Михаил Козлов, Ольга Меньщикова, Дмитрий Гаврилов, Ярослав Нестеренко
В статье рассказывается об опыте АО «Мосводоканал» при решении проблем эксплуатации трубопроводного хозяйства, а также о внедрении ряда новинок, улучшающих условия труда персонала предприятия.
Ключевые слова: новая техника и технологии, внедрение, Мосводоканал
Сегодня большинство крупных компаний в самых разных отраслях имеют подразделения, занимающиеся вопросами внедрения новых технологий и инновационного оборудования и материалов. АО "Мосводоканал" - не исключение.
В структуре предприятия более 10 лет назад создано Управление Новой техники и технологий (УНТиТ), курирующее данные вопросы. А начиналось все в далеком 1997 году созданием Научно-исследовательского центра по проблемам канализации. В 2017 году будем отмечать 20 лет успеха alma mater специалистов высочайшего класса в нашей отрасли. Из стен УНТиТ вышло много людей, которые нашли себя на руководящих постах в Мосводоканале и за его пределами. За эти годы многое менялось в структуре Управления, но если подытожить, то поражает спектр эксплуатационных и практических задач, которые ставились и успешно решались, количество проделанных фундаментальных научно-исследовательских работ, выпущенных книг, статей, докладов по вопросам водопроводно-канализационного хозяйства, озвученных на конференциях и семинарах, международных и региональных конгрессах, конференциях и выставках.
Необходимо подчеркнуть, что специалисты Управления постоянно находятся в поиске продукции, материалов и технологий по программе импортозамещения. Совместно с производственными подразделениями составляются программы и организовываются эксплуатационные испытания наиболее перспективных образцов отечественной продукции и технологий.
Путь от идеи до воплощения инновационной разработки не бывает коротким. Как правило, действует стандартный алгоритм, который включает в себя: изучение проблемы и постановку задачи, поиск решения и создание пилотных объектов, проведение эксплуатационных испытаний. Ведется постоянный диалог с эксплуатационными службами Мосводоканала, без их участия и поддержки нам не удалось бы так продвинуться вперед.
Смена формы собственности Мосводоканала задала новый вектор в его дальнейшем развитии. Акционирование компании повлекло за собой существенные изменения в структуре управления и в экономике предприятия. Однако и в новых условиях важнейшими направлениями остаются исследования, разработка и промышленное внедрение передовых технологий водоснабжения и водоотведения. Мы отслеживаем мировые тенденции в разработке инновационных перспективных материалов и оборудования, технологий, проводим экспериментальные исследования, делаем заключения о целесообразности их внедрения у нас.
Данная статья не будет затрагивать вопросов работы сооружений водоподготовки и водоочистки. Мы поделимся нашим опытом при решении проблем эксплуатации трубопроводного хозяйства Мосводоканала, а также расскажем о внедрении ряда новинок, улучшающих условия труда персонала нашего предприятия.
Внедрение набрызговых покрытий для восстановления внутренней поверхности трубопроводов питьевого водоснабжения.
Сегодня темпы старения трубопроводов значительно превышают темпы их реконструкции. Такое положение дел заставляет задуматься о необходимости радикального пересмотра подходов к методам осуществления ремонтных работ, активнее осваивать и внедрять новые, более эффективные с экономической и технической точки зрения технологии ремонта и восстановления водопроводных сетей.
Несколько лет назад на российском рынке появилась технология «напыляемая труба» с использованием полимерных материалов, разрешенных к применению в системах питьевого водоснабжения. В отличие от ранее применяемого цементно-песчаного покрытия эти материалы позволяют восстанавливать раструбные трубы, перекрывают большие по размерам повреждения трубы (сквозные отверстия и щели до 8мм) и, в зависимости от толщины слоя, могут полностью восстановить несущую способность трубы. Данная технология – это процесс центробежного нанесения материала на внутреннюю поверхность трубы, который позволяет в короткие сроки восстановить исходный внутренний диаметр, увеличить пропускную способность трубопровода, при этом будет предотвращена дальнейшая общая и точечная коррозия и отложение солей (рисунки 1 - 3). Скорость вращения перфорированной головки и производительность оборудования определяют толщину слоя. Покрытие не перекрывает имеющиеся врезки трубопроводов. Возможно проведение работ через существующие смотровые колодцы, что оказывает минимальное воздействие на дорожную, транспортную и инженерную инфраструктуру города. Установка для нанесения умещается на грузовом автомобиле, скорость работ достаточно высокая - до 700 метров в неделю на одной установке (2-3 метра в минуту). Срок службы трубы будет продлен на 50 лет.
