ООО "Политерм: историческое развитие и текущее состояние ПО для гидравлических расчётов системы теплоснабжения города Улан-Батора
Архивная публикация
Баярсайхан Г., генеральный директор АО «Улан-Батор тепловые сети»;
Батмэнд Л. докторант, МГУНТ «ЭИ», инженер АО «УБТС»;
Алтангэрэл Т., руководитель;
Отгонбаяр Г., старший инженер отдела;
Амарсанаа Э., Бат-Эрдэнэ Ц., Сандагдорж Т., инженеры отдела регулирования
режима работы и информационных исследований
АО «Улан-Баторские тепловые сети» (УБТС)
Введение:
При повседневной эксплуатации системы теплоснабжения существует постоянная необходимость в проведении теплового баланса в системах источника и потребителя, определении перспектив и растущих требований к применению системы, проведении плановых расчётов и анализа, а также разработке технических решений и сценариев.
В этой статье представлено историческое развитие и текущее состояние программного обеспечения для гидравлических расчётов теплосети, используемого в повседневной эксплуатации системы теплоснабжения Улан-Батора.
Происхождение и разработка программного обеспечения
В 1983 году в Улан-Баторе, в Институте математики и цифровых технологий был проведён расчёт гидравлического режима сети теплоснабжения с использованием электронно-вычислительной машины Минск-22, Минск-32 (рис. 1).
Рисунок 1. Первые электронные цифровые вычислительные машины: Минск-22 и Минск-32.
Минск-22 и 32 использовались для подготовки, расчёта и обработки различных программ инженерами Бюро энергетики, топлива, горнодобывающей промышленности, 4Научно-исследовательского института математики, преподавателями Политехнического института и сотрудниками других подразделений (рис. 2).
Рисунок 2. Схема и журнал для расчёта тепловых нагрузок 1983 г.
Рисунок 3. Схема и журнал для расчёта тепловых нагрузок 1997 г. /Технический отчёт/.
В 1997 г. в базу данных, с привязкой к схеме, были включены подводящие сети всех зданий Улан-Батора с их системами теплоснабжения, а также техническими характеристиками и данными об оборудовании, – для возможности расчёта регулировки режимов работы городской сети теплоснабжения с помощью программного обеспечения на компьютере.
На основе этой базы данных была использована российская расчётная программа «ДИСИГР» (Диалоговая Система Гидравлических расчётов тепловых сетей. Разработана Сибирским энергетическим институтом России (ИСЭМ СО РАН). – Прим. ред.) (рис. 4).
Перенос данных с бумажных источников на уровень базы данных программы позволил выполнять трудоёмкие расчёты гидравлического режима сети быстро и с высокой точностью, сохраняя при этом все данные для последующего повторного использования и разработки оптимальных режимов тепловых сетей.
Рисунок 4. Интерфейс программы «Дисигр».
С 1998 г. для расчётов режима второго контура стала использоваться программа расчётов «LIQUID» – благодаря успешной реализации проектов по энергоэффективности и проектов по тепловой эффективности, финансируемых Азиатским банком развития (рис. 5).
Рисунок 5. Интерфейс программы «LIQUID».
В 2003 г. Дания и Финляндия начали изучать и внедрять программу «Termis», используемую при расчёте систем управления теплоснабжением, а также весьма удобную для повседневных технологических операций оперативного управления (рис. 6).
Рисунок 6. Интерфейс программы «Termis».
Преимущество программы «Termis» по сравнению с другим программным обеспечением того времени заключалось в том, что она была напрямую подключена к системе мониторинга и управления тепловыми сетями, и расчётное значение можно было использовать непосредственно для сравнения результатов с фактическими параметрами и внесения выводов и корректировок.
Однако, ввиду отсутствия группового пункта регулирования невозможно было создавать двухконтурные сети с разным температурным графиком. Соответственно не имелась возможность создания единой модели магистральных и квартальных сетей (после ЦТП), а также модели четырёхтрубных сетей.
Ограничивал внедрение Termis и тот факт, что к расчётам был допущен всего один человек.
В 2012 г. специалисты АО «Улан-Батор тепловые сети» посетили курсы программы ZuluThermo 7.0, где рассказывался опыт и результаты успешного внедрения программы в теплоснабжающих организациях. После чего было принято решение сделать программу ZuluThermo основой гидравлических расчетах городских тепловых сетей (рис. 7).
