§ 5. Оптимизация графиков температур и расходов сетевой воды

При отыскании оптимальных сочетаний температур и расходов воды в тепловой сети в качестве критерия оптимальности для автоматизированной системы теплоснабжения целесообразно принять минимум приведенных затрат на производство, распределение и потребление тепловой энергии и горячей воды при обеспечении требуемых технологических режимов в абонентских установках.

Оптимальные сочетания температур и расходов воды для различных систем теплоснабжения оказываются неодинаковыми и зависят от вида источника тепла (котельные, ТЭЦ), характера теплосилового оборудования (котлы, турбины), схем присоединения потребителей к тепловым сетям (независимая, зависимая), иерархической структуры системы теплоснабжения (например, наличие КРП) и других факторов.

Методика определения оптимальных режимов центрального регулирования, предложенная В. С. Фаликовым, в общем случае заключается в следующем:

строятся области оптимизации для температуры Т и расхода сетевой воды в магистрали;

определяется критерий оптимальности;

определяются оптимальные графики температур и расходов сетевой воды.

Пример построения областей оптимизации показан на рис. 40.

Рис. 40. Области оптимизации режимов центрального регулирования отпуска тепла в автоматизированных системах теплоснабжения о — график температур; б — график расходов воды

Температурная область (рис. 40, а) представляет собой фигуру абвг, ограниченную линиями; их уравнения:

для аб: ф0 = Фо-нач (отрезок на оси ординат); здесь ф0.Нач — коэффициент отпуска тепла, соответствующий началу (концу) отопительного сезона; соответствует режиму количественного регулирования отпуска тепла;

Следует отметить, что степень выпуклости линии T = f(q>0) зависит от типа местных систем отопления (двухтрубная, однотрубная, воздушная) и типа нагревательных приборов (точнее, от того, каким образом влияет изменение температурного напора прибора на его коэффициент теплопередачи);

Так, например, нижняя ограничивающая линия рассматриваемой области оптимизации соответствует верхней линии температурной области бв, которая построена для условий количественного регулирования. Чем больше относительная нагрузка горячего водоснабжения, тем выше поднимается точка г'. При отсутствии этой нагрузки (пр = 0) линия а'г'в' превращается в линию 1в', параллельную оси абсцисс.

Положение точки в' (соответствующей расчетной отопительной нагрузке, т. е. ср0 = 1) зависит от ряда условий: открытая или закрытая система теплоснабжения, схемы включения подогревателей при закрытой системе, степени использования верхней ступени при смешанной схеме и др.

Как показали исследования, для автоматизированных систем теплоснабжения может быть принят прямолинейный температурный график центрального регулирования. Верхняя точка в этого графика (рис. 40, а) соответствует расчетной температуре теплоносителя Т[, технически и экономически наиболее целесообразной для данной системы. В связи с этим поиск оптимального температурного графика сводится к определению координат второй точки g (Tim, фот). Значения указанных координат находятся из критерия оптимальности, в математическое выражение которого должны быть включены те затраты, которые зависят от температуры Тх и расхода воды (расход топлива, расход электроэнергии на перекачку теплоносителя, затраты на тепловые сети и оборудование автоматизированных тепловых пунктов, тепловые потери в сети).