Теплотехник — это… Обучение, должностные инструкции, возможные вакансии

Давно ушли в прошлое те времена, когда единственным источником тепла в помещениях был очаг. В современном мире комфортная температура в домах, офисах или производственных зданиях обеспечивается благодаря коммунальным услугам, тепловым станциям и слаженной работе команды теплотехников, во главе которой чаще всего стоит инженер-теплотехник.

Инженер-теплотехник незаменим при планировании и возведении сооружений любого типа и предназначения. Именно этот специалист занимается обеспечением тепло- и топливоснабжения. И во многом от его профессионализма напрямую зависит не только комфорт проживания или работы в здании, но также безопасность оборудования и его соответствие санитарным нормам.

Поскольку сегодня работа теплотехника обеспечивает нам необходимые для нормальной жизнедеятельности условия (согласитесь, жить и работать в холодных помещениях не очень приятно), к профессиональным и личностным качествам специалиста выдвигаются определенные требования, что автоматически делает эту профессию недоступной для некоторых категорий людей.

Какими же качествами нужно обладать, и чего следует ожидать от профессии инженер-теплотехник, и где ее можно получить? Обо всем этом мы и предлагаем поговорить.

История профессии

Активное развитие теплоэнергетики как промышленной отрасли началось в XVIII веке с массового производства двигателей, предназначенных для приводных механизмов. Основной задачей инженеров с этого времени стал поиск наиболее эффективного способа передачи механической энергии и трансформация ее в другие виды. Сначала генераторами служили паровые машины, затем – двигатели внутреннего сгорания, а позднее – газовые турбины.

В обеспечении теплом населения пионерами считаются американцы, создавшие под руководством инженера-теплоэнергетика Бердсилла Холли (Birdsill Holly) к отопительному сезону 1877–78 гг. в городе Локпорт систему районного парового отопления, ставшую первым теплофикационным источником. Система работала от котла с подачей горячего пара по трубам протяженностью 4,5 км.

Немецкие инженеры построили в 1895 году в Гамбурге первую в мире районную теплоэлектроцентраль. Теплотрасса длиной 330 метров предназначалась для обогрева городской ратуши.

В России старт сопряженного производства электричества и теплоты начался в 1903 году с проекта снабжения энергией 13 корпусов Петербургской городской детской больницы. Применение инженерных инноваций в жилой постройке произошло в 1912 году, когда в Петербурге был возведен крупнейший комплекс домов Первого Российского страхового общества, все здания которого были обеспечены системами парового отопления, котельной, электростанцией, печью для сжигания мусора и даже снеготаялкой.

После революции в 1920 году был принят план ГОЭЛРО, предусматривающий сооружение 10 гидро- и 20 тепловых районных электростанций с суммарной мощностью 1,75 млн кВт, которые были построены до 1931 года. Однако первая российская теплоцентраль появилась в Ленинграде уже к концу 1924 года.

Среди российских инженеров-теплоэнергетиков, вошедших в историю профессии, можно назвать имена Андрея Ястржембского, Ивана Новикова, Бориса Петухова, Дмитрия Тимрота, создавшего с коллегами советскую школу экспериментальной теплофизики, Владимира Кириллина, основавшего выходящий до сих пор журнал, посвященный вопросам теоретической и практической теплоэнергетики.

Техническая термодинамика

Термодинамикой можно назвать науку, которая исследует энергию и ее свойства. Основой термодинамики служат два эмпирических закона: первое и второе начала термодинамики. Эта наука стала интенсивно развиваться тогда, когда были сформулированы данные законы.

Первое начало термодинамики – это приложение закона сохранения энергии к тепловым явлениям.

$\Delta Q=\Delta U+A\, \left( 1 \right)$,

где $\Delta Q$ – количество теплоты, подводимое к системе, $\Delta U$ – изменение внутренней энергии системы; $A$ – работа термодинамической системы.

Второе начало термодинамики определяет направление тепловых процессов, идущих в природе:

$\Delta S\ge 0\left( 2 \right)$.

Энтропия ($S$) в замкнутой термодинамической системе не может убывать. Развитие процессов происходит в направлении увеличения энтропии.

Круг вопросов, подверженных рассмотрению и цели исследований делят термодинамику на:

• физическую (общую);
• химическую;
• техническую.

Физическая термодинамика дает представление об общих теоретических основах термодинамики и законах превращения энергии при разнообразных физических явлениях.

Химическая термодинамика исследует тепловые эффекты разных химических реакций, определяются условия химического равновесия и т.д.

