Systèmes de contrôle automatique de l'alimentation en chaleur. Avec l'utilisation d'équipements d'automatisation modernes Équipement et contrôle automatique de l'apport de chaleur

Siemens est un leader mondial reconnu dans le développement de systèmes pour le secteur de l'énergie, y compris les systèmes de chauffage et d'approvisionnement en eau. C'est ce que fait l'un des ministères. Siemens - Technologies du bâtiment – « Automatisation et sécurité des bâtiments ». La société propose une gamme complète d'équipements et d'algorithmes pour l'automatisation des chaufferies, des points de chauffage et des stations de pompage.

1. Structure du système de chauffage

Siemens propose une solution complète pour créer système unifié gestion des systèmes urbains d'approvisionnement en chaleur et en eau. La complexité de l'approche réside dans le fait que tout est proposé aux clients, en commençant par les calculs hydrauliques des systèmes d'alimentation en chaleur et en eau et en terminant par les systèmes de communication et de répartition. La mise en œuvre de cette approche est assurée par l'expérience cumulée des spécialistes de l'entreprise, acquise en différents pays dans le monde entier lors de la mise en œuvre de divers projets dans le domaine des systèmes de chauffage pour les grandes villes d'Europe centrale et orientale. Cet article traite des structures des systèmes d'alimentation en chaleur, des principes et des algorithmes de contrôle qui ont été mis en œuvre lors de la mise en œuvre de ces projets.

Les systèmes d'alimentation en chaleur sont construits principalement selon un schéma en 3 étapes, dont les parties sont:

1. Sources de chaleur de différents types, interconnectées dans un seul système en boucle

2. Points de chauffage central (CHP) connectés aux principaux réseaux de chauffage avec une température de caloporteur élevée (130 ... 150 ° C). Dans le centre de chauffage central, la température diminue progressivement jusqu'à une température maximale de 110 ° C, en fonction des besoins de l'ITP. Pour les petits systèmes, le niveau des points de chauffage centraux peut être absent.

3. Points de chauffage individuels recevant l'énérgie thermique de la centrale de chauffage et fournissant de la chaleur à l'installation.

La principale caractéristique des solutions Siemens est que l'ensemble du système est basé sur le principe de la distribution à 2 tubes, qui est le meilleur compromis technique et économique. Cette solution permet de réduire les déperditions thermiques et la consommation d'électricité par rapport aux systèmes 4 tubes ou 1 tube avec prise d'eau à ciel ouvert, largement utilisés en Russie, dont les investissements de modernisation sans modification de leur structure ne sont pas efficaces. Les coûts de maintenance de tels systèmes augmentent constamment. En attendant, c'est l'effet économique qui est le critère principal de l'opportunité du développement et de l'amélioration technique du système. Évidemment, lors de la construction de nouveaux systèmes, des solutions optimales qui ont été testées dans la pratique doivent être adoptées. Si nous parlons d'une refonte majeure d'un système d'alimentation en chaleur d'une structure non optimale, il est économiquement rentable de passer à un système à 2 tubes avec des points de chauffage individuels dans chaque maison.

Lors de la fourniture de chaleur et d'eau chaude aux consommateurs, la société de gestion supporte des coûts fixes dont la structure est la suivante :

Coûts de production de chaleur pour la consommation ;

pertes dans les sources de chaleur dues à des méthodes imparfaites de génération de chaleur ;

pertes de chaleur dans le réseau de chauffage ;

R frais d'électricité.

Chacun de ces composants peut être réduit avec une gestion optimale et l'utilisation d'outils d'automatisation modernes à chaque niveau.

2. Sources de chaleur

Il est connu que les grandes sources combinées de chaleur et d'électricité, ou celles dans lesquelles la chaleur est un produit secondaire, comme les processus industriels, sont préférées pour les systèmes de chauffage. C'est sur la base de tels principes qu'est née l'idée du chauffage urbain. Des chaudières fonctionnant avec différents types de combustibles sont utilisées comme sources de chaleur d'appoint. turbines à gaz Etc. Si les chaudières à gaz servent de source principale de chaleur, elles doivent fonctionner avec une optimisation automatique du processus de combustion. C'est le seul moyen de réaliser des économies et de réduire les émissions par rapport à la production de chaleur distribuée dans chaque maison.

3. Stations de pompage

La chaleur des sources de chaleur est transférée aux principaux réseaux de chauffage. Le caloporteur est pompé par des pompes du réseau qui fonctionnent en continu. Par conséquent, une attention particulière doit être portée au choix et au fonctionnement des pompes. Le mode de fonctionnement de la pompe dépend des modes des points de chauffage. Une diminution du débit à la cogénération entraîne une augmentation indésirable de la tête de pompe(s). Une augmentation de la pression affecte négativement tous les composants du système. Au mieux, seul le bruit hydraulique augmente. Dans les deux cas, l'énergie électrique est gaspillée. Dans ces conditions, un effet économique inconditionnel est assuré avec le contrôle de la fréquence des pompes. Différents algorithmes de contrôle sont utilisés. Dans le schéma de base, le contrôleur maintient une pression différentielle constante dans la pompe en modifiant la vitesse. Du fait qu'avec une diminution du débit du liquide de refroidissement, les pertes de charge dans les conduites sont réduites (dépendance quadratique), il est également possible de réduire le point de consigne (point de consigne) de la perte de charge. Ce contrôle des pompes est appelé proportionnel et vous permet de réduire davantage le coût de fonctionnement de la pompe. Contrôle plus efficace des pompes avec correction de la tâche par le « point distant ». Dans ce cas, la perte de charge aux extrémités des réseaux principaux est mesurée. Valeurs actuelles la pression différentielle compense la pression à la station de pompage.

4. Points de chauffage central (CHP)

Les systèmes de chauffage central jouent un rôle très important dans les systèmes de chauffage modernes. Un système d'alimentation en chaleur économe en énergie doit fonctionner avec l'utilisation de points de chauffage individuels. Cependant, cela ne signifie pas que les centrales de chauffage seront fermées: elles agissent comme un stabilisateur hydraulique et divisent en même temps le système d'alimentation en chaleur en sous-systèmes distincts. Dans le cas de l'utilisation d'ITP, les systèmes d'alimentation en eau chaude centrale sont exclus de la centrale de chauffage. Dans le même temps, seuls 2 tuyaux traversent la centrale de chauffage, séparés par un échangeur de chaleur, qui sépare le système de voies principales du système ITP. Ainsi, le système ITP peut fonctionner avec d'autres températures de liquide de refroidissement, ainsi qu'avec des pressions dynamiques plus faibles. Cela garantit le fonctionnement stable de l'ITP et entraîne en même temps une réduction des investissements dans l'ITP. La température de départ de la cogénération est corrigée conformément au programme de température en fonction de la température extérieure, en tenant compte de la limitation estivale, qui dépend de la demande du système ECS dans la cogénération. Nous parlons d'un ajustement préliminaire des paramètres du liquide de refroidissement, ce qui permet de réduire les pertes de chaleur dans les voies secondaires, ainsi que d'augmenter la durée de vie des composants d'automatisation thermique de l'ITP.

