ZuluThermo при анализе электронной модели теплоснабжения, как цифровизация помогает модернизировать систему
Специалист ООО «Тюменский меридиан» Э.Ф. Аяганова info@tm72.pro
За 2024 год наша организация провела мониторинг 186 Схем теплоснабжения муниципальных образований. По данным мониторинга, только 87 схем теплоснабжения были актуализированы в 2024 году (47%). И только в 64 муниципальных образованиях разработана электронная модель (34%).
Наличие электронной модели у ресурсоснабжающей организации — это необходимый шаг к эффективному управлению ресурсами и высокому качеству услуг. Она позволяет планировать, эксплуатировать и обслуживать объекты более эффективно. Электронная модель уже стала важным инструментом, способствующим достижению устойчивого развития ресурсоснабжающих организаций.
Рассмотрим фрагмент сценарного анализа развития системы теплоснабжения одного из муниципальных образований, выполненный специалистами ООО «Тюменский меридиан».
Для понимания сложившейся ситуации обозначим существующие проблемы развития системы теплоснабжения данного муниципального образования.
Основной проблемой в организации надежного и безопасного теплоснабжения является повышенный материальный и физический износ трубопроводов тепловых сетей и оборудования источников тепловой энергии.
В связи с тем, что в городском округе долгое время не производилась реконструкция котельных и систем теплоснабжения, основное и вспомогательное оборудование котельных может эксплуатироваться на текущих режимах при условии соблюдения сроков регламентных работ, определенных инструкцией по эксплуатации котельной и отдельными инструкциями по эксплуатации заводов-изготовителей оборудования. Применяемые морально устаревшие технологии и оборудование не позволяют обеспечить требуемое качество поставляемых населению услуг теплоснабжения.
Использование устаревших материалов, конструкций и трубопроводов в жилищном фонде приводит к повышенным потерям тепловой энергии, снижению температурного режима в жилых помещениях, повышению объемов водопотребления, снижению качества коммунальных услуг.
Другими немаловажными проблемами являются:
- отсутствие наладки и регулировки систем теплопотребления у потребителей тепловой энергии, разукомплектованность элеваторных узлов, самовольное нарушение потребителями схем присоединения, установленных проектами, техническими условиями, договорами;
- не полное оснащение системами коммерческого учета тепловой энергии потребителей (приборов учета производимой и потребляемой тепловой энергии, и теплоносителя), определение объемов поставленной тепловой энергии осуществляется расчетным способом (по нормативам), в результате чего у потребителей отсутствуют стимулы к внедрению энергосбережения и повышения комфортности проживания в помещениях, а у поставщиков – к повышению качества теплоснабжения. Отсутствие качественного учета также затрудняет планирование на предприятии и может отрицательно влиять на финансовый результат его работы.
Перед началом сценарного анализа развития системы теплоснабжения существующая электронная модель была полностью актуализирована: откорректированы режимы работ существующих тепловых сетей, актуализирована внутренняя семантика потребителей в соответствии с данными ТСО. Имеющиеся в отделе сбыта данные потребителей полностью соотнесены с потребителями в электронной модели.
Ниже приведен фрагмент данных потребителей, полученных в отделе сбыта ТСО. Для расчета приняты предоставленные договорные нагрузки для каждого потребителя. Безусловно, в перспективе перед теплоснабжающей организацией стоит огромный пласт работы по оснащению системами коммерческого учета тепловой энергии всех потребителей.
Данная таблица полностью переработана, абоненты объединены поадресно, к каждому абоненту добавлен уникальный номер SYS для дальнейшего импорта таблицы в семантику потребителей. После импорта всей таблицы в базу данных каждого потребителя электронной модели, были откорректированы все тепловые нагрузки.
После актуализации графической и семантической частей был проведен гидравлический (поверочный) расчет системы теплоснабжения, результаты которого синхронизировались с фактическим гидравлическим режимом – оценивая количество тепловой энергии, отпускаемое с источников, замеренное приборами учета.
На рисунке ниже изображены шесть существующих зон котельных. Каждая зона относится к своей котельной, то есть на рисунке представлены зоны шести котельных.
