Automatizácia systému zásobovania teplom (jednotlivé vykurovacie miesto). Automatické riadiace systémy zásobovania teplom Riadenie systému zásobovania teplom

Článok 18. Rozdelenie tepelnej záťaže a riadenie systémov zásobovania teplom

1. Rozdelenie tepelnej záťaže odberateľov tepelnej energie v sústave zásobovania teplom medzi zásobovanie termálna energia v tomto systéme zásobovania teplom vykonáva orgán podľa tohto poverený federálny zákon na schválenie schémy dodávky tepla každoročnými zmenami schémy dodávky tepla.

2. Za účelom rozloženia tepelnej záťaže odberateľov tepelnej energie sú všetky organizácie zásobujúce teplo, ktoré vlastnia zdroje tepelnej energie v tomto systéme zásobovania teplom povinné predložiť orgánu oprávnenému podľa tohto spolkového zákona na schválenie schémy zásobovania teplom. , aplikácia obsahujúca informácie:

1) o množstve tepelnej energie, ktorú sa organizácia zásobovania teplom zaväzuje dodávať spotrebiteľom a organizáciám zásobovania teplom v tomto systéme zásobovania teplom;

2) o výške kapacity zdrojov tepelnej energie, ktorú sa organizácia zásobovania teplom zaväzuje udržiavať;

3) o aktuálnych tarifách v oblasti dodávky tepla a predpokladaných špecifických variabilných nákladoch na výrobu tepelnej energie, nosiča tepla a údržbu energie.

3. V schéme dodávky tepla musia byť určené podmienky, za ktorých je možné dodávať tepelnú energiu odberateľom z rôznych zdrojov tepelnej energie pri zachovaní spoľahlivosti dodávky tepla. Za takýchto podmienok sa rozloženie tepelného zaťaženia medzi zdrojmi tepelnej energie uskutočňuje konkurenčný základ v súlade s kritériom minimálnych merných variabilných nákladov na výrobu tepelnej energie zdrojmi tepelnej energie, stanovenými v súlade s postupom ustanoveným cenovými základmi v oblasti dodávky tepla schválenými vládou Ruská federácia, na základe žiadostí organizácií, ktoré vlastnia zdroje tepelnej energie, a noriem zohľadnených pri regulácii taríf v oblasti dodávky tepla za zodpovedajúce obdobie regulácie.

4. Ak organizácia zásobovania teplom nesúhlasí s rozložením tepelnej záťaže vykonaným v schéme zásobovania teplom, má právo odvolať sa proti rozhodnutiu o takomto rozložení, ktoré vydal orgán oprávnený podľa tohto spolkového zákona na schvaľuje schému dodávky tepla federálnemu výkonnému orgánu poverenému vládou Ruskej federácie.

5. Organizácie zásobujúce teplo a organizácie tepelnej siete, ktoré pôsobia v tej istej sústave zásobovania teplom, sú povinné každoročne pred začiatkom vykurovacieho obdobia medzi sebou uzavrieť dohodu o riadení sústavy zásobovania teplom v súlade s pravidlami organizácie tepla. dodávka schválená vládou Ruskej federácie.

6. Predmetom dohody uvedenej v časti 5 tohto článku je postup pri vzájomných úkonoch na zabezpečenie fungovania sústavy zásobovania teplom v súlade s požiadavkami tohto spolkového zákona. Povinné podmienky tejto zmluvy sú:

1) určenie podriadenosti dispečerských služieb organizácií zásobovania teplom a organizácií tepelnej siete, postup ich interakcie;

3) postup pri zabezpečovaní prístupu zmluvných strán dohody alebo po vzájomnej dohode zmluvných strán inej organizácii k tepelným sieťam na úpravu tepelných sietí a reguláciu prevádzky sústavy zásobovania teplom;

4) postup interakcie medzi organizáciami zásobovania teplom a organizáciami tepelnej siete v núdzové situácie a núdzové situácie.

7. Ak organizácie zásobovania teplom a organizácie tepelnej siete neuzavreli dohodu uvedenú v tomto článku, postup pri správe sústavy zásobovania teplom sa riadi dohodou uzavretou na predchádzajúce vykurovacie obdobie, a ak takáto dohoda nebola uzavretá skôr, špecifikovaný postup stanoví orgán oprávnený podľa tohto spolkového zákona na schválenie schémy zásobovania teplom.

Článok je venovaný využitiu SCADA systému Trace Mode na prevádzkové diaľkové ovládanie zariadení CZT v meste. Zariadenie, v ktorom sa realizoval opísaný projekt, sa nachádza na juhu regiónu Archangeľsk (mesto Velsk). Projekt zabezpečuje prevádzkové monitorovanie a riadenie procesu prípravy a distribúcie tepla na vykurovanie a zásobovanie horúca voda zariadenia mestského života.

CJSC SpetsTeploStroy, Jaroslavľ

Vyhlásenie problému a potrebné funkcie systému

Cieľom, pred ktorým stála naša spoločnosť, bolo vybudovanie hlavnej siete na vykurovanie veľkej časti mesta pokrokovými stavebnými metódami, kde sa na vybudovanie siete použili predizolované potrubia. Na tento účel bolo vybudovaných pätnásť kilometrov hlavných vykurovacích sietí a sedem miest ústredného kúrenia (KVET). Účel ústredne - pomocou prehriatej vody z GT-CHP (podľa harmonogramu 130/70 °С) pripravuje nosič tepla pre vnútroštvrťročné vykurovacie siete (podľa harmonogramu 95/70 °С) a ohrieva vodu až na 60 °С pre potreby zásobovania teplou úžitkovou vodou (zásobovanie teplou vodou), TsTP funguje na nezávislej, uzavretej schéme.