5. Points de chauffage individuels (ITP)

Le fonctionnement de l'ITP affecte l'efficacité de l'ensemble du système d'alimentation en chaleur. L'ITP est une partie stratégiquement importante du système d'approvisionnement en chaleur. La transition d'un système à 4 tubes à un système moderne à 2 tubes est associée à certaines difficultés. D'une part, cela implique un besoin d'investissement, et d'autre part, sans un certain "savoir-faire", l'introduction de l'ITP peut au contraire augmenter les coûts actuels société de gestion. Le principe de fonctionnement de l'ITP est que le point de chauffage est situé directement dans le bâtiment, qui est chauffé et pour lequel de l'eau chaude est préparée. Dans le même temps, seuls 3 tuyaux sont raccordés au bâtiment : 2 pour le liquide de refroidissement et 1 pour l'alimentation en eau froide. Ainsi, la structure des canalisations du système est simplifiée et lors de la réparation prévue des itinéraires, des économies sur la pose des canalisations sont immédiatement réalisées.

5.1. Contrôle du circuit de chauffage

Le contrôleur ITP contrôle la puissance calorifique du système de chauffage en modifiant la température du liquide de refroidissement. La consigne de température de chauffage est déterminée à partir de la température extérieure et de la courbe de chauffe (régulation en fonction de la température extérieure). La courbe de chauffe est déterminée en tenant compte de l'inertie du bâtiment.

5.2. Inertie du bâtiment

L'inertie des bâtiments a un impact significatif sur le résultat de la régulation du chauffage en fonction de la température extérieure. Un contrôleur ITP moderne doit tenir compte de ce facteur d'influence. L'inertie du bâtiment est déterminée par la valeur de la constante de temps du bâtiment, qui varie de 10 heures pour les maisons à panneaux à 35 heures pour les maisons en briques. Sur la base de la constante de temps du bâtiment, le régulateur IHS détermine la température extérieure dite "combinée", qui est utilisée comme signal de correction dans le système de régulation automatique de la température de l'eau de chauffage.

5.3. force du vent

Le vent affecte considérablement la température ambiante, en particulier dans les immeubles de grande hauteur situés dans des zones ouvertes. L'algorithme de correction de la température de l'eau pour le chauffage, en tenant compte de l'influence du vent, permet d'économiser jusqu'à 10% d'énergie thermique.

5.4 Limitation de la température de retour

Tous les types de contrôle décrits ci-dessus affectent indirectement la réduction de la température de l'eau de retour. Cette température est le principal indicateur du fonctionnement économique du système de chauffage. Avec différents modes de fonctionnement de l'IHS, la température de l'eau de retour peut être réduite à l'aide des fonctions de limitation. Cependant, toutes les fonctions de contrainte entraînent des écarts par rapport à conditions confortables, et leur candidature doit faire l'objet d'une étude de faisabilité. Dans les schémas indépendants de raccordement du circuit de chauffage, avec fonctionnement économique de l'échangeur de chaleur, la différence de température entre l'eau de retour du circuit primaire et le circuit de chauffage ne doit pas dépasser 5 ° C. L'économie est assurée par la fonction de limitation dynamique de la température d'eau de retour ( DRT – différentiel de température de retour ) : lorsque la valeur de consigne de la différence de température de retour entre le circuit primaire et le circuit de chauffage est dépassée, le régulateur réduit le débit de fluide caloporteur dans le circuit primaire. Dans le même temps, la charge de pointe diminue également (Fig. 1).

Article 18. Répartition de la charge thermique et gestion des systèmes d'alimentation en chaleur

1. La répartition de la charge calorifique des consommateurs d'énergie thermique du système de fourniture de chaleur entre ceux qui fournissent de l'énergie thermique dans ce système de fourniture de chaleur est effectuée par l'organisme agréé conformément au présent loi fédérale pour l'approbation du schéma de fourniture de chaleur, en apportant des modifications annuelles au schéma de fourniture de chaleur.

2. Pour répartir la charge calorifique des consommateurs d'énergie thermique, tous les organismes de fourniture de chaleur qui possèdent des sources d'énergie thermique dans ce système de fourniture de chaleur sont tenus de soumettre à l'organisme habilité conformément à la présente loi fédérale à approuver le schéma de fourniture de chaleur, une demande contenant des informations:

1) sur la quantité d'énergie calorifique que l'organisme de fourniture de chaleur s'engage à fournir aux consommateurs et aux organismes de fourniture de chaleur dans ce système de fourniture de chaleur ;

2) sur la quantité de capacité des sources d'énergie thermique, que l'organisme de fourniture de chaleur s'engage à maintenir ;

3) sur les tarifs en vigueur dans le domaine de la fourniture de chaleur et les coûts variables spécifiques prévisionnels pour la production d'énergie thermique, le caloporteur et le maintien de l'énergie.

3. Dans le schéma d'approvisionnement en chaleur, il convient de déterminer les conditions dans lesquelles il est possible de fournir de l'énergie thermique aux consommateurs à partir de diverses sources d'énergie thermique tout en maintenant la fiabilité de l'approvisionnement en chaleur. En présence de telles conditions, la répartition de la charge calorifique entre les sources d'énergie calorifique s'effectue sur une base compétitive conformément au critère de puissance spécifique minimale. coûts variables pour la production d'énergie thermique par des sources d'énergie thermique, déterminé selon la procédure établie par les bases tarifaires dans le domaine de la fourniture de chaleur, approuvées par le gouvernement Fédération Russe, sur la base des demandes des organismes propriétaires de sources d'énergie thermique et des normes prises en compte lors de la réglementation des tarifs dans le domaine de la fourniture de chaleur pour la période de réglementation correspondante.

4. Si l'organisme de fourniture de chaleur n'est pas d'accord avec la répartition de la charge thermique effectuée dans le schéma de fourniture de chaleur, il a le droit de faire appel de la décision relative à cette répartition, prise par l'organisme habilité conformément à la présente loi fédérale à approuver le programme de fourniture de chaleur, à l'organe exécutif fédéral autorisé par le gouvernement de la Fédération de Russie.

5. Les organismes de fourniture de chaleur et les organismes de réseau de chaleur opérant dans le même système de fourniture de chaleur, chaque année avant le début de la période de chauffage, sont tenus de conclure un accord entre eux sur la gestion du système de fourniture de chaleur conformément aux règles d'organisation de la chaleur approvisionnement, approuvé par le gouvernement de la Fédération de Russie.

6. L'objet de l'accord spécifié dans la partie 5 du présent article est la procédure d'actions mutuelles pour assurer le fonctionnement du système de fourniture de chaleur conformément aux exigences de la présente loi fédérale. Les conditions obligatoires de cet accord sont :

1) déterminer la subordination des services de répartition des organismes de fourniture de chaleur et des organismes de réseau de chaleur, la procédure de leur interaction ;

3) la procédure d'accès des parties à l'accord ou, d'un commun accord des parties à l'accord, à un autre organisme aux réseaux de chaleur pour le réglage des réseaux de chaleur et la régulation du fonctionnement du système d'alimentation en chaleur ;

4) la procédure d'interaction entre les organismes de fourniture de chaleur et les organismes de réseau de chaleur dans les situations d'urgence et les urgences.

7. Si les organismes de fourniture de chaleur et les organismes de réseau de chaleur n'ont pas conclu l'accord spécifié dans le présent article, la procédure de gestion du système de fourniture de chaleur est déterminée par l'accord conclu pour la période de chauffage précédente, et si un tel accord n'a pas été conclu plus tôt, la procédure spécifiée est établie par l'organisme autorisé conformément à la présente loi fédérale pour l'approbation du schéma de fourniture de chaleur.

