Электронное моделирование систем ресурсоснабжения

Электронная модель – информационный комплекс, включающий в себя: базы данных, программное и техническое обеспечение, предназначенные для ввода, хранения, актуализации, обработки, анализа, представления, визуализации данных о системе организации и осуществления выработки и передачи ресурсов.

Зачастую услугу по разработке и созданию электронной модели целесообразно выполнять для муниципальных образований и городов РФ, ресурсоснабжающих организаций или крупных промышленных предприятий.

Для муниципальных образований численностью более 100 тыс. человек обязательное наличие электронной модели систем теплоснабжения определяется согласно п. 55 постановления Правительства Российской Федерации №154 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения» от 22 февраля 2012 года:
Глава 3 "Электронная модель системы теплоснабжения поселения, городского округа, города федерального значения" содержит:

а) графическое представление объектов системы теплоснабжения с привязкой к топографической основе поселения, городского округа, города федерального значения и с полным топологическим описанием связности объектов;

б) паспортизацию объектов системы теплоснабжения;

в) паспортизацию и описание расчетных единиц территориального деления, включая административное;

г) гидравлический расчет тепловых сетей любой степени закольцованности, в том числе гидравлический расчет при совместной работе нескольких источников тепловой энергии на единую тепловую сеть;

д) моделирование всех видов переключений, осуществляемых в тепловых сетях, в том числе переключений тепловых нагрузок между источниками тепловой энергии;

е) расчет балансов тепловой энергии по источникам тепловой энергии и по территориальному признаку;

ж) расчет потерь тепловой энергии через изоляцию и с утечками теплоносителя;

з) расчет показателей надежности теплоснабжения;

и) групповые изменения характеристик объектов (участков тепловых сетей, потребителей) по заданным критериям с целью моделирования различных перспективных вариантов схем теплоснабжения;

к) сравнительные пьезометрические графики для разработки и анализа сценариев перспективного развития тепловых сетей.

Задачей гидравлического расчета является определение параметров и характеристик теплоносителя систем централизованного ресурсоснабжения, а именно: определение потокораспределения с учетом заданных нагрузок и параметров насосного (генерирующего) оборудования.

При проведении гидравлического расчета используется программно-расчетный комплекс (ПРК), который позволяет создавать расчетную математическую модель систем ресурсоснабжения, выполнять паспортизацию объектов и на основе созданной модели решать информационные задачи, задачи топологического анализа. ПРК может быть использован для решения различных задач таких как:

• Построение модели тепловых сетей, сетей водоснабжения, водоотведения, пароснабжения, газоснабжения;
• Конструкторский расчет сетей ресурсоснабжения;
• Наладочный расчет сетей ресурсоснабжения;
• Поверочный расчет сетей ресурсоснабжения;
• Расчет требуемой температуры на источнике;
• Коммутационные задачи;
• Построение пьезометрического графика;
• Расчет надежности систем ресурсоснабжения;
• Расчет нормативных потерь тепловой энергии через изоляцию.

Целью наладочного расчета в системе теплоснабжения является обеспечение потребителей расчетным количеством воды и тепловой энергии. В результате расчета осуществляется подбор элеваторов и их сопел (в случае наличия), производится расчет смесительных и дросселирующих устройств, определяется количество и место установки дроссельных шайб.

В результате расчета определяются расходы и потери напора в трубопроводах, напоры в узлах сети, в том числе располагаемые напоры у потребителей, температура теплоносителя в узлах сети (при учете тепловых потерь), величина избыточного напора у потребителей, температура воздуха в отапливаемых помещениях.

Целью поверочного расчета является определение фактических расходов теплоносителя на участках тепловой сети и у потребителей, а также количестве тепловой энергии получаемой потребителем при заданной температуре воды в подающем трубопроводе и располагаемом напоре на источнике.

В результате расчета определяются расходы и потери напора в трубопроводах, напоры в узлах сети, в том числе располагаемые напоры у потребителей, температура теплоносителя в узлах сети (при учете тепловых потерь), температура воздуха в отапливаемых помещениях у потребителей, расходы и температуры воды на входе и выходе в каждую систему теплопотребления.

Целью построения пьезометрического графика является наглядная иллюстрация результатов гидравлического расчета (наладочного, поверочного, конструкторского).

Пример построения пьезометрического графика системы теплоснабжения приведен на рисунке. В таблице под графиком выводятся для каждого узла сети следующие параметры: наименование, геодезическая отметка, высота потребителя, напоры в подающем и обратном трубопроводах, величина дросселируемого напора на шайбах у потребителей, потери напора по участкам тепловой сети, скорости движения воды на участках тепловой сети и т.д.