Эффективные решения для систем теплоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективные решения для систем теплоснабжения

К.т.н. Г.Г. Крицкий,

А.А. Аширов; ООО «Политерм»

Аннотация

В процессе эксплуатации тепловых сетей возникает много вопросов. Какими будут температуры и напоры в узлах сети при разных режимах работы? Сколько потребителей лишится тепла при закрытии задвижки? Хватит ли напора в точке подключения нового здания? Какой запорной арматурой локализовать аварию? Замерзнет ли вода в кольце? Если на эти и многие другие вопросы не отвечать быстро и уверенно, то трудно говорить о надежном и оперативном управлении сетью. Сеть нужно уметь считать. Современный программно-расчетный комплекс на базе геоинформационной системы позволяет рассчитывать тепловые сети большого объема и любой сложности за считанные секунды. На что нужно обратить внимание при выборе программы?

Что такое ГИС?

Все расчеты системы теплоснабжения строятся на геоинформационной системе (ГИС).

Применение геоинформационных технологий в системах централизованного теплоснабжения обусловлено целым рядом факторов:

- наглядностью представления информации;

- возможностью использования графической подосновы (карты города, района, населенного пункта);

- простотой нанесения на карту города схемы тепловой сети с ее привязкой к существующим зданиям и сооружениям;

- быстрым вводом исходных данных, необходимых для выполнения инженерных расчетов;

- удобством анализа полученных результатов расчета.

При помощи геоинформационной системы (ГИС) заносится карта города. Далее на нее накладываются тепловые сети, которые в дальнейшем рассчитываются. Процесс нанесения тепловой сети на карту города должен быть максимально автоматизирован, с автоматической привязкой соответствующих баз данных к каждому объекту сети. Останется заполнить базу необходимыми данными и запустить расчет.

Наладка системы теплоснабжения

Наиболее часто при помощи ГИС выполняется теплогидравлический расчет системы теплоснабжения при известном (заданном) напоре на источнике. Многие пакеты программ предлагают и другие возможности. Например, расчет можно производить с автоматическим подбором располагаемого напора (при этом каждый потребитель должен получить расчетное количество теплоносителя и расчетное количество тепловой энергии), или расчет можно провести без учета тепловых потерь в сетях и с учетом тепловых потерь, с учетом утечек в сетях и системах теплопотребления и без учета утечек. При этом тепловые потери можно определять как по нормам (нормированные потери), так и по фактическому состоянию изоляции (здесь важна методика, которая заложена разработчиками в программу для определения тепловых потерь).

Пользователю будет гораздо удобнее, если программой предусмотрен выбор схем (из числа типовых схем присоединения абонентских вводов и присоединения ЦТП), которые подлежат расчету.

Таким образом, в результате расчета определяются:

1. расходы теплоносителя на всех участках тепловой сети;

2. располагаемые напоры во всех узлах сети, и напор в обратном трубопроводе;

3. расходы теплоносителя на все виды нагрузок (отопление, вентиляция, ГВС) для каждого абонентского ввода, температуры на входе и выходе;

4. элеваторы и диаметры их сопел; количество, диаметры и места установки дроссельных шайб;

5. тепловой и водный баланс по каждому источнику (котельной, ТЭЦ), работающему на сеть.

При выборе программного пакета необходимо убедиться, что расчету подлежат тепловые сети любой сложности (кольцевые, тупиковые), работающие как от одного, так и нескольких источников.

Поверочный расчет системы теплоснабжения

Целью поверочного расчета является определение фактических расходов теплоносителя на участках тепловой сети и у потребителей при заданной температуре воды в подающем трубопроводе и располагаемом напоре на источнике.

Программа должна предусматривать, что расчету подлежат тупиковые и кольцевые тепловые сети, в том числе с повысительными насосными станциями и дросселирующими устройствами, работающие от одного или нескольких источников, а так же программа должна давать возможность проводить поверочный расчет с учетом утечек из тепловой сети и систем теплопотребления.

Созданная математическая имитационная модель системы теплоснабжения, служащая для решения поверочной задачи, как правило, позволяет анализировать гидравлический и тепловой режим работы системы, а также прогнозировать изменение температуры внутреннего воздуха у потребителей. Расчеты могут проводиться при различных исходных данных, в том числе моделировать аварийные ситуации, например, отключение отдельных участков тепловой сети и т.д.

