Реконструкция системы теплоснабжения Елизовского водоканала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

	Введение	3
1	Характеристика источников водоснабжения	4
1.1	Показатели качества воды	6
2	Авачинский водозабор	7
2.1	Расположение и конструкция скважин	9
3	Насосная станция 2-го подъема	12
4	Экологическая ситуация района реконструкции	13
5	Характеристика существующей системы отопления	14
5.1	Сравнительная характеристика отопительных установок	16
6	Теплонасосная установка как независимый источник теплоснабжения предприятия	18
	Заключение	20
	Список использованных источников	21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Город  Елизово  расположен  в  Дальневосточном  округе  РФ,  в  южной  трети полуострова  Камчатка и административно  относится  к  Камчатскому  Краю. Административный  центр  Камчатского  Края - город  Петропавловск-Камчатский расположен в 32 км к юго-востоку от г. Елизово. Город расположен на берегах реки Авача, в Юго-Восточном агроклиматическом

районе (наиболее теплообеспеченном по Камчатской области). Сумма  эффективных температур > 10°C - 900-1100. Сумма осадков 600-1000 мм в год. Продолжительность безморозного периода 80-140 дней. Число дней со снежным покровом – 167. Устойчивый снежный покров появляется: средний - 17 ноября, ранний – 24 октября, поздний – 25 декабря. Даты схода снежного покрова: средняя –26 апреля, ранняя –09 апреля. Город является  административным центром одноименного  района.  Елизовский район имеет площадь 41 тыс. кв. км., что составляет примерно 8,8% территории края. Общее население района - 64 тыс. человек. Елизовский район, как и весь полуостров Камчатка, представляет собой типичную горную местность. Большая часть территории Елизовского района принадлежит к охраняемым природным территориям. Низменности прослеживаются лишь в виде узких полос речных  долин. Самая крупная  в  районе – Авачинская  низменность - расположена  в  так  называемой «орографической тени». Эту своеобразную «орографическую тень» создает цепочка из Авачинской группы вулканов, защищающих долину р. Авачи от морских ветров. Разница в погоде хорошо ощущается даже при переезде из Петропавловска в Елизово, особенно зимой. Климат в районе благоприятствует развитию сельского хозяйства. Соответственно, исторически район развивался преимущественно как  сельскохозяйственный, с задачей обеспечения  продуктами    столицы  края - г.  Петропавловск-Камчатский.

 

 

1. Характеристика источников водоснабжения.

Основным источником водоснабжения г. Елизово является водозабор "Елизово", располагающийся в  г.  Елизово.  Последний чаще  называется  "Авачинским",  так  как находится на поверхности высокой поймы реки Авача, между двумя протоками реки. Кроме водоснабжения г. Елизово, в сферу ответственности ООО "Водоканал г. Елизово"  также  входит водоснабжение  пос.  Коряки с  населением  3400  человек, водоснабжение  поселка  Зеленый  с населением 1200  человек.  Подача  воды  из  собственных  источников  обеспечивается 30  скважинами,  из которых  14 находятся  на  территории  г.  Елизово  в составе подруслового  водозабора Авачинский. Имеющиеся  водозаборы  эксплуатируются  не  менее  30  лет  и  характеризуются значительной степенью износа. В настоящий момент ряд скважин выведен из эксплуатации в виду их плохого состояния (высокой степени износа) и нехватки средств на реконструкцию. Большая  часть  воды  от  Авачинского  водозабора  транспортируется  по  двум водоводам  в  г. Петропавловск-Камчатский. Частично трасса  идет вдоль  основной автодороги Петропавловск-Елизово. По пути к водоводам подключены многочисленные отдельные  потребители,  расположенные  вдоль  трассы  водоводов  на территории административного образования г.Елизово или землях Елизовского района. Основная  территория  города  расположена  на  высокой  пойме  и  первой надпойменной террасе реки Авача, на высотах от 10 до 25 метров. В западной части (районы Садовый, Пограничный, Бугор, Центр) территория поднимается до отметки 50-80 метров. Центральная территория вдоль затапливаемой поймы реки Авача не застроена. Общий перепад высот по водопроводу составляет порядка 80 метров. Качество  воды  в  системе  водоснабжения  г. Елизово  полностью соответствует требованиям  САНПиН и  требованиям  стран  ЕС. По  данным  собственного  и вневедомственного контроля, доля соответствия проб нормативам составляет 99%. На некоторых участках после устранения аварий сети могут отмечаться отдельные редкие отклонения по  микробиологическим  показателям. Высокое  качество  воды в  сети обусловлено  высоким  качеством  воды во  всех  эксплуатируемых  источниках водоснабжения.  Анализируя изменение химического состава подземных вод Авачинского водозабора за период 2006–2010 г.г., можно отметить полное соответствие качества воды по таким органолептическим  показателям,  как  запах  (0),  привкус (0),  мутность  (<0,29  мг/л), цветность  (<1).  По величине  водородного  показателя  подземные  воды  относятся  к нейтральным  (6,37 -7,49),  по  степени  минерализации – преимущественно  к ультрапресным (40–96 мг/дм3). Температура воды изменяется в пределах 1,2–7,8°С. Среди анионов содержание гидрокарбонат-Иона варьируется в пределах 39,65 – 61,9 мг/дм3, ионы  хлора  и  сульфата  присутствуют  в  концентрациях  2,7-6,8  и  8,6-11,9  мг/дм соответственно.  Содержание  нитратов  и  нитритов  находится  в  концентрациях, значительно ниже предельно допустимых, причем, большую часть года эти компоненты в природной  воде  не  зафиксированы,  что  свидетельствует о хорошей  санитарной обстановке на месторождении. Среди доминирующих катионов в воде присутствуют ионы кальция и магния в концентрациях 6,8-10,2 и 2,4-4,9 мг/дм3 соответственно. Содержание нормируемых микроэлементов (свинец, ртуть, цинк, кобальт, никель, медь, мышьяк) находится ниже допустимых уровней, зачастую ниже  предела  чувствительности,  утвержденного стандартными  методиками  атомно-адсорбционных методов анализа. Несколько  раз  за  период  наблюдений в воде Авачинского месторождения обнаруживалось содержание термотолерантных  бактерий,  что  свидетельствует  о  его прямой связи с поверхностными водами реки Авача. Последние подвержены загрязнению от сбросов неочищенных сточных вод, в том числе поверхностного стока. К основным источникам загрязнения относится сброс сточных вод пос. Раздольный, расположенным в 10 км выше от площадки водозабора. Наряду со сбросом коммунальных стоков через данный выпуск осуществляется