Техническая термодинамика рассматривает применение законов термодинамики к процессам трансформации тепла и работы. Получив исчерпывающую информацию о механизме реального термодинамического процесса, можно создать его схему течения для осуществления его полного термодинамического анализа. Смысл составления такой схемы в том, что из системы всех принимающих участие в процессе тел, выделяют рабочее тело (при его помощи реализуется процесс), остальные тела рассматривают в качестве источников (или поглотителей) тепла.

Главным содержанием прикладной термодинамики является определение полезной работы процесса и количества переданной теплоты в нем.

Для глубины понимания физического смысла исследуемых процессов прикладная термодинамика совместно с методами термодинамики использует молекулярные и статистические исследования.

Описание профессии

Теплоэнергетика – отрасль народного хозяйства, представители которой занимаются преобразованием теплоты в разные виды энергии. Сначала на электростанциях сжигается органическое топливо, затем его химическая энергия переходит в тепловую, а она, в свою очередь, – в механическую с передачей на вал генератора, и далее происходит раздача электроэнергии населенным пунктам или станциям с доведением ее до потребителя. На АЭС аналогичным образом преобразовывается атомная энергия. А инженер-теплоэнергетик занимается проектированием, монтажом, сопровождением и ремонтом систем энергопередачи по всей цепочке вплоть до конечного потребителя.

На уровне взаимодействия с пользователями специалист:

• проектирует и монтирует оборудование;
• обеспечивает его наладку, бесперебойную эксплуатацию и ремонт;
• создает конструктивные условия для снижения потерь (в том числе путем применения инновационных энергосберегающих установок).

Теплоэнергетик работает не только с паром или горячей водой. Инженер этого профиля занимается всеми тепловыми, холодильными, отопительными системами, вопросами кондиционирования и горячего водоснабжения:

• составляет техпаспорта на каждый объект и ведет техническую документацию;
• участвует в организации и получении разрешения от Ростехнадзора;
• анализирует расход энергоресурсов и составляет по нему отчеты;
• разрабатывает план модернизации и оптимизации потребления энергии;
• обрабатывает запросы потребителей.

Инженер-теплоэнергетик руководит бригадой, в которую могут входить монтеры, слесари, машинисты, механики и др.

Идем к цели

Важная и главная технологическая задача специалиста – сокращение затрат и энергопотребления, которые возникают при изготовлении, доставке и распределении тепловой энергии. Чтобы снизить потерю ресурсов до минимума, необходимо позаботиться об эффективной изоляции теплопровода. Именно его защитная конструкция помогает уменьшить ненужные расходы и продлить время эксплуатации.

Работа теплопровода чаще всего происходит под землей, соответственно, в условиях повышенной влажности и температуры, когда есть большой риск образования коррозии металлических сооружений. Внешние факторы влияют негативно на конструкцию, тем более что нет такого типа труб, который был бы и прочен, и надежен, и безопасен, и эластичен. На данный момент найти совершенный тип невозможно, поэтому следует делать выбор в пользу оптимальных труб, где имеется надежная изоляция, опорные конструкции, рациональная трассировка, и все это с учетом внешней окружающей среды и особенностей рельефа.

На каких специальностях лучше учиться

Обучение будущих инженеров-теплоэнергетиков проходит в основном по двум направлениям:

• «Электро- и теплоэнергетика» (с множеством программ, по которым учатся как универсальные специалисты в проектировании и обслуживании систем теплоснабжения, так и узкопрофильные инженеры ТЭС);
• «Ядерная энергетика и технологии» (с подготовкой персонала для работы на АЭС).

В рамках первого направления можно получить специальность по нескольким профилям:

• теплоэнергетика и теплотехника;
• электроэнергетика и электротехника;
• энергетическое машиностроение
• тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов.

Второе направление представлено специальностями:

• ядерные физика и технологии;
• ядерные реакторы и материалы;
• ядерная энергетика и теплофизика.

Для поступления в вузы понадобятся результаты ЕГЭ по профильной математике, русскому языку, физике.

Лучшие вузы для обучения

Стать инженером-теплоэнергетиком можно, закончив следующие столичные и региональные учебные заведения:

• В Москве: ЭЭИ (Экономико-энергетический институт), НИУ МЭИ, МИИТ, Московский Политех, МГТУ им. Н. Баумана, РГУ им. А. Косыгина (Москва) и др.
• В Санкт-Петербурге: СПбГУПТД, БГТУ ВОЕНМЕХ им. Д. Устинова, СПбПУ Петра Великого, СПбГАСУ, СПбГАУ, ПГУПС императора Александра I (бывший ЛИИЖТ), СПбГЛТУ им. С. Кирова и др.
• В регионах России: БГТУ им. В. Шухова (Белгород), КНИТУ-КАИ им. А. Туполева и КГЭУ (Казань), СамГТУ (Самара), ИГЭУ (Иваново), ДВФУ (Владивосток), ЮУрГУ (Челябинск), ОмГТУ (Омск), УГАТУ (Уфа), КГТУ (Калининград), ЗабГУ (Чита), НГТУ (Нижний Новгород), СГТУ (Саратов), УдГУ (Ижевск), ИРНИТУ (Иркутск), ВСГУТУ (Улан-Удэ), МГТУ (Мурманск), СФУ (Красноярск), УрФУ им. Б. Ельцина (Екатеринбург), ТПУ (Томск) и др.

