Что означает срезка температурного графика

Обоснованное снижение температуры теплоносителя (срезка)

Метод «Обоснованное снижение температуры теплоносителя» заключается в обоснованной «срезке» температурного графика теплоносителя при качественном регулировании зависимых систем теплоснабжения. Снижение температуры в подающей магистрали позволяет исключить перетопы и снизить потери в тепловых сетях. Возможность подачи теплоносителя с более низкими, чем это требуется по не срезанному температурному графику температурами, обусловлена тем, что однократный воздухообмен, который учитывается при расчете тепловых потерь зданий, в сильные морозы не комфортен. Поэтому он нигде реально не поддерживается, и тепловая мощность отопительных систем при температурах, близких к расчетным, на самом деле, заметно меньше расчетного значения.

Необходима методика расчета аргументированной срезки температурного графика 150/70 0 C на том уровне, на котором мог бы быть обеспечен нормальный температурный режим в отапливаемых помещениях зданий, присоединенных к тепловой сети. Необходимо отметить, что необоснованная срезка недопустима, что должно контролироваться надзорными органами.

Обоснованное снижение температуры теплоносителя

1. Краткое описание предлагаемого метода (технологии) повышения энергоэффективности, его новизна и информированность о нём, наличие программ развития;

Метод заключается в обоснованной «срезке» температурного графика теплоносителя при качественном регулировании систем теплоснабжения. Снижение температуры в подающей магистрали позволяет исключить перетопы и снизить потери в тепловых сетях. Возможность подачи теплоносителя с более низкими, чем это требуется по не срезанному температурному графику температурами, обусловлена тем, что однократный воздухообмен, который учитывается при расчете тепловых потерь зданий, в сильные морозы не комфортен. Поэтому он нигде реально не поддерживается, и тепловая мощность отопительных систем при температурах, близких к расчетным, на самом деле, заметно меньше расчетного значения.

2. Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении и прогноз перерасхода энергоресурсов в масштабах страны или описание других возможных последствий при сохранении существующего положения;

По экспертным оценкам количество избыточно потраченного тепла можно сократить на 60%

3. Перечень групп абонентов и объектов, где возможно применение данной технологии с максимальной эффективностью; необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня;

Применяется при качественном регулировании при зависимом присоединении абонентов.

4. Обозначить причины, по которым предлагаемые энергоэффективные технологии не применяются в массовом масштабе; наметить план действий для снятия существующих барьеров;

Отсутствие строгого контроля за соблюдением температурного графика, отсутствие мотивации в экономии топлива

5. Мер поощрения, принуждения, стимулирования для внедрения предлагаемого метода и необходимость их совершенствования не существует.

6. Наличие технических и других ограничений применения метода на различных объектах; при отсутствии сведений по возможным ограничениям необходимо их определить проведением испытаний;

Метод не применяется при качественно-количественном методе регулирования, при зависимом присоединении через ЦТП (ИТП) с погодным регулированием

7. Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний; темы и цели работ;

Необходима методика расчета аргументированной срезки, а так же программа ее испытаний

8. Наличие постановлений, правил, инструкций, нормативов, требований, запретительных мер и других документов,

9. Необходимость разработки новых или изменения существующих законов и нормативно-правовых актов;

Необходимо привлечение ФАС, для снятия барьеров по п. 9.

10. Наличие внедрённых пилотных проектов, анализ их реальной эффективности, выявленные недостатки и предложения по совершенствованию технологии с учётом накопленного опыта;

Внедрена в течение отопительного сезона 2006-2007 в Киеве аргументированная срезка температурного графика 150/70 0 C на том уровне, на котором мог бы быть обеспечен нормальный температурный режим в отапливаемых помещениях зданий, присоединенных к тепловой сети.

11. Возможность влияния на другие процессы при массовом внедрении данной технологии (изменение экологической обстановки, возможное влияние на здоровье людей, повышение надёжности энергоснабжения, изменение суточных или сезонных графиков загрузки энергетического оборудования, изменение экономических показателей выработки и передачи энергии и т.п.)

Возможно высвобождение мощностей при их дефиците, экономия топлива

12. Предполагаемые способы внедрения:

финансирования не требует (осуществляется в рамках текущей деятельности предприятия).

Здесь мы можем разместить контактную информацию о Вашей компании и ссылку на Ваш сайт
Как разместить контактную информацию

Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог».
Скачать опросник

Основной рубрикатор

Экономия тепловой энергии

Экономия электрической энергии

Энергетические обследования (энергоаудит), составление энергетических паспортов

Источник

Что означает срезка температурного графика

Группа: New
Сообщений: 14
Регистрация: 26.1.2015
Пользователь №: 257429

Здравствуйте.
Что такое начало срезки температурного графика?
Допустим температура наружного воздуха 4 градуса.
Температурный график:
8 65
7 65
6 65
5 65
4 65
3 65
2 65
1 65
0 66,39

Начало срезки значит будет 8 градусов или 1 градус?