Important service publique dans les villes modernes est l'approvisionnement en chaleur. Le système d'alimentation en chaleur sert à répondre aux besoins de la population en services de chauffage pour les bâtiments résidentiels et publics, l'approvisionnement en eau chaude (chauffage de l'eau) et la ventilation.

Le système moderne d'approvisionnement en chaleur urbain comprend les principaux éléments suivants: une source de chaleur, des réseaux et appareils de transmission de chaleur, ainsi que des équipements et appareils consommateurs de chaleur - systèmes de chauffage, de ventilation et d'alimentation en eau chaude.

Les systèmes de chauffage urbain sont classés selon les critères suivants :

• - degré de centralisation ;
• - type de liquide de refroidissement ;
• - méthode de génération d'énergie thermique ;
• - méthode d'alimentation en eau pour l'alimentation en eau chaude et le chauffage ;
• - le nombre de canalisations des réseaux de chauffage ;
• - un moyen de fournir aux consommateurs de l'énergie thermique, etc.

Par degré de centralisation alimentation en chaleur distinguer deux types principaux :

• 1) les systèmes d'alimentation en chaleur centralisés, qui ont été développés dans les villes et les quartiers avec principalement des bâtiments à plusieurs étages. Parmi eux, citons : l'approvisionnement en chaleur centralisé hautement organisé basé sur la production combinée de chaleur et d'électricité à la cogénération - chauffage urbain et chauffage urbain à partir de chaudières de chauffage urbain et de chauffage industriel ;
• 2) apport de chaleur décentralisé à partir de petites chaufferies attenantes (attenantes, sous-sol, toiture), appareils de chauffage individuels, etc.; dans le même temps, il n'y a pas de réseaux de chauffage et de pertes d'énergie thermique associées.

Par type de liquide de refroidissement Distinguer les systèmes de chauffage à vapeur et à eau. Dans les systèmes de chauffage à vapeur, la vapeur surchauffée agit comme caloporteur. Ces systèmes sont principalement utilisés à des fins technologiques dans l'industrie, l'industrie électrique. Pour les besoins de chauffage collectif de la population en raison du danger accru lors de leur fonctionnement, ils ne sont pratiquement pas utilisés.

Dans les systèmes de chauffage à eau, le caloporteur est l'eau chaude. Ces systèmes sont principalement utilisés pour fournir de l'énergie thermique aux consommateurs urbains, pour l'approvisionnement en eau chaude et le chauffage, et dans certains cas pour les processus technologiques. Dans notre pays, les systèmes de chauffage à eau représentent plus de la moitié de tous les réseaux de chauffage.

Par procédé de production d'énergie thermique distinguer:

• - Production combinée de chaleur et d'électricité dans des centrales de production combinée de chaleur et d'électricité. Dans ce cas, la chaleur de la vapeur thermique de travail est utilisée pour générer de l'électricité lorsque la vapeur se détend dans les turbines, puis la chaleur restante de la vapeur d'échappement est utilisée pour chauffer l'eau dans les échangeurs de chaleur qui composent l'équipement de chauffage du CHP. L'eau chaude est utilisée pour le chauffage des consommateurs urbains. Ainsi, dans une centrale de cogénération, la chaleur à haut potentiel est utilisée pour produire de l'électricité et la chaleur à faible potentiel est utilisée pour fournir de la chaleur. C'est le sens énergétique de la production combinée de chaleur et d'électricité, qui permet une réduction significative de la consommation spécifique de combustible dans la production de chaleur et d'électricité ;
• - la production séparée d'énergie thermique, lorsque le chauffage de l'eau dans les chaufferies (centrales thermiques) est séparé de la production d'énergie électrique.

Par méthode d'approvisionnement en eau pour l'approvisionnement en eau chaude, les systèmes de chauffage de l'eau sont divisés en ouverts et fermés. Dans les systèmes de chauffage à eau chaude, l'eau chaude est fournie aux robinets du système local d'alimentation en eau chaude directement à partir des réseaux de chauffage. Dans les systèmes de chauffage à eau fermés, l'eau des réseaux de chauffage est utilisée uniquement comme moyen de chauffage pour le chauffage dans les chauffe-eau - échangeurs de chaleur (chaudières) d'eau du robinet, qui pénètre ensuite dans le système local d'alimentation en eau chaude.

Par nombre de canalisations Il existe des systèmes d'alimentation en chaleur monotube, bitube et multitube.

Par moyen d'offrir aux consommateurs avec l'énergie thermique, on distingue les systèmes d'alimentation en chaleur à un étage et à plusieurs étages - en fonction des schémas de raccordement des abonnés (consommateurs) aux réseaux de chauffage. Les nœuds de connexion des consommateurs de chaleur aux réseaux de chauffage sont appelés entrées d'abonné. A l'entrée abonné de chaque bâtiment, des chauffe-eau, des ascenseurs, des pompes, des raccords, une instrumentation sont installés pour réguler les paramètres et le débit du liquide de refroidissement en fonction des raccords de chauffage et d'eau locaux. Par conséquent, une entrée d'abonné est souvent appelée point de chauffage local (MTP). Si une entrée d'abonné est construite pour une installation distincte, elle est appelée point de chauffage individuel (ITP).

Lors de l'organisation de systèmes d'alimentation en chaleur à un étage, les consommateurs de chaleur sont directement connectés aux réseaux de chaleur. Une telle connexion directe des appareils de chauffage limite les limites de pression autorisées dans les réseaux de chauffage, car haute pression nécessaire au transport du fluide caloporteur jusqu'aux consommateurs finaux est dangereuse pour les radiateurs de chauffage. De ce fait, les systèmes à un étage sont utilisés pour fournir de la chaleur à un nombre limité de consommateurs à partir de chaufferies avec des réseaux de chauffage de courte longueur.

Dans les systèmes à plusieurs étages, entre la source de chaleur et les consommateurs, des centres de chauffage central (CHP) ou des points de contrôle et de distribution (CDP) sont placés, dans lesquels les paramètres du liquide de refroidissement peuvent être modifiés à la demande des consommateurs locaux. Les centres de chauffage central et de distribution sont équipés d'unités de pompage et de chauffage de l'eau, d'équipements de contrôle et de sécurité, d'une instrumentation conçue pour fournir à un groupe de consommateurs d'un quartier ou d'un quartier l'énergie thermique des paramètres requis. A l'aide d'installations de pompage ou de chauffage d'eau, les conduites principales (première étape) sont partiellement ou complètement isolées hydrauliquement des réseaux de distribution (deuxième étape). À partir du CHP ou du KRP, un caloporteur avec des paramètres acceptables ou établis est fourni par des canalisations communes ou séparées du deuxième étage au MTP de chaque bâtiment pour les consommateurs locaux. Dans le même temps, seuls le mélange d'ascenseur de l'eau de retour des installations de chauffage locales, la régulation locale de la consommation d'eau pour l'alimentation en eau chaude et la comptabilisation de la consommation de chaleur sont effectués dans le MTP.

