10716

Таблица 2

Результаты испытаний показывают, что сжатие материалов приводит к уменьшению их коэффициентов теплопроводности. Если для наиболее лёгких материалов эта закономерность, объясняющаяся уменьшением конвекционной и, по-видимому, излучательной составляющих теплопередачи, хорошо известна, то для материалов с плотностью более 25 кг/м³ эта закономерность не так очевидна.

Полученные результаты нельзя интерпретировать как обоснование выгодности применения материалов в сжатом состоянии, т.к. по графикам видно, что снижение теплопроводности меньше, чем уменьшение толщины материала при сжатии. Это означает, что при одинаковой массе теплоизоляционного слоя его термическое сопротивление в несжатом состоянии будет больше, чем в сжатом.

Также результаты работы свидетельствуют о необходимости чёткого регламентирования условий определения коэффициента теплопроводности строительных материалов (с точки зрения степени сжатия образцов в приборе) в нормативных документах.

Литература

1.СП 23-101-2004 Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.

2.СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

3.ГОСТ 4640-2011 Вата минеральная. Технические условия.

4.ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме.

5.ГОСТ 31309-2005 Материалы строительные теплоизоляционные на основе минеральных волокон. Общие технические условия.

240

Бочкарев Е.А. Васильев А.Л.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД СКОРЫХ ФИЛЬТРОВ ВОДОПРОВОДНЫХ СТАНЦИЙ

При обработке воды на станциях водоподготовки, забираемой из поверхностных источников, образуется значительное количество загрязненных вод от промывки горизонтальных отстойников или осветлителей со слоем взвешенного осадка, и промывки скорых фильтров. Эти воды имеют высокие концентрации по взвешенным веществам, цветности, алюминию и иным загрязнениям. Сброс данных сточных вод на рельеф местности, либо в водоисточник приводит, к его загрязнению. Так как очистка воды поверхностных водоисточников, предназначенная для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения, осуществляется с применением химических реагентов, то вследствие ее очистки, после прохождения скорых фильтров, и промывная вода будет содержать нехарактерные для источника водоснабжения вещества, что приведет к нарушению процесса самоочищения водоемов и загрязнению окружающей среды.

Количество промывных вод скорых фильтров иногда достигает до 30 % от общей производительности очистных сооружений и более. Обработка промывных вод водоочистных станций, их утилизация и предотвращение экологического ущерба является актуальной задачей, решение которой для многих водопроводных станций представляет серьезную проблему. следствие чего, задача поиска ресурсосберегающих, экологически безопасных и экономически выгодных технологий очистки промывных вод и осадков водоочистных станций является особо актуальной [1].

В Нижегородской области данная проблема никак не решается. Сточные воды, образующиеся после промывки скорых фильтров на водопроводных станциях, сбрасываются на рельеф местности. Сброс этих вод в водоисточник или на выделенные участки рельефа местности, без какой-либо очистки, приводит к загрязнению окружающей среды. Это наносит экологический вред и приводит к выплатам больших штрафов.

Существует несколько способов решения этой проблемы: создание оборотного цикла повторного использования промывных вод, сброс промывных вод в коллектор хозяйственно-бытовой канализации.

Направление промывных вод в коллектор канализации увеличивает нагрузку и на них, расход многократно увеличивается, а, следовательно, необходимо производить замену коллекторов, а также увеличивается нагрузка и на очистные сооружения. Кроме этого, из-за того, что в

241

некоторых случаях водопроводные очистные сооружения находятся вне населенного пункта, то приходится далеко подводить коллектор с промывными водами до главного канализационного коллектора.

Анализ публикаций по проблеме очистки промывных вод показывает, что большинство технологий предусматривает возврат промывных вод в начало очистных сооружений («голову» процесса) с усреднением этих вод, и последующим отстаиванием.

Главным преимуществом данной технологии являются то, что вода после промывки фильтров, с последующей обработкой, возвращается обратно в начало очистных сооружений, в объеме равным 20-30% от общей их производительности, вследствие чего, из водоисточника забор воды уменьшится. Это, в свою очередь, снизит энергопотребление насосов на насосной станции первого подъема. Так же промывная вода после промывки фильтров содержит в себе коагулянт, и вследствие смешения ее

сисходной водой, поступающей на очистку в начало очистных сооружений, будет уменьшаться расход реагентов.