И если это 8 градусов, то где это законодательно можно подтвердить? Или в учебнике где-то есть это?

Группа: Участники форума
Сообщений: 1515
Регистрация: 15.7.2011
Из: наладка ИТП
Пользователь №: 115423

Точка излома графика, так ее еще называют.
Нижняя срезка 65С необходима для работы горячего водоснабжения, не ниже 60 у потребителя. У вас при 1С на улице график начинает уклон на подъем, как и должно быть. При положительных температурах на улице для отопления не нужно 65С, без регуялтора это вынужденный перетоп. По нормальному график отопления начинается примерно с точки (+10,+35) в справочной литературе есть точнее, например «Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения».
Идеально график температуры отопления выглядит прямой линией с небольшой кривизной, описанный одной функцией, и без крутых изломов.

+8 начало графика, может помните «если среднесуточная температура на улице в течении сколько то там дней держится ниже +8, то начинается отопительный сезон» забыл где написано, но каждый год это предложение повторяют. может что поменялось, слышал муниципалитет может не ждать несколько суток, а частные потребители вообще не ждать. сейчас почти везде приборы учета.
у нас график от +10

может так нагляднее.. как тут доказывать что излом это излом если так видно что это излом)

Источник

Коммунальный комплекс России

Ежемесячный деловой журнал

Свежий номер

Готовится к выпуску

Номер: 11 (209), ноябрь 2021
Размещение рекламы

Баннеры

КОРРЕКТИРОВКА ТЕМПЕРАТУРНЫХ ГРАФИКОВ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА

Вот уже более полувека на рабочем столе любого уважающего себя теплотехника, в числе постоянно востребованных материалов, неизменно лежит книга профессора Е.Я.Соколова, гуру теплоэнергетики – «Теплофикация и тепловые сети» [1]. Это настоящая «библия теплотехника». С 1956 года, когда она вышла впервые в ее нынешнем виде, и по сей день в нашей стране, как и во всем мире, кардинально изменилось многое, но причина актуальности этой книги не изменилась: Россия – холодная северная страна с огромной территорией и высокой степенью урбанизации, которая в принципе не может обойтись без централизованного теплоснабжения. А значит, этому фундаментальному труду предстоит еще очень долгая жизнь. Математический аппарат, сформулированный Е.Я.Соколовым, не претерпел никаких изменений по сей день и признан классическим.

Применив к этому аппарату современные средства компьютерного анализа и моделирования на платформе CityCom, специалисты ИВЦ «Поток» разработали и апробировали методику для оптимизации эксплуатационного температурного графика любого конкретного теплоисточника в увязке с фактическим состоянием теплосетей, присоединенных нагрузок и требованиями, предъявляемыми к качеству теплоснабжения как услуги.

О чем вообще эта статья и какова задача?

Оказывается, перейти на «более низкий» температурный график или даже просто на несколько градусов снизить температуру теплоносителя без нанесения серьезного ущерба теплоснабжению – вовсе не так просто, как это может показаться. В следующей главе будет достаточно подробно объяснено, почему. Квалифицированным теплотехникам и тем, кому это скучно – можно ее пропустить, перейдя сразу от вопроса «кто виноват?» к вопросу «что делать?»

Что такое «температурный график» и почему это так важно?

Житейское: если вода из смесителя на кухне недостаточно горяча, мы прикрываем вентиль холодной воды и сильнее открываем вентиль горячей – вплоть до полного закрытия первого и полного открытия второго (при этом счетчик ГВС крутится быстрее).

Ровно то же самое в более широком смысле делает любой объект теплопотребления. Разница лишь в том, что сетевая вода является средством транспортировки тепла – она не расходуется физически (исключение — ГВС по «открытой» схеме), а отдает свою тепловую энергию, нагревая водопроводную воду или воздух в теплообменных приборах. И чем ниже температура сетевой воды, тем больше и с большей скоростью ее нужно «прокачать» через теплообменную установку для отбора одного и того же требуемого количества теплоты. Так, если у вас в доме холодно, то вы открываете регулятор на батарее отопления до отказа, а если слишком жарко – наоборот, «прикручиваете» этот регулятор, тем самым изменяя расход теплоносителя.

Отсюда очевидный вывод: добиться отбора требуемого количества тепловой энергии можно тремя способами: (а) изменяя расход теплоносителя – «количественное регулирование», (б) изменяя его температуру – «качественное регулирование», (в) комбинируя изменение температуры с изменением расхода – «качественно-количественное регулирование». Запомним это.

