Вот и вышел следующий эпизод подкаста Untapped New York, целиком посвящённый работе паровой системы Нью-Йорка. Вас удивляли эти бело-оранжевые трубы, из которых валит пар, посреди нью-йоркских улиц? Чтобы узнать о них больше, мы взяли интервью у Фрэнка Куомо, главного руководителя отдела парогенерации в Con Edison. А ещё побеседовали с Марком Рейгельманом, автором одной из наших любимых стритарт-интсталляций. Подробности — к старту нашего флагманского курса по Data Science.


Под толщей нью-йоркского асфальта проложили около 250 километров паропроводных труб. Более 1500 зданий используют этот носитель энергии, который экологичнее нефти и угля. Паром отапливаются многие известные здания, в том числе Эмпайр-стейт-билдинг, Крайслер-билдинг, Центральный вокзал Нью-Йорка, Штаб-квартира ООН, Комплекс зданий Рокфеллер-центра и многое другое.


Отапливать паром начали ещё в Древнем Риме. Предприимчивые римляне отапливали паром бани и многие другие здания. Эту технологию со временем переняли и другие страны Европы. В США её внедрили в XIX веке. Изобретатели и бизнесмены усмотрели в ней экономически эффективный способ отапливать города. Первая в США система парового отопления появилась в штате Нью-Йорк, по сей день она остаётся самой большой в стране. Даже если объединить пять следующих по величине теплоцентралей США, масштабов нью-йоркской теплосети они не достигнут.


Рабочие в помещении теплоцентрали Con Edison
Рабочие в помещении теплоцентрали Con Edison


Фрэнк Куомо работает с паровыми установками Con Edison уже 11 лет. До Con Edison он работал инженером-консультантом, проектировал системы отопления, охлаждения и кондиционирования зданий. По словам Куомо, в этом году паровым установкам Нью-Йорка исполнилось 140 лет. Первая из них установлена в 1882 году. Хотя нью-йоркская сеть — старейшая и крупнейшая, сама технология впервые появилась в США в Локпорте на севере штата Нью-Йорк — к северу от Баффало и к востоку от Ниагарских водопадов.


Как рассказал нам Куомо, инженер Бёрдсилл Холли в 1877 году изобрёл установку, которая «генерировала пар для отопления подвала его дома. Обкатав весь механизм и убедившись, что он работает хорошо, Холли сделал отопление для соседей. Постепенно в Локпорте появилась небольшая распределительная станция… Изобретение Холли [заинтересовало] некоторых инвесторов и застройщиков из Нью-Йорка, и они навестили изобретателя. Один из заинтересованных, Уоллес Эндрюс, решил реализовать эту идею в Нью-Йорке».


А в Нью-Йорке в те годы, как грибы после дождя, вырастали небоскрёбы, и инженерам приходилось ломать голову над тем, как отапливать такие высотные здания. Эндрюс и его коллеги привезли из Локпорта в Манхэттен идею локальной энергетики. «По сути, система парового отопления Нью-Йорка выросла из Манхэттенской батареи», — рассказывает Куомо. Пару свойственно подниматься, а для отопления им зданий не нужна дополнительная энергия.



Трубы Con Edison в нью-йоркском квартале Гринвич-Виллидж


Нью-йоркская система парового отопления начала строиться с Файненшл-дистрикт, а первая паровая установка построена на месте Всемирного торгового центра. Она дотянулась до севера Манхеттена, прошла по обе стороны Центрального парка, дошла до 96-й улицы на западе и до 89-й на востоке. Хотя система и не доходит до Бруклина, там есть своя ТЭС с парогазотурбинной установкой. Находится она на территории Нью-Йоркской военно-морской верфи, и оттуда Con Edison закупает пар. Он попадает в Манхэттенскую сеть по трубе, проложенной под Ист-Ривер.


Помещение с паровой установкой Con Edison
Помещение с паровой установкой Con Edison


Отопление паром даёт небольшую часть выручки Con Edison, он производится различными парогенераторными, а также парогазотурбинными установками в частных и общественных зданиях и комплексах, таких как, например Башня Банка Америки. Парогазотурбинная установка генерирует электричество и пар из одного источника, поэтому такой способ производства энергии высокоэффективен.


