Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №84 (август) 2020
Разделы: Строительство, Техника
Размещена 01.07.2020. Последняя правка: 06.07.2020.
Просмотров - 350

К ВОПРОСУ О ДИАГНОСТИКЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Мишеев Артур Андреевич

ГОУ ВПО Донецкий национальный технический университет, г. Донецк

магистрант

Безбородов Денис Леонидович, старший преподаватель, ГОУ ВПО Донецкий национальный технический университет, г. Донецк


Аннотация:
Вопрос определения фактического графика работы тепловых сетей централизованной или автономной системы отопления имеет большое значение для оценки параметров работы системы теплоснабжения. Качественная оценка температурных параметров системы отопления позволяет оценить правильность подбора отопительных приборов и разработать предложения по корректировке режима их функционирования при отклонении параметров теплоносителя.


Abstract:
The issue of determining the actual schedule of the heating networks of a centralized or autonomous heating system is of great importance for evaluating the parameters of the heating system. A qualitative assessment of the temperature parameters of the heating system makes it possible to assess the correctness of the selection of heating devices and to develop proposals for adjusting the mode of their functioning when the heat carrier parameters are deviated.


Ключевые слова:
температурный график; расчёт; температура; соответствие; отклонение; диагностика

Keywords:
temperature schedule; calculation; temperature; conformity; rejection; diagnostics


УДК 697.341

Введение

Существующие методики расчёта температурных графиков ориентированы на специалистов-теплоэнергетиков и должны учитывать значительное количество параметров при расчёте температурных графиков. В большинстве случаев рядовой потребитель не понимает смысл, закладываемый в названиях графиков: «150/70°С», «130/70°С», «95/70°С» и т.д. Также существуют графики с нижней срезкой, с верхней и т.д. То есть, указанные температуры соответствуют значениям в подающей и обратной линиях тепловой сети для расчётной температуры отопления, а промежуточные значения неизвестны.

Актуальность вопроса заключается в необходимости контроля параметров в отопительной системе у потребителя, что позволит вовремя диагностировать возможные проблемы, связанные с гидравлическим режимом работы сети.

Научная новизна: В работе представлен практический подход к оценке показателей функционирования системы теплоснабжения на основании экспресс-метода. Впервые представлены экспресс-зависимости для распространённого температурного графика 150/70°С для оценки опорных температур в трубопроводах системы теплоснабжения.  Представлен критерий определения целесообразности или необходимости дополнительных инструментальных исследований.

Методику расчёта температур в подающей и обратной линиях рассмотрим на примере. На котельной используется для отпуска тепла график отпуска тепла 150/70°С. Для проверки соответствия фактических температур проектным воспользуемся данными температуры подачи и обратки, зафиксированные в течение двух месяцев с периодом в час. Для этого можно использовать ручной метод контроля температур или автоматический регистраторы данных.

В расчёте принимаем температуру внутренне воздуха в отапливаемых помещениях 18°С, расчётную температуру отопления «-22°С». Расчёт выполним для текущей температуры окружающей среды «+2°С». При использовании водоструйных элеваторных узлов для снижения температуры в местной отопительной с 150°С до допустимых 95°С.

Рассчитаем проектную температуру [1, 2]:

 Блок формул 1

Температура воды в подающем и обратом трубопроводах при tн =+2°С: 

Блок формул 2

Сравнение фактических и проектных показателей приведено на рисунке 1.

В качестве исходных данных выбраны два периода: январь (первые 720 значений) и март (следующие 720 значений). В каждом месяце велась запись среднечасовых температур в прямом и обратном трубопроводах. Также контролировалась температура окружающей среды, на основании которой по вышеприведенным формулам определены расчётные (нормируемые) значения.

Визуальное сравнение полученных данных наглядно показывает имеющееся несоответствие температур между собой.

 Сравнение фактических и проектных показателей

Рисунок 1 – Сравнение фактических и проектных показателей

Температура на улице колеблется от -24 до +15 . Для более наглядного обзора постоим зависимость температур в трубопроводах от температуры окружающей среды (рисунок 2).

