Автоматизация управления системами теплоснабжения промышленных объектов при низкотемпературных режимах
Применение в данных условиях стандартных подходов к регулированию процессов в системах теплоснабжения, основанных на применении типовых средств автоматизации, сопряжено с рядом проблем, связанных с нестабильностью гидравлических и тепловых режимов, пониженными параметрами теплоносителя на тепловых вводах потребителей. Безусловно, выходом из сложившейся ситуации являлся бы возврат к исходным… Читать ещё >
Содержание
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ
- 1. 1. Существующие проблемы теплоснабжения объектов промышленных предприятий
- 1. 2. Принципы комбинированного производства тепла и электроэнергии. Вопросы энергосбережения
- 1. 3. Низкотемпературное централизованное теплоснабжение. Датский опыт.,
- 1. 4. Обзор методов и систем управления режимами теплоснабжения
- 1. 5. Постановка цели и задач исследования
- ГЛАВА 2. ПОДХОД К АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
- 2. 1. Факторный анализ экономической эффективности теплоснабжения промплощадки ОАО «ММК» при пониженном температурном графике
- 2. 2. Концепция регулирования теплоснабжения промышленных объектов при дефицитных режимах
- 2. 2. 1. Критерии принятия решений при регулировании режимов
- 2. 2. 2. Технические мероприятия
- 2. 2. 3. Порядок проведения работ
- 2. 3. Автоматизация управления энергетической эффективностью систем теплоснабжения
- 2. 3. 1. Общая структура автоматизированной системы управления энергетической эффективностью систем теплоснабжения
- 2. 3. 2. Энергетическая паспортизация потребителей
- 3. 1. Общий подход к разработке математической модели системы централизованного теплоснабжения объектов
- 3. 2. Моделирование источников тепловой энергии
- 3. 3. Моделирование режимов тепловых сетей
- 3. 3. 1. Методы моделирования режимов тепловых сетей
- 3. 3. 2. Построение топологической структуры тепловой сети
- 3. 3. 3. Методика проведения гидростатического расчета теплосети на основе укрупненных расчетных схем
- 3. 3. 3. Гидравлическая модель тепловой сети
- 3. 3. 4. Результаты моделирования гидравлического режима сетевого района горно-обогатительного производства ОАО «ММК»
- 3. 3. 5. Расчет тепловых потерь через изоляцию трубопроводов. щ ЗА. Моделирование оборудования тепловых пунктов
- 3. 4. 1. Отопительные приборы
- 3. 4. 2. Теплообменники
- 3. 4. 3. Насосы
- 3. 4. 4. Регулирующие клапаны
- 3. 5. Моделирование теплового режима здания
4.1. Способы регулирования отопления зданий. т 4.1.1. Способ автоматического регулирования расхода тепла в системе центрального отопления здания в условиях большого диапазона изменения параметров теплоносителя.
4.1.2. Способ адаптивного регулирования отопления здания.
4.1.3. Способ регулирования отопления на основе применения нечеткой логики.
4.2. Автоматизированная тепловая подстанция сетевого района горнообогатительного производства ОАО «ММК» (АТП-ГОП).
4.2.1. Назначение и цели создания АТП-ГОП.
4.2.2. Описание существующей системы водяного централизован-ного теплоснабжения района ГОП.
4.2.3. Требования, предъявляемые к АТП-ГОП.
4.2.4. Принципиальная схема АТП-ГОП.
4.3. Система коррекции температурного графика на основе автоматизированного пароструйного подогревателя.
Выводы к главе 4.
Список литературы
- Аксёнов Г. Е. Системы автоматизации и диспетчеризации. — http://www.aces.ru/problems/n7/aksenov.htm (15.02.2002)
- Андрющенко А.И., Алимов Р. З., Хлебалин Ю. М. Теплофикационные установки и их использование. — М.: Высшая школа, 1989.-256 с.
- Апарцев М.М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения: Справочно-методическое пособие. — М.: Энергоатомиздат, 1983. -204 с.
- Баранов Н.Н., Батенин В. М., Григорьянц P.P., Жук А.З. Общая картина и анализ потребления энергоресурсов в системе РАН. -http://www.aces.ru/problems/n4/analys.htm (15.02.2002)
- Белавкин И.В., Казаринов Л. С. Оценка эффективности инвестиционных проектов в сфере энергосбережения / В кн.: Стратегия энергосбережения: региональный подход // Челябинск, адм. Челябинской обл., Областной фонд энергосбережения, 1996. С.51−70.
