Методология и алгоритм расчета показателей надежности теплоснабжения потребителей и резервирования тепловых сетей при разработке схем теплоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методология и алгоритм расчета показателей надежности теплоснабжения потребителей и резервирования тепловых сетей при разработке схем теплоснабжения

д.т.н. Сеннова Е.В., к.т.н. Кирюхин С.Н., к.т.н. Шиманская А.О.

Надежность систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) определяется структурой, параметрами, степенью резервирования и качеством элементов всех ее подсистем - источников теплоты (ИТ), тепловых сетей (ТС), узлов потребления, систем автоматического регулирования, а также уровнем эксплуатации и строительно-монтажных работ.

В силу ряда причин, действовавших как ранее, так и в настоящее время, положение в централизованном теплоснабжении характеризуется неудовлетворительным техническим состоянием и низкой экономической эффективностью систем, изношенностью оборудования и недостаточной надежностью теплоснабжения потребителей, неудовлетворительным уровнем комфорта в зданиях и большими потерями тепловой энергии.

Наиболее ненадежным звеном СЦТ являются ТС, особенно при их подземной прокладке. Это, в первую очередь, обусловлено низким качеством применяемых ранее конструкций теплопроводов, тепловой изоляции, запорной арматуры, недостаточным уровнем автоматического регулирования процессов передачи, распределения и потребления тепловой энергии, а также все увеличивающимся моральным и физическим старением ТС из-за хронического недофинансирования работ по их модернизации и реконструкции. Кроме того, структура ТС в крупных системах не соответствует их масштабам.

Вместе с тем сфера теплоснабжения в нашей стране имеет высокую социальную и экономическую значимость, поскольку играет ключевую роль в жизнеобеспечении населения и потребляет около 40% первичных топливных ресурсов, более 60% которых составляет природный газ.

В последние годы Правительством страны принимаются меры по устранению негативных тенденций и улучшению положения в тепловом хозяйстве страны.

27 июля 2010 г. вступил в силу Федеральный закон № 190-ФЗ «О теплоснабжении» [1], который первым принципом организации основ государственной политики в сфере теплоснабжения определяет «обеспечение надежности теплоснабжения в соответствии с техническими регламентами» (Статья 3).

В соответствии с Законом вопросы развития систем теплоснабжения населенных пунктов должны решаться в Схемах теплоснабжения. Обязательным критерием принятия решений при их разработке является обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий и требований к надежности теплоснабжения каждого из потребителей (статья 23).

Разработанные в свете реализации этого закона документы [2, 3] регламентируют расчет вероятностных показателей надежности (ПН) теплоснабжения потребителей и определение объемов необходимого резервирования на ИТ и в ТС.

Существенную сложность в задачи исследования и расчета надежности теплоснабжения вносят ТС. Это обусловлено тем, что ТС крупных СЦТ имеют многокольцевую структуру, не приводимую к последовательно-параллельным и мостиковым схемам. В расчетах надежности они должны рассматриваться как системы с произвольными монотонными структурами [4], пропускные способности связей которых различны в различных режимах.

В общем случае в СЦТ с многоконтурными ТС состояниям системы, характеризуемым отказами того или иного элемента или их совокупностей, соответствуют свои уровни подачи тепла потребителям. Эти уровни и вероятности их реализации у каждого потребителя могут быть определены лишь на основе расчетов послеаварийных гидравлических режимов.

Многоконтурность схем ТС, нелинейность и гидравлическая связность элементов ограничивают возможность эквивалентирования и получения расчетных схем с небольшим числом узлов и участков. Однако современный уровень вычислительных средств, методов, алгоритмов и программных реализаций для гидравлических расчетов многоконтурных трубопроводных систем позволяют решать эти задачи в рамках геоинформационных систем без особых затруднений.

При разработке схем теплоснабжения решаются два типа задач, связанных с расчетами надежности:

- расчет ПН теплоснабжения потребителей по характеристикам надежности элементов ТС при заданной схеме и параметрах сети (задачи анализа надежности);

- выбор (корректировка) схемы и параметров ТС на рассматриваемую перспективу с учетом нормативных требований к надежности теплоснабжения потребителей (задачи синтеза (построения) надежной сети).

