Эффективность автоматического регулирования систем теплоснабжения

Важной особенностью большинства городских систем централизованного теплоснабжения является то, что их отдельные звенья (источник – сети – абонент), функционально связанные между собой в едином технологическом процессе производства – транспортировки – потребления тепловой энергии, разобщены в организационном отношении, так как находятся в ведении разных организаций с различными формами собственности. Указанное обстоятельство необходимо учитывать при создании автоматизированных систем управления теплоснабжением.

Одним из важнейших свойств больших систем в энергетике является их экономическая устойчивость, т.е. пологий характер зависимости приведенных затрат от внешних факторов.

Учитывая неполноту и недостаточную достоверность исходных данных о количественных значениях технико-экономических показателей разрабатываемых автоматизированных систем теплоснабжения, принципиально невозможно выбрать один оптимальный по денежным затратам вариант. Речь может идти о сравнительной оценке достаточно большого количества вариантов, приведенные затраты по которым находятся в зоне примерно равноэкономичных значений.

При этом должны быть приняты во внимание дополнительно такие факторы, как надежность функционирования этих систем, удобство в обслуживании, совместимость с организационными формами эксплуатации, дефицитность оборудования, степень риска при использовании новых решений, уровень подготовки персонала и др.

Ввиду невозможности формального описания и строгой количественной оценки всех перечисленных факторов, характер и совершенство принятого решения в итоге будут существенно зависеть от опыта и интуиции разработчика.

Многообразие условий теплоснабжения определяет неоднозначность принципиальных решений, используемых при выборе методов, уровней и технических средств автоматизации. Их выбор зависит от назначения отапливаемых зданий и сооружений, характера теплоснабжающей системы, природно-климатических, социальных и других факторов.[1-4, 9, 11, 17-19, 22, 23, 26, 28, 29, 31, 32, 34, 38].

Вместе с тем анализ отечественного и зарубежного опыта позволяет составить представление о путях научно-технического прогресса в рассматриваемой области и сформулировать требования, предъявляемые к современным автоматизированным системам теплоснабжения.[1, 9-11, 17-19, 22-26, 28-32, 34, 38].

Режимы отпуска тепловой энергии в этих системах должны быть маневренными и гибкими, учитывать многообразие возмущающих воздействий на функционирование системы и специфические условия температурного режима отдельных потребителей, рационально использовать динамические свойства составляющих ее звеньев, основываться на оптимальном сочетании нескольких ступеней управления (на источнике, в тепловых сетях и в абонентских установках, см. табл. 3.1), обеспечивать возможность программного изменения температуры воздуха в зданиях, предусматривать параллельную работу нескольких источников на общие тепловые сети и участие теплоэлектроцентралей в прохождении пиков (провалов) электрической нагрузки [17].

Ступени автоматического управления в системах централизованного теплоснабжения

При этом затраты на производство и распределение тепловой энергии с учетом взаимосвязей между источниками теплоты и электроэнергетической системой, а также между различными системами инженерного обеспечения населенных мест, промышленных узлов, отдельных зданий, должны быть минимальными.

При децентрализованном теплоснабжении задачи автоматизации упрощаются. Если теплоисточником является групповая котельная, то выпадают промежуточные ступени районного игруппового регулирования. При теплоснабжении от домовой котельной в одной ступени совмещаются функции центрального и местного регулирования.

Общие положения расчета тепловых схем водогрейных котельных

Выбор типа котельной проводится на основе технико-экономических расчетов. В котельных отопительного назначения резервных котлов не устанавливают.

Для расчета тепловой схемы:

1. Часовой отпуск тепла с горячей водой:

Q_техн – технологическая нагрузка, покрываемая горячей водой;

Q_пот – потери тепла в системах теплоснабжения.

По нормам годовые потери не должны превышать 5%. Принимать можно:

2. Часовой расход воды на выходе из теплоснабжающей станции G_пр

 В общем случае

 G_ут – потери теплоносителя в сети.

 3. Часовой расход воды на входе теплоотдающей станции G_об

G_подп = G_пр – G_об

G_подп = G_ут + G_гвс – для открытых систем

G_подп = G_ут       - для закрытых систем

4. Температура сетевой воды на входе и выходе теплоснабжающей станции зависит от метода регулирования.

При отпуске тепла с паром задается часовой расход пара на выходе из теплоснабжающей станции:

D_пот принимают 3% от технологической нагрузки D_техн.

Расчет тепловых схем ведется для четырех режимов:

- Максимально зимний режим. Определяется максимальная мощность источника тепла и составляются варианты котельной по составу оборудования.

- Контрольный. Расчет ведется из условия выхода из строя наиболее крупного агрегата. Определяется единичная мощность оборудования.

- Среднеотопительный.

- Летний. Определяются технико-экономические показатели источника тепла.

Билет №24