Рисунок 7. Интерфейс программы «ZuluThermo 7.0».
В 2017 г. программное обеспечение для расчёта гидравлического режима системы теплоснабжения было обновлено до версии ZuluТermo 8.0, в которой было произведено множество доработок (рис. 8).
Рисунок 8. Интерфейс программы «ZuluThermo 8.0».
Таким образом, можно проследить этапы развития цифровой модели тепловых сетей Улан-Батора от первых расчётов на вычислительных машинах до современных сложнейших программных комплексов (табл. 1).
Таблица 1. Программное обеспечение для гидравлических расчётов.
Дата
Разработка и выполненные работы
1997
Внедрение программы «ДИСИГР».
1998-2003
Внедрение программы « LIQUID».
2003
Внедрение программы «Termis»
2012-2013
Была внедрена программа «ZuluThermo 7.0»
Сформирована расчётная модель сети теплоснабжения Улан-Батора
2015
— Начали создаваться местные модели теплоснабжения для 21 аймаков и городов Монголии.
— База данных стала использоваться для расчётов режимов и исследований
2017
— Внедрение программы «ZuluThermo 8.0»
— Сеть теплоснабжения Улан-Батора была разделена на более чем 600 секций и представлена в виде планшетной схемы размером А3
2019
— Модель город Улан-Батора была усовершенствована инженерами компании ООО Политерм, и механические операции были автоматизированы на программном уровне уровне с применением макросов VBScript
— Произведена интеграция модели ZuluThermo c базой данных фотографий тепловых узлов системы E-Heat+Portal
2020
— Совмещение схемы местных тепловых сетей аймаков Монголии и г. Улан-Батора – с данными о рельефе и географических высотах (рис. 9)
— Совмещение схемы местных тепловых сетей аймаков Монголии и г. Улан-Батора –со спутниковыми снимками (рис. 10)
— На программном уровне стало возможным автоматически разделять всех потребителей по центральному узлу и центру теплопередачи
2021
Программа ZuluThermo смогла подключиться к базе данных систем «E-Heat, Portal», используемых в повседневной деятельности компании.
2022
Добавили, внедрили и стали использоваться дополнительные расчётные модули:
— Расчёт требуемой температуры на источнике
— Расчёт надежности системы теплоснабжения
— Расчёт резерва пропускной способности сети дополнительные права были проданы.
Рисунок 9. Рельеф местности в районе Улан-Батора в электронном виде.
Рисунок 10. Спутниковые снимки Улан-Батора.
Текущее состояние программного обеспечения для расчёта
Тепловые сети, оборудование ЦТП, здание заказчика и тепловые вводы регулярно обновляются с обогащением их базы данных, вмешательство человека сведено к минимуму, разрабатываются автономные системы и интегрируются с программой расчёта режимов ZuluThermo, а также проводятся исследования.
По состоянию на 2022 г. в Монголии программа ZuluThermo регулярно и официально используется в АО Улан-Баторские тепловые сети», Жилищно-коммунальное управление, ООО «Национальный диспетчерский центр», ООО «Маргад Эрчим» (рис. 11, 12).
Рисунок 11. Планшетная схема ZuluThermo 8.0.
Рисунок 12. Используя данные о этажности здания, были созданы их 3D модели.
Основные проекты и расчёты режима, выполненные с использованием программы ZuluThermo 8.0:
— расчёт и исследование равномерного распределения нагрузки тепловой сети «Амгалан» тепловой станции;
— расчёт подключения подцентра «Баянхошуу» к центральной системе теплоснабжения;
— гидравлический расчёт и исследование сети теплоснабжения в городах Ховд, Дундгови, Гоби-Алтай, Гови-Самбер, Сухэ-Батор, УВс, Булган, Дорногови, Селенге, Хувсгул, Багануур, Сайншанд и Налайх;
— расчёт подключения подцентра «Дэнжийн 1000» к центральной системе теплоснабжения;
— расчёт подключения к сети «15-я магистраль» ТЭЦ-4;
— расчёт работы тепловых станций «Замын Ууд»;
— расчёт подключения к сети «210 МВт магистраль» ТЭЦ-4;
— расчёт подключения подцентра «Толгойт и Сэлбэ» к центральной системе теплоснабжения;
— расчёт подключения к сети «5-12 магистраль»;
— расчёт подключения к сети «13-й магистраль нижней точки» 4-й тепловой электростанции;
— расчёт источников тепла для работы в часы пик /4 местоположения/;
— гидравлический расчёт сети при реализации проектов, планируемых к финансированию Всемирным банком и Азиатским банком развития;
— гидравлический расчёт сети при расширении «секции среднего давления» ТЭЦ-3.