Для решения этих задач в ОАО «Газпром промгаз» разработаны методика и программно реализуемый алгоритм, обеспечивающие нормативные требования к надежности теплоснабжения потребителей при разработке схем теплоснабжения.

Методическая и нормативная основы для их разработки создавались в течение длительного времени трудами отечественных ученых, научно-исследовательских институтов, проектных, наладочных и эксплуатационных организаций [513].

Общие принципы расчета надежности и резервирования тепловых сетей были сформулированы В.Я. Хасилевым и А.А. Иониным. Математические модели для оценки показателей надежности теплоснабжения потребителей и система нормативов разрабатывались в институте ВНИПИЭнергопром, МИСИ, Институте систем энергетики им. Л.А.Мелентьева СО РАН. Основой для оценки норм аварийной подачи тепла и учета временного резерва в расчетах надежности стала полученная Е.Я. Соколовым зависимость для расчета нестационарного температурного режима в помещениях.

Проведенные исследования были собраны, обобщены и развиты в справочнике «Надежность систем теплоснабжения» (далее Справочник) [14], который входит в четырехтомный справочник «Надежность систем энергетики и их оборудования» под ред. акад. Ю.Н. Руденко.

В Справочнике изложены методические подходы и алгоритмы для оценки надежности теплоснабжения потребителей и построения систем с требуемым уровнем надежности на основе резервирования ТС. Представлена накопленная к тому времени статистика по отказам в ТС, на ТЭС, в котельных и результаты ее статистической обработки. Содержатся также данные по системе нормативов надежности, которые легли в основу регламентов, показателей и нормативов для оценки надежности теплоснабжения, включенных в СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» [15].

Разработанная методика ориентирована на использование этих нормативов.

Особенности ТС и процессов теплоснабжения с позиций исследования надежности

Определяющее влияние на методический подход к решению поставленных задач (количественная оценка надежности теплоснабжения потребителей и построение ТС, удовлетворяющей требованиям надежности) оказывают следующие свойства ТС и технологические особенности процессов теплоснабжения:

1. ТС это нелинейные пространственные сетевые структуры произвольной топологии, имеющие большое число элементов и подключенных к узлам сети потребителей с разными требованиями к надежности теплоснабжения. Тепловая нагрузка потребителей разнородна и меняется в течение отопительного периода. Чтобы обеспечить выполнение основной функции ТС - надежную подачу тепловой энергии потребителям, рассредоточенным по узлам сети, в соответствии с их индивидуальными требованиями, необходимо использовать узловые показатели, позволяющие оценивать надежность теплоснабжения каждого потребителя. Социальный характер систем также требует рассматривать проблему надежности со стороны потребителей.

2. Полный отказ ТС - чрезвычайно редкое событие. Здесь происходят частичные отказы, при которых нарушается теплоснабжение только части потребителей, причем с разными последствиями у каждого из них. Для определения глубины отказов у каждого потребителя в резервированных ТС, имеющих кольцевую часть, необходимы расчеты послеаварийных гидравлических режимов.

3. Угроза катастрофических последствий при длительном нарушении теплоснабжения потребителей накладывает ограничения на допустимое время ликвидации отказов.

Это время может быть увеличено резервированием тепловой сети, которое позволяет поддерживать некоторый пониженный уровень подачи тепла потребителям во время ликвидации отказов. Это исключает катастрофические последствия, но при некотором снижении температуры воздуха в зданиях.

Таким образом формируется временной резерв потребителей, представляющий собой время снижения температуры воздуха в здании до некоторого граничного значения, которое нормируется, так же как и частота таких снижений.

Основные методические положения

1. Рассматриваются два уровня теплоснабжения потребителей - расчетный и пониженный (аварийный). В соответствии со СНиП 41-02-2003 (таблица 2 и п. 6.33) пониженный уровень характеризуется подачей потребителям аварийной нормы тепла во время ликвидации отказов в резервируемой части ТС.

2. Отказ функционирования для каждого уровня формулируется с позиций потребителя как снижение температуры воздуха в зданиях ниже граничного для данного уровня значения . Для расчетного уровня теплоснабжения это граничное значение соответствует расчетной температуре воздуха в здании, для пониженного уровня - нормам, установленным СНиП 41-02-2003 (п. 4.2).