 Зависимость температур в трубопроводах от температуры окружающей среды

Рисунок 2 - Зависимость температур в трубопроводах от температуры окружающей среды

 

Исходя из результатов расчетов построим суточный график 3. На данном графике мы видим, что фактическая температура подачи и обратки отличаются от расчетной - она более низкая. А также имеет место перегрев (перетоп) теплоносителя начиная с 3 часов ночи и до 7 часов утра, а в остальное время - недотоп. То есть, на точность определения результата влияет и время измерения температур. Предлагается использование временных диапазонов (минимум сутки) для оценки фактических значений. 
 Суточная динамика температур

                                                                    Рисунок 3 – Суточная динамика температур в трубопроводах от температуры окружающей среды

На рисунке 4 представлены упрощённые зависимости требуемых температур в подающем и обратном трубопроводах от температуры окружающей среды.   К выводу уравнения

                                                               Рисунок 4 – К выводу упрощённой зависимости температур в подающем и обратном трубопроводах

Представленные зависимости (для графика 150/70°С) изменения температуры в трубопроводах отопления в упрощённом виде можно представить в виде прямых линий, уравнения которых включают только одну переменную - температуру окружающей среды. В области температур от "+10°С" до "-22°С" неточность расчётов не превышает 1,5°С, что приемлемо для практических вычислений. То есть, использование практических зависимостей tпод.150 = -3,2069·tнар + 80,931 и  tобр.70 = -1,2069·tнар + 44,931 и измерение температуры трубопровода позволит получить с достаточной надёжностью вывод о качестве функционирования системы теплоснабжения - при отклонении более 10 градусов. Использование этого критерия позволит сделать вывод о целесообразности проведения дополнительных инструментальных исследований. Так при разнице рассчитанных опорных температур и измеренных фактических значений менее 10°С однозначно требуется проведение дополнительных исследований, а при разнице более 10 градусов - дополнительных измерений не требуется, что значительно скажется на затратной части исследований. 



В качестве вывода следует отметить, что сравнение фактических показателей с расчётными позволяет определить факт соответствия или несоответствия параметров между собой. В случае получения стабильных значений расхождений следует вывод о нарушениях работы системы теплоснабжения. Данный метод не позволяет определить конкретную проблему, однако является хорошим суммарным показателем функционирования системы теплоснабжения.

Библиографический список:

1. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям: Учеб. Пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 232 с., ил. 2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 7-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с.: ил.




Рецензии:

1.07.2020, 12:39 Олевский Виктор Аронович
Рецензия: В интернете достаточно предложений по диагностике систем теплоснабжения, объясните в чём научная новизна Вашего метода. Обязательно укажите источник сравнения.

01.07.2020 22:22 Ответ на рецензию автора Мишеев Артур Андреевич:
Виктор Аронович, спасибо за проявленное внимание к работе. По сути в работе рассматривается практический подход к выявлению глобальной причины при наличии факта нарушения комфортных условий у потребителя и не ставилась задача совершенствования научных основ. Потребитель на примере трёх формул и минимального набора информации (название температурного графика) может при наличии одного термометра с большой достоверностью определить с какой стороны имеется проблема: у теплоснабжающей организации или у самого потребителя. Для сравнения выбрана типовая районная котельная г. Донецка с водяными тепловыми сетями, работающими по графику качественного регулирования (в проекте 150/95/70°С), а по факту (наглядно видно из приведенных данных) значительно более низкий график. То есть потребитель не сможет получить требуемое количество тепла при сохранении проектной площади отопления.

2.07.2020, 10:33 Олевский Виктор Аронович
Рецензия: Артур Андреевич, основа научной статьи - это должна быть доказана научная новизна, у Вас материала много, вот и сформулируйте и внесите в текст.
05.09.2020 22:22 Ответ на рецензию автора Мишеев Артур Андреевич:
Изменения внесены.

6.08.2020, 15:01 Лобанов Игорь Евгеньевич
Рецензия: Мне таже не совсем ясна научная новизна статьи. Автор пишет:"...не ставилась задача совершенствования научных основ..." А какая задача ставилась? Показать, что существующие методы недостаточно полно отражают реализуемые процессы? Если это так, то автор должен предложить более совершенный метод расчёта. На мой взгляд, автору необходимо переработать статью.
05.09.2020 22:22 Ответ на рецензию автора Мишеев Артур Андреевич:
Изменения внесены.

6.09.2020, 15:42 Олевский Виктор Аронович
Рецензия: Очевидно, что такая содержательная статья представляет интерес для учёных и специалистов по теплоснабжению и заслуживает публикации.



Комментарии пользователей:

6.07.2020, 22:02 Мишеев Артур Андреевич
Отзыв: Изменения внесены.


Оставить комментарий


 
 

Вверх