Технико-зкономическая оценка состояния коммунальных сетей

Параметрами технико-экономической оценки состояния сетей и отдельных ее участков могут служить:

• • частота аварий, или поток отказов на сети;
• • объем скрытых утечек;
• • снижение пропускной способности участков трубопроводов;
• • увеличение затрат электроэнергии на транспортирование воды;
• • интенсивность восстановительных ремонтов;
• • объемы затрат на планово-восстановительный и аварийный ремонты.

Высокая степень износа сетей и оборудования обусловливает большое количество аварий на сети, значительные объемы потерь и утечек воды. Неудовлетворительное состояние коммунальных сетей приводит к аварийности и высоким затратам на ликвидацию аварий.

Утечки воды из водопроводной сети складываются из видимых утечек через водоразборные колонки, уплотнения сетевой арматуры, потерь воды при авариях и ремонте трубопроводов, арматуры и сооружений; скрытых утечек из водопроводной сети и емкостных сооружений. Сложнее всего определить размер скрытых утечек из водопроводной сети и емкостных сооружений. Объемы скрытых утечек зависят от состояния сети, возраста и материала груб, грунтовых, климатических и ряда других местных условий и составляют от 75 до 90% от общего объема потерь воды в наружных водопроводных сетях. Удельные расходы скрытых утечек (выражаются в м³/сут на 1 км сети или на одного жителя) индивидуальны для каждой системы водоснабжения и устанавливаются экспериментальным путем. Способы определения объемов скрытых утечек на участках водопроводной сети, а следовательно, наиболее изношенных ее участков, изложены в «Методике определения неучтенных расходов и потерь воды в системах коммунального водоснабжения»^[1]. Величина скрытых утечек в водопроводной сети Санкт-Петербурга колебалась в пределах 6—12% от общей подачи в зависимости от состояния водопроводных труб и интенсивности проведения работ по их ремонту (рис. 1.9), а удельная величина скрытых утечек составляла 29,2—35,3 м³/сут на 1 км сети.

Рис. 1.9. Структура потерь воды в водопроводной сети Санкт-

Петербурга:

• 1 — скрытые утечки; 2 — утечки при авариях и повреждениях; 3 — утечки через водоразборные колонки; 4 — утечки через уплотнения арматуры;
• 5 — потери воды за счет естественной убыли

На рис. 1.10 приведены данные Международной ассоциации водоснабжения (IWA) по объемам неучтенных расходов и потерь воды в водопроводной сети ряда зарубежных и отечественных городов. Как видно из рисунка, данные, полученные в результате исследований систем водоснабжения городов Российской Федерации (27—16,3%), не сильно отличаются от данных для зарубежных городов, где сети находятся в значительно лучшем состоянии. Так, например, в некоторых городых Швеции утечки воды из водопроводной сети составляют 20—21% от ее подачи, в Дании — 18%, в Финляндии — 15—21%. Это объясняется тем, что не всегда технически возможно и экономически целесообразно снижение объема неучтенных расходов и потерь воды ниже 15%.

Рис. 1.10. Данные о величинах неучтенных расходов и потерь воды в водопроводной сети, % от общего водопотребления города Интенсивность аварий на сетях (как и объем утечек) зависит от степени изношенности сети. Как показывает анализ эксплуатационных данных, объем потерь воды из городских водопроводных сетей прямо связан с числом аварий на них. В качестве примера на рис. 1.11 показано изменение объема неучтенных расходов и потерь воды, а также аварий на водопроводной распределительной сети Санкт-Петербурга за период 1995—2004 гг.

Интенсивность аварий на участке сети принято выражать потоком отказов:

где /₍₎ — поток отказов на участке сети в год; М_л — число аварий на сети в год; L — общая протяженность участка сети, км.

Поток отказов водопроводной распределительной сети Санкт-Петербурга за период 2007—2015 гг. сократился с 0,37 до 0,24 в год км, средняя величина этого показателя по России составляет 0,57, а в Европе — 0,12—0,14 1/год км.

Сокращение объема потерь и утечек воды достигается, в частности, повышением интенсивности проведения ремонтов сети (рис. 1.12). Вид зависимости величин утечек от интенсивности капитального ремонта на сетях индивидуален для каждой системы. Для водопроводных сетей Санкт-Петербурга эта зависимость (за 2001—2004 гг.) показана на рис. 1.13.

Рис. 1.11. Изменение объема неучтенных расходов, потерь воды и аварий на водопроводной распределительной сети Санкт-.

Петербурга.

Рис. 1.12. Общий вид зависимости величины утечек от доли капитально отремонтированных водопроводных сетей:

1 — частота появления утечек, % от общей подачи; 2 — интенсивность восстановления сети, % от общей протяженности.

Интенсивность ремонтов на сети в год, /-_рем/L_{o (mV} %

Рис. 1.13. Зависимость между интенсивностью ремонтов и объемом скрытых утечек на водопроводной сети Санкт-Петербурга

Зависимость (см. рис. 1.13) можно использовать для оценки и прогнозирования общего объема скрытых утечек воды из водопроводной сети Санкт-Петербурга при определенном (фактическом или планируемом) уровне интенсивности капитального ремонта сети. Эта зависимость имеет вид.

где /_р = ^рем/^общ ^— интенсивность ремонтов на сети в год, %; 1,_к._м — длина отремонтированных участков сети, км/год; 1_()бщ — общая протяженность сети, км.

Очевидно, что при малой интенсивности планового восстановления водопроводных сетей поток аварий и, соответственно, стоимость аварийно-восстановительного ремонта будут со временем возрастать, а система трубопроводов через некоторое время полностью выйдет из строя.

Эффективность восстановительного ремонта иллюстрируется рис. 1.14. График имеет две зоны — А и Б. В зоне, А затраты на ликвидацию аварий превышают затраты на плановый восстановительный ремонт трубопроводов (З_ар > З_вр). Это, в частности, обусловлено значительным физическим износом сетей и большим количеством аварий на них. В зоне Б, наоборот, затраты на плановый восстановительный ремонт трубопроводов превышают затраты на ликвидацию аварий (З_вр > З_ар). Это приводит к снижению потока аварий, стоимости аварийных ремонтов и повышению надежности работы сети.

Рис. 1.14. Эффективность проведения восстановительного ремонта.

водопроводной сети:

1 — затраты на ликвидацию аварий: 2 — затраты на восстановление сети Удельные затраты на аварийный ремонт трубопровода (в расчете на 1 йог. м), как правило, больше удельных затрат на проведение иланово-восстановительного ремонта сети. Поэтому при проведении последнего можно получить определенный экономический эффект:

где Э — экономическая эффективность проведения планово-восстановительных ремонтов; З_ар и З_вр — удельные затраты соответственно на аварийный и планово-восстановительный ремонты на 1 км участка сети; L — длина участка восстанавливаемой сети; Д<7_пот — снижение объема потерь и скрытых утечек воды на данном участке в результате проведения планово-восстановительного ремонта; С_т — отпускная цена на водопроводную воду; AQ и AW — соответственно повышение производительности и снижение затрат электроэнергии на транспортирование воды после ремонта участка сети; С_э — стоимость электроэнергии.

В первую очередь в восстановительных ремонтах нуждаются наиболее изношенные участки трубопроводов, где велики утечки воды, и участки, где расходы на эксплуатацию сети максимальны.

• [1] Методика определения неучтенных расходов и потерь воды в системах коммунального водоснабжения: утв. приказом Минпромэнерго РФ от 20 декабря2004 г. № 172 / Ф. В. Кармазинов [и др.|. М.: Росстрой РФ, 2004.