Компьютерное моделирование и натурные замеры потокораспределения действующей тепловой сети : научное издание | Научно-инновационный портал СФУ

Компьютерное моделирование и натурные замеры потокораспределения действующей тепловой сети : научное издание

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.21285/1814-3520-2021-1-44-56

Ключевые слова: Heating Network, hydraulic modes, experimental measurements, mathematical simulation, computer model, district heating, тепловая сеть, гидравлические режимы, экспериментальные замеры, математическое моделирование, компьютерная модель, централизованное теплоснабжение

Аннотация: Цель - выявить закономерности распределения тепловой энергии по потребителям с различной степенью оснащенности средствами регулирования в реальных условиях работы сети централизованного теплоснабжения и сопоставить результаты компьютерного моделирования с натурными замерами. Для проведения компьютерного моделирования использованы известные математические методы расчета потокораспределения в гидравлических цепях. Экспериментальные исследования режимов работы системы теплоснабжения проведены с использованием массивов сохраненных данных системы управления и мониторинга тепловых энергоустановок на базе программно-логистического комплекса Siemens Simatic PCS7, ультразвукового расходомера Portaflow 300, стационарных электромагнитных преобразователей расхода, поверенных и аттестованных манометров и термометров. Получены графики фактических гидродинамических режимов тепловой сети при температурах наружного воздуха от +8 до -37°C, а также в условиях нештатных режимов (снижения температуры в подающем трубопроводе и перепада давлений на вводе тепловой сети). Предложено совместное использование моделирования с помощью компьютерной программы JA_Net и натурных замеров теплогидравлических режимов работы сетей системы централизованного теплоснабжения с абонентами, имеющими различную степень оснащенности средствами автоматизации. Показано, что предложенный комплексный метод качественной и количественной оценки работоспособности сетей централизованного теплоснабжения позволяет выявлять особенности управления гидравлическими режимами сетей при подключении новых потребителей с различной степенью автоматизации. Экспериментально подтверждено отсутствие реакции на нештатные ситуации абонентов, системы теплоснабжения которых оснащены средствами регулирования тепловой нагрузки. Установлено, что стабильность расхода теплоносителя в системах потребителей обусловлена автоматической корректировкой степени открытия регулирующих клапанов в индивидуальных пунктах. В дальнейшем планируется разработка методических рекомендаций по нивелированию разбалансированности тепловой сети в условиях неравномерной оснащенности объектов средствами автоматизации при реализации проектов комплексной модернизации потребителей тепла или подключения новых объектов к существующим сетям теплоснабжения. The article aims to identify patterns in the distribution of heating energy to consumers with a varying availability of regulation equipment under real conditions of a central heating network, as well as to compare the results of computer simulation with full-scale measurements. For computer simulation, well-known mathematical methods for calculating the load flow in hydraulic circuits were used. Experimental studies of the operation modes of heat supply systems were carried out using the data of the control and monitoring systems of thermal power plants using the Siemens Simatic PCS7 software, a Portaflow 300 ultrasonic flow meter, stationary electromagnetic flow transducers, verified and certified manometers and thermometers. The graphs of the actual hydrodynamic modes of the heating network under study were obtained at outdoor air temperatures from +8 to -37°C, as well as under abnormal conditions (temperature drop in the supply pipeline and pressure drop at the heating network input). It was proposed to use jointly the simulation by means of the JA_Net software and full-scale measurements of the thermohydraulic operating modes of a centralised heat supply system, whose consumers have a various degree of regulation equipment. It was shown that the proposed complex method of qualitative and quantitative assessment of the efficiency of district heating networks makes it possible to identify the features of control of their hydraulic modes when connecting new consumers with a varying degree of automation. According to the obtained characteristics of changes in the flow rate of the coolant in the consumers' internal systems depending on the pressure drop at the tie-in point, the lack of response to emergency situations on part of the consumers whose heat supply systems are equipped with the means of qualitative and quantitative regulation of the heat load, is associated with the process of automatic adjustment of the degree of opening of flow controllers and control valves at individual points. In future work, we will develop guidelines for levelling the imbalance of the heating network under the conditions of uneven provision of facilities with automation equipment when implementing projects for the complex modernisation of heat consumers or connecting new facilities to existing heat supply networks.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Вестник Иркутского государственного технического университета

Выпуск журнала: Т. 25, 1

Номера страниц: 44-56

ISSN журнала: 18143520

Место издания: Иркутск

Издатель: Иркутский национальный исследовательский технический университет

Авторы

  • Калабин Д.А. (Сибирский федеральный университет)
  • Липовка А.Ю. (Сибирский федеральный университет)
  • Липовка Ю.Л. (Сибирский федеральный университет)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.