DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 11.09.2012

Материалы

загрузка...

Методы и алгоритмы повышения энергоэффективности многоуровневой системы централизованного теплоснабжения

Вологдин Сергей Валентинович, 11.09.2012

 

ВОЛОГДИН СЕРГЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

методы и алгоритмы повышения

энергоэффективности МНОГОУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка

информации (в науке и технике)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Ижевск 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова» на кафедре «Информационные системы»

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Якимович Борис Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор –

Тененев Валентин Алексеевич (ИжГТУ, г.Ижевск)

доктор физико-математических наук, профессор –

Карпов Александр Иванович (Институт механики УрО РАН, г. Ижевск)

доктор физико-математических наук, профессор –

Гитман Михаил Борисович (ПНИПУ, г. Пермь)

Ведущая организация Нижегородский инвестиционный центр энергоэффективности - НН

Защита диссертации состоится « 13 » декабря 2012 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.06 в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова» по адресу 426069, Ижевск, ул. Студенческая, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова» по адресу 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7, к. 1.

Автореферат разослан « ___ » _______ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.065.06

к.т.н., доцент В.Н. Сяктерев

общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время в различных областях человеческой деятельности все большее внимание уделяется математическому моделированию технических систем. Данный подход целесообразно применять в тех случаях, когда изучение того или иного явления непосредственно экспериментальными методами затруднено техническими или финансовыми проблемами, а также недопустимой длительностью проведения экспериментов. К такому случаю относится и исследование режимов системы централизованного теплоснабжения (СЦТ).

Необходимость создания математических методик и программных средств для исследования и оптимизации системы теплоснабжения продиктовано тем, что экономия и повсеместный учет энергетических ресурсов становится одним из главных приоритетов государственной политики.

Основные положения, определяющие необходимость проведения работ по повышению энергоэффективности закреплены Федеральным Законом от 23.11.09г. №261-Ф3 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», постановлением Правительства Российской Федерации от 13.11.09г. №1234-р «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года».

Теплоснабжение городов со всей их инфраструктурой в настоящее время осуществляется преимущественно от централизованных источников тепла, состоящих из источников выработки тепловой энергии, тепловых сетей и потребителей тепла. Централизованная система теплоснабжения представляет трехуровневую иерархическую систему со всеми присущими таким сложным системам особенностями поведения (нелинейность, взаимозависимость, изменчивость и т.д.). В силу постоянного развития системы теплоснабжения (рост присоединенной нагрузки на котельные и ЦТП за счет новых абонентов, увеличивается разветвленность и протяженность тепловых сетей и др.) усиливаются взаимосвязи между ее различными уровнями и подсистемами. Так как различные уровни централизованной системы теплоснабжения взаимозависимы, то решения по ее функционированию, принимаемые по каждой подсистеме в отдельности, не являются оптимальными для системы в целом.

Оптимальное регулирование различных уровней теплоснабжения потребителей с учетом их взаимозависимости является важнейшим условием существенного сокращения потерь тепла. В соответствии с Федеральным законом № 261-ФЗ, одной из важнейших задач в области энергосбережения является повышение эффективности использования тепловой энергии в жилищно–коммунальном хозяйстве страны.

Для принятия технических и управленческих решений направленных на повышение энергоэффективности СЦТ за счет снижения дисбаланса на взаимозависимых уровнях системы централизованного теплоснабжения необходимо задачи анализа теплогидравлического режима и оптимизации параметров на различных уровнях СЦТ решать в комплексе с использованием методов математического моделирования, энергоаудита, а также компьютерных методов обработки информации.

Степень научной разработанности проблемы. Построению моделей тепловых и гидравлических режимов систем теплоснабжения посвящено множество работ, среди которых можно отметить работы А.Д. Альштуля, В.Н. Богославского, Н.М. Зингера, С.С. Кутатедзе, А.Н. Сканави, В.Г. Шухова, С.А. Чистовича, В.М. Чаплина, А.П. Меренкова.

Существенный вклад в развитие отечественной школы в области централизованного теплоснабжения внес профессор Московского энергетического института Соколов Е.Я.

Вопросы оптимизации параметров системы централизованного теплоснабжения рассматриваются в работах А.П. Меренкова, А.М. Занфирова Б.Л. Шифринсона, В.Я. Хасилева, Е.В. Сенновой, А.Г.Евдокимова, Г.В. Монахова, Ф.И. Стратан, В.Ф. Иродова, О.А. Некрасовой, М.Г. Сухарева и др. Вопросы проектирования систем централизованного теплоснабжения с учетом надежности рассмотрены в работах А.А. Ионина, Е.В. Сенновой, В.Е.Константиновой, Г.Х. Умеркина., А.И. Юфа, В.Е. Константиновой, Н.К. Громова. Математическая модель теплового баланса зданий рассматриваются в работах Ю.А. Табунщикова, Ю.А. Матросова.

При этом в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют работы, в которых системно и комплексно исследуются вопросы повышения эффективности функционирования СЦТ за счет снижения дисбаланса системы теплоснабжения на всех ее взаимозависимых уровнях и подсистемах.

Объект исследования: иерархическая система теплоснабжения, состоящая из трех уровней:

первый уровень - сеть магистральных теплопроводов между теплоисточниками и центральными тепловыми пунктами (ЦТП);

второй уровень - сеть коммунальных тепловых сетей между ЦТП и зданиями и сооружениями, являющимися потребителями тепловой энергии;