NASTAVENÍ GRAFIKA TEPLOTY CENTRALIZOVANÝCH ZDROJŮ TEPLA

Abstrakt vědeckého článku o energii a racionálním využívání přírodních zdrojů, autor vědecké práce — Šmatkov Alexandr Jurijevič

Tento článek zkoumá vliv teploty vratné vody v teplárenské síti na náklady tepelné společnosti při výrobě tepelné energie; vypočítává účinnost kotle, identifikuje vztah mezi teplotou výfukových plynů a hodnotami účinnosti; vypočítává náklady na elektřinu se zvýšenou spotřebou chladiva.

Podobná témata vědeckých prací o energii a racionálním využívání přírodních zdrojů, autor vědecké práce — Šmatkov Alexandr Jurijevič

Směry pro zlepšení provozu stávajících zdrojů tepla
Zvýšení účinnosti využití topného oleje při modernizaci kotle KV-TS-1,5
Exergetická analýza provozu kogenerační jednotky s tepelným čerpadlem
Vlastnosti výpočtu tepelného zatížení při organizaci společného provozu tepelné elektrárny a kotelny
Převod parního kotle DKVR-20-13 na provoz s teplou vodou
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.

Text vědecké práce na téma „Vliv teploty vratné vody v síti na náklady tepelné společnosti při výrobě tepelné energie“

Fyzika, 2015, roč. 55, č. 4, s. 549–563.

10. Šmoilov V. I. Periodické řetězové zlomky – Lvov: Academic Express, 1998. – 219 s.

11. Šmoilov V. I. Spojité zlomky. Ve 3 svazcích, Svazek 1., Periodické spojité zlomky. // Národní akademie věd Ukrajiny, Ústav aplikovaných problémů mechaniky a matematiky. – Lvov, 2004. – 645 s.

12. Šmoilov V. I. Spojité zlomky. Ve 3 svazcích, Svazek 2., Divergentní řetězové zlomky. // Národní akademie věd Ukrajiny, Ústav aplikovaných problémů mechaniky a matematiky. – Lvov, 2004. – 558 s.

13. Šmoilov V. I. Spojité zlomky. Ve 3 svazcích, Svazek 3., Z historie pokračujících zlomků. // Národní akademie věd Ukrajiny, Ústav aplikovaných problémů mechaniky a matematiky. Lvov, 2004. – 520 s.

14. Šmoilov V. I. Divergentní systémy lineárních algebraických rovnic. – Taganrog: Nakladatelství TTI SFU, 2010. – 205 s.

15. Šmoilov V. I., Redin A. A., Nikulin N. A. Spojité zlomky ve výpočetní matematice. – Rostov na Donu: Vydavatelství Jižní federální univerzity, 2015. – 228 s.

16. Weierstrass K. Math. Werke. Bd.2. Berlín, 1895. Abh. 6.

17. Shmoilov V. I. Spojité zlomky a r/^-algoritmus. – Taganrog: Nakladatelství TTI SFU, 2012. – 608 s.

18. Rutishauser G. Algoritmus částečných a diferencních čísel. – M.: IIL, 1960. – 93 s.

19. Šmoilov V. I. Součet divergentních řetězových zlomků // Národní akademie věd Ukrajiny, Ústav aplikovaných problémů mechaniky a matematiky. – Lvov, 1997. – 23 s.

20. Guzik V. F., Ljapuncovová E. V., Šmoilov V. I. Spojité zlomky a jejich aplikace. – M.: Fizmatlit, 2015 – 298 s.

Vliv teploty vratné vody v síti na náklady tepelné společnosti při výrobě tepelné energie

Šmatkov Alexandr Jurevič — student magisterského studia, Fakulta aplikované matematiky a informačních technologií, Finanční univerzita pod vládou Ruské federace, Moskva

Abstrakt: Tento článek zkoumá vliv teploty vratné vody v teplárenské síti na náklady tepelné společnosti při výrobě tepelné energie; vypočítává účinnost kotle, identifikuje vztah mezi teplotou výfukových plynů a hodnotami účinnosti; vypočítává náklady na elektřinu se zvýšenou spotřebou chladiva.

Klíčová slova: teplota vratné vody v síti, účinnost kotle, teplota spalin, entalpie, teplonosná látka.

V současné době je stále častěji pozorováno zvyšování teploty vratné vody ze sítě spotřebitelem. Je třeba poznamenat, že zvýšená teplota vratné vody ze sítě (zvýšení teploty vratné vody ze sítě zařízeními zásobování teplem v důsledku zvýšení objemu dodávané síťové vody) přímo ovlivňuje výkon systému zásobování teplem, což s sebou nese nadměrnou spotřebu elektrické energie během přepravy chladiva a zvýšené náklady na palivo na výrobu tepelné energie v důsledku zvýšení objemu síťové vody a snížení účinnosti (dále jen ÚČ) kotlových jednotek.