- Белинский С .Я. Теплофикация и тепловые сети // Теплоэнергетика. 1983. -№ 12 — 73 с.
- Борисов Е.И., Корытников В. Е. Теплофикация в энергетике страны // Теплоэнергетика. 1980. — № 2 — С.2−5.
- Витальев В.П., Николаев В. Б., Порывай Г. А., Сельдин Н. Н. Эксплуатация тепловых пунктов систем теплоснабжения. М.: Стройиздат, 1985.-382 с.
- Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию / Под ред. Н. К. Громова. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 376 с.
- Голяк. С.А. Теплоснабжение промышленных предприятий в современных условиях // Градостроительство, современные строительные конструкции, технологии, инженерные системы: Межвуз. сб. начн. тр., Магнитогорск, 1999.
- Гребенюк В.Ф., Патлахов А. Е. Автоматизация управления экономическими характеристиками системы теплообеспечения // Вестник Оренбургского государственного университета, 2000, № 3 (6) -Оренбург: ИПК ОГУ. 6 с.
- Гребенюк В.Ф. Теплообеспечение помещений (повышение качества жизнеобеспечения). М.: Изд-во «Вузовская книга», 1998. — 116 с.
- Гребенюк В.Ф. Повышение качества теплообеспечения производственных помещений (концептуальный проект). Оренбург: ОГУ, 1999. -104 с.
- Григорьянц Р.Р., Евдокимов Ю. А., В.А. Юркин Роль НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН в решении проблем энергосбережения. http://www.aces.ru/problems/nl 1/ ntc. htm (17.04.2003).
- Громов H.K. Городские теплофикационные системы. -М.: Энергия, 1974.-253 с.
- Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция. JL: Стройиздат, 1975. -219 с.
- Ельфимовская Е. В., Шнайдер Д. А. Расчет гидравлических режимов в системах водяного теплоснабжения // Автоматизация и управление в технических системах: Сб. науч. тр. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. — С.58−60.
- Жук А.З., Козлов Б. М. Оптимизация систем отопления и водоснабжения. http ://www .aces.ru/problems/n9−10/optimization.htm (15.02.2002).
- Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 320 с.
- Зингер Н.М., Бестолченко В. Г., Жидов А. А. Повышение эффективности работы тепловых пунктов. М.: Стройиздат, 1990. 188 с.
- Иванов В.А. Тепловые расчеты водяных систем теплоснабжения. Учебное пособие. Саратов: Саратовский политехнический институт, 1992. -73 с.
- Организация и управление коммунальным теплоэнергетическим хозяйством / С. И. Иванов, М. Б. Иванов, А. А. Ахтырский, Э.Б. Хиж- Стройиздат. М., 1986. 238 с.
- Иванов В. Интеллектуальное здание // Открытые системы. 2002. -№ 12. http://www.osp.ru/.
- Ионин А.А. Надежность систем тепловых сетей. М.: Стройиздат, 1989.-264 с.
- Ионин А.А., Хлыбов Б. М., Братенков В. Н. Теплоснабжение. -М.: Стройиздат, 1982. 336 с.
- Изменения в строительные нормы и правила: Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов: СНиП 2.04.14−88*, внесенные постановлением Госстроя России от 29.12.97 г. № 18−80.
- Ильин В.Г. Расчет совместной работы насосов водопроводных сетей и резервуаров. Киев.: Госстройиздат УССР, 1963.
- Козин В.Е., Левина Т. А., Марков А. П. и др. Теплоснабжение. -М.: Высшая школа, 1980. 408 с,
- Казаринов Л.С. Энергетический менеджмент на предприятиях / В кн.: «Стратегия энергосбережения: региональный подход» // Челябинск, адм. Челябинской обл., Областной фонд энергосбережения, 1996. С.21−50.
- Казаринов Л.С. Энергетическая эффективность одна из основных задач развития хозяйства области / В кн. «Проблемы и пути перехода к устойчивому развитию региона» // Челябинск. — Челябинская областная Дума, 1996. — С.50−53.
- Казаринов Л.С. Об энергосбережении в системах централизованного теплоснабжения // Энергосбережение на промышленных предприятиях: материалы II Международной научно-технической конференции. Магнитогорск: Изд-во «Дом печати», 2000. С.67−70.
- Казаринов Л.С., Касюк С. Т. Автоматизация ведения энергетических паспортов организаций // Энергосбережение на промышленных предприятиях: материалы II Международной научно-технической конференции. Магнитогорск: Изд-во «Дом печати», 2000. С.239−238.
