Идентификация - первый этап наладки тепловых сетей.

Задачи, связанные с анализом работы реальных водяных тепловых сетей и управлением их эксплуатацией и развитием, решаются в условиях той или иной неопределенности. Факторы неопределенности существенно влияют на процесс принятия решений, а также на сами решения и их фактическое последствие.

Незнание истинных параметров и топологии тепловой сети, недостаточная оснащенность измерительными приборами и датчиками, большая погрешность и неоднородность тех данных, которые удается получить, приближенность математического моделирования и т.д. – вот те факторы, из которых складывается неопределенность при управлении эксплуатацией.

Эта неопределенность может быть существенно уменьшена при проведении детальной и грамотной паспортизации всех объектов и трубопроводов сети.

Хотя паспортизация является рекомендованным [1] видом деятельности организации, эксплуатирующей тепловую сеть, сбор и ввод информации осуществляется только при наличии воли руководства. Процесс паспортизации – процесс продолжительный и постоянный: тепловые сети и ремонтируются, и реконструируются, и модернизируются, и развиваются. Паспорт любого объекта, будучи только что заполненным, уже требует внесения изменений.

Последовательность проведения паспортизации не регламентирована, поэтому ее, к сожалению, начинают не с топологии сети, а с отдельных объектов (абонентских вводов, трубопроводов, запорной арматуры и т.д.), не представляя до конца, как вся собранная информация будет между собой стыковаться. В результате информации много, а тепловую сеть, как единое целое, как систему, представить не удается.

Идентификация – процесс приближенного отображения (отождествления) функционирующей системы в виде математической модели, способной замещать реальный объект в процессе его анализа и принятия решений. Идентификация – обязательный этап управления и неизбежно проходит в условиях неопределенности.

Математическое моделирование всегда является приближенным, и степень его точности должна согласовываться с целями исследования и управления, количеством и качеством исходных данных. Но в любой задаче существуют факторы, пренебрежение которыми недопустимо.

Принято рассматривать движение теплоносителя как одномерное, усредняя по сечению трубы скорость, плотность, давление и температуру.

Используя классификацию гидравлических цепей [2], тепловые сети следует характеризовать как сети с переменными параметрами. В частном случае при отсутствии насосных станций, регуляторов расходов и давлений и упрощенном моделировании источников, при котором полагается независимость располагаемого напора от расхода, тепловые сети переходят в категорию цепей с сосредоточенными параметрами.

Математическая модель неизотермического потокораспределения в тепловых водяных сетях

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

S-диагональная матрица порядка m, составленная из величин s, м\(т\ч)2:

для ветвей, моделирующих трубопроводы:

(8)

В общем виде коэффициент гидравлического трения является функцией 3-х параметров - числа Рейнольдса Re, эквивалентной шероховатости Кэкв и внутреннего диаметра d, причем вид функции определяется режимом течения. В излагаемом материале использовалась формула (9), представленная [ 3 ]:

(9)

для ветвей, моделирующих абонентские вводы:

(10)

Формула (10) является частным случаем, справедливым для непосредственного присоединения систем отопления и при отсутствии нагрузки на вентиляцию и ГВС.

|X|- диагональная матрица порядка m, составленная из величин

- заданный показатель степени, принимаемый для тепловых сетей , равным 2,

(11)

с- удельная теплоемкость, ккал\(кг С);

(12)

- температуре наружного воздуха для наземной прокладки

,С;

- температуре грунта для подземной прокладки

,С;

- температуре внутреннего воздуха при подвальной прокладке

,С;

(13)

Для непосредственной схемы присоединения систем отопления без регуляторов расхода и при тосутствии нагрузки на системы вентиляции и ГВС температура теплоносителя, возвращаемого в сеть , может быть определена в результате решения нелинейного уравнения :

(14)

(15)

(16)

(17)

Другие схемы присоединения систем отопления и ГВС и эффективность их работы в течение всего периода эксплуатации будут рассмотрены в следующих публикациях.

