Подсистема автоматизированного анализа режимов теплоснабжения

Обобщенная структурная схема САР-Т приведена на рис. 5.1.

 

Система теплоснабжения крупного промышленного предприятия, как правило, состоит из нескольких источников теплоснабжения (ТЭЦ, котельные), потребителей и соединяющих их трубопроводов тепловых сетей. Как видно из рис. 5.1, на нижнем (полевом) уровне САР-Т находятся приборы учета (ПУ) тепла на источниках и у потребителей системы теплоснабжения, включающие в общем случае датчики расхода, температуры и давления теплоносителя. Данные о параметрах источников и крупных потребителей с приборов учета нижнего уровня поступают на сервер базы данных существующей АСДУ. Далее необходимые данные из базы данных АСДУ поступают на сервер базы данных САР-Т.

 

Рис. 5.1. Структура автоматизированной системы анализа режимов теплоснабжения

 

Данные с теплосчетчиков мелких потребителей, не подключенных к АСДУ, поступают на рабочую станцию оператора, в функции которого входит автоматизированный ввод в базу данных САР-Т суточных архивов теплопотребления, считываемых с теплосчетчиков один раз за отчетный период (обычно месяц).

Кроме того, в базу данных сервера САР-Т поступают данные из автоматизированной информационной системы (АИС) «Энергопаспорт»[23], представляющей собой систему ведения энергопаспортов промышленных потребителей, содержащих технико-эксплуатационные показатели и проектные нагрузки.

Далее все необходимые данные из базы данных САР-Т поступают на автоматизированное рабочее место (АРМ) инженера-наладчика и диспетчера АСДУ. На АРМ инженера-наладчика функционирует специализированное программное обеспечение для оперативного моделирования и анализа режимов функционирования тепловых сетей. Программное обеспечение включает в себя математическую макромодель тепловых сетей, позволяющую проводить анализ режимов при различных вариантах структурных переключений в тепловых сетях в период подготовки проведения плановых ремонтных работ и ликвидации аварийных ситуаций. На основе предварительного моделирования режимов теплоснабжения с учетом фактических параметров теплоносителя и структуры тепловых сетей анализируются различные режимы теплоснабжения с точки зрения безопасности и экономичности, после чего инженер-наладчик принимает решение о реальном использовании того или иного режима. Для настройки параметров модели по запросу инженера-наладчика периодически повторяется процедура идентификации макромоделей на основе текущих и архивных данных эксплуатации, а также экспертных оценок. Необходимость проведения идентификации параметров математической модели (а именно, фактических гидравлических сопротивлений участков тепловой сети по данным о расходах и напорах теплоносителя на абонентских вводах потребителей тепла) определяется тем, что рассчитываемые на основании паспортных характеристик значения гидравлических сопротивлений участков тепловых сетей в процессе эксплуатации претерпевают изменения вследствие зарастания внутренней поверхности трубопроводов, существенно отклоняются от проектных данных и фактически являются неизвестными величинами. В связи с этим необходимо периодически повторять процедуру идентификации параметров математических моделей тепловых сетей по данным эксплуатации с целью уточнения значений гидравлических сопротивлений участков трубопроводов, используемых далее для теплогидравлических расчетов тепловых сетей. Результаты идентификации и моделирования режимов хранятся в базе данных САР-Т.

Программное обеспечение инженера-наладчика также позволяет проводить оценку экономичности использования теплоносителя у потребителей. Экономичность режимов теплоснабжения оценивается с помощью показателей, которые характеризуют использование теплового потенциала сетевой воды.

В качестве показателей экономичности целесообразно использовать следующие характеристики:

1) температурный перепад, представляющий собой разность температур теплофикационной воды между подающим (Т ₁) и обратным (Т ₂) трубопроводами:

dT = (Т ₁ – Т ₂), ^оС;

2) процент утечек (разность расходов в подающем (G ₁) и обратном (G ₂) трубопроводах), который с учетом погрешности измерительных приборов δ может быть рассчитан по следующей формуле

D = (G ₁ (1- δ) – G ₂)/ G ₁×100, %.

Анализ режимов тепловых сетей может быть проведен на основе приведенных выше показателей экономичности по следующим критериям:

1. Температурный препад.

Если система отопления обеспечивает перепад температур на тепловом вводе потребителей, предусмотренный температурным графиком регулирования теплоснабжения, то это свидетельствует об эффективном использовании тепловой энергии, т.е.:

dT_факт ≥ dT_норм.

2. Процент утечек теплоносителя.

Если фактические значения утечек теплоносителя на тепловых вводах потребителей не превышают нормативные утечки, то это свидетельствует о нормальном состоянии тепловых систем потребителей, т.е.:

D _факт. ≤ D _норм.

Если приведенные выше критерии не выполняются, то необходимо проведение детального энергетического обследования тепловых систем потребителей.

Таким образом, сопоставление фактических значений показателей функционирования тепловых сетей с их нормативными значениями на основе выбранного критерия эффективности позволяет проводить оценку эффективности функционирования тепловых сетей, определять наиболее проблемные участки сетей и потребителей, требующих проведения наладочных работ, и тем самым оперативно влиять на улучшение режимов теплоснабжения.