«Паровое отопление от ConEd имеют самую низкую интенсивность выбросов углерода на единицу поставляемой энергии по сравнению с любыми доступными для зданий Манхэттена вариантами», — рассказывает Куомо, который также поясняет, что в последние годы интерес к паровому отоплению возрос по экологическим причинам.



Парогазотурбинная установка Башни Банка Америки


Пар, производимый Con Edison для отопления и горячего водоснабжения зданий, нагрет до 230–245 ºС. Куомо добавляет: «Когда вы принимаете душ или умываетесь, вы пользуетесь водой, которая нагрета паром. Но интереснее другое: это не ясно интуитивно, но в 250 зданиях пар используется и для охлаждения воздуха летом». Он подаётся в компрессоры охладительных установок, которые кондиционируют и охлаждают воздух. Пар используется и для отпаривания одежды в химчистках, и для стерилизации оборудования в больницах, и для увлажнения воздуха в музеях, например в Музее современного искусства.



Охладительная установка Башни Банка Америки


Пар — не только относительно чистая форма энергии. Он используется для распределения традиционной электроэнергии, например в больницах. Это позволяет поставить больше томографов для МРТ и реанимационных установок. Для такой генерации энергии требуется меньше оборудования, так что оно умещается в тесном цоколе, а ещё сокращается штат наладчиков.


Куомо объясняет работу паровой установки так: «Берём воду, очищаем её от всех примесей насколько возможно. Нужна чистейшая вода. Она подаётся традиционно в котёл либо в парогазотурбинную установку… Добавляется топливо (оно на 97% состоит из природного газа). Нефтепродукты используем реже — только в самые холодные дни зимы или при проблемах с поставкой газа. Газ горит, очищенная вода нагревается до определённого давления и температуры. Диспетчеры тщательно за этим следят, а диспетчерские есть у нас на каждом объекте. Вода выпускается в нашу 170-километровую трубопроводную сеть, пар поступает потребителям в любое время. У нас нет отдельных котельных для разных объектов, вся сеть едина. Пар, который приходит в ваш дом, может поступать, скажем, из Ист-Риверской или любой другой станции».


Con Edison стремится не к расширению своей системы пароснабжения, а к подключению новых потребителей к существующей сети. Как подчёркивает Куомо, техобслуживание этой сети, как и многих других коммуникаций Нью-Йорка, невозможно без того, чтобы копать. Если источник утечки или иной проблемы находится за люком, то обычно устранить её можно, спустившись под землю. Но большая часть системы находится под землёй…, а люки созданы, чтобы обслуживать оборудование. Большая часть системы управляется из диспетчерской. Диспетчеры следят за её состоянием круглосуточно. Современные технологии мониторинга и доступа к системе — один из основных приоритетов Con Edison.


Паровая установка Эмпайр-стейт-билдинг
Паровая установка Эмпайр-стейт-билдинг


Наконец, мы задали Куомо вопрос про те полосатые бело-оранжевые трубы по всему городу. Он ответил так: «Вы наверняка увидите эти трубы, гуляя по Манхэттену. Они паровые. Их цель — отведение пара и его возможных утечек в сторону от пешеходного и автомобильного движения. Пар не должен мешать движению машин. А поскольку он горячий, то не должен выбрасываться вблизи пешеходов. Поэтому трубы стоят на своих местах почти всё время нашей работы, так мы управляем ситуацией. Эти трубы находятся под нашим контролем и не являются проблемой с точки зрения безопасности».


Бело-оранжевые паровые трубы


О роли пара и других энергоносителей в будущем Нью-Йорка Куомо говорит так: «За свою историю система Con Ed переходила от угля к тяжёлым фракциям нефти, а от них — к природному газу. Мы продолжаем работать над экологичностью нашей системы, используя возобновляемые виды топлива и воспроизводимые технологии. Нельзя с уверенностью сказать, каким будет топливо будущего. Но, каким бы оно ни стало, мы уже покупаем его в больших объёмах и используем, приводя в движение этот город».