Самым эффективным и экономически выгодным способом обработки промывных вод является их повторное использование в системе водоподготовки, с отстаиванием этих вод и их последующем обеззараживанием, и подачей в начало водоочистной станции.

Этот метод обработки промывных вод выполняется поэтапно:

Вводу от промывки фильтров вводятся только флокулянт, так как вода уже прошла две ступени очистки, и в ней осталась часть вводимого ранее коагулянта, который способствует лучшему осаждению взвеси, выносимой из фильтров при промывке. Далее промывная вода направляется в песколовки, а затем в отстойники, для осаждения взвешенных веществ. Затем при необходимости может производиться обеззараживание промывной воды. Далее осветленная и обеззараженная вода направляется в самое начало очистных сооружений, где смешивается

сводой из водоисточника и проходит дальнейшую очистку.

Вслучае обеззараживания сточных вод скорых фильтров, в качестве реагента может быть использован озон. Он является сильным окислителем, и имеет некоторые преимущества, перед другими используемыми реагентами. Вследствие чего, за счет озонирования происходит быстрое и надежное обеззараживание промывных вод.

Доза озона обычно колеблется от 0,8 до 4 мг/л, в зависимости от качественных показателей воды. Для замера концентрации озона в воде и наблюдением за качественной стороной технологического процесса обработки промывной воды, применяется измерительная аппаратура.

Нами были проведены исследования по поиску оптимальной дозы озона и времени контакта озона с водой, на кафедре инженерноэкологических систем и технологий ННГАСУ на экспериментальной установке.

242

Была получена вода от водопроводной станции производительность 120000 м3/сутки, после промывки фильтров. В воду был введен флокулянт для осаждения взвешенных веществ, и затем осветленная вода была окислена озоно-воздушной смесью. Были получены следующие результаты после бактериологического анализа воды: при времени контакта осветленной воды с озоно-воздушной смесью в течение трех минут и подобранной дозе озона равной 4-5 мг/л, исходная вода на выходе не содержит в себе никаких бактерий и является полностью безопасной.

Полученные результаты позволяют осуществлять контакт озоновоздушной смеси и воды в технологическом трубопроводе, в котором вода после отстаивания, насосами перекачивается в начало очистных сооружений. Часть этого трубопровода заменяется на стойкий к озону материал, куда и производится ввод озоно-воздушной смеси. Рассчитать длину, на которую необходимо заменить трубопровод, позволяет математическая модель, которая учитывает время контакта воды с озоном.

Это позволяет отказаться от традиционных камер контактного озонирования, а в итоге сэкономить большие средства на проектировании и построении этой камеры, которая имеет большие размеры в плане.

Так как в настоящее время проектная производительность очистных сооружений, не соответствует действительной, реальная производительность на 20-25% меньше запроектированной, то при очистке исходной воды на водопроводных станциях задействована не вся мощь сооружений для синтеза озона. Вследствие этого, на этапе окисления, часть генераторов озона находятся без работы. Это позволяет без закупки нового оборудования, высвободить часть генераторов озона и производить синтез озоно-воздушной смеси для обеззараживания промывных вод скорых фильтров.

Утилизация промывных вод фильтров путем возврата ее в начало сооружений не нарушает процесса очистки воды. Внедрение предложенного метода обработки и утилизации промывных вод скорых фильтров в технологические схемы действующих водопроводных станций региона позволит исключить сброс в водные объекты промывных вод, содержащих нехарактерные для природных водоемов загрязнения [2]. Сократить объемы воды, используемые для собственных нужд водопроводных станций, что в свою очередь сокращает объемы речной воды, поступающей на очистку, и ведет к уменьшению подачи насосной станции первого подъема и экономии электроэнергии. Так же снизить потребление реагентов из реагентного хозяйства.

Литература 1. Ланге Л. Р., Дордии В. Д. Снижение расхода воды на собственные

нужды станций водоподготовки // Вестник СибГИУ. 2012. № 1. С. 57−59.

243

2. Максимова С.В., Пешева А.В., Зосуль О.И., Коева А.Ю., Настенко А.О. Очистка и утилизация промывных вод скорых фильтров водопроводных станций на реках западно - сибирской равнины // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 1.

