Теплообменные аппараты ТТАИ
Сочетают в себе преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников без их недостатков.
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
ИЗОПРОФЛЕКС-115А

Автоматизированная система мониторинга магистральных тепловых сетей

Потапенко А.Н., канд. техн. наук, проф., Яковлев А.О., ассистент

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Актуальными являются задачи, связанные с модернизацией источников, а также с повышением эффективности транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии.

Энергетическое обследование котельных в регионе показало, что в городах-спутниках, находящихся вблизи промышленных центров, они строились с завышенной мощностью. Это было связано с учетом перспективного роста населения этих городов. Однако этого не произошло, в связи с известными процессами в развитии страны. Рассмотрим на примере одного из таких городов-спутников (г. Новый Оскол) его котельную и гидравлический режим работы тепловых сетей.

Максимальная нагрузка потребителей города составляет 25 Гкал/ч. В городской котельной расположены 3 котла с установленной мощностью одного котла 20 Гкал/ч.. Для обеспечения заданных параметров в тепловых сетях включены параллельно 2 сетевых насоса типа "ЦН". Они создают расход от 730 м3/ч (G0) и выше. При работе одного котла типа "КВГМ" через него проходит теплоноситель с расходом около 245 м3/ч, а через линию подмеса с учетом G0 соответственно - 485 м3/ч. Это приводит к тому, что, например, при температуре теплоносителя на выходе из котла Tk=128 0C, температура в подающей магистрали Tп=69 0C. Следовательно, для обеспечения температурного графика работы тепловой сети затрачивается количество газа значительно больше нормы.

При этом важно отметить, что гидравлический режим тепловой сети при работе двух сетевых насосов с расходом Gимеет следующие особенности. Давление на выходе из котельной в подающем трубопроводе Pпk=0,72 МПа, в обратном трубопроводе Pоk=0,28 МПа. При этом давление в магистралях на центральную часть города соответственно составляет в подающем трубопроводе Pп1=0,56 МПа, в обратном трубопроводе Pо1=0,50 МПа. Исходя из этих данных перепад давления на центральную часть города соответственно составляет DР=Pп1-Pо1=0,06 МПа, что явно недостаточно для нормальной работы индивидуальных тепловых пунктов центральной части города с существующими нерегулируемыми водоструйными элеваторными узлами.

При проведении экспериментальных исследований в г. Новый Оскол применялись следующие основные приборы для энергетического обследования тепловых сетей города: термометр инфракрасный RAYNGER ST (RAY ST60), ультразвуковой толщиномер Sonagage II, ультразвуковой расходомер жидкости Portaflow 300, манометр МТП - 100.

На рис. 1 представлена укрупненная технологическая схема тепловых сетей г. Новый Оскол, на которой введены следующие обозначения: ТК1 - технологическая камера на выходе из котельной, ТК4 - технологическая камера, из которой выходят магистрали теплосетей на центральную часть города и микрорайон по ул. Белгородской, ТК10 -технологическая камера, из которой выходят магистрали теплосетей на центральную часть города, A, B, C, D, E - обозначения центральных магистралей теплосетей, от которых происходит распределение тепловой энергии потребителям (частный жилой сектор, многоэтажные дома и др.), Д142 и Д37 - концевые многоэтажные дома соответственно на магистралях теплосетей A и D, также на основных магистралях теплосетей приведены технологические параметры и давления на концевых участках.

Экспериментальные исследования проводились в переходные периоды отопительного сезона и при этом были получены следующие результаты, приведенные в табл. 1.

Таблица 1.

Результаты обследования тепловых сетей основных потребителей

 

На выходе котельной (до ТК1)

Центральная часть города (ТК10)

М-н  по ул. Белгород-ская (ТК4)

 

М-н Северный

(ТК1, А -магистраль)

Tп,0C

55,6

54,2

54,7

55,0

Tо,0C

47,4

42,0

44,3

48,8

ΔT,0C

8,2

12,2

10,4

6,2

Ø трубопро-водов, мм

426

325

273

325

Толщина трубопро-водов, мм

 

7,5

 

6

 

5,5

 

5,7

Расход теплоноси-теля, м3

 

730

 

283

 

123

 

245

Максимальная тепловая нагрузка котельной составляет 25 Гкал/ч, по основным потребителям города следующая: центральная часть города - 15,5 Гкал/ч, микрорайон Северный - 3,185 Гкал/ч и микрорайон по ул. Белгородской - 2,809 Гкал/ч.