В Технические требования АО «Мосводоканал» уже внесены два подобных напыляемых безусадочных материала: Scotchkote 2400 (двухкомпонентный быстрополимеризующийся компаунд на основе полимочевины) и Fastline Plus (быстросохнущая полиуретановая смола без эпоксидов), которые успешно прошли эксплуатационные испытания и рекомендованы для проведения работ по восстановлению трубопроводов питьевого водоснабжения.
Внедрение инновационных обетонированных стальных труб с защитным покрытием «ЗУБ»
Специалистами Управления новой техники и технологий была проведена работа по внедрению инновационных стальных труб для проекта подключения ЦС ХВС жилого микрорайона. Первоначально по проекту стальной водовод D=800мм предполагался к укладке на территории бывших иловых площадок Люберецких очистных сооружений. Работы планировалось вести открытым способом. При проведении работ строительная и проектная организации столкнулись с тем, что трасса пролегает в сильно обводненных неустойчивых грунтах, с заражением почвы и грунтовой воды болезнетворными бактериями и вредными веществами. Данные сложные условия предъявили повышенные требования к надёжной и безаварийной работе водовода. Специалистами Управления был предложен вариант с применением стальной трубы, обетонированной защитным покрытием "ЗУБ" производства ОАО "МТЗК" (рис. 4, 5). Покрытие "ЗУБ" представляет собой бетонную или композитную защитную оболочку из различных марок бетона или фибробетона, наносимую на предварительно изолированную антикоррозийным покрытием (как эпоксидным, так и полиэтиленовым весьма усиленного типа) наружную поверхность трубы. Оболочка может быть усилена армированным арматурным каркасом и внешней обечайкой из оцинкованной стали. Применение данной трубы позволило создать надёжную защиту водовода от поверхностной коррозии, болезнетворных бактерий и возможных подвижек грунта. Кроме того, данный вариант практичнее и дешевле по сравнению с прокладкой рабочей трубы в стальном футляре.
Железобетонные трубы для микротонннелирования с внутренней полимерной футеровкой
Для защиты железобетона от газовой биогенно-кислотной коррозии, возникающей на своде поверхности канализационного коллектора, было принято решение о применении ж/б труб с внутренней полиэтиленовой футеровкой, изготовленных в заводских условиях методом вибропрессования. С этой целью был организован выезд специалистов Общества на завод "Метробетон" (г.Санкт-Петербург) для ознакомления с производством в целях детального изучения и контроля качества выпускаемой продукции. Первоначально для футеровки труб применялся австрийский материал фирмы AGRU. По результатам анализа рынка отечественных футеровок началось внедрение аналогичной полиэтиленовой футеровки ГК "Техполимер" (г. Красноярск) на трубах для микротоннелирования завода "Метробетон". На данный момент ведется строительство канализационного коллектора методом микротоннелирования с применением ж/б труб с внутренней полиэтиленовой футеровкой типа "ласточкин хвост" производства ЗАО "Метробетон" с отечественной футеровкой (рис.6, 7).
Внедрение шаровых кранов специальной конструкции, предназначенных для впуска-выпуска воздуха на сетях водоснабжения.
На магистралях и распределительной сети периодически происходит разморозка запорной арматуры, предназначенной для впуска и выпуска воздуха ("воздушки") при наполнении и опорожнении трубопровода. Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций необходимо проводить плановые работы, связанные с периодическим утеплением ЗРА. Для решения вышеуказанной проблемы предложено использовать шаровые краны с дополнительным дренажным патрубком. На водопроводной сети был установлен опытный образец шарового крана с дренажным патрубком. Повреждений и выхода из строя шаровых кранов по результатам эксплуатационных и стендовых испытаний не выявлено. Однако появился ряд замечаний, которые были учтены при создании усовершенствованной модели шарового крана. Была увеличена толщина приварного патрубка, что позволит в будущем снизить коррозию в местах присоединения шарового крана к трубопроводу, доработана конструкция дренажного патрубка, а также проведено дооснащение защитной крышкой, предотвращающей попадание грязи и мусора в запорную часть устройства (рис.8, 9). С 2015 г. данная конструкция запорной арматуры успешно применяется на водопроводной сети.