Pri zadávaní úlohy boli zohľadnené mnohé požiadavky, ktoré zabezpečujú energeticky úsporný princíp prevádzky KGJ. Tu sú niektoré z najdôležitejších:

Vykonávať reguláciu vykurovacieho systému v závislosti od počasia;

Udržiavať parametre TÚV na danej úrovni (teplota t, tlak P, prietok G);

Udržiavajte na danej úrovni parametre chladiacej kvapaliny na vykurovanie (teplota t, tlak P, prietok G);

Organizujte obchodné účtovníctvo tepelnej energie a nosiča tepla v súlade s platnými regulačnými dokumentmi (RD);

Zabezpečte čerpadlá ATS (automatický prenos rezervy) (sieť a zásobovanie teplou vodou) s vyrovnaním zdroja motora;

Vykonajte opravu hlavných parametrov podľa kalendára a hodín reálneho času;

Vykonajte pravidelný prenos údajov do riadiacej miestnosti;

Vykonávať diagnostiku meracích prístrojov a prevádzkových zariadení;

Nedostatok personálu v službe na centrále ústredného kúrenia;

Monitorujte a okamžite informujte personál údržby o výskyte núdzových situácií.

V dôsledku týchto požiadaviek boli určené funkcie vytváraného prevádzkovo-diaľkového riadiaceho systému. Boli vybrané hlavné a pomocné prostriedky automatizácie a prenosu dát. Na zabezpečenie prevádzkyschopnosti systému ako celku bol zvolený SCADA systém.

Potrebné a postačujúce funkcie systému:

1_Informačné funkcie:

Meranie a kontrola technologické parametre;

Signalizácia a registrácia odchýlok parametrov od stanovených limitov;

Vytváranie a vydávanie prevádzkových údajov personálu;

Archivácia a prezeranie histórie parametrov.

2_Ovládacie funkcie:

Automatická regulácia dôležitých parametrov procesu;

Diaľkové ovládanie periférnych zariadení (čerpadlá);

Technologická ochrana a blokovanie.

3_Servisné funkcie:

Autodiagnostika softvérového a hardvérového komplexu v reálnom čase;

Prenos dát do dispečingu podľa plánu, na požiadanie a pri výskyte pohotovostna situacia;

Testovanie prevádzkyschopnosti a správneho fungovania výpočtových zariadení a vstupno/výstupných kanálov.

Čo ovplyvnilo výber automatizačných nástrojov

a softvér?

Výber základných automatizačných nástrojov bol založený najmä na troch faktoroch – tým je cena, spoľahlivosť a univerzálnosť nastavení a programovania. Pre samostatnú prácu v centrále ústredného kúrenia a pre prenos dát boli teda zvolené voľne programovateľné regulátory série PCD2-PCD3 od Saia-Burgess. Na vytvorenie dispečingu bol zvolený domáci SCADA systém Trace Mode 6. Pre prenos dát bolo rozhodnuté použiť bežný celulárna komunikácia: používať bežný hlasový kanál na prenos dát a SMS správy na rýchle informovanie personálu o vzniku núdzových situácií.

Aký je princíp fungovania systému

a vlastnosti implementácie kontroly v režime sledovania?

Rovnako ako v mnohých podobných systémoch sú riadiace funkcie pre priamy vplyv na regulačné mechanizmy zverené nižšej úrovni a riadenie celého systému ako celku je prenesené na vyššiu. Zámerne vynechávam popis práce nižšej úrovne (ovládačov) a procesu prenosu dát a prejdem rovno k popisu tej hornej.

Pre jednoduché používanie je dispečing vybavený osobným počítačom (PC) s dvoma monitormi. Údaje zo všetkých bodov sa zhromažďujú na dispečerskom ovládači a prenášajú sa cez rozhranie RS-232 na OPC server bežiaci na PC. Projekt je implementovaný v režime sledovania verzie 6 a je navrhnutý pre 2048 kanálov. Toto je prvá etapa implementácie opísaného systému.

Charakteristickým rysom implementácie úlohy v režime sledovania je pokus o vytvorenie rozhrania s viacerými oknami so schopnosťou monitorovať proces dodávky tepla v režime on-line, a to na diagrame mesta aj na mnemotechnických diagramoch vykurovacích bodov. . Využitie viacokenného rozhrania umožňuje riešiť problémy so zobrazovaním veľkého množstva informácií na dispečerskom displeji, ktoré by malo byť dostatočné a zároveň nie nadbytočné. Princíp rozhrania s viacerými oknami vám umožňuje mať prístup k akýmkoľvek procesným parametrom v súlade s hierarchická štruktúra okná. To tiež zjednodušuje implementáciu systému v zariadení, pretože takéto rozhranie vzhľad veľmi podobný rozšíreným produktom rodiny Microsoft a má podobnú výbavu menu a panely nástrojov, ktoré pozná každý používateľ osobného počítača.

