – 3-5 лет, т.е. значительно ниже нормативных 25 лет.

При износе тепловых сетей в 60% количество аварий лавинообразно возрастает и в настоящее время удельная повреждаемость по регионам России составляет в среднем 1,8-2,2 на 1 км в год при допустимые 0,3. В Западной Европе этот показатель равен 0,1. Объем перекладки изношенных тепловых сетей не превышает 1,2% их общей протяженности и только в отдельных регионах составляет 1,8% при необходимости 4-5 и более в год.

Состояние тепловых сетей и трубопроводов ГВС.

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.

Отраслевые производственные мощности по современным трубам в ППУ изоляции.

Общая примерная мощность имеющихся производств составляет около 10 тыс. км в год как магистральных, так и разводящих трубопроводов (от 57 мм и ниже до 1200 мм). Однако из-за недостатка в финансировании строительства и ремонта тепловых сетей мощность предприятий используется в среднем на 30-60 % (с сезонными колебаниями, достигающими 5 – 7 раз). Начиная с 2000 года, периода массового перехода на применение труб в ППУ изоляции в среднем производится по 2-3 тысячи км труб ППУ для тепловых сетей отопления и горячего водоснабжения, что примерно в 10 раз меньше потребностей, учитывая ветхость и запущенность систем теплоснабжения в стране.

Количество производящих предизолированные трубы ППУ компаний в регионах страны динамично увеличивается. Причина – готовность нормативной базы, отвечающей современным европейским нормам по отношению к применению аналогичной трубной теплоизолированной продукции, комплексное создание в стране производителей оборудования, налаженное изготовление или импорт сырья и материалов для крупномасштабных производств с применением пенополиуретановых композиций и защитных покрытий трубопроводов. Работающие сегодня предприятия оснащены различным по качеству оборудованием и степень подготовки их персонала также существенно отличается. Однако уже сегодня можно говорить о начале создания в России новой передовой подотрасли промышленности. На конец 2008 года уже в 35 регионах страны работали более 80 предприятий, производящих трубы в ППУ изоляции.

Статистика производителей по регионам следующая:

• в Центральном округе примерно 35 предприятий (в Москве и Московской области – 25),
• в Северо-Западном регионе – 8 предприятий,
• в Поволжском, Уральском и Сибирском округах – по 9 предприятий (27),
• а в Южном ФО – 5 предприятий.

Нормативная база применения ППУ для теплоизоляции тепловых сетей.

Для обеспечения массового и качественного применения трубопроводов в ППУ изоляции в 1999 году была создана Ассоциация производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией, при активном участии которой был разработан основательный пакет нормативной документации, для работы над созданием которого привлекались многие ведущие отечественные специалисты и институты. За время действия Ассоциации были разработаны и приняты следующие нормативные документы:

• Межгосударственный стандарт ГОСТ 30732-2001 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке»;
• РД 10-400-01 «Нормы расчета прочность трубопроводов тепловых сетей»;
• СП 41-105-2002 «Проектирование и строительство тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке»;
• Компьютерные программы «СТАРТ»;
• СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети»;
• СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;
• СТ 4937-001-18929664-04 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана со стальным защитным покрытием»;
• СП 41-107-2004 «Проектирование и монтаж подземных трубопроводов горячего водоснабжения из труб ПЭ-С с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке» и др.

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

С января 2008 года введен в действие межгосударственный (национальный стандарт) ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой». Помимо этого Ассоциация объединяет производителей сырья, теплоизолированных ППУ трубопроводов и некоторые специализированные институты, что позволяет комплексно рассматривать проблему современной тепловой изоляции труб ППУ, обмениваясь опытом и учитывая недостатки и проблемы в процессе развития данной отрасли.

Передовой опыт внедрения ТГИ трубы ППУ.

Безусловным лидером в процессе модернизации тепловых сетей с применением трубы ППУ является Москва. Здесь сосредоточено примерно треть производственных мощностей (Москва и Московская область) данного способа теплоизоляции трубопроводов. Московская объединенная энергетическая компания (ОАО «МОЭК») проложила за 2005 – 2006 гг. 125 км тепловых сетей из стальных труб в ППУ изоляции и примерно 470 км теплосетей с применением гибкой трубы ППУ. В 2007 году произведена реконструкция 68 км сетей стальными трубопроводами и 191 км гибкими трубами ППУ изоляции. В 2007 году из общей протяженности теплотрасс на тот момент в 9830 км (2823 км магистральных и 7007 км разводящих в однотрубном исчислении) находилось в эксплуатации 13% стальных труб ппу и 11% гибких труб ппу, то есть примерно 2359 км. Общая протяженность сетей теплоснабжения и ГВС в Москве на конец 2008 года составила 10 405,192 км.