Результаты обследования тепловых сетей показали, что в переходные периоды отопительного сезона тепловая мощность по магистралям теплосетей основных потребителей следующая: центральная часть города - 3,453 Гкал/ч, микрорайон Северный - 1,519 Гкал/ч и микрорайон по ул. Белгородской - 1,279 Гкал/ч. Следует отметить, что суммарная тепловая мощность по магистралям теплосетей основных потребителей с точностью до 5% совпадает с тепловой мощностью на выходе котельной.

Анализ результатов в относительном выражении показывает, что согласно максимальной тепловой нагрузки соотношения по основным потребителям с учетом их общей нагрузки в 21,494 Гкал/ч следующие: центральная часть города - 0,72, микрорайон Северный - 0,15 и микрорайон по ул. Белгородской - 0,13. При этом в переходные периоды отопительного сезона соотношения тепловой мощности по магистралям теплосетей основных потребителей следующие: центральная часть города - 0,55, микрорайон Северный - 0,24 и микрорайон по ул. Белгородской - 0,21. Из сравнительного анализа следует, что по соотношениям тепловой мощности по магистралям теплосетей основных потребителей центральная часть города недополучает энергии, а по микрорайонам города идет существенный ее перерасход.

Для анализа процессов магистральных тепловых сетей в реальном времени необходимо использовать автоматизированную систему мониторинга в составе автоматизированной системы диспетчерского управления котельной.

На рис. 2 представлена функциональная схема автоматизированной системы мониторинга в составе многоуровневой автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) котельной. За основу для разработки АСДУ приняты работы [1-3], а при построении автоматизированной системы мониторинга магистральных тепловых сетей [4,5].

На верхнем уровне АСДУ расположено автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера, состоящее из персонального компьютера и SCADA-программного обеспечения. В АСДУ предусмотрены возможности наблюдения за работой котельной, регулирования работы энергохозяйства, получения информации для анализа и выработки рекомендаций по управлению процессами магистральных тепловых сетей с любого компьютера локальной сети с целью экономии энергоресурсов.

На АРМ диспетчера функционируют следующие программные модули: среда для программирования контроллеров среднего уровня, среда разработки и среда выполнения InTouch, сервер ввода-вывода Modbus и программное обеспечение, позволяющее публиковать информацию о функционировании АСДУ в Интернет. Взаимодействие между программными компонентами (см. рис. 2) осуществляется по протоколу DDE. С любого компьютера локальной сети и вне ее можно обратиться за информацией о состоянии котельной и технологических камер магистральных тепловых сетей, используя протокол передачи гипертекста HTTP. Помимо этого, в АСДУ предусмотрен программный модуль автоматической системы для оповещения главных специалистов по указанным телефонным номерам и сигнализацию о нештатных и аварийных режимах работы котельной и объектов тепловых сетей. Обмен между средним и верхним уровнем осуществляется по протоколу Modbus.

 

Список литературы

1.         Соколов М., Цветков Л. Автоматизированная система управления водогрейными котлами КВГМ-100 тепловой станции // Современные технологии автоматизации. - 2002. - №1. - С. 16-19.

2.         Потапенко А.Н., Белоусов А.В., Потапенко Е.А. Вопросы эффективности и особенности развития АСДУ распределенными энергосистемами зданий образовательного назначения // Энергоэффективность: Опыт, проблемы, решения. - 2003. - №3. - С. 58-67.

3.         Потапенко А.Н., Белоусов А.В., Потапенко Е.А. АСДУ образовательных учреждений // Энергоэффективность: Опыт, проблемы, решения». - 2004. - №3. - С. 60-65.

4.         Перминов А. Использование различных приборов учета энергоресурсов в единой системе сбора данных // Современные технологии автоматизации. - 2005. - №1. - С. 48-51.

5.         Потапенко Е.А., Воробьев Н.Д., Потапенко А.Н. Мониторинг систем отопления в составе автоматизированной системы диспетчерского управления // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. - 2003. - №5-6. - С. 120 -123.

 

 

Потапенко А.Н., Яковлев А.О. , Автоматизированная система мониторинга магистральных тепловых сетей

Источник: Материалы Интернет-конференции "Информационные технологии в управлении и моделировании", conf.bstu.ru

Коментарии

, [ 16:02:56 / 12.02.2009]

А почему рисунок боком

, [ 16:02:01 / 12.02.2009]

И другой тоже

Николай, Тепловые сети [ 06:01:53 / 11.01.2016]

Статья не очень полезная. Не понятно какой температурный график. Судя по расходу должен быть 105/70 или около того. Зачем подмешивать за котлами??? Гидравлика и так не идет. На центральной части перепад в 6м. Можно же по графику 130/70 при 25 Гкал/ч нагрузки получим расход в 420 т/час пьезометр в центральной части должен подняться. Перерасход газа высосан из пальца.

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

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

Похожие статьи:

Трубопроводы ТВЭЛ