Последнее, о чём мы спросили у Куомо, знает ли он художника Марка Рейгельмана, следующего гостя нашего подкаста. И хотя это имя ни о чём не говорило Куомо, стритарт-инсталляции на паровых трубах вызвали у него интерес. Рейгельман нанизал на паровые трубы Нью-Йорка эти нарочито американские дощатые домики. Кажется, дым валит из дымоходов. В бетонных джунглях это смотрится причудливо. Увидев фото, Куомо засмеялся: «А, вот этот домик я хорошо знаю. Нам довелось побегать по таким несколько недель подряд».


Инсталляция Марка Рейгельмана на дымовой трубе


Проект Рейгельмана Smökers — одна из наших любимых инсталляций. В продолжение подкаста мы побеседовали с художником о его работах, от забавных инсталляций на паровых трубах до дизайна детской площадки в Домино-парк. Юмор и игра — основные компоненты творчества Рейгельмана. Художник подчёркивает: «Паблик-арт — это катализатор [социального] взаимодействия. В своих работах я стараюсь раскрыть в повседневности нечто странное и игривое, весёлое и абсурдное. Прежде всего из-за того, что нью-йоркцы видели многое. Но [Smökers] — пример того, как можно раскрыть для них новые черты в чём-то знакомом и обыденном. Трудно вызвать резонанс и улыбку на лице у жителей нашего города, запомниться им надолго. На мой взгляд, юмор и задор вполне способны решить эту непростую задачу».


Инсталляция Марка Рейгельмана Smokers


О существовании самой системы пароснабжения Рейгельман говорит, как о чём-то само собой разумеющемся: «Посмотрите любой фильм про Нью-Йорк, и вы поймёте, что Нью-Йорком его делают всего две вещи — жёлтое такси и поднимающийся над улицами пар. Это колорит и неповторимый облик города».


А мы научим аккуратно работать с данными, чтобы вы прокачали карьеру и стали востребованным IT-специалистом. Если вы не найдёте работу, мы просто вернём деньги (возврат — акция в рамках «Чёрной пятницы»).




Комментарии (27)


  1. CyberBot
    21.11.2022 22:06
    +29

    Более 1500 зданий используют этот носитель энергии, который экологичнее нефти и угля

    Как можно сравнивать пар и уголь? Пар это теплоноситель, а уголь и нефть это энергия.


    1. mozhetbytpolozovsergey
      21.11.2022 22:48
      +16

      вся статья «такая»)


    1. TIMOHIUS
      22.11.2022 10:26
      +7

      Это как Тесла не дает никакого выхлопа, но при этом никого не волнует откуда берется электричество из розетки)


    1. tolik_anabolik
      23.11.2022 14:38

      Тоже обескуражила эта фраза, но скорее всего тут отсылка к тому, что пар готовится на ТЭС, работающей на природном газе, о чем идет речь десятком абзацев ниже.


  1. YMA
    21.11.2022 22:11
    +1

    Интересно, а что безопаснее при аварии - пар или горячая вода?

    Хотя сама идея с паром мне нравится, помимо теплоемкости - еще задействуется теплота конденсации, которая у воды достаточно большая. Меньше затраты на перегонку теплоносителя, но зато больше потери тепла по пути следования. Блин, опять считать надо :)


    1. Kotofay
      21.11.2022 22:24
      +1

      У пара намного выше температура и давление, поэтому понятно почему от него отказались в большинстве городских отопительных систем.

      Хотя на производстве с паровым сталкивался, но он там нужен был не только для отопления но и для производственных нужд -- сушка дерева.


    1. Gnuava
      21.11.2022 23:03
      +1

      Пар нынче разрешен только для производств, т.к. в процессе запуска такое отопление издает неправильные звуки, а также в подвальных этажах приходится монтировать батареи на потолке.

      В том же Нью-Йорке, как я понимаю, такие системы строили только до 1940 года, впоследствии, все же, перейдя на водяное отопление. Вики также отмечает, что было 12 взрывов паропроводов с 1987 года с выбросами асбеста. Почему именно на асбесте такой серьезный акцент, непонятно.


      1. Kotofay
        21.11.2022 23:51

        Так канцероген же.


