Геоинформационный расчетный комплекс начал свое развитие в далеких 90-х годах. И не смотря на интерфейс, представлявший собой набор текстовых таблиц для ввода и вывода данных, имел проработанное математическое ядро для гидравлических и тепловых расчетов, позволявшее считать схемы любой сложности. В ходе эволюционного развития «ТеплоЭксперт» вышел на принципиально новые уровни и превратился, пожалуй, в самый мощный и удобный инструмент для решения широкого спектра задач в области теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения.
Существующее положение:
- Высокая степень износа инфраструктуры (сетей и источников).
- Недостаточная энергоэффективность при эксплуатации сетей теплоснабжения.
- Потребителей в среднем 35% - с повышенным теплопотреблением, 35-40% - с нормативным теплопотреблением, 25-30% потребителей с дефицитом тепла. При этом на источнике теплоснабжения значительное превышение расхода теплоносителя – до 45%.
- Необходимость разработки и проведения мероприятий по модернизации и реконструкции объектов теплоснабжения.
- Необходимость улучшения качества теплоснабжения для конечного потребителя.
- Кадровый дефицит квалифицированных специалистов.
- Уровень качества теплоснабжения в основном определяется по количеству аварий на сетях и жалоб со стороны населения.
- Детальная картина по объекту теплоснабжения отсутствует.
Проблемы теплоснабжающих компаний:
- Дефицит инженеров-теплоэнергетиков, особенно за пределами региональных центров.
- Низкий уровень информатизации.
- Документация в бумажном виде с низкой степенью актуализации.
- Отсутствуют качественные инструменты для анализа и расчетов режимов эксплуатации и т.д.
Вектор модернизации инфраструктуры:
Чтобы знать куда двигаться – нужно понять в какой точке мы находимся сейчас. Не редко реализованные дорогостоящие мероприятия оказываются бесполезными.
Например, вместо реконструкции сетей и увеличения ее пропускной способности устанавливается более мощный источник, а для конечного потребителя почти ничего не меняется. Устанавливаются насосные станции одним проблемным потребителям, при этом создаются проблемы у других. Так как «подкачка» отбирает теплоноситель у ближайших потребителей. И множество других примеров.
Вначале необходимо получить детальную картину существующего режима эксплуатации тепло-энергетического объекта.
Геоинформационный расчетный комплекс «ТеплоЭксперт»
На пике развития современных информационных и расчетных технологий создан инструмент для оценки существующих и перспективных режимов эксплуатации объектов отопления, горячего и холодного водоснабжения, водоотведения.
Решение за 3 шага:
ШАГ 1: Внести в «ТеплоЭксперт» все необходимые исходные данные
Вводится минимальный набор параметров по потребителям, трубопроводам и источникам теплоснабжения, необходимый для начала процесса моделирования.
Потребители: тепловая нагрузка, тип присоединения, требуемая температура внутри помещения, сопротивление системы.
Трубопроводы: длина и диаметр, шероховатость, способ прокладки.
Источники теплоснабжения: расходно-напорные характеристики.
«ТеплоЭксперт» предоставляет развитый функционал для работы с геоподосновой различных типов и форматов. Поддерживаются векторные и растровые форматы графических файлов.
Создание кадастрового слоя и назначение назначение элементам схемы кадастровой принадлежности.
Создание дополнительных геоинформационных слоев: дороги, озеленения, водоемы и т.п.
ШАГ 2: Получить картину существующего положения
На основании внесенных параметров «ТеплоЭксперт» позволяет показать существующую картину теплоснабжения:
- Отображается уровень качества теплоснабжения потребителей.
- Выявляются трубопроводы с высокими гидравлическими потерями, «запирающие» сеть.
- Проводится адаптация модели к реальным условиям на основе актуализации исходных данных.
