Теплоэнергетика 13.04.01, Экономика 38.04.01.
(Конспект подготовлен студентами)
История тепловых сетей:
Наибольшая теплофикация началась после революции. Раньше отопление осуществлялось через печи на дровах, углях – децентрализованное отопление. Когда пришла советская власть было принято решение строить многоквартирные дома (потому что появились рабочие, которые переселились в город) – это благо, потому что людям выдавалось жилье, они переселялись из ветхих домов – это все переход к централизованной системе теплоснабжения.
Централизованное теплоснабжение – один источник питает множество потребителей.
Почитать историю теплоснабжения России
Презентация ПНИ «Цифровая энергетика»
Децентрализованное теплоснабжение нужно там, где маленькая плотность населения; централизованная – в городах, где большая плотность населения и большая потребность в тепле.
Если нет градирен, но есть бело-красная труба (иногда 4 трубы "пакетом") – это котельная – источники теплоснабжения.Они теплоснабжают несколько потребителей (районов).
Тепловая сеть (прямая и обратная труба) – это разветвленная сеть теплотрасс. Эта сеть приходит в тепловые коллекторы от источника, а из этого коллектора далее трубопроводы меньшего диаметра еще больше разветвляются и идут на ЦТП. Затем от ЦТП идут трубы к домам. После того, как дома получат тепловую энергию, вода (теплоноситель) должен вернуться обратно на котельную, чтобы снова нагреться.
В городах РФ преобладает водяное централизованное теплоснабжение. Децентрализованное теплоснабжение - печное и на индивидуальных котлах.
Еще бывает централизованное паровое теплоснабжение, но оно не пошло для ЖКХ в РФ.
(паровое отопление Нью-Йорка – видео посмотреть так же другие видео по этому запросу).
Небоскреб – пример емкого, «концентрированного» потребителя (потому что на маленькой площади большое потребление тепла и электричества) – это довольно сложная структура, потому что большое количество людей и большое количество лицевых счетов.
Цифровизация тепловых сетей нужна для улучшения, облегчения учета всех явлений в тепловых сетях.
Статья «Создание цифрового двойника тепловой сети в различных программных комплексах»
См. на расчетную схему городской тепловой сети
Упрощенная схема расстановки датчиков: термометров, датчиков измерения давления и расхода. Эти данные собираются на каждый узел учета – из каждой квартиры – это уже избыточное количество данных. С помощью цифровизации этот процесс значительно упрощается.
Насколько глубоко собирать данные? Определяет теплоснабжающая компания, управляющая сетями согласно нормативно-правовой базе.
1 рисунок – график Россандера – график теплового потребления; то, на что сеть работает в течение года
2 рисунок – температура в тепловой сети, подающей и обратно – количество нагрева
3 рисунок – пьезометрический график – показывает, как снижается давление по тепловой сети (чем длиннее сеть, тем большее давление подается) – мощность насосов
What-if анализ – «если мы запитаем нового абонента, что будет» - можем понять с помощью цифрового двойника.
Прокладка электросетей относительно проще прокладки тепловых сетей, потому что тепловые сети – это земляные работы, отъем территорий, большие капзатраты.
Трубы в тепловых сетях (прямая и обратная) и канал связи (проводной и беспроводной).
Оптимизация затрат – тоже задача цифровизации. Экономисты должны сопоставить, что выгоднее – внедрить цифровое решение или понести текущие затраты (технические возможности есть).
Кто на кого ориентируется? Источник или сеть?
Парадигма – система взглядов на мир (см. первые занятия).
Парадигма 1: кто кому диктует условия? Источник говорит: «мы можем произвести столько, а вы нам заплатите столько-то»
Парадигма 2: потребитель говорит: «я у вас готов купить по такой-то цене, а будет дорого - покупать не будем» (в экономике подобное описывается вопросом: чей рынок? продавца или покупателя)
На самом деле сети диктуют все условиях: и генератор, и потребители стоят к ним в очереди.
Что должен делать цифровой двойник? Давать описание параметров реального объекта с высокой точностью и с наименьшими требованиями к потреблению ресурсов на собственные нужды.
Оптимальный цифровой двойник – дает оптимальный объем данных и не стоит слишком дорого. Ученых всегда интересует, чтобы модель была адекватна; а эксплуатационщиков (и пользователей/потребителей) интересует удобство, простота, дешевизна (при покупке и последующем обслуживании).
Есть возможность содержания своего ИТ-отдела (которые ориентированы на специфику деятельности предприятия) или наем субподряда (внешние фирмы, которые тоже могут иметь специфику, но в большой энергетике таких компаний мало – это хорошо, потому что задача узкая и сложная). Компаний, которые пишут программы для потребителей, гораздо больше.
Пример:
Цифровое теплоснабжение на примере продуктов МЗТА (типа SCADA)
https://rutube.ru/video/d4bafe392e10e2daa3d499594afb9e85/?r=wd