5839 УДК 681.5
ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ Г. НУР-СУЛТАН, ПОДКЛЮЧЕННЫХ ОТ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ
1Танатов Данияр Тимурович, 2Шарифов Илхом Джумахонович,
1Бимендин Абылай Кайратович
[email protected], [email protected], [email protected]
1Магистрант кафедры «Теплоэнергетика» ЕНУ им Л.Н. Гумилева, Нур-Султан, Казахстан
2Магистрант Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Национального исследовательского Томского политехнического университета, Томск,
Россия
Научный руководитель – к.ф.-м.н. Д.М.Шарифов
Последние 12 лет политика нынешнего Казахстана направлена на решение проблем энергосбережения. Создание устойчивой модели развития экономики Казахстана невозможно, без решения вопросов повышения энергоэффективности и энергосбережения.
Деятельность в этой области будет способствовать модернизации промышленности, электроэнергетики, жилищно-коммунального хозяйства и транспорта, стимулируя использование новых технологий и инноваций [3]. В связи с этим руководство Казахстана, несмотря на значительные запасы в стране энергоресурсов и развитую энергетическую инфраструктуру, выбрало курс на энергосбережение и энергоэффективность в качестве основных приоритетов энергетической политики. Правительство призывает ускорить темпы развития казахстанской экономики и улучшить качество жизни наших граждан [4].
Автоматизированные тепловые пункты и их диспетчеризация - это будущее системы отопления. Модернизация и диспетчеризация тепловых подстанций являются наилучшим способом развития, реализации и продвижения цифровых технологий в энергетическом секторе экономики страны.
В данной работе будет показан концепт компьютеризированной информационно- измерительной системы для сектора теплоснабжения г. Нур-Султан. Термин «тепловые пункты» можно определить, как «комплекс теплопотребляющих установок, которые предназначены для потребления одного или нескольких типов тепловых нагрузок» [5]. Это подразумевает, что мы можем контролировать горячее водоснабжение, приточную вентиляцию, систему напольного отопления и традиционное отопления одним устройством.
Я уверен, что автоматизированный тепловой пункт имеет больше преимуществ и экономической эффективности, чем пункты с элеваторным смешением. Фактически, выбросы парниковых газов в атмосферу будут сокращены за счет модернизации и диспетчеризации. На данный момент система дистанционного управления тепловым пунктом, является лучшим выбором для сохранения энергии и повышения энергоэффективности в области теплоснабжения.
Концепция интеллектуальных тепловых сетей может рассматриваться как аналогия автоматизированным электрическим сетям, и она фокусируется на интеграции и эффективном использовании потенциальных будущих возобновляемых источников энергии, а также на работе сетевой структуры, которая может включать взаимодействие с потребителем. Через информационную сеть различные части (источник тепла, тепловые сети, тепловой пункт, конечный потребитель) соединяются вместе и объединяются в интеллектуальную систему с дистанционным управлением, управляемую системой управления, то есть в интеллектуальную систему централизованного теплоснабжения [1]. В мире разработан ряд мер для повышения надежности, безопасности и эффективности системы отопления, и можно реализовать динамическую оптимизацию работы, технического обслуживания и планирования системы отопления. В режиме реального времени система будет получать данные о различных частях и создавать действующую базу данных, чтобы
5840
реализовать хранение и анализ всей информации на единой платформе управления. На основе интеллектуальной системы централизованного теплоснабжения могут быть реализованы интеллектуальное прогнозирование нагрузки, интеллектуальное регулирование отопления, интеллектуальная оптимизация планирования и интеллектуальная диагностика неисправностей. Интеллектуальная система состоит из центра управления, сети связи, географической информационной системы, системы диспетчерского управления и сбора данных. Центр управления, являющийся ядром системы интеллектуальных тепловых сетей, отвечает за мониторинг, контроль и управление всей работающей системой. Система получает и контролирует состояние потребителей тепла в реальном времени. Сеть связи соединяет каждый прибор вместе с центром управления, чтобы обеспечить передачу данных и инструкций в режиме реального времени. Все это можно привязать к потребителям, с помощью уже внедренной системы «ТГид», имеющей данные о положении отопительной сети.
Благодаря совместной работе каждого компонента, интеллектуальная система централизованного теплоснабжения обладает такими характеристиками, как высокая эффективность, энергосбережение, надежность в режиме реального времени и перспективность. С учетом контроля в реальном времени данные центра управления синхронизируются с эксплуатационными данными, которые могут обнаружить неисправность в первый раз и избежать утечки и кражи пара. Посредством моделирования и анализа отопительной сети можно было бы выявить оптимизированное рабочее состояние, что позволяет избежать термодинамического дисбаланса и гидравлического дисбаланса отопительной сети. Интеллектуальная система может автоматически регулировать температуру подачи воды в зависимости от температуры наружного воздуха, что экономит потребление энергии и улучшает качество отопления [2].
Благодаря развитию компьютерных технологий, коммуникационных технологий и технологий автоматического управления, система централизованного теплоснабжения становится умнее. Некоторые интеллектуальные технологии, а также новые стратегии управления применяются к интеллектуальной системе отопления. По мере того как управление и контроль энергопотребления становятся более точными, работа сети с несколькими источниками и распределенными частотно-регулируемыми насосами становится более возможной. Благодаря популяризации интеллектуального управления у конечных пользователей, стратегия регулирования тепловой нагрузки может превратиться из единого управления всей системой в совместное регулирование источника тепла, подстанции и пользователя тепла, что позволяет адаптироваться к собственным потребностям пользователя. По сравнению с традиционной системой отопления, интеллектуальная система централизованного теплоснабжения имеет умную систему управления, которая может постоянно контролировать и управлять всей системой отопления, обеспечивая высокую эффективность и надежность. Интеллектуальная система управления имитирует мозг человека для достижения самостоятельного управления и работы. Интеллектуальная система управления состоит из трех частей: системы диспетчеризации и управления, онлайновой системы анализа энергопотребления, системы аварийной сигнализации. Центр управления дистанционно в режиме реального времени контролирует каждый пункт. Рабочие параметры в реальном времени собираются различными датчиками на месте, а затем отправляются обратно в центр управления. Система диспетчеризации и управления делает прогнозирование тенденций на основе анализа данных, а также обеспечивает обратную связь для управления подстанцией. Система анализа энергопотребления в режиме онлайн анализирует собранные данные и сравнивает их с исторической базой данных. Так как режим работы каждой подстанции оценивается, процессы с высоким энергопотреблением будут обнаружены и отрегулированы. В разные периоды, тепловая нагрузка может быть предварительно отрегулирована в зависимости от климата и характеристик теплоснабжения.
Например, устанавливается соответствующая взаимосвязь между температурой нагрева и температурой наружного воздуха. В результате оптимальная тепловая нагрузка может быть
5841
рассчитана в разную погоду, что обеспечивает предварительную регулировку нагрузки и повышает комфорт пользователя.
Одним из способов снижения выбросов парниковых газов в атмосферу и повышения уровня энергосбережения за счет повышения энергоэффективности является автоматизация тепловых пунктов. Поскольку тепловые пункты с элеваторным смешением не могут мгновенно реагировать на изменение давления в сети теплопередачи. Внедрение компьютеризированной информационно-измерительной системы для отопительного сектора Астаны, позволит контролировать тепловые пункты в режиме онлайн. На мой взгляд, автоматические тепловые подстанции и их диспетчеризация - это большой шаг для развития энергетического и цифрового секторов в нашей стране. По мнению экспертов, положительный эффект от модернизации и диспетчеризации сектора теплоснабжения в Астане позволит применить опыт и для других регионов. В данной работе рассмотрены только тепловые пункты, подключенные к центральному теплоснабжению. Это означает, что альтернативным путем исследования этой проблемы являются системы отопления на традиционных источниках энергии.
Процесс цифровизации сегодня затрагивает практически все страны мира. В то же время, каждая страна сама определяет приоритеты цифрового развития. Более 15 стран мира реализуют на текущий момент национальные программы цифровизации.
Передовыми странами по цифровизации национальных экономик являются Китай, Сингапур, Новая Зеландия, Южная Корея и Дания. Китай в своей программе «интернет плюс» интегрирует цифровые индустрии с традиционными, Канада создает ИКТ-хаб в Торонто, Сингапур формирует «Умную экономику», драйвером которой становится ИКТ, Южная Корея в программе «Креативная экономика» ориентируется на развитие человеческого капитала, предпринимательство и распространение достижений ИКТ, а Дания фокусируется на цифровизации госсектора.
В этих странах государство играет ключевую роль в запуске и реализации программы, при этом успех зависит от вовлечения частных игроков – то, что называется «цифровая приватизация». Сегодня мы наблюдаем все больше примеров, когда государства осознанно подталкивают участников экономической системы к цифровому будущему.
В заключении хотелось бы сказать, что для защиты окружающей среды мы нуждаемся в оперативной, достоверной и полноценной информации. В связи с этим вопросы автоматизации имеют важное стратегическое значение, так как в дальнейшем результаты деятельности в области охраны окружающей среды будут складываться не только от состояния материальной базы, квалификации потребителей, но и от достоверности и оперативности представления всей экологической информации.
Cписок использованных источников
1. Мадорский Б.М., Шмидт В.А. Эксплуатация центральных тепловых пунктов, систем отопления и горячего водоснабжения // Производственно-практическое издание.
Стройиздат. Москва. 1971. С. 145-150.
2. Манюк В.И., Каплинский Я.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей //
Стройиздат. Москва. 1998. С. 48-53.
3. Закон Республики Казахстан «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» от 13 января 2012 года № 541-IV. Астана. 2012. С. 3-5.
4. Государственная программа «Цифровой Казахстан» утвержденная постановлением Правительства РК №827 от 12.12.2017. Астана. 2017. С. 7-15.
5. Закон Республики Казахстан «Об электроэнергетике» от 9 июля 2004 года № 588-II.
Астана. 2004. С. 2-5.