Промышленную теплоэнергетику также можно изучать в НГТУ (Новосибирск), ННГАСУ (Нижний Новгород), УГНТУ (Уфа), ВГУИТ и ВГТУ (Воронеж), КузГТУ (Кемерово), КубГТУ (Краснодар), ТИУ (Тюмень) и ряде других высших учебных заведений РФ.

Качества и профессионализм

Работа теплотехника первоначально основывается на имеющихся познаниях в определенных типовых дисциплинах. Таковыми являются:

• Монтаж, устройство и обслуживание холодильного, сушильного и теплотехнического оборудования.
• Теория и основные правила теплотехники.
• Гидравлика.

Но без логического мышления, хорошей памяти, внимания и аккуратности на производстве нельзя приступать к работе. Поэтому сложно сказать, что профессия для каждого желающего. Нет, ее узкоспециализированная сторона показывает, что инженер-теплотехник является неким «мозгом» станции, и не любой сможет правильно справляться с возлагаемыми обязанностями.

Работа у высококвалифицированного работника будет всегда, специализация востребована на рынке труда, предприятия и компании, в зависимости от выполняемых обязанностей и региона, предлагают заработную плату от 20 000 рублей (например, в Воронежской области) до 45 000 рублей (Екатеринбург и Санкт-Петербург) в месяц и выше (в Москве предлагают 80 000 рублей).

Обязанности на работе

Обязанности инженера-теплоэнергетика сводятся к созданию условий для бесперебойного функционирования энергетических установок, комплексов, систем и обеспечение их функционирования согласно требованиям Ростехнадзора. Так, например, при работе в реакторном отделении АЭС специалист обязан:

• следить за работой основного оборудования и вспомогательных устройств,
• заниматься техподдержкой основных фондов реакторного отделения,
• вести техническую и/или производственную документацию,
• анализировать и постоянно мониторить состояние оборудования и трубопроводов.

Теплоэнергетик, отвечающий за доставку ресурса потребителям, обязан, помимо проектирования, монтажа, контроля систем и документального оформления процесса, также обеспечивать гарантию недопущения аварий.

Среди требований к компетенциям инженеров-теплотехников всех профилей – умение использовать основные инструменты авторизированного анализа, проектирования и контроля: стенды, полигоны, программы моделирования, управления активом (например, EAM), софт, позволяющий эффективнее руководить жизненным циклом (CAD, CALS, CAM и др.).

Теплоэнергетика и теплотехника — кем работать по окончании обучения?

Инженеры и проектировщики – хорошее начало

Талантливый или просто усердный выпускник может надеяться на должность конструктора или проектировщика. Рынок недвижимости замедляет темпы своего роста, но ведь отопление необходимо в любом помещении, учитывая наши климатические условия. Так что специалист никогда не окажется без работы, а уровень её оплаты зависит от занимаемой должности и сложности проекта.

Сторонние специалисты зачастую получают гораздо больше, чем сотрудники государственных организаций. Но открывая свою контору, следует помнить о высокой конкуренции и необходимости иметь хоть какой-то «вес» в сфере, чтобы ваши слова воспринимались всерьёз.

Если помещение не отличается архитектурными изысками и не рассчитано под особые нужды, с расчетом и составлением плана отопления не должно возникнуть особых проблем. Достаточно помнить и соблюдать все прописанные нормы, за их нарушение можно поплатиться и спустя годы, во время очередной проверки. К счастью, или к сожалению вся документацию хранится довольно долго.

Острая потребность в высококвалифицированных рабочих

Найдётся специальность и для тех, кто привык работать руками и непосредственно реализовывать, а не строить планы. Монтажники и наладчики нужны всегда, особенно с высшим профильным образованием.

Здесь уже можно рассчитывать даже на первых порах на вполне приемлемые заработные платы. Но иногда придётся трудить в приближенных к экстремальным условиям, это не работа в тёплом офисе. Можно немного успокоить будущих монтажников – с приходом кризиса и плановых сокращений, от этих сотрудников избавляются в последнюю очередь.

