Диплом «Реконструкция трубопроводов сетевой воды Улан-Удэнской ТЭЦ-1»

Для написания дипломных работ компания «ПОЛИТЕРМ» предоставляет студентам ВУЗов полный доступ к ресурсам программы ZuluGIS.

В дипломном проекте «Реконструкция трубопроводов сетевой воды Улан-Удэнской ТЭЦ-1» студентки ФГБОУ ВО «Забайкальский государственный университет» Кузькиной Алёны, рассмотрены особенности построения в ZuluThermo внутренних трубопроводных систем источников, ТЭЦ или котельных на примере Улан-Удэнской ТЭЦ-1.

• ZuluGIS – это геоинформационная система, которая пользуется большим спросом в сфере водо- и теплоснабжения.
• ZuluThermo - набор программ для расчетов тепловых сетей.

Разработка электронной модели

Программный комплекс ZuluThermo, разработанный компанией ООО «Политерм» открывает широкий круг возможностей для моделирования и расчетов магистральных тепловых сетей, транспортирующих тепло от источника к потребителю. Однако на практике часто существует необходимость в гидравлических и тепловых расчетах иных трубопроводных систем. К таким системам, например, относится система трубопроводов внутри самого источника теплоснабжения. В программном комплексе не предусмотрено моделирование внутренней системы источника, как таковой: тем не менее, это возможно.

Особенности построения в ZuluThermo внутренних трубопроводных систем источников, ТЭЦ или котельных, рассмотрены в данной статье на примере Улан-Удэнской ТЭЦ-1: для дальнейших гидравлических расчетов требуется смоделировать теплофикационную установку внутри станции, принципиальная схема которой изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Принципиальная схема теплофикационной установки Улан-Удэнской ТЭЦ-1

1. Для создания модели использованы стандартные векторные элементы, предусмотренные ZuluThermo для моделирования протяженных тепловых сетей, при этом применение элементов в модели имеет ряд особенностей:Трубопроводы коллектора моделируются участками в режиме «отключен подающий трубопровод», так как коллектор представляет собой однотрубную систему, и большая часть трубопроводов располагается до теплофикационных установок, после которых нагретая обратная сетевая вода считается прямой.
2. В программном комплексе нет векторного элемента, моделирующего работу сетевого подогревателя. Для решения задач реконструкции необходимы гидравлические расчеты, отражающие потери давления в системе, поэтому подогреватели сетевой воды в данной ситуации моделируются дросселирующими шайбами (векторный элемент «устанавливаемая шайба»).  Данные элементы имитируют гидравлическое сопротивление подогревателей (см. рис 2, 3, 4, 5).
3. Сетевые насосы моделируются элементом «насосная станция» с указанием в таблице данных количества насосов, равного одному. Сам насос задается его фактической расходно-напорной характеристикой в таблице данных элемента (см. рис. 6).
4. Для нормального функционирования и возможности проведения расчетов модель должна иметь источник и потребителей, связанных между собой участками. В данном случае внутристанционный сетевой коллектор представляет собой внутреннюю систему источника – векторного элемента в ZuluThermо, который обычно представляет собой ТЭЦ или котельную.

Для соблюдения условия построения модели «Источник–участок–потребитель» и обеспечения заданного направления потока сетевой воды в коллекторе за «источник» принимается напорный трубопровод тепломагистралей, за «потребителей» – точки отбора обратной воды на всас сетевых насосов, при этом подача насоса задается расходом в таблице данных «потребителя».

Рисунок 2 – Создание модели I группы подогревателей с чертежа

Программный комплекс ZuluThermo ориентирован на двухтрубные тепловые сети, поэтому потребитель может быть подключен только к участку в режиме «включены оба трубопровода».

Для соблюдения данного условия в модели создаются дополнительные участки: участки в режиме «включены оба трубопровода» для связи коллектора с «потребителями» и «источником» и участки в режиме «отключен обратный трубопровод» для связи элементов модели в целом.

Рисунок 3 – Создание модели III группы подогревателей с чертежа

Принципиальная схема построения модели по условию «Источник–участок–потребитель» представлена на рисунке 7.

Рисунок 4 – Создание модели IV группы подогревателей с чертежа

5. Для поддержания заданного давления обратной сетевой воды на всасе насосов в модели предусмотрены регуляторы давления (векторный элемент «регулятор давления в обратном»), установленные на входе в подающий трубопровод магистрали и связанные с точкой начала коллектора вспомогательным участком. Таким образом, данный элемент является точкой замера давления в подающем и задает давление в обратном. Включение регуляторов давления в модель показано на рисунке 8.

Общий вид модели коллектора сетевой воды Улан-Удэнской ТЭЦ-1, созданной в программном комплексе ZuluThermo, представлен на рисунке 9.

Рисунок 5 – Создание модели V группы подогревателей с чертежа

Рисунок 6 – Создание модели

Рисунок 7 – Принципиальная схема построения модели сетевого коллектора

Модель, созданная по описанной схеме, позволила получить достоверные результаты гидравлических расчетов и оценить варианты реконструкции, разработанные конструкторским отделом ПАО «ТГК № 14» для увеличения эффективности использования электроэнергии сетевой насосной установкой Улан-Удэнской ТЭЦ-1. По результатам расчетов на данной модели удалось снизить мощность, потребляемую сетевыми насосами, почти на 0,5 МВт, при этом срок окупаемости по экономическим оценкам составит не более двух лет, что делает проект крайне успешным с точки зрения экономики и энергосбережения.

Рисунок 8 – Регулятор давления в обратном

Рисунок 9 – Развернутая модель теплофикационной установки Улан-Удэнской ТЭЦ-1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Забайкальский государственный университет»

Тема дипломной работы: Реконструкция трубопроводов сетевой воды Улан-Удэнской ТЭЦ-1

Выполнила: студентка энергетического факультета, кафедры энергетики
Кузькина Алёна Евгеньевна

Дипломный руководитель:
к.т.н. Кобылкин Михаил Владимирович