Для каждой котельной нашими специалистами были разработаны до трех вариантов развития. Каждая котельная анализировалась индивидуально. Можно выделить типовые варианты мероприятий:
- реконструкция котельной, при необходимости с увеличением мощности;
- строительство БМК либо на территории существующего источника тепловой энергии (при невозможности его реконструировать или демонтировать), либо в другом территориальном месте;
- ввиду повышенного процента износа сетей – реконструкция существующих сетей, при необходимости с увеличением/уменьшением диаметра.
Рассмотрим часть анализа развития для зоны Котельной № 2, изображенной на рисунке выше.
На рисунке ниже изображены существующие подключенные сети теплоснабжения от рассматриваемой Котельной, выделенные красным цветом. Оранжевой заливкой выделена перспективная застройка.
Первый (основной) вариант развития предусматривал строительство новой блочно-модульной котельной на территории существующей котельной с подключением части существующих потребителей зоны № 3 и № 4.
Существующая нагрузка котельной составляет 28,5 Гкал/ч, перспективная нагрузка, с подключением части существующих потребителей зоны № 3 и № 4, - 49,885 Гкал/ч. Утвержденный температурный график 110/70 °С. Существующий располагаемый напор на выходе из источника 28 м. вод.ст.
Перспективная зона действия Котельной выделена розовым цветом (черными границами выделены существующие потребители зон № 3 и № 4, переключаемые на зону № 2)
В результате проведения теплогидравлического расчета от новой БМК были определены параметры (напоры, давления, температуры, расходы) на выходе источника тепловой энергии и в абонентских вводах всех присоединенных к нему потребителей.
Результаты теплогидравлических расчетов централизованной системы теплоснабжения приведены в электронной модели системы теплоснабжения. По результатам перспективного гидравлического расчета суммарный расход теплоносителя в подающем трубопроводе на выходе из новой БМК составит 2052 т/ч. Располагаемый напор на выходе из источника – 40 м. вод.ст. Тематическая раскраска сетей теплоснабжения по скоростям теплоносителя в подающем трубопроводе представлена на рисунке слева. Тематическая раскраска сетей теплоснабжения по удельным линейным потерям напора представлена на рисунке справа.
В результате проведенного анализа развития для зоны Котельной № 2 нашими специалистами сделан вывод о том, что просто строить котельную без перекладки сетей – не разумно, рекомендовано рассмотреть реконструкцию сетей теплоснабжения.
Тепловые сети с удельными линейными потерями напора до 4 мм/м имеют достаточную пропускную способность, небольшую скорость движения теплоносителя и незначительные потери напора в подающем и обратном трубопроводах, соответственно рекомендуется рассмотреть возможность реконструкции данных сетей с уменьшением диаметра. Тепловые сети с удельными линейными потерями напора выше 30 мм/м имеют недостаточную пропускную способность, большую скорость движения теплоносителя и значительные потери напора в подающем и обратном трубопроводах, соответственно рекомендуется рассмотреть возможность реконструкции данных сетей с увеличением диаметра.
Общий объем перекладок составил 10,6 км (18% от общей протяженности сетей в двухтрубном исчислении). При этом реконструкцию сетей рекомендуется выполнять поэтапно, начиная с источника тепловой энергии.
В результате был проведен анализ всех потребителей:
- все существующие потребители сгруппированы по микрорайонам,
- микрорайоны сгруппированы по источникам тепловой энергии,
- существующие потребители перераспределены между источниками,
- все перспективные потребители учтены в соответствии с ГП, ПП.
После выполненного анализа различных сценариев развития системы теплоснабжения хочется напомнить, что на данный момент все предложенные решения и стратегии существуют лишь на бумаге.
Основная крупная работа впереди — это реализация намеченного плана, которая потребует значительных усилий, координации со стороны всех участников процесса, привлечение дополнительных инвестиций.
Реализация мероприятий определенного вектора развития рассчитана до 2035 года.