L'organisation d'une isolation hydraulique complète des réseaux de chaleur des premier et deuxième étages est la mesure la plus importante pour améliorer la fiabilité de l'approvisionnement en chaleur et augmenter la gamme de transport de chaleur. Les systèmes d'alimentation en chaleur à plusieurs étages avec chauffage central et centres de distribution permettent de réduire de plusieurs dizaines de fois le nombre de chauffe-eau locaux, de pompes de circulation et de régulateurs de température installés dans le MTP avec un système à un étage. Dans le centre de chauffage central, il est possible d'organiser le traitement de l'eau du robinet local pour éviter la corrosion des systèmes d'alimentation en eau chaude. Enfin, lors de la construction des centres de chauffage central et de distribution, les coûts d'exploitation unitaires et les coûts de maintien du personnel pour l'entretien des équipements du MTP sont considérablement réduits.

L'énergie thermique sous forme d'eau chaude ou de vapeur est transportée d'une cogénération ou d'une chaufferie jusqu'aux consommateurs (bâtiments résidentiels, bâtiments publiques et entreprises industrielles) via des canalisations spéciales - réseaux de chauffage. Le tracé des réseaux de chaleur dans les villes et autres agglomérations doit être prévu dans les voies techniques attribuées aux réseaux d'ingénierie.

Les réseaux de chauffage modernes des systèmes urbains sont des structures d'ingénierie complexes. Leur longueur de la source aux consommateurs est de plusieurs dizaines de kilomètres et le diamètre du réseau atteint 1400 mm. La structure des réseaux thermiques comprend des caloducs ; compensateurs qui perçoivent les allongements de température ; équipements de déconnexion, de régulation et de sécurité installés dans des chambres ou des pavillons spéciaux ; stations de pompage; points de chauffage urbain (RTP) et points de chauffage (TP).

Les réseaux de chauffage sont divisés en principaux, posés dans les directions principales localité, distribution - au sein du quartier, microdistrict - et antennes vers les immeubles individuels et les abonnés.

Les schémas de réseaux thermiques sont généralement utilisés en faisceau. Afin d'éviter les interruptions de la fourniture de chaleur au consommateur, les réseaux principaux individuels sont connectés les uns aux autres, ainsi que l'installation de cavaliers entre les branches. Dans les grandes villes, en présence de plusieurs grandes sources de chaleur, des réseaux de chaleur plus complexes sont construits selon le schéma en anneau.

Pour assurer le fonctionnement fiable de tels systèmes, leur construction hiérarchique est nécessaire, dans laquelle l'ensemble du système est divisé en plusieurs niveaux, chacun ayant sa propre tâche, décroissant en valeur du niveau supérieur vers le bas. Le niveau hiérarchique supérieur est constitué des sources de chaleur, le niveau suivant est constitué des principaux réseaux de chaleur avec RTP, le niveau inférieur est réseaux de distribution avec les entrées d'abonné des consommateurs. Les sources de chaleur fournissent de l'eau chaude d'une température et d'une pression données aux réseaux de chauffage, assurent la circulation de l'eau dans le système et y maintiennent la bonne pression hydrodynamique et statique. Ils ont des usines spéciales de traitement de l'eau, où nettoyage chimique et désaération de l'eau. Les principaux flux caloporteurs sont transportés via les principaux réseaux de chaleur vers les nœuds de consommation de chaleur. Dans le RTP, le fluide caloporteur est réparti entre les quartiers, des régimes hydrauliques et thermiques autonomes sont maintenus dans les réseaux des quartiers. L'organisation de la construction hiérarchique des systèmes d'alimentation en chaleur garantit leur contrôlabilité pendant le fonctionnement.

Pour contrôler les modes hydraulique et thermique du système d'alimentation en chaleur, celui-ci est automatisé et la quantité de chaleur fournie est régulée conformément aux normes de consommation et aux exigences des abonnés. La plus grande quantité de chaleur est dépensée pour chauffer les bâtiments. La charge de chauffage change avec la température extérieure. Pour maintenir la conformité de la fourniture de chaleur aux consommateurs, il utilise une régulation centrale sur les sources de chaleur. atteindre Haute qualité l'alimentation en chaleur, en utilisant uniquement la régulation centrale, n'est pas possible, par conséquent, une régulation automatique supplémentaire est utilisée aux points de chauffage et aux consommateurs. La consommation d'eau pour l'approvisionnement en eau chaude change constamment, et afin de maintenir un apport de chaleur stable, le mode hydraulique des réseaux de chaleur est automatiquement régulé et la température de l'eau chaude est maintenue constante et égale à 65 ° C.

Les principaux problèmes systémiques qui compliquent l'organisation d'un mécanisme efficace pour le fonctionnement de l'approvisionnement en chaleur dans les villes modernes sont les suivants :

• - l'usure physique et morale importante des équipements des systèmes d'alimentation en chaleur ;
• - haut niveau pertes dans les réseaux de chaleur ;
• - manque massif de compteurs d'énergie thermique et de régulateurs d'alimentation en chaleur chez les résidents ;
• - charges thermiques surestimées des consommateurs ;
• - imperfection de la base normative-juridique et législative.

Les équipements des centrales thermiques et des réseaux de chauffage ont un degré d'usure élevé en moyenne en Russie, atteignant 70%. Le nombre total de chaufferies est dominé par de petites chaufferies inefficaces, le processus de leur reconstruction et de leur liquidation se déroule très lentement. L'augmentation des capacités thermiques est chaque année en retard par rapport à l'augmentation des charges de 2 fois ou plus. En raison des interruptions systématiques de l'approvisionnement en combustible de chaudière dans de nombreuses villes, de sérieuses difficultés surviennent chaque année dans l'approvisionnement en chaleur des zones résidentielles et des maisons. La mise en route des systèmes de chauffage à l'automne s'étale sur plusieurs mois ; période hivernale devenir la norme et non l'exception ; le taux de remplacement des équipements diminue, le nombre d'équipements en état d'urgence augmente. Cela a prédéterminé ces dernières années une forte augmentation du taux d'accidents des systèmes d'alimentation en chaleur.

Riz. 6. Ligne à deux fils avec deux fils corona à différentes distances entre eux

16 m; 3 - pb = 8 m ; 4-b,

BIBLIOGRAPHIE

1. Efimov B.V. Ondes de tempête dans les conduites d'air. Apatity : Maison d'édition du KSC RAS, 2000. 134 p.

2. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Surtension et protection contre celles-ci dans

lignes électriques aériennes et câblées à haute tension. L. : Nauka, 1988. 301 p.

UN M. Prokhorenkov

MÉTHODES DE CONSTRUCTION D'UN SYSTÈME AUTOMATISÉ DE CONTRÔLE D'APPROVISIONNEMENT EN CHALEUR DISTRIBUÉE DE LA VILLE

Les enjeux de l'introduction de technologies économes en ressources dans la Russie moderne fait l'objet d'une attention considérable. Ces problèmes sont particulièrement aigus dans les régions du Grand Nord. Le mazout pour les chaufferies urbaines est du mazout, qui est livré par chemin de fer depuis les régions centrales de la Russie, ce qui augmente considérablement le coût de l'énergie thermique générée. Durée

La saison de chauffage dans les conditions de l'Arctique est de 2 à 2,5 mois plus longue que dans les régions centrales du pays, ce qui est associé aux conditions climatiques du Grand Nord. Parallèlement, les entreprises de chaleur et d'électricité doivent générer la quantité de chaleur nécessaire sous forme de vapeur, d'eau chaude sous certains paramètres (pression, température) pour assurer l'activité vitale de toutes les infrastructures urbaines.