Na obr. 1 zobrazuje hlavnú obrazovku systému. Schematicky zobrazuje hlavnú vykurovaciu sieť s uvedením zdroja tepla (KVET) a bodov ústredného vykurovania (od prvého po siedmy). Na obrazovke sa zobrazujú informácie o vzniku havarijných situácií na zariadeniach, aktuálna vonkajšia teplota vzduchu, dátum a čas posledného prenosu dát z každého bodu. Objekty zásobovania teplom sú vybavené kontextovými nápovedami. Keď nastane abnormálna situácia, objekt na diagrame začne „blikať“ a v správe o alarme sa vedľa dátumu a času prenosu údajov zobrazí záznam udalosti a červený blikajúci indikátor. Je možné zobraziť zväčšené tepelné parametre pre KGJ a pre celú tepelnú sieť ako celok. Za týmto účelom deaktivujte zobrazenie zoznamu hlásení alarmov a varovaní (tlačidlo „OTiP“).

Ryža. 1. Hlavná obrazovka systému. Schéma umiestnenia zariadení na dodávku tepla v meste Velsk

Existujú dva spôsoby, ako prejsť na mnemotechnickú schému vykurovacieho bodu - musíte kliknúť na ikonu na mape mesta alebo na tlačidlo s nápisom vykurovacieho bodu.

Na druhej obrazovke sa otvorí mnemotechnická schéma rozvodne. To sa robí pre pohodlie monitorovania špecifickej situácie na centrále ústredného kúrenia, ako aj pre monitorovanie celkového stavu systému. Na týchto obrazovkách sú v reálnom čase vizualizované všetky ovládané a nastaviteľné parametre, vrátane parametrov, ktoré sú odčítané z meračov tepla. Všetky technologické zariadenia a meracie prístroje sú opatrené kontextovými nápovedami v súlade s technickou dokumentáciou.

Obraz zariadení a automatizačných prostriedkov na mnemotechnickom diagrame sa čo najviac približuje skutočnému pohľadu.

Na ďalšej úrovni rozhrania s viacerými oknami môžete priamo riadiť proces prenosu tepla, meniť nastavenia, zobrazovať charakteristiky prevádzkových zariadení a sledovať parametre v reálnom čase s históriou zmien.

Na obr. 2 je znázornené rozhranie obrazovky na prezeranie a správu hlavných automatizačných nástrojov (riadiaci regulátor a merač tepla). Na obrazovke správy kontroléra je možné meniť telefónne čísla na odosielanie SMS správ, zakázať alebo povoliť zasielanie núdzových a informačných správ, kontrolovať frekvenciu a množstvo prenosu dát a nastavovať parametre pre autodiagnostiku meracích prístrojov. Na obrazovke merača tepla môžete prezerať všetky nastavenia, meniť dostupné nastavenia a ovládať režim výmeny údajov s regulátorom.

Ryža. 2. Ovládacie obrazovky pre kalkulačku tepla Vzlet TSRV a regulátor PCD253

Na obr. 3 sú zobrazené vysúvacie panely pre ovládacie zariadenia (regulačný ventil a skupiny čerpadiel). Zobrazuje aktuálny stav tohto zariadenia, podrobnosti o chybách a niektoré parametre potrebné na autodiagnostiku a overenie. Takže pre čerpadlá sú tlak pri chode nasucho, MTBF a oneskorenie spustenia veľmi dôležité parametre.

Ryža. 3. Ovládací panel pre skupiny čerpadiel a regulačný ventil

Na obr. 4 sú zobrazené obrazovky pre sledovanie parametrov a regulačných slučiek v grafickej podobe s možnosťou zobrazenia histórie zmien. Všetky riadené parametre výmenníkovej stanice sú zobrazené na obrazovke parametrov. Sú zoskupené podľa fyzikálneho významu (teplota, tlak, prietok, množstvo tepla, tepelný výkon, osvetlenie). Všetky regulačné slučky parametrov sa zobrazujú na obrazovke regulačných slučiek a zobrazuje sa aktuálna hodnota parametra vzhľadom na mŕtvu zónu, polohu ventilu a zvolený zákon regulácie. Všetky tieto údaje na obrazovkách sú rozdelené na stránky, podobne ako všeobecne akceptovaný dizajn v aplikáciách Windows.

Ryža. 4. Obrazovky pre grafické zobrazenie parametrov a regulačných slučiek

Všetky obrazovky je možné presúvať po priestore dvoch monitorov a zároveň vykonávať viacero úloh súčasne. Všetky potrebné parametre pre bezproblémovú prevádzku rozvodu tepla sú dostupné v reálnom čase.

Ako dlho bol systém vo vývoji?koľko tam bolo vývojárov?

Základná časť dispečerského a riadiaceho systému v Trace Mode bola vyvinutá v priebehu jedného mesiaca autorom tohto článku a spustená v meste Velsk. Na obr. je prezentovaná fotografia z dočasného dispečingu, kde je systém inštalovaný a prebieha skúšobná prevádzka. Momentálne naša organizácia uvádza do prevádzky ešte jedno vykurovacie miesto a núdzový zdroj tepla. Práve v týchto zariadeniach sa navrhuje špeciálna dozorňa. Po jeho uvedení do prevádzky bude do systému zaradených všetkých osem vykurovacích bodov.

Ryža. 5. Dočasné pracovisko dispečer

Pri prevádzke automatizovaného systému riadenia procesov vznikajú rôzne pripomienky a priania zo strany dispečingu. Neustále teda prebieha proces aktualizácie systému s cieľom zlepšiť prevádzkové vlastnosti a pohodlie dispečera.

Aký je efekt zavedenia takéhoto systému riadenia?

