§ 7. Вариант схемы управления режимом отпуска тепла в закрытых системах теплоснабжения

В закрытых системах теплоснабжения непосредственное измерение количества тепла, расходуемого на горячее водоснабжение, практически трудно осуществимо. В этих условиях для определения нагрузки горячего водоснабжения целесообразно использовать данные наблюдений за режимом водопотребления в ряде характерных зданий, подключенных к тепловым сетям.

Коэффициент расхода тепла на горячее водоснабжение при этом определяется из выражения

Где Фг. в — суммарный расход тепла на горячее водоснабжение в зданиях, где проводились наблюдения в момент времени т; Х Qr. в. р — суммарный расчетный расход тепла на горячее водоснабжение в тех же зданиях. Полученные для различных часов суток и дней недели значения фг.в можно заложить в программное автоматическое устройство, сигнал от которого будет подаваться на вход системы автоматизированного управления отпуском тепла.

С учетом вышеизложенного уравнение отпуска тепла для закрытых систем теплоснабжения целесообразно представить в виде

Температура воды в подающем трубопроводе определяется по формулам:

а) для схемы с параллельным включением подогревателей горячего водоснабжения

б) для схемы с двухступенчатым последовательным включением подогревателей горячего водоснабжения

в) для схемы со смешанным включением подогревателей горячего водоснабжения

Здесь Qp — общая расчетная тепловая нагрузка, МВт; G0 — расход сетевой воды на отопление, т/ч; т.ц — расход сетевой воды на горячее водоснабжение;

АТ2К — коррекция на отклонение фактической температуры воды, возвращающейся к источнику тепла Т2 от ожидаемой температуры обратной воды Т2от (см. стр. 139):

Расход воды из сети на горячее водоснабжение при параллельной схеме включения подогревателей определяется из выражения

где Gr. в. р — расход воды из сети на горячее водоснабжение при расчетном режиме; q — коэффициент расхода, учитывающий переменный температурный режим тепловой сети; Ти t4 — TO же, при искомом режиме. Расход воды из сети на горячее водоснабжение при смешанной схеме определяется из выражения

где Qr в р — расчетный расход тепла на горячее водоснабжение, 103 МВт; nil — доля подогревателя первой ступени в покрытии общей тепловой нагрузки горячего водоснабжения Gc; значение Ш находится в зависимости от температуры воды, до которой осуществляется ее нагрев в первой ступени (промежуточной температуры 1П); m1 == (ta — tK)/(tr — tx); tt, tK — температуры нагретой и холодной водопроводной

воды; АТц — перепад температур воды в подогревателе второй ступени; ДГц — температура сетевой воды после подогревателя второй ступени. Значения t*, tn, tA п находятся методом последовательного приближения из уравнений теплового и материального баланса водоподогревателей. Алгоритм для этих расчетов на ЭВМ разработан инж. В. С. Фаликовым и канд. техн. наук Б. М. Красовским.

При параллельной схеме включения подогревателя горячего водоснабжения с повышением температуры наружного воздуха расход воды из сети на горячее водоснабжение Gr.B увеличивается, так как снижается температура воды в подающем трубопроводе. При смешанной схеме по мере повышения температуры наружного воздуха происходит постепенное увеличение нагрузки на подогреватель второй ступени, в связи с чем расход воды из сети на горячее водоснабжение GT.B также увеличивается.

Если тепловые сети эксплуатируются по режиму количественно-качественного регулирования, то при снижении коэффициента ф0 на уменьшающийся расход воды в системах отопления будет в этих случаях накладываться возрастающий расход воды на нужды горячего водоснабжения. Общий же расход воды, а следовательно, и суммарный напор в сети (с развитым горячим водоснабжением) при этом будет меняться незначительно.

Указанное обстоятельство дает основание закрытые тепловые сети с параллельной либо смешанной схемой включения подогревателей эксплуатировать аналогично открытым тепловым сетям, по режиму с постоянным напором на коллекторах ТЭЦ (Я = const).

Необходимо, однако, отметить, что работа сети по этому режиму может быть оправдана только в диапазоне тепловых нагрузок от ф0 = 1 до точки перелома отопительного графика (ф0 = ф' при Ti = 70°C). При дальнейшем повышении температуры наружного воздуха (следует подчеркнуть, что речь идет о тепловых сетях, оснащенных регуляторами расхода тепла в абонентских вводах или центральных тепловых пунктах) происходит резкое снижение суммарного расхода воды в тепловой сети.

Это снижение обусловливается работой местных регуляторов расхода тепла, которые путем уменьшения количества воды, подаваемой из тепловой сети к установкам систем отопления, компенсируют отклонение температуры теплоносителя от отопительного графика.

Так, например, при ф0 = 0,2 указанное отклонение составляет: АТ[ = 70 — 57,5= 12,5° С, что соответствует коэффициенту расхода тепла (отношение фактически подаваемого количества тепла к требуемому) ф = 1,3. Для компенсации этого превышения необходимо уменьшить подачу воды в систему на 30%.

В соответствии с изложенным для автоматизированных систем теплоснабжения с параллельной и смешанной схемами включения установок горячего водоснабжения рекомендуется следующий режим регулирования отпуска тепла: в интервале тепловых нагрузок от ф0 = 1 до Ф0 = Фо (при Тх = 70° С) напор в сети поддерживается постоянным; температура теплоносителя при этом устанавливается в соответствии с уравнениями (63) и (65), с учетом фактически имеющего место расхода воды в тепловой сети. При снижении тепловой нагрузки после точки перелома отопительного графика (фо < ф) целесообразно уменьшать напор на коллекторах станции. Требуемая величина напора для

Рис. 56. Алгоритм, расчета температуры воды, поступающей в закрытую систему теплоснабжения

Рис. 57. Вариант структурной схемы автоматического управления подачей тепла для закрытой системы теплоснабжения

этого диапазона тепловых нагрузок может быть определена по упрощенной формуле (55).

На рис. 56 показан алгоритм управления отпуском тепла от ТЭЦ при закрытой системе теплоснабжения, а на рис. 57 — вариант структурной схемы автоматического управления подачей тепла. Как видно из рис. 57, система автоматического регулирования включает три регулятора: температуры воды в подающем трубопроводе, напора сетевых насосов, давления на обратном коллекторе станции.

Данные о прогнозируемых значениях наружных воздействий поступают от метеослужбы к диспетчеру, который вводит их в измерительно-информационное устройство. В соответствии с заданным алгоритмом это устройство определяет приведенную температуру наружного воздуха н.пр- Данные о режиме работы энергосистемы, о приведенной температуре наружного воздуха, а также о режиме потребления горячей воды населением подаются в блоки программного управления, выходами которых являются значения коэффициентов программного отпуска тепла а и нагрузки горячего водоснабжения фг.в.-

Значения ta,np, а, фг.в суммарного расхода воды в сети Gc и температуры воды на обратном коллекторе Т2 поступают на вычислительное устройство, формирующее закон изменения температуры в подающем трубопроводе на основе заданного алгоритма управления *.

Датчик перепада давлений через корректирующий блок воздействует на регулятор напора в сети. При этом при тепловых нагрузках выше точки перелома температурного графика напор в сети (с развитым горячим водоснабжением) поддерживается постоянным. При фо < у'о регулятор обеспечивает снижение напора в сети в соответствии с формулой (58).

Данные о гидравлическом режиме на коллекторах ТЭЦ, а также результаты манометрической съемки в тепловой сети поступают в машину для расчета гидравлических режимов, которая определяет необходимую величину давления на обратном коллекторе Р2, исключающую опорожнение или раздавливание абонентских систем.