Комбинированный воздушный клапан
Несколько лет назад в результате отключения электроэнергии произошел сбой в работе насосного оборудования, что привело к возникновению гидроудара и привело к разрыву трубопровода в районе Куркинского РВУ. Для предотвращения в дальнейшем подобных нештатных ситуаций было предложено установить в «переломных» точках трубопроводов комбинированные воздушные клапаны. Комбинированный воздушный клапан - комбинация кинетического и автоматического воздушных клапанов. Этот клапан высвобождает воздух, движущийся впереди водяного столба во время заполнения системы, а также за короткий промежуток времени впускает в систему большое количество воздуха при опорожнении системы (кроме этого выпускает воздух, аккумулированный в верхних точках системы, находящейся под давлением). Специалистами УНТТ были предложены клапаны, включающие в себя систему контролируемого выпуска воздуха, которая эффективно снижает силу ударной волны и предохраняет трубопроводные системы от гидравлических ударов, возникающих при разрыве сплошности потока жидкости в трубопроводе или при стремительном заполнении трубопровода транспортируемой жидкостью (рис.10). Был проведен расчет, который показал, что при самой неблагоприятной ситуации (остановка насосов и максимальный разбор воды) максимальный расход воды при напоре 10 м в. ст. составит ориентировочно 80 м3/мин. Следовательно, для предотвращения возникновения вакуума в трубопроводе, подобранные воздушные клапаны должны иметь возможность пропустить вышеуказанный объем воздуха. Исходя из этого, были подобраны места установки для 3-х вантузов с разными диаметрами и пропускными способностями.
Энергонезависимая система дистанционного управления ЗРА
В настоящий момент на водопроводной сети г.Москвы проходит опытную эксплуатацию энергонезависимая система дистанционного управления ЗРА (рис.11, 12). Оборудование для дистанционного управления было установлено на существующем ПДЗ DN=900мм. Данная система работает от аккумуляторной батареи повышенной емкости и может находиться в режиме ожидания до 12 месяцев без подзарядки аккумулятора. Из диспетчерской привод управляется посредством GSM-cигналов, на экране у оператора находится вся информация об оборудовании: положение затвора, уровень заряда аккумулятора, показание датчиков давления в ближайших точках, а также информация о несанкционированных открытиях люков колодца. Основным преимуществом вышеуказанного оборудования является отсутствие необходимости подключения привода к сети 220В. С целью предотвращения хищения установленного в камере оборудования используются композитные антивандальные люки с запорными устройствами и датчиком несанкционированного доступа. Использование подобных систем позволяет значительно сократить время реагирования на нештатные и аварийные ситуации, а также минимизировать возможный ущерб, связанный со значительным изливом воды.
Гидродинамический метод удаления отложений карбоната кальция в трубопроводе
В связи с особенностями технологии очистки сточных вод существует проблема отложений карбоната кальция на стенках трубопроводов и рабочих частях насосного оборудования (рис.13, 14). Борьба с вышеуказанными отложениями ведется с помощью периодической промывки раствором соляной кислоты. Например, после вскрытия трубопровода выявляется зарастание проходного сечения трубы DN=400мм более чем на 80 процентов. Для решения данной проблемы был предложен метод гидродинамической промывки трубопроводов сверхвысоким давлением (600 бар). Метод гидродинамической очистки на сегодня наиболее эффективен по сравнению с другими методами: механическим, термическим или химическим. Специалистами УНТТ была найдена подрядная организация, которая успешно выполнила прочистку обросшего отложениями трубопровода.
Испытания инновационных сушильных систем для рабочей одежды
Для улучшения условий труда работников Мосводоканала были инициированы испытания сушильных шкафов для одежды. Принцип действия данного оборудования основан на инфракрасном излучении, что позволяют значительно сократить время сушки личных вещей по сравнению с традиционными аналогами, а также значительно снизить потребление электроэнергии. Нагревательный элемент, встроенный в заднюю стенку сушильного шкафа, за счет ИК излучения интенсивно нагревает предметы сушки, в результате чего происходит активное испарение влаги, с ее последующем выводом через специальные вентиляционные отверстия. Процесс сушки в сушильных шкафах происходит при температурах до 42°С (установлены на основании ГОСТ 7296-81), что позволяет сохранить структуру материалов одежды и обуви. По результатам испытаний оборудование было доработано с учетом пожеланий сотрудников нашего предприятия, и в настоящий момент подобное оборудования закупается производственными подразделениями для быстрой и качественной сушки одежды рабочего персонала (рис.15, 16).