Podle „Pravidlů pro organizaci zásobování teplem v Ruské federaci“ (schválených usnesením vlády RF č. 8 ze dne 2012. srpna 808) [1] „Ukazatele kvality zásobování teplem v místě dodávky uvedené ve smlouvě o zásobování teplem musí stanovovat teplotní a tlakový rozsah chladiva v přívodním potrubí. Teplota chladiva je určena teplotním harmonogramem pro regulaci dodávky tepla ze zdroje tepla, který je stanoven v schématu zásobování teplem“, jakož i „Pravidlů pro technický provoz tepelných elektráren“ [2], která nám říkají, že „Odchylka průměrné denní teploty vody dodávané do systémů vytápění, větrání, klimatizace a zásobování teplou vodou musí být v rozmezí +/- 3 % od stanoveného teplotního harmonogramu. Průměrná denní teplota vratné vody v síti by neměla překročit teplotu stanovenou teplotním harmonogramem o více než 5 %“ a „Při provozu systémů vytápění, větrání a zásobování teplou vodou by hodinový únik chladiva neměl překročit normu, která činí 0,25 % objemu vody v systémech, s přihlédnutím k objemu vody v rozvodném teple“ potrubí systémů.“ Spotřebitelé často výše uvedená pravidla ignorují, v důsledku čehož je teplota vratné vody v síti nadhodnocena. Důvodem nadhodnocení teploty vratné vody v síti je nesprávné vyrovnání topné sítě v důsledku:

1) Spotřebitelé nedostatečně odvádějí teplo;

2) Neprovedení opatření k včasné přípravě systémů spotřeby tepla a tepelné sítě k provozu;

3) Neprovedení prací na čištění potrubní sítě od vodního kamene ze strany správcovské organizace.

Existuje názor na úspory paliva ze strany organizace dodávající tepl (dále jen TSO) v případě nadhodnocení vratné vody ze sítě. Je to pravda?

Při uvedení kotelny do provozu se po dokončení uváděcích prací provádějí provozní zkoušky, během kterých se vybírají optimální provozní režimy hlavního a pomocného zařízení, sestavuje se režimový diagram provozu kotelny v souladu s teplotním harmonogramem a vypracovávají se doporučení zaměřená na zvýšení účinnosti provozu kotelny.

V případě, že teplota vratné sítě překročí schválenou hodnotu, je teplotní režim kotlové jednotky narušen teplotním režimem, dochází k neúplnému přenosu tepla do chladicí kapaliny produkty spalování, v důsledku čehož se zvyšuje teplota výfukových plynů, což negativně ovlivňuje účinnost kotlové jednotky.

Stanovení koeficientu účinnosti kotle v konkrétních jednotkách, % při účinnosti kotle [3]:

7/ = 1 0 0 — (q2 + q3 + q5) (1) ,

kde n je účinnost kotle, q1 jsou měrné ztráty spalinami, q3 je chemické nedohoření, q5 je tepelná ztráta do okolí přes šamotovou cihlu (%).

Tepelné ztráty spalinami závisí na teplotě plynů opouštějících kotel, jejich entalpii, druhu paliva a proudění vzduchu.

1ух — entalpie výfukových plynů, kJ/m3,

1хе — entalpie studeného vzduchu (při teplotě vstupního vzduchu) kJ/m3, — součinitel proudění vzduchu výfukových plynů,

Qp — dostupné spalné teplo plynu na hmotnost (objem) kJ/m3,

Pro další výpočty bereme Qp = 33 916,64 kJ/m3

(p = (ь, kde je spodní výhřevnost spalovacího plynu kJ/m3. Entalpie vzduchu, kJ/m3, se vypočítá pomocí následujícího vzorce:

Sv — tepelná kapacita vzduchu, m3 * °C, při teplotě (studený vzduch, pro referenci se bere 20 °C)

Uv je teoretický objem vzduchu.

a je součinitel přebytku vzduchu (jako referenční hodnota je brána 1,2), takže pomocí vzorce (3) vypočítáme entalpii vzduchu: 1b = 1, 2 ■ 9,702 ■ 1, 3 ■ 2 = 0 kJ/m3. Entalpie plynných produktů spalování:

1° = (UP02 ■ CCO2 + ^N2 ■ C N2 + UN2O ■ CH2O) ■ ^g (4),

Tabulka 1. Objemy spalin

V, O2 V, CO2 V, H2O

Objem spalin 2,0373895 1,029049 2,01975

Tabulka 2 ukazuje měrnou tepelnou kapacitu plynů při jmenovitém provozu kotelny a teplotě spalin 165 °C.

