Повышение эффективности гидравлического режима системы водоснабжения жилого дома

Введение 3
Глава 1 Анализ видов коррозии и методов защиты от нее 9
1.1 Электрохимическая коррозия 13
1.2 Анализ повреждаемости инженерных сетей 16
1.3 Внутренняя коррозия 17
1.4 Биологическая коррозия 25
1.5 Защита металла от внутренней коррозии 29
Глава 2 Экспериментальные исследования 31
2.1 Объект исследования и порядок проведения экспериментов 31
2.2 Обработка результатов измерений 38
2.2.1 Исключение грубых погрешностей 39
2.2.2 Проверка гипотезы о нормальности распределения результатов 41
2.2.3 Нахождение параметров линии регрессии 45
2.2.4 Оценка погрешностей коэффициентов линии регрессии 47
2.3 Графические представления результатов экспериментов 49
Глава 3 Разработка методики проведения обследования 62
3.1 Анализ, действующей нормативно-технической документации 62
3.2 Методы обследования 64
3.3 Область применения 64
3.4 Метрологические требования к приборам и средствам измерения 65
3.5 Натурное обследование 67
3.6 Порядок проведения обследования 68
3.7 Оформление результатов обследования 72
3.8 Требования безопасности 73
3.9 Верификация результатов исследования 74
Рекомендации 76
Общие выводы 77
Заключение 79
Список используемых источников 80

