Программное обеспечение анализа режимов тепловых сетей на основе макромоделирования

Обобщенная структура разработанного программного обеспечения подсистемы автоматизированного анализа режимов теплоснабжения (ПО САР-Т), отражающая потоки информации между программными модулями и базой данных сервера САР-Т, представлена на рис. 5.5.

ПО САР-Т включает в себя автоматизированную базу данных, и следующие программные модули:

1. Модуль взаимодействия сервера базы данных САР-Т с АСДУ теплоснабжения, позволяющий получать данные о параметрах источников и крупных потребителей с приборов учета тепла.

2. Модуль взаимодействия с АИС «Энергопаспорт» для автоматического ввода данных о технико-эксплуатационных показателях, проектных нагрузках потребителей, параметрах и структуре тепловых сетей.

3. Модуль ввода данных экспертных оценок параметров теплоносителя у потребителей, не оборудованных приборами учета.

4. Модуль автоматизированного ввода данных оператором рабочей станции САР-Т суточных архивов теплопотребления с теплосчетчиков мелких потребителей, не подключенных к АСДУ.

5. Модуль идентификации параметров макромоделей тепловых сетей по данным эксплуатации в различных режимах работы тепловой сети.

6. Модуль теплогидравлических расчетов тепловых сетей на основе макромоделирования. ПО САР-Т включает в себя макромодель системы теплоснабжения и предусматривает возможность моделирования различных режимов теплоснабжения путем изменения параметров модели (напоры источников, сопротивления потребителей), а также изменением структуры модели тепловой сети при помощи открытия/закрытия задвижек на магистральных трубопроводах и внесением дополнительных элементов в структуру тепловой сети.

7. Модуль анализа данных и расчета характеристик энергоэффективности потребления тепловой энергии. На основании параметров, которые хранятся в базе данных на сервере САР-Т, проводится расчет характеристик энергоэффективности теплоснабжения, результаты которого сохраняются модулем в базе данных САР-Т.

8. Модуль визуализации результатов моделирования и анализа, формирования отчетов отображает данные эксплуатации, технологические параметры, результаты моделирования и показатели эффективности функционирования, т.е. позволяет осуществлять визуальный контроль качества теплопотребления, отклонений технологических параметров от требуемых значений.

Рис. 5.5. Структура программного обеспечения САР-Т

На основе использования разработанного программного обеспечения САР-Т был проведен автоматизированный анализ режимов теплоснабжения потребителей промплощадки ОАО «ММК».

В качестве исходных данных для анализа использовались фактические данные приборного учета тепла ЦЭСТ ОАО «ММК» за январь 2007 г. Согласно данным диспетчерской УГЭ ОАО «ММК» средняя температура наружного воздуха в январе 2007 г. составляла -3.6°С. Согласно утвержденному температурному графику на промплощадке разность температур между подающим и обратным теплоносителем при указанной температуре наружного воздуха должна составлять 15°С. В таблице 5.1 приведен фрагмент данных по потребителям с температурным перепадом в январе 2007 г. менее 15°С, полученные автоматизированным способом с помощью разработанного программного обеспечения. Общее число проанализированных потребителей (с установленными приборами учета тепла) составляло 229. Было выявлено 109 потребителей с недостаточным температурным перепадом.

Таблица 5.1

Перечень потребителей с недостаточным температурным перепадом

№ п/п	Потребители	dT,°C
1	ЦЭСиП. Подстанция №63	1.2
2	ЖДТ. Ст. "Гранитная". ЦТП	3.0
3	Сортовой цех. Стан 450	3.3
4	ПСЦ. Котельная №2	4.0
5	ЦЭСиП. Подстанция №80	4.3
6	ЦЭС. УМИС	4.3
…	…	…

В результате анализа с помощью разработанного программного обеспечения было выявлено 80 потребителей, у которых фактическая утечка теплоносителя превышает нормативную. В качестве фактических данных в расчетах использовались значения разности расходов подаваемого и обратного теплоносителя с приборов учета тепла. Нормативные значения утечек рассчитывались по методике, принятой на ОАО «ММК». Было выявлено, что для отдельных потребителей фактическая утечка теплоносителя превышает нормативные значения более, чем на 100%.

Полученные данные свидетельствуют о существующих резервах энергосбережения в системе теплоснабжения промплощадки ОАО «ММК» и необходимости проведения наладочных и регулировочных работ с использованием разработанного ПО САР-Т. Расчетный экономический эффект от проведения наладочных работ на объектах промплощадки ОАО «ММК» с повышенной циркуляцией и утечками теплоносителя, выявленных с использованием разработанной программы анализа режимов тепловых сетей на основе макромоделирования по данным за январь 2007 г., составляет 470 000 руб. в месяц.

Таким образом, подсистема автоматизированного анализа режимов теплоснабжения САР-Т обеспечивает выполнение следующих функций:

– ведение информационной базы данных технологических параметров и показателей функционирования системы теплоснабжения;

– идентификация и уточнение параметров макромоделей тепловых сетей;

– макромоделирование режимов теплоснабжения с учетом структурных переключений;

– расчет и графическое отображение результатов моделирования режимов и показателей экономичности теплоснабжения.

Практическое использование подсистемы автоматизированного анализа режимов теплоснабжения, построенной на основе макромоделирования, позволяет оперативно выявлять и устранять нерациональное использование теплоносителя и тем самым повысить надежность и экономичность теплоснабжения потребителей промышленных предприятий.