Литература


ПРОДУКЦИЯ ПК ГРАСТ, ПО для АСУП и АСУТП КОНТАКТЫ +79165148752 companyinbi@rambler.ru ИНФОРМАЦИЯ О компании Услуги ДОПОЛНИТЕЛЬНО Стоимость услуг Загрузка Образцы договоров Статьи Внедрения Онлайн-заказ Карта сайта СВЯЗЬ Отзывы	« НА ГЛАВНУЮ / « СТАТЬИ Идентификация - первый этап наладки тепловых сетей. Задачи, связанные с анализом работы реальных водяных тепловых сетей и управлением их эксплуатацией и развитием, решаются в условиях той или иной неопределенности. Факторы неопределенности существенно влияют на процесс принятия решений, а также на сами решения и их фактическое последствие. Незнание истинных параметров и топологии тепловой сети, недостаточная оснащенность измерительными приборами и датчиками, большая погрешность и неоднородность тех данных, которые удается получить, приближенность математического моделирования и т.д. – вот те факторы, из которых складывается неопределенность при управлении эксплуатацией. Эта неопределенность может быть существенно уменьшена при проведении детальной и грамотной паспортизации всех объектов и трубопроводов сети. Хотя паспортизация является рекомендованным [1] видом деятельности организации, эксплуатирующей тепловую сеть, сбор и ввод информации осуществляется только при наличии воли руководства. Процесс паспортизации – процесс продолжительный и постоянный: тепловые сети и ремонтируются, и реконструируются, и модернизируются, и развиваются. Паспорт любого объекта, будучи только что заполненным, уже требует внесения изменений. Последовательность проведения паспортизации не регламентирована, поэтому ее, к сожалению, начинают не с топологии сети, а с отдельных объектов (абонентских вводов, трубопроводов, запорной арматуры и т.д.), не представляя до конца, как вся собранная информация будет между собой стыковаться. В результате информации много, а тепловую сеть, как единое целое, как систему, представить не удается. Идентификация – процесс приближенного отображения (отождествления) функционирующей системы в виде математической модели, способной замещать реальный объект в процессе его анализа и принятия решений. Идентификация – обязательный этап управления и неизбежно проходит в условиях неопределенности. Математическое моделирование всегда является приближенным, и степень его точности должна согласовываться с целями исследования и управления, количеством и качеством исходных данных. Но в любой задаче существуют факторы, пренебрежение которыми недопустимо. Принято рассматривать движение теплоносителя как одномерное, усредняя по сечению трубы скорость, плотность, давление и температуру. Используя классификацию гидравлических цепей [2], тепловые сети следует характеризовать как сети с переменными параметрами. В частном случае при отсутствии насосных станций, регуляторов расходов и давлений и упрощенном моделировании источников, при котором полагается независимость располагаемого напора от расхода, тепловые сети переходят в категорию цепей с сосредоточенными параметрами. Математическая модель неизотермического потокораспределения в тепловых водяных сетях Полная математическая модель установившегося неизотермического распределения потоков в тепловой сети строится на законах Кирхгофа, представляющих собой математическую запись физических законов сохранения массы (1) и энергии (2), замыкающих соотношениях (3),(4), связывающих расход и потери напора на участке и уравнений теплового баланса в узлах (5),(6) : (1) (2) (3) (4) (5) (6) где - полная nxm матрица соединений узлов и ветвей, которая однозначно описывает структуру схемы сети и ориентацию ее ветвей; здесь , если узел I является начальным, , если узел I является конечным, , когда узел I не принадлежит ветви j ; - вектор расходов на участках, т\ч; - вектор суммарных расходов в узлах, т\ч; - матрица главных контуров, , если ветвь j принадлежит контуру r и ее ориентация совпадает с направлением обхода контура, , когда ориентация, входящей в контур r ветви j