3. Надежность теплоснабжения оценивается узловыми показателями, определяемыми для узлов-потребителей: двумя вероятностными и одним детерминированным.

Для оценки надежности расчетного уровня используется коэффициент готовности , представляющий собой вероятность того, что в произвольный момент времени будет обеспечен расчетный уровень теплоснабжения j-го потребителя (среднее значение доли отопительного сезона, в течение которой теплоснабжение j-го потребителя не нарушается).

Надежность пониженного уровня оценивается вероятностью безотказной работы Pj, представляющей собой вероятность того, что в течение отопительного периода температура внутреннего воздуха в зданиях j-го потребителя не опустится ниже граничного значения.

Детерминированный показатель - норма подачи тепла потребителям в аварийных ситуациях .

4. Количество теплоты, получаемое каждым потребителем во время ликвидации отказов на участках кольцевой части сети, определяется на основе расчетов послеаварийных гидравлических режимов.

5. ПН рассчитываются за отопительный период с учетом временного резерва потребителей, его зависимости от температур наружного воздуха и продолжительностей их стояния.

6. В задачах синтеза на основе расчета показателей и выявляется необходимость структурного резервирования ТС и выделяется резервируемая часть сети.

7. Диаметры участков резервируемой части ТС определяются из условий подачи потребителям во время ликвидации отказов аварийной нормы тепла (параметрическая избыточность).

8. Для решения задач составляется расчетная схема, в которой участки ТС отображаются ветвями, места расположения ИТ, потребителей и разветвлений участков сети - узлами с притоками и отборами теплоносителя или без них. Элементы оборудования указываются соответствующими обозначениями (графическими примитивами).

Степень детализации расчетной схемы зависит от постановки задачи. Так, в качестве потребителей могут рассматриваться отдельные здания, группы зданий, городские микрорайоны или другие совокупности потребителей, подключенных к узлу расчетной схемы. Соответствующую детализацию будет иметь и расчетная схема ТС. При этом расчетная схема может отображать только подающие или только обратные линии ТС (однолинейная расчетная схема). Потребители и источники в такой схеме моделируются отборами или притоками теплоносителя. В двухлинейной расчетной схеме ветвями отображаются подающие и обратные линии ТС, схемы теплоподготовительных установок источников и потребителей.

Двухлинейные расчетные схемы используются для расчетов послеаварийных гидравлических режимов.

Расчет ПН теплоснабжения потребителей (задача анализа)

Задача состоит в определении узловых ПН для рассматриваемых уровней надежности теплоснабжения по характеристикам надежности элементов сети.

Коэффициент готовности к обеспечению расчетного теплоснабжения j-го потребителя:

(1)

Вероятность обеспечения пониженного уровня теплоснабжения j-го потребителя - вероятность того, что в течение отопительного периода температура воздуха в зданиях j-го потребителя не опустится ниже граничного значения:

(2)

расчет надежность теплоснабжение

Здесь: - стационарная вероятность рабочего состояния сети;

- вероятность состояния сети, соответствующая отказу f-го элемента;

- множество элементов ТС, выход которых в аварию не нарушает расчетный уровень теплоснабжения j-го потребителя;

- параметр потока отказов f-го элемента;

- продолжительность (число часов) стояния в течение отопительного периода температуры наружного воздуха ниже - температуры воздуха, при которой время восстановления f-го элемента ( равно временному резерву j-го потребителя, т.е. времени снижения температуры воздуха в здании j-го потребителя до минимально допустимого значения ().

Стационарные вероятности состояний ТС ( и ) определяются для марковского стационарного процесса смены состояний ТС с простым пуассоновским распределением потока отказов [14, 16].

При предположении, что во время восстановления отказавшего элемента отказы других элементов не происходят, то стационарные вероятности вычисляются по следующим зависимостям:

 (3)

Если предполагается, что во время восстановления отказавшего элемента могут происходить отказы других элементов, зависимости принимают следующий вид:

(4)

Здесь: - параметр потока отказов элемента ТС, 1/ч;

- интенсивность восстановления элементаТС, 1/ч;

- число элементов ТС;

- индекс (номер) отказавшего элемента.

Временной резерв потребителей учитывается при определении через продолжительность стояния () температуры наружного воздуха (), при которой время восстановления элемента () равно временному резерву j-го потребителя.

