RUS  ENG 

Статьи и советы

16 Декабря 2019

Равномерное распределение нагрузки на тепловых сетях в г. Улан-Батор

 
 
 
 
 

АО УЛАН-БАТОР ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ 60 ЛЕТ

Автор: Генеральный директор
АО «УЛАН-БАТОР ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ»
Баярсайхан.Г

Соавторы: Инженеры РРО
Отгонбаяр.Г
Очбаяр.Б
г. Улан-Батор

Улан-Батор является самой холодной столицей в мире. Город-миллионник с населением 1,4 млн. человек расположился в долине реки Туул на высоте 1300 метров. Климат резко континентальный. В населённом пункте низкие температуры, особенно в январе, когда термометр показывает -40°С. Система теплоснабжения в столице Монголии централизованная. В её основе четыре источника теплоснабжения - «Амгалан», ТЭЦ-2, ТЭЦ-3 и ТЭЦ-4.

Практически все промышленные предприятия Монголии сконцентрированы именно в столице. Город стремительно развивается как в центральной части, так и на окраинах. Соответственно, растет и спрос на тепловую энергию в связи с развитием энергоемкой промышленности, а также транспорта, делового и жилого сектора. В ближайшие годы к системе централизованного теплоснабжения запланировано подключение 116.66 Гкал/ч дополнительной тепловой нагрузки.

Электронная модель системы теплоснабжения предприятия АО «Улан-Батор тепловые сети» разработана на программном обеспечении ООО «Политерм» - ZuluGIS и ZuluThermo. Гидравлические расчеты являются одним из направлений применения электронной модели. Их цель - надежное обеспечение наших клиентов требуемой тепловой энергией, а также подключение новых зданий и построек к центральному теплоснабжению города Улан-Батора.

В соответствии с произведенными расчетами, суммарная тепловая нагрузка потребителей, подключенных к новой магистрали 10а, диаметром 1200мм, идущей от «ТЭЦ-4» , составляет 545 Гкал/ч, а нагрузка запланированных к подключению новых пользователей составляет 116.66 Гкал/ч, при этом спрос и интенсивность подключения новых потребителей на «ТЭЦ-4» уже невозможно удовлетворить. В то же время, источник ТС «Амгалан» имеет 2 выхода с одинаковыми диаметрами 700мм, нагруженными неравномерно - 2215 т/ч и 1148 т/ч. Следовательно, необходимо организовать перераспределение нагрузки между источниками и гарантировать способность тепловой сети справиться с растущим спросом на тепловую энергию.

Имеющаяся электронная модель уже хорошо зарекомендовала себя при проведении наладки гидравлического режима. Модель позволяет исследовать поведение системы теплоснабжения в условиях, которые нецелесообразно или невозможно воспроизвести на практике, например, при анализе различных переключений, с целью оценки их влияния на распределение нагрузки между источниками и режим работы сети в целом.

Режим работы сети при переводе нагрузки на другие источники

Рисунок 1 Схема переключений на тепловых сетях г. Улан-Батор на 2019 г

Этап 1 – переключения на магистралях источника «Амгалан»

Максимальный расход теплоносителя в отопительный сезон от источника «Амгалан» составляет 3955 т/ч, а среднемесячное потребление составляет 3353 т/ч. От теплового источника выходят 2 магистрали диаметром Ø700мм, на данный момент магистрали загружены неравномерно, расход по южной линии составляет 2215 т/ч и 1148 т/ч по северной. Чтобы компенсировать неравномерность потока, необходимо произвести переключения на сетях.

Принято решение переключить нагрузку 26.97 Гкал/ч тепла, горячей воды и вентиляции 15-го микрорайона, подключенной к ДХ1271 с южной магистрали на северную. Для этого в колодце в ДХ1271 ветки E-866 необходимо установить 2 новые задвижки диаметром Ø700мм.  


Рисунок 2 Схема колодца ДХ1271

Также решено перераспределить 33.97 Гкал/ч нагрузки отопления, горячей воды и вентиляции 13, 14 и 15-го микрорайонов с южной на северную магистрали Амгаланской ТС. Для этого осуществить переключения в камере ДХ264(Tк-226 ), при помощи 2-х задвижек Ø300 . Переключения в камере ДХ264 будут произведены в соответствии с графиком летних ремонтных работ.

 

Рисунок 3 Схема тепловой камеры ДХ1271

После указанных переключений, располагаемый напор в зоне теплоснабжения ЦТП-13 и 14, 15-го микрорайонов с 5-8 метров, которые наблюдались в отопительном сезоне 2018-2019, поднимется до 15-20 метров. В зоне теплоснабжения ЦТП-7,8 15-го микрорайона поднимется 5-8 метров до 25-30 метров, а давление в обратной линии уменьшиться на 8-10 метров.

Этап 2 - перекладка сетей

На основании гидравлических расчетов выявлено, что участок магистрали 2г протяженностью 190 метров от колодца ДХ264 до ДХ267 диаметром 2Ø250мм лимитирует пропускную способность системы теплоснабжения, его необходимо расширить до 2Ø400мм.

 

Рисунок 4 Пьезометрический график потребителей ООО “АДС”

 

Этап 3 – перераспределение тепла между источниками

Большую часть перспективной нагрузки 57.75 Гкал/ч планируется подключить в центральной части города, в зоне теплоснабжения ТЭЦ-4, после насосной станции НС-2.

