Экономическая эффективность АСУ ТП водоснабжения

Внедрение АСУ ТП водоснабжения позволяет значительно улучшить водоснабжение городов, получить экономию электроэнергии на подъем и транспортирование воды, снизить потери воды и уменьшить число аварий, сократить численность обслуживающего персонала.

Вместе с тем создание АСУ ТП связано с большими затратами на проектирование системы, приобретение и монтаж средств вычислительной техники, телемеханики, автоматики и контрольно-измерительной аппаратуры. При планировании работ по созданию АСУ ТП водоснабжения и анализе их работы необходимо правильно оценить показатели экономической эффективности АСУ ТП водоснабжения и определить пути их повышения.

Изложенные ниже методы позволяют оценить экономическую эффективность АСУ ТП, а также систем диспетчерского управления водоснабжением.

Внедрение АСУ ТП и систем диспетчерского управления водоснабжением позволяет получить экономию в сфере управления за счет частичного или полного высвобождения производственного персонала автоматизированных водопроводных сооружений.

Величину этой экономии ЭD_ч, руб., рекомендуется определять по формуле

ЭD_ч = Dч Ф_п.п / ч_п.п,

где Dч ¾ число высвобожденных работников, чел.;

Ф_п.п, ч_п.п ¾ соответственно фонд зарплаты, руб., и численность производственного персонала, чел.

Экономия в сфере производства достигается за счет автоматизации, телемеханизации сооружений, а также решения задач контроля, оперативного оптимального планирования, управления оборудованием и анализа режимов работы сооружений.

Рассмотрим вначале факторы, влияющие на производственные затраты. К их числу относятся:

расход электроэнергии на подъем и транспортирование воды;

расход химических реагентов на обработку воды;

стоимость аварийно-восстановительных работ вследствие сокращения числа аварий.

Уменьшение стоимости электроэнергии DС_эл.эн, руб., потребляемой насосными станциями, обеспечивается за счет оптимизации режима работы насосов (уменьшения напора на выходе станций, уменьшения потерь электроэнергии при выборе оптимальной комбинации насосов и их работой при максимальных КПД и др.) и подсчитывается по формуле

DС_эл.эн = С_о.эл.эн (b₁ + b₂),

где С_о.эл.эн ¾ стоимость израсходованной насосной станцией электроэнергии в год обследования;

Q_пл, Q_о ¾ подача воды соответственно в планируемом году внедрения АСУ ТП и в год обследования, тыс. м³;

b₁, b₂ ¾ коэффициенты влияния АСУ ТП соответственно на сокращение потерь электроэнергии внутри насосной станции и на уменьшение расхода электроэнергии насосами на подачу воды в сеть.

Уменьшение стоимости расхода химических реагентов DС_х.р, руб., подсчитывается по формуле

DС_х.р = С_о.х.р а_р,

где С_о.х.р ¾ стоимость затрат химических реагентов в год обследования, руб.;

а_р ¾ коэффициент влияния АСУ ТП на сокращение расхода химических реагентов.

Снижение стоимости аварийно-восстановительных работ DС_а-_в.р, достигаемое вследствие уменьшения числа аварий при оптимизации режимов работы насосных станций и сети, подсчитывается по формуле

DС_а-в.р = ,

где L_пл ¾ планируемая протяженность водопроводной сети на год внедрения АСУ ТП, км;

l_q ¾ то же, в год обследования;

N_о ¾ число аварий на сети в год обследования;

С_о.а-в.р, ¾ средняя стоимость аварийно-восстановительных работ на одну аварию, руб.;

g ¾ коэффициент влияния АСУ ТП на уменьшение числа аварий.

При внедрении АСУ ТП уменьшаются различные виды потерь воды (утечки из сети, потери воды при авариях, заводомерные утечки за счет уменьшения избыточных напоров в сети и др.).

Уменьшение потерь воды влияет на экономические показатели работы водопроводно-канализационных предприятий.