Лагунова М.Г., Виноградов Д.С.

Открытое акционерное общество «Теплоэнерго», Акционерное общество «ИКС»

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА СТРОИТЕЛЬСТВА, РЕМОНТА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Строительство, реконструкция и ремонт и эксплуатация тепловых сетей (ТС) требуют от специалистов высокого профессионализма и ответственности, Сложившаяся в настоящее время ситуация в области управления ТС характеризуется как проблемная, что обусловлено не только существенным износом оборудования, недостатками финансирования и другими объективными факторами, но и недостаточной систематизацией и централизацией актуализированных сведений об объектах комплекса систем и коммуникаций, массива показателей состояния технологического оборудования ТС. Данные объекты требуют развернутой системы мониторинга, эффективность которого напрямую связана с оперативностью обработки и представления соответствующей информации.

Мониторинг развития систем теплоснабжения муниципальных образований должен осуществляется в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2010 г. N 190-ФЗ «О теплоснабжении». Целью проведения мониторинга ТС является совершенствование, развитие, обеспечение ее соответствия изменившимся условиям внешней среды [1].

К основным задачам мониторинга ТС можно отнести анализ: хода реализации; результативности; эффективности; степени влияния внешних условий. Кроме того, важной является оценочная функция и корректирующая функция, позволяющая уточнить цели и задачи последующей деятельности.

Поскольку под мониторингом понимается система сбора, регистрации, хранения и анализа ключевых параметров для вынесения суждения о состоянии объекта в целом, ключевые параметры мониторинга должны строго соответствовать требованиям актуальности и достоверности. На практике информация о техническом состоянии эксплуатируемых трубопроводов формируется, из паспортных данных, по

244

результатам регламентных обходов, сведений о смежных сетях, данных о предыдущих повреждениях, о типе и состоянии тепловой изоляции, исправности дренажной системы, предшествующих перекладок и т.п. На качество мониторинга прямо влияют применяемые методы диагностики

(Рис.1) [2,3,4].

Безусловно, система мониторинга должна объединять в себе все существующие методы наблюдения за ТС на территории города. Предприятия теплоэнергитического сектора таких городов, как Москва и Санкт-Петербург, имеют возможность применять все вышеперечисленные методы диагностики, но 98% работ по поддержанию надежности планируются на основании только двух методов: опрессовка повышенным давлением; тепловая аэросъемка в ИК-диапазоне. [5] Однако большинство предприятий не могут внедрять в свои системы мониторинга все существующие методы из-за недостатка трудовых и финансовых ресурсов. Эта проблема подчеркивает важность комплексного учета различных факторов при ведении мониторинга на территории города.

Необходимость автоматизации процессов подчеркивается реальной картиной состояния ТС, складывающейся из огромного количества разрозненных косвенных данных, поступающих из независимых источников. Совмещение паспортных характеристик объекта с данными мониторинга позволяют определить его истинное состояние, исключить ложную составляющую и принять оптимальное управленческое решение. Применение современных информационных технологий в такой системе должно обеспечить необходимую базу управленческих решений непосредственно в момент их принятия.

В настоящее время на предприятиях теплоснабжения, и других участников рынка строительства, существуют ГИС, включающие в себя, в первую очередь систему сбора данных и систему хранения, обработки и представления данных [5]. Они позволяют решить многие задачи систематизации данных, однако не дают достаточных инструментов для мониторинга и выдачи информации для принятия эффективных управленческих решений.

Главная причина заложена в отсутствии актуализации первичных данных, поскольку сбор информации производится одноразово, на первом этапе внедрения ГИС на предприятии. Кроме того, информация, вносимая в ГИС, не всегда проходит строгий контроль точности и достоверности. Наиболее ярко это видно на примере картографического материала. Если схемы ТС, в ГИС предприятия теплоснабжения будут точны, то смежные коммуникации, и зачастую, даже адресный план города могут быть устаревшими.

245

мониторинга состояния (технологического, технического, экономического) сетей.

