В автоматизированных системах теплоснабжения

В автоматизированных системах теплоснабжения с местным «активным» регулированием отопительной нагрузки у потреби­телей функции центрального регулирования существенно отли­чаются от тех функций, которые оно выполняет в неавтомати­зированных системах.

Наличие местных систем автоматического регулирования, обеспечивающих подачу теплоты абонентским установкам в со­ответствии с их потребностями, в сочетании с использованием управляющих вычислительных комплексов, открывает широкие возможности для совершенствования центрального регулирова­ния, для оптимизации тепловых и гидравлических режимов теп­ловых сетей.

Основное назначение центрального регулирования в этих условиях заключается в обеспечении высокого качества и надежности теплоснабжения с минимальными затратами на производство и транспорт тепловой энергии.

Для достижения высокого качества теплоснабжения в авто­матизированных СЦТ параметры теплоносителя па выходе из теплового источника должны поддерживаться в процессе опера­тивного управления на таком уровне, при котором местные ре­гуляторы у потребителей в состоянии устойчиво функциониро­вать в диапазонах настройки, обеспечивающих требуемые зна­чения регулируемых параметров (комфортные температуры воз­духа в отапливаемых помещениях, температуры воды в систе­мах горячего водоснабжения в соответствии с санитарными нор­мами и т. д.).

Для достижения высокой надежности теплоснабжения значе­ния параметров теплоносителя, устанавливаемые при централь­ном регулировании, а также темпы их изменения должны быть такими, чтобы* опасность отказов при эксплуатации системы была сведена к минимуму (из-за возможного опорожнения или раздавливания систем отопления, температурных механических перенапряжений трубопроводов тепловой сети, нестационарных тепловых режимов, которые могут привести к поломкам тепло­силового оборудования и др.).

Минимизация затрат на производство и транспорт тепловой энергии в системе централизованного теплоснабжения, с уче­том ее взаимосвязей с электроэнергетической системой, яв­ляется главной целью (критерием) оптимизации тепловых и гидравлических режимов при центральном автоматизированном регулировании отпуска теплоты (см. табл. 1.3).

Условия достижения высокого качества и надежности теп­лоснабжения при построении математической модели оптимиза­ции центрального регулирования могут рассматриваться как тех­нологические ограничения.

При разработке режимов центрального регулирования в ав­томатизированных системах теплоснабжения надо учитывать, что благодаря работе местных автоматических регуляторов каж­дый потребитель отбирает из тепловой сети такое количество теплоты, которое требуется для его нормального функциониро­вания. При этом (из условия теплового баланса) размер от­пуска теплоты от теплового источника за определенный период времени будет отличаться от общего теллопотребления присо­единенных зданий на величину потерь в тепловых сетях, а так­же на количество теплоты, аккумулированной за этот период в зданиях и в тепловой сети.

Разумное использование теплоаккумулирующей способности зданий и тепловой сети позволяет отказаться от строгой синхро­низации тепловых режимов, устанавливаемых различными сту­пенями управления, и устранить противоречия, возникающие из-за существенно отличных требовании, предъявляемых к режиму теплоисточника и к местному автоматическому регулиро­ванию расхода теплоты.

жиму теплоисточника и к местному автоматическому регулированию расхода теплоты.

В связи с тем, что количество отпускаемой тепловой энергии определяется как температурой теплоносителя, так и перепадом давлений (расходом воды) в тепловой сети, автоматизированная систем управления отпуском теплоты должна состоять из двух взаимосвязанных подсистем: управления температурным режимом и управления гидравлическим режимом тепловой сети.

Практическая безынерционность системы по гидравлическому тракту и практическая несжимаемость воды обуславливают синхронное слежение на тепловом источнике за гидравлическим режимом абонентских установок: в каждый момент времени расход воды на выходе ТЭЦ (котельной) равен суммарному расходу воды (за вычетом утечек из сети), потребляемому абонентами. В условиях местного количественного регулирования в абонентских вводах это предопределяет необходимость центрального качественно-количественного регулирования расхода теплоты.

Значительные же временные запаздывания по тракту передачи температуры вызывают необходимость вести управление температурными режимами с упреждение.

Как уже отмечалось, одной из основных задач центрального регулирования в автоматизарованных системах теплоснабжения является минимизация себестоимости производства и транспорта теплоты. Это достигается, с одной стороны, путем оптимизации отпуска тепловой энергии (в течении года, отопительного сезона, недели, суток), а с другой стороны – путем оптимизации сочетаний температур и расходов сетевой воды дл каждой величины отпуска теплоты.

При отыскании оптимальных сочетаний температур и расходов сетевой воды (другими словами, при построении оптимального графика центрального регулирования от ТЭЦ значение температур сетевой воды взаимосвязаны с размером выработки электроэнергии по теплофикационному циклу: с понижением указанных значений выработка электроэнергии на базе теплофикационных оборотов турбины увеличивается. В автоматизированных системах теплоснабжения от котельных этот фактор, естественно, не имеет места и на первый план выдвигается задача минимизации затрат электрической и тепловой энергии на транспорт теплоносителя по тепловым сетям.

При выборе режимов центрального регулирования необходимо также иметь в виду, что интенсивность наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей, а следовательно, и их срок службы, существенно зависит от температурного режима. При повышении температур воды в тепловой сети до 100⁰ С и более интенсивность наружной коррозии резко уменьшается благодаря испарению влаги из слоя теплоизоляции, примыкающего к стенке трубы.

Из изложенного следует, что отыскание оптимального режима центрального управления в автоматизированных системах теплоснабжения представляет собой сложную задачу, решение которой не может быть однозначным для разных систем теплоснабжения.