Výhody a nevýhody

Autor si v tomto článku nekladie za úlohu hodnotiť ekonomický efekt zavedenia systému manažérstva v číslach. Úspory sú však zrejmé z dôvodu zníženia počtu zamestnancov podieľajúcich sa na údržbe systému a výrazného zníženia počtu nehôd. Okrem toho je zrejmý vplyv na životné prostredie. Treba tiež poznamenať, že zavedenie takéhoto systému umožňuje rýchlo reagovať a eliminovať situácie, ktoré môžu viesť k nepredvídaným následkom. Doba návratnosti celého komplexu prác (výstavba vykurovacieho a vykurovacieho telesa, montáž a uvedenie do prevádzky, automatizácia a dispečing) pre zákazníka bude 5-6 rokov.

Výhody fungujúceho riadiaceho systému možno uviesť:

Viditeľnosť prezentácie informácií na grafický obrázok objekt;

Čo sa týka animačných prvkov, tie boli do projektu pridané špeciálnym spôsobom, aby sa zlepšil vizuálny efekt sledovania programu.

Perspektívy rozvoja systému

V rámci dodávky zariadení rozvádzačov boli dodané silové skrine a riadiace skrine pre dva objekty (ITP). Pre príjem a distribúciu elektriny vo vykurovacích bodoch slúžia vstupno-rozvodné zariadenia pozostávajúce z piatich panelov (spolu 10 panelov). Vo vstupných paneloch sú inštalované spínacie spínače, zvodiče prepätia, ampérmetre a voltmetre. Panely ATS v ITP1 a ITP2 sú realizované na báze automatických prenosových jednotiek. Ochranné a spínacie zariadenia (stykače, softštartéry, tlačidlá a svietidlá) sú inštalované v rozvodných paneloch ASU technologické vybavenie tepelné body. Všetky ističe sú vybavené stavovými kontaktmi signalizujúcimi núdzové vypnutie. Tieto informácie sa prenášajú do ovládačov inštalovaných v automatizačných skriniach.

Na ovládanie a riadenie zariadenia sa používajú ovládače OWEN PLC110. Pripájajú sa k vstupno/výstupným modulom ARIES MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, ako aj k operátorským dotykovým panelom.

Chladivo sa zavádza priamo do miestnosti ITP. Zásobovanie teplou vodou, vykurovanie a zásobovanie teplom ohrievačov vzduchu vzduchotechnických systémov sa vykonáva s korekciou podľa vonkajšej teploty vzduchu.

Zobrazovanie technologických parametrov, havárií, stavu zariadení a dispečerské riadenie ITP je realizované z pracoviska dispečerov v integrovanom centrálnom dispečingu budovy. Na dispečerskom serveri je uložený archív technologických parametrov, havárií a stavu ITP zariadení.

Automatizácia vykurovacích bodov zabezpečuje:

• udržiavanie teploty chladiacej kvapaliny dodávanej do vykurovacích a ventilačných systémov v súlade s teplotným harmonogramom;
• udržiavanie teploty vody v systéme TÚV pri dodávke spotrebiteľom;
• programovanie rôznych teplotné podmienky podľa hodín dňa, dní v týždni a štátne sviatky;
• kontrola dodržiavania hodnôt parametrov určených technologickým algoritmom, podpora limitov technologických a havarijných parametrov;
• regulácia teploty nosiča tepla vráteného do vykurovacej siete systému zásobovania teplom podľa špecifikácie teplotný graf;
• meranie vonkajšej teploty vzduchu;
• udržiavanie daného poklesu tlaku medzi prívodným a spätným potrubím ventilačných a vykurovacích systémov;
• riadenie obehových čerpadiel podľa daného algoritmu:
  • zapnutie/vypnutie;
  • riadenie čerpacích zariadení s frekvenčnými pohonmi podľa signálov z PLC inštalovaných v automatizačných skriniach;
  • periodické prepínanie hlavného / rezervného na zabezpečenie rovnakého prevádzkového času;
  • automatický núdzový prenos do pohotovostného čerpadla podľa ovládania snímača diferenčného tlaku;
  • automatické udržiavanie daného diferenčného tlaku v systémoch spotreby tepla.
• ovládanie regulačných ventilov nosiča tepla v okruhoch primárnych spotrebiteľov;
• ovládanie čerpadiel a ventilov pre napájacie okruhy vykurovania a ventilácie;
• nastavenie hodnôt technologických a havarijných parametrov prostredníctvom dispečerského systému;
• ovládanie drenážnych čerpadiel;
• kontrola stavu elektrických vstupov podľa fáz;
• synchronizácia času kontrolóra so spoločným časom dispečerského systému (SOEV);
• spustenie zariadenia po obnovení napájania v súlade s daným algoritmom;
• zasielanie núdzových správ na dispečerský systém.

Výmena informácií medzi automatizačnými kontrolérmi a vyššou úrovňou (pracovná stanica so špecializovaným dispečerským softvérom MasterSCADA) prebieha pomocou protokolu Modbus/TCP.

dôležité verejná služba v moderných mestách je zásobovanie teplom. Systém zásobovania teplom slúži na uspokojovanie potrieb obyvateľstva v tepelných službách bytových a verejných budov, zásobovaní teplou vodou (ohrev vody) a vetraní.

Moderný mestský systém zásobovania teplom zahŕňa tieto hlavné prvky: zdroj tepla, siete a zariadenia na prenos tepla, ako aj zariadenia a zariadenia spotrebúvajúce teplo - systémy vykurovania, vetrania a zásobovania teplou vodou.