Tabulka 2. Měrné tepelné kapacity plynů

1,75818 1,517415 1,305755 1,0478

Při jmenovité teplotě spalin z kotle 165 °C vypočítáme entalpii plynných produktů spalování pomocí vzorce (4): 1° = 2394,32 kJ/(m3*°C) s koeficientem přebytku vzduchu 1; 1° = 2482,1 kJ/(m3*°C) s koeficientem přebytku vzduchu 1,2. Vypočítáme tepelnou ztrátu se spalinami (2): ц2 = (2482,1 – 304,038) • 100/33916,64=6,422 % Entalpie spalin:

1г = I° + (a-1 )^Ув-Св- Ьг (5) Tepelná ztráta při chemickém podpálení: ц3 = 0,1-0,5 %;

Tepelné ztráty z externího chlazení:

CN se určí dle grafu (obr. 1) při ((NOM kotel MW = 0,65.

11,6 34,a 58 116,3 °k.MW 46.5 232-V

Obr. 1. Závislost tepelných ztrát na vyrobeném teple

Účinnost kotlové jednotky při teplotě výfukových plynů 165 °C se vypočítá ze vzorce (1):

P = 100 – (6,422 + 0,3 + 0,65) = 92,63 %.

Tabulka 3 ukazuje hodnoty účinnosti kotle se zvyšující se teplotou spalin:

Tabulka 3. Změny hodnot účinnosti kotle se zvyšující se teplotou spalin

Teplotní hodnota, °C 165 170 175 180 185

Účinnost, % 92,63 92,403 92,178 91,953 91,728

Jak je patrné z tabulky, s rostoucí teplotou výfukových plynů klesá účinnost kotle.

Teplotní harmonogram vyvinutý a schválený provozovatelem přenosové soustavy obsahuje ukazatel teploty vratné chladicí kapaliny, který musí spotřebitelé dodržovat.

Nedodržování teplotního harmonogramu spotřebiteli má za následek zvýšení nákladů na systém vytápění a chlazení pro výrobu a přepravu vody jako nosiče tepla; zvýšení teploty vratné vody v síti, ke kterému dochází při nedostatečném odvodu tepla spotřebitelem, vede ke zvýšení spotřeby vody v tepelných sítích, což zase s sebou nese zvýšení spotřeby elektrické energie na přepravu vody jako nosiče tepla tepelnými sítěmi a také negativně ovlivňuje spolehlivost systému vytápění jako celku.

Pokud provoz topné sítě odpovídá schválenému teplotnímu harmonogramu, je spotřeba vody konstantní hodnotou.

V další fázi je třeba věnovat pozornost vlivu teploty vratné vody v síti na spotřebu elektrické energie a objem dodávané chladicí kapaliny.

Závislost je založena na výpočtu množství tepelné energie součinem rozdílu teplot chladicí kapaliny v přívodním a vratném potrubí a průtoku chladicí kapaliny vstupující do topné sítě:

P je množství tepelné energie dodané spotřebiteli, Gcal,

M1 — průtok chladicí kapaliny v přívodním potrubí za sledované období podle údajů z měřicí jednotky tepelné energie (dále jen UMTE), m3/h,

^ — průměrná teplota vody v přívodním potrubí za sledované období dle údajů UUTE, °C;

12 — průměrná teplota vody ve vratném potrubí za sledované období dle údajů UUTE, °C;

c je tepelná kapacita, uvažovaná rovnou 1 kcal/kg °C; 1000 je převodní faktor.

Objem cirkulace je 4000 m3/h, teplotní graf je 120/70 °C, množství tepelné energie vypočítáme pomocí vzorce (6): (> = 4000 ■ 1 000 ■ 1 ■ (12 – 0) = 70 Gcal/h Q = 2 ■ 00 4000 ■ 1 ■ (000 – 1) = 12 Gcal/h

Vypočítejme spotřebu vody při zvýšení teploty vratné vody ze sítě o 1 °C (příklad 1) na základě vzorce (6). Příklad 1: 12 = 71 °C o = 200 Gcal/h Q = M1 • 1000 • 1 • 49 M1 = 200/(1000 • 1 • 49) M1 = 4081,63 m3.