Поскольку водопроводы обычно действуют в условиях постоянного роста потребности в воде, уменьшение потерь воды приводит к соответствующему увеличению объема ее реализации.

Экономия за счет роста реализации воды DЭ_р.в, руб., подсчитывается по формуле

DЭ_р.в = Q_nл (а_ут.с + а_с.н + а_ав) Т_в.ср,

где а_ут.с, а_с.н, а_ав ¾ коэффициенты влияния АСУ ТП соответственно на уменьшение расхода воды на утечки из сети, потери воды при авариях и на собственные нужды;

Т_в.ср ¾ средний тариф на воду в год внедрения АСУ ТП, руб/м³.

Увеличение объема реализации воды будет сопровождаться увеличением объема воды, поступающей в канализацию, и соответствующим ростом прибыли по системе канализации DП_кан, равным:

DП_кан = ,

где П_кан.о ¾ прибыль по системе канализации в год обследования, руб.

Уменьшение потерь воды дает также народнохозяйственную экономию капитальных вложений, которые потребовались бы при отсутствии АСУ ТП для соответствующего развития мощностей водопровода и канализации.

Приведенная народнохозяйственная экономия капитальных вложений DЭ_кап, руб., подсчитывается по формуле

DЭ_кап = Е_н ,

где T_н — нормативный коэффициент окупаемости капитальных вложений в отрасли;

Б_в.ф, Б_к.ф ¾ стоимость основных фондов водопровода и канализации в год обследования, руб.;

а_зав ¾ коэффициент влияния АСУ ТП на уменьшение заводомерных утечек.

Кроме этого, решение задач анализа работы водопроводных сетей и расчета оптимальных путей строительства новых линий позволит уменьшить потребность в капитальных вложениях на развитие водопровода. Приведенная годовая народнохозяйственная экономия DЭ_стр, руб., подсчитывается по формуле

DЭ_стр = Е_н К_стр а_стр,

где К_стр ¾- среднегодовые затраты на строительство новых линий, руб.;

а_стр ¾ коэффициент влияния АСУ ТП на уменьшение стоимости строительства.

Определенный народнохозяйственный и социальный эффект достигается за счет уменьшения расхода электроэнергии, которая может быть использована в других отраслях народного хозяйства, а также за счет улучшения водоснабжения населения и промышленности, однако численная оценка этих факторов затруднительна. С учетом сказанного общая экономия Э, руб., от внедрения АСУ ТП будет равна:

Э = DЭ_ч + DС_эл.эн + DС_х.р + DС_а-в.р +DЭ_р.в + DП_кан + DЭ_кап + DЭ_стр.

Характерной чертой приведенных расчетов является экспертная оценка влияния АСУ ТП на ожидаемую экономию электроэнергии, реагентов, воды и другие факторы.

Рекомендуемые значения коэффициентов влияния автоматизации управления на показатели экономии приведены в табл. 8.

