Совершенствование методов расчета тепловых и гидравлических режимов и компьютеризация систем централизованного теплоснабжения

• Автор: Рафальская, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

1.1. Актуальность проблемы управления тепловыми и гидравлическими режимами теплоносителей в системах теплоснабжения.

1.2. Центральное регулирование тепловой нагрузки

1.3. Существующие схемы тепловых пунктов

1.3.1. Основные схемы ТП, их особенности

1.3.2. Схемы автоматизации ТП

1.4. Достоинства и недостатки существующих методик расчета тепловых

и гидравлических режимов ТП.

1.4.1. Способы расчета режимов теплообменных аппаратов

1.4.2. Методики расчета режимов ТП
1.5. Компьютерные программы и системы управления системами теплоснабжения.
1.5.1. Цели и задачи автоматизации систем управления централизованным теплоснабжением.
1.5.2. Диспетчерское управление централизованным теплоснабжением
1.5.2.1. Основные задачи диспетчерского управления.
1.5.2.2. Структура и средства системы автоматизированного диспетчерского управления централизованным теплоснабжениемЛ.
1.5.2.3. Перспективы развития оперативнодиспетчерского управления централизованным теплоснабжением
1.5.3. Компьютерные программы, используемые в информационных управляющих системах.
1.5.3.1. Система СКФ
1.5.3.2. Графическая станция ХВБ.
1.5.3.3. Программное обеспечение для настройки тсплорегулятора РУДИ.
1.5.4. Основные выводы раздела 1.5
1.6. Цели и задачи исследования.
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ СОВМЕСТНОЙ
РАБОТЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ, ГВС
2.1. Математическая модель двухступенчатой смешанной схемы
подогревателей ГВС с ограничением расхода.
2.1.1. Анализ режимов смешанной схемы.
2.1.2. Уравнения, описывающие математическую модель
2.1.3. Граничные условия.
2.2. Моделирование режимов двухступенчатой смешанной схемы подогревателей ГВС с ограничением расхода
2.2.1. Определение расчетных параметров системы отопления
2.2.2. Расчет требуемых графиков температур воды в тепловых сетях
2.2.3. Последовательность определение расчетных параметров
системы ГВС.
2.2.4. Расчет переменных режимов работы ТП.
2.2.4.1. Первый этап расчета
2.2.4.2. Второй этап расчета
2.2.4.3. Третий этап расчета
2.2.5. Сравнение результатов расчета с эксплуатационными данными
2.3. Моделирование оптимальных режимов ТП при высоких температурах наружного воздуха
2.3.1. Типовые режимы ЦТП при максимальном водоразборе.
2.3.2. Методика расчета рациональных режимов.
2.3.3. Режимы для настройки регулятора температуры воды
для ГВС.
2.3.4. Основные выводы раздела 2.3.
2.4. Особенности совместной работы систем отопления и ГВС в условиях значительного снижения температур наружного воздуха.
2.4.1. Причины и последствия критических ситуаций в теплоснабжении
2.4.2. Режимы совместной работы систем отопления и ГВС при низких наружных температурах
2.4.3. Расчет режимов ТП без дефицита тепла для системы отопления
при низких наружных температурах.
2.4.4. Особенности местного регулирования подачи тепла в систему отопления. Некоторые рекомендации
2.4.5. Основные выводы раздела 2.4.
2.5. Моделирование режимов работы ТП с двухступенчатой смешанной схемой присоединения подогревателей ГВС при повышенном температурном графике.
2.5.1. Расчет повышенного графика центрального регулирования.
2.5.2. Определение расчетных параметров оборудования ТП
2.5.3. Расчет переменных режимов ТП
2.5.4. Способы местного количественного регулирования
2.5.5. Повышенный график центрального регулирования для
смешанных схем ТП с ограничением расхода
2.5.6. Основные выводы раздела 2.5.
2.6. Проблемы надежности теплоснабжения при автоматизации
тепловых пунктов
2.7. Основные выводы главы 2
ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА РАСЧЕТ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.
3.1. Функциональные возможности и технические характеристики
программы.
3.2. Общее описание программы.
3.3. Расчет тепловых потоков и расходов сетевой воды
3.4. Расчет центрального регулирования
3.5. Расчет требуемой площади подогревателей ГВС
3.6. Выбор схемы и расчет на прочность гибких компенсаторов.
3.7. Расчет переменных режимов работы двухступенчатой смешанной
схемы присоединения подо1ревателей ГВС.
3.8. Гидравлический расчет тепловых сетей.
3.9. Тепловой и экономический расчет оптимальной толщины тепловой изоляции трубопроводов.
3 Расчет нагрузок на неподвижные опоры трубопроводов.
3 Основные выводы главы 3.
ГЛАВА 4. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ
КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ СЕТЯМИ
4.1. Обоснование развития системы открытого и дистанционного
образования.
4.1.1. Нормативные документы информатизации образования