Z toho vyplývá, že dodržováním teplotního režimu u zdroje tepla podél přívodního potrubí v režimu 120/70 °C se v důsledku dodatečného objemu síťové vody zvýší náklady na přípravu a přepravu dalších 81,6 m3 teplonosné vody.

Příklad 2: pokud je objem cirkulace nadhodnocen a je (pro referenci) 4500 m3/h a instalace spotřebovávající teplo se nezměnila, tj. také spotřebovává 200 Gcal/h, lze teplotní rozdíl za těchto podmínek určit pomocí vzorce (a -t2) = Q / (M1 • s • 0,0011), °C:

(11 – t2) = 200 / (4500 x 1 x 0,001) = 44,4 °C. (11 – 12) = 44,4 °C, kde teplota vratného potrubí: 12 = 120 – 44,4 = 75,6 °C,

což nám dává odchylku od teplotního grafu 75,6-70=5,6 °C neboli 8 % (o více než 3 % více, než je přijatelné). Nyní vypočítáme náklady. Vybavení:

• Čerpadlo 1D 1600-90-4 ks (630 kW, 9 kgf/cm2, 1600 m3/h).

• Počet hodin používání dvou čerpadel 1D 1600-902 – 8760 hodin (365 dní).

• Pro udržení průtoku v daném režimu (1-1600 m90/h) a pokrytí špičkového zatížení jsou připojena dvě čerpadla 4000D 4500-3.

• Průměrná dodávka 4000 m3.

• Teplotní graf 120/70.

• Při průměrné teplotě topné sezóny v Moskvě 2 °C, což odpovídá teplotě vody v přívodním potrubí 83 °C a teplotě vody ve vratném potrubí 56 °C.

• Objem roční výroby tepelné energie je 679 425,167 Gcal; (? = Mx ■ 1 000 ■ s ■ (^ — C2) Gcal/h.

679 425,167 1000 =M! • 1 • 83 • (56–XNUMX),

679 425,167 * 10® = M! • 1000 • 1 • 27.

Průtok chladicí kapaliny M! je tedy 25 163 895,07 m3.

S „přímým“ ověřením přepočtu 4000 • 8760 = 35 040 000 m3

Náklady na čerpání dodatečného objemu chladicí kapaliny za rok:

i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.

2 1600 – průtok (m3/h), 90 – tlak (m)

81,6 m3 • 8760 h = 714 816 m3 za rok. Vypočítejme počet hodin provozu čerpadla:

714 816/1600 = 446,76 hodin provozu čerpadla (1D 1600-90 – 4 ks, s výkonem 630 kW) 446,76 • 4 • 630 = 1 125 835,2 kW*h; Při ceně 3,87 rublů za kW*h budou náklady: 1 125 835,2 • 3,87 = 4 356 982,2 rublů.

Závěr: Studie odhalila vliv teploty vratné vody v síti na náklady topného systému, vyjádřený v rublovém ekvivalentu. Dodatečné náklady na dodatečnou spotřebu elektřiny činily přibližně 4,5 milionu rublů. Kromě toho byla prokázána nepřímá závislost teploty vratné vody v síti na účinnosti kotle prostřednictvím teploty výfukových plynů.

1. Usnesení vlády Ruské federace ze dne 8. srpna 2012 č. 808 „O organizaci zásobování teplem v Ruské federaci a o změně některých zákonů vlády Ruské federace“.

2. Vyhláška Ministerstva energetiky Ruské federace ze dne 24.03.2003 N 115 „O schválení Pravidel pro technický provoz tepelných elektráren“ (registrována v Ministerstvu spravedlnosti Ruské federace dne 02.04.2003 N 4358).

3. Tepelný výpočet kotlů (normativní metoda) — Vydání 3, přepracované a doplněné. — Petrohrad: Vydavatelství NPOTSKTI, 1998 — 256 s.

Postup pro vytvoření relativně úplné sady úkolů informační bezpečnosti Korchev A. V.

Korčev Alexej Vladimirovič /Korčev Aleksej Vladmirovič — student magisterského studia, Katedra informační bezpečnosti, Institut informačních technologií a komunikací, Astrachaňská státní technická univerzita, Astrachaň

Abstrakt: Článek zkoumá využití systémové analýzy k vytvoření seznamu úkolů, které vznikají v procesu fungování systémů informační bezpečnosti. Je navržen postup pro vytvoření relativně úplné sady úkolů informační bezpečnosti.

Klíčová slova: ochrana informací, systémová analýza, informační bezpečnost.

