Мероприятия по энергосбережению и снижению потерь воды в системах городского водоснабжения

В. Н. Поршнев, главный инженер Управления водоснабжения,

Л. В. Новикова, ведущий инженер Управления «Мосводосбыт», МГП «Мосводоканал»

Одним из основных направлений по снижению затрат на электроэнергию является внедрение в подразделениях МГП «Мосводоканал» автоматизированной системы контроля и учета электрической энергии (АСКУЭ).

Для выполнения мероприятий по созданию АСКУЭ была подготовлена и реализована программа, в результате которой на объектах Мосводоканала установлены более 500 электронных электрических счетчиков и 80 сумматоров.

Решены такие вопросы, как получение дифференцированных тарифов оплаты электрической энергии, объединение двухставочных абонентов в единую информационную систему, осуществление оперативного контроля за мощностью и объемами электропотребления. За счет действия дифференцированных тарифов с 1999 года оплата электроэнергии снижена более чем на 100 млн руб. В настоящее время специалисты Мосводоканала изучают новые возможности, открывающиеся в связи с реформой электроэнергетики в Российской Федерации. Реформа энергетики, создание оптового рынка электроэнергии и мощности дают возможность появления независимых энергетических компаний, которые в режиме конкуренции предлагают дополнительные услуги на рынке и в конечном итоге снижают финансовую нагрузку предприятия. Для вывода объектов Мосводоканала на оптовый рынок электроэнергии в настоящее время завершаются проектные работы по модернизации существующей системы АСКУЭ в соответствии с техническими требованиями администратора торговой системы.

Потребленная МГП «Мосводоканал» электроэнергия используется в основном на приготовление и подачу воды для нужд города (около 60 %), а также на отвод и очистку сточных вод (около 40 %).

Вопросам экономии воды в процессе ее приготовления и подачи потребителю уделяется большое внимание. Начиная с 1996 года наблюдается устойчивая тенденция снижения подачи воды в город (рис. 1). В 2003 году при сокращении объема водопотребления по сравнению с 1995 годом на 18,3 % (с 5 562,8 до 4 546,7 тыс. м³/сут.) подача воды в город сократилась на 23,8 % (с 6 524,2 до 4 970 тыс. м³/сут.), при этом процент непроданной воды снизился с 14,7 до 8,5 %.

Этого удалось достичь прежде всего благодаря комплексу мероприятий, проводимому МГП «Мос-водоканал», по экономии воды и рациональному водопотреблению.

Планомерное снижение потерь воды, как производительных, так и непроизводительных, является основной задачей организаций водопроводно-канализационного хозяйства. К таким потерям относятся собственные нужды предприятий водопроводно-канализационного хозяйства (расходы воды на профилактическое обслуживание водопроводных и канализационных сетей, дезинфекцию и промывку технологических сооружений и утечки из них и т. п.), утечки воды из городской водопроводной сети и самовольное подключение к городским сетям и др.

В настоящее время работы по сокращению потерь воды проводятся Мосводоканалом на всех этапах ее производства, подачи и даже у потребителя.

Рисунок 1. (подробнее) Подача питьевой воды в город

Подготовка питьевой воды осуществляется на четырех водопроводных станциях: Рублевской (РВС), Восточной (ВВС), Северной (СВС) и Западной (ЗВС), общая мощность которых составляет 6 700 тыс. м³/сут.

Одним из показателей, характеризующих эффективность работы водопроводных станций Москвы, является расход воды на собственные нужды. Эта величина составляет 1,0–3,6 % для станций с оборотными системами (Западная и Северная) и 6,2–8,8 % для станций без оборотной системы (Восточная и Рублевская).

Несмотря на тот факт, что величина собственных нужды на московских водопроводных станциях ниже нормативов, на предприятиях постоянно ведется работа по снижению этого показателя. Разработан и реализуется план мероприятий по снижению непроизводительных потерь, который включает в себя следующие основные работы:

- Строительство системы оборотного водоснабжения на Рублевской и Восточной водопроводных станциях.

Окончание строительства и ввод систем в эксплуатацию намечены на IV квартал 2004 года на РВС и IV квартал 2005 года на ВВС. При этом расход воды на собственные нужды РВС и ВВС снизится до 3–4 % за счет возврата на повторное использование около 75 % производственных сточных вод – промывных вод фильтров и части технологических стоков, что позволит сократить объем изъятия воды из поверхностных водоисточников и сброс производственных сточных вод в естественные водоемы.

