Опыт внедрения графической информационно- расчетной системы в Пермских термических сетях

О.Р.Афлатонов, директор, В.Л. Заборских, ведущий инженер диспетчерской службы, ПТС филиала ТГК-9, г. Пермь

Введение

«Пермские термические сети» (ПТС) были основаны в 1958 г, став первым на Урале спец предприятием централизованного теплоснабжения, от собственного сотворения и до недавнешних пор предприятие входило в состав АО «Пермэнерго». В апреле 2005 г. в итоге реструктуризации РАО ЕЭС «Пермские термические сети» стали официально именоваться Филиал «Пермские термические сети» ОАО «Территориальная генерирующая компания № 9», сокращенно АО ТГК-9, ПТС.

В состав ПТС входят 6 эксплуатационных районов, обеспечивающих теплоснабжение городов Пермь и Краснокамск от 9 источников: 5 ТЭЦ и 4 больших районных котельных с суммарной установленной мощностью 4085 Гкал/ч. На балансе предприятия находится 330 км магистральных термических сетей (ТС) (в двухтрубном выполнении). Из их 210 км составляют общую многокольцевую сеть.

Суммарная присоединенная нагрузка — 3690 Гкал/ч, в том числе: около 2 тыс. компаний и организаций, более 11,6 тыс. построек и 321 тыс. квартир, более 600 образовательных и дошкольных учреждений, 290 учреждений здравоохранения.

Понятно, что действенное и обоснованное управление таковой сложной технической системой нереально без внедрения инструментальных средств для проведения регламентных и ситуационных гидравлических расчетов.

История

Гидравлические расчеты сетей на нашем предприятии выполнялись фактически всегда. В дальнем прошедшем, когда еще не было вычислительной техники, гидравлика главных магистралей просчитывалась вручную. С возникновением первых ЭВМ трудовые затраты на «прики- дочный» расчет существенно уменьшились. 1-ый суровый опыт расчета гидравлики на компьютере у нас появился с внедрением программки гидравлического расчета, отлично известной посреди профессионалов теплоснабжения, как «карагандинская» программка. Она позволяла считать кольцевые сети с внедрением насосных станций и параллельную работу источников тепла, но имела и свои недочеты: жесткая схема теплоснабжения, закладываемая в модель (отсутствие моделирования переключений на сетях), отсутствие графической топоосновы, реализация в среде DOS без близких перспектив перехода на Windows. К 1999 г. назрела острая необходимость в высококачественном гидравлическом расчете ТС, а «карагандинская» программка в существующем виде к этому моменту серьезно морально устарела. Нами было принято решение о приобретении у ИВЦ «Поток» Информационно-графической системы «ТеплоГраф» с подсистемой расчета и моделирования гидравлических режимов.

С первых же месяцев освоения «ТеплоГрафа» у нас появилось огромное количество рабочих вопросов и предложений к разработчикам по усовершенствованию сервисных способностей программ и пользовательского интерфейса. Благодаря насыщенной эксплуатации программ сотрудниками ПТС был выявлен ряд ошибок, с благодарностью принятых и устраненных разработчиками. Равномерно спецы ИВЦ «Поток» реализовали все наши пожелания, и сейчас «доводка» системы — уже в прошедшем. Мы можем не без оснований считать, что, как юзеры, занесли большой вклад в развитие подсистем ИГС «ТеплоГраф» (и разработчики этого не опровергают — прим. авт.).

Внедрение

Ввод графического представления и паспортизация сетей у нас заняли три года. Это существенно подольше, чем предполагалось вначале, и оказалось обосновано большенными трудозатратами по сбору и уточнению большого объема начальной инфы. На сегодня описано более 3800 узлов и веток, что составляет приблизительно 300 км сетей в двухлинейном представлении. Просчитаны и моделируются гидравлические режимы 9 термических районов.

Опыт внедрения графической информационно- расчетной системы в Пермских термических сетях

Рис. 1. Пример графического отображения структуры термических сетей.

