Разработка методов оптимизации графиков качественно-количественного регулирования отпуска теплоты в системах централизованного теплоснабжения. Процесс моделирования режимов потребителей тепловой энергии. Учет изменения нагрузки отопления и вентиляции.
Аннотация к работе
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Специальность 05.14.14 - Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВПО ЗАБГУ) Официальные оппоненты: Дамбиев Цырен Цыдэнович, доктор технических наук, профессор, Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, заведующий кафедрой «Тепловые электрические станции»Наиболее эффективным малозатратным способом энергосбережения является оптимизация отпуска теплоты в системах централизованного теплоснабжения, позволяющая снизить себестоимость отпускаемой энергии от ТЭЦ и как следствие повысить их конкурентоспособность. В настоящей работе поставлена задача исследования возможностей оптимизации суточных и годовых графиков качественно-количественного регулирования отпуска теплоты от ТЭЦ с учетом изменения нагрузки отопления, вентиляции и ГВС потребителей с различной степенью автоматизации на основе математического моделирования взаимосвязанного функционирования производителя и потребителя тепловой энергии. Целью работы ставилось разработать методы оптимизации графиков качественно-количественного регулирования отпуска теплоты в системах централизованного теплоснабжения на основе моделирования режимов потребителей тепловой энергии. Предложена методика оптимизации отпуска теплоты по корректированным графикам центрального регулирования отпуска теплоты в течение суток с использованием возможности корректировки температуры теплоносителя по лучам тепловых сетей. На основе предложенных в работе методик разработана универсальная математическая модель описания отпуска теплоты от ТЭЦ потребителю с учетом суточного изменения нагрузок отопления, вентиляции и ГВС как составной элемент современной системы диспетчеризации теплоснабжения.Кроме того, для оптимизации отпуска теплоты от ТЭЦ потребителю требуется и обратный расчет. Исполнительные элементы гидравлической автоматики системы отопления могут быть представлены регулятором перепада давления (РПД), устанавливаемым для поддержания перепада давления на абонентском вводе не более заданной величины, регулятором расхода (РР), который ограничивает расход сетевой воды на элеватор системы отопления, а также регуляторами давления «до себя» и «после себя», поддерживающими давление в определенных точках на заданном уровне. Расходная характеристика потребителя с двухступенчатой смешанной схемой включения подогревателей ГВС отличается в определении необходимого расхода сетевой воды на верхнюю ступень подогревателя ГВС, который определяется методом последовательных приближений при условии получения расчетного (настроенного на регуляторе) значения температуры поступающей с систему ГВС, в качестве решения системы линейных уравнений: где - температура холодной воды, ОС; - температура сетевой воды после отопительной системы, ОС; - расчетный расход сетевой воды на отопление, м3/с. Для имитации работы потребителей, оборудованных гидравлическими системами автоматического регулирования, регулирующий клапан отпуска тепла на отопление выставляется в режим постоянного сопротивления, а клапан ГВС работает в режиме автоматического регулирования температуры. Для имитации работы потребителей, оборудованных гидравлическими системами автоматического регулирования, регулирующий клапан отпуска тепла на отопление выставляется в режим постоянного сопротивления (с ручной корректировкой для поддержания заданного перепада давления на систему), а клапан ГВС работает в режиме автоматического регулирования температуры.Создана комплексная математическая модель тепловой сети, в основе которой лежат системы линейных и нелинейных уравнений, объединившие в себе методики гидравлического и теплового расчета сети централизованного теплоснабжения с учетом функционирования различных видов потребителей тепловой энергии, включая оборудованных современными системами автоматического регулирования. Предложена методика учета особенностей расходных характеристик регулирующих клапанов при моделировании различных видов нагрузки потребителей тепловой энергии. Разработана методика учета особенностей функционирования потребителей тепловой энергии, оборудованных современными системами автоматического регулирования. Разработана система централизованного теплоснабжения с наличием возможности корректировки температуры теплоносителя по лучам тепловых сетей на основе использования технологии тепловых насосов. Разработан алгоритм оптимизации ступенчатого графика качественного регулирования путем получение необходимого напора на источнике теплоснабжения при различных температурах наружного воздуха.