Таким образом, при разработке специализированной ГИС для мониторинга эксплуатации, строительства и ремонта ТС необходим набор функций и инструментов, определяющих стоящие перед организацией конкретные задачи, обеспечивающих выработку специализированного решения и, кроме того, дающих возможность последующего расширения функционала. На основе анализа состояния действующих ТС, опыта планирования ремонтов и реконструкций, имеющего арсенала методов диагностики, можно сделать выводы:

1.Эксплуатационный мониторинг ТС требует системного внедрения на основе комплекса методов, позволяющих диагностировать состояние ТС, на необходимом уровне поддерживать надежность ТС, и одновременно изменять систему планирования и организации ремонтов, реконструкций, нового строительства.

2.Система мониторинга строительства, ремонта и эксплуатации ТС

должна:

- основываться на современных методах сбора, накопления и статистической обработки больших массивов информации.

-включать комплексную систему накопления наблюдений, оценки и прогноза состояния элементов ТС.

-использовать инструментарий современных ГИС технологий с учетом отраслевых особенностей.

3.Создание системы мониторинга ТС обеспечит:

-информационную поддержку принятия управленческих решений специалистами эксплуатационных и ремонтных служб.

-помощь в формировании политики организации в области обеспечения надежности ТС.

-планирование объемов ремонтных и строительных работ и оценку необходимых ресурсов.

-поиск дополнительных резервов для повышения ресурса и надежности эксплуатации ТС.

Литература

1.Российская Федерация. Законы. О теплоснабжении. Федеральный закон от 27.07.2010 № 190-ФЗ (ред. от 25.06.2012) [Электронный ресурс] – Режим доступа: КонсультантПлюс Версия Проф. Законодательство.

2.Альбертинский, Л. И. О надёжности теплоснабжения г. Москвы / Л. И. Альбертинский, В. М. Липовских, А. В. Новиков // Энергетик. –1993.

–№ 3. – С. 5-7.

3.Антонов, Г. Н. Методы и модели исследования живучести систем энергетики. / Г. Н. Антонов, Г. Н. Черкесов, Л. Д. Криворуцкий и др. // Новосибирск; Наука. – 1990. – 285 с.

247

4.Гончаров, А.М., Методы диагностики тепловых сетей, применяемые в реальных условиях эксплуатации действующих тепловых сетей ОАО "МТК" / А.М.Гончаров // Новости теплоснабжения. – 2007. – №6 (82) [Электронный ресурс] – Режим доступа: www.ntsn.ru

5.Хейфец, А. И. Внедрение системы мониторинга состояния технологического оборудования тепловых сетей, опыт и перспектива использования / А.И. Хейфиц // Энергосовет. – 2010. – № 7 (12). – С.32-34.

Прыткова М.М.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

СОЛНЕЧНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

Солнечная радиация – это неисчерпаемый возобновляемый источник экологически чистой энергии. Годовое количество поступающей на Землю солнечной энергии составляет 1,05х1018 кВт*ч, причем на поверхность суши приходится, только 1/5 часть этой энергии, т.е. 2х1017 кВт*ч. Распределение глобального потока солнечного тепла на поверхности земного шара неравномерно. Количество солнечной энергии, поступающей за год на 1 м² поверхности Земли, изменяется приблизительно от 800 кВт*ч/м² на севере до 2200 кВт*ч/м² в наиболее жарких пустынных местах

(1 кВт*ч=3600 кДж, а 1000 кДж=278 Вт*ч).

Рис.1 Распределение глобального потока солнечного тепла на поверхности земного шара

В таблице 1 показано распределение среднемесячного дневного поступления суммарной солнечной энергии на 1 м² горизонтальной

248

поверхности на всех широтах – от экватора до северного полюса. Применять солнечные (гелио) системы можно, практически, повсеместно. Другой вопрос, для каких целей применяются солнечные коллектора (горячее водоснабжение, отопление, подогрев воды бассейна или для технологических нужд) для данного региона и с какой эффективностью.

Таблица 1

поглощения солнечного излучения, преобразования его в тепло, аккумуляции и передачи потребителю. Солнечные водонагреватели применяются для домашнего и коммерческого горячего водоснабжения, обеспечения индустриальным теплом, нагрева воды для плавательных бассейнов и т. д. Эксплуатация бытового солнечного водонагревателя позволяет сократить выбросы СО2 пропорционально количеству сэкономленного топлива. Кроме того, в этом случае сокращается парниковый эффект от выбросов углекислого газа.

Рис.2 Схема работы солнечного водонагревателя

249