Mestské vykurovacie systémy sú klasifikované podľa nasledujúcich kritérií:

• - stupeň centralizácie;
• - typ chladiacej kvapaliny;
• - spôsob výroby tepelnej energie;
• - spôsob dodávky vody na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie;
• - počet potrubí vykurovacích sietí;
• - spôsob, ako zabezpečiť spotrebiteľom tepelnú energiu atď.

Autor: stupeň centralizácie zásobovanie teplom rozlišovať dva hlavné typy:

• 1) systémy centralizovaného zásobovania teplom, ktoré boli vyvinuté v mestách a okresoch s prevažne viacpodlažnými budovami. Medzi ne patria: vysoko organizované diaľkové vykurovanie na báze kombinovanej výroby tepla a elektriny v KVET - diaľkové vykurovanie a diaľkové vykurovanie z kotolní diaľkového vykurovania a priemyselného vykurovania;
• 2) decentralizované zásobovanie teplom z malých priľahlých kotolní (pristavané, pivničné, strešné), individuálnych vykurovacích zariadení atď.; zároveň neexistujú žiadne vykurovacie siete a s tým spojené straty tepelnej energie.

Autor: typ chladiacej kvapaliny Rozlišujte medzi parnými a vodnými vykurovacími systémami. V parných vykurovacích systémoch pôsobí prehriata para ako nosič tepla. Tieto systémy sa využívajú najmä na technologické účely v priemysle, energetike. Pre potreby komunálneho zásobovania obyvateľstva teplom z dôvodu zvýšeného nebezpečenstva pri ich prevádzke sa prakticky nevyužívajú.

V systémoch ohrevu vody je nosičom tepla horúca voda. Tieto systémy sa používajú hlavne na dodávku tepelnej energie mestským spotrebiteľom, na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie a v niektorých prípadoch aj na technologických procesov. V našej krajine predstavujú systémy ohrevu vody viac ako polovicu všetkých vykurovacích sietí.

Autor: spôsob výroby tepelnej energie rozlišovať:

• - Kombinovaná výroba tepla a elektriny v zariadeniach na kombinovanú výrobu tepla a elektriny. V tomto prípade sa teplo pracovnej tepelnej pary využíva na výrobu elektriny, keď para expanduje v turbínach, a potom sa zvyšné teplo odpadovej pary používa na ohrev vody vo výmenníkoch tepla, ktoré tvoria vykurovacie zariadenie. CHP. Teplá voda sa používa na vykurovanie mestských spotrebiteľov. V kogeneračnej jednotke sa teda vysokopotenciálne teplo využíva na výrobu elektriny a nízkopotenciálne teplo na dodávku tepla. To je energetický význam kombinovanej výroby tepla a elektriny, ktorá zabezpečuje výrazné zníženie v jednotkové náklady palivo pri prijímaní tepelnej a elektrickej energie;
• - oddelená výroba tepelnej energie, kedy je ohrev vody v kotolniach (tepelných elektrárňach) oddelený od výroby elektrickej energie.

Autor: spôsob zásobovania vodou na zásobovanie teplou vodou sú systémy ohrevu vody rozdelené na otvorené a uzavreté. V systémoch vykurovania s otvorenou vodou sa teplá voda dodáva do kohútikov miestneho systému zásobovania teplou vodou priamo z vykurovacích sietí. V uzavretých systémoch ohrevu vody sa voda z vykurovacích sietí používa iba ako vykurovacie médium na vykurovanie v ohrievačoch vody - výmenníkoch tepla (bojleroch) vodovodnej vody, ktorá potom vstupuje do miestneho systému zásobovania teplou vodou.

Autor: počet potrubí Existujú jednorúrkové, dvojrúrkové a viacrúrkové systémy zásobovania teplom.

Autor: spôsob, ako poskytnúť spotrebiteľom s tepelnou energiou sa rozlišujú jednostupňové a viacstupňové systémy zásobovania teplom - v závislosti od schém pripojenia účastníkov (spotrebiteľov) k vykurovacím sieťam. Uzly na pripojenie spotrebiteľov tepla k vykurovacím sieťam sa nazývajú účastnícke vstupy. Na účastníckom vstupe každej budovy sú inštalované ohrievače teplej vody, výťahy, čerpadlá, armatúry, prístrojové vybavenie na reguláciu parametrov a prietoku chladiva podľa miestnych vykurovacích a vodovodných armatúr. Preto sa vstup účastníka často nazýva lokálny vykurovací bod (MTP). Ak je vstup účastníka konštruovaný pre samostatné zariadenie, potom sa nazýva individuálny vykurovací bod (ITP).

Pri organizovaní jednostupňových systémov zásobovania teplom sú spotrebitelia tepla pripojení priamo k tepelným sieťam. Takéto priame pripojenie vykurovacích zariadení obmedzuje limity prípustného tlaku vo vykurovacích sieťach, pretože vysoký tlak potrebný na prepravu chladiva do koncovým používateľom nebezpečné pre radiátory. Z tohto dôvodu sa jednostupňové systémy používajú na dodávku tepla obmedzenému počtu spotrebiteľov z kotolní s krátkou dĺžkou vykurovacích sietí.