ШАГ 3: Оптимизация режима теплоснабжения
На основании исходных данных, введенных в модель, «ТеплоЭксперт» рассчитывает параметры дросселирующих устройств для обеспечения подачи потребителям требуемого количества теплоносителя:
- Предоставляется список дросселирующих устройств с указанием всех необходимых параметров для каждого потребителя.
- По укрупненным показателя оценивается экономический эффект от внедрения наладочных мероприятий.
Данная технология успешно применяется в рамках промышленных предприятий:
Моделирование существующего режима эксплуатации теплоэнергетического объекта:
Моделирование наладочного режима теплоэнергетического объекта:
Основные задачи, решаемые в среде «ТеплоЭксперт»:
- Паспортизация элементов и оборудования объектов теплоснабжения, водоснабжения, водоотведения и электроснабжения.
- Моделирование фактических режимов эксплуатации существующих коммуникационных сетей.
- Моделирование последствий аварийных ситуаций на сетях отопления и водоснабжения.
- Моделирование режимов эксплуатации с учетом перспективных планов развития при модернизации и реконструкции, строительстве и подключении новых объектов.
- Формирование расчетных данных для оптимизации режимов эксплуатации сетей и энергоисточников.
- Расчеты тепловых потерь в сетях теплоснабжения.
Паспортизация
- Внесение, хранение, обработка и поддержание актуальности данных по элементам теплоэнергетических объектов
- Возможность оперативного получения информации по любым элементам теплоэнергетических объектов
- Ведение статистики ремонтов и аварий на тепловых сетях и многое другое
Каждый элемент схемы имеет паспортное описание.
Паспорт элемента «Строение» содержит:
- Тепловая нагрузка
- Требуемая температура внутри помещения
- Параметры установленных дросселирующих устройств
- Параметры водопотребления и водоотведения
- Социальное назначение
- Балансовая принадлежность
- Год постройки
- Дата подключения к различным типам сетей
- Номер и дата договора подключения
- Количество проживающих человек
- Количество квартир
- Объем
- Общая площадь
- Информация по арендаторам (технологическая и административная) и многое другое
Паспорт элемента «Участок трубопровода» содержит:
- Длина и диаметр
- Топологическая привязка
- Дата ввода в эксплуатацию
- Дата последнего ремонта
- Балансовая принадлежность
- Ответственное лицо
- Режим работы участка
- Способ прокладки
- Параметры для вычисления нормативных (на основе Приказа №325 МинЭнерго) и фактических тепловых потерь
- Статистика по авариям и многое другое
Паспорт элемента «Источник» содержит:
- Параметры температурного графика отпуска теплоты
- Напорно-расходные характеристики насосной группы
- Параметры установленного оборудования
- Дата ввода в эксплуатацию
- Балансовая принадлежность
- Присоединенная тепловая нагрузка
- Информация по мазутному и газовому хозяйству
- Ответственные лица и многое другое
Аналогичные паспортные описания имеют остальные элементы схемы сетей:
- Центральные тепловые пункты
- Водопроводные колодцы
- Очистные сооружения
- Подкачивающие насосные станции
- Запорная арматура и другие
Для обеспечения информационно-структурных связей в «ТеплоЭксперт» используется большое количество внутрисистемных справочникови классификаторов.
Справочники охватывают как информационно-административные данные:
- Адреса
- Социальное назначение
- Организации
- Ответственные лица и другие
Так и технологические:
- Диаметры трубопроводов
- Запорная арматура
- Счетчики
- Тепловая изоляция
- Причины отключения и другие
Активное использование справочников позволяет строить широкие интеграционные решения.
Моделирование режимов эксплуатации сетей теплоснабжения
Существующий режим эксплуатации теплоэнергетического объекта:
- Оценка существующей картины теплоснабжения
- Определение качества предоставляемых услуг конечным потребителям
- Детальные характеристики режима:
- Количество подведенного теплоносителя к потребителям
- Располагаемые перепады на тепловых вводах
- Температуры внутри помещений
- Температуры сетевой воды на выходе
- Гидравлические потери в сетях и многое другое
Режимы эксплуатации с учетом перспективного подключения тепловой нагрузки и перераспределения ее между источниками.