Гидравлический режим в ТС г. Перми очень сложен. Значимая разность отметок высот в районах городка приводит к необходимости использования насосных станций. В отопительный период в работе на магистральных сетях находится одна повышающая и 5 понижающих насосных станций. Например, один из термических районов содержит в себе более 1300 узлов, 75 км магистральных и разводящих сетей, при всем этом употребляется параллельная работа 2-ух независящих теплоисточников и 2-ух понижающих насосных станций. Другой термический район содержит в себе более 1250 узлов, 110 км магистральных и разводящих сетей, также употребляется параллельная работа источников, и из-за особенностей рельефа местности включено поочередно две понижающие насосные станции.

Опыт внедрения графической информационно- расчетной системы в Пермских термических сетях

Рис. 2. Пример технологической схемы и справка об участке термических сетей ПТС.

Опыт внедрения графической информационно- расчетной системы в Пермских термических сетях

Рис. 3. Пример гидравлического расчета участка термических сетей ПТС.

Несколько слов о качестве гидравлического расчета в «ТеплоГрафе». После ввода всех начальных данных по одному, самому обычному, термическому району с радиально-тупиковой схемой включения магистралей мы запустили гидравлический расчет и получили очевидно неудовлетворительный итог. Рассчитанные располагаемые напоры в удаленных от теплоисточника узлах очень очень отличались от фактических. Если такие начальные данные как длины, поперечникы и местные сопротивления трубопроводов, также нагрузки потребителей, обычно, известны, то коэффициенты шероховатости трубопроводов и величина зарастания из-за выпадающих отложений — величины, не известные достоверно, их можно оценить только примерно. Справочная литература советует коэффициент шероховатости 0,5. Данная величина полностью реальна для новых труб. Фактический же коэффициент шероховатости трубопровода существенно выше, т.к. трубы ТС далековато не новые, ну и хим состав теплоносителя, мягко говоря, не всегда безупречен. «ТеплоГраф» дает возможность массового конфигурации отдельных характеристик гидравлического сопротивления для данного подмножества трубопроводов, определенного гибко настраиваемыми аспектами подборки. Подбирая усредненный коэффициент шероховатости для каждого из термических районов, мы достигнули очень хороших результатов. Разность расчетных и фактических располагаемых напоров у потребителей на гидравлической модели после таковой «калибровки» составила менее 3-5 м вод. ст. Для сопоставления результатов расчета с фактом употребляются контрольные точки. Обычно, это характеристики телеизмерений с источников и насосных, а так же манометры на абонентских вводах.

Система теплоснабжения в городке закрытая, термическая нагрузка: отопление, вентиляция и ГВС. До 95% бойлеров ГВС включено по двухступенчатой поочередной схеме. Благодаря таковой схеме включения подогревателей ГВС, «горячий» водоразбор у потребителей фактически не сказывается на расходе сетевой воды, что очень комфортно при калибровке модели гидравлического расчета.

Инструментарий

Чуток более тщательно остановимся на потребительских качествах «ТеплоГрафа», существенно облегчающих жизнь инженеров по режимам. Программка позволяет смоделировать и просчитать гидравлический режим хоть какой трудности. Это испытано практическим опытом многовариантных расчетов. Что очень принципиально, «ТеплоГраф» предугадывает возможность «виртуального» переключения состояния арматуры в узлах сети, и в том числе процентное прижатие задвижки дроссельного типа. В модель не закладывается жесткая схема теплоснабжения, схемные решения можно изменять «на лету». Это позволяет собрать всякую схему включения участков сетей — все как на практике. Любые конфигурации режимов работы ТС, в том числе связанные с устранением изъянов, оперативно просчитываются «ТеплоГрафом».

Стоит поведать о более нужных, с нашей точки зрения, подсистемах и функциях ИГС «ТеплоГраф».

