Переваги імпульсного підведення тепла для покриття змінних навантажень в системах теплопостачання

Анотація

Розглянуто практичне використання отриманих раніше теоретичних результатів із застосування імпульсного (циклічного) підведення теплоти від джерела тепла (котла), що працює на теплову мережу, для покриття суттєво змінних навантажень системи теплопостачання. Проведено аналіз ефективності роботи системи теплопостачання з різними блоками котельних установок і параметрами систем теплопостачання при змінних навантаженнях на основі аналізу розробленої математичної динамічної моделі системи виробництва і розподілу теплоти. Отримана інженерна теорія послужила також основою для розробки алгоритмів оптимізації системи при ступінчастому регулюванні підведення теплоти джерелами тепла шляхом їх переведення на холостий хід, в т.ч. глибоким зниженням навантаження, або з повним їх вимиканням, на змінних режимах роботи котельні при покритті нерівномірних графіків її навантажень. При цьому оцінені витрати споживаної теплової енергії з метою підвищення економічної ефективності та вибору певного складу обладнання котельні в пропонованих режимах. Визначено, в залежності від ємності теплової мережі та/або акумулюючих теплоту пристроїв, величини споживання теплоти і режимів регулювання, раціональні компоновки котельного обладнання з мінімізацією споживання енергоресурсів. Оцінені ефективні значення тривалості імпульсів подачі теплоти агрегатами котельні і паузи між імпульсами, а також сквапності імпульсів, при використанні різних блоків котельного обладнання. При цьому важливою характеристикою надійності системи теплопостачання є частота циклів, що лімітують кількість регламентованих включень котлів відповідної потужності в зв'язку з наявністю втомних напружень в них. Показано суттєвий вплив перерахованих факторів і зазначених функціональних параметрів на характеристики імпульсного підключення джерел тепла і інтенсивність подачі енергоносія при змінних навантаженнях. Характерно, що при порівнянні різних режимів імпульсної подачі (з холостим ходом і без) кращим режимом є режим з повним відключенням джерел теплоти від теплової мережі. При цьому ефективність зростає з ростом числа експлуатованих агрегатів і досягає близько 10% в порівнянні з традиційним способом підведення теплоти для покриття змінних навантажень теплових мереж. Отримані результати також можуть бути корисні для вирішення оптимізаційних завдань при роботі індивідуальної котельні на змінних режимах при покритті її різних, в т.ч. річних, графіків навантажень. Даний підхід і представлені рішення можуть бути поширені на будь-які інші джерела теплоти, що використовують у якості робочого середовища, як рідину, так і газ (пар), для покриття нерівномірних відповідних теплових навантажень.