Наладочный режим эксплуатации теплоэнергетического объекта:
- Оптимизация режима эксплуатации
- Перечень параметров дросселирующих устройств для наладочных мероприятий
Анализ и сравнение режимов эксплуатации и наладки при существующем положенииии выявление резервов энергосбережения:
Моделирование режимов эксплуатации:
Пример 1. Аварийная ситуация – порыв трубопровода
В силу тех или иных обстоятельств существует возможность замены только на трубопровод диаметром 100 мм.
ЗАДАЧА: Оценить режим теплоснабжения после проведения замены трубопровода.
На замененном трубопроводе происходят значительные гидравлические потери. Что приводит к значительному ухудшению качества теплоснабжения.
Пример 2. Разработка наладочных мероприятий
ЗАДАЧА: Оценить влияние предполагаемой установки подкачивающей насосной станции на качество теплоснабжения проблемного микрорайона.
Установка подкачивающей насосной станции, обеспечивающей увеличение напора на 10 м, позволяет решить проблему теплоснабжения данного микрорайона.
Аналогично сетям теплоснабжения «ТеплоЭксперт» позволяет расчитывать сети водоснабжения и водоотведения.
Расчет величины тепловых потерь:
Вычисление расчетных и нормативных тепловых потерь (Приказ МинЭнерго№325). Потери качества теплоносителя от тепловых потерь при транспортировке учитываются при расчетах режимов эксплуатации и наладки.
При наладочных тепловых и гидравлических расчетах определяе компенсации потерь увеличением расхода теплоносителя.
Моделирование режимов эксплуатации сетей холодного водоснабжения
Существующий режим эксплуатации:
- Оценка существующей картины водоснабжения
- Определение качества предоставляемых услуг конечным потребителям
- Детальные характеристики режима:
- Количество подведенной воды к потребителям
- Располагаемые напоры на вводах потребителей
- Гидравлические потери в сетях и многое другое
- Моделирование процессов водопотребления с учетом суточной неравномерности нагрузки
- Формирование индивидуальных графиков для водопотребителейв соответствии с принадлежностью к различным социальным группам (жилые здание, детские сады, спортивные сооружения, промышленные здания и т.д.) и с разбивкой по дням - будние, суббота, воскресенье и праздник.
Конструкторский расчет:
На основании заданных параметров водопотребления рассчитываются оптимальные диаметры трубопроводов, необходимые для обеспечения качественного водоснабжения конечных потребителей.
Моделирование режимов эксплуатации сетей водоотведения
Вычисление режимов эксплуатации сетей водоотведения с определением установившихся значений для существующего положения и с учетом перспектив по застройке и реконструкции/модернизации сетей и оборудования.
Конструкторский расчет сетей водоотведения позволяет подобрать диаметры и уклоны участков сетей для обеспечения нормального режима эксплуатации.
Интеграция АС «ТеплоЭксперт» с системами диспетчеризации
Производится чтение данных показаний приборов учета на ЦТП и присоединенных строениях. Данные отображаются как в индивидуальных паспортных формах элементов так и в сводных таблицах.
Для запрашиваемых данных задается уровень агрегации (час, день, месяц) и параметры соответствующего временного интервала.
Паспортизация оборудования источников и ЦТП
Детальная информация по оборудованию и коммуникациям. Отображение технологических схем объектас помощью унифицированных обозначений элементови трубопроводов.
Интегрированный редактор содержит более 500 различных элементов оборудования, разделенных по соответствующим категориям в зависимости от технологического назначения:
- насосное оборудование
- запорная арматура
- элементы системы вентиляции и т.д.
Каждый тип элементов схемы имеет свой набор паспортных данных.
Средства статистики и выборки данных
Система содержит развитые средства для формирования выборок данных по теплоэнергетическому объекту на основе различных критериев.