Давление в подающем трубопроводе всегда должно быть выше, чем в обратном трубопроводе (по которому охлажденный теплоноситель возвращается обратно к теплоисточнику). Этой разницей давлений обеспечивается «проталкивание» теплоносителя через тепловые приборы потребителей, где он остывает, отдавая свое тепло благодарным людям. Разница давлений в подающем и обратном трубопроводах в точках подключения потребителей называется «располагаемый напор». Чем он выше, тем больше возможности для регулирования потребляемой тепловой энергии есть у объекта теплопотребления. Нет располагаемого напора, или он слишком мал, чтобы преодолеть сопротивление внутренних систем потребителя – нет теплоснабжения (услуга не оказана). Это тоже запомним.

Казалось бы, чего проще – поставить на источнике такие сетевые насосы, чтобы они создавали располагаемый напор, которого заведомо хватит всем потребителям, а теплоноситель нагреть до достаточно высокой температуры. И пусть каждый возьмет себе столько тепла, сколько ему нужно, регулируя расход на своих теплообменных установках и в отопительных приборах. Но нет, так не работает. И вот почему.

Из законов физики следует, что располагаемый напор снижается пропорционально квадрату увеличения расхода. Это очень сильное влияние, и к тому же неравномерное: при увеличении расхода в магистрали располагаемый напор потребителей этой магистрали очень быстро снижается по мере удаления от источника, они могут вовсе лишиться возможности получать свое тепло и замерзнут. При этом потребители, расположенные ближе к источнику, почти ничего не заметят и могут спать зимой с открытыми окнами. Это классический случай «разрегулировки» сетей, приводящий к большому количеству жалоб, избыточным затратам на выработку тепла и даже к авариям. Вот главная причина, по которой количественное регулирование в системах централизованного теплоснабжения не применяется: при существенно переменных расходах практически невозможно обеспечить устойчивый гидравлический режим для равномерного обеспечения тепловой энергией всех потребителей.

Поэтому обычно используется качественное регулирование отпуска тепла, к которому в отдельные «тяжелые» по гидравлике слишком холодные или слишком теплые дни добавляется количественное регулирование в небольшом заранее рассчитанном диапазоне допустимых расходов. Для практического обеспечения такого регулирования и служит Его Величество Температурный График.

Температурный график – это точно рассчитанная зависимость абсолютной температуры теплоносителя на выходе из источника от температуры наружного воздуха. Каждой среднесуточной температуре воздуха соответствует строго определенная температура сетевой воды в подающей и (для контроля) обратной магистралях. Идея, закладываемая в расчет температурного графика, состоит в том, чтобы на всем диапазоне наружных температур в течение отопительного периода в системе трубопроводов, транспортирующих теплоноситель от источника к потребителям, расходы оставались постоянными (ну или почти постоянными). Заложенное в температурный график постоянство расходов позволяет при проектировании системы теплоснабжения и в процессе ее эксплуатации рассчитывать и осуществлять «наладочные мероприятия» – установку на абонентских вводах специальных простых гидравлических устройств (дроссельных шайб и сопел элеваторов), обеспечивающих ровный и устойчивый гидравлический режим во всей системе теплоснабжения. Существенное изменение расходов, как уже отмечалось выше, ведет к эффекту «разрегулировки» сети. Для новых значений установившихся расходов и давлений эти устройства необходимо рассчитывать и устанавливать заново (т.е. «осуществлять переналадку»).

Рис.1. Классический температурный график 150/70 со срезками – «нижняя» 70°С и «верхняя» 115°С

Так в чем, собственно, проблема, и как ее решить?

Рис.2. Электронная модель производственного назначения (ЭМПН) на платформе «CityCom-ТеплоГраф»

Подход к решению

При проектировании систем теплоснабжения всегда используется классический температурный график – со срезками или без. Это продиктовано самим «проектным» подходом, при котором известно гипотетическое (проектное) теплопотребление по видам тепловой нагрузки, а характеристики трубопроводной сети выбираются исходя из предполагаемой по расчету (проектной) гидравлики.

С течением времени в силу естественных причин изменяются гидравлические характеристики трубопроводов, абсолютные величины и соотношения видов тепловых нагрузок, характеристики оборудования абонентских вводов и т.д. Поэтому при фактической эксплуатации существующей системы теплоснабжения параметры режима в сетях всегда отличаются от проектных, и это совершенно нормально. В то же время диспетчерские службы имеют обратную связь в виде жалоб от потребителей в те моменты, когда режим фактического отпуска тепловой энергии с источника или гидравлический режим в сети не обеспечивают надлежащего качества теплоснабжения.