В результате расчета определяются:

1. расходы и скорость движения теплоносителя;

2. потери напора в трубопроводах;

3. напоры в узлах сети, в том числе располагаемые напоры у потребителей;

4. температура теплоносителя в узлах сети;

5. утечки воды из тепловой сети и систем теплопотребления;

6. потери тепла в тепловой сети;

7. фактические температуры внутреннего воздуха у потребителей.

Если в результате расчета нельзя обеспечить необходимые расходы воды всем потребителям, то это означает, что заданного напора на источнике (источниках) недостаточно и требуется повторный расчет с новыми значениями напоров.

Конструктивный расчет тепловой сети

Целью конструктивного гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов и потерь давления в тепловой сети при известных нагрузках (расходах) и параметрах теплоносителя.

Кроме этого программа при выполнении конструктивного расчета должна определять необходимый располагаемый напор в точке подключения вновь строящихся потребителей. Данная задача может быть использована при реконструкции сетей теплоснабжения, связанных с заменой трубопроводов при их малой пропускной способности и при обосновании условий разрешения на подключение.

Безусловно, конструктивный расчет должен выполняться для тупиковой и кольцевой тепловой сети.

геоинформационный централизованный теплоснабжение

Расчет температур на источнике

Для того, чтобы задавать режим работы источника - температуру на выходе, расходы, напоры, необходимо для каждого значения температуры наружного воздуха выполнить поверочный теплогидравлический расчет системы теплоснабжения.

Необходимо обратить внимание, чтобы расчет можно было производить как для открытых, так и для закрытых систем теплоснабжения с зависимым присоединением систем отопления. Выбор потребителя, на которого будет выполнена ориентировка при выполнении расчета, должен осуществляться оператором. При выборе можно ориентироваться на самого плохого, с точки зрения теплогидравлического режима, потребителя или потребителя, характеризующего основную массу зданий данного района теплоснабжения.

При этом, если оператор ориентировался на потребителя, находящегося в наихудших условиях работы, то потребители, находящиеся вблизи от источника и имеющие минимальные тепловые потери в тепловых сетях, будут получать избыточное количество тепловой энергии. В этом случае после выполнения данного вида расчетов необходимо выполнить наладку потребителей.

Конечно, должна быть учтена возможность проводить расчет температур на источнике со срезкой температурного графика.

Пьезометрический график для тепловой сети

В табличном виде достаточно сложно проанализировать результаты расчета. В программно-расчетном комплексе пользователю должна быть предоставлена возможность иллюстрировать результаты различными графиками или тематической раскраской сети. Например, построением температурного или пьезометрического графика, раскраской тепловой сети по падению температуры теплоносителя или изменению скорости движения воды на участках. В случае работы двух и более источников на одну сеть можно, выполнив тематическую раскраску, определить от какого источника какие потребители получают воду и тепловую энергию.

Для построения пьезометрического графика необходимо выбрать путь. Для задания пути в тупиковой сети достаточно указать начальную и конечную точку, система должна автоматически определить путь, по которому будет построен пьезометрический график.

В случае кольцевой сети необходимо указывать дополнительные узлы, через которые должен быть построен пьезометрический график.

Для удобства пользователей построенный график должен иметь связь с объектами на карте, чтобы по щелчку «мыши» на любом отрезке линейного графика или в любом поле шкального графика на схеме сети выделялся (например, мигал) тот объект, которому соответствует отмеченное на графике значение.

P.S.

В качестве общих требований необходимо отметить, что вся графическая информация: карты, схемы, графики, должна легко выводиться на печать.

Программное обеспечение должно иметь удобный интерфейс, высокую скорость работы, невысокие требования к оборудованию и тесную интеграцию с другими программами в среде Windows. С программой должно поставляться руководство пользователя и методические указания по выполнению расчетов.

Наглядность, простота общения с программным обеспечением, быстрый ввод исходных данных и независимость от разработчика - вот основные преимущества ГИС и программно-расчетного комплекса.

Геоинформационная система и программно-расчетный комплекс не заменят Вашего опыта и профессионализма, но дадут мощный современный инструмент для анализа и управления тепловыми сетями.

Размещено на Allbest.ru