Таблица 8

Факторы экономии	Коэф­фици­ент влия­ния АСУ	Рекомен­дуемый диапазон изменения коэффи­циентов	Задачи АСУ ТП, влияю­щие на факторы экономии	Ко­эффициент Кг
Химические реагенты	ар.ср	0,05-0,1	Расчет оптимальных доз реагентов	0,6
			Централизованный кон­троль дозирования	0,15
			Оперативный учет расхода реагентов	0,05
			Расчет удельных расходов реагентов	0,1
			Оперативное управление дозированием реагентов	0,1
Электро­эгергия	b1	0,015-0,025	Расчет оптимальных ком­бинаций насосов	0,4
внутри на­носной станции			Централизованный кон­троль параметров работы насосной станции	0,2
			Оперативное управление насосной станцией	0,1
			Учет расхода электроэнер­гии	0,1
			Учет времени работы на­сосов	0,1
			Расчет удельных норм рас­хода электроэнергии	0,1
Электро­энергия на	b2	0,05-0,15	Прогнозирование водопо­требления	0,1
подачу воды			Расчет оптимальных пара­метров работы насосных станций	0,2
			Централизованный кон­троль параметров работы насосных станций в сети	0,2
			Оперативное управление, включая коррекцию режи­мов	0,2
			Учет параметров работы насосных станций, резер­вуаров и сети	0,1
			Анализ частоты коррекций режимов	0,05
			Расчет удельных расходов электроэнергии	0,05
			Анализ гидравлических режимов сети	0,1
Затраты на аварийно-	g	0,06-0,25	Прогнозирование водопо­требления	0,1
восстано­вительные работы			Расчет оптимальных пара­метров работы насосных станций	0,2
			Расчет графиков заполне­ния и срабатывания резер­вуаров	0,1
			Централизованный кон­троль параметров работы насосных станций, резер­вуаров и сети	0,2
			Оперативное управление насосными станциями	0,2
			Оперативное управление задвижками на сети	0,2
Расход воды на	асн	0,003-0,015	Расчет оптимальных ско­ростей фильтрации	0,3
собственные нужды			Расчет графика вывода фильтров на промывку	0,15
			Расчет режима работы на­сосных станций I подъема	0,1
			Расчет распределения воды по технологическим ли­ниям	0,05
			Централизованный кон­троль работы фильтров	0,1
			Оперативное управление фильтрами	0,3
Потери воды (утечки):			Прогнозирование водопо­требления	0,1
из сети	аут.с	0,005-0,015	Расчет оптимальных пара­метров работы насосных станций	0,2
при аварии	аав	0,005-0,01	Расчет оптимальных	0,1
заводомер­ные	азав	0,01-0,04	режимов заполнения и сра­батывания резервуаров
			Централизованный кон­троль параметров работы насосных станций, резер­вуаров, сети	0,2
			Оперативное управление, включая коррекцию режи­мов	0,2
			Учет параметров работы насосных станций, резер­вуаров, сети	0,1
			Построение пьезометриче­ских графиков	0,1
Капиталь­ные вложе­ния в новое строитель­ство	астр	0,03-0,1	Анализ гидравлических режимов сетей	0,1
			Расчеты по замене насос­ного оборудования	0,2
			Расчеты по изменению структуры зонирования	0,2
			Расчеты по строительству новых линий сети	0,5

Для каждого водопровода необходимо установить ожидаемые средние значения коэффициентов влияния АСУ ТП или системы диспетчерского управления. Поскольку автоматизация управления осуществляется, как правило, поэтапно, в этих коэффициентах необходимо также учесть степень охвата автоматизацией объектов водоснабжения К₁ и степень автоматизации задач управления К₂, например:

а_р = К₁ SК₂ а_р.ср,

где а_вр.ср — принимается по гр. 3 табл. 8.

При этом К₁ = ,

где N_а ¾ производительность автоматизированных объектов, м³/сут;

N_общ ¾ общая производительность водопроводного предприятия, м³/сут.

При подсчете SК₂ необходимо иметь в виду, что для систем диспетчерского управления характерны задачи (функции) централизованного контроля, учета и оперативного управления, а для АСУ ТП помимо этих задач нужно учесть коэффициенты К₂, соответствующие предусмотренным в АСУ ТП задачам.

Ожидаемая годовая экономия от внедрения АСУ ТП составит в среднем 6 руб. на 1000 м³ годовой подачи водопровода (для систем диспетчерского управления — примерно 3 руб.). Эти данные можно использовать для предварительной экспрессной оценки ожидаемой экономии.

Затраты на создание АСУ ТП во многих случаях резко возрастают из-за недостаточной подготовленности водопроводов к внедрению АСУ ТП, т.е. отсутствия необходимой аппаратуры для автоматизации насосных станций, средств телемеханики и контрольно-измерительных приборов, линий связи и др.