Jedním z hlavních principů budování a zlepšování systémů informační bezpečnosti (ISB) je princip komplexity, který je založen na systémově-koncepčním přístupu k řešení všech problémů a úkolů, které vznikají během fungování systému. Koncepční povaha přístupu zde znamená, že systém informační bezpečnosti by měl být budován na základě jediné koncepce pro celý systém, která prezentuje všechny objekty a jevy, jež mohou mít významný vliv na fungování IBS, a také vazby mezi nimi. Systematická povaha přístupu znamená, že všechny prostředky a možnosti dostupné v systému informační bezpečnosti by měly být zahrnuty do jediné technologie, která zajišťuje výběr nejefektivnějšího řešení.

• 7. (253) července 2025

Příprava na vydání

číslo: 8 (254), srpen 2025
Reklama

bannery

Úvod > Informační systém > Zdroje > ÚPRAVA TEPLOTY GRAFIKA CENTRALIZOVANÝCH ZDROJŮ TEPLA

NASTAVENÍ GRAFIKA TEPLOTY CENTRALIZOVANÝCH ZDROJŮ TEPLA

Již více než půl století je na ploše každého sebeúctyhodného topenáře mezi neustále žádanými materiály kniha profesora E.Ya Sokolova, guru tepelné energetiky – „Kogenerace a vytápění sítě” [1]. Toto je skutečná „bible tepelného inženýrství“. Od roku 1956, kdy byla poprvé vydána v současné podobě, a dodnes se toho u nás i po celém světě dramaticky změnilo, ale důvod aktuálnosti této knihy se nezměnil: Rusko je zima severská země s obrovským územím a vysokým stupněm urbanizace, která se v zásadě neobejde bez centralizovaného zásobování teplem. To znamená, že toto základní dílo má před sebou ještě velmi dlouhou životnost. Matematický aparát formulovaný E.Ya Sokolovem neprošel dodnes žádnými změnami a je uznáván jako klasický.

Aplikací moderních nástrojů počítačové analýzy a modelování na toto zařízení na platformě CityCom, specialisté ICC “Potok” vyvinula a otestovala metodiku pro optimalizaci provozního teplotního plánu konkrétního zdroje tepla v návaznosti na skutečný stav tepelných sítí, připojené zátěže a požadavky na kvalitu dodávky tepla jako služby.

O čem je tento článek a jaký je jeho úkol?

1. Úspora paliva kotle. Ve struktuře nákladů na dodávku tepla jsou náklady na výrobu tepla nesrovnatelně vyšší než náklady na čerpání chladiva potrubím. A pokud by bylo technicky možné alespoň trochu snížit teplotu chladicí kapaliny, kompenzovat tento pokles zvýšením průtoku cirkulace, ušetřilo by to spoustu peněz.
2. Provozní předpisy a regulační dokumenty [2] vyžadují, aby zkoušky maximální teploty byly prováděny alespoň jednou za 5 let. A pokud systém zásobování teplem funguje podle schváleného harmonogramu 150/70, znamená to, že zkoušky musí být provedeny při teplotě 150 °C. Nehledě na to, že v reálném provozu jsou skutečné teploty mnohem nižší. Provozní podniky se těchto zkoušek obávají jako ohně – na starých, opotřebovaných sítích mohou vést k fyzickému zničení potrubí a podpůrných konstrukcí. A pokud ano, bezpečnostní rezerva potrubí se po takových testech nevyhnutelně sníží a riziko nehod během topné sezóny se zvýší. Bylo by dobré přejít na nižší harmonogram, nechat si ho schválit v schématu zásobování teplem. Poté lze provést testy při mírnějších teplotách.

Ukazuje se, že přechod na „nižší“ teplotní plán nebo dokonce jen snížení teploty chladicí kapaliny o několik stupňů, aniž by došlo k vážnému poškození dodávky tepla, není vůbec tak jednoduché, jak by se mohlo zdát. Následující kapitola podrobně vysvětlí proč. Kvalifikovaní topenáři a ti, které to nudí, to mohou přeskočit a přejít rovnou od otázky „kdo za to může?“ na otázku “co dělat?”

Co je to „teplotní graf“ a proč je tak důležitý?

Každý den: pokud voda z mixéru v kuchyni není dostatečně horká, zavřeme ventil studené vody a otevřeme ventil teplé vody silněji – až do úplného uzavření prvního a úplného otevření druhého (v tomto případě , měřič teplé vody se točí rychleji).