- Казаринов Л.С., Постаушкин В. Ф., Шнайдер Д. А. Адаптивное регулирование отопления здания // Энергосбережение на промышленных предприятиях: Материалы II Международной научно-технической конференции. Магнитогорск: Изд-во «Дом печати», 2000. С. 165−168.
- Казаринов Л.С., Шнайдер Д. А. Автоматическое регулирование на тепловых вводах зданий в дефицитных режимах К Энергосбережение в промышленности и городском хозяйстве: Сб. тез. докл. научн.-практ. конф. (1415 июня). Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. С.24−25.
- Колл Дж.Г. Организационные модели и структуры // Современное управление. Издатцентр, т.1, 1997. С. 1−54.
- Красовский А.А. Системы автоматического управления и их аналитическое конструирование. — М: Наука, 1973. — 560 с.
- Креслинь А. Я., Скоробогат А. Б. Недостатки теплоузлов многоквартирных зданий в Риге и их модернизация // АВОК. 1999, № 6. — С. 62.
- Курицын Б.Н., Казьмина А. В. Отопление зданий. Учебное пособие. Саратов: Саратовский государственный технический университет, 1996. -123 с.
- Летов A.M. Математическая теория процессов управления. -М.: Наука, 1981.-255 с.
- Ливчак В. И. За оптимальное сочетание автоматизации регулирования подачи и учета тепла. // АВОК. 1998. — № 4 — С .44−51.
- Литвак В.И. Энергосбережение в системах централизованного теплоснабжения на новом этапе развития. // Энергосбережение. 2000. — № 2 — С.4−9.
- Логиновский О.В. Управление и стратегии. Челябинск: Изд-во ОГУ и ЮУрГУ, 2001. — 704 с.
- Логиновский О.В., Решетников В. Н. Система комплексной автоматизации проектирования городов и регионов // Программные продукты и системы. 1996. — № 2.
- Логиновский О.В., Гребенюк В. Ф., Емельянова И. В. Оптимизация управления теплообеспечениемё комплексов зданий (сборник научных трудов). Вып. 4. Челябинск: Издатель Татьяна Лурье, 2001. — 9с.
- Локшин Л.С. Регулирование распределения теплоносителя в системах теплообеспечения зданий по температуре обратной воды: Автореф. дис.канд. техн. наук / Моск. инж.-строит. ин-т им. В. В. Куйбышева. М.: 1986. -18 с.
- Макаров А.А., Вигдорчик А. Г. Топливно-энергетический комплекс: методы исследования оптимальных направлений развития. М.: Наука, 1979.-279 с.
- Методические указания по составлению энергетических характеристик для систем транспорта тепловой энергии (в трех частях) РД 153−34.020.523−98 часть 2−3.
- Методы и алгоритмы расчета тепловых сетей / Под ред. Хасиле-ва В.В., Миронова А. П. М.: Энергия, 1978. — 176с.
- Моделирование теплового режима здания / Постаушкин В. Ф., Шнайдер Д. А., Калинин П. В., Касюк С. Т. // Системы автоматического управления: Сб. науч. тр. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. — С.66−73.
- Моисеев Н.Н., Иванилов Ю. П., Столяров Е. П. Методы оптимизации. —М.: Наука, 1978. 351с.
- Муравьев В.В., Фрейдман А. В. Баранов А.А. Интеллектуальные здания и новейшие технологии инженерного обеспечения и автоматизации при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений // Энергосбережение. 2002. — № 5 — С.38−42.
- Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие / Под ред. А. С. Клюева. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 367 с.
- Нормы проектирования тепловой изоляции для трубопроводов и оборудования электростанций и тепловых сетей. М.: Госстройиздат, 1959.
- Олейников В.К., Никифоров Г. В. Анализ и управление электропотреблением на металлургических предприятиях: Учеб. Пособие. Магнитогорск: МГТУ им. Г. И. Носова, 1999. — 219 с.
- Орлов А., Скворцов И., Шалунов А. Автоматизированный анализ тепловых процессов // Открытые системы. 2002. — № 2. http://www.osp.ru/.
- Панферов В.И. Разработка основ построения и настройки моделей и алгоритмов в автоматизированных системах теплоснабжения // Строительство и образование: сб. науч. тр. вып. 2. Екатерибург: УТТУ-УПИ, 1999.
- Панферов В.И. Численный расчет систем автоматического регулирования // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. — № 4.
