Разработка программного обеспечения, методик

Поиск нерационального использования ТЭР на теплоисточнике является технически трудоемкой задачей. Для расчетов оптимальных режимов работы теплоисточников и ТЭЦ, анализа фактических затрат и выявления нерационального использования тепловой и электрической энергии на теплоисточниках была разработана специализированная программа «ELSATER ECO» («SigmaTER»), которая позволяет:

•  оперативно произвести расчеты оптимальных режимов работы теплоисточников и ТЭЦ;
•   оперативно произвести расчеты затрат тепловой и электрической энергии по каждому виду оборудования теплоисточника;
•   рассчитать оптимальные режимы совместной работы котлоагрегатов с учетом обеспечения минимальных выбросов вредных веществ и удельных расходов топлива и электроэнергии.

Для комплексного решения вопросов, связанных как повышением экономичности работы оборудования, так и снижением выбросов, нашей компанией разработан алгоритм моделирования режимов совместной работы, реализованный в ПО «ELSATER-ECO» (SigmaTER, «Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014616887 от 08.07.2014 г.)., позволяющий выполнить расчет сочетаний конфигураций групп параллельно работающих котлов (теплоисточников, ТЭЦ), обеспечивающих оптимальные сочетания наименьших удельных расходов топлива, электроэнергии и количества выбросов загрязняющих веществ.

Используемый алгоритм ПО «ELSATER-ECO» направлен на решение многокритериальной задачи оптимизации, целями которой являются минимум расхода топлива, электроэнергии и минимум выбрасываемых вредных веществ в окружающую среду.

Описание основных алгоритмов программного комплекса.

На вкладке «Исходные данные» заносятся все данные об исследуемом теплоисточнике, такие как присоединенная нагрузка, температурный график, вид используемого основного и резервного топлива, данные по вспомогательному оборудованию теплоисточника. Данная вкладка является базой данных, которая позволяет просматривать данные по всем проведенным обследованиям.

На вкладке «Котлоагрегаты» заносятся данные обо всех установленных котлоагрегатах, соответствующее им тягодутьевое оборудование и режимные карты. Строятся графики удельных расходов топлива в зависимости от выработки каждым котлоагрегатом. Программа позволяет строить график совместной работы котлоагрегатов во всем расчетном диапазоне температур наружного воздуха, который обеспечивает минимальное потребление топлива.

Для выполнения расчета используются данные, описывающие технические характеристики, фактическое состояние, режимы работы оборудования и другие граничные условия.

Далее вносятся данные режимных карт, содержащие информацию о реальном состоянии оборудования и допустимых режимах его использования, зависимость удельного расхода условного топлива от тепловой нагрузки котлоагрегата для каждого значения указанного в режимной карте. При необходимости производятся контрольные измерения фактических параметров работы оборудования.

После формирования таблицы сочетаний набора одновременно работающих котлоагрегатов определяются наилучшее сочетание по определенным критериям. В качестве критерия могут выступать удельный расход топлива, удельные затраты электроэнергии, значения выбросов СО₂, NOx и др. В каждом сочетании рассчитываются расходы как условного, так и натурального топлива, суммарный расход электроэнергии, суммарные показатели выбросов. Производится сортировка по выбранному критерию и определяются наилучшие (или наихудшие) сочетания для необходимых значений выработки тепловой энергии.

Итоговые значения параметров расчета сохраняются для дальнейшего изучения и сравнения с фактическими режимами работы. Все расчеты и реальные данные для удобства восприятия группируются и иллюстрируются диаграммами.

Программное обеспечение для анализа и обработки тепловизионных снимков «SigmaGraph» «IRanalyser»

Для анализа и оценки термограмм в компании был разработан инновационный программный комплекс «SigmaGraph» «IRanalyser» , созданный с учетом передового опыта в области неразрушающего контроля ведущих научных центров России.

Программа обработки термограмм SigmaGraph IRanalyser позволяет решать задачи оперативной стыковки и обработки большого количества термоизображений с сохранением массива температур.

