20.08.2021

Какую пользу несет цифровизация ЖКХ

За отопительный сезон 2020−2021 гг. на российских объектах ЖКХ случилось 7,3 тыс аварий, в том числе и в сфере теплоснабжения.

В г. Фокино Приморского края решают проблему при помощи цифровизации тепловых сетей. Она помогает контролировать теплопотери и быстро устранять неисправности. В статье расскажем, как это работает и с чего все начиналось.

Ситуация

Инфраструктура тепловых сетей в г. Фокино работала 60 лет, и за это время модернизация прошла только в 1987 году.

Показатели осенне-зимнего периода 2019−2020 гг были такими:

  • сверхнормативная подпитка системы: 152 тыс. куб.м.;
  • перерасход топлива: 3280 тонн;
  • аварий: 800, из них больше половины с утечкой теплоносителя и выключением отопления и горячей воды;
  • среднемесячные потери на теплосетях: 47%;
  • аварийная замена труб: 1258 п.м. труб, общая протяженность трубопроводов — 32 км;
  • потрачено на отопительный сезон в 2019 г: 60 млн руб.

Решение

Компания «Интеллектуальные коммунальные системы Фокино» выступила частным инвестором программы, в рамках которой заменят изношенную тепловую инфраструктуру и внедрят цифровизацию тепловых сетей.

«Интеллектуальные коммунальные системы Фокино» взяла на себя обязательства по обслуживанию теплосети и поддержанию ее работоспособности. Взамен она получает платежи за тепло от жителей по установленным тарифам.

Проект реализован по механизму концессии, где у «Интеллектуальные коммунальные системы Фокино» три функции: частный инвестор, генподрядчик и эксплуатирующая организация.

Как частный инвестор компания модернизирует структуру за собственные средства, как генподрядчик проводит строительно-монтажные работы, как эксплуатирующая организация использует оборудование после модернизации.

Этапы проекта

Концессионное соглашение

Для реализации проекта в г. Фокино стороны заключили концессионное соглашение на 25 лет — до конца 2044 года. В нем участвуют две стороны: концедент и концессионер. Концедент — Приморский край, от его имени выступает Администрация края. Концессионер — «Интеллектуальные коммунальные системы Фокино».

Обязательное приложение к концессионному соглашению — это финансово-экономическая модель. Она считается на основе исходных данных, которые дает концедент: например, расходы топлива, отпускаемое количество тепла, количество потребителей.

Финансово-экономическая модель должна «сойтись», чтобы концессионное соглашение было подписано. Сходимость финансово-экономической модели обеспечивается двумя факторами: инвестор может выполнить инвестиционную программу и не получает сверхдохода от ее реализации. В финансово-экономической модели указываются основные технико-экономические показатели и прописывается инвестиционная программа, которую должен выполнить концессионер.

Без глубокой цифровизации подобная модель в принципе не сможет сойтись, так как частный инвестор может получить доход только за счет глобального увеличения эффективности всего контура: снизить теплопотери, расход топлива, расходы на обслуживание и ремонт, снизить негативный эффект от устаревания инфраструктуры и сетей на весь период действия контракта.

Теплотехническое обследование

Инвестор должен убедиться, что составленная им экономическая модель рабочая, и он сможет выполнить обязательства по концессионному соглашению и получить прибыль. Для этого проводится теплотехническое исследование. В гор. Фокино его провели дважды: по классической схеме и с использованием беспилотной технологии компании «Матрикс», технического партнера проекта.

Беспилотный энергоаудит тепловых сетей (БЭТС) производится при помощи квадрокоптера. Он помогает рассчитать, насколько эффективны инвестиции в тепловые сети. Если состояние тепловых сетей критичное, то в модернизацию нужно вложить больше инвестиций. Это увеличивает сроки окупаемости проекта и выхода на операционную прибыль. Такая технология наиболее полезна для оценки финансово-экономической модели в рамках концессионных соглашений и других форм государственного частного партнерства.