Как правило, на централизованных источниках тепла ведутся журналы, в которых ежесуточно фиксируются измеряемые значения расходов, давлений и температур в подающем, обратном и подпиточном трубопроводах, а также среднесуточная температура наружного воздуха. Оказалось, что, анализируя данные такого журнала на большом временном промежутке (желательно за несколько лет), можно статистически с большой степенью достоверности идентифицировать фактические абсолютные нагрузки по видам теплопотребления, а также тепловые потери, и их реальные соотношения на различных интервалах температур наружного воздуха. Последующий пересчет полученных ежедневных «мгновенных» нагрузок в так называемые «расчетные» (т.е. максимальные проектные на температуру наружного воздуха самой холодной пятидневки) дает основания для пересчета температурного графика. Интересное наблюдение: расчетные нагрузки, полученные на основании анализа фактических режимов, как правило, оказываются существенно ниже проектных, даже с учетом тепловых потерь, что позволяет предполагать возможность разработки и обоснования пониженного температурного графика для теплоисточника.

Далее, вместо использования «предопределенного» классического графика, мы задаемся лишь характерными для него расчетными константами (чтобы исключить необходимость переналадки сетей) и требуемой температурой в отапливаемых помещениях, и для каждой температуры наружного воздуха на всем диапазоне температур отопительного периода решается полная система уравнений «имени Е.Я.Соколова» [1] (рис.3). Если в качестве изменяемого параметра использовать расход и характер его изменений в допустимых пределах, то можно получить несколько вариантов новых температурных графиков, приемлемых для эксплуатации, из которых выбирается наиболее подходящий с точки зрения диспетчерской службы и/или экономических соображений (рис.4). Адекватность гидравлики для каждого из вариантов нового графика в обязательном порядке должна быть проверена на откалиброванной электронной модели – ЭМПН [4] (рис.2). Варианты, неприемлемые по «гидравлическим» соображениям, либо сразу отклоняются, либо сопровождаются необходимыми мероприятиями по модернизации (перекладке) критических участков сетей.

Рис.3. Система уравнений (классические соотношения предметной области) [1]

Рис.4. Пониженный график (условное название – «115/55 нелинейный»), рассчитанный на основании анализа фактических режимов и предложенный к применению вместо графика «150(115)/70» (Рис.1)

Для того, чтобы были основания для утверждения полученного графика в качестве эксплуатационного, необходимо временно принять его к исполнению в качестве «диспетчерского» внутренним распорядительным документом, и отработать на нем не менее одного полного отопительного сезона (Рис.5), тщательно фиксируя как параметры режима на источнике, так и (по возможности) температуры в отапливаемых помещениях хотя бы по нескольким характеристическим потребителям, а также отслеживая и фиксируя поступающие жалобы, если они будут.

Рис.5. Мониторинг и анализ фактических температур при работе по пониженному графику в течение отопительного сезона

В случае удовлетворительной отработки отопительного сезона по новому графику его можно утверждать в качестве эксплуатационного графика в схеме теплоснабжения. Заметим, что «проектный» график при этом никуда не девается, он остается в качестве такового для целей проектирования и новых присоединений.

Хотите попробовать?

Все, что написано выше – результат большой научно-исследовательской и практической работы на протяжении нескольких лет. На результаты получено положительное экспертное заключение ОАО «ВТИ», объект внедрения – реальная система теплоснабжения крупного российского города, запитанная от ТЭЦ, с населением территории покрытия в несколько сотен тысяч жителей. Получены хорошие результаты, приобретен необходимый опыт и отработаны инструментарий и методология, которыми наверняка заинтересуются многие теплоснабжающие предприятия, и которыми наша компания, ИВЦ «Поток», готова делиться к взаимной выгоде и на благо отрасли.

Источник

Выбор оптимального проектного и эксплуатационного температурного графика системы теплоснабжения

Д.т.н. Б. В. Яковлев, профессор, заведующий сектором РУП «БелНИПИэнергопром»,
г. Минск, Республика Беларусь

(из книги Б. В. Яковлева «Повышение эффективности систем теплофикации и теплоснабжения», М., Издательство «Новости теплоснабжения», 2008 г.)

Суть вопроса и исходные условия

Основной задачей регулирования отпуска теплоты в системах теплоснабжения является поддержание комфортной температуры и влажности воздуха в отапливаемых помещениях при изменяющихся на протяжении отопительного периода внешних климатических условиях и постоянной температуре воды, поступающей в систему горячего водоснабжения (ГВС) при переменном в течение суток расходе.