      1. saege5b
        22.11.2022 00:00
        +1

        У них асбест коротковолокнистый, та ещё гадость.


      1. LuchS-lynx
        22.11.2022 00:30

        ХЗ как сейчас, но раньше асбест использовался в качестве утеплителя/изолятора категорийных трубопроводов


      1. SukhovPro
        23.11.2022 14:38

        Он повсеместно вытесняется. Последнее время считается источником серьезных заболеваний. Но надо учесть, что он бывает разный.


    1. LuchS-lynx
      22.11.2022 00:07
      +19

      Интересно, а что безопаснее при аварии - пар или горячая вода?

      тут все зависит от режима установки. В России классификация (возможно немного устаревшая, т.к. я лет 12 как уже не работаю в Теплоэнерго) следующая:

      • котлы низкого давления водогрейные до 115 градусов Целься, паровые до 0.7т пара в час

      • котлы среднего давления водогрейные от 115 до 250 градусов Цельсия, паровые от 0.7 до 100т пара в час

      • котлы высокого давления с производительностью св. 100т пара в час, АЭС/ТЭЦ

        Дальше, что бы понимать "что круче жахнет", необходимо понимать параметры, что с чем сравнивать. Для транспортировки теплоносителя для котлов среднего и высокого давления применяются категорийные трубопроводы, к которым применяются повышенные требования к материалам, сварке и геометрии, например запрещено варить трубы разного диаметра в стык без перехода. Пар бывает насыщенным (с капельками влаги) и перегретым, от последнего неприятностей при аварии больше.

        На мой взгляд для среднестатистического человека, оказавшегося в момент аварии рядом с категорийным трубопроводом, как бы цинично это не прозвучало, лучше сразу и без мучений. При прорыве теплоносителя водогрейного котла среднего давления происходит фазовый переход из жидкого состояния в трубе под большим давлением, в парообразное. Аварии на паропроводе с перегретым паром тоже страшные, но в отличие от водогрейных котлов среднего давления, там несколько меньше жидкости. Однако это слабое утешение для гипотетически ошпаренного человека, для которого даже 60 градусов могут быть смертельны при воздействии порядка 10-15мин.

        Самые страшные аварии, при эксплуатации таких котлов, это упуск пара. Дело в том, что котел непрерывно расходует воду в процессе парообразования, ее восполняют заранее подготовленной подогреваемой водой. В случае если выкипает больше чем положено и в этот момент не выключить котел, или дать подпитку относительно холодной воды то происходит взрыв из-за деформаций металла, который не выдерживает перепады температур. С водогрейными аналогично, но там нет проблем расходом теплоносителя, зато есть гипотетические проблемы в случае износа сварных/вальцовочных соединений. Впрочем это характерно и для паровых котлов.

        Паровые котлы среднего давления имеют достаточно высокий запас прочности (например у меня на участке была котельная с законсервированным паровозным паровым котлом 30х годов Карновалийским), поэтому многие из них переводили в водогрейный режим, например для котлов ДКВР есть схемы Ленинградская и Московская.

        Наиболее безопасные в работе это котлы до 115 градусов Цельсия водогрейные низкого давления, однако порой подключение новых потребителей на старые сети приводит к тому что они перестают "тянуть", есть и другие проблемы, например неправильно расточенные шайбы/сопла в узлах ввода в зданиях, из-за чего происходит дисбалансы теплосъема.


  1. Don_Koton
    21.11.2022 23:36

    Так зачем эти трубы по городу нужны? Разве система не должна быть максимально закрытой?


    1. nochkin
      22.11.2022 07:24
      +1

      Если я правильно понял, то это для вывода излишек давления. Например, когда есть какая-то проблема и надо её взять под контроль.

      Вообще перевод в этом плане не очень, в оригинальной статье намного понятнее.


  1. aborouhin
    22.11.2022 01:57
    +1

    Вообще интересно бы подробностей. Как в этой системе осуществляется температурное регулирование (с водой понятно, подмешиваешь обратку в нужной пропорции, а тут как)? Какие материалы используются для труб, запорной арматуры? Видел промышленные паропроводы, но как их запихать в жилые помещения? Как быть с возможными ожогами от труб, где циркулирует столь горячий теплоноситель? На каком этапе циркуляции пар наконец конденсируется, и как этот конденсат отводится? Какой температуры возвращается на ТЭЦ обратка и что с ней потом делают?..