V širším smyslu každý předmět, který spotřebovává teplo, dělá přesně to samé. Jediný rozdíl je v tom, že síťová voda je prostředkem pro přepravu tepla – není fyzicky spotřebována (s výjimkou dodávky teplé vody podle „otevřeného“ schématu), ale uvolňuje svou tepelnou energii ohřevem vody z vodovodu nebo vzduchu při výměně tepla. zařízení. A čím nižší je teplota vody v síti, tím více a vyšší rychlostí je třeba ji „pumpovat“ přes výměník tepla, aby se odebralo stejné požadované množství tepla. Pokud je tedy ve vašem domě zima, otevřete regulátor na radiátoru topení úplně, a pokud je příliš horký, naopak tento regulátor „utáhnete“, čímž změníte průtok chladicí kapaliny.

Z toho plyne zřejmý závěr: výběr potřebného množství tepelné energie lze dosáhnout třemi způsoby: (a) změnou průtoku chladiva – „kvantitativní regulace“, (b) změnou jeho teploty – „kvalitativní regulace“, (c) kombinace změny teploty se změnou průtoku – „kvalitativní regulace“ – kvantitativní regulace“. Připomeňme si to.

Tlak v přívodním potrubí by měl být vždy vyšší než ve vratném potrubí (kterým se ochlazené chladivo vrací zpět ke zdroji tepla). Tento tlakový rozdíl zajišťuje, že chladicí kapalina je „tlačena“ skrz topná zařízení spotřebitelů, kde se ochlazuje a odevzdává své teplo vděčným lidem. Tlakový rozdíl v přívodním a vratném potrubí v místech připojení spotřebiče se nazývá „dostupný tlak“. Čím je vyšší, tím má objekt odebírající teplo více možností pro regulaci spotřebované tepelné energie. Není k dispozici žádný tlak nebo je příliš malý na to, aby překonal odpor vnitřních systémů spotřebitele – žádný přívod tepla (služba není poskytována). Připomeňme si i toto.

Zdálo by se, že jednodušší by bylo instalovat taková síťová čerpadla u zdroje tak, aby vytvářela dostupný tlak, který určitě stačí pro všechny spotřebitele, a ohřívala chladivo na dostatečně vysokou teplotu. A ať si každý odebírá tolik tepla, kolik potřebuje, reguluje průtok ve svých tepelných výměnících a topných zařízeních. Ale ne, takhle to nefunguje. A tady je proč.

Z fyzikálních zákonů vyplývá, že dostupný tlak úměrně klesá náměstí zvýšení spotřeby. To je velmi silný vliv a také nerovnoměrný: se zvýšením průtoku v hlavním potrubí se dostupný tlak spotřebitelů tohoto hlavního potrubí velmi rychle snižuje, když se vzdalují od zdroje, mohou zcela ztratit možnost přijímat jejich teplo a zmrazovat. Spotřebitelé nacházející se blíže ke zdroji si přitom téměř ničeho nevšimnou a mohou v zimě spát s otevřenými okny. Jedná se o klasický případ nesouososti sítě vedoucí k velkému počtu reklamací, nadměrným nákladům na výrobu tepla a dokonce i k haváriím. To je hlavní důvod, proč se v soustavách CZT nepoužívá kvantitativní regulace: při výrazně variabilních nákladech je téměř nemožné zajistit stabilní hydraulický režim pro rovnoměrné poskytování tepelné energie všem spotřebitelům.

Obvykle se proto používá kvalitativní regulace dodávky tepla, ke které se v určitých hydraulicky „těžkých“ dnech, které jsou příliš chladné nebo příliš teplé, přidává kvantitativní regulace v malém předem vypočítaném rozsahu přípustných průtoků. K praktickému zajištění takové regulace slouží teplotní tabulka Jeho Veličenstva.

Teplotní graf je přesně vypočítaná závislost absolutní teploty chladiva na výstupu ze zdroje na teplotě venkovního vzduchu. Každá průměrná denní teplota vzduchu odpovídá přesně definované teplotě síťové vody v přívodním a (pro řízení) vratném potrubí. Myšlenkou výpočtu teplotního harmonogramu je, že v celém rozsahu vnějších teplot během topného období v potrubním systému přepravujícím chladivo od zdroje ke spotřebitelům, výdaje zůstaly konstantní (nebo téměř konstantní). Stálost nákladů vlastní teplotnímu plánu umožňuje při navrhování systému zásobování teplem a během jeho provozu vypočítat a provést „regulační opatření“ – instalaci speciálních jednoduchých hydraulických zařízení (podložky škrticí klapky a trysky výtahu) na vstupy účastníka, zajištění rovnoměrného a stabilního hydraulického režimu v celém systému zásobování teplem. Významná změna nákladů, jak je uvedeno výše, vede k efektu „nesouososti“ sítě. Pro nové hodnoty průtoků a tlaků v ustáleném stavu je nutné tato zařízení vypočítat a nainstalovat znovu (tj. „přenastavení“).