Первоначально основным видом тепловой нагрузки являлась нагрузка систем отопления, присоединенных к тепловой сети по зависимой схеме через водоструйные элеваторы, а используемое при этом центральное качественное регулирование заключалось в поддержании на источнике теплоснабжения температурного графика (температуры прямой сетевой воды), обеспечивающего в отопительный период необходимую температуру внутри отапливаемых помещений при неизменном расходе сетевой воды. Такой температурный график, называемый отопительным, с расчетной температурой воды на источнике 150/70 или 130/70 ОC, обоснованный в свое время, и применяется при проектировании систем централизованного теплоснабжения. При этом домовые системы отопления обычно рассчитываются на температурный график 95/70 или 105/70 О C, 110/70 О C (панельное отопление).

С появлением нагрузки ГВС минимальная температура прямой сетевой воды в тепловой сети (на источнике) была ограничена величиной, необходимой для нагрева в системе ГВС водопроводной воды до температуры 55-60 ОC, требуемой по СНиП, несмотря на то, что по отопительному температурному графику в этот период требуется вода значительно более низкой температуры (рис. 1). Вызванный этим излом (срезка) отопительного температурного графика и отсутствие местного количественного регулирования расхода воды на отопление приводят к перерасходу теплоты на отопление (перетопу помещений) в зоне положительных температур наружного воздуха.

Для принятого в отечественной практике качественного регулирования отпуска в отопительный период теплоты от источника при построении отопительного температурного графика системы теплоснабжения могут использоваться следующие упрощенные зависимости:

■ для температуры прямой сетевой воды: tпс=18+(18-tнар)Ч[(tрпс-18)/(18-tрно)];

■ для температуры обратной сетевой воды: tос=18+(18-tнар)Ч[(tрос-18)/(18-tрно)],

Температура обратной сетевой воды после систем отопления в зоне срезки температурного графика (tсрезнар=+8 ОC) находится путем решения системы двух уравнений: теплового баланса отапливаемого помещения и теплопередачи отопительных приборов. В результате:

Поскольку произвольное изменение расхода воды в наших системах отопления приводит к их поэтажной разрегулировке, местное количественное регулирование (расходом теплоносителя) теплопотребления при зависимом присоединении систем отопления через элеваторы может производиться только пропусками, т.е. полным прекращением циркуляции воды в системе отопления в течение определенного периода времени на протяжении суток. Частичное сокращение расхода сетевой воды на отопление на источнике при неизменном расходе воды в местной системе отопления может производиться при установке на абонентском вводе смесительного насоса или при независимом присоединении систем отопления, а также при установке на ИТП водоструйных элеваторов с регулируемым сечением рабочего сопла.

В двухступенчатой последовательной схеме включения системы отопления и подогревателей ГВС изменение нагрузки второй ступени приводит к изменению температуры воды, поступающей в систему отопления. В этих условиях типовой отопительный температурный график 150/70 ОC не обеспечивает требуемого соответствия расхода теплоты на отопление от температуры наружного воздуха. Поэтому были разработаны методы расчета температурных графиков центрального регулирования по совместной нагрузке отопления и ГВС, основанные на использовании уравнений характеристики теплообменных аппаратов. В результате были рекомендованы так называемые «повышенные» графики для закрытых систем теплоснабжения, когда температура прямой сетевой воды в зависимости от нагрузки ГВС принимается на 3-5 ОC выше, чем при типовом графике, а расход воды в системе теплоснабжения определяется только по отопительной нагрузке, и «скорректированные» графики для открытых систем теплоснабжения. Однако такие графики практически не используются из-за ограниченного применения по ряду причин обеих схем обеспечения нагрузки ГВС.

В то же время наличие установок ГВС в отапливаемых зданиях снижает температуру обратной сетевой воды против чисто отопительного графика, что приводит к дополнительному энергетическому эффекту при теплоснабжении от ТЭЦ. Величина снижения зависит от схемы включения этих установок (параллельная, смешанная, двухступенчатая последовательная) и доли нагрузки ГВС от отопительной и может составлять 5-15 ОC. Но для этого опять-таки требуется отлаженная и согласованная работа систем автоматического регулирования на ИТП и ЦТП отопительной и горячеводной нагрузки в зависимости от режимов теплопотребления.

Для отечественных систем теплоснабжения характерны преимущественное применение закрытой смешанной и параллельной схем включения на ИТП и ЦТП установок ГВС и работа источников по чисто отопительному графику с изменением расхода сетевой воды в течение отопительного периода, вызванного только нагрузкой ГВС.

Здесь необходимо отметить, что желание понизить температуру воды после систем отопления зданий, запроектированных и работающих по графику 95/70 ОC, о чем иногда поднимается разговор, абсолютно не реально без их серьезной технической модернизации и реабилитации к новым условиям работы, что потребует больших материальных и финансовых затрат.