Температуры равенства времени восстановления и временного резерва определяются на основе формулы Е.Я. Соколова, в которой время нарушения теплоснабжения принимается равным времени восстановления, а температура внутреннего воздуха - граничному значению:

(5)

где - расчетная температура воздуха в здании j-го потребителя, 0С;

- расчетная для отопления температура наружного воздуха, 0С;

- относительный часовой расход тепла у j-го потребителя при отказе f-го элемента при ;

- коэффициент тепловой аккумуляции здания j-го потребителя, ч.

Если ? 8оС, отказ элемента влияет на теплоснабжение потребителя в течение всего отопительного периода и в формуле (2) принимется равной продолжительности отопительного периода ().

Если =, отказ элемента не влияет на теплоснабжение потребителя и =0.

Если и ее значение определяется по графику продолжительностей стояния температур (график Россандера).

Таким образом автоматически выделяются: а) элементы, отказы которых нарушают и не нарушают пониженный уровень теплоснабжение потребителя, и б) доля отопительного периода, в течение которой нарушение имеет место.

Рисунок 1. Алгоритм расчета показателей надежности тепловых сетей

В блоке I определяются характеристики надежности элементов ТС: интенсивность и параметр потока отказов, интенсивность и среднее время восстановления.

При наличии статистических данных об отказах элементов ТС полученные на основе их обработки характеристики надежности элементов должны быть сопоставлены с достигнутым уровнем, а по времени восстановления теплопроводов и с рекомендациями СНиП41-02-2003 «Тепловые сети».

Если окажется, что полученные значения существенно хуже, то уже на этом этапе необходима разработка предложений по улучшению характеристик надежности элементов ТС (замена изношенных участков, повышение технической оснащенности АВС, увеличение численности ремонтного персонала, секционирование ТС). Для расчетов ПН и выбора объема резервирования ТС характеристики надежности элементов следует принимать с учетом принятых предложений, поскольку недопустимо низкий технический уровень ТС компенсировать ее резервированием.

При отсутствии статистических данных расчет интенсивности отказов теплопроводов производится, в соответствии с Методическими рекомендациями [3], с использованием распределения Вейбулла [18] с учетом времени эксплуатации теплопроводов. При этом участки сети, работающие более 25 лет, выделяются в отдельную группу как потенциально ненадежные. После дополнительного анализа их состояния выбираются участки рекомендуемы6е к замене. Для расчетов на перспективу интенсивность отказов этих участков принимается как для новых теплопроводов в период нормальной эксплуатации ().

При отсутствии статистических данных о времени восстановления элементов ТС, значения времени восстановления выбираются в соответствии с нормированными в таблице 2 СНиП 41-02-2003 значениями, в зависимости от диаметра теплопровода и расстояния между секционирующими задвижками.

В блоке II по зависимостям (3) или (4) определяются вероятности рабочего состояния сети и вероятности состояния сети с отказом одного из элементов.

Вычисленным вероятностям состояний сети ставится в соответствие количество тепловой энергии, подаваемой потребителям в этих состояниях, т.е. определяется подача теплоносителя и теплоты (абсолютные и относительные) каждому потребителю при выходе в аварию каждого из элементов ТС.

В ТС, имеющих кольцевую часть, каждому состоянию с отказом элементов кольцевой части сети соответствует свой уровень подачи тепловой энергии потребителям.

Этот уровень определяется в блоке III путем моделирования отказов и расчетов послеаварийных гидравлических режимов. На основе полученных результатов расчетов составляются матрицы относительных расходов теплоносителя у потребителей в этих режимах (по отношению к расчетному).

Моделирование послеаварийных ситуаций производится путем автоматического исключения элементов из расчетной схемы ТС. Расчеты послеаварийных гидравлических режимов выполняются с помощью математических моделей потокораспределения, реализованных в соответствующих геоинформационных системах и программно-расчетных комплексах (например, ПРК ZuluThermo ГИС Zulu) для двухлинейной расчетной схемы ТС.

В блоке IV по результатам расчетов в блоке III определяются температуры воздуха в зданиях в конце периода восстановления теплоснабжения (), температуры равенства времени восстановления элемента и временного резерва потребителя () и продолжительности стояния этих температур в отопительном периоде (). По полученным данным определяются элементы ТС, отказ которых нарушает расчетный и пониженный уровни теплоснабжения каждого потребителя.