Эксплуатационные затраты Э_эксп, руб., включают такие статьи, как заработная плата персонала АСУ ТП, стоимость материалов и электроэнергии на эксплуатацию оборудования, отчисления на ремонт и амортизацию.

Расчет экономической эффективности завершается определением таких обобщенных показателей, как годовой экономический эффект Э_год, руб., расчетный коэффициент эффективности затрат Е_р и срок окупаемости Т_ок, год:

Э_год = Э ‑ Э_эксп ‑ 0,15 (К_пп + К_об);

Е_р = ;

Т_ок = ,

где К_пп ¾ производственные затраты (проектирование), руб.;

К_об ¾ затраты на приобретены и наладку оборудования, строительно-монтажные работы и пр., руб.

Эффективность затрат Е_р на создание АСУ ТП водоснабжения должна быть выше нормативного значения Е_н = 0,37 (для систем диспетчерского управления Е_н = 0,15).РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ

КОТЕЛЬНЫХ И ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ

 

Отдел научно-технической информации АКХ

 

Москва 1988

 

Настоящие рекомендации направлены на совершенствование управления работой котельных и тепловых сетей систем централизованного теплоснабжения городов и других населенных пунктов при внедрении комплексной автоматизации этих систем. Рекомендации содержат вопросы выбора режимов работы и систем управления этими режимами, выбора системы диспетчерского управления, организации наладки и эксплуатации средств автоматизации. Внедрение рекомендаций позволит эксплуатационным организациям (теплоэнергетическим предприятиям) при внедрении комплексной автоматизации получить экономию топливно-энергетических ресурсов в полном объеме, равном проектному.

 

Разработаны отделом коммунальной энергетики АКХ им. К. Д. Памфилова (ст. науч. сотр. В. С. Фаликов) и ПТП «Оргкоммунэнерго» Минжилкомхоза РСФСР (инженеры В. Л. Никитин, О. М. Бытенский, В. А. Гун) и предназначены для теплоэнергетических предприятий, проектных и наладочных организаций.

 

I. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТУ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА (РАЙОНА)

В действующих СНиП и руководствах по проектированию теплоисточников, тепловых сетей и тепловых пунктов, систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения жилых и общественных зданий приведены требования к автоматизации отдельных звеньев системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) без взаимной их увязки. Утвержденные нормы проектирования по комплексной автоматизации СЦТ в настоящее время отсутствуют.

 

В связи с этим, при принятии решения о внедрении в данном теплоэнергетическом предприятии комплексной автоматизации должны быть подготовлены требования к проекту комплексной автоматизации конкретной СЦТ. Эти требования составляются предприятием при участии проектной и научно-исследовательских организаций (при необходимости) с учетом фактического состояния объектов СЦТ и перспективы их развития и возможности поэтапного внедрения автоматизации (при больших капиталовложениях и большом объеме строительно-монтажных и наладочных работ).

 

В этих требованиях, кроме схемы СЦТ, нагрузок и параметров сети и потребителей, должны быть отражены: принципы комплексной автоматизации и диспетчеризации; выбор ступеней автоматического регулирования отпуска теплоты в звеньях СЦТ; выбор структуры диспетчеризации CЦT и типа системы управления; порядок поэтапного внедрения комплексной автоматизации и диспетчеризации СЦТ.

 

Принципы комплексной автоматизации, рациональные сочетания ступеней автоматического регулирования, построение системы диспетчерского управления, объемы телемеханизации и задачи АСУТП теплоснабжения определяются для данной системы теплоснабжения в соответствии с «Основными положениями по комплексной автоматизации систем теплоснабжения городов» [4], согласованными Госкомархитектуры при Госстрое СССР.

 

Порядок поэтапного внедрения комплексной автоматизации и диспетчеризации СЦТ целесообразно определить с учетом нижеследующих рекомендаций.