Следует также отметить, что проводимая в Белоруссии в последние годы директивная кампания экономии топлива в системах теплоснабжения за счет снижения против проектного графика температуры прямой сетевой воды, к сожалению, не основывается на серьезных технико-экономических проработках и обоснованиях и в большинстве систем приводит к кратковременному положительному топливному эффекту (до очередной перенастройки систем отопления зданий) либо, напротив, к отрицательному. Снижение температуры прямой сетевой воды (в частности переход на график (120-125)/70 ОC) при одновременном увеличении ее расхода, исходя из баланса покрытия тепловых нагрузок, стало возможным вследствие значительного спада в нынешней экономической ситуации тепловых нагрузок источников и соответственно тепловой загрузки тепломагистралей от них. И это может рассматриваться только как временное явление до восстановления проектных тепловых нагрузок.

К тому же следует иметь в виду, что снижение против проектной температуры прямой сетевой воды при одновременном увеличении ее расхода изменяет условия теплообмена в теплоиспользующих установках (подогревателях, отопительных приборах) и приводит к повышению температуры обратной сетевой воды, что снижает энергетический эффект при теплоснабжении от ТЭЦ.

Совершенно по-разному проявляется влияние температурного графика на энергетическую и экономическую составляющую эксплуатационных затрат в системах теплоснабжения с ТЭЦ и котельными.

Поэтому принятие оптимального температурного графика для конкретных систем теплоснабжения обуславливается рядом технических, режимных, эксплуатационных и экономических факторов. Для решения поставленной задачи необходим предварительный анализ некоторых из этих факторов.

В частности РУП «БелНИПИэнергопром» был выполнен анализ тепловой загрузки и использования расчетной пропускной способности водяных тепловых сетей, находящихся в ведении концерна «Белэнерго». При этом использовались два показателя:

■ коэффициент загрузки тепловых сетей, определяемый как отношение фактически достигнутого максимального часового отпуска теплоты потребителям Qфакт к расчетной тепловой нагрузке потребителей QpaC4: кзагр=0факт/0расч.

■ коэффициент использования пропускной способности тепловых сетей, равный отношению фактического расхода сетевой воды в данной магистрали Gфакт к расчетному расходу Gрасч, необходимому для транспортировки фактической тепловой нагрузки при расчетном температурном графике: kтсисп=Gфакт/Gрасч.

С другой стороны, коэффициент использования пропускной способности водяных тепломагистралей в подавляющем большинстве случаев превышает 1. Это свидетельствует о том, что в этих магистралях не выдерживается расчетный (проектный) температурный график теплосети. То есть коэффициент использования пропускной способности тепломагистралей показывает, насколько занижен существующий температурный график против расчетного. Так, при коэффициенте использования пропускной способности тепломагистрали, равном 2, фактический температурный график при Ϊη0 соответствует отношению температур прямого и обратного теплоносителя 110/70 ОC вместо расчетных 150/70 ОC, а при коэффициенте 2,5 это отношение будет 102/70 ОC. А некоторые тепломагистрали работают с коэффициентом использования пропускной способности больше 3 (тепломагистрали Барановичской ТЭЦ, тепломагистраль ТМ-3 Минской ТЭЦ-3). Средний коэффициент использования пропускной способности тепломагистралей по концерну составляет 1,9.

Кроме двух приведенных коэффициентов, может быть введен коэффициент, равный их произведению, и таким образом характеризующий использование расчетной пропускной способности магистрали:

Этот коэффициент называется коэффициентом использования расчетной пропускной способности магистрали.

Если принять расход сетевой воды при расчетной тепловой нагрузке и расчетном температурном графике за 1, то данный коэффициент покажет, насколько фактический расход больше (меньше) расчетного расхода.

В результате сопоставления коэффициентов использования расчетной пропускной способности различных тепломагистралей последние условно можно разделить на три категории:

■ незначительно перегруженные, у которых сисп(р) находится в пределах 1-1,3 (это тепломагистрали витебских котельных «Южная» и «Северная», Гомельской ТЭЦ-2, минских котельных

«Орловская», «Масюковщина», «Западная», «Харьковская», «Курасовщина», Могилевской ТЭЦ-2, Бобруйской ТЭЦ-2); ■ перегруженные, у которых kтсисп(р) превышает 1,3.

Возможность работы значительной части перегруженных магистралей с таким коэффициентом расчетной пропускной способности объясняется большим запасом по пропускной способности, заложенным при их проектировании.

Таким образом, на основании вышесказанного можно констатировать следующее.

С 1950-х гг. традиционно принимается типовой температурный график 150/70 или 130/70 ОC качественного регулирования отпуска теплоты от источника, в свое время обоснованный применительно к температурному графику 95/70 ОC систем отопления жилых и общественных зданий также с качественным регулированием потребления теплоты.

Качественное регулирование обеспечивает стабильный расход теплоносителя и, соответственно, гидравлический режим системы теплоснабжения на протяжении всего отопительного периода, что является основным его достоинством.