БЭТС проводится на основе тепловых карт, которые получаются после тепловизионной съемки с квадрокоптера. Далее техническое состояние сетей оценивается по размеру тепловых потерь. Тепловые потери происходят по трем причинам:

  • нарушена технология прокладки или обслуживания теплосети,
  • происходят прорывы теплоносителя под землей или на поверхности,
  • у труб и коллекторов некачественная изоляция.

Работает технология БЭТС в пять этапов:

  • составляется карта расчетных тепловых потерь: в ней учитывается плановый износ сетей на дату исследования, материал труб и изоляции и глубина их залегания, тип грунта;
  • квадрокоптер измеряет температуру поверхности земли над трубами или самих труб, если они лежат открыто;
  • сравниваются расчетные и фактические показатели температуры: это помогает увидеть разницу между тепловыми потерями и по ней найти места скрытых аварий;
  • считается разница между фактическим износом сетей и расчетным при помощи специального ПО;
  • оценивается размер тепловых потерь в ккал/час и деньгах при наличии приборов учета.

Беспилотный энергоаудит системы в гор. Фокино позволил:

  • обследовать 30 км тепловых сетей;
  • выявить 482 участка с нарушениями.

БЭТС за две недели помог выполнить ряд задач:

  • создать точную фактическую карту теплосети с указанием участков максимальных теплопотерь;
  • указать скрытые места разлива теплоносителя;
  • рассчитать теплопотери на каждом участке в кк;
  • посчитать финансовые потери в рублях.
Тепловые потери выявляются с точностью до 15 см
Тепловые потери выявляются с точностью до 15 см

Обследование показало, что нужно ремонтировать или менять 17 000 м теплотрасс в однотрубном исчислении.

Пример дашборда о состоянии тепловых сетей
Пример дашборда о состоянии тепловых сетей

У БЭТС есть два важных преимущества перед классическим методом сбора информации наземным персоналом.

  • Большая скорость работы: персонал обследовал территорию два месяца, а беспилотник — чуть больше суток. Еще две недели ушло на аналитику и расчеты. Показатели беспилотника и человека почти не отличались.
  • Методика не только видит теплопотери, но и оценивает их в количестве и деньгах. Именно эта особенность позволяет получать данные для анализа параметров концессии.

    Подпишитесь на рассылку
    Раз в неделю будем присылать вам самые интересные материалы

    Модернизация инфраструктуры: внедрение системы SCADA и «Умногор»

    Следующий этап после теплотехнического обследования тепловых сетей — внедрение АСУ ТП (автоматизированной системы управления технологическим процессом). Задача любой АСУ ТП — вывести работу котельной на максимально возможный КПД и понять с ее помощью, где и как экономить и уменьшать теплопотери.

    АСУ ТП проекта — диспетчерская система верхнего уровня. Она включает две части:

    систему SCADA и программный комплекс «Умногор». SCADA-система собирает информацию с датчиков и приборов учета вместе с аналитикой и отображает все в онлайн-формате. «Умногор» помогает управлять аварийными бригадами и работать с обращениями граждан.

    Для внедрения системы SCADA понадобилось смонтировать 67 узлов учета и 140 контроллеров для сбора данных:

    • 48 узлов учета тепловой энергии, суммарно более ста датчиков по всем объектам;
    • 3 узла учета мазута поточного типа;
    • 4 узла учета мазута радарного типа на мазутных емкостях;
    • 12 шкафов автоматики для передачи данных со всего города;
    • 140 контроллеров для сбора данных с многоквартирных домов.

    В отдельном помещении организовали рабочее место диспетчера тепловой сети: единую диспетчерскую службу (ЕДС). На видеостену выводятся все нужные параметры, переданные датчиками: расход, температура, давление воды. Если один из них выходит за пределы нормы, диспетчеру сразу поступает звуковое и световое оповещение.