- Патент на изобретение РФ № 2 196 274 «Способ автоматического регулирования расхода тепла в системе центрального отопления здания» / Д. А. Шнайдер, JI.C. Казаринов, В. Ф. Постаушкин, М.В. Шишкин- М. Кл.7 F 24 D 19/10 от 28.05.2001.
- Петрушкин А.В. Эффективность теплоэлектроснабжения от мини-ТЭЦ. http://www.aces.ru/problems/nl 1/tec.htm (17.04.2003)
- Постаушкин В.Ф., Шнайдер Д. А., Калинин П. В., Касюк С. Т. Моделирование теплового режима здания // Системы автоматического управления: тем. сб. науч. тр. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. — С.66−73.
- Росаткевич Г. К. Краснобаев В.В. Единая автоматизированная система диспетчерского контроля и управления городским хозяйством на базе московской волоконно-оптической сети // Энергосбережение. 1999. — № 5 -С.52.
- Сафонов А.П. Автоматизация систем централизованного теплоснабжения. -М.: Энергия, 1974.
- Сеннова Е.В., Сидлер В. Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем. Новосибирск: Изд-во «Наука», 1987.-221 с.
- Сканави А.Н. Конструирование и расчет систем водного и воздушного отопления зданий. М.: Стройиздат, 1983. — 304 с.
- Строительные нормы и правила: Тепловые сети: СНиП 2.04.07−86* / Минстрой России М.: ГП ЦПП, 1996. — 44 с.
- Строительные нормы и правила: Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов: СНиП 2.04.14−88 / Госстрой СССР М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.-42 с.
- Строительные нормы и правила: Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: СНиП 2.04.05−91 * / Госстрой России М.: ГУП ЦПП, 2001.-71 с.
- Соколов Е.Я. Современное состояние и основные проблемы теплофикации и центрального теплоснабжения // Теплоэнергетика, 1988, № 3. С.2−6.
- Соколов Е.Я., Зингер Н. М. Струйные аппараты. — 3-е изд., перераб. М:. Энергоатомиздат, 1989. — 352 с.
- Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. -6-е изд., перераб. М.: Издательство МЭИ, 1999. — 472 с.
- Соколов Е.Я., Извеков А. В., Булычев А. С. Групповое регулирование отопительной нагрузки // Теплоэнергетика. 1985. — № 3 — С.50−57.
- Соколов Е.Я., Сафонов А. П., Воронкова Н. А. Метод оперативной оценки расхода тепла на отопление // Теплоэнергетика. 1989. — № 6 — С.21−24.
- Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей / В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж и др. М.: Стройиздат, 1982.-216с.
- Табунщиков Ю.А., Бродач М. М. Математическое моделирование и Оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. -194 с.
- Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы: Справочник / Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. 2-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 455 с.
- Туркин В.П. Водяные системы отопления с автоматическим управлением для жилых и общественных зданий. М.: Стройиздат, 1976. — 135 с.
- Туркин В.П., Туркин П. В., Тыщенко Ю. Д. Автоматическое управление отоплением жилых зданий. М.: Стройиздат, 1987. — 189 с.
- Фаликов B.C., Витальев В. П. Автоматизация тепловых пунктов: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 256 с.
- Хрилев Л.С. Теплофикационные системы. М.: Энергоатомиздат, 1988.-270 с.
- Хрилев Л.С., Смирнов И. А. Оптимизация систем теплофикации и централизованного теплоснабжения. М.: Энергия, 1978. — 264 с.
- Централизованное теплоснабжение в Дании. Исследования и разработка технологий. — Министерство энергетики, Датское управление в энергетике, Датское управление теплофикации, 1993.
- Чистович С.А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отопления. Л.: Стройиздат, 1975. — 159 с.
- Чистович С.А. и др. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления. Л.: Стройиздат, 1987. — 248 с.
- Шнайдер Д.А. Нечеткий регулятор для управления отоплением здания // Системы автоматического управления: Сб. науч. тр. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. — С.74−79.
- Шнайдер Д.А. Об оптимизации режимов тепловых сетей промышленных предприятий с использованием средств автоматизации // Компьютерные технологии, управление и радиоэлектроника: Вестник ЮУрГУ, 2001, № 9(09). Челябинск: Изд-во ЮУрГУ — С.71−75.
- Шнайдер Д.А., Шишкин М. В. Адаптивный регулятор отопления здания на основе искусственных нейронных сетей // Автоматизация и управление в технических системах: Сб. науч. тр. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. С. 131−134.
- Шубин Е.П. Основные вопросы проектирования систем теплоснабжения городов. М.: Энергия, 1979. — 360 с.