Приниматься любой график должен на основе методического подхода, охватывающего все обусловленные этим технические и экономические аспекты.

Критерии обоснования температурного графика

Как сказано выше, традиционно наши системы отопления жилых и общественных зданий проектируются и эксплуатируются исходя из внутреннего расчетного температурного графика обычно 95/70 ОC с элеваторным качественным регулированием параметра (температуры) теплоносителя, поступающего в отопительные приборы. Этим как бы жестко фиксируется температура теплоносителя, возвращаемого на источник теплоснабжения, и на ее возможное снижение влияет лишь наличие в зданиях систем ГВС (закрытых, открытых). Поэтому в практическом плане стремление к снижению затрат на транспорт водяного теплоносителя от источника к потребителю сводится к выбору оптимальной температуры нагрева теплоносителя на источнике. С этим связаны: расход теплоносителя и затраты на его приготовление и перекачку; пропускная способность (диаметр трубопровода) теплосети и ее стоимость; появление подкачивающих насосных станций (как при высокой, так и низкой температуре прямой сетевой воды); тепловые потери через изоляцию теплопроводов (либо при фиксированных потерях увеличиваются затраты в изоляцию); перетопы зданий при положительных наружных температурах из-за срезки графика температуры прямой сетевой воды при наличии у абонентов установок ГВС, а соответственно дополнительные потери теплоты (топлива); выработка электроэнергии на теплофикационных отборах турбин ТЭЦ и замещающей станции энергосистемы.

Оптимизация температурных графиков может осуществляться как для создаваемых, так и для действующих систем теплоснабжения.

Для вновь создаваемых систем теплоснабжения критерием оптимальности может быть минимум суммарных затрат за расчетный период с дисконтированием их к расчетному году, что в наибольшей степени соответствует нашим условиям начального этапа развития рыночной экономики, т.к. позволяет учесть и ущербы от замораживания капвложений в период строительства, и эффект движения капитала в народном хозяйстве в течение всего рассматриваемого периода [1,2].

Формула суммарных затрат имеет вид:

В Республике Беларусь во всех крупных и средних городах действуют сформировавшиеся системы централизованного теплоснабжения, и появление в ближайшей перспективе новых крупных источников и систем теплоснабжения маловероятно. В таких условиях первостепенное внимание должно быть сосредоточено на разработке методических положений по оптимизации не только температурных графиков, но и режимов работы действующих систем теплоснабжения в целом, включая источник, тепловые сети, теплоиспользующие установки. Причем подобная оптимизация необходима как для отопительного, так и летнего периода.

Для действующих систем теплоснабжения в исходных формулах суммарных затрат возможно появление дополнительных затрат, связанных с необходимостью увеличения поверхностей нагрева отопительно-вентиляционного оборудования (подключаемого непосредственно к сети без смесительных устройств) и пропускной способности распределительных (квартальных, площадочных) тепловых сетей, а также переналадки систем теплопотребления при переходе на пониженный температурный график.

Затраты в тепловые сети Зтс оцениваются по проектным данным (аналогам) либо по удельным нормативным показателям в зависимости от диаметра теплопровода и способа его прокладки.

Знаки составляющих уравнения (3) зависят оттого, повышается либо понижается температура нагрева сетевой воды на источнике. Для простоты расчетов вместо полных значений составляющих затрат можно использовать их изменение по отношению к базовому варианту.

В качестве энергетического критерия оптимальности при выборе эксплуатационного температурного графика в действующей системе теплоснабжения может быть принят минимум расхода топлива, требуемого для функционирования системы:

Влияние температурных графиков на составляющие затрат топлива

В соответствии с уравнением (5) были выполнены расчеты и анализ влияния температурных графиков на каждую из его составляющих.

Расчеты выполнялись для следующих исходных данных:

■ температурные графики варьировались в пределах от 150/70 до 100/70 ОC;

■ температура прямой сетевой воды в точке срезки графика принималась равной 65 и 60 ОC;

■ затраты на перекачку теплоносителя принимались равными 5, 10 и 15 (кВт.ч)/МВт;

■ тепловые потери в сетях принимались равными 5, 10 и 15% от суммарного отпуска теплоты при графике 150/70 ОC (при других графиках велся их пересчет);

■ выработка электроэнергии на тепловом потреблении определялась для теплофикационной турбины с двухступенчатым подогревом сетевой воды.

Результаты расчетов представлены на рис. 2.

Наибольшее влияние температурный график теплосети оказывает на режимы и эффективность работы оборудования ТЭЦ. И необходимость учета всех рассмотренных факторов зависит от конкретно решаемой задачи.