В блоках V и VI по зависимостям (1) и (2) рассчитываются коэффициенты готовности системы к обеспечению расчетного теплоснабжения и вероятности обеспечения пониженного уровня теплоснабжения каждого потребителя.

Задача построения ТС с заданным уровнем надежности (задача синтеза)

Задача состоит в обосновании мероприятий, обеспечивающих выполнение требований СНиП 41-02-2003 к надежности теплоснабжения.

При ее решении необходимо выполнение двух следующих условий:

- удовлетворение нормативным значениям вероятностных ПН;

- обеспечение потребителей аварийной нормой тепла во время восстановления отказов на участках резервируемой части сети.

Для каждого узла-потребителя расчетной схемы сети:

(6)

(7)

(8)

где - нормативное значение коэффициента готовности;

- нормативное значение вероятности того, что температура воздуха в зданиях не опустится ниже граничного значения;

- множество участков кольцевой части ТС, гидравлически связанных с j-м потребителем;

- количество типоразмеров диаметров теплопроводов, для которых установлена норма аварийной подачи тепла.

ПН нормированы в СНиП 41-02-2003 и имеют следующие значения: ; Величина нормирована в зависимости от диаметра теплопровода и расчетной температуры наружного воздуха (пп. 6.33, 6.10).

Вероятностные показатели и и детерминированный показатель хорошо отражают специфику резервирования в ТС и позволяют разработать рациональный алгоритм построения структуры ТС, удовлетворяющей требованиям надежности.

В нерезервированной ТС значения выше чем для тех же потребителей в сети с резервированием, а значения - ниже.

При резервировании ТС:

- значения увеличиваются, так как увеличивается временной резерв потребителей;

- значения уменьшаются, так как на расчетное теплоснабжение потребителей влияет большее число элементов ТС (не только элементы, входящие в путь теплоснабжения потребителя, но и элементы связанной с ним кольцевой части сети);

- при объем резервирования должен увеличиваться до тех пор, пока не достигнут нормативного значения, а своего норматива еще не нарушат.

Таким образом, если в тупиковой сети , резервирования сети не требуется, если , необходимо определить объем резервирования, обеспечивающий нормативные значение показателей .

Если в ТС без резервирования (а также при увеличении объема резервирования сети) значения оказываются меньше нормативного, это значит, что масштабы системы завышены и необходимо уменьшить радиус действия и общую длину сети от данного источника - либо введением дополнительного источника, либо переключением части потребителей на другие источники.

Для реализации методики используются вероятностные модели функционирования системы и расчета узловых ПН, детерминированные модели теплообмена в зданиях и расчета гидравлических режимов в многоконтурных ТС. Их эффективная реализация возможна только в геоинформационных системах, в которых разрабатываются электронные модели схем теплоснабжения.

Пример расчета показателей надежности тепловой сети с резервированием от ТЭЦ тепловой мощностью 646 Гкал/ч

Источником теплоты в системе теплоснабжения, расположенной в районе Нижнего Новгорода, является ТЭЦ электрической мощностью 350 МВт с присоединенной тепловой нагрузкой 646 Гкал/ч. Продолжительность отопительного периода 5232 ч, расчетная для отопления температура наружного воздуха ?30С, средняя за отопительный период температура наружного воздуха ?4,7С.Тепловая энергия подается потребителям по двухтрубным водяным ТС, проложенным преимущественно в непроходных каналах.

Схема ТС (рисунок 2) включает 178 участков и 29 потребителей. Сеть частично резервирована. От ТЭЦ идут две магистрали. Магистраль первой очереди содержит 33 участка с диаметрами от 400 до 1000 мм, общей протяженностью 5,8 км. Магистраль второй очереди содержит 9 участков с диаметрами от 800 до 1000 мм, общей протяженностью 3,3 км. Кольцевая часть сети образована 22 участками третей очереди с диаметрами от 500 до 600 мм, общей протяженностью 2,4 км, а также 17 участками четвертой очереди с диаметрами от 400 до 500 мм, общей протяженностью 2,2 км.