- Оптимизация режимов промывок фильтровальных сооружений.

В МГП «Мосводоканал» разработана и реализуется Концепция модернизации фильтровальных сооружений с переводом на водо-воздушную промывку.

В настоящее время на водопроводных станциях Москвы в эксплуатации находятся 87 песчаных фильтров с колпачковым дренажом и режимом водовоздушной промывки, что составляет 25 % от суммарной фильтрационной площади. Использование водовоздушной промывки позволяет снизить на 10–15 % расход воды на промывку фильтров за счет увеличения фильтроцикла.

Очищенная вода подается в город по разветвленной сети трубопроводов диаметром от 50 до 2 000 мм, общая протяженность которой около 10 тыс. км.

Среди причин отказов трубопроводов и оборудования городской водопроводной сети можно отметить значительный срок их службы, низкие темпы обновления труб, колебания напоров в сети, интенсивная внешняя и внутренняя коррозия, низкое качество стальных трубопроводов, проложенных в 1960–1970-е годы без должного выполнения антикоррозионных мероприятий.

Для повышения надежности трубопроводов и сокращения потерь воды на водопроводных сетях проводятся такие мероприятия, как использование перспективных бестраншейных технологий восстановления и прокладки, электрохимическая защита стального трубопровода, внедрение современной запорно-регулирующей и предохранительной арматуры, оптимизация режимов работы системы водоснабжения, внедрение автоматизированной информационной системы.

За период 1996–2003 годов восстановлена работоспособность 318 км ветхих водопроводных сетей. Санация позволила значительно снизить аварийность и утечки воды, увеличить пропускную способность трубопроводов, а следовательно, снизить энергозатраты. Реализация основных мероприятий, проводимых на водопроводной сети города, в том числе установка на раструбные соединения ремонтных комплектов, которые придают раструбу высокую степень герметичности, позволила снизить количество выбиваний из колодца на 75 % и соответственно снизить потери воды при ликвидации повреждений в колодцах на 32 %.

Для достижения оптимальных режимов работы распределительной сети города Мосводоканал осуществляет оперативное управление системой водоснабжения по показаниям 117 телеметрических и 8 радиодатчиков давления, с помощью которых среднесуточный напор более 10 лет является стабильным и составляет в среднем по городу 32–34 м вод. ст. Это позволяет увязывать подачу воды водопроводными станциями с водопотреблением города и соответственно уменьшать непроизводительные расходы воды как у потребителей, так и в системе подачи и распределения воды.

В 1999 году впервые была выполнена экспериментальная работа по регулированию сетевого давления в одном из микрорайонов города с применением регуляторов давления. К настоящему времени в Москве действует 10 зон регулирования сетевого давления, в 8 из которых установлены и успешно эксплуатируются регуляторы давления отечественного производства фирмы «Аркон». Снижение избыточных напоров в зонах регулирования позволяет уменьшить статическую и динамическую нагрузку на распределительную сеть и, как следствие, сократить число повреждений и потери воды при подаче ее потребителю.

Рисунок 2. (подробнее) Динамика изменения количества ДЕЗ с удельными расходами, превышающими норматив

Полный комплекс мероприятий, проводимых на водопроводных сетях города, позволил снизить число повреждений на них с 10 895 (1996 год) до 7 439 повреждений в год (2003 год), т. е. на 32 %.

Большое значение для контроля водопотребления имеет качественная эксплуатация водомерного хозяйства. Всего в расчетах с абонентами и субабонентами Мосводоканала участвует более 42 тыс. водосчетчиков. С целью увеличения надежности и точности измерений осуществляется контроль за существующим парком водосчетчиков,  производится замена устаревших приборов учета воды на более точные, проводятся экспериментальные работы по установке комбинированных счетчиков воды и счетчиков «ИРВИКОН»,  осуществляется установка приборов учета воды во всех жилых зданиях и перед водонагревателями в центральных тепловых пунктах. На сегодняшний день в жилых домах установлено 20 тыс. приборов учета холодной воды, перед водонагревателем – около 5,5 тыс.

Основным потребителем воды является жилищный фонд города (77 % от общего водопотребления), следовательно, основные мероприятия, направленные на рациональное водопотребление, проводятся именно в жилищном фонде.