В 2008 году было внедрено 566,308 км новых труб ППУ, что дало дополнительно годовую экономию тепловой энергии в количестве 130,109 тыс. Гкал за счет снижения технологического расхода теплоносителя при передаче тепловой энергии. При этом внедрено 450 км трубопроводов из полимерных материалов и почти 107 км стальных труб в пенополиуретановой теплоизоляции, в том числе 9,6 км магистральных трубопроводов в пенополиуретановой изоляции диаметром больше 250 мм. В отопительный сезон 2008-2009 гг. (период с 1 октября по 1 марта) количество повреждений на тепловых сетях ОАО «МОЭК» снизилось по сравнению с таким же периодом отопительного сезона 2007-2008 г. более чем на 20%.

В 2009 году планируется реконструкция тепловых сетей с использованием труб в ППУ изоляции протяженностью 232,89 км. Обследование тепловых сетей ООО «Теплосеть сервис» показало, что за последние 9 лет количество повреждений тепловых сетей в г. Москве составило для труб с ППУ изоляцией около 0,01 на 1 км трассы в год, для прочих прокладок более 1,2, причем основные повреждения были связаны с механическими повреждениями при проведении земляных работ и разрушением элементов для подключения приборов СОДК - 62% и лишь 4% повреждений от внутренней коррозии и 0% от внешней.

Развитие технологии ППУ изоляции трубопроводов в России.

Технология ППУ изоляции трубопроводов модернизируется. Сегодня отечественные производители производят тепловую изоляцию пенополиуретаном не только стальные трубы, но и трубы полимерные, в том числе в бухтах, осуществляя непрерывную технологию заливки ППУ и изготовления одновременно с этим наружной полиэтиленовой защитной оболочки. Так, для сетей горячего водоснабжения и тепловых сетей с рабочей температурой до 95 гр.С и давления 1,0 МПа (10 атм.), прокладываемых бесканальным способом, широко применяются гибкие теплоизолированные пенополиуретаном теплостойкие полимерные трубы из сшитого полиэтилена. Срок службы данных трубопроводов превышает расчетное в 50 лет. Длина таких теплоизолированных труб в бухте может достигать при диаметре 40 мм – 250 метров, а при диаметре 160 мм – 70 метров.

Для эксплуатации тех же трубопроводов при температуре до 135 гр.С и давления до 16 атм. применяются гибкие гофрированные нержавеющие стальные трубы диаметром до 127 мм. К преимуществам гибких трубопроводов в ППУ изоляции относится малое количество фасонных изделий, требуемых для прокладки теплотрассы и ускорение монтажа труб. Резко снижается применение неподвижных опор, стыковых соединений, отводов и компенсаторов. Область применения гибких труб ППУ – внутриквартальные разводящие сети, протяженность которых значительно превосходит протяженность первичных магистральных сетей.

Преимущества технологии предизолированных пенополиуретаном трубопроводов.

Выход из создавшегося положения возможен, с точки зрения многих ведущих специалистов, занятых в отрасли и смежных проблемах (повышение энергоэффективности и пр.), путем массового внедрения при строительстве тепловых сетей систем предварительно изолированных трубопроводов бесканальной прокладки с пенополиуретановой 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:

• увеличить срок службы теплотрасс до 30-40 лет;
• снизить тепловые потери при транспортировке до 2%, что существенно сократит расход топлива и электроэнергии (при диаметре труб 1020 мм - 0,106% на 1 км сетей;
• при диаметре труб 530 мм 0,217% на 1 км сетей;
• при диаметре труб 219 мм 0,08% на 1 км сетей;
• падение температуры соответственно при 1020 мм — 0,05 С/км;
• при 530 мм — 0,12 С/км; при 219 мм — 0,46 С/км);
• снизить капитальные затраты на 15-20%, эксплуатационные в 9 раз, ремонтные в 3 раза;
• уменьшить время прокладки теплотрассы в 3-4 раза;
• исключить аварийность теплотрасс, благодаря обязательной установке системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением тепловой изоляции (СОДК).

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.

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».