La réduction du coût de production de la chaleur fournie aux consommateurs n'est possible que par une combustion économique du combustible, utilisation rationnelle l'électricité pour les besoins propres des entreprises, en minimisant les pertes de chaleur dans les domaines du transport (réseaux de chaleur de la ville) et de la consommation (bâtiments, entreprises de la ville), ainsi qu'en réduisant le nombre de personnel de service sur les sites de production.

La solution de tous ces problèmes n'est possible que par l'introduction de nouvelles technologies, équipements, moyens techniques gestion pour s'assurer l'efficacité économique travail des entreprises d'énergie thermique, ainsi que pour améliorer la qualité de la gestion et de l'exploitation des systèmes d'énergie thermique.

Formulation du problème

L'une des tâches importantes dans le domaine du chauffage urbain est la création de systèmes d'alimentation en chaleur avec le fonctionnement parallèle de plusieurs sources de chaleur. Systèmes modernes Les systèmes de chauffage urbain des villes se sont développés en tant que systèmes très complexes, répartis dans l'espace et à circulation fermée. En règle générale, les consommateurs n'ont pas la propriété d'autorégulation, la distribution du liquide de refroidissement est effectuée par l'installation préalable de résistances hydrauliques constantes spécialement conçues (pour l'un des modes) [1]. À cet égard, la nature aléatoire de la sélection de l'énergie thermique par les consommateurs de vapeur et d'eau chaude conduit à des processus transitoires dynamiquement complexes dans tous les éléments d'un système d'énergie thermique (TPP).

Le contrôle opérationnel de l'état des installations distantes et le contrôle des équipements situés aux points contrôlés (CP) sont impossibles sans le développement d'un système automatisé de contrôle et de gestion de la répartition des points de chauffage central et des stations de pompage (ASDK et U TsTP et NS) de la ville. Par conséquent, l'un des problèmes urgents est la gestion des flux d'énergie thermique, en tenant compte des caractéristiques hydrauliques à la fois des réseaux de chaleur eux-mêmes et des consommateurs d'énergie. Cela nécessite de résoudre les problèmes liés à la création de systèmes d'alimentation en chaleur, où en parallèle

Plusieurs sources de chaleur (stations thermiques - TS)) fonctionnent sur le réseau de chaleur général de la ville et selon le programme général de charge thermique. De tels systèmes permettent d'économiser du carburant pendant le chauffage, d'augmenter le degré de charge de l'équipement principal et de faire fonctionner les chaudières dans des modes avec des valeurs d'efficacité optimales.

Solution de problèmes de contrôle optimal procédés technologiques chaufferie chaufferie

Résoudre les problèmes de contrôle optimal des processus technologiques de la chaufferie de chauffage "Severnaya" de l'entreprise régionale d'État de chaleur et d'électricité (GOTEP) "TEKOS", dans le cadre d'une subvention du Programme d'importation d'économies d'énergie et de protection de l'environnement Équipement et matériel (PIEPOM) du Comité russo-américain, l'équipement a été fourni (financé par le gouvernement américain). Cet équipement et conçu pour cela Logiciel a permis de résoudre un large éventail de tâches de reconstruction à l'entreprise de base GOTEP "TEKOS", et les résultats obtenus - à répliquer aux entreprises de chaleur et d'électricité de la région.

La base de la reconstruction des systèmes de contrôle des chaudières TS était le remplacement des outils d'automatisation obsolètes du panneau de commande central et des systèmes de contrôle automatique locaux par un système de contrôle distribué moderne basé sur un microprocesseur. Le système de contrôle distribué mis en œuvre pour les chaudières basé sur le système à microprocesseur (MPS) TDC 3000-S (Supper) de Honeywell a fourni une solution intégrée unique pour la mise en œuvre de tous fonctions système contrôle des processus technologiques de TS. Le MPS opéré présente des qualités appréciables : simplicité et visibilité de l'agencement des fonctions de commande et d'exploitation ; flexibilité pour répondre à toutes les exigences du processus, en tenant compte des indicateurs de fiabilité (fonctionnement en mode veille "chaud" du deuxième ordinateur et USO), de disponibilité et d'efficacité ; accès facile à toutes les données du système ; facilité de changement et extension des fonctions de service sans rétroaction sur le système ;

amélioration de la qualité de la présentation des informations sous une forme pratique pour la prise de décision (interface opérateur intelligente et conviviale), ce qui contribue à réduire les erreurs du personnel opérationnel dans le fonctionnement et le contrôle des processus TS ; création informatique de documentation pour systèmes de contrôle de processus; augmentation de la disponibilité opérationnelle de l'objet (résultat de l'autodiagnostic du système de contrôle); système prometteur avec un haut degré d'innovation. Dans le système TDC 3000 - S (Fig. 1), il est possible de connecter des contrôleurs PLC externes d'autres fabricants (cette possibilité est mise en œuvre s'il existe un module de passerelle PLC). Les informations des contrôleurs PLC sont affichées

Il est affiché dans la table des matières sous la forme d'un tableau de points disponibles pour la lecture et l'écriture à partir des programmes utilisateur. Cela permet d'utiliser des stations d'E/S distribuées installées à proximité d'objets gérés pour la collecte de données et le transfert de données vers TOC via un câble d'information utilisant l'un des protocoles standard. Cette option vous permet d'intégrer de nouveaux objets de contrôle, notamment Système automatisé répartition du contrôle et de la gestion des points de chauffage central et des stations de pompage (ASDKiU TsTPiNS), au système de contrôle de processus automatisé existant de l'entreprise sans modifications externes pour les utilisateurs.

réseau informatique local

Stations universelles

Historique appliqué par ordinateur

module de passerelle module

Le réseau local la gestion

Passerelle dorsale

Je réserve (ARMM)

Module d'amélioration. Gestionnaire de processus avancé (ARMM)

Réseau de contrôle universel

Contrôleurs d'E/S

Passages de câble 4-20 mA

Station E/S SIMATIC ET200M.

Contrôleurs d'E/S

Réseau d'équipements API (PROFIBUS)

Passages de câble 4-20 mA

Capteurs de débit

Capteurs de température

Capteurs de pression

Analyseurs

Régulateurs

Stations de fréquence

Vannes

Capteurs de débit

Capteurs de température

Capteurs de pression

Analyseurs

Régulateurs

Stations de fréquence

Vannes

Riz. 1. Collecte d'informations par des stations PLC distribuées, transfert au TDC3000-S pour visualisation et traitement, suivi de l'émission de signaux de contrôle

Les études expérimentales menées ont montré que les processus se produisant dans la chaudière à vapeur dans les modes de fonctionnement de son fonctionnement sont de nature aléatoire et non stationnaires, ce qui est confirmé par les résultats du traitement mathématique et de l'analyse statistique. Compte tenu de la nature aléatoire des processus se produisant dans la chaudière à vapeur, les estimations du décalage de l'espérance mathématique (MO) M(t) et de la dispersion 5 (?) le long des coordonnées de contrôle principales sont prises comme mesure de l'évaluation de la qualité du contrôle :

Em, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ gMix (t) ^ min

où Mzn(t), Mmn(t) sont les MO réglés et actuels des principaux paramètres réglables de la chaudière à vapeur : la quantité d'air, la quantité de combustible et le débit de vapeur de la chaudière.

s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s^ (t) ^ min, (2)

où 52Tn, 5zn2(t) sont les variances actuelles et définies des principaux paramètres contrôlés de la chaudière à vapeur.

