РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Расчет надежности систем теплоснабжения Авиастроительного района г. Казани

Д.т.н. Ю.В. Ваньков, профессор, зав. Кафедрой
«Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения»;
к.т.н. Ш.Г. Зиганшин, доцент;
Т.О. Политова, аспирант;
Р.Р. Саляхова, аспирант;
С.А. Назарычев, магистр,
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань

На сегодняшний день разработка схем теплоснабжения - одна из приоритетных задач федерального масштаба, поскольку дальнейший рост экономики России невозможен без соответствующего роста энергетики, который может быть спрогнозирован на перспективу на основе разработанных схем теплоснабжения.

Схемы теплоснабжения населенных пунктов входят в состав Программы комплексного развития систем теплоснабжения, в рамках которой решаются следующие взаимосвязанные задачи: сбор исходных данных; энергетическое обследование системы централизованного теплоснабжения; разработка электронной модели систем теплоснабжения; разработка комплекса решений и мероприятий по совершенствованию систем теплоснабжения; система мониторинга.

Одной из целей исследования схем теплоснабжения городов и населенных пунктов является разработка технических решений, направленных на обеспечение качественного и надежного теплоснабжения потребителей при минимальном негативном воздействии на окружающую среду.

Надежность системы теплоснабжения характеризуется различными показателями. В зависимости от иерархического уровня, на котором решается поставленная задача, используются следующие показатели надежности:

■ комплексные - коэффициент обеспеченности продукцией, коэффициент готовности;

■ единичные - вероятность безотказной работы, интенсивность и параметр потока отказов, среднее время восстановления;

■ специальные - вероятность реализации объектом уровня располагаемой мощности и т.д.

Задачей теплоснабжения является обеспечение требуемых уровней параметров у потребителей, при которых достигаются комфортные условия жизни людей. Социальные последствия, возникающие при нарушении нормальных условий работы и жизни людей, не поддаются экономической оценке, однако их влияние весьма велико, и поэтому в методике оценки надежности исходят из принципа недопустимости отказов.

Закольцованная сеть повышает надежность теплоснабжения и обеспечивает подачу тепла потребителям при отказах отдельных ее элементов. Наличие нескольких источников питания кольцевой сети сокращает необходимый резерв ее пропускной способности.

Закольцовка тепловых сетей позволяет выполнить при аварийных ситуациях следующие переключения: остановка всех квартальных котельных, закольцовка сетей теплоснабжения от головного источника (для г. Казани таким источником является КТЭЦ-2 с установленной мощностью 600 Гкал/ч), переход в режим сохранения инженерных сетей, систем отопления жилых домов со снижением подачи тепла в дополнительно присоединенных сетях на 50% при 100% отключении горячего водоснабжения всех потребителей (отсутствие подобных схем закольцов- ки в городах в отопительном сезоне 2002-03 гг., характеризующимся более низкими зимними температурами, привели к большим авариям).

В настоящей статье показаны результаты работы по определению надежности магистральных тепловых сетей Авиастроительного района г: Казани. Источником тепла является Казанская ТЭЦ-2.

В работе исследовался тепловод № 10, с системой закольцовки. Тепловод имеет сложную структуру, поэтому при расчете был разделен на участки, после чего были определены надежность и вероятность безотказной работы каждого участка.

Расчет проводился по 6 участкам:

■ 1-й: от ТЭЦ-2 через 10-11; 10-16; 10-36 до пункта Т10-60;

■ 2-й: от п. Т10-8 через 10-20; 10-22; 10-23 до п. СК-56;

■ 3-й: от п. Т10-8 через 10-20; СК-8а до п. СК-54/1;

■ 4-й: от п. Т10-8 через СК-38; СК-40 до п. СК-50;

■ 5-й: от п. СК-8 через СК-24а; СК-24; СК-29 до п. СК-31А;

■ 6-й: от п. СК-24 до ЦТП Айдарова, 18. Основными данными для расчетов являлись: год прокладки трубопровода, длина трубопровода, срок службы и тип прокладки. Эти данные представлены на схеме тепловода (рис. 1). Также в расчетах были учтены нормативные значения наружных температур для г. Казани [1].

По этим данным в программе, смоделированной в программной среде Microsoft Excel, производился расчет вероятности безотказной работы и расчет коэффициента готовности; отдельно для каждого участка рассчитывалось среднее время восстановления участка и интенсивность отказа участка (табл.1).

Таблица 1. Результаты расчетов.

Все полученные результаты вносились в сводную таблицу (первые 10 участков представлены в табл. 2).