    На экранах и видеостене диспетчер отслеживает параметры
    На экранах и видеостене диспетчер отслеживает параметры

    Система SCADA помогает эксплуатирующей организации подбирать режимы работы, исходя из реального состояния трубопроводов и окружающей обстановки. Для этого в специальном программном комплексе ZuluGIS создана точная электронная модель тепловой сети.

    Результаты расчета при текущих параметрах поступают с датчиков в систему диспетчеру. Он сравнивает расчетное и фактическое значение тепловых потерь и регулирует режим работы для уменьшения этих потерь. При этом в домах жителей остается тепло, и не падает температура горячей воды.

    Если на теплосетях случается авария, данные о них автоматически приходят в систему МКА ЖКХ, разработанную Фондом содействия развитию ЖКХ. Интеграцию с этой системой обеспечивает собственная разработка компании «Матрикс» — «Умногор». Система собирает всю информацию об авариях в одном месте и ведет личный кабинет жителя.

    Система «Умногор» помогает быстро реагировать на заявки об авариях от жителей и устранять их. Работает это так:

    • диспетчер получает обращение граждан о неполадках системы теплоснабжения;
    • оформляет наряд на работу аварийной бригады;
    • контролирует их выполнение.
    Cистема сама считает все значения Q (котельных, потребителей — на основании датчиков, расчётные — на основании электронной модели по «идеальной» сети). Диспетчер, сравнивая факт и расчет и видя ситуацию на тепловой сети, принимает решения по управлению ей
    Cистема сама считает все значения Q (котельных, потребителей — на основании датчиков, расчётные — на основании электронной модели по «идеальной» сети). Диспетчер, сравнивая факт и расчет и видя ситуацию на тепловой сети, принимает решения по управлению ей
    Интерфейс «Умногора»: заявки от жителей собираются в одной таблице, можно отфильтровать их по статусу и отследить дату создания
    Интерфейс «Умногора»: заявки от жителей собираются в одной таблице, можно отфильтровать их по статусу и отследить дату создания

    В «Умногоре» есть возможность вести технологический оперативный журнал и журнал аварий, который интегрируется с системой МКА ЖКХ. Это позволяет отслеживать количество аварий за период времени и скорость их устранения.

    Так выглядит мобильное приложение «Умногора» для эксплуатирующего персонала
    Так выглядит мобильное приложение «Умногора» для эксплуатирующего персонала

    Через месяц после внедрения системы «Умногор» оценили ее пользу. Теплосчетчики на котельной и ЦТП помогают контролировать качество тепла в домах, сводить тепловой баланс по городу и анализировать показатели потребления тепла жителями. Кроме этого, аварии стали устраняться в два раза быстрее.

    Диспетчерская система верхнего уровня помогает:

    • экономить 20% электроэнергии и 10−15% мазута каждые сутки;
    • централизованно управлять сетью теплоснабжения;
    • вовремя реагировать на аварии и устранять их;
    • быстро сообщать о проблемах в систему МКА ЖКХ Фонда содействия реформированию ЖКХ.

    Электронный документооборот

    Еще один контур цифровизации внедрен на этапе строительно-монтажных работ. Приемка выполненных объемов строительства по инвестиционной программе проходит в электронном формате. Весь пакет исполнительной документации, включая акты КС-2 и КС-3, готовятся, согласовываются и подписываются без бумажных версий. В результате скорость приемки объектов сокращается на несколько недель или даже месяцев.

      Подпишитесь на рассылку
      Раз в неделю будем присылать вам самые интересные материалы

      Итоги цифровизации

      Цифровизация на этапе проектирования, строительно-монтажных работ и эксплуатации позволяет:

      • улучшить экономические показатели объекта;
      • централизованно управлять сетями теплоснабжения;
      • быстро и качественно реагировать на обращения и автоматизировать работу.

      Внедрение системы цифровизации включает в себя:

      • проектно-изыскательские работы;
      • строительно-монтажные и пусконаладочные работы;
      • поставку оборудования;
      • обучение персонала.