Klasické grafy teplot vytápění kontroly kvality se obvykle označují jako návrhové hodnoty teplot. Označení plánu „150/70“ tedy znamená, že při teplotě venkovního vzduchu -26 °C (pro Moskvu) by teplota v přívodním potrubí měla být 150 °C a ve vratném potrubí 70 °C. Tyto grafy jsou předdefinovány pro sady konstantních hodnot použitých v návrhu. Existují modifikace klasických grafů s tzv. „upper cut“ a „lower cut“. Faktory ovlivňující potřebu řezu jsou popsány v literatuře [3], pro nás je však důležité pouze vědět, že zkreslují lineární vzhled grafu a právě v pásmech řezu se projevuje kvantitativní složka (kvalitativní-kvantitativní). regulace) se přidává ke kvalitativní regulaci (obr. 1).

Obr.1. Klasický teplotní graf 150/70 s řezy – „nižší“ 70°C a „horní“ 115°С

V čem tedy přesně spočívá problém a jak jej vyřešit?

• Je prostě nemožné jednoduše, volutnaristicky, snížit teplotu o několik stupňů zvýšením průtoku cirkulace, aniž bychom poskytli přesný výpočet důsledků. Existuje mnoho příkladů, kdy teplárenská společnost poté, co to udělala a ušetřila na výrobě tepla, následně čelí uloženým sankcím z četných soudních sporů spotřebitelů za neposkytnutou nebo nekvalitní službu, přičemž výše těchto pokut je několikanásobně vyšší než úspory dosažené na výrobě tepla. Důvodem je „kvadratická závislost“ zmíněná v předchozí kapitole v hydraulice a v důsledku toho nevyváženost režimu. Musíme pečlivě počítat.
• Zda je technicky možné snížit harmonogram, závisí na kapacitních rezervách sítě. Lze je posoudit pouze pomocí hydraulického výpočtu tepelné sítě na elektronickém modelu pro průmyslové účely (EMPN) [4] (obr. 2), dobře zkalibrovaném a denně používaném. A ve většině případů chybí. Elektronický model, který může být k dispozici ve formě podkladů pro schéma zásobování teplem, z hlediska provozu sítě neobstojí v kritice kvůli své „agregaci“ a „zobecnění“. Jestli to vůbec jde.

Obr.2. Elektronický model pro výrobní účely (EMPN) na platformě “CityCom-TeploGraph”

• Všechna skutečně provozovaná topná zařízení účastnických vstupů jsou navržena, instalována a seřízena pro teplotní harmonogram, který byl schválen při návrhu celého systému zásobování teplem z daného zdroje. To znamená, že při návrhových výpočtech stávajících i nově zaváděných zařízení spotřeby tepla je použit soubor technických parametrů (konstant) charakteristických pro tento konkrétní teplotní graf. Proto je jednoduché převzetí a přepnutí například z plánu „150/70 s horním vypnutím 130 °C“ na plán „130/70“ bez přenastavení a modernizace všech spotřebičů v zásadě nemožné – hydraulika bude „vychýlená“, přestane systém zásobování teplem fungovat a plnit účelovou funkci.

Řešení Přístup

Při návrhu systémů zásobování teplem se vždy používá klasický teplotní graf – s řezy nebo bez nich. To je dáno samotným „návrhovým“ přístupem, ve kterém je známa hypotetická (návrhová) spotřeba tepla podle typu tepelné zátěže a charakteristiky potrubní sítě jsou vybírány na základě vypočtené (návrhové) hydrauliky.

V průběhu času se z přirozených důvodů mění hydraulické charakteristiky potrubí, absolutní hodnoty a poměry typů tepelného zatížení, charakteristiky vstupního zařízení účastníka atd. Při vlastním provozu stávající soustavy zásobování teplem se tedy provozní parametry v sítích vždy liší od návrhových a to je zcela běžné. Dispečerské služby zároveň dostávají zpětnou vazbu ve formě stížností spotřebitelů v těch okamžicích, kdy režim skutečné dodávky tepelné energie ze zdroje nebo hydraulický režim v síti nezajišťuje odpovídající kvalitu dodávky tepla.