 

В связи с большими затратами средств и времени на внедрение комплексной автоматизации систем теплоснабжения целесообразна разработка каждым теплоэнергетическим предприятием плана работ, согласно которому в обоснованной последовательности осуществляются: диспетчерский централизованный контроль и управление, автоматизация регулирования отпуска теплоты в тепловых пунктах, телемеханизация объектов системы теплоснабжения, применение вычислительной техники для управления отпуском теплоты на теплоисточниках, создание АСУТП (АСДУ). В плане должны быть предусмотрены мероприятия по усилению подразделений, связанных с наладкой и обслуживанием средств автоматизации, телемеханизации и вычислительной техники.

 

В тех случаях, когда действующая система теплоснабжения не подготовлена к внедрению комплексной автоматизации, неизбежно поэтапное осуществление последней. Неподготовленность системы теплоснабжения может быть вызвана трудностями с приобретением и освоением большого количества приборов и регуляторов, с выполнением мероприятий по установлению требуемого гидравлического режима работы тепловых сетей (замена насосов, перекладка участков тепловых сетей, строительство подкачивающих насосных станций, установка в ТП регуляторов ГВС и др.), с подготовкой специалистов по обслуживанию электронных средств автоматизации. В этих условиях необходимая для получения максимального экономического эффекта сплошная автоматизация регулирования отпуска теплоты в ЦТП и ИТП может быть достигнута лишь в несколько этапов (очередей).

 

На первых этапах автоматизация будет частичной, так как автоматизацией регулирования отпуска теплоты будет охвачена лишь часть ЦТП и ИТП.

 

Следует при этом иметь в виду, что случайный выбор ЦТП и ИТП для дооборудования автоматизацией регулирования не даст ожидаемой экономии топлива на теплоисточнике (пропорциональной доле охвата автоматизацией ТП), так как сетевой теплоноситель перераспределится, а часть сэкономленного теплоносителя поступит к неавтоматизированным ТП и вызовет непроизводительный перегрев присоединенных к ним ТП зданий. В связи с этим рекомендуется следующая стратегия поэтапного внедрения комплексной автоматизации:

 

1) автоматизацией регулирования отпуска теплоты на первом этапе должны быть охвачены одновременно тепловые пункты одного из тепловых районов или одной из магистралей. На последующих этапах автоматизация также должна внедряться целыми районами или магистралями;

 

2) в первую очередь в выбранных для автоматизации тепловых районах или магистралях должны оснащаться автоматическими регуляторами отпуска теплоты и необходимым оборудованием (насосами смешения) ЦТП жилых районов и промышленных предприятий и ИТП зданий, присоединенных без ЦТП к магистральным (распределительным) двухтрубным тепловым сетям;

 

3) с целью исключения перегрева потребителей неавтоматизированных на данном этапе магистралей следует на теплоисточнике обеспечить полное разделение магистралей по тепловому и гидравлическому режимам и осуществление раздельного контроля и регулирования параметров этих режимов;

 

4) при невозможности разделения магистралей на выходах из теплоисточника в каждую из магистралей, включая и неавтоматизируемые, должны быть установлены автоматические регуляторы перепада давлений;

 

5) во всех случаях в ТП неавтоматизируемых магистралей должны на первом этапе устанавливаться (если они не были установлены) автоматические регуляторы температуры воды на горячее водоснабжение, что позволит устранить чрезмерное завышение расхода сетевой воды и установить требуемые напоры перед тепловыми пунктами. При отсутствии авторегуляторов ГЭС через верхние ступени водонагревателей ГВС и ТП циркулирует не контролируемый ничем расход воды, который, как показывает практика, устанавливается в два-три раза больше, чем расчетный расход воды при наличии авторегуляторов ГВС. А это приводит к резкому повышению температуры обратной воды и снижению располагаемых напоров, особенно у концевых потребителей. Оба указанных фактора обусловливают невозможность поддержания теплоисточником требуемого температурного графика центрального регулирования и разрегулированность тепловых сетей и потребителей данной магистрали, что приводит в свою очередь к невозможности организации необходимых режимов центрального регулирования для автоматизируемой магистрали;