  1. Alcpp
    22.11.2022 03:59
    +2

    Нам, отапливающим дома горячей водой, хотелось бы знать чем пар лучше.


    1. Bedal
      22.11.2022 07:57
      +6

      Плюсы:

      — меньший диаметр труб

      — возможность подавать его на верхние этажи высоток без доп.насосов

      — локальность аварий, утечка не приводит к обильному заливанию всего, что вокруг и ниже, почти кипятком

      Минусы:

      — высокая опасность при утечках, если кто попал под струю пара

      — высокие потери тепла и дорогая теплоизоляция, к тому же деградирующая со временем

      — при локальном охлаждении пар конденсируется и создаёт пробки в трубопроводах, вплоть до гидроударов

      — более дорогой мониторинг, потому что недостаточно горячая вода - всего лишь недостаточно горячая вода, а холодный пар - это конденсат и резкое изменение поведения системы

      — больший уровень шума в трубопроводах, что для жилых помещений имеет значение

      — более высокие температуры и потопмоу более дорогое парогенерирующее оборудование


  1. corvair
    22.11.2022 06:00
    +1

    У нас в некоторых местах центральное отопление называют "паровым", особенно пожилые, хотя оно собственно паровым никогда не было. В детстве, в 80х - начале 90х, это были синонимы.


    1. DMGarikk
      24.11.2022 14:10

      ну в СССР бывало паровое отопление
      мои родственники жили в Перми в пятиэтажке с паровым отоплением и оно реально издавало странные звуки, о чем тут в комментах говорят


  1. Barmaglot
    22.11.2022 07:13
    +2

    "используют этот носитель энергии, который экологичнее нефти и угля"

    Стесняюсь спросить. А где этот "экологичный пар" добывают?

    Подозреваю, что в кишечнике автора. ツ


    1. alex_kag
      22.11.2022 08:07
      +1

      Тут, как я понимаю, имеется в виду - или локальная котельная под домом, или централизованное отопление. Вот и получается сравнение между "удаленным" сжиганием "нефти и угля" == "экологичный пар" и локальное сжигание. Получаем, что пар - "экологичный" )


      1. Barmaglot
        22.11.2022 08:13
        +1

        Ну, то есть имеется ввиду централизованное отопление?

        Очень прогрессивно. Об этом действительно стоит рассказывать как о современном и прогрессивном.

        Предлагаю ещё написать о преимуществах самобеглых колясок по сравнению с конной тягой. ツ


        1. alex_kag
          22.11.2022 08:32
          +1

          Ну, правды ради, я нигде в тексте не увидел слов, типа - "реальные патсаны используют пар, и только лохи - греют воду". Тут просто описано как это устроено в NY и все. Мне вот было интересно прочитать, хотя и не раскрыты нюансы....


          1. Barmaglot
            22.11.2022 08:58
            +1

            Зато я увидел утверждение "этот носитель энергии, который экологичнее нефти и угля ".

            Без нюансов. ツ


            1. wibbtwo
              23.11.2022 11:54

              Безусловно экологичнее каминов с каменным углем


  1. Paultino
    22.11.2022 10:03
    +2

    По какому то развлекательному псевдонаучному телеканалу показывали про пар в Нью-Йорке. В основном он используется для привода различных насосов и ранее станков. Как на ранних фабриках был центральный двигатель и была ременная передача к станкам. Двигатель вынесен и заменён паром. Вот почему говорят "энергия". В Европе и России пар не используется для привода механизмов.


  1. vip100
    23.11.2022 14:39

    По идее более высокая температура теплоносителя означает более высокие теплопотери в трубах при передаче энергии до потребителя или значительно больший расход денежных средств на усиленную теплоизоляцию труб. В любом случае вызывает сомнения, что это ЭКО система. Автору бы неплохо привести цифры теплопотерь в этой системе и сравнить эту цифру с другими технологиями.