Таблица 1. Показатели качества воды Авачинского месторождения

сброс сточных вод и от животноводческого комплекса. По  этой  причине,  а  также  для  предотвращения вторичного  загрязнения  из-за плохого  состояния  трубопроводов,  применяется  хлорирование  воды  гипохлоритом натрия, производство которого осуществляется на месте. Доза по хлору составляет 0,3-0,5 мг/л. По  данным  местных  органов  Роспотребнадзора, качество  воды  в  системе водоснабжения г.Елизово не оказывает негативного влияния на здоровье населения, в том числе не выявлено случаев распространения инфекционных заболеваний питьевой водой.

2. Авачинский водозабор

Сооружения водозабора расположены на северной окраине г. Елизово, в районе основной базы Елизовского водоканала. Он обеспечивает водоснабжение г. Елизово и г. Петропавловск-Камчатский. Водозабор организован в виде двух линейных рядов из 13 и 6 скважин. В первом ряду  расположены  10  скважин  первой  очереди  (в  эксплуатации  с  1975  года) и три скважины, запущенные со второй очередью в 1985 году. 6 скважин второго ряда были введены в действие в 1985 году. Рабочие скважины расположены на расстоянии 50-60 метров друг от друга. В настоящее время общий фонд скважин на водозаборе включает 33 скважины, в том числе  19  эксплуатационных (14  рабочих  и  5  резервных), и  13  наблюдательных скважин. Рабочие скважины - № 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20, 21, 24 , резервные скважины- № 12,13, 22, 23, 25 (рисунок 1). Данный  водозабор  эксплуатирует  Елизовское месторождение  подземных  вод. Месторождение  относится  к  голоценовым  аллювиальным  отложениям  реки  Авача  и гидравлически  связано  с  ее  русловыми  водами.  Отложения  представлены  гравийно-галечниковым  материалом  с  супесчаным  и песчаным  заполнителем. Мощность водовмещающих пород составляет порядка 70 метров, в верхней части толщи, начиная с 35-40  метров,  проницаемость  пород  падает  за  счет  увеличения  доли  суглинистой составляющей  в  наполнителе.  Поэтому,  основная  эффективная мощность  пласта расположена в пределах верхних 30 метров водоносного горизонта. Утвержденные запасы по категории А составили 68 тыс. м3в сутки, по катего рии В – 143 тыс. м3 в сутки (заключение ГКЗ от 1968 года).

 

Рисунок 1. Схема расположения объектов Авачинского водозабора

При  одновременной  работе  всех  эксплуатационных  скважин,  их суммарная производительность составит порядка 162,0 тыс. м3/сутки - около 80 % от суммы запасов категории (А+В).

