Применение программы «Zulu» для наладочных и эксплуатационных теплогидравлических расчетов тепловых сетей города Иваново

Применение программы «Zulu» для наладочных и эксплуатационных теплогидравлических расчетов тепловых сетей города Иваново

Генварев А.А., к.т.н., доцент,
Начальник службы режимов
МП «ИВГОРТЕПЛОЭНЕРГО»

Теплоснабжение города Иваново осуществляется по открытой схеме от сети централизованного теплоснабжения и местных котельных. К сетям централизованного теплоснабжения в качестве источников подключены несколько ТЭЦ, котельных и насосно-бойлерных. Подпитка сетей осуществляется только на ТЭЦ, и при этом существует ограничение по количеству химочищенной воды на одной из ТЭЦ, что требует транспортировки подпиточной воды от других источников. На сетях установлено несколько насосных подкачивающих станций как на подающей, так и на обратной линиях.

При ограниченной пропускной способности тепловых сетей вопросы наладки гидравлических и тепловых режимов чрезвычайно актуальны.

До 2002 года в МП «Ивгортеплоэнерго» выполнялись только наладочные расчеты по программам, ориентированным на DOS. Естественно, что при этом, ввиду малого объема памяти приходилось использовать методы декомпозиции для разделения сетей на части и дальнейшего их объединения. Кроме этого, для уменьшения размерности сети применялись методы эквивалентирования. Очевидно, что невозможность полного расчета всей сети вызывало большие трудности и требовало высокой квалификации расчетчиков.

Не менее важной являлась и проблема расчета для открытых сетей режимов с максимальным водоразбором из подающей и обратной линии. Эти режимные расчеты необходимо выполнять по результатам наладочного расчета, то есть по известным диаметрам сопел элеваторов и дроссельных шайб. Практически данные расчеты в полном объеме по старым программам не выполнялись ввиду очень большого объема данных и необходимости решения систем тысяч уравнений.

Использование программ теплогидравлических расчетов с буквенно-цифровой кодировкой узлов сети и без связи со схемой приводило к многочисленным ошибкам, которые практически в больших сетях невозможно было найти. Например, повторение наименований узлов приводило к образованию новых контуров или ошибочное включение русского или латинского регистра для одинаковых по написанию букв вызывало разрывы в сети.

В 2002 году МП «Ивгортеплоэнерго» приобрело программу Zulu и к двум отопительным сезонам выполнило наладочные и поверочные расчеты.

Внедрение программы Zulu потребовало большой подготовительной работы по сбору и занесению в базу исходных данных. Уточнению подверглись как схемные вопросы, это длины, диаметры, местные сопротивления участков, так и тепловые нагрузки подключенных зданий, а также состояние прокладки и тепловой изоляции теплопроводов. Данная работа чрезвычайно трудоемка и даже с использованием возможностей копирования, предусмотренных в Zulu, требует много времени. Основную массу исходных данных в МП «Ивгортеплоэнерго» в Zulu перенесли программным способом из текстовых файлов ранее использовавшейся программы теплогидравлических расчетов.

Применение схемы и базы данных в Zulu фактически позволило выполнить паспортизацию как сетей, так и потребителей. Программа по сети установлена во всех подразделениях предприятия, что позволило упорядочить данные и получать достоверную информацию.

Выполнение теплогидравлических расчетов как на перспективу, так и рядовых расчетов на присоединение новых потребителей потребовало выделение отдельного компьютера с локальной версией Zulu, чтобы на сетевом варианте не портить результаты утвержденного теплогидравлического расчета.

Достоинством программы Zulu является и то, что учитывается работа элеватора. Не секрет, что в открытых системах теплоснабжения из-за низкого качества подпиточной воды в домовых системах из-за коррозии и отложений увеличивается сопротивление. Это требует либо увеличения располагаемого перепада, либо уменьшения коэффициента смешения. В 2003 году в МП «Ивгортеплоэнерго» были проанализированы данные обходов тепловой инспекцией тепловых потребителей и определены фактические сопротивления зданий. У четверти зданий сопротивления отопительных систем оказались выше 5 метров водяного столба. Естественно, что выполнение работ по замене систем отопления к началу отопительного сезона всех зданий невозможно. Поэтому на стадии наладочного теплогидравлического расчета для зданий с завышенным сопротивлениям принимались более высокие температуры смеси, то есть уменьшался расчетный коэффициент смешения. Опыт эксплуатации показал, что температурный режим в таких зданиях стал отвечать санитарным нормам, хотя и привел к увеличению циркуляции в сети.

Некоторые трудности на этапе предварительных расчетов перед наладкой вызвало то, что программа требует необходимых перепадов у потребителей, в противном случае расчет не выполняется. Чтобы обойти это, задавался вариант расчета по соплам элеваторов, а сопротивление отопительных систем принималось 0,01-0,1 м. В этом случае расчет обязательно выполняется и по нему можно анализировать потери напора и пропускную способность участков сетей и, что особенно важно, находить ошибки, такие как слишком малые диаметры, слишком большие нагрузки и другие.

К достоинствам программы следует отнести возможность введения компенсации на тепловые потери. Удаленные потребители как правило получают тепло по более низкому температурному графику, это требует компенсации расходом. По таким потребителям опыт показал значительное улучшение режима теплоснабжения.

Опыт эксплуатации программы показал необходимость совершенствования расчета сети в период пуска, когда необходимо по мере подключения потребителей отслеживать параметры. При этом зачастую трудно определить количество подключенных зданий и диаметры установленных на них сопел элеваторов и шайб. Для того, чтобы не создать аварийную ситуацию на источниках, насосных станциях и потребителях, необходимо выполнять укрупненный расчет лишь по магистралям с использованием методов эквивалентирования.

Как показал наш опыт, полный расчет с тепловыми потерями всех подключенных участков и сетей на современных компьютерах длится до часа, что недопустимо по времени для анализа и принятия решения диспетчерской службой. Также во время пускового периода возможен сбор информации по давлениям в узлах. Было бы очень важно в программе реализовать возможность расчета на пропуск, то есть по заданным давлениям у потребителей определять расходы по подключенным участкам, то есть реализовать так называемый «математический расходомер».

Опыт эксплуатации программы Zulu в МП «Ивгортеплоэнерго» в отопительных сезонах 2002-2003 и 2003-2004 г.г. показал улучшение параметров на теплоснабжаемых объектах.

МП «Ивгортеплоэнерго» считает целесообразным дальнейшее использование программы Zulu.