Vo viacstupňových systémoch sú medzi zdroj tepla a spotrebiče umiestnené centrály ústredného kúrenia (CHP) alebo riadiace a distribučné body (CDP), v ktorých je možné meniť parametre chladiacej kvapaliny na žiadosť miestnych spotrebiteľov. Strediská ústredného kúrenia a rozvodov sú vybavené čerpacími a vodnými vykurovacími jednotkami, regulačnými a bezpečnostnými armatúrami, prístrojovým vybavením určeným na zásobovanie skupiny spotrebiteľov v štvrti alebo okrese tepelnou energiou požadovaných parametrov. Pomocou čerpacích zariadení alebo zariadení na ohrev vody sú hlavné potrubia (prvý stupeň) čiastočne alebo úplne hydraulicky izolované od rozvodných sietí (druhý stupeň). Z CHP alebo KRP sa cez spoločné alebo samostatné potrubia 2. stupňa do MTP každej budovy pre miestnych spotrebiteľov dodáva nosič tepla s akceptovateľnými alebo stanovenými parametrami. Zároveň sa v MTP vykonáva len výťahové miešanie vratnej vody z miestnych vykurovacích zariadení, miestna regulácia spotreby vody na dodávku teplej vody a meranie spotreby tepla.

Organizácia úplnej hydraulickej izolácie tepelných sietí prvej a druhej etapy je najdôležitejším opatrením na zlepšenie spoľahlivosti dodávky tepla a zvýšenie rozsahu prepravy tepla. Viacstupňové systémy zásobovania teplom s ústredným kúrením a distribučnými centrami umožňujú desaťnásobne znížiť počet lokálnych ohrievačov teplej vody, obehových čerpadiel a regulátorov teploty inštalovaných v MTP s jednostupňovým systémom. V centrále ústredného kúrenia je možné zorganizovať úpravu miestnej vodovodnej vody, aby sa zabránilo korózii systémov zásobovania teplou vodou. Napokon, pri výstavbe ústredného kúrenia a rozvodov sa výrazne znižujú jednotkové prevádzkové náklady a náklady na personál na údržbu zariadení v MTP.

Tepelná energia vo forme horúcej vody alebo pary sa prepravuje z kogeneračnej jednotky alebo kotolne k spotrebiteľom (obytné budovy, verejné budovy a priemyselné podniky) prostredníctvom špeciálnych potrubí - vykurovacích sietí. Trasa tepelných sietí v mestách a iných sídlach by mala byť zabezpečená v určených inžinierske siete technické pruhy.

Moderné vykurovacie siete mestských systémov sú zložité inžinierske stavby. Ich dĺžka od zdroja k spotrebiteľom je desiatky kilometrov a priemer siete dosahuje 1400 mm. Štruktúra tepelných sietí zahŕňa tepelné potrubia; kompenzátory, ktoré vnímajú teplotné predĺženia; odpájacie, regulačné a bezpečnostné zariadenia inštalované v špeciálnych komorách alebo pavilónoch; čerpacie stanice; regionálne tepelné body(RTP) a tepelných bodov (TP).

Vykurovacie siete sú rozdelené na hlavné, položené v hlavných smeroch lokalite, distribúcia - v rámci štvrťroka, mikrodistriktu - a pobočiek k jednotlivým budovám a abonentom.

Schémy tepelných sietí sa používajú spravidla lúče. Aby sa predišlo prerušeniu dodávky tepla spotrebiteľovi, jednotlivé hlavné siete sú navzájom prepojené, ako aj inštalácia prepojok medzi vetvami. Vo veľkých mestách sa v prítomnosti niekoľkých veľkých zdrojov tepla budujú zložitejšie tepelné siete podľa kruhovej schémy.

Na zabezpečenie spoľahlivého fungovania takýchto systémov je nevyhnutná ich hierarchická konštrukcia, v ktorej je celý systém rozdelený do niekoľkých úrovní, z ktorých každá má svoju úlohu, pričom hodnota klesá od špičková úroveň až na dno. Hornú hierarchickú úroveň tvoria zdroje tepla, ďalšiu úroveň tvoria hlavné tepelné siete s RTP, dolnú distribučné siete s účastníckymi vstupmi spotrebiteľov. Zdroje tepla dodávajú teplú vodu danej teploty a daného tlaku do vykurovacích sietí, zabezpečujú cirkuláciu vody v systéme a udržiavajú v ňom správny hydrodynamický a statický tlak. Majú špeciálne úpravne vody, kde sa vykonáva chemické čistenie a odvzdušňovanie vody. Hlavné toky nosičov tepla sa prepravujú cez hlavné tepelné siete do uzlov spotreby tepla. V RTP je chladivo distribuované medzi okresy, v sieťach okresov sú udržiavané autonómne hydraulické a tepelné režimy. Organizácia hierarchickej konštrukcie systémov zásobovania teplom zabezpečuje ich regulovateľnosť počas prevádzky.

Riadenie hydraulického a tepelného režimu systému zásobovania teplom je automatizované a množstvo dodávaného tepla je regulované v súlade s normami spotreby a požiadavkami odberateľov. Najväčšie množstvo tepla sa vynakladá na vykurovanie budov. Vykurovacia záťaž sa mení s vonkajšou teplotou. Na zachovanie súladu dodávky tepla odberateľom využíva centrálnu reguláciu na zdrojoch tepla. Len centrálnou reguláciou nie je možné dosiahnuť vysokú kvalitu dodávky tepla, preto sa na vykurovacích miestach a spotrebiteľoch používa doplnková automatická regulácia. Spotreba vody na zásobovanie teplou vodou sa neustále mení a aby sa udržala stabilná dodávka tepla, hydraulický režim tepelných sietí sa automaticky reguluje a teplota teplej vody sa udržiava konštantná a rovná 65 ° C.

