Specifický nárůst síly: denní graf, teplotní graf

Při konstrukci diagramu měrných výsledných sil se provádějí výpočty pro tři režimy jízdy vlaku: trakční režim, klidový režim (dojezd) a brzdný režim (obslužný a nouzový).

Celý výpočet shrnujeme do tabulky 3, postup při jeho vyplnění je následující.

První dva sloupce tabulky vyplníme údaji o trakčních charakteristikách lokomotivy. Krok změny rychlosti by neměl překročit 10 km/h. Dále je nutné zadat charakteristické body trakční charakteristiky: rychlost přechodu od spojkového (proudového) omezení k automatické charakteristice, konstrukční rychlost a rychlost změny pracovního režimu trakčních motorů.

Do třetího a čtvrtého sloupce umístíme hodnoty hlavního měrného odporu proti pohybu lokomotivy, který se vypočítá pomocí vzorce (4) a celkového odporu proti pohybu lokomotivy při pohybu v trakčním režimu.

Do pátého a šestého sloupce umístíme hodnoty hlavního specifického odporu proti pohybu automobilů, který se vypočítá pomocí vzorců (5) – (8) a celkového odporu proti pohybu automobilů

Sloupce 7-9 se vyplňují provedením výpočtů v souladu s výrazy

Dále zvážíme klidový režim.

Do sloupce 10 umístíme hodnoty hlavního měrného odporu proti pohybu lokomotivy naprázdno, které vypočítáme podle výrazu

V jedenáctém sloupci zaznamenáváme hodnoty hlavního odporu proti pohybu lokomotivy na volnoběh

Ve dvanáct? hodnota hlavního odporu proti pohybu vlaku při volnoběžných otáčkách

Ve třináctém? hodnota hlavního měrného odporu proti pohybu vlaku při volnoběžných otáčkách

Dále zvážíme režim brzdění. K tomu vypočítáme odhadovaný brzdný koeficient

kde YК_р — celkový vypočtený tlak brzdových destiček, kN/nápravu

kde K_pí — vypočítaný tlak na jednu brzdovou nápravu kolejového vozidla, kN/nápravu.

Pro nákladní vozy vybavené kompozitními bloky K_р=30 kN/osa [3].

Do čtrnáctého sloupce zadáme hodnoty vypočteného koeficientu tření podložky ц_cr

Do patnáctého sloupce tabulky zapíšeme konkrétní hodnoty brzdné síly vypočtené pomocí vzorce

Do šestnáctého sloupce zapíšeme hodnotu výsledných sil působících na vlak v režimu provozního brzdění

V sedmnáctém – pro nouzové brzdění

Číselná hodnota vypočteného brzdného koeficientu

Obrázek 1 ukazuje diagramy měrných výsledných sil.

Obrázek 1 – diagram měrných výsledných sil

Když se vlak pohybuje, nejdůležitějším úkolem je poskytnout možnost omezit rychlost pohybu nebo zastavit. Proto je nutné zajistit účinnost brzd vlaku.

Celá brzdná dráha s_т sestává z přípravné a skutečné brzdné dráhy

Předpokládejme, že vlak projíždí dráhu přípravy brzdy konstantní rychlostí. Jeho význam

kde v — rychlost vlaku na začátku brzdění, km/h;

t_п — čas připravit brzdy k akci, s.

Vzhledem k tomu, že v daném vlaku je méně než 200 brzdových náprav, je doba přípravy brzd na činnost určena vzorcem

Vypočtený koeficient tření podložky ц_cr bereme odpovídající rychlosti z tabulky 3.

Při analytické integraci pohybové rovnice vlaku rozdělíme celý rozsah změn rychlosti, od počáteční po konečnou, do intervalů. Pro každý interval změny rychlosti najdeme cestu, kterou vlak jede. Celková skutečná brzdná dráha

kde v_ki — konečná rychlost vlaku v uvažovaném intervalu, km/h;

v_ani — počáteční rychlost vlaku v uvažovaném intervalu, km/h;

r_срi – průměr za i-tý interval změny rychlosti, hodnota měrné výsledné síly působící na vlak, N/t.

Hodnoty hlavních odporů se vypočítají pomocí vzorců (5) – (8).

Výsledky výpočtu vzdálenosti ujeté vlakem během přípravy brzd na činnost jsou uvedeny v tabulce 4.

Tabulka 4 – Výpočet vzdálenosti ujeté vlakem během přípravy brzd na činnost

• 12 (246) prosince 2024

Příprava na vydání

číslo: 1 (247), leden 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.