Nasza firma zajmuje się wykorzystaniem dźwięku do oceny stanu zagrożenia sieci cieplnych (fonometrią). Od 1990 roku zajmujemy się lokalizowaniem miejsc awarii sieci cieplnych za pomocą Akustycznej Metody Lokalizacji Awarii.

Dzięki nowym technologiom i przeszło 15 lat dowświadczenia możemy poszczycić się skutecznością około 91,5 procent. Dzięki swej uniwersalności Akustyczna Metoda Lokalizacji Awarii umożliwia:

1. Możliwści stosowania w każdych warunkach atmosferycznych.
2. Pośrednim sposobie lokalizacji bez względu na wysokość temperatury czynnika grzewczego.
3. Precyzyjnym wskazaniu miejsc uszkodzeń oscylującym w granicach ± 2,5 m – 
   (średnica i głębokość ułożenia ciepłociągu nie mają żadnego wpływu na wspomniany wynik).

SZUKANIE DZIURY W CAŁYM, czyli 
AWARIE NA TRADYCYJNYCH RUROCIĄGACH 
CIEPŁOWNICZYCH.

1. Fonometria w ciepłownictwie
Pierwsze próby wykorzystania dźwięku do oceny stanu zagrożenia sieci cieplnych sięgają początku lat siedemdziesiątych. Zaadaptowano do tego celu doświadczenia uzyskane przy eksploatacji wodociągów. Początki były bardzo trudne, a wyniki uzyskiwane w trakcie prób nie napawały optymizmem. Przyczyny takiej oceny przydatności fonometrii były prozaiczne:

1. Niska jakość sprzętu.
2. Brak doświadczenia.
3. Stosunkowo nowe sieci kanałowe.

Wraz z biegiem lat i starzeniem się zasobów eksploatacyjnych problem występowania awarii narastał. Możemy wymienić następujące metody lokalizacji awarii:

1. Przekopy próbne
Czyli metoda kolejnych odkrywek – kosztowna, pracochłonna przy skuteczności nie przekraczającej 30%.

2. Termiczne
Wykorzystujące zjawiska podwyższonej temperatury. Do precyzyjnego wskazania miejsc zagrożeń jak również awarii ciepłociągów zastosowano kamery termowizyjne; wykorzystywane z powodzeniem w Energetyce Zawodowej do oceny stanu izolatorów i sieci przesyłowych wysokiego napięcia. Budownictwo również sięgnęło po termografie do pomiaru strat ciepła. Metoda ta okazuje się najbardziej kosztowną, lecz gwarantującą skuteczność rzędu 50%. Występuje jeden, ale jakże ważki problem – uzależnienie od warunków atmosferycznych. 

3. Akustyczne:
– bezpośrednie pomiary wykorzystujące zjawisko korelacji dźwięku. Do prawidłowej korelacji potrzebne są następujące dane ciepłociągu – znajomość trasy w terenie, długość, średnica i rodzaj materiału. Zakres temperatury roboczej korelatorów wynosi od 0oC do 100oC. Skuteczność lokalizacji awarii jest zdecydowanie niższa od osiąganej na wodociągach. 

– analiza szumów jest metodą pośrednią przy lokalizacji awarii i bezpośrednią przy profilaktyce. Jej uniwersalność polega na możliwości stosowania w każdych warunkach atmosferycznych i terenowych. Jedyną niedogodnością jest brak ciśnienia w sieci. 

Porównując dokładność wskazań – błędy przy metodzie mikrofonowej nie przekraczają granicy 
+- 2,5m, natomiast przy wykorzystaniu pozostałych metod zawierały się w przedziale 
od 15 metrów – termowizja i od 70 – 180 metrów korelator. 

Pod koniec lat osiemdziesiątych na sieci cieplnej eksploatowanej przez ówczesne Wojewódzkie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej w Poznaniu jeszcze raz spróbowano sięgnąć po „dźwięk”. Początki były bardzo trudne, jednak konsekwencja kierownictwa Zakładu Sieci Cieplnejprzy wdrażaniu Akustycznej Metody Lokalizacji Awarii zaczęła przynosić efekty w postaci obniżenia kosztów usuwania nieszczelności ciepłociągów. Przełomowym momentem był dzień 18 stycznia 1990 roku W dniu tym wykonano lokalizację miejsca awarii ciepłociągu DN 400 przy wykorzystaniu kamery termowizyjnej oraz mikrofonów. Błąd wskazania przez doświadczonego operatora kamery sięgał 15 metrów, natomiast wskazanie akustyczne było punktowe.

Fonometria okazuje się jednš z najbardziej niezawodnych metod przy lokalizacji miejsc awarii sieci cieplnych: 

Analizując tabele zamieszczone w niniejszym opracowaniu widzimy, że łączna ilość lokalizacji wykonanych w okresie 20 lat zamyka się liczbą 2763 co daje średnią 138 lokalizacji na rok ze skutecznością bez mała 95 procent (przy założonym 80 procentowym progu) nasuwa się zatem pytanie – A co z pozostałymi 5%? Odpowiedzią są następujące stwierdzenia zebrane na podstawie doświadczeń uzyskanych przy lokalizacji awarii na sieci DN 500 w obrębie Ronda Rataje w Poznaniu:

1. Bardzo mocno rozbudowana infrastruktura podziemna.
2. Duże natężenie ruchu ulicznego.
3. Prądy błądzące powstałe od sieci trakcji tramwajowej i sieci energetycznych wysokiego napięcia wskutek czego awarie powstają na „ślizgach”, których praktycznie „nie ma”. 