 

6) на первом этапе автоматизации целесообразна автоматизация насосов в ТП и телемеханизация теплоисточников и ЦТП с возможностью телеуправления из ДП заданиями автоматических регуляторов отпуска теплоты. На теплоисточниках следует организовать учет потребленного топлива и отпущенной тепловой энергии в тепловые сети для проведения анализа экономической эффективности внедрения автоматизации. Последующие этапы внедрения комплексной автоматизации целесообразно осуществлять с учетом результатов указанного анализа.

 

Перечень рекомендуемых пособий по проектированию автоматизации ЦТП и ИТП, действующих типовых проектов автоматизированных ЦТП и ИТП и рекомендуемых для автоматизации типов регуляторов приведен в «Основных положениях» [4].

 

При составлении задания на проектирование комплексной автоматизации также определяются: дополнительные мероприятия по оборудованию ТП согласно данным табл. 1; схема автоматизации управления насосами в ЦТП по данным табл. 2.

 

Таблица 1

 

Дополнительные мероприятия по оборудованию ТП при отклонении параметров режимов тепловой сети от требуемых для нормальной работы ТП

 

Характер отклонения режимов тепловой сети

Мероприятия по обеспечению нормальной работы потребителей, перечень дополнительных элементов в схеме ТП и его автоматизации

 

Условия отклонения

Возможные последствия (нарушения)

 

H0 < hM3,

 

HСТ < hM3

Нет залива местной системы, ее опорожнение

Регулятор подпора на обратной линии и обратный клапан (или регулятор рассечки) на подающей линии. В крупных ЦТП вместо обратного клапана - регулятор давления "после себя" и подпиточный насос

 

Р0 > Pд,

 

РСТ > Pд

Разрушение нагревательных приборов

Подкачивающие насосы и регулятор подпора на обратной линии и регулятор рассечки на подающей линии. В крупных ЦТП для подпитки - обводная линия вокруг насосов с регулятором давления на ней

 

 

Не обеспечен требуемый расход воды в местной системе

Подкачивающие насосы на обратной (или подающей) линии или замена элеваторного смещения на насосное (для ИТП, МТП)

 

Р0 > Pд,

 

HП -,

 

РСТ > Pд

Разрушение нагревательных приборов, нет подачи воды к верхним точкам местной системы

Независимое присоединение местных систем через водонагреватель с регулятором давления "после себя" (и с подпиточными насосами при недостаточном давлении в обратной линии для залива местных систем) на линии подпитки

 

 

Буквенные обозначения: hM3 - напор, необходимый для залива местных систем; Нп, Н0 (Р0) - напоры (давления) в подающей и обратной линиях тепловой сети при работе сетевых насосов на теплоисточнике (в динамическом режиме); Нст, рст - напор (давление) в системе теплоснабжения при останове сетевых насосов (в статическом режиме); Pд - давление воды, допустимое для нагревательных приборов систем отопления, вентиляции; Н - располагаемый напор на вводе потребителя; - располагаемый напор, необходимый для преодоления гидравлического сопротивления местных систем, распределительных сетей и арматуры.