Medzi hlavné systémové problémy, ktoré komplikujú organizáciu efektívneho mechanizmu fungovania zásobovania teplom v moderných mestách, patria:

• - značné fyzické a morálne opotrebovanie zariadení systémov zásobovania teplom;
• - vysoká úroveň strát v tepelných sieťach;
• - masívny nedostatok meračov tepelnej energie a regulátorov dodávky tepla medzi obyvateľmi;
• - nadhodnotené tepelné zaťaženie spotrebiteľov;
• - nedokonalosť normatívno-právneho a legislatívneho základu.

Vybavenie podnikov tepelnej energetiky a vykurovacích sietí má v Rusku v priemere vysoký stupeň opotrebovanie, dosahujúce 70 %. V celkovom počte vykurovacích kotolní dominujú malé, neefektívne, proces ich rekonštrukcie a likvidácie prebieha veľmi pomaly. Zvýšenie tepelných kapacít ročne zaostáva za zvyšujúcim sa zaťažením 2-krát alebo viac. V dôsledku systematického prerušenia poskytovania kotlového paliva v mnohých mestách každoročne vznikajú vážne ťažkosti pri dodávke tepla do obytných oblastí a domov. Spustenie vykurovacích systémov na jeseň trvá niekoľko mesiacov, "nedostatočne vykurované" obytné priestory v zime sa stali normou, nie výnimkou; miera výmeny zariadení klesá, počet zariadení v havarijnom stave sa zvyšuje. To predurčilo v posledných rokoch prudký nárast nehodovosti systémov zásobovania teplom.

V. G. Semenov, šéfredaktor Správy o zásobovaní teplom

Koncept systému

Každý je zvyknutý na výrazy „systém zásobovania teplom“, „riadiaci systém“, „ automatizované systémy zvládanie". Jedna z najjednoduchších definícií akéhokoľvek systému: súbor súvisiacich pôsobiacich prvkov. Komplexnejšiu definíciu uvádza akademik P. K. Anokhin: „Systém možno nazvať iba takým komplexom selektívne zapojených komponentov, v ktorom interakcia nadobúda charakter vzájomnej pomoci s cieľom dosiahnuť cielený užitočný výsledok.“ Získanie takéhoto výsledku je cieľom systému a cieľ sa formuje na základe potreby. IN trhové hospodárstvo technické systémy, ako aj ich riadiace systémy, sa formujú na základe dopytu, teda potreby, za uspokojenie ktorej je niekto ochotný zaplatiť.

Technické systémy zásobovania teplom pozostávajú z prvkov (KVET, kotolne, siete, havarijné služby a pod.), ktoré majú veľmi tuhé technologické prepojenia. " vonkajšie prostredie"Pre technický systém zásobovanie teplom sú spotrebitelia rôznych typov; plynové, elektrické, vodovodné siete; počasie; nových vývojárov atď. Vymieňajú si energiu, hmotu a informácie.

Akýkoľvek systém existuje v rámci určitých obmedzení, ktoré spravidla ukladajú kupujúci alebo autorizované orgány. Ide o požiadavky na kvalitu dodávky tepla, ekológiu, bezpečnosť práce, cenové obmedzenia.

Existujú aktívne systémy, ktoré dokážu odolať negatívnym vplyvom na životné prostredie (nekvalifikované konanie správ na rôznych úrovniach, konkurencia iných projektov...), a pasívne systémy, ktoré túto vlastnosť nemajú.

Prevádzkovo-technické riadiace systémy zásobovania teplom sú typické systémy človek-stroj, nie sú veľmi zložité a dajú sa celkom ľahko automatizovať. V skutočnosti sú to subsystémy systému vyššieho stupňa – manažment zásobovania teplom na obmedzenom území.

Riadiace systémy

Proces sa nazýva manažment. cielený vplyv na systém, poskytuje zvýšenie jeho organizácie, dosiahnutie jedného alebo druhého užitočného účinku. Každý riadiaci systém je rozdelený na riadiace a riadené podsystémy. Spojenie z riadiaceho subsystému do riadeného sa nazýva priame spojenie. Takéto spojenie vždy existuje. Opačný smer komunikácie sa nazýva spätná väzba. Koncept spätnej väzby je základom technológie, prírody a spoločnosti. Predpokladá sa, že kontrola bez silnej spätnej väzby nie je efektívna, pretože nemá schopnosť sebadetekovať chyby, formulovať problémy, neumožňuje využiť schopnosti samoregulácie systému, ako aj skúsenosti a znalosti špecialistov. .

SA Optner dokonca verí, že cieľom spätnej väzby je kontrola. „Spätná väzba ovplyvňuje systém. Náraz je prostriedok na zmenu existujúceho stavu systému vybudením sily, ktorá to umožňuje.

V správne organizovanom systéme sa vyvinie odchýlka jeho parametrov od normy alebo odchýlka od správneho smeru vývoja spätná väzba a iniciuje proces kontroly. „Samotná odchýlka od normy slúži ako stimul na návrat k norme“ (P.K. Anokhin). Veľmi dôležitý je aj vlastný gól riadiaci systém neodporovalo účelu riadeného systému, teda účelu, na ktorý bol vytvorený. Všeobecne sa uznáva, že požiadavka „nadradenej“ organizácie je pre „nižšiu“ organizáciu bezpodmienečná a automaticky sa pre ňu transformuje na cieľ. To môže niekedy viesť k zámene cieľa.