В программе предусмотрены следующие страницы:

• Вкладка «База данных ТИ», позволяет создавать базы данных ТИ и осуществлять навигацию по ним, просматривать ТИ в различных масштабах совместно с фотографией, вносить и хранить дополнительную информацию, расставлять точки температур на ТИ, изменять палитру просмотра ТИ, распечатывать ТИ и протокол объекта, осуществлять фильтрацию по объектам обследования.
• Вкладка «Анализ ТИ», позволяет строить температурные профили, прогнозировать температуру поверхности при изменении параметров окружающей среды, распечатать проанализированное ТИ.
• Вкладка «Обзор ТИ», позволяет просматривать сразу все ТИ всего объекта обследования, устанавливать пороговую температуру (на ТИ выделяется красным цветом температура, превышающая пороговую), распечатать страницу с обзором.
• Вкладка «Совмещение ТИ» позволяет создавать составные ТИ, хранить эти ТИ в базе данных, изменять геометрические параметры единичных и составных ТИ, производить расчеты площади, средних значений температур и тепловых потоков, тепловые потери по различным областям, просматривать, изменять цветовую палитру отображения ТИ, выводить на печать все полученные результаты.
• Вкладка «Настройка ТИ» предназначена для корректировки температуры в областях ТИ, (используя данные полученные экспериментальным путем) и удаления отдельных элементов, мешающих оценить общую картину съемки ТИ.
• Вкладка «Сложение ТИ». При проведении съемок очень часто на изображении ТИ возникают «шумы». Данная страница позволяет в некоторой мере ослабить влияние этих «шумов» путем сложения нескольких изображений отснятых с временными промежутками. Так же имеется возможность воспользоваться функцией интерполяции.

Методика обследования теплозащитных свойств ограждающих конструкций и определения теплоаккумулирующей способности, проведения тепловых испытаний (измерений) отопительных систем зданий и сооружений

В соответствии с приказом № 212 от 7 апреля 2008 года «Об утверждении Порядка организации работ по выдаче разрешений на допуск в эксплуатацию энергоустановок (с изменениями на 20 августа 2008 года) для ввода объекта капитального строительства в эксплуатацию требуется выполнение обследования теплозащитных качеств ограждающих конструкций на соответствие требованиям действующих нормативных документов.

Обследование теплозащитных свойств ограждающих конструкций на соответствие проектной документации проводится в соответствии с утвержденной Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) №5-36-13/7261 от 06.09.2018г. «Методикой обследования теплозащитных свойств ограждающих конструкций и определения теплоаккумулирующей способности, проведения тепловых испытаний (измерений) отопительных систем зданий и сооружений».

При выполнении обследования производятся следующие виды работ: визуальное обследование, фотофиксация, оценка температурно-влажностного режима помещения, тепловизионный контроль ограждающих конструкций, натурные измерения теплозащитных качеств (сопротивление теплопередаче) ограждающих конструкций, расчет удельной теплозащитной характеристики и теплоаккумулирующей способности объекта.

Результатом обследования является отчет установленной формы, заключение и акт соответствия сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций нормативным требованиям, необходимых для ввода объектов в эксплуатацию.

Методика решения проблемы сведения водных и тепловых балансов в системах теплоснабжения и программный комплекс ПО «ELSA»

Предлагаемая методология определяет последовательность работ, принципы выполнения расчетов и проведения измерений, применяемые при исследовании проблемы возникновения небалансов для конкретных населенных пунктов и систем теплоснабжения. Использование предлагаемой Методики позволит определить конкретные причины возникновения расхождения при составлении балансов теплогенерирующих комплексов, транспортирующих организаций и потребителей тепловой энергии и разработать соответствующие мероприятия, направленные на повышение достоверности.

Предлагаемый метод описывает последовательность действий и алгоритмы по верификации больших баз данных, используемых при составлении тепловых и материальных балансов тепловой энергии и теплоносителя, принципы проведения необходимых приборных измерений, способы оценки достоверности показаний приборов учета.

Данная методика представляет математический аппарат, направленный на выявление наиболее влиятельных факторов, определяющих существующие дисбалансы/коммерческие потери. Методология выявления дисбалансов/коммерческих потерь основана на применении статистического анализа («Метод решения проблемы сведения водных и тепловых балансов в системах теплоснабжения», Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом №3566 от 24.05.2019г. Республика Казахстан.) и соответствующей обработки данных в ПО «ElSA», полученных из биллинговых систем теплоснабжающих предприятий.

Методика и ПО разработаны с целью уменьшения коммерческих потерь при передаче, распределении и потреблении тепла и воды, определения источников коммерческих потерь, возникающих на стороне потребителей для разработки мероприятий по их снижению.