Инновационное гидрофобное покрытие «Аквафобия»
Современные технологии могут одновременно решать разные проблемы, с которыми сталкиваются подразделения Общества в своей ежедневной работе. Примером служит отечественное гидрофобное покрытие «Аквафобия». Проведенные испытания показали высокую эффективность покрытия для защиты фасадов зданий, заборов и ограждающих конструкций от граффити, расклейки рекламных объявлений и др. Испытания антивандального покрытия проводили на участках фасада административного здания, которые постоянного страдали от таких действий. После обработки поверхности на протяжении всего периода тестирования незаконных надписей и рисунков замечено не было, но при этом они появлялись в других местах, не обработанных покрытием. Во всех случаях при тестировании покрытия с нанесением аэрозольной краской её впоследствии удавалось легко удалять с помощью напора воды или же скотч-лентой. Самоклеящиеся материалы на примере этикеток (стикеры) или скотч-ленты не закрепляются (или слабо держатся) на обработанной поверхности в отличие от стены без обработки.
В то же время данное покрытие позволяет защищать стекла и кузова автотранспорта от воздействия грязи и осадков. Для уменьшения налипания грязи и пыли на стекло, а также для облегчения их удаления могут применяться специальные гидрофобные составы. Выявлена закономерность изменения эффективности работы покрытия от пробега автомобиля – покрытие сохраняет свои свойства на протяжении 10000 км пробега автомобиля или около 4 месяцев (в условиях использования АО "Мосводоканал") (рис.17, 18). На основании проведенных испытаний гидрофобное покрытие рекомендовано к использованию в структурных подразделениях нашего предприятия. Их использование позволит снизить количество загрязнений, частоту мытья стекол, повысит безопасность движения в ненастную погоду, снизит расход омывающей жидкости.
Доработка конструкции ограждения мест производства работ
В соответствии с требованиями новых "Правил производства земляных работ, установки временных ограждений, размещения временных объектов в городе Москве", утвержденных постановлением Правительства Москвы №299-ПП от 19.05.2015г., была доработана конструкция ограждения мест производства работ. Совместная творческая и инженерная работа Мосводоканала и компании АИР GROUP позволила внести в конструкцию ограждений решения, обеспечивающие возможность и удобство транспортировки в автомашинах, перевозящих бригады слесарей АВР, а также оперативного монтажа на участках производства работ без применения подъемных механизмов. Сигнальные ограждения, предназначенные для выделения строительных площадок и зон производства ремонтных и аварийных работ, обеспечат безопасность перемещения людей и транспорта (рис.19). Предусмотрено изготовление двух типов сигнальных ограждений: ТИП 1АН(1) – непроницаемое и ТИП 1АП – проницаемое. Для каждого типа ограждений разработаны калитки и ворота. Изделия безопасны в эксплуатации, могут использоваться многократно, устанавливаются без заглубленных фундаментов. Конструкция ограждения полностью соответствует требованиям "Альбома проектных решений ограждений объектов строительства" (приложение к Правилам).
Заключение
Сегодня экономика диктует основное требование, необходимое для выживания и развития современной организации: получение прибыли (дохода) от деятельности. Для освоения новых рынков товаров или услуг надо использовать новые методы работы и новые технологии и здесь не последнюю роль будут играть новое оборудование и специалисты, способные внедрить новые технологии или предложить новые методы работы. На базе Управления новой техники и технологий АО «Мосводоканал» совместно с НИИ, проектными и инжиниринговыми компаниями создана универсальная платформа для решения любых проблем очистных сооружений. Решение задач, стоящих перед нашим управлением всегда находится на стыке современных достижений науки и техники и нестандартных инженерных решений, при этом мы опираемся на многолетний опыт эксплуатации и всегда помним про экономическую составляющую.
Интеллектуальный капитал и профессиональная компетенция кадров являются мощным стимулятором инновационного развития, гарантией того, что наше предприятие и в дальнейшем сохранит лидирующие позиции среди российских водных компаний.
Дополнительную информацию об опыте использования описанных инноваций можно получить в Управлении новой техники и технологий АО «Мосводоканал».
Козлов Михаил Николаевич, к.т.н., начальник Управления новой техники и технологий, e-mail: kozlov@mosvodokanal.ru; тел.8(499)263-93-64
Меньщикова Ольга Альбертовна, главный специалист отдела новой техники и технологий Управления новой техники и технологий, e-mail: menshikova@mosvodokanal.ru; тел.8(499)263-92-47
Гаврилов Дмитрий Валерьевич, начальник отдела водоподготовки Инженерно-технологического центра Управления новой техники и технологий, e-mail: gavrilov_dv@mosvodokanal.ru; тел.8(499)612-51-68
Нестеренко Ярослав Олегович, главный специалист отдела водопроводной и канализационной сети Инженерно-технологического центра Управления новой техники и технологий, e-mail: nesterenko_yo@mosvodokanal.ru, тел.8(499)612-51-68
Опубликовано: "Вода Magazine", №10, 2016