Alors le critère de qualité de contrôle aura la forme

Jn = I [avMy(t) + ßsö;, (t)] ^ min, (3)

où n = 1,...,j ; - ß - coefficients de pondération.

Selon le mode de fonctionnement de la chaudière (régulation ou de base), une stratégie de contrôle optimale doit être formée.

Pour le mode de fonctionnement de contrôle de la chaudière à vapeur, la stratégie de contrôle doit viser à maintenir constante la pression dans le collecteur de vapeur, quelle que soit la consommation de vapeur par les consommateurs de chaleur. Pour ce mode de fonctionnement, l'estimation du déplacement de la pression de vapeur dans le collecteur principal de vapeur sous la forme

ep (/) = Pz(1) - Pm () ^B^ (4)

où VD, Pt(0 - valeurs moyennes définies et actuelles de la pression de vapeur dans le collecteur de vapeur principal.

Le déplacement de la pression de vapeur dans le collecteur de vapeur principal par dispersion, compte tenu de (4), a la forme

(0 = -4r(0 ^^ (5)

où (UrzOO, art(0 - dispersions de pression données et actuelles.

Des méthodes de logique floue ont été utilisées pour ajuster les coefficients de transfert des régulateurs des circuits du système de contrôle de la chaudière multi-connectée.

Au cours de l'exploitation pilote des chaudières à vapeur automatisées, des données statistiques ont été accumulées, ce qui a permis d'obtenir des caractéristiques comparatives (avec le fonctionnement d'unités de chaudières non automatisées) de l'efficacité technique et économique de l'introduction de nouvelles méthodes et de nouveaux contrôles et de poursuivre les travaux de reconstruction sur d'autres chaudières. Ainsi, pour la période de fonctionnement semestriel des chaudières à vapeur non automatisées n ° 9 et 10, ainsi que des chaudières à vapeur automatisées n ° 13 et 14, les résultats ont été obtenus, qui sont présentés dans le tableau 1.

Détermination des paramètres pour une charge optimale d'une centrale thermique

Pour déterminer la charge optimale du véhicule, il est nécessaire de connaître les caractéristiques énergétiques de leurs générateurs de vapeur et de la chaufferie dans son ensemble, qui sont le rapport entre la quantité de carburant fournie et la chaleur reçue.

L'algorithme de recherche de ces caractéristiques comprend les étapes suivantes :

Tableau 1

Indicateurs de performance de la chaudière

Nom de l'indicateur Valeur des indicateurs pour les chaudières de traite

№9-10 № 13-14

Production de chaleur, Gcal Consommation de combustible, t Taux spécifique de consommation de combustible pour la production de 1 Gcal d'énergie thermique, kg de combustible de référence cal 170 207 20 430 120,03 217 626 24 816 114,03

1. Détermination des performances thermiques des chaudières pour différents modes de charge de leur fonctionnement.

2. Détermination des pertes de chaleur A () en tenant compte de l'efficacité des chaudières et de leur charge utile.

3. Détermination des caractéristiques de charge des chaudières dans la plage de leur variation du minimum autorisé au maximum.

4. Sur la base de l'évolution des pertes de chaleur totales des chaudières à vapeur, la détermination de leurs caractéristiques énergétiques, reflétant la consommation horaire de combustible standard, selon la formule 5 = 0,0342 (0, + AC ?).

5. Obtention des caractéristiques énergétiques des chaufferies (TS) à partir des caractéristiques énergétiques des chaudières.

6. Former, en tenant compte des caractéristiques énergétiques du TS, contrôler les décisions sur la séquence et l'ordre de leur chargement pendant la période de chauffage, ainsi que pendant la saison estivale.

Une autre question importante organisation du fonctionnement parallèle des sources (TS) - détermination des facteurs qui ont un impact significatif sur la charge des chaufferies et des tâches du système de contrôle de l'alimentation en chaleur pour fournir aux consommateurs la quantité d'énergie thermique nécessaire au coût le plus bas possible pour sa génération et sa transmission.

La solution du premier problème est réalisée en reliant les programmes d'approvisionnement aux programmes d'utilisation de la chaleur via un système d'échangeurs de chaleur, la solution du second - en établissant la correspondance entre la charge thermique des consommateurs et sa production, c'est-à-dire , en planifiant l'évolution de la charge et en réduisant les pertes dans la transmission de l'énergie calorifique. L'articulation des programmes de fourniture et d'utilisation de la chaleur doit être assurée par l'utilisation de l'automatisation locale aux étapes intermédiaires des sources d'énergie thermique à ses consommateurs.

Pour résoudre le deuxième problème, il est proposé de mettre en œuvre les fonctions d'estimation de la charge prévue des consommateurs, en tenant compte des possibilités économiquement justifiées des sources d'énergie (ES). Une telle approche est possible en utilisant des méthodes de contrôle situationnel basées sur la mise en œuvre d'algorithmes de logique floue. Le principal facteur ayant un impact significatif sur

la charge thermique des chaufferies est la partie de celle-ci qui est utilisée pour le chauffage des bâtiments et pour l'approvisionnement en eau chaude. Le flux de chaleur moyen (en Watts) utilisé pour le chauffage des bâtiments est déterminé par la formule

où /de - la température extérieure moyenne pendant une certaine période ; r( - la température moyenne de l'air intérieur de la pièce chauffée (la température qui doit être maintenue à un niveau donné); / 0 - la température estimée de l'air extérieur pour la conception du chauffage;<70 - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий в Ваттах на 1 м площади здания при температуре /0; А - общая площадь здания; Кх - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (при отсутствии конкретных данных его можно считать равным 0,25).

Il ressort de la formule (6) que la charge thermique sur le chauffage des bâtiments est principalement déterminée par la température de l'air extérieur.

Le flux de chaleur moyen (en Watts) pour l'alimentation en eau chaude des bâtiments est déterminé par l'expression

1.2w(a + ^)(55 - ^) p

Yt ". " _ Avec"

où m est le nombre de consommateurs ; a - le taux de consommation d'eau pour l'approvisionnement en eau chaude à une température de +55 ° C par personne et par jour en litres; b - le taux de consommation d'eau pour l'approvisionnement en eau chaude consommée dans les bâtiments publics à une température de +55 ° C (supposée être de 25 litres par jour et par personne); c est la capacité calorifique de l'eau; /x - température de l'eau froide (du robinet) pendant la période de chauffage (supposée être de +5 °C).

L'analyse de l'expression (7) a montré que lors du calcul de la charge thermique moyenne sur l'alimentation en eau chaude, celle-ci s'avère constante. L'extraction réelle d'énergie thermique (sous forme d'eau chaude du robinet), contrairement à la valeur calculée, est aléatoire, ce qui est associé à une augmentation de l'analyse de l'eau chaude le matin et le soir, et à une diminution de la sélection de jour comme de nuit. Sur la fig. 2, 3 montre des graphiques de changement

Huile 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 215 216 217 218 219 3 311 312 313 3 3 311 312 14

jours du mois

Riz. 2. Graphique de l'évolution de la température de l'eau dans la cogénération N9 5 (7 - eau de chaudière directe,

2 - directe trimestrielle, 3 - eau pour l'alimentation en eau chaude, 4 - inverse trimestrielle, 5 - retour eau de chaudière) et températures de l'air extérieur (6) pour la période du 1er février au 4 février 2009

pression et température de l'eau chaude pour TsTP n ° 5, qui ont été obtenues à partir des archives de SDKi U TsTP et NS de Mourmansk.