Основная часть жилищного сектора в Москве обслуживается Дирекциями единого заказчика (ДЕЗ). До начала проведения водосберегающих мероприятий в 1995 году во всех ДЕЗ расход водопотребления на одного человека в сутки превышал 384 л/чел•сут. (именно этот расход оплачивается населением по существующим ставкам оплаты услуг водоснабжения). В 2003 году количество ДЕЗ с удельным водопотреблением, превышающим норматив водопотребления, сократилось до 32 дирекций, что составляет 26 % от общего числа дирекций (рис. 2). При этом среднее удельное водопотребление по городу снизилось с 449 до 360 л/чел•сут., т. е. на 19,8 %. Наиболее высокий расход воды на одного человека в сутки постоянно наблюдается в Центральном административном округе, где за 2003 год он составил 443 л/чел•сут. Это связано прежде всего с тем, что 56 % жилых строений, расположенных в округе, по сведениям Городского бюро технической инвентаризации, находятся в неудовлетворительном и ветхом состоянии.

Для устранения причин, вызывающих перерасход воды в жилищном фонде города, совместно с теплоснабжающими и жилищными организациями проводятся следующие основные водосберегающие мероприятия:

1. Наладка и реконструкция ЦТП.

При этом осуществляется установка частотных преобразователей, замена насосного оборудования, установка или замена регуляторов давления, замена бойлера, изменение схемы горячего водоснабжения с циркуляционной на циркуляционно-повысительную. Снижение расхода воды после проведения данных мероприятий составляет в среднем 6–7 %.

2. Устранение утечек в квартирах жилых домов.

В качестве эксперимента и оказания технической помощи ДЕЗ подрядная фирма «Посейдон» осуществляет установку водосберегающей сантехнической арматуры (вентильные головки с керамическим запорным узлом для бытовых смесителей и комплект арматуры к смывным бачкам «Компакт»). Начиная с 1996 года работы выполнены более чем в 138 тыс. квартир. Экономия воды от проведения данных работ составила в среднем 10–12 %.

Наиболее эффективным является проведение вышеперечисленных работ в комплексе: капитальный ремонт ЦТП и установка водосберегающей арматуры в кварирах жилых домов (рис. 3). Всего начиная с 1996 года комплексные работы были проведены в 135 микрорайонах города. Снижение расхода воды по данным микрорайонам составило в среднем 20 %.

3. Контроль за соблюдением технологических параметров в ЦТП (давления и температурного режима в системе горячего водоснабжения).

В первом полугодии 2004 года из 838 обследованных систем водоснабжения на 22 были выявлены нарушения температурного режима. После приведения температуры воды в соответствие с режимными параметрами расход воды по данным адресам сократился на величину от 50 до 110 л/чел•сут.

4. Контроль за утечками на внутриквартальных сетях холодного водоснабжения.

В 1997 году в Мосводоканале была создана мобильная группа, осуществляющая контроль за сроками и качеством ликвидации аварий районами водопроводной сети. За это время сроки ликвидации аварий сократились в среднем с 4–5 суток до 24 ч.

Рисунок 3. (подробнее) Изменение удельного водопотребления по в/а 35127, ул. Коненкова, д. 12 (СВАО)

Объем воды, излившейся при авариях на этих сетях, учитывается при взаиморасчетах с жилищными организациями. Основанием для этого является Акт об изливе воды, составленный районом водопроводной сети совместно с представителями жилищной организации. В первом полугодии 2004 года при расчетах с ДЕЗ были учтены объемы воды, излившейся при авариях, в размере 2 502 м³.

Cледует отметить, что наиболее высокая эффективность водосберегающих мероприятий достигается там, где присутствует заинтересованность жилищно-эксплуатационных организаций. В тех районах, где жилищные организации не на словах, а на деле занимаются водосбережением, работают с населением и арендаторами, удается значительно снизить водопотребление. К таким организациям относятся ДЕЗ «Южное Медведково», «Фили-Давыдково», «Восточное Дегунино», «Измайлово» и др. Характерным примером может служить Юго-Восточный административный округ в целом, где в период с 1998 по 2001 годы наряду с Центральным административным округом наблюдался самый большой удельный расход водопотребления (от 422 до 388 л/чел•сут.). За счет постоянного внимания руководителей административного округа к вопросам водосбережения среднесуточный расход потребления воды одним жителем в 2003 году здесь снизился до 346 л/чел•сут., что является лучшем показателем по городу.