Купить

Для нормального обеспечения водой жителей города на сегодняшний день необходимо заменить более 40% водопроводных сетей [1]. По данным [23] за последние 7 лет в России произошло около 4 тысяч крупных аварий в системах водоснабжения. Система водоснабжения, в большинстве эксплуатируемых жилых зданий начала формироваться еще в 1960-е годы в период активного развития крупнопанельного домостроения. Она обладает целым рядом достоинств, прогрессивных на тот момент решений. «Срок службы стальных труб - 25 лет, а полимерные тогда почти не применялись. Стальные трубы страдают от химической коррозии в почвах, их пробивают блуждающие токи от электротранспорта, высоковольтных кабелей. Но в последние годы, в связи с экономическими проблемами, темпы замены сетей стремительно снижаются. В холодном водоснабжении в последние годы заменены 1,1 - 1,5% труб; в горячем - около 2%, в канализации - 0,4% каждый год, это в 10 раз меньше, чем необходимо» [1].
«Чтобы уровень износа хотя бы не увеличивался, нужно менять по 4% труб ежегодно. Около 25 % очищенной питьевой воды, по причине высокого износа труб, теряется по пути от станций водоподготовки до конечного потребителя. По данным Росстата, в среднем в регионах подлежит замене более 44% водопроводных сетей, 30% сетей в сфере горячего водоснабжения, 45% - в водоотведении. Специалисты энергоснабжающих и эксплуатирующих организаций считают, что процент изношенных коммунальных сетей, приведенный Росстатом, значительно, по некоторым оценкам, в два раза выше» [22]. «Такой разброс показателей износа разных организаций связан с тем, что нормативно не установлено, как оценивать износ. На текущий момент это, как правило, субъективная оценка состояния сетей инженерам водоканала. И если предприятие-поставщик резко увеличит цифру износа, сразу же возникнут вопросы и к организации, и к администрации города, района, области: что сделали, почему не предотвратили? Отчасти по этой причине показатель износа трубопроводов и не растет.
Поправки в госпрограмму «Обеспечение доступным и комфортным жильем и коммунальными услугами граждан РФ» предполагают выделение субсидий из региональных бюджетов и на компенсацию процентов по кредитам, полученным для замены труб. Тарифы ЖКХ из-за увеличения затрат инвестора для населения не вырастут. По официальному сообщению Минстроя до 1 июня 2020 года проект программы должен быть вынесен на рассмотрение правительства» [4].
Недофинансирование приводит не только авариям, недопоставкам воды потребителю, но и к трагедиям. По данным СМИ, на просторах России, аварии различной степени тяжести на инженерных сетях происходят каждую неделю.
Достаточно часто конечные потребители жалуются на качество воды, однако пробы, отобранные на водозаборах или очистных сооружениях, в результате анализов подтверждают удовлетворительное качество воды. Возникает вопрос, не подтасовывают ли результаты анализов поставщики. В ряде городов представители муниципалитетов и общественности в сотрудничестве с независимыми лабораториями, проводили собственные исследования качества воды. Результаты оказывались идентичные приведённым выше. «Причина ухудшения качества воды при транспортировки оказалась в том, что бывают случаи, когда ремонтники, выкапывают трубу, а там её в принципе нет. Она уже вся рассыпалась, и продукты коррозии вымыло. А жидкость транспортируется по оставшемуся в земле каналу, уплотнившемуся вокруг когда-то существовавшей трубы. В канализационные сети через дыры в трубах проникают грунтовые воды, так что системы очистки вынуждены перерабатывать до 30% "лишних" стоков. По оценки водоканала, если отремонтировать все сети, каждый год высвобождалось бы по 100 млрд рублей - это сумма, которая бы не терялась на утечках и авариях. По оценкам ассоциации АВОК, всего на замену труб в российском жилищно-коммунальном хозяйстве на 2020 год необходимо не менее 30 трлн рублей» [10].
«Другая проблема - замена изношенных труб на некачественные. Это могут быть полимерные трубы, куда добавлен непроверенный пластик из вторсырья. Или трубы, уже бывшие в употреблении. На экономически успешных предприятиях сети стараются менять в нормативный срок, не доводя до аварийной ситуации. А демонтированные трубы после чистки и реставрации зачастую попадают на рынок под видом новых или уценённых. Такие трубы довольно часто закупают подрядные организации, ведущие работы, выигранные по конкурсу. Однако срок их годности при этом не увеличивается - прорвать казалось бы новую трубу может уже через несколько лет» [12].
«По оценкам Роскомнадзора, до 20% труб на рынке сейчас - фальсифицированные. Поэтому на уровне госкомиссии, которую курирует Минпромторг, еще в апреле 2019-го года приняты решения: об обязательной сертификации труб, обязательном входном контроле на объекте (сейчас он рекомендателен), о введении понятия «фальсифицированная промышленная продукция» позволит корректно работать надзорным и правоохранительным органам по статьям КоАП и УК, о введении маркировки труб, наподобие той, которая уже действует в отношении других промышленных изделий» [6].
«Еще одна методика, которая точно необходима, - оценка стоимости затрат жизненного цикла. При проведении закупок нужно оценивать не только первоначальную стоимость материала, как сейчас, но и срок его службы и стоимость эксплуатации. Качественные трубы из современных материалов могут прослужить и 100, и 150 лет, но цена их выше, поэтому при закупках они не могут конкурировать с дешевыми аналогами, которые, возможно, потекут уже через несколько лет» [8].
«Исполнительный директор Ассоциации региональных операторов капремонта многоквартирных домов (АРОКР) Анна Мамонова считает, что необходимо синхронизировать замену труб внутри домов с заменой внутриквартальных сетей. Если мы заменяем трубы в домах, но не меняем их в районе, на подводке к дому, то качество воды, тепла не может значительно улучшиться» [3].
Основная причина недовольства потребителей скрыта не столько в самом качестве исходной воды, сколько в проблеме её транспортировки от водозабора до крана. Именно в процессе транспортировки происходит ухудшение качества и органолептических показателей, потеря напора, уменьшение расхода и в конечном счёте ухудшение качества жизни.
Исходя из проделанного анализа нормативно-технической документации и описания опыта эксплуатации трубопроводных сетей можно выделить основную проблему: нарушение гидравлического режима работы система холодного водоснабжения по причине коррозионного повреждения и зарастания трубопроводов.
Противоречие: необходимо найти оптимальный, достаточно простой, но эффективный способ нормализовать гидравлический режим системы водоснабжения при ограниченных ресурсах, недостатке финансирования.
Для более чёткого понимания пути дальнейшего исследования и конкретизации цели необходимо определить
Объект исследования: система холодного водоснабжения многоквартирного жилого дома.
Предмет исследования: Причины снижения расхода холодной воды у потребителей.
Целью работы является выбор оптимального способа нормализации гидравлического режима системы холодного водоснабжения жилого дома.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Провести сравнительный анализ существующих методов улучшения гидравлического режима систем водоснабжения.
2) Провести натурные исследования по определению фактических расходов и давлений по характерным стоякам жилого дома.
3) Провести анализ полученных экспериментальных результатов и определить наиболее эффективный способ нормализовать гидравлический режим.
4) Разработать предложения для нормализации гидравлического режима.
Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:
1) Построена фактическая гидравлическая характеристика по стоякам холодного водоснабжения.
2) Разработана методики обследования водопроводных сетей
многоквартирного жилого дома.
3) Обоснованы и разработаны мероприятия, направленные на
нормализацию гидравлического режима.
Методы исследований. Для решения поставленных задач проводилось документальное и инструментальное обследование водопроводной сети и насосных установок использовались теоретические и экспериментальные методы расчётов.
Практическая значимость работы состоит в разработке и практическом уточнении методики обследования водопроводных сетей, которую планируется внедрить для дальнейшего использования в управляющих компания, ТСЖ и других заинтересованных организациях.
Личный вклад автора состоит в непосредственном участии в обследовании систем холодного водоснабжения, насосного хозяйства, анализе полученных данных, обосновании темы, цели, задач и методики исследований. Автором предложен ряд организационных, малозатратных и долгосрочных мероприятий применительно к повышению энергоэффективности работы насосов в условиях зарастания труб.
На защиту выносятся: Результаты экспериментов и усовершенствованная методика по определению степени коррозии водопроводной трубы.
Результаты построения экспериментальной гидравлической характеристики стояков эксплуатируемой водопроводной сети. Анализ результатов измерений на соответствие их нормальному закону распределения.
Апробация работы. Диссертация носит методологический характер и проявляет себя в наличии научно обоснованных и апробированных в результате экспериментальной работы методов и средств совершенствования расчёта влияния внутренней коррозии труб на режим водопотребления энергетические характеристики насоса при новых и шероховатых трубах. Автор организовал и принимал участие в проведении экспериментов и разработки технического отчёта.
Основные положения опубликованы в двух работах автора:
1) Оценка работоспособности системы холодного водоснабжения выполненной из металлопластиковых труб. [Электронный ресурс] // Дни науки в ТГУ: материалы студенческой конференции. Тольятти. 2020.
2) Апробация методики поиска участков водопровода с наибольшей степенью зарастания. [Электронный ресурс] // Главный энергетик, №7.2021.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, библиографии из 33 наименования. Общий объем работы 84 стр., включая 29 иллюстраций, 10 таблиц.
Купить