 

Таблица 2

 

Выбор схемы автоматизации управления насосами в ЦТП

 

Область применения

Количества насосов и схема их включения

Схема автоматизации управления включением и отключением насосов

 

Хозяйственные насосы

 

ЦТП с мощностью до 3 Гкал/ч при продолжительности работы насосов менее 6 ч в сутки

Два насоса одинаковой производительности, включенных параллельно

По импульсу давления в холодном водопроводе до насосов - основной насос и АВР

 

ЦТП с суммарной мощностью более 3 Гкал/ч, а также при продолжительности работы насосов более 6 ч в сутки при

 

 

Три насоса одинаковой производительности, включенных параллельно

По импульсу давления в холодном водопроводе до насосов - основной насос, по импульсам давления после первой ступени водонагревателя ГВС и перепада давления на ней - дополнительный насос и АВР

 

То же, при Р = 0,1 - 0,3 МПа

Три насоса разной производительности, включенных параллельно

По импульсу давления после первой ступени и перепаду давлений на насосах - основной, дополнительный, резервный (последовательно) и АВР

 

То же, при Р > 0,3 МПа

Три насоса одинаковой производительности, включенных последовательно

По импульсам давления в холодном водопроводе и перепаду давления на насосах - основной, дополнительный (последовательно) и АВР

 

Циркуляционные насосы ГЭС

 

В каждом ЦТП

два насоса одинаковой производительности, включенных параллельно в циркуляционной линии

Основной насос включен постоянно и АВР

 

То же, включенных по циркуляционно-повысительной схеме

Основной насос включен постоянно, резервный как дополнительный по импульсу перепада давления на водомере холодной воды и АВР

 

Подпиточные насосы

 

ЦТП с независимым присоединением систем отопления

Два насоса одинаковой производительности, включенных параллельно

По импульсу уровня в расширительном баке

 

Циркуляционные насосы отопления

 

ЦТП с независимым присоединением систем отопления

Два насоса одинаковой производительности, включенных параллельно

Основной насос включен постоянно в АВР

 

Корректирующие смесительные насосы

 

ЦТП с независимым присоединением систем отопления

Два насоса одинаковой производительности, включенных параллельно

По импульсу температуры наружного воздуха основной и дополнительный (последовательно) и АВР

 

 

Примечания: 1. Р - наибольшее и наименьшее значения давления в холодном водопроводе.

 

2. В городах с ненадежным холодным водоснабжением схемой автоматизации хозяйственных насосов должно предусматриваться их отключение при падении давления в водопроводе до допустимого (ниже 0,05 МПа). Значение уточняется при наладке.

 

II. ПОДГОТОВКА СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ К ВНЕДРЕНИЮ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ

1 Общие положения

Одним из основных мероприятий, обеспечивающих эффективное внедрение комплексной автоматизации систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) и составляющих основу подготовки СЦТ к такому внедрению, является наладка тепловых сетей с разработкой оптимальных эксплуатационных режимов. Причем разработка гидравлических эксплуатационных режимов тепловых сетей должна предусматривать нормальное функционирование автоматических регуляторов отпуска теплоты. В результате наладки и поддержания оптимальных режимов должны быть созданы условия, необходимые для эффективной работы систем отопления приточной вентиляции и горячего водоснабжения, а также повышены технико-экономические показатели работы системы теплоснабжения в целом. Последнее может быть достигнуто за счет увеличения пропускной способности тепловых сетей, ликвидации перегревов, связанных с разрегулировкой тепловых сетей группового (местного) автоматического регулирования потребления теплоты непосредственно на тепловых пунктах теплоснабжаемых зданий, снижения затрат электроэнергии на перекачку теплоносителя.

 

Наладочными работами должны быть охвачены все звенья системы централизованного теплоснабжения: теплоприготовительная установка источника теплоснабжения, тепловая сеть, тепловые пункты (ТП) и систем теплопотребления.

 

Наладочные работы проводятся в три этапа:

 

обследование и испытания отдельных элементов системы теплоснабжения; разработка оптимальных эксплуатационных тепловых и гидравлических режимов и мероприятий, обеспечивающих внедрение этих режимов с учетом требований комплексной автоматизации;

 

выполнение наладочных мероприятий;

 

регулирование системы теплоснабжения.