U centralizovaných zdrojů tepla se zpravidla vedou protokoly, do kterých se zaznamenávají denní naměřené hodnoty průtoků, tlaků a teplot v přívodním, vratném a doplňovacím potrubí a také průměrná denní teplota venkovního vzduchu. Ukázalo se, že analýzou dat takové kulatiny za dlouhé časové období (nejlépe za několik let) je možné statisticky s vysokou mírou spolehlivosti identifikovat skutečné absolutní zátěže podle druhu spotřeby tepla, jakož i tepelné ztráty, a jejich reálné poměry v různých intervalech teplot venkovního vzduchu. Následný přepočet přijatých denních „okamžitých“ zátěží na tzv. „návrhové“ zátěže (tj. maximální návrh pro venkovní teplotu vzduchu nejchladnějšího pětidenního období) poskytuje podklady pro přepočet teplotního grafu. Zajímavý postřeh: vypočtená zatížení získaná na základě analýzy skutečných provozních podmínek se zpravidla ukazují jako výrazně nižší než návrhová, a to i při zohlednění tepelných ztrát, což naznačuje možnost vývoje a zdůvodnění snížený teplotní plán pro zdroj tepla.

Dále místo „předem stanoveného“ klasického rozvrhu specifikujeme pouze pro něj charakteristické návrhové konstanty (pro eliminaci nutnosti přenastavování sítí) a požadovanou teplotu ve vytápěných místnostech a pro každou teplotu venkovního vzduchu po celou teplotu rozsah topného období, kompletní systém rovnic „pojmenovaný E.Ya Sokolov“ [1] (obr. 3). Pokud jako variabilní parametr použijete průtok a povahu jeho změn v přijatelných mezích, můžete získat několik možností pro nové teplotní plány přijatelné pro provoz, z nichž se vybere ten nejvhodnější z hlediska expedice. služeb a/nebo ekonomických úvah (obr. 4). Vhodnost hydrauliky pro každou z možností pro nový harmonogram je nutné zkontrolovat na kalibrovaném elektronickém modelu – EMPN [4] (obr. 2). Varianty, které jsou z „hydraulických“ důvodů nepřijatelné, jsou buď okamžitě zamítnuty, nebo jsou doprovázeny nezbytnými opatřeními k modernizaci (přepnutí) kritických úseků sítí.

Obr.3. Soustava rovnic (klasické vztahy dané oblasti) [1]

Obr.4. Redukovaný rozvrh (konvenční název – „115/55 nelineární“), vypočítaný na základě analýzy skutečných režimů a navržený pro použití místo rozvrhu „150(115)/70“ (obr. 1)

Aby vznikl důvod pro schválení výsledného harmonogramu jako provozního, je nutné jej dočasně přijmout k provedení jako „dispečerský“ interní administrativní dokument a pracovat na něm minimálně jednu celou topnou sezónu (obr. 5), pečlivé zaznamenávání parametrů režimu u zdroje a (pokud je to možné) teploty ve vytápěných prostorách alespoň u několika charakteristických spotřebičů, jakož i sledování a evidence došlých reklamací, pokud existují.

Obr.5. Sledování a analýza skutečných teplot při provozu podle zkráceného plánu během topné sezóny

Pokud je topná sezóna dokončena uspokojivě podle nového harmonogramu, může být schválena jako provozní harmonogram v schématu dodávky tepla. Všimněte si, že „design“ harmonogram nikde nezmizí, zůstává jako takový pro účely návrhu a nových spojů.

Chtít zkusit?

Vše, co bylo napsáno výše, je výsledkem několika let rozsáhlého výzkumu a praktické práce. Výsledky získaly kladný odborný posudek od JSC VTI, předmětem realizace je reálný systém zásobování teplem velkého ruského města napájený tepelnou elektrárnou s několika sty tisíci obyvateli v oblasti pokrytí. Byly získány dobré výsledky, byly získány potřebné zkušenosti a byly vyvinuty nástroje a metodika, která bude jistě zajímat mnoho teplárenských podniků a kterou je naše společnost Informační výpočetní centrum Potok připravena sdílet k vzájemnému prospěchu. a ve prospěch průmyslu.

1. Sokolov E.Ya.“Kogenerační a tepelné sítě” – 7. vydání, stereot. – M.: Nakladatelství MPEI, 2001.
2. RD 153-34.1-20.329-2001. Pokyny pro testování sítí ohřevu vody na maximální teplotu chladicí kapaliny (UDC 621.311)
3. „Odůvodněné snížení teploty chladicí kapaliny (řez)“ – NP „Energy Efficient City“, http://www.energosovet.ru/entech.php?idd=38
4. Eksaev A.R., Shumyatsky M.G. Elektronické modely pro průmyslové účely, časopis “Utilities Complex of Russia” č. 1 (127), 2015 – M.: Nakladatelství “KKR”, 2015.