Таблица 2. Сводная таблица расчетов.

Время восстановления участка рассчитывалось в зависимости от диаметра и типа прокладки тепловода, результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3. Время восстановления участка, ч.

По результатам расчетов установлено, что нормативным значениям (Р=0,86) удовлетворяют только первые три участка тепловода от ТЭЦ-2, с вероятностью безотказной работы (Р) Р=0,99; 0,94; 0,94. Последующие участки имеют значения Р ниже допустимого. Это связано с отдаленностью участка от источника, сроком службы трубопроводов и от воздействия внешних факторов.

На участках 10-36 - 10-37, 10-37 - 10-38, 10-20-20-21, СК-39 - СК-43, СК-46 - СК-47 тепловоды требуют срочной замены, т.к. срок их эксплуатации превышает 30 лет, что не удовлетворяет нормативным значениям. Из-за этих показателей и складывается низкая готовность последующих участков, т.к. большинство этих участков находятся в начале тепловода, вследствие чего коэффициент готовности резко ухудшается.

Участки Т10-1.1 - Т10-1, Т10-2 - Т10-8, T10- 13 - T10-13.1, T10-13.1 - T10-16, Т10-51 - Т10- 53, Т10-20 - СК-3, СК-3 - СК-4, СК-5 - СК-8, СК-8- СК-54/1, Т10-20 - СК-3, СК-3 - СК-4, СК-5 - СК-8, СК-43 - СК-46, СК-47 - СК-49, СК-15 - СК- 16, HO - CK-21, CK-21 - CK-24 имеют срок эксплуатации от 20 до 30 лет, что не превышает нормативные значения, но вследствие большого срока службы они также способствуют понижению коэффициента готовности.

Выводы

Результатами данной работы стали: расчет коэффициента готовности, определение вероятности безотказной работы, интенсивности и среднего времени восстановления.

Проанализировав результаты расчетов системы теплоснабжения, получили, что ряд участков не удовлетворяет нормативным значениям. Их замена может значительно повысить значение вероятности безотказной работы на тепло- воде в целом.

В настоящее время существует несколько методик по оценке надежности систем теплоснабжения, в частности, Методические указания по анализу показателей, используемых для оценки надежности систем теплоснабжения, утвержденные Министерством регионального развития РФ в 2013 г. [2], а также методика, разработанная в ОАО «Газпром промгаз» [3] и т.д.

Данный расчет проводился по методике «Расчет систем централизованного теплоснабжения с учетом требований надежности», разработанной ОАО «ВНИПИэнергопром» [4]. В дальнейшем будет проведен сравнительный анализ выбранной методики с вышеупомянутыми.

Литература

1. СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99» Строительная климатология.

2. Методические указания по анализу показателей, используемых для оценки надежности систем теплоснабжения (утв. Приказом Минрегиона РФ от 26.07.2013 № 310). Электронный ресурс: http://www.rosteplo.ru/Npb_files/npb_shablon.php?id=1576.

3. Сеннова Е.В., Кирюхин С.Н. Методика и алгоритм расчета надежности тепловых сетей при разработке схем теплоснабжения городов. ОАО «Газпром промгаз», М., 2013 г. Электронный ресурс: http://www.rosteplo.ru/Npb_files/npb_shablon.php?id=1590

4. РД-7-ВЭП Расчет и проектирование систем теплоснабжения с учетом требований надежности. ОАО «ВНИПИэнергопром», М. 1972-2004 гг. Электронный ресурс: http://www.vnipiep.ru/rd_7_vep.html.

5. «СП 124.13330.2012. Свод правил. Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003» (утв. Приказом Минрегиона Р.Ф. от30.06.2012 № 280).

6. Ионин А.А. (ред.), Хлыбов Б.М., Братенко В.Н., Терлецкая Е.Н. Теплоснабжение. М.: Стройиздат, 1982. 336 с.

7. КовылянскийЯ.А., Старостенко Н.Н. Практическая методика количественной оценки надежности тепловых сетей. // Теплоэнергетика. № 5, 1997.

Ю.В. Ваньков, Шг.. Зиганшин, Т.О. Политова, Р.Р. Саляхова, С.А. Назарычев , Расчет надежности систем теплоснабжения Авиастроительного района г. Казани

Источник: Журнал "Новости теплоснабжения" №02 (174), 2015 г. , www.rosteplo.ru/nt/174

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Программы Auditor

Технический семинар «Организация ремонта и повышения ресурса тепловых сетей»

Подробнее