 

При обследовании системы теплоснабжения должны быть выявлены имеющие место эксплуатационные режимы, уточнены типы и состояние оборудования системы, определены тепловые нагрузки потребителей по видам теплового потребления, необходимость и объем испытаний отдельных звеньев и элементов системы теплоснабжения.

 

На базе результатов обследования и испытаний разрабатываются оптимальные эксплуатационные режимы и мероприятия, позволяющие получить максимально возможную экономию энергоресурсов при комплексной автоматизации системы теплоснабжения. Разработка должна производиться в следующем порядке:

 

расчет действительных тепловых нагрузок отопления, приточной вентиляции, горячего водоснабжения;

 

разработка режима автоматизированного отпуска теплоты на теплоисточнике и в автоматизированных ТП;

 

определение расчетных расходов теплоносителя;

 

гидравлический расчет тепловой сети;

 

разработка гидравлического режима тепловой сети;

 

разработка и составление перечня мероприятий, направленных на внедрение разработанных режимов.

 

К регулированию системы теплоснабжения можно приступать только тогда, когда полностью выполнены все необходимые мероприятия по наладке системы.

 

В процессе регулирования (завершающего, III этапа наладочных работ) необходимо проверить работу систем теплопотребления при разработанных гидравлическом и тепловом режимах, соответствие действительных расходов теплоносителя расчетным, настроить автоматические регуляторы в тепловых пунктах и на источнике теплоты.

 

Экономическая эффективность наладки системы теплоснабжения характеризуется следующими показателями:

 

сокращение затрат топлива - за счет получения максимально возможной экономии теплоты при данном объеме комплексной автоматизации;

 

сокращение затрат электроэнергии на перекачку теплоносителя - за счет снижения расхода теплоносителя, замены насосов;

 

возможность подключения к тепловой сети дополнительных систем теплопотребления без капитальных затрат;

 

сокращение затрат топлива на выработку электроэнергии - за счет снижения температуры теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети в теплофикационных системах теплоснабжения.

 

2. Определение тепловых нагрузок

Если при обследовании системы теплоснабжения установлено соответствие систем теплопотребления их проектам, тепловые нагрузки могут быть приняты по проектным данным.

 

В случае отсутствия проектов или несоответствия систем теплопотребления проектам тепловые нагрузки для промышленных, общественных и административных зданий необходимо определять расчетным путем по выявленным при обследовании характеристикам отопительных приборов, калориферов приточных установок систем вентиляции, теплообменников горячего водоснабжения, для жилых зданий - по укрупненным показателям, т.е. по удельным тепловым характеристикам. При определении отопительных нагрузок общественных, административных, а особенно промышленных зданий, кроме теплоотдачи отопительных приборов, необходимо учитывать тепловыделения неизолированными трубопроводами и поверхностями.

 

Расчетные часовые тепловые нагрузки калориферных установок приточной вентиляции при отсутствии проектных данных следует определять расчетным путем на основании воздушных испытаний.

 

Расход теплоты на горячее водоснабжение при отсутствии проектных данных следует рассчитывать на базе сведений о количестве потребителей и норм расхода горячей воды на одного потребителя.

 

3. Расчет режимов отпуска теплоты

Наладочные работы в системах централизованного теплоснабжения должны базироваться на проектном режиме отпуска теплоты из теплоисточника. При изменении проектных условий (отношение суммарного среднечасового расхода теплоты на отопление и вентиляцию, степень охвата автоматизацией тепловых пунктов - сплошная, частичная) проектный режим следует откорректировать для учета происшедших изменений - разработать новый температурный график отпуска теплоты из теплоисточника. Для закрытых систем расчет производится согласно разд. III. В открытых системах теплоснабжения регулирование отпуска теплоты производится по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения по скорректированному отопительному температурному графику с обязательным учетом функционирования имеющихся циркуляционных линий в местных системах горячего водоснабжения.

 

Расчет режимов отпуска теплоты из ТП производится согласно [3, 7, 9], при этом могут учитываться т