Основные виды расчётов, которые выполнятся специалистами АО «Улан-Батор тепловые сети» в программном обеспечении ZuluThermo:
— расчёт 4-5 различных режимов работы системы теплоснабжения в отопительный сезон с дальнейшим обсуждением и выбором оптимального варианта;
— расчёт 4-5 различных режимов работы системы теплоснабжения в летний и ремонтный периоды с дальнейшим обсуждением и выбором оптимального варианта;
— разработка и расчёт аварийных режимов работы теплосети;
расчёт центральной линии, центра теплопередачи и прибора настройки /шайба/ для потребителей в отопительный сезон;
— построение пьезометрических графиков, разработка оптимальных режимов насосных станций в отопительный сезон (рис. 13);
— сбор и внесение в программу информации о перспективных потребителях, выполнение гидравлических расчётов, согласование технических условий на подключение. В случае невозможности подключения требуемой нагрузки – анализ проблемных участков и разработка технических решений, способствующих подключению новых абонентов;
— расчёт теплового баланса источника тепловой энергии и распределительной сети;
— определение теплопотерь в магистральных и распределительных сетях.
Помимо ZuluThermo и Termis для расчёта гидравлического режима системы теплоснабжения разрабатываются и другие программные продукты: Fluidit (Финляндия), Thermos (Германия), nPro (Германия), Trimble и др.
Расчёт допустимой пропускной способности участков сети
-
+
-
10
Автоматический поиск утечек на сетях
-
+
-
11
Обозначение рельефа высот
-
+
+
12
Подключение к спутниковым снимкам
+
+
+
13
Планшетная схема
+
+
+
14
Макросы и автоматизации
+
+
-
15
Работа с Shapefile*
+
+
+
16
Работа с Dwg, Dxf**
+
+
+
17
Обновление
2-3 года
каждый месяц
каждый год
Примечания
*Shapefile (англ.) – «Шейп-файл» – векторный формат географических файлов. По-сути, стандарт для обмена данными между геоинформационными системами;
** Dwg, Dxf – форматы хранения векторных изображений, важные инструменты для создания чертежей и при проектировании. – Прим. ред.
Вывод
В целях дальнейшего совершенствования процессов эксплуатации была успешно внедрена программа ZuluThermo – программа моделирования гидравлических режимов теплосети на основе геопространственной информационной системы. Комплексная электронная модель тепловых сетей, включает в себя информацию о линейном оборудовании и оборудовании тепловых пунктов потребителей и центральных тепловых пунктах, источниках тепловой энергии, связанна с единой централизованной базой данных теплоснабжения, основанной на системе управления данными Portal.dulaan.mn
Импользуя систему Portal, подключившись к электронной модели Zulu, пользователи могут обмениваться базовыми данными для расчётов, устранять дублирование и расхождения в данных, уменьшать количество механических ручных операций, сокращая время, затрачиваемое на съёмки и расчёты, и улучшать качественные результаты.
В будущем мы планируем интенсивно использовать новые функции программного обеспечения ZuluThermo: расчёт теплопотерь, расчёт надёжности сети, расчёт резевра пропускной способности сетей, использовать мобильную версию ZuluGIS Mobile, улучшить планшетные схемы, автоматизировать операции механического ввода данных, разрабатывать данные панель- управления интеграцией, а также внедрить ZuluThermo 2021.
АО «УБТС» выражает признательность и благодарность ООО «Политерм» за эффективную работу в рамках нашего совместного сотрудничества. Помимо высокого профессионализма, креативности в работе и понимания потребностей заказчика, хотелось бы особенно отметить умение сотрудников смотреть на желаемый результат клиента. Рекомендуем ООО «Политерм» как надёжного партнёра!
Компания «Политерм» входит в группу «Проект поддерживают» портала Gisa.ru
RSS
Реклама
Новости Gisa.ru в Телеграм