Расчет ПН показал, что значения коэффициентов готовности относительно расчетного уровня теплоснабжения для всех потребителей удовлетворяют нормативным требованиям. Нормативы же по вероятности обеспечения минимально допустимых температур воздуха в зданиях нарушаются у шести потребителей, образующих зону ненадежного теплоснабжения в тупиковой части сети, показанной на рисунке 2.



Рисунок 2. Схема резервированной тепловой сети ТЭЦ тепловой мощностью 646 Гкал/ч и результаты расчета ПН ТС

У этих потребителей нарушается и норма аварийной подачи тепла - до нуля при отказах участков тупиковой части сети и до 0,3 от требуемого значения при отказах на участках магистрали второй очереди диаметром 800 мм.

С позиций достижения нормативных значений ПН сначала была выполнена расчетная проверка эффективности мероприятий по замене участков ТС с высокими значениями параметра потока отказов. Однако вероятность обеспечения минимально допустимых температур воздуха в зданиях потребителей зоны ненадежного теплоснабжения не достигла нормативного значения.

Затем было принято и проверено решение по увеличению объема резервирования ТС путем включения перемычки длиной 149 м диаметром 500 мм, равным большему из диаметров смежных участков сети (рисунок 3).

Рисунок 3. Увеличение объема резервирования тепловой сети ТЭЦ и результаты расчета ее показателей надежности

Расчеты показали (рисунок 3), что при включении перемычки, вероятности обеспечения пониженного уровня теплоснабжения удовлетворяют нормативному значению, коэффициенты готовности остались существенно выше нормативного значения. Норматив подачи теплоты потребителям при отказах участков той части сети, которая раньше была тупиковой, а теперь вошла в кольцевую часть, также стал выполняться.

Однако при отказах участков магистрали второй очереди, подача тепла потребителям по-прежнему составляет 0,3 от требуемого значения. Температура воздуха в зданиях при отказах этих участков снизится до 6-7°С, что недопустимо не только с позиций надежности теплоснабжения потребителей, но и с позиций живучести системы. Для того, чтобы избежать таких ситуаций, необходимо увеличение диаметров ряда участков магистрали первой очереди до 800 мм.

Рекомендации по обеспечению надежности тепловых сетей. Расчет ПН теплоснабжения потребителей, их доведение до нормативных значений и обоснование требуемого объема резервирования ТС выполняется с принятием ряда определенных решений на каждом этапе расчета. Рекомендации по обеспечению надежности теплоснабжения потребителей разрабатываются в том случае, если расчетные значения ПН для существующего состояния ТС не соответствуют нормативным требованиям. Разработка выполняется в следующей последовательности:

1. На основе анализа характеристик надежности выявляются элементы ТС с высокими значениями параметра потока отказов и времени восстановления.

Для расчетов ПН и выбора объема резервирования ТС характеристики надежности элементов следует принимать с учетом принятых предложений, поскольку недопустимо низкий технический уровень ТС компенсировать ее резервированием.

2. Разрабатываются рекомендации по улучшению характеристик надежности этих элементов (замена участков, повышение технической оснащенности АВС, увеличение численности ремонтного персонала, секционирование ТС).

3. Рассчитываются новые значения ПН теплоснабжения потребителей при моделировании реализации рекомендаций по улучшению характеристик надежности ряда элементов ТС. Новые значения ПН сравниваются с нормативными, т.е. проверяется выполнение условий (6) (8).

4. Если нормативные значения не достигнуты, разрабатываются рекомендации по повышению ПН в зависимости от того, какие из условий (6) (8) нарушаются (рисунок 4).

Рисунок 4. Рекомендации по обеспечению надежного теплоснабжения потребителей

Одним из основных мероприятий (в случае если при выполнении условий (6) все или часть условий (7) не выполняются), является введение или увеличение объема резервирования ТС путем устройства аварийных перемычек, дублирования участков сети, увеличения диаметров теплопроводов, увеличения располагаемого напора на коллекторах источника. Как правило, первыми следует резервировать головные участки ТС, при необходимости наращивая объем резервирования к периферии. Диаметры перемычек следует выбирать по наибольшему диаметру смежных участков сети.

Для вариантов резервирования моделируются и рассчитываются послеаварийные гидравлические режимы, соответствующие отказам элементов кольцевой части сети, и проверяется, обспечиваются ли потребители во время ликвидации отказов нормой аварийной подачи тепла (условие (8)).