Для обеспечения стабильного гидравлического режима работы системы теплоснабжения с установленным температурным графиком нашими специалистами рекомендованы теплоснабжающей организации следующие этапы:
- Провести техническое обследование системы теплоснабжения с целью технической инвентаризации имущества, в том числе определить фактические диаметры трубопроводов, месторасположение запорной арматуры, их фактическое состояние.
- Провести техническое обследование подвалов потребителей на наличие элеваторных узлов и определение фактического состояния работоспособности установленных элеваторов.
- Установить приборы учета у потребителей с целью определения фактического потребления тепловой энергии и определения фактических тепловых потерь.
- Выполнить наладочные мероприятия.
- Выполнить калибровку электронной модели с учетом полученных фактических параметров системы теплоснабжения, в ходе проведения технического обследования, для приведения расчетного гидравлического режима к эксплуатационному гидравлическому режиму в электронной модели.
Дополнительно нужно уточнить, почему же не рассматривался вариант с изменением температурного графика на 130/70 °С. Изменение температурного графика без последствий для потребителей невозможно. Обсуждение температурного графика, это, конечно же, другая, сложная и спорная тема. Наши специалисты не рассматривали такой вариант исключительно потому, что смена утвержденного температурного графика может быть рассмотрена и реализована только после выполнения наладочных работ абонентских установок по регулировке системы теплоснабжения. Этот вариант должен быть рассмотрен на пятом, вышеуказанном, заключительном этапе – выполнение калибровки электронной модели с учетом полученных фактических параметров системы теплоснабжения, в ходе проведения технического обследования, для приведения расчетного гидравлического режима к эксплуатационному гидравлическому режиму в электронной модели. Именно на этом этапе рекомендовано выполнить технико-экономическое обоснование и определить оптимальный температурный график, обеспечивающий минимальные конечные тарифы на тепловую энергию.
Результаты каждого этапа необходимо вносить в электронную модель, пересчитывать, оценивать влияние и учитывать в последующих этапах. Для выполнения каждого этапа необходим программно-расчетный комплекс ZuluThermo.
Именно благодаря электронной модели в ZuluGIS, наши специалисты провели сравнение разных стратегии развития с помощью сценарного анализа, которое позволило определить реальное направление развития системы теплоснабжения муниципального образования.
При выполнении наших работ мы активно применяем ZuluGIS и расчеты ZuluThermo и рекомендуем программное обеспечение как современное решение для управления ресурсами и оптимизации процессов в теплоснабжающих организациях. Мы уверены, что внедрение ZuluGIS значительно улучшит процессы управления и эксплуатации системы теплоснабжения. ZuluGIS позволяет оперативно получать необходимую для эксплуатации информацию по всем объектам, что способствует более точному мониторингу и анализу состояния сетей. ZuluGIS позволяет использовать модель для более эффективной наладки, для управления режимами, для принятия верных обоснованных решений в организации теплоснабжения. Система позволяет быстро реагировать на изменения в потреблении тепла и выявлять потенциальные проблемы до их возникновения. Таким образом, внедрение ZuluGIS не только повысит качество обслуживания потребителей, но и создаст условия для устойчивого развития всей системы теплоснабжения в регионе.
Многие ресурсоснабжающие организации всё ещё не ощутили преимущества полноценной электронной модели. В таких регионах России, зачастую страдающих от устаревших методов управления ресурсами, ZuluGIS может стать ключом к новым возможностям.
На другой чаше весов находятся теплоснабжающие организации, которые успешно внедрили электронную модель ZuluGIS, они сталкиваются с одной из наиболее распространенных проблем — нехваткой квалифицированных кадров, отсутствием времени на анализ, на изучение возможностей ZuluGIS, дефицит бюджета организаций.
Привлечение внешних экспертов, например экспертов ООО «Тюменский меридиан», могут стать эффективным решением, чтобы обеспечить необходимый уровень компетентности и обеспечить успешное внедрение различных модулей системы.
Перспективы использования ZuluGIS в теплоснабжающих организациях огромны.
См. также: Дипломная работа: Модернизация системы центрального теплоснабжения п. Петровское Приозерского района Ленинградской области
Последнее обновление — 01.09.2025 11:59:34