Новая магистраль 10а от ТЭЦ-4 диаметром 2ФØ1200 мм  способна пропустить 5800 т/ч, а на данное время пропускает лишь 5300 т/ц воды, имеется резерв пропускной способности в 500 т/ч. Но в соответствии с увеличением спроса на тепловую энергию, имеющегося резерва недостаточно. Насосная станция НС-2 работает в нормативном режиме, имеется резерв по тепловой нагрузке 14,2 Гкал/ч, которого недостаточно для удовлетворения спроса на тепловую энергию.

При выше указанных схематических изменениях на южной и северной магистралях ТС «Амгалан» распределение теплоносителя по ним выровняется, соответственно появится возможность осуществит подключение дополнительной нагрузки. Таким образом, нагрузка на КТМИнст и Тул жин пан в 40.20 Гкал/ч отопления, горячей воды и вентиляции с зоны теплоснабжения ТЭЦ-4, после насосной станции НС-2 может быть подключена к магистрали 6е, подключенной к разгруженной ранее  южной магистрали ТС «Амгалан».  Для этого в тепловой камере ДХ672 (линия КТМИнст) необходимо установить новые тепловые камеры и секционирующие задвижки диаметром 2Ø500 мм.

 

Рисунок 5 Схема тепловой камеры ДХ672

После осуществлённых переключений на сетях и перераспределения нагрузок между источниками зона влияния 2-ой насосной станции уменьшится, соответственно, снизится расход теплоносителя. Снижение расхода после насосной станции приводит к уменьшению гидравлических потерь и возможности произвести отключение или регулировку насосного оборудования.

Перевод нагрузки после насосной станции с ТЭЦ 4 на ТС «Амгалан»  приведет к тому что в 2019 году будет возможно подключить к системе центрального отопления ожидаемые  в 2019 году 19,3 Гкал/ч, а в дальнейшей перспективе, требуемые  57.75 Гкал/ч нагрузки.

Рисунок 6 Перед переводом нагрузки магистрали 6д 1200мм /10а/ ТЭЦ-4

Рисунок 7 После перевода нагрузки магистрали 6д 1200мм /10а/ ТЭЦ-4

Результаты переключений

Таблица 1 Затраты на электроснабжение насосной станции №2 за предыдущий отопительный сезон

Наименование

Месяц

Всего, кВт

Суммарная стоимость, $

10

11

12

1

2

3

1

Общее электропотребление

82,410.0

104,550.0

214,020.0

184,910

151,495.0

125,000.0

862,385.0

45671.8

2

Мощность

8,426.1

10,689.9

21,882.80

18,906.4

15,489.8

12,780.8

88,175.9

4669.8

3

Затраты на возобновляемую энергию

2533.2

3,213.8

6,578.8

5,684.0

4,656.9

3,842.4

26,509.1

1403.9

 

Итого

93,369.4

118,453.7

242,481.6

209,500.4

171,641.7

141,623.2

977,070.0

51 745.5


В таблице 1 представлена общая сумма сэкономленных за  счет отключения насосной станции 2 денежных средств, в размере 51 745.5 $.  В последующие отопительные периоды, при подключении потребителей, в насосная станция будет задействована.


Таблица 2 Дополнительный доход от подсоединения новых потребителей

Расчетная нагрузка Гкал/ч

Общая нагрузка

Гкал/ч

Фактическая нагрузка по месяцам, Гкал/ч

Суммарная нагрузка,

Гкал/ч

Суммарная стоимость, $

10

11

12

1

2

3

-0.7

-12.6

-19.3

-20.1

-15.7

-4.3

Подключенная к ТЭЦ 4 нагрузка

308.3

146.8

195.1

223.8

227.4

208.6

159.7

1161.4

4 229 709

Отключаемая от ТЭЦ 4 нагрузка

40.2

15.8

23.4

27.6

28.2

25.4

18.1

138.5

504 403

Нагрузка после переключений

268.1

131.03

171.75

196.17

199.19

183.23

141.56

1022.9

3 725 305

Имеющийся резерв нагрузки на НС-2 - 14.2 Гкал/ч

 

Подключаемая нагрузка в 2018-2019

19.3

11.8

13.6

15

15.2

14.3

11.8

81.7

297 543

Ожидаемая нагрузка после НС-2

38.5

12.6

20.6

25.1

25.7

22.8

15

121.9

443 948

Ожидаемый резерв нагрузки после НС-2 - 54.4 Гкал/ч

 

Ожидаемая нагрузка до НС-2

36.57

11.97

19.57

23.85

24.42

21.66

14.25

115.8

421751 

Перспективная нагрузка ТЭЦ 4

362.47

167.4

225.52

260.15

264.51

241.99

182.61

1342.3

4888549

Перспективная нагрузка с учетом переданной на источник «Амгалан»

5392953  

 

Подключение ожидаемой нагрузки 36.57 Гкал/ч до и 57,75 Гкал/ч после насосной станции №2, позволит увеличить доход от тепловой энергии,в течение отопительного сезона, на  1 163 243.01 $ и увеличить прибыль от схемы теплоснабжения на 27.5%.

На расположенных в конце южной линии «Амгалан» ЦТП-26 и ЦТП-27 13-го микрорайона давление на обратной линии Р2=8,0-8,5 ата, что является нарушением правил технической безопасности, а при осуществлении запланированных переключений давление на обратной линии снизится до нормативных 6,5-7,0 ата.

Таким образом, использование современного программного обеспечения позволяет осуществлять рациональное управление активами предприятия с минимальными затратами, обеспечивать подключение перспективных и гарантирует надежное теплоснабжение существующих потребителей, за счет оптимизации существующих режимов работы коммуникаций.


Возврат к списку

Последнее обновление — 17.12.2019 09:35:46