Для систем теплоснабжения с котельными переход на пониженный температурный график прямой сетевой воды вызывает увеличение затрат на перекачку теплоносителя, ограничивает тепловой резерв магистралей и может потребовать внесения изменений в тепловую схему котельной и режим работы котлов, если они не пропускают больший расход сетевой воды.

транспорте теплоносителя и др.), так и в комплексе. Методический подход применим для систем теплоснабжения с ТЭЦ и котельными.

2. Как показал анализ работы ряда существующих систем теплоснабжения, переход в некоторых из них с проектного температурного графика 150/70 ОC на пониженный график (130-120)/70 ОC стал возможным благодаря спаду тепловых нагрузок источников и высвобождения вследствие этого тепловой мощности тепломагистралей, что позволяет пропускать по ним соответствующий измененному графику больший расход сетевой воды. Ноэкономическая целесообразность этого мероприятия в целом не оценивалась.

3. Исследования показали, что при теплоснабжении от ТЭЦ эксплуатационный температурный график в прямой сети может быть в пределах 125-150 ОC в зависимости от тепловой и гидравлической загрузки магистралей. Оптимум при этом зависит от дальности транспорта теплоты, которая характеризуется удельными затратами электроэнергии на перекачку теплоносителя, и от величины тепловых потерь в сетях. Рост тепловых потерь в сетях приводит к снижению температурного графика, а увеличение расхода энергии на перекачку теплоносителя (увеличение его расхода в сети либо дальности транспорта) вызывает повышение графика.

4. Как показывают расчеты, энергетически и экономически более выгодным в ряде случаев, даже в недогружаемых системах теплоснабжения, является работа по проектному температурному графику 150/70 ОC, но с его срезкой в зоне отрицательных температур наружного воздуха, когда температура прямой сетевой воды достигает 120-130 ОC. Температура срезки определяется условиями эксплуатации системы теплоснабжения. Главное, при этом обеспечивается стабильный гидравлический режим системы и не требуется переналадка сетей и абонентских узлов.

Расчет эксплуатационного температурного графика должен производиться для конкретных условий эксплуатации систем теплоснабжения перед предстоящим отопительным сезоном.

5. При теплоснабжении от котельной во всех случаях оптимальный эксплуатационный температурный график отпуска теплоты фактически соответствует проектному 150/70 ОC, о чем свидетельствует пологость оптимума минимизируемой функции суммарных затрат топлива (рис. 2), т.е. оптимум не достигается даже при графике 150/70 ОC.

6. Переход на проектный температурный график ниже типового 150/70 ОC при качественном регулировании отпуска теплоты от источника и общепринятом температурном графике работы систем отопления зданий 95/70 ОC, как

правило, не оправдывается. И вряд ли на это следует идти, учитывая возможную модернизацию в недалеком будущем систем централизованного теплоснабжения за счет гидравлического разделения теплоснабжающего и теплоис-пользующего контуров, т.е. перехода на независимые системы теплоснабжения.

7. Как при теплоснабжении от ТЭЦ, так и от котельной срезка температурного графика в зоне положительных температур наружного воздуха в отопительный период из-за наличия абонентских установок ГВС соответствует температуре прямой сетевой воды 63-65 ОC (при качественной тепловой изоляции теплосетей, обеспечивающей нормативные теплопотери).

В летний период эта температура должна быть 65-70 ОC для исключения недогрева воды в абонентских установках ГВС до 50-55 ОC (по СНиП) и избежания вследствие этого потерь теплоты со сливом и повышенного расхода водопроводной воды [3].

Снижение в летний период температуры прямой сетевой воды ниже указанного уровня существенно увеличивает расход электроэнергии на перекачку теплоносителя и в то же время практически мало сказывается на тепловых потерях в сетях и теплофикационной выработке электроэнергии на ТЭЦ.

Кроме того, известно, что снижение температуры прямой сетевой воды ниже 70 ОC усиливает коррозию трубопроводов теплосетей, имеющих минераловатную изоляцию и некачественную гидрозащиту, что свойственно нашим сетям, из-за увлажнения и недостаточного высыхания изоляции. По этой причине в системах теплоснабжения западных стран температура прямой сетевой воды не опускается ниже 80 ОC, за исключением систем с теплосетями, имеющими пенополиуретановую тепловую изоляцию и наружную гидрозащиту в виде полиэтиленовой оболочки. Проигрыш при этом от потерь теплоты через изоляцию сетей и в выработке электроэнергии при теплоснабжении от ТЭЦ перекрывается выигрышем от уменьшения расхода теплоносителя и применения качественно-количественного регулирования отпуска теплоты от источника, а также сокращения затрат на замену и ремонт поврежденных коррозией сетей.

3. Черковский Н.М. Оптимизация температурного графика отпуска тепла в межотопительный период // Энергия и менеджмент. 2002. №2. С. 10-14.

Источник