Следует иметь в виду, что затраты на резервирование могут быть снижены, если в системах есть возможность отключения нагрузки горячего водоснабжения во время ликвидации отказов. Неотключаемая по каким-либо причинам часть нагрузки горячего водоснабжения должна учитываться при расчете резервирования.

Выполнение ограничений (8) означает, что диаметры реконструируемых существующих и новых проектируемых участков ТС и располагаемый напор на коллекторах ИТ достаточны. Если выполняются не все ограничения (8), необходимо рассмотреть увеличение диаметров на некоторых участках кольцевой части сети и, возможно, располагаемого напора на источнике. Для «перекладки» в первую очередь выбираются участки с максимальными удельными потерями давления.

Если в ТС без резервирования или при увеличении объема резервирования кольцевой сети коэффициент готовности оказывается меньше нормативного (не выполняются условия (6)), а возможности замены участков и снижения времени восстановления исчерпаны, это значит, что масштабы системы завышены и необходимо уменьшать радиус действия и общую длину сети от данного источника. Это может быть достигнуто либо введением дополнительного источника, либо переключением части потребителей на другие источники.

5. Моделируется выполнение рекомендаций по повышению ПН и вновь полученные оценки ПН сравниваются с нормативными значениями.

Разработка рекомендаций, моделирование и анализ результатов выполняются последовательными итерациями до тех пор, пока будет найден оптимальный вариант программы мероприятий, позволяющий в перспективе повысить надежность теплоснабжения потребителей до требуемого нормативами уровня.

Повторение расчетов ПН в условиях программной реализации на базе ГИС не является сложной задачей и сводится к корректировке некоторых исходных данных для последующего расчета.

Список использованных источников

1. Федеральный закон от 27 июля 2010 года № 190-ФЗ «О теплоснабжении».

2. Требования к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения (утверждены постановлением Правительства РФ от 22 февраля 2012 г. № 154).

3. Методические рекомендации по разработке схем теплоснабжения (утверждены совместным приказом Минэнерго РФ и Минрегионразвития РФ от 29.12.2012 г. № 565/667).

4. Надежность технических систем: Справочник / Под ред. И.А. Ушакова. - М.: Радио и связь, 1985. - 608 с.

5. Такайшвили М.К., Хасилев В.Я. Об основах методики расчета и резервирования тепловых сетей //Теплоэнергетика. - 1972. - №4. - С. 14-19.

6. Ионин А.А. Надежность систем тепловых сетей. - М.: Стройиздат, 1989. - 265 с.

7. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. - 7-е изд., стереот. - М.: Издательство МЭИ. - 2011. - 472 с.

8. Красовский Б.М., Коломина Е.В. К вопросу об оценке надежности систем теплоснабжения //ТР. ин-та ВНИПИЭнергопром. 1976. Вып. 8. С. 51-54.

9. Сеннова Е.В., Сидлер В.Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем. - Новосибирск, 1985 г. - 222 с.

10. Кучев В.А. Повышение надежности теплоснабжающих систем на базе совершенствования процессов восстановления теплоснабжения при отказах теплопроводов// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. - 1988. - №3. - С. 38-45.

11. Вариант структуры, состава и численных значений нормативов надежности теплоснабжающих систем/ Б.Н. Громов, В.А. Кучев, Е.В. Сеннова и др. //Метод. вопр. исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 37. - Киев, 1990. - С. 155-167.

12. Надежность систем энергетики. Терминология. - М.: Наука, 1980. - Вып. 95.

13. Надежность систем энергетики. (Сборник рекомендуемых терминов). - М.: ИАЦ «Энергия», 2007.

14. Надежность систем энергетики и их оборудования: Справочное издание в 4 т. под ред. акад. Ю.Н. Руденко. Т. 4 Надежность систем теплоснабжения / Е.В. Сеннова, А.В. Смирнов, А.А. Ионин и др. - Новосибирск: Наука, 2000 г. - 351 с.

15. СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети». -М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.

16. Гнеденко В.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. - М.: Наука. - 1965. - 524 с.

17. В.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков и др. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов. - Т34 М.: Высш. школа, 1980. - 408 с.

18. Барлоу Р., Прошан Ф. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность. - М.: Наука. - 1984. - 328 с.

Размещено на Allbest.ru