Správnym cieľom riadiaceho systému je vývoj kontrolných akcií založených na analýze informácií o odchýlkach, alebo inými slovami, riešenie problémov.

Problém je situácia nesúladu medzi požadovaným a existujúcim. Ľudský mozog je usporiadaný tak, že človek začne myslieť nejakým smerom až vtedy, keď sa odhalí problém. Preto správna definícia problému predurčuje správne manažérske rozhodnutie. Existujú dve kategórie problémov: stabilizácia a rozvoj.

Stabilizačné problémy sa nazývajú tie, ktorých riešenie je zamerané na predchádzanie, elimináciu alebo kompenzáciu porúch, ktoré narúšajú doterajšiu prevádzku systému. Na úrovni podniku, regiónu alebo odvetvia sa riešenie týchto problémov označuje ako riadenie výroby.

Problémy vývoja a zlepšovania systémov sa nazývajú tie, ktorých riešenie je zamerané na zlepšenie efektívnosti fungovania zmenou charakteristík riadiaceho objektu alebo riadiaceho systému.

Z pohľadu systému je problémom rozdiel medzi existujúcim systémom a požadovaným systémom. Systém, ktorý vypĺňa medzeru medzi nimi, je predmetom konštrukcie a nazýva sa riešením problému.

Analýza existujúcich systémov riadenia zásobovania teplom

Systematický prístup je prístup k štúdiu objektu (problému, procesu) ako systému, v ktorom sa identifikujú prvky, vnútorné súvislosti a prepojenia s prostredím, ktoré ovplyvňujú výsledky fungovania, a určujú sa ciele každého z prvkov. na základe všeobecného účelu systému.

Účelom vytvorenia akéhokoľvek systému centralizovaného zásobovania teplom je zabezpečiť kvalitnú a spoľahlivú dodávku tepla za najnižšiu cenu. Tento cieľ vyhovuje spotrebiteľom, občanom, administratíve a politikom. Rovnaký cieľ by mal mať aj systém tepelného hospodárstva.

Dnes existuje 2 hlavné typy systémov riadenia dodávky tepla:

1) administratíva obce alebo kraja a jemu podriadených vedúcich štátnych podnikov zásobovania teplom;

2) riadiacich orgánov nemestských podnikov zásobovania teplom.

Ryža. 1. Zovšeobecnená schéma existujúci systém riadenie zásobovania teplom.

Zovšeobecnená schéma systému riadenia dodávky tepla je znázornená na obr. 1. Prezentuje len tie štruktúry ( životné prostredie), ktoré môžu skutočne ovplyvniť riadiace systémy:

Zvýšiť alebo znížiť príjem;

Nútiť ísť na dodatočné výdavky;

Zmeniť riadenie podnikov.

Pre skutočnú analýzu musíme vychádzať z premisy, že sa plní len to, za čo sa platí alebo môže byť prepustené, a nie to, čo sa deklaruje. Štát

Činnosť podnikov zásobovania teplom prakticky neexistuje žiadna legislatíva. Ani postupy štátna regulácia miestne prirodzené monopoly v zásobovaní teplom.

Zásobovanie teplom je hlavným problémom reforiem bývania a komunálnych služieb a RAO „UES Ruska“, nedá sa samostatne riešiť ani v jednom, ani v druhom, preto sa s ním prakticky neuvažuje, hoci práve prostredníctvom zásobovania teplom tieto reformy mali byť vzájomne prepojené. Neexistuje ani vládou schválená koncepcia rozvoja zásobovania teplom krajiny, nieto ešte reálny akčný program.

Federálne úrady kvalitu dodávky tepla nijako neregulujú, dokonca neexistujú ani regulačné dokumenty, ktoré by definovali kritériá kvality. Spoľahlivosť dodávky tepla je regulovaná len prostredníctvom orgánov technického dozoru. Ale keďže interakcia medzi nimi a colnými orgánmi nie je uvedená v žiadnom regulačnom dokumente, často chýba. Na druhej strane podniky majú možnosť nedodržiavať žiadne pokyny, čo odôvodňujú nedostatkom financií.

Technický dozor nad existujúcimi regulačné dokumenty sa redukuje na ovládanie jednotlivých technických celkov, a tých, pre ktoré existuje viac pravidiel. Systém v interakcii všetkých jeho prvkov sa neuvažuje, opatrenia, ktoré majú najväčší celosystémový efekt, nie sú identifikované.

Náklady na dodávku tepla sú regulované len formálne. Tarifná legislatíva je taká všeobecná, že takmer všetko je ponechané na uváženie federálnych a vo väčšej miere regionálnych energetických komisií. Normy spotreby tepla sú regulované len pre novostavby. IN vládne programyčasť o úspore energie o dodávke tepla prakticky chýba.

Tým sa úloha štátu presunula na výber daní a prostredníctvom dozorných orgánov na informácie miestnymi orgánmi orgány o nedostatkoch v zásobovaní teplom.

Za prácu prirodzených monopolov, za fungovanie odvetví, ktoré zabezpečujú možnosť existencie národa, je výkonná moc zodpovedná parlamentu. Problém nespočíva v tom, že federálne orgány fungujú neuspokojivo, ale v tom, že v štruktúre federálnych orgánov vlastne neexistuje žiadna štruktúra, od r.