Ведь по большому счёту, работа всех остальных отделов сводится к тому, чтобы наладчики и монтажники смогли правильно и в необходимом количестве установить всё оборудование.

И если потеря пары работников в каких-то других отделах лишь немного замедлит скорость работы всей организации, то с непосредственно реализующими проект людьми дела обстоят несколько иначе.

Вклад научных сотрудников в общее дело

Всегда есть люди, которых интересует только научная деятельность и работа на какое-то абстрактное благо человечества в будущем. Для этого нужен особы склад ума, ведь плодами своего труда редко когда получается воспользоваться.

Но ситуация в этом плане резко изменилась за последние пятьдесят лет, хотя раньше какое-то признание приходилось ждать десятилетиями. Не говоря уже о внедрении в жизнь и практическом использовании наработок.

Большая часть научных сотрудников занимается изучением вопросов оптимального теплоснабжения жилых и производственных помещений, разработкой новых способов теплоизоляции, минимизацией затрат.

Какие-то серьёзные открытия и прорывы маловероятны, но именно основываясь на экспериментах и трудах этих учёных, пишутся все нормативные акты, вводятся показатели.

Работники науки, можно сказать, стоят на вершине «пищевой цепочки», ведь именно они принимают участие в разработке параметров, которых придерживаются все остальные специалисты. Разработки в сфере новых методик теплоизоляции считаются довольно перспективными, всеобщее признание заслужит и автор оригинальных идей по использование новых материалов в этих целях.

Управленец или технолог?

Обычно люди становятся перед выбором, строить карьеру управленца или заниматься вопросами производства и технической наладки всего процесса. С вашим дипломом для вас открыты оба направления, так что придётся разобраться с собственными приоритетами.

Учитывайте, что выбор административной должности чреват ответственностью и огромным количеством бюрократических проволочек. Ещё и придётся выслуживаться на протяжении солидного отрезка времени, чтобы получить действительно стоящее место, с возможностью оказывать хоть какое-то влияние.

А вот руководители производства и технических отделов очень часто получают предложения о повышении именно на подобные должности. Но опять-таки выбор должен зависеть от склада ума, если не находите в себе предрасположенности к административной работе – смело идите на производство. И наоборот.

5 будущих специальностей

Так кем же можно работать с дипломом по специальности «Теплотехника и теплоэнергетика»:

• Научным сотрудником.
• Специалистом по проектированию, инженером.
• Членом монтажной или эксплуатационной бригады.
• Занимать управленческую должность в соответствующей организации.
• Быть технологом на производстве.

Как построить карьеру

Движение по карьерной лестнице предполагает получение должности руководителя проекта, начальника смены, технической лаборатории или теплотехнического отдела в одной из следующих организаций:

• малые инжиниринговые компании – фирмы, специализирующиеся на предоставлении инженерных, технических и консультационных услуг;
• центральные тепловые пункты городов и поселков;
• ТГК и ОГК (территориальные и оптовые генерирующие компании).
• ГК «Росатом», а также НИИ и КБ, находящиеся в ее подчинении;
• ОАО НТЦ ЕЭС (Научно-технический центр единой энергосистемы) и ОАО «Инженерный центр ЕЭС» и др.

Дальнейший рост зависит от особенностей административной структуры предприятия. В малом бизнесе карьера связана с развитием фирмы, в крупной централизованной организации – с успешностью проектов и эффективностью деятельности команды. Со временем специалист, работающий в компании топливно-энергетического комплекса, может стать начальником службы или главным энергетиком. Еще одно направление профессионального развития – преподавательская и научная деятельность в исследовательских институтах.

Инженер-теплотехник

Еще три десятилетия назад профессия и правда называлась «кочегар», но в современности специализация и основные обязанности стали шире. Очень сложная по своей деятельности работа требует глубоких познаний в некоторых точных дисциплинах, сдержанности, концентрации внимания, ответственности, ведь малейшая ошибка может привести работу предприятия в тупик.

Основная деятельность специалиста заключается в обеспечении жителей городов или объектов предприятия, если речь идет о производстве, светом и теплом. Одно из основных мест работы теплотехника – это ТЭС, именно здесь происходит наладка котельного оборудования, а также координация работы цехов и других подразделений станции. Второй по значимости обязанностью принято считать планирование работы предприятия и наблюдение за реализацией имеющегося плана. Предварительно составляется прогноз, касающийся потенциальных объемов производства теплоэнергии, затрат, ориентированных на топливные ресурсы. Задача специалиста — контролировать выполнения пунктов намеченной программы.