Avec l'arrivée des journées chaudes, lorsque la température ambiante ne descend pas en dessous de +8 °C pendant cinq jours, la charge de chauffage des consommateurs est éteinte et le réseau de chauffage fonctionne pour les besoins d'approvisionnement en eau chaude. Le flux de chaleur moyen vers l'alimentation en eau chaude pendant la période de non-chauffage est calculé par la formule

où est la température de l'eau froide (du robinet) pendant la période de non-chauffage (supposée être de +15 °С); p - coefficient tenant compte de l'évolution de la consommation moyenne d'eau pour l'alimentation en eau chaude en période de non-chauffage par rapport à la période de chauffage (0,8 - pour le logement et le secteur communal, 1 - pour les entreprises).

En tenant compte des formules (7), (8), les graphiques de charge thermique des consommateurs d'énergie sont calculés, qui servent de base à la construction de tâches pour la régulation centralisée de l'approvisionnement en énergie thermique du TS.

Système automatisé de dispatching contrôle et gestion des points de chauffage central et des stations de pompage de la ville

Une particularité de la ville de Mourmansk est qu'elle est située sur une zone vallonnée. L'élévation minimale est de 10 m, la maximale est de 150 m.A cet égard, les réseaux de chaleur ont un graphique piézométrique lourd. En raison de l'augmentation de la pression de l'eau dans les sections initiales, le taux d'accidents (ruptures de conduites) augmente.

Pour le contrôle opérationnel de l'état des objets distants et le contrôle des équipements situés aux points contrôlés (CP),

Riz. Fig. 3. Graphique d'évolution de la pression d'eau de la centrale de chauffage N° 5 pour la période du 1er février au 4 février 2009 : 1 - alimentation eau chaude, 2 - eau chaudière directe, 3 - trimestrielle directe, 4 - trimestrielle inverse,

5 - froid, 6 - retour eau chaudière

a été développé par ASDKiUCTPiNS de la ville de Mourmansk. Les points contrôlés, où des équipements télémécaniques ont été installés pendant les travaux de reconstruction, sont situés à une distance maximale de 20 km de l'entreprise principale. La communication avec les équipements télémécaniques du CP s'effectue via une ligne téléphonique dédiée. Les chaufferies centrales (CTP) et les stations de pompage sont des bâtiments distincts dans lesquels sont installés des équipements technologiques. Les données du panneau de contrôle sont envoyées à la salle de contrôle (dans le PCARM du répartiteur) située sur le territoire du Severnaya TS de l'entreprise TEKOS, et au serveur TS, après quoi elles deviennent disponibles pour les utilisateurs du réseau local de l'entreprise résoudre leurs problèmes de production.

Conformément aux tâches résolues à l'aide d'ASDKiUTSTPiNS, le complexe a une structure à deux niveaux (Fig. 4).

Niveau 1 (supérieur, groupe) - console du répartiteur. Les fonctions suivantes sont mises en œuvre à ce niveau : contrôle centralisé et contrôle à distance des processus technologiques ; affichage des données sur l'écran du panneau de commande ; formation et émission de

même la documentation ; formation de tâches dans le système de contrôle de processus automatisé de l'entreprise pour gérer les modes de fonctionnement parallèle des centrales thermiques de la ville pour le réseau de chaleur général de la ville ; accès des utilisateurs du réseau local de l'entreprise à la base de données du processus technologique.

Niveau 2 (local, local) - Équipement CP avec capteurs placés dessus (alarmes, mesures) et dispositifs d'actionnement finaux. A ce niveau, les fonctions de collecte et de traitement primaire des informations, d'émission des actions de commande sur les actionneurs sont mises en œuvre.

Fonctions exercées par ASDKiUCTPiNS de la ville

Fonctions d'information : contrôle des lectures des capteurs de pression, température, débit d'eau et contrôle de l'état des actionneurs (marche/arrêt, ouvert/fermé).

Fonctions de contrôle: contrôle des pompes du réseau, des pompes à eau chaude, des autres équipements technologiques de la boîte de vitesses.

Fonctions de visualisation et d'enregistrement : tous les paramètres d'information et les paramètres de signalisation sont affichés sur les tendances et les schémas mnémoniques du poste opérateur ; toutes les informations

Poste de travail PC du répartiteur

Adaptateur SHV/K8-485

Lignes téléphoniques dédiées

Contrôleurs KP

Riz. 4. Schéma fonctionnel du complexe

paramètres, paramètres de signalisation, commandes de contrôle sont enregistrés périodiquement dans la base de données, ainsi qu'en cas de changement d'état.

Fonctions d'alarme : panne de courant à la boîte de vitesses ; activation du capteur d'inondation au poste de contrôle et sécurité au poste de contrôle ; signalisation à partir de capteurs de pression limite (haute/basse) dans les canalisations et transmetteurs de changements d'urgence dans l'état des actionneurs (marche/arrêt, ouverture/fermeture).

Le concept d'un système d'aide à la décision

Un système de contrôle de processus automatisé moderne (APCS) est un système de contrôle homme-machine à plusieurs niveaux. Le répartiteur d'un système de contrôle de processus automatisé à plusieurs niveaux reçoit des informations d'un écran d'ordinateur et agit sur des objets situés à une distance considérable de celui-ci, à l'aide de systèmes de télécommunication, de contrôleurs et d'actionneurs intelligents. Ainsi, le répartiteur devient le personnage principal dans la gestion du processus technologique de l'entreprise. Les processus technologiques de l'ingénierie de l'énergie thermique sont potentiellement dangereux. Ainsi, depuis trente ans, le nombre d'accidents recensés double environ tous les dix ans. On sait que dans les modes d'état stationnaire des systèmes énergétiques complexes, les erreurs dues à l'inexactitude des données initiales sont de 82-84%, en raison de l'inexactitude du modèle - 14-15%, en raison de l'inexactitude de la méthode - 2 -3%. En raison de la part importante de l'erreur dans les données initiales, il existe également une erreur dans le calcul de la fonction objectif, ce qui conduit à une zone d'incertitude importante lors du choix du mode de fonctionnement optimal du système. Ces problèmes peuvent être éliminés si nous considérons l'automatisation non seulement comme un moyen de remplacer le travail manuel directement dans la gestion de la production, mais comme un moyen d'analyse, de prévision et de contrôle. La transition de la répartition vers un système d'aide à la décision signifie une transition vers une nouvelle qualité - un système d'information intelligent d'une entreprise. Tout accident (à l'exception des catastrophes naturelles) est basé sur une erreur humaine (opérateur). L'une des raisons en est l'ancienne approche traditionnelle de la construction de systèmes de contrôle complexes, axée sur l'utilisation des dernières technologies.

réalisations scientifiques et technologiques tout en sous-estimant la nécessité d'utiliser des méthodes de gestion de situation, des méthodes d'intégration de sous-systèmes de contrôle, ainsi que la construction d'une interface homme-machine efficace centrée sur une personne (répartiteur). Parallèlement, le transfert des fonctions du répartiteur pour l'analyse des données, la prévision des situations et la prise de décisions appropriées vers les composants des systèmes intelligents d'aide à la décision et à l'exécution (SSPIR) est envisagé. Le concept SPID comprend un certain nombre d'outils unis par un objectif commun - favoriser l'adoption et la mise en œuvre de décisions de gestion rationnelles et efficaces. SPPIR est un système automatisé interactif qui agit comme un intermédiaire intelligent qui prend en charge une interface utilisateur en langage naturel avec un système ZAOA et utilise des règles de décision qui correspondent au modèle et à la base. Parallèlement, le SPPIR assure la fonction de suivi automatique du répartiteur aux étapes d'analyse des informations, de reconnaissance et de prévision des situations. Sur la fig. La figure 5 montre la structure du SPPIR, à l'aide duquel le répartiteur TS gère l'alimentation en chaleur du microquartier.