противоположна направлению его обхода, , если ветвь j не принадлежит контуру r; - вектор перепадов давлений на участках, м ; - вектор действующих напоров на участках,м, аппроксимируемых зависимостью вида: (7) S-диагональная матрица порядка m, составленная из величин s, м\(т\ч)2: для ветвей, моделирующих трубопроводы: (8) - параметры участка j, соответственно: плотность теплоносителя, кг\м3, длина м, внутренний диаметр мм, коэффициент гидравлического трения, сумма коэффициентов местных сопротивлений. В общем виде коэффициент гидравлического трения является функцией 3-х параметров - числа Рейнольдса Re, эквивалентной шероховатости Кэкв и внутреннего диаметра d, причем вид функции определяется режимом течения. В излагаемом материале использовалась формула (9), представленная [ 3 ]: (9) - эквивалентная шероховатость, мм. для ветвей, моделирующих абонентские вводы: (10) - расчетные суммарные потери давления при расчетном расходе,м, и расчетный расход, т\ч. Формула (10) является частным случаем, справедливым для непосредственного присоединения систем отопления и при отсутствии нагрузки на вентиляцию и ГВС. \|X\|- диагональная матрица порядка m, составленная из величин - заданный показатель степени, принимаемый для тепловых сетей , равным 2, - вектор узловых давлений ,м. - матрицы ориентированных ветвей, получаемые из матрицы А заменой всех элементов, равных соответственно (-1) или (+1) нулями, они фиксируют все начальные или конечные узлы ветвей и связаны соотношением: (11) - диагональная матрица порядка m, составленная из значений - диагональная матрица порядка m, составленная из значений , с- удельная теплоемкость, ккал\(кг С); - вектор узловых температур,С; - вектор граничных температур для ветвей, моделирующих участки; (12) - температура окружающей среды, принимаемая равной - температуре наружного воздуха для наземной прокладки ,С; - температуре грунта для подземной прокладки ,С; - температуре внутреннего воздуха при подвальной прокладке ,С; - коэффициент теплопередачи стенок и изоляции трубопровода, ккал\(ч м2 С); - площадь наружной поверхности трубопровода, м2; Произведение находится по нормативным тепловым потерям трубопровода: (13) Правила определения нормативных тепловых потерь , ккал\ч, среднегодовых температур теплоносителя и окружающей среды описаны в [ 3 ]. - вектор узловых расходов тепла, состоящий из величин для узлов, в которых имеет место приток теплоносителя с заданными температурой и теплоемкостью и из - в случае потребителей с нагрузками , а также температурами и теплоемкостями , подлежащими определению в результате расчета. Для непосредственной схемы присоединения систем отопления без регуляторов расхода и при тосутствии нагрузки на системы вентиляции и ГВС температура теплоносителя, возвращаемого в сеть , может быть определена в результате решения нелинейного уравнения : (14) (15) (16) где - соответственно расчетные нагрузка системы отопления, температура наружного и внутреннего воздуха, температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе, определяемая по температурному графику в точке с расчетной температурой наружного воздуха; - расход теплоносителя на участке j, моделирующем систему отопления абонента. Температура внутреннего воздуха определяется по формуле: (17) Другие схемы присоединения систем отопления и ГВС и эффективность их работы в течение всего периода эксплуатации будут рассмотрены в следующих публикациях. Литература 1. Методические рекомендации по составу и объему технической документации на предприятиях тепловых сетей системы жилищно-коммунального хозяйства, Выпуск 1 Тепловые сети. Энергоатомиздат. 2. А.П. Меренков, В.Я. Хасилев Теория гидравлических цепей, М. Наука 1985. 3. В.И. Манюк, Я.М. Каплинский, Э.Б. Хиж и др. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей, М. Стройиздат,1988. к.т.н., профессор Китайцева Е.Х.
Разработка: АгАртИ-А.рф ООО "Компания "ИнБи" Тел: +79165148752, Факс: companyinbi@rambler.ru