Использование предлагаемой методики позволит существенно повысить качество сведения водных и тепловых балансов в системах теплоснабжения, позволит упростить выявление дисбалансов/коммерческих потерь, в том числе ошибки в начислениях, несанкционированное потребление воды и неисправные приборы учета.

Для определения каждой составляющей баланса тепловой энергии и теплоносителя методика предлагает следующий порядок и схему проведения работ.

1. Общий анализ включает в себя:

- общий анализ структуры, отпуска, транспорта и потребления тепловой энергии и теплоносителя;

- анализ эффективности системы контроля текущих балансов в службах учета и сбыта тепловой энергии;

- анализ влияния режимов отпуска тепловой энергии (расходы, температурный график и т.д.) на небалансы;

- ретроспективный анализ динамики небалансов во временных интервалах, с учетом различных факторов;

- анализ используемых расчетных данных нормативных потерь тепловой энергии и теплоносителя.

2. При обследовании теплоисточника проводится:

- обследование схемы учета и приборов учета тепловой энергии;

- обследование приборов учета подпиточной воды;

- анализ водного баланса по сырой воде, собственным нуждам и подпиточной воде;

- анализ информации по расходам подпиточной воды, определенным прямым измерением и рассчитанным как разница показаний ПУ на подающем и обратном трубопроводе.

3. Анализ функционирования тепловых сетей включает в себя:

- анализ расчетной гидравлической модели тепловых сетей;

- анализ причин отклонений фактических расходов теплоносителя от расчетных значений;

- зонирование участков тепловых сетей по потребителям с открытой и закрытой схемой ГВС;

- зонирование участков тепловых сетей по потребителям с приборами учета и без ПУ;

- сравнительный анализ работы ЦТП по открытой и закрытой схеме. Группировка нагрузок и анализ причин отклонений;

- определение объема потерь по каждому ЦТП с целью определения небаланса между покупкой исходной воды и потреблением ГВС;

- анализ потерь теплоносителя (ГВС) по ЦТП с учетом процентов оснащения ИПУ, ОДПУ, нагрузки, этажности потребителей, нормативов потребления, температурой и т.д.);

- зонирование участков тепловых сетей с учетом имеющихся магистральных приборов учета. Определение мест для установки дополнительных (переносных) приборов учета для осуществления мониторинга.

- с целью определения уровня утечек теплоносителя провести анализ количества подпиточной воды в часы наименьшего водоразбора (ночное время);

- выборочное отключение ответвлений от магистральных тепловых сетей в ночное время и проанализировать изменение подпитки на теплоисточнике;

- анализ возможности привязки потребителей к теплоисточникам с учетом перетоков между сетями.

- анализ Актов о несанкционированных подключениях;

- анализ аварийности и определение полноту учета потерь теплоносителя при ликвидации аварий.

4. При анализе потребления тепловой энергии Потребителями выполняются следующие работы:

- выделение однотипных потребителей. Определение базы типовых потребителей. Математический анализ с определением доверительных интервалов баз данных о потреблении однотипных потребителей с ПУ и без ПУ. Выявление основных причин расхождений.

- анализ показаний учета отпущенного и полученного теплоносителя с учетом базы однотипных потребителей;

- анализ данных об изменении потребления до и после установки приборов учета;

- проведение инвентаризации тепловых нагрузок потребителей и проведение анализа в сравнении с договорными величинами;

- анализ абонентской базы потребителей без ПУ МКД без ОДПУ с указанием договорной нагрузки с целью определения объема нормативных потерь в системах теплопотребления.

В результате проводимого анализа и расчетов появляется возможность определения причин возникновения небалансов, выявления групп потребителей, требующих уточнения в расчетах нагрузок, проверки приборов учета и проведения дополнительных обследований с целью определения повышенных потерь. Формируются перечни потребителей, имеющих разные степени вероятности наличия коммерческих потерь, требующих внеочередного обследования контролирующих служб и верификации данных, связанных с начислением оплаты за потребленную тепловую энергию и ГВС. Дополнительный анализ может выявить перечень потребителей с «перетопами» или нарушенным гидравлическим режимом, определить фактическое потребление для пересмотра присоединенных нагрузок и корректировки сужающих устройств.