Sur la base de ce qui précède, plusieurs variables linguistiques floues peuvent être identifiées qui affectent la charge du TS et, par conséquent, le fonctionnement des réseaux de chaleur. Ces variables sont données dans le tableau. 2.

En fonction de la saison, de l'heure de la journée, du jour de la semaine, ainsi que des caractéristiques de l'environnement extérieur, l'unité d'évaluation de la situation calcule l'état technique et les performances requises des sources d'énergie thermique. Cette approche permet de résoudre les problèmes d'économie de carburant dans le chauffage urbain, d'augmenter le degré de charge de l'équipement principal et de faire fonctionner les chaudières dans des modes avec des valeurs d'efficacité optimales.

La construction d'un système automatisé de gestion de l'alimentation en chaleur distribuée d'une ville est possible dans les conditions suivantes :

introduction de systèmes de contrôle automatisés pour les chaudières des chaufferies de chauffage. (Mise en place de systèmes de contrôle de processus automatisés au TS "Severnaya"

Riz. 5. La structure du SPPIR de la chaufferie de la chaufferie du microquartier

Tableau 2

Variables linguistiques déterminant la charge d'une chaufferie de chaufferie

Notation Nom Plage de valeurs (ensemble universel) Termes

^mois Mois Janvier à Décembre Jan, Fév, Mar, Avr, Mai, Juin, Juil, Août, Sep, Oct, Nov , "déc"

T-week Jour de la semaine ouvré ou week-end "travail", "vacances"

TSug Heure de la journée de 00:00 à 24:00 "nuit", "matin", "jour", "soir"

t 1 n.v Température de l'air extérieur de -32 à +32 ° С "inférieur", "-32", "-28", "-24", "-20", "-16", "-12", "- 8", "^1", "0", "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32", "au-dessus"

1" en Vitesse du vent de 0 à 20 m/s "0", "5", "10", "15", "plus haut"

prévoyait une réduction du taux de consommation spécifique de combustible pour les chaudières n° 13.14 par rapport aux chaudières n° 9.10 de 5,2 %. Les économies d'énergie après l'installation de convertisseurs vectoriels de fréquence sur les entraînements des ventilateurs et des extracteurs de fumée de la chaudière n° 13 se sont élevées à 36 % (consommation spécifique avant reconstruction - 3,91 kWh/Gcal, après reconstruction - 2,94 kWh/Gcal, et

n° 14 - 47 % (consommation électrique spécifique avant reconstruction - 7,87 kWh/Gcal., après reconstruction - 4,79 kWh/Gcal)) ;

développement et mise en œuvre d'ASDKiUCTPiNS de la ville ;

introduction de méthodes d'aide à l'information pour les opérateurs TS et ASDKiUCTPiNS de la ville en utilisant le concept de SPPIR.

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Dans le cadre de la fourniture des équipements de tableau, des armoires de puissance et des armoires de commande pour deux bâtiments (ITP) ont été fournies. Pour la réception et la distribution de l'électricité dans les points de chauffage, des dispositifs de distribution d'entrée sont utilisés, composés de cinq panneaux chacun (10 panneaux au total). Des commutateurs, des parafoudres, des ampèremètres et des voltmètres sont installés dans les panneaux d'entrée. Les panneaux ATS dans ITP1 et ITP2 sont mis en œuvre sur la base d'unités de transfert automatique. Dans les panneaux de distribution de l'ASU, des dispositifs de protection et de commutation (contacteurs, démarreurs progressifs, boutons et lampes) sont installés pour l'équipement technologique des points de chauffage. Tous les disjoncteurs sont équipés de contacts d'état signalant un arrêt d'urgence. Ces informations sont transmises aux contrôleurs installés dans les armoires d'automatisation.

Pour contrôler et gérer l'équipement, des contrôleurs OWEN PLC110 sont utilisés. Ils se connectent aux modules d'entrées/sorties ARIES MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, ainsi qu'aux écrans tactiles opérateurs.

Le fluide caloporteur est introduit directement dans la salle ITP. L'alimentation en eau pour l'alimentation en eau chaude, le chauffage et l'alimentation en chaleur des aérothermes des systèmes de ventilation à air est effectuée avec une correction en fonction de la température de l'air extérieur.

L'affichage des paramètres technologiques, des accidents, de l'état des équipements et le contrôle de l'expédition de l'ITP sont effectués depuis le poste de travail des répartiteurs dans la salle de contrôle centrale intégrée du bâtiment. Sur le serveur de répartition, l'archive des paramètres technologiques, des accidents et de l'état de l'équipement ITP est stockée.

L'automatisation des points de chauffe permet :

• maintenir la température du liquide de refroidissement fourni aux systèmes de chauffage et de ventilation conformément au programme de température ;
• maintenir la température de l'eau dans le système ECS à l'alimentation des consommateurs ;
• programmation de différents régimes de température par heures de la journée, jours de la semaine et jours fériés ;
• contrôle du respect des valeurs des paramètres déterminés par l'algorithme technologique, prise en charge des limites des paramètres technologiques et d'urgence;
• contrôle de la température du caloporteur renvoyé au réseau de chauffage du système d'alimentation en chaleur, selon un programme de température donné;
• mesure de la température de l'air extérieur ;
• maintenir une perte de charge donnée entre les conduites d'alimentation et de retour des systèmes de ventilation et de chauffage ;
• pilotage des pompes de circulation selon un algorithme donné :
  • Allumé éteint;
  • contrôle des équipements de pompage avec des variateurs de fréquence en fonction des signaux de l'automate installé dans les armoires d'automatisation ;
  • commutation périodique principal/réserve pour assurer le même temps de fonctionnement ;
  • transfert automatique d'urgence vers la pompe de secours en fonction du contrôle du capteur de pression différentielle ;
  • maintien automatique d'une pression différentielle donnée dans les systèmes de consommation de chaleur.
• contrôle des vannes de régulation caloporteur dans les circuits primaires consommateurs ;
• commande de pompes et vannes pour circuits d'alimentation de chauffage et de ventilation;
• définir les valeurs des paramètres technologiques et d'urgence via le système de répartition ;
• contrôle des pompes de drainage;
• contrôle de l'état des entrées électriques par phases;
• synchronisation de l'heure du contrôleur avec l'heure commune du système de dispatching (SOEV) ;
• démarrage des équipements après rétablissement de l'alimentation conformément à un algorithme donné ;
• envoyer des messages d'urgence au système de répartition.

L'échange d'informations entre les contrôleurs d'automatismes et le niveau supérieur (poste de travail avec logiciel spécialisé de dispatching MasterSCADA) s'effectue à l'aide du protocole Modbus/TCP.