Przebicia prądowe powodują przyspieszony proces korozyjny właśnie na ślizgach, a następnie opadnięcie rurociągów na dno kanału. Awarie, które powstały w takich miejscach są praktycznie niemożliwe do wskazania punktowego przy wykorzystaniu technik akustycznych. Następny przykład podobnego oddziaływania prądów błądzących pochodzi z Szczecina, gdzie na ciepłociągu DN 300 ułożonym w ul. Jana Chryzostoma Paska błąd wskazania oscylował w granicy 6 metrów. Cały odcinek rurociągu (zasilanie) o długości 65 metrów został wymieniony.

Reasumując Akustyczna Metoda Lokalizacji Awarii przy całej swojej uniwersalności czyli:

1. Możliwości stosowania w każdych warunkach atmosferycznych,
2. Pośrednim sposobie lokalizacji bez względu na wysokość temperatury czynnika grzewczego,
3. Precyzyjnym wskazaniu miejsc uszkodzeń oscylującym w granicach +- 2,5m – (średnica i głębokość ułożenia ciepłociągu nie mają żadnego wpływu na wspomniany wynik) nie jest sposobem w 100 % skutecznym. 

Dotychczas omówiono jedno zagadnienie związane z fonometrią tzn. Akustyczną Metodę Lokalizacji Awarii. Dźwięk można również wykorzystać do szeroko pojmowanej profilaktyki. Korzystając z fonometrii przy pomiarach szczelności sieci cieplnych można uzyskać następujące informacje:

1. Wskazania odcinka ciepłociągu na którym wystąpiła awaria nie objawiająca się żadnymi symptomami zewnętrznymi tzn. brak pary, wody itp.
2. Weryfikacje odcinków i miejsc zagrożonych, które zostały określone przy wykorzystaniu innych technik oceniających stan techniczny sieci np. mapy termograficzne (KPEC w Bydgoszczy czy SEC w Szczecinie), termowizji naziemnej, prób ciśnieniowych itp.
3. Określenie odcinków sieci cieplnych szczególnie podatnych na korozję związaną ze zjawiskiem elektrolizy spowodowanej przepływem prądów błądzących w środowisku zawilgoconym i zasiarczonym.
4. Ocena zakłóconych przepływów związanych ze złą regulacją sieci lub z występującymi zanieczyszczeniami mechanicznymi powstałymi na „etapie budowy” (sieć cieplna EC w Słupsku – ul. Szczecińska , GPEC w Gdańsku – odejście na Morenę).
5. Zawężenie stref poszukiwań miejsc awarii stanowiących zagrożenie dla prawidłowej pracy systemów cieplnych (lipiec 1995 rok – sieć cieplna WPEC w Radomiu – ul. Szklana).
6. Uzupełnienie wskazań telemetrii względnie szeroko pojmowanego monitoringu (na bazie przepływomierzy ultradŸwiękowych) pomiarami fonometrycznymi w celu jednoznacznego okreœlenia tendencji ubytków wody sieciowej (lata 1991 – 2013 – sieć cieplna PEC w Poznaniu obecnie Dalkia Poznań). 

W wyniku zastosowania pomiarów fonometrycznych na sieciach cieplnych na terenie Polski w różnych ośrodkach ciepłowniczych: dużych Gdańsk, Gdynia, Poznań, Toruń, Warszawa czy średnich jak Elbląg, Grudziądz, Jelenia Góra, Opole, Piotrków Trybunalski oraz małych Słupsk, Sieradz, Skarżysko Kamienna, Ustka, Tarnobrzeg uzyskano:

1. Zmniejszenie ubytków wody sieciowej – zdecydowanie poniżej 1% normatywu.
2. Stałą kontrolę stanu technicznego sieci.
3. Zminimalizowanie przerw w dostarczaniu energii cieplnej dla odbiorców.
4. Ograniczenie krotności wymiany „zładu” z kilkunastu do kilku.
5. Wprost niewymierne korzyści finansowe związane z obniżeniem kosztów
eksploatacyjnych przeznaczonych na przeglądy, remonty i usuwanie skutków awarii.

V-ce Prezes Zarządu OPEC Sp. z o.o. w Puławach mgr inż. Tomasz Kozłowski w dniu 11.05.1995 roku napisał „Jednocześnie chcielibyśmy podziękować za dotychczasową współpracę, której efektem jest 5-krotna redukcja strat wody w m.s.c. m. Puławy na przestrzeni ostatnich 3 lat”. 
motto: Pamiętaj ! Oszczędzają bogatsi od Nas. 

Opracował:
Henryk Bączkowski
Zakład Usługowy LOKAWA
Os. Rzeczypospolitej 16/5
61-397 Poznań
email: lokawa@interia.pl
tel. 061-8237-696
fax. 061-8240-502
kom.0501-608-038
na podstawie materiałów zebranych w trakcie 20-stu lat stosowania fonometrii na sieciach cieplnych różnych ośrodków ciepłowniczych w Polsce jak również materiałów udostępnionych przez zaprzyjaźnione firmy.