«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Задача мониторинга режимов работы тепловых сетей: исследование и формализация

УДК: [62-932.2+51-74]:621.6
DOI: 10.33285/2782-604X-2023-8(601)-66-73

Авторы:

¹ Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, Иркутск, Россия

Ключевые слова: трубопроводные системы, мониторинг, параметры режима, математическое моделирование, динамические режимы, температурные режимы

Аннотация:

В статье на основе анализа и структуризации проблемы и процессов мониторинга технического состояния тепловых сетей, предпринята попытка формализации задачи слежения за режимами их работы. Рассмотрены особенности этой задачи, содержательная постановка и возможные подходы к решению. В результате анализа литературы в области моделирования динамических процессов тепломассопереноса в цилиндрических трубопроводах была установлена возможность получения аналитического решения уравнения сохранения энергии для определения температуры теплоносителя в любой точке по длине трубопровода в любой момент времени. Предложенное уравнение потенциально может быть положено в основу динамической модели температурного режима тепловой сети при его мониторинге. Приведена математическая формализация рассматриваемой задачи на основе предлагаемого подхода динамической идентификации температурных режимов.

Список литературы:

1. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. – М.: Наука, 1985. – 279 с.
2. Новицкий Н.Н. Оценивание параметров гидравлических цепей. – Новосибирск: Наука, 1998. – 214 с.
3. Правила организации теплоснабжения в Российской Федерации: утв. Постановлением Правительства РФ от 08.08.2012 № 808 (ред. от 14.02.2020) "Об организации теплоснабжения в Российской Федерации и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации". – Пп. 124.16–124.22. Оценка надлежащего технического состояния тепловых сетей потребителя, расположенных между точкой поставки и точкой учета тепловой энергии (мощности).
4. Методические рекомендации по определению технического состояния систем теплоснабжения, горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и водоотведения // Нормативные документы в сфере деятельности Федер. службы по эколог., технолог. и атомному надзору. – М.: НТЦ ПБ, 2013. – Сер. 20, Вып. 13. – 92 с.
5. Grebneva O.A., Novitsky N.N. Modern Experience in Dynamic States Simulation of Pipeline Systems and the Possibility of its Application to Solving Identification Problems // E3S Web of Conf. – 2020. – Vol. 219. Mathematical models and methods of the analysis and optimal synthesis of the developing pipeline and hydraulic systems – 2020, Online, Oct. 16–22, 2020. – DOI: 10.1051/e3sconf/202021903001
6. Жуковский Е.Н. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах. – М.-Л.: Гос. изд-во техн.-теорет. лит., 1949. – 104 с.
7. Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. – М.-Л.: Гос. изд-во техн.-теорет. лит., 1951. – 224 с.
8. Методы расчета нестационарных гидравлических режимов в водяных тепловых сетях / Б.Н. Громов, Л.П. Канина, К. Нестке, П. Шнайденбах // Теплоэнергетика. – 1981. – № 7. – С. 36–40.
9. Атавин А.А., Тарасевич В.В. Математическое моделирование нестационарных процессов в трубопроводных системах // Гидравлические цепи. Развитие теории и приложения / под ред. А.З. Гамма. – Новосибирск: Наука, 2000. – С. 16–30.
10. Modeling of hydraulic transient control with vented hydropneumatic tank / Ronghe Wang, Zhixun Wang, T.M. Walski [et al.] // Proc. 11th Int. Conf. on Computing and Control for Water Industry. – 2011. – P. 877–882.
11. Gabrielaitiene I., Bøhm B., Sunden B. Modelling temperature dynamics of a district heating system in Naestved, Denmark – A case study // Energy Conversion and Management. – 2007. – Vol. 48, Issue 1. – P. 78–86. – DOI: 10.1016/j.enconman.2006.05.011
12. Function method for dynamic temperature simulation of district heating network / Jinfu Zheng, Zhigang Zhou, Jianing Zhao, Jinda Wang // Applied Thermal Engineering. – 2017. – Vol. 123. – P. 682–688. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.05.083
13. Chertkov M., Novitsky N.N. Thermal Transients in District Heating Systems // Energy. – 2019. – Vol. 184. – P. 22–33. – DOI: 10.1016/j.energy.2018.01.049
14. Гребнева О.А., Новицкий Н.Н. Оптимальное планирование и обработка результатов испытаний тепловых сетей на гидравлические и тепловые потери // Теплоэнергетика. – 2014. – № 10. – С. 62–67.
15. Новицкий Н.Н. Элементы теории и методов сетевой идентификации трубопроводных систем // Изв. РАН. Энергетика. – 2000. – № 6. – С. 87–97.
16. Неизотермическое течение газа в трубах / О.Ф. Васильев, Э.А. Бондарев, А.Ф. Воеводин, М.А. Каниболотский. – Новосибирск: Наука, 1978. – 126 с.
17. Панферов В.И. Моделирование нестационарного распределения температуры теплоносителя по длине теплопровода // Науч.-техн. проблемы систем теплогазоснабжения, вентиляции, водоснабжения и водоотведения: межвуз. сб. науч. тр. – Воронеж: ВГАСУ, 2002. – С. 96–99.
18. Панферов В.И. Идентификация тепловых режимов трубопроводных систем // Вестн. ЮУрГУ. Сер.: Стр-во и архитектура. – 2005. – № 13(53). – С. 85–90.
19. Богословский П.А. Ледовый режим трубопроводов гидроэлектрических станций. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950. – 156 с.
20. Девятов Б.Н., Демиденко Н.Д. Теория и методы анализа управляемых распределенных процессов. – Новосибирск: Наука, 1983. – 272 с.