Подсистема сотворения модельных баз. В этом режиме программка делает полную копию текущей базы данных описания сетей. Приняв ее за базу и скорректировав, нанеся новые сети и введя многообещающую термическую нагрузку, комфортно рассматривать многообещающие варианты работы теплосети, не нарушая при всем этом содержимого начальной, «контрольной» базы данных, с которой работают другие эксплуатационные службы предприятия. Таких модельных баз может быть сотворено случайное количество, и в системе имеется механизм для их администрирования. Необходимо подчеркнуть принципно важную возможность построения сравнительных пьезометрических графиков для разных режимов, записанных в модельных базах.

Подсистема массового конфигурации черт нагрузки потребителей комфортна и полезна тем, что позволяет поменять характеристики присоединенных потребителей (к примеру, ограничить нагрузку, отключить/подключить один либо некоторое количество видов термический нагрузки, поменять температурный график и т.п.), для случайной группы потребителей, отобранных по гибкому аспекту. У нас этот режим отыскал применение в случаях, когда на каком-либо теплоисточнике нужно ограничить расход сетевой воды. С помощью данной подсистемы может быть, к примеру, не модифицируя паспортные данные описания потребителей в системе, просчитать гидравлический режим летнего периода, просто отключив стопроцентно отопительную термическую нагрузку потребителей.

Спец графический редактор для сотворения внутренних схем узлов сети. Редактор комфортен тем, что позволяет прорисовывать тепломеханическое оборудование камер, насосных станций и т.п. Во время просмотра схем узлов состояние частей запорной арматуры динамически отображается различными цветами, в согласовании с их фактическим состоянием в гидравлической модели (открыта, закрыта, «прижата»), что дает возможность наглядно оценить текущую коммутационную картину для анализируемого гидравлического режима.

Выгоды

Что уже сейчас нам дает сделанная на инструментальных средствах ИГС «ТеплоГраф» информационно-расчетная модель ТС?

Сначала, это гидравлика. Нам удалось «вычислить» свои слабенькие места: где нужно наращивать пропускную способность трубопроводов, перевести потребителей на «независимую» схему, установить новейшую насосную станцию, прирастить мощность теплоисточников. Мы сейчас знаем свою многообещающую гидравлическую ситуацию. Это, в свою очередь, обуславливает предупреждение аварийности, планирование режимов и экономию энергоресурсов.

Планирование сложных режимов. Все неординарные схемы включения, обычно, связанные с выводом сетей в капремонт либо для устранения изъянов, за ранее просчитываются, что совсем нужно, так как капремонты сетей у нас происходят и в отопительный период.

Формирование технических критерий на подключение. Производственно-технический отдел предприятия при выдаче технических критерий употребляет результаты гидравлического расчета на модели, которые очень близко отражают фактический режим в ТС.

В текущее время, в особенности в центральной части городка, идет очень активное строительство новых объектов (жилые дома, кабинеты, торговые центры, объекты утехи и отдыха). Таких объемов и темпов застройки на памяти обитателей никогда ранее не было. В перспективе намечено строительство новых жилых районов городка. Происходит существенное повышение употребления тепла. И все вновь вводимые и реконструируемые объекты, обычно, присоединяются к имеющимся ТС. В связи с этим просчитываются многообещающие варианты развития теплоснабжения городка на 3-15 лет вперед. Таковой объем расчетно-аналитической работы на физическом уровне нереально сделать, не имея под руками спец инструмента для многовариантных гидравлических расчетов.

Паспортизация. У нас появилась настоящая, информационно-корректная и сверенная база данных, содержащая подробное описание ТС, оборудования, потребителей, к тому же имеющая адекватное графическое представление на масштабном плане городской застройки. Любые нужные справки и отчеты по этой базе данных формируются стремительно и комфортно, в отличие от ситуации, когда информация находится в разрозненном состоянии и хранится в архивах «бумажных» документов.

Таким макаром, с внедрением ИГС «Тепло- Граф» на нашем предприятии в значимой мере стало лучше качество гидравлических расчетов, появилась возможность рассматривать, моделировать, предсказывать гидравлическую ситуацию ТС, повысился высококачественный уровень управления за счет обоснованного принятия решений. Все это, в итоге, положительно сказывается на качестве теплоснабжения потребителей нашего городка.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru