Автореферат (Разработка математических и компьютерных моделей переноса тепла, массы, импульса для систем тепло- и водоснабжения), страница 3

То есть во всех этих градирнях наблюдается перелив воды. В градирнях правой подсистемы уровень в чашах и аванкамере существенно уменьшается (на 0,5– 0,7 м в чашах градирен). В результате подпор на насосах уменьшается до 1,6 м,что недопустимо по условиям их устойчивой работы. Отсюда следует, что объединение левой и правой подсистем цирксистемы ТЭЦ "ВАЗа" недопустимо.Аналогичная компьютерная модель была разработана и для цирксистемыТоТЭЦ.

Анализ режимов ее работы позволил сделать вывод о том, что наиболеесущественной проблемой цирксистемы ТоТЭЦ является рассогласование уровней в градирнях правой (Гр-1,2) и левой (Гр-3,4,5,6) ее частей. Разность уровнейпри открытых задвижках составляет 5 м. Основной причиной является более высокое гидросопротивление градирен 1,2 в сравнении с градирнями 3,4,5,6. Дляуменьшения несоответствия уровней в чашах рекомендуется увеличение количества сопел на градирнях 1,2.Исследования показали, что разъединение цирксистемы ТоТЭЦ на две подсистемы позволит существенно увеличить общий расход и улучшить условия навсасе насосов вследствие уменьшения общего сопротивления цирксистемы, таккак не возникает необходимость выравнивания перекосов расходов в правой илевой подсистемах путем прикрытия задвижек.

Однако данное мероприятиевозможно лишь при существенном увеличении количества сопел на ГР − 1,2 илипостроения здесь новой градирни. Иначе возникают проблемы, связанные с резервом градирен при их выводе в ремонт.565860626466687072H = 3,5 мпереливH = 3,4 мперелив5623перелив∑QЦНС = 58157 т/ч9704586062646668Аванкамера 56ЦНС-1Оськолеса насосаГр - 4Q4 = 9704 т/чH4H = 4,2 мОбъединенная цирксистема (левая половина)∑Q1,2,3,4 = 52970 т/чГр - 3Q3 = 14941 т/чперелив H3Гр - 2Q2 = 13510 т/чH269976573982470723263329760634490Q5,6,7 = 31212 т/чГр - 6Q6 = 10533 т/чH = 3,9 мН1 , Н 2 , Н 3 , Н 4 – высота уровня в чашах ГР − 1,2,3,4∑QЦНС-2 = 32349 т/чАванкамераЦНС-2Оськолеса насоса4230 т/чГр - 7Q7 = 8475 т/ч4245Объединенная цирксистема (правая половина)Гр - 5Q5 = 10106 т/ч1789H = 3,1 м1758H = 1,1 мРис.

4. Результаты расчетов цирксистемы – без разделения на две системы(характеристики оборудования реальные).Гр - 1Q1 = 14812 т/чH1H = 4,2 м6254 т/ч4553НетрасходаHs74Hs74H, м1112Выполнен анализ трех вариантов реконструкции циркуляционной системыТоТЭЦ. При этом учитывалась тепловая эффективность работы, надежность работы, затраты на реконструкцию.Во второй главе приводятся данные исследования совместной работы циркуляционных насосов с регулируемым и нерегулируемым приводом, выполненного на компьютерной модели внутреннего контура теплосети СамТЭЦ.При эксплуатации теплосетей известно, что в ряде случаев значительная долявырабатываемого насосами напора гасится на регулирующих задвижках.

Альтернативой задвижкам являются насосы с регулируемым приводом. Выполненные исследования показали, что один регулируемый насос, установленный в системе параллельно работающих насосов, регулирует расход в сети в пределахрасхода данного насоса. При этом экономия мощности регулируемого насоса посравнению с регулированием с помощью задвижки определяется величиной расхода через него. Поэтому можно получить кривую экономии мощности какфункцию расхода через насос.Пример такой кривой дан на рис. 5. Кривая построена для системы, включающей шесть параллельно соединённых насосов СЭ-2500-130, один из которыхрегулируемый.N,кВт600400200100020003000Q, т часРис.

5. Зависимость экономии мощности N от расхода регулируемого насосаВ третьей главе приводятся результаты исследований объединенной теплосети теплоснабжения г. Самара на компьютерной модели. Теплосети от ТЭЦ являются сложными разветвленными многокольцевыми гидравлическими системами. При их эксплуатации главными проблемами являются: малый располагаемый перепад давлений, повышенное давление в обратной магистрали и другие.Их причинами могут быть: повышенный расход воды, малые диаметры труб,уменьшение их диаметров из-за отложений внутри труб, закрытие задвижек научастках с большими скоростями течения воды, «паразитные» циркуляции и др.Эффективным инструментом для как можно более достоверного нахожденияпричин указанных проблем являются компьютерные модели, которые позволяют рассчитать гидравлические режимы работы теплосетей, рассматривая их какединые гидравлические системы.Централизованные теплосети г.