4.1.2. Необходимость совершенствования и повышения качества существующих методик обучения.
4.1.3. Основные требования к информационным системам в
образовании.
4.2. Специфика компьютеризации образования в теплотехнике
и теплоэнергетике.
4.3. Особенности применения компьютерной программы
Расчет системы теплоснабжения в учебном процессе
4.4. Основные выводы по внедрению компьютерной программы
Расчет системы теплоснабжения в учебный процесс
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В то же время расход аС1Г составляет значительную величину и недостаточный его учет может привести к снижению подачи тепла на отопление зданий, так как по принятым технологическим схемам ТП в первую очередь обеспечивается теплом ГВС. Так, нагрев воды, циркулирующей в системе ГВС, осуществляется в подогревателях II ступени. При последовательной схеме эти подогреватели по сетевой воде предвключены системе отопления. При смешанной схеме присоединения в силу меньшего сопротивления подогревателей II ступени по сравнению с отопительной внутриквартальной сетью, нагрев воды в системе ГВС до заданной температуры при дефиците тепла будет происходить за счет сокращения расхода теплоносителя в систему отопления. Следует учесть, что в часы максимального водоразбора расход тепла на циркуляцию не превышает 5 расхода на нагрев ГВС , а при определенном конструировании сети циркуляционный расход ГВС может вообще отсутствовать. ГВС должен учитываться обязательно. В противном случае будет занижен расход тепла на отопление. В настоящее время наиболее распространенным при централизованном теплоснабжении является температурный график 0С. В отдельных случаях на транзитных участках тепловой сети применяются температурные графики 0С, а в проектах 0С. Расчетная температура воды в подающем трубопроводе 0, 0, 0 и даже 0С применяется и в зарубежной практике Франция, Бельгия, ФРГ, Канада и др. Повышение исходной температуры теплоносителя позволяет уменьшить расходы сетевой воды и диаметры теплопроводов, что обеспечивает снижение капиталовложений в тепловые сети и уменьшает расход электроэнергии на перекачку теплоносителя. Благодаря этому при теплоснабжении от районных котельных очевидна экономическая эффективность повышения температуры воды в тепловых сетях. При теплоснабжении от ТЭЦ повышение расчетной температуры воды вызывает необходимость повышения давления в отопительных отборах турбин, а в ряде случаев приводит к необходимости использования пара промышленных отборов с соответствующим снижением мощности турбин и выработки электроэнергии на тепловом потреблении, что связано с некоторыми потерями электромощности ТЭЦ. Таким образом, выбор оптимального температурного графика отпуска тепла от ТЭЦ определяется соотношением экономического эффекта, получаемого в тепловых сетях, и потерь, возникающих при производстве электроэнергии, а также дополнительных затрат в системах теплопотребления. По этой же причине повышение расчетной температуры воды в сети от 0С до 0С обеспечивая снижение расхода сетевой воды примерно на , во многих случаях не дает снижения диаметра теплопроводов и уменьшения капиталовложений. Расход электроэнергии на перекачку сетевой воды при повышении расчетной температуры в подающей магистрали ТР со 0 до 0С уменьшается, но при дальнейшем повышении Тр со 0 до 0С в результате совместного влияния дискретности изменения диаметров труб и роста минимально допустимого по условиям невскипания давления либо сохраняется на то же уровне, либо даже возрастает. Для устранения указанных недостатков при централизованном теплоснабжении от ТЭЦ целесообразно применять срезку температурного графика при низких н, но это требует точного расчета и регулирования режимов совместной работы систем отопления и ГВС ВОЗМОЖНОСТЬ критического по условиям замерзания ВОДЫ снижения Т2 в условиях резкого похолодания сложность обеспечения нагрузки ГВС без ущерба для системы отопления необходимость отключения системы ГВС или подогревателя II ступени при достижении определенной исследование работы систем со срезкой в условиях низких г приведено в разделе 2. Таким образом, можно сделать общие выводы. Существующие центральные температурные графики отпуска тепла на суммарную нагрузку отопления и ГВС, принятые на ТЭЦ или РК, не соответствуют потребностям этих систем , так как при их построении недостаточно полно учитываются основные составляющие теплового баланса жилых зданий и расход тепла на циркуляцию в системах ГВС. На современном этапе развития нагрузок ГВС возникла объективная необходимость в разработке и исследовании новых технических решений, позволяющих упорядочить гидравлический режим работы тепловых сетей и устранить непроизводительный расход тепловой энергии 6.