- Шульце К. П. Инженерный анализ адаптивных систем: Пер. с нем. -М.: Мир, 1992.-279 с.
- Энергосбережение опыт АУЖКХ треста 42 // А. Г. Шафинулин, Л. С. Казаринов и др. — Челябинск: АУЖКХ треста 42, 1999. — 120 с.
- Юрьев И.О. Математическая модель теплового режима производственного здания для автоматизированной системы управления теплоснабжением: Автореф. дис. канд. техн. наук / НИИ строит, физики. М.: 1989. -27 с.
- Юфа А.И., Носулько Д. Р. Комплексная оптимизация теплоснабжения. -Киев: Техника, 1988. 135 с.
- Bart K. Fuzzy engineering. University of Southern California, USA, 1997.
- Chin-Teng Lin, C.S. George Lee. Neural Fuzzy Systems: a neuro-fuzzy synergism to intelligent systems. University of Southern California, USA, 1996.
- Eriksson К. On The Operation of District Heating Systems. Thesis, Department of Energy Conversion, Chalmers University of Technology. Goteborg, Sweden, 1988.
- Komor P. Space cooling demands from office plug loads // ASHRAE Journal. 1997. — № 39 (12). — P.41−44.
- Ljungqvist J. Joints in District Heating Networks: Environmental Impacts On The Quality. Fernwarme international FWI — 17 (1988), p. 372−374.
- Picandet L. Temperature control using fuzzy logic. Application note. SGS-Thomson Microelectronics, USA, 1994.
- Rudig W. Energy Conversation and Electriaty Utilities A comparative analysis of organizational obstacles to CHP/DH. Energy Policy (1986): April, p. 104−116.
- TAC Venta V241. Data sheet F-20−50. http://www.tac.se/Docnet/ pdf-filer/319 880.pdf (5.05.2003).
- TAC Venta V341. Data sheet F-30−50. http://www.tac.se/Docnet/ pdf-filer/319 890.pdf (5.05.2003).
- TAC Forta M800 Actuator for Valves (RU) G-40−36. http://www. tac. seDocnet/ pdf-filer/319 890.pdf (5.05.2003).
- Tamonis M., Dagys A., Kuprys A., Kveselis V. Perspectives for District Heating Boiler-Houses Reconstruction and Modernization in Lithuania // Proceedings of IAEE East-European Conference. Kaunas, Lithuania. 1992. P. 288 291.
- Werner S. The Cost Efficiency of District Heating Distribution. Paper 5.3, VI International District Heating Conference, Copenhagen 1985.
- Пастушенко Виктора Петровича, зам. главного энергетика ОАО «ММК» по теплотехнике, председателя комиссии-
- Зуевского Валерия Владимировича, начальника паросилового цеха ОАО «ММК», члена комиссии-
- Вахромеева Ивана Евгеньевича, зам. начальника паросилового цеха ОАО «ММК», члена комиссии-
- Копцева Леонида Алексеевича, к.т.н., начальника бюро Центра энергосберегающих технологий ОАО «ММК», члена комиссии-
- Недосейкина Олега Викторовича, начальника службы контроля и наладки систем энергопотребления Центра энергосберегающих технологий ОАО «ММК», члена комиссии-
- Положения, разработки и научно-практические исследования кандидатской диссертации Шнайдера Д. А. использовались при организации управления режимами теплоснабжения промплощадки ОАО «ММК».
- Реализованы следующие мероприятия:
- В настоящее время ведутся работы по реализации данного проекта.
- Разработан автоматизированный пароструйный подогреватель (АПСП), позволяющий производить коррекцию температурного графика в системах теплоснабжения. АПСП установлен в паросиловом цехе. Испытания показали его работоспособность.
- Практическое внедрение научных результатов по теме диссертации осуществлялось Шнайдером Д. А. под научным руководством д.т.н., профессора Казаринова Л.С.
- Внедрение на промплощадке ОАО «ММК» разработанного комплекса мероприятий в целом показало свою эффективность. Проведенная оценка экономического эффекта от комплекса мероприятий в целом составила около 60 млн руб. в год.
- Условные обозначения тр.'ТФХ
- О приборы КИПиА <$ - теп/тосчетчик
- V-4- перемычка между теплотрассами н/ст. Ne8автоматизированные тепловые подстанции (план) тр 'уфх'1. ЗАО 'АТУн/ст, N'10 тр,'ТФХ'гоп1 и11 ¦ Bfuя