Самара запитываются от пяти крупных источников теплоты – Самарская ТЭЦ (СамТЭЦ), Безымянская ТЭЦ (БТЭЦ), Са-13марская ГРЭС, Центральная (ЦОК) и Привокзальная (ПОК) отопительные котельные. Теплосети от всех этих источников работают автономно. Их объединение в единую теплосеть выгодно ввиду того, что оно позволит выполнить перераспределение нагрузки путем ее передачи от более нагруженных тепломагистралей к менее нагруженным. Решение данной задачи возможно лишь при использовании компьютерной модели объединенной теплосети. В диссертации наоснове имеющихся компьютерных моделей теплосетей от всех перечисленныхвыше источников теплоты была создана компьютерная модель объединеннойтепловой сети, с помощью которой выполнен анализ текущего состояния теплосетей с указанием причин имеющихся проблем и путей их решения, а также выполнена оценка возможностей обеспечения перспективной нагрузки по каждомуотдельному теплоисточнику (см.

рис. 6).И, в частности, было показано, что, исходя из условий удобства месторасположения теплоисточников, эффективным является следующее направление перераспределения нагрузки в масштабах всей теплосети г. Самара. Если исходитьиз объемов, то наибольшую нагрузку имеют СамТЭЦ (17100 т/ч) и БТЭЦ (6800т/ч) в сумме 23900 т/ч.

Все остальные источники ЦОК (5032 т/ч), ПОК (7400 т/ч)и Сам ГРЭС (5700 т/ч) в сумме имеют 18132 т/ч. И собственно именно эти дваисточника (СамТЭЦ и БТЭЦ) работают в наиболее напряженных условиях. Всвязи с чем, была бы весьма целесообразной передача нагрузки от СамТЭЦ илиБТЭЦ (возможно и от того и другого источника) теплосети от ЦОК (первый ивторой выводы), причем, это будет нагрузка, находящаяся на наиболее возвышенных участках (наиболее удобная для ЦОК) и, к тому же, расположенная значительно ближе (более чем в 2 раза) к ЦОК, чем к СамТЭЦ и БТЭЦ. Чтобы компенсировать передачу нагрузки от СамТЭЦ и БТЭЦ на ЦОК, часть нагрузкиЦОК можно передать на третий вывод ПОК, являющийся наименее нагруженным.

В свою очередь, от ПОК часть нагрузки можно передать СамГРЭС. Такимпутем значительная часть нагрузки СамТЭЦ и БТЭЦ может быть распределенамежду ЦОК, ПОК и СамГРЭС путем перемещения ее с северного в южноенаправление. Такое перераспределение позволит использовать удобное месторасположение каждого объекта применительно к соответствующей нагрузке.Основные принципы такого перемещения – каждый объект питает нагрузку,находящуюся на наиболее близком от него расстоянии и на сопоставимой с нимотметке по высоте расположения. Отметим, что подобные результаты могутбыть получены без каких-либо существенных затрат, так как они основаны научете физических особенностей каждого теплоисточника и подкреплены расчетами, выполненными как на отдельных источниках, так и на объединенной компьютерной модели.В четвёртой главе рассмотрены задачи по математическому моделированиютепловых и гидравлических процессов в движущихся жидкостях.

И, в частности,приведены результаты получения точного решения волнового уравнения, опи-Р1962-С3-СG464024Р9676Н2Р240Р1251-СР2302-БG4806G7760Р56G58401С1-БР168Р110109Р180171518Р202Р1662316Р153133-ц2-цG 1218262414G3609Р182221921ЦОК20Р2101-ц28271453-цР210Р156Р192Р1502512Р16011Р200Н1768Р110Р185Р1605Р90Р10540G4025Р190Р1603СР190Р1602СР1923129Р2103032G1509Р135G16491-ПР172Р150Р92СамТЭЦ1Р230Р176Р155Н3373933 3534Р200953-П361СГ4038 Р150Р156Р 150Р160G2500G290043Р152414244Р80361 - СГG1490Р145Н4Р156G3850454748СГРЭС2 - СГ46Р80Р1452СГРис.6. Распределение давлений в теплосети централизованноготеплоснабжения г.Самары.

БТЭЦ – Безымянская ТЭЦ; СамТЭЦ –Самарская ТЭЦ; ЦОК – Центральная отопительная котельная; ПОК–Привокзальная отопительная котельная; СГРЭС – Самарская ГРЭС.– повысительные и понизительные насосные;– задвижки;– потребители теплоты;– прямая магистраль;– обратная магистраль; Р – давление кгс/см2; G – расходтеплоносителя, т/ч;– отметка высоты, м2-ППОКР128Р115G1500Р1353G3786G4600Р125G3656Р200Р210Р156Р136Р194Р200Р182Р102Р120Р150Р132Р140Р110Р210Р163Р96БТЭЦ1415сывающего распределение давления в жидкости в случае гидравлического ударав трубе.

Постановка задачи будетPξ , Fo 2 Pξ , Fo  2 Pξ , Fo; Fo  0 ; 0  ξ  1(9) ForFoFo2ξ 2(10)P1, Fo  0 ,Pξ, 0  1 ; Pξ , 0 / Fo  0 ; P0, Fo /   0 ;222 22где P  p / p0 ; Fo  c t / (2al ) ; ξ  x / l ; For  c /(4a l ) .В отличие от известных работ (Кудинов И.В., Кузнецова А.Э.), в диссертацииприводится более простой метод нахождения точного решения задачи (9) – (10),который основан на использовании координатных функций, удовлетворяющихграничным условиям краевой задачи.