Сегодня наиболее рациональное проведение мероприятий по водосбережению возможно при организации комплексного учета энергоресурсов в жилых домах с выводом основных параметров энергоресурсоснабжения на компьютеры объединенной диспетчерской службы (ОДС) с перспективой контроля и оперативного регулирования параметров в зависимости от времени суток, температуры воздуха, интенсивности водоразбора и т. п.

В настоящее время в свете выполнения постановления Правительства Москвы от 10 февраля 2004 года № 77-ПП «О мерах по улучшению системы учета водопотребления и совершенствованию расчетов за воду в квартирах и нежилых помещениях жилых зданий г. Москвы» (предусматривающего установку приборов учета холодной и горячей воды на всех жилых домах и объектах социальной сферы, а также расчеты за услуги холодного, горячего водоснабжения и тепловой энергии по установленным приборам учета) в каждом административном округе выбраны пилотные ДЕЗ, где производится установка узла комплексного учета энергоресурсов, в том числе монтаж автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов (АСКУЭПР), предусматривающей передачу основных параметров энергоресурсоснабжения на компьютеры ОДС и ЕИРЦ (единые информационно-расчетные центры).

Такая система уже смонтирована и введена в эксплуатацию в ДЕЗ «Восточное Измайлово» и ДЕЗ «Вешняки».

Водосберегающие мероприятия проводятся не только в жилищном фонде, но и на объектах культурно-бытового назначения и промышленных предприятиях, водопотребление которых составляет соответственно 13 и 11 % от общего водопотребления. Промышленные предприятия первыми откликнулись на резкое повышение стоимости питьевой воды в 1996 году. Это обстоятельство заставило руководителей предприятий города искать более дешевые источники водоснабжения и проводить мероприятия по ее экономии. Крупными лимитированными предприятиями города за 1997–2003 годы было снижено водопотребление из городского водопровода на 15 %, при одновременном увеличении потребления речной воды на 13,5 % и артезианской воды – на 92,7 %.

На предприятиях города в целях экономии питьевой воды по рекомендациям Мосводоканала выполняются такие работы, как:

- строительство систем оборотного водоснабжения (СОВ) и подключение водоохлаждаемого оборудования к существующим СОВ;

- перевод оборудования с водяного охлаждения на воздушное;

- перевод предприятий, использующих для технологических процессов городскую питьевую воду, на водоснабжение из других, более дешевых, водоисточников (промводопровода, реки, артскважин);

- внедрение маловодных и безводных технологий.

В результате этих мероприятий сброс воды в канализацию от охлаждения оборудования, а следовательно, и расход воды на эти нужды за период с 1996 до 2004 годы снизился более чем в 2 раза (с 43,7 до 20,8 тыс. м³/сут.). Наблюдается и дальнейшая тенденция к сокращению объемов сброса нормативно чистых вод.

Кроме этого, начиная с 1998 года МГП «Мосводоканал» совместно с Комитетом образования провел комплекс водосберегающих работ в 83 учреждениях среднего и среднетехнического образования. В этих учреждениях была осуществлена организация учета водопотребления (установка водосчетчиков) и проведена установка водосберегающей (антивандальной) сантехарматуры с порционным отпуском воды.

Проведение данных работ позволяет привести расход в норму и получить экономию в среднем порядка 35 %. Например, ВПУ № 307 (ул. Полимерная, д. 7а) – экономия воды составила 32 %; Московский колледж № 312 (Шипиловский пр-д, д. 37/1) – 57 %; МГПУ (ул. Панферова, д. 14/2) – 37 %.

Комплекс водосберегающих мероприятий, проводимых на предприятиях коммунально-бытового назначения Москвы, позволил снизить общее водопотребление этими предприятиями за период с 1997 по 2003 годы на 12,4 % (с 395,1 до 346,2 тыс. м³/сут).

Несмотря на достигнутые результаты по снижению потерь воды, МГП «Мосводоканал» и в дальнейшем будет проводить активную работу по выполнению намеченного плана водосберегающих мероприятий, в том числе приложит все усилия по реализации постановления Правительства Москвы от 10 февраля 2004 года № 77-ПП.