Заведующий группы моделирования отдела схем теплоснабжения
РУП «Белнипиэнергопром»
Баубель А.Л.
Knp7@energoprom.by
+375257408553 (WhatsApp)
+375293547277 (Viber, Telegram)
РУП «Белнипиэнергопром» занимается разработкой схем теплоснабжения населенных пунктов Республики Беларусь, а также Российской Федерации.
С 2013 года все новые проекты разрабатывались на базе программного обеспечения ООО «Политерм».
РУП «Белнипиэнергопром» является профильным институтом по проектированию крупных ТЭЦ, а также участвует в их дальнейшей модернизации.
Задача по моделированию технологических процессов на ТЭЦ и крупных котельных стояла постоянно, а именно:
- расчетных схем сетевой воды
- расчетных схем паропроводов
- схем оборотного водоснабжения.
Для всех этих задач можно применять географическую информационную систему ZuluGIS, которая отличается своей гибкостью. ZuluGIS имеет встроенные расчетные модули ZuluThermo, ZuluSteam, ZuluHydro, их можно адаптировать для самых разных инженерных решений.
В качестве пилотных проектов в 2021г. решили применить ZuluThermo к схемам сетевых трубопроводов нескольких крупных ТЭЦ Республики Беларусь. На одной из них подробнее и остановимся.
Сетевая схема ТЭЦ представляет собой 2-ступенчатую систему подогрева сетевой воды. ТЭЦ транспортирует теплоноситель по 4 тепломагистралям. Магистрали между собой внутри станции гидравлически связаны, но при этом разделены на 2-е различные сетевые группы, каждая из которых имеет свой теплогидравлический режим (разные температурные графики и давления в подающем и обратном трубопроводах).
Каждая сетевая группа имеет 2 ступени повышения напора (подъемы). Подогрев сетевой воды обеспечивают 6 энергоблоков различной мощности, а также 4 электрокотла.
Модель принципиальной Схемы сетевой воды ТЭЦ позволяет определить параметры теплоносителя (температуру, давление, расход) на каждом участке трубопровода и в каждом узловом объекте. Также помогает оптимизировать загрузку оборудования, насосных агрегатов, их тепловые потоки.
В качестве исходных данных для ее разработки использовались:
- принципиальная схема трубопроводов сетевой воды
- паспортные данные и характеристики подогревателей сетевой воды, на основе которых производится расчет гидравлического сопротивления, которые, в свою очередь, заносятся в паспорт участков на выходе из подогревателя
- характеристики насосных агрегатов (пример паспортизации насоса на рисунке 1).
Диаметры, протяженности, трубопроводов их местные сопротивления приняты согласно принципиальной схеме сетевых трубопроводов и по результатам обследования. Кроме того, учтены местные сопротивления отводов и тройников, в грязевиках перед насосными агрегатами, в запорно-регулирующей арматуре (пример паспортизации участка, внесения дополнительных местных сопротивлений на рисунке 2).
Параметры работы тепломагистралей лучше моделировать «Обобщенным потребителем», в котором удобно задавать требуемый расход теплоносителя, расход на подпитку тепловой сети, температуру обратной сетевой воды, а также регулировать выходные параметры.
Для отладки теплогидравлического режима использовались фактические данные работы ТЭЦ в конкретный промежуток времени. В ведомости отражены реальные параметры (расход, температуры, давления) на входе и выходе из подогревателей турбин, насосных агрегатов и прочих контрольных точках.
Давление и расход подпиточной воды обеспечивает «Узел подпитки», а также подпиточные насосы. Узел подпитки представляет собой «Источник», в котором задан режим «Выделенный источник». Остальные сетевые подогреватели работают в режиме «Подпитки нет, фиксирован располагаемый напор», подогревая сетевую воду на заданную величину мощности.
Для распределения потоков теплоносителя между энергоблоками лучше использовать элемент с переменным сопротивлением - «Регулятор расхода».
Регулирование температуры в тепломагистралях осуществляется через перемычки между напорными и «всасывающими» коллекторами, осуществляющие подмес. Регулирование подмесом можно производить степенью открытия задвижки или локальным сопротивлением.
Регулирование давления в насосах производится несколькими способами:
- напорными задвижками
- частотно-регулируемый приводом сетевого насоса
- комбинировано.
Модель сетевых трубопроводов ТЭЦ имеет высокую сходимость, разбежка по давлению в контрольных точках не превышает нескольких метров водяного столба, температура не более 0,50С.
Выполненная модель сетевых трубопроводов ТЭЦ позволила:
- выявить «узкие» участки с высокими скоростями и гидравлическими потерями
- оптимизировать загрузку подогревателей и сетевых насосов
- снизить расход собственных нужд на перекачку теплоносителя
- увеличить скорость и качество проектных работ.