Конструкция  всех  19-ти  эксплуатационных  скважин  однотипна  (см. рисунок 2). Кондуктор (1020 мм) установлен на глубину до 14,0 м и зацементирован на весь интервал, эксплуатационная колонна (630 мм) установлена с интервалом 0 – 35,0 м и оборудована фильтрами каркасно-стержневой конструкции с интервалом 14–30 м. Насосы ЭЦВ 12-255-35 установлены на глубину 17 метров. Глубина скважин 35 метров. На всех рабочих скважинах, кроме № 8, которая оборудована одним насосом, установлено по 2 насоса производительностью по 255 м3/час каждый. Принцип монтажа приведен на рисунке 3. Такая конструкция не предусмотрена исходным проектом и была введена  для  снижения пескования скважин.  Повышенное пескование наблюдалось  на начальном периоде эксплуатации скважин при работе с одним, более мощным насосом.

 

Рисунок 2. Конструкция эксплуатационных скважин

 Рисунок 3. Принцип монтажа насосов в скважину

 

Возможными причинами пескования могли быть конструктивные недостатки фильтра, повышенный  вынос  песка  на  начальной  стадии  эксплуатации  (до  полной  промывки окружающих пород) из-за завышенных напорных характеристик насосов. При  необходимости, производительность  скважин  может  контролироваться вручную  изменением  положения задвижки  на  водоподъемной  трубе  и  включением-выключением второго насоса, варьируя в пределах от 250-255 м3/час до 500-510 м3/час (6000 – 12240 м3/сут.). В зимний период, в работе задействованы 12-13 скважин, причем до шести из них работают круглосуточно, а остальные – по 10-12 часов в сутки. В летний период, из-за снижения водопотребления, в эксплуатацию включаются до 5-7 скважин, в основном,  первого  ряда.  Контроль  количества  добываемой  воды  осуществляется интегрально - по водосчетчикам в магистральных водоводах, а также по фактическим часам работы скважин. Общее состояние водозабора удовлетворительное. Скважины № 1–10 помещены в шлакоблочные  павильоны,  которые  размещаются  на  общей  горизонтальной  эстакаде протяженностью  400  м,  сооруженной  на  высоте  3,0  м  над  поверхностью земли. Павильоны на скважинах № 11, 20, 21, 24 установлены непосредственно на поверхности земли. После извлечения на поверхность вода по системе трубопроводов, через сборный водовод и регулирующую емкость (объемом 3000 м3), попадает на насосную станцию II подъема. Вода из скважин № 1-5 по водоводу D700 (длиной порядка 670 м.) напрямую идет через станцию I подъема в регулирующую емкость. Остальные скважины 1-го ряда №  6-13 обвязаны единым  водоводом Д700 со скважинами 2-го  ряда (№  20- 24),  по которому вода поступает в камеру переключения и далее - на общий коллектор станции II подъема. Протяженность от скв. № 24 до камеры переключения составляет 200 метров. Оба водовода соединены с хлораторным трубопроводом D100, через который поступает хлорный раствор для обеззараживания транспортируемой по водоводам воды. От резервуара вода  подается на  напорную  гребенку  насосов  № 1-6  (Петропавловская группа) по водоводу Д1000 мм, общая длина которого- 100 м., а также может подаваться по  водоводу  Д800 мм,  длиной  45  м.,  на  всасывающую  гребенку  насосов  № 7 и  8 (Елизовская группа). Общая протяженность сборных водоводов, выполненных из стальных труб Д700- 800 мм, составляет порядка 1200 м, водовода Д1000 мм - 82 м. В обычном режиме работают 7-8 скважин. Давление на сборном трубопроводе на уровне скв. № 5- 9 метров, давление на всасывающей насосной станции- 7,5-8 м. Суммарное энергопотребление при работе 6 скважин в составе 12 насосов (№ 1, 2, 6, 8, 11, 21, 24), по амперажу, составляет порядка 360 кВт. Расчетная высота подачи (разница между динамическим уровнем (максимум - 8) и высотой столба воды в РЧВ (+9 м. к устью скв.) составляет порядка 17 метров, расчетные потери напора при подаче воды по Д 700 мм и Д800 мм - не более 3 метров, и суммарный потребный  напор  насосов - не  более 20  метров.

Для хлорирования подаваемой воды используется раствор гипохлорита натрия с фиксированной концентрацией активного хлора (8 ± 1 г/дм3), получаемого электролизом 4%  раствора  поваренной  соли.  Хлораторная установка оборудована  шестью электролизными модулями  «Хлор Эл-200»  производства инженерно-производственной фирмы «САР», из них три постоянно находятся в работе. Объем рабочей электролизной емкости составляет 1 м3, режим работы периодический (время цикла - 4 часа). Промывка электролизеров от солей жесткости проводится установкой БКП-75, использующей для их растворения 3% раствор соляной кислоты. В подаваемой воде поддерживается доза остаточного хлора на уровне 0,3-0,5 мг./л. Так как  хлорпоглащение сырой воды практически нулевое, весь свободный  хлор от гипохлорита используется  для обеспечения  остаточного  содержания,  расход  по свободному хлору составляет 30-40 кг в сутки, что эквивалентно производству 4600-5000 литров гипохлорита в сутки. Удельный  расход  электроэнергии  на  производство  одного  кг. хлора в  составе гипохлорита составил, по данным 2010 года, 4,5 кВт /кг. Удельный расход поваренной соли- 5 кг/кВт.

3. Насосная станция 2-го подъема

Водоснабжение 70% г. Петропавловск-Камчатский, части посёлков Елизовского р-на  и  г. Елизово  осуществляется посредством подачи  воды  по  магистральным трубопроводам  с  Авачинского подруслового водозабора.  Перекачку  воды  производит ВНС 2-го подъёма. На  ВНС  установлено  5  насосных  агрегатов: Д2000-100 (двигатель  800  кВт, производительность 2000 м3/час, напор 100 м.), 1 насосный агрегат Д1250-125 (двигатель 630кВт, производительность 1250 м3/час, напор125 м.) и два насосных агрегата Д630-90 (двигатель 250 кВт, производительность 630 м3/час, напор 90 м.). Все насосные агрегаты имеют  высокую  степень  износа  и,  соответственно, малую  надёжность  и  низкую энергоэффективность.  Регулирование  подачи  воды  производится  путём  подключения необходимого количества насосных агрегатов и регулирования напора задвижками, что отрицательно сказывается на расходе электроэнергии. Вода от  станции  подается  в  два водовода: в Д1000 мм (на Петропавловск-Камчатский) и в Д 500 мм (потребители  г.  Елизово).  Предварительным  проектом предусматривалась раздельная подача от различных групп насосов, но в настоящее время, насосы  Д2000-100  работают в обычном режиме,  обеспечивая  подачу  воды с  единой напорной гребенки. Давление на напорной гребенке составляет 80-83 м. Подача воды осуществляется с одинаковым давлением как днем, так и ночью, часовые расходы воды также в среднем одинаковы и составляют порядка 3200 м3 в час.

4. Экологическая ситуация района реконструкции

Качество воды в источниках водоснабжения г. Елизово можно признать одним из лучших  по  РФ.  По  результатам контроля  обеспечивается  соблюдение нормативов не только  РФ,  но  и  стран  ЕС  по  всем  показателям. Может  вызывать  потенциальные проблемы  лишь  недостаток  в  воде  фтора  и  йода,  но  данных  по  отклонениям заболеваемости  йод-зависимых  (щитовидная  железа)  и  фтор-зависимых  (заболевания полости рта) нет. Из-за высокого износа водопроводных и канализационных сетей на территории города существует риск вторичного бактериологического загрязнения воды. Кроме того, в санитарной зоне (2 пояс), на расстоянии 10 км выше водозабора "Авача", который обеспечивает  водоснабжение не только г. Елизово, но и г. Петропавловск-Камчатский, проводится  сброс  сточными очистными  сооружениями пос. Раздольный, куда так же сбрасываются стоки от животноводческой фермы. Очистные сооружения не работают, сброс осуществляется без очистки, что ведет к ухудшению  микробиологических показателей качества воды в реке Авача. Эти два фактора (риск микробиологического загрязнения вод в системе и в источнике) требуют применения бактерицидной обработки воды и  обеспечения  пролонгированного бактерицидного действия.  Для  этих  целей используется хлорирование воды с использованием гипохлорита натрия,  который производится  непосредственно  на  площадке  водозабора.  Так  как  содержание органических примесей  в  воде источника  минимально  (перманганатная  окисляемость менее 1 мг О2/дм3, цветность менее 1 град.), а бактериологическое загрязнение реки не существенно(e-coli менее 50 на 100 мл.), используется минимальная доза хлора, при этом риск образования опасных хлорорганических соединений практически равен нулю. В ходе работы  не  установлено  достоверного  подтверждения негативного  влияния  качества питьевой воды на здоровье населения. Основной экологической проблемой города Елизово (да и всего края в  целом) являются недостаточная мощность очистных сооружений сточных вод и сброс стоков без очистки  в  поверхностные воды  и на рельеф. Практически 100% сточных вод, образующихся в процессе жизнедеятельности города, сбрасывается без очистки в реку Авача - рыбохозяйственный водоем  1-ой  категории,  являющийся местом нереста тихоокеанского лосося. В связи с незначительностью объемов  сбрасываемых  стоков, влияние их на качество воды в реке Авача практически не выявляется.