Рассмотрена одна из причин ненормативного отпуска теплоты в системах централизо­ванного теплоснабжения — наличие средств автоматического регулирования на абонент­ских вводах у ряда потребителей теплосети. Показана необходимость разработки компь­ютерной модели для оценки разрегулировки сетей в системах теплоснабжения, обслуживающих произвольные группы частично или полностью автоматизированных абонентов.
Ключевые слова: централизованное теплоснабжение, диспетчеризация, автоматизирован­ные потребители теплоты, моделирование.
 Проблема ненормативного отпуска теплоты потребителям присуща практически всем горо­дам России с централизованным водяным теп­лоснабжением. Одна из причин отклонения температуры внутреннего воздуха от расчетно­го значения у ряда потребителей теплосети - наличие местных и индивидуальных средств автоматического регулирования на абонентских вводах других потребителей [1]. Наличие у абонентов автоматического регулирования ни­как не учитывается на источниках теплоснаб­жения, групповых (ГТП) и местных (МТП) тепловых пунктах при выборе параметров от­пускаемого теплоносителя (температуры и на­пора прямой сетевой воды). На многих источ­никах теплоснабжения графики качественного или качественно-количественного регулирова­ния подачи не корректировались десятилетия­ми. Это обусловлено большой сложностью их аналитического расчета и соответственно тре­бует значительных затрат времени и средств. Более того, утратившие силу "Правила поль­зования электрической и тепловой энергией" [2], которые нормативно регламентировали, что регулирование тепловой нагрузки должно выполняться не более 2 раз в сутки, зачастую все еще применяются в качестве руководства к действию. Указанное не позволяет в полной мере учесть влияние работы средств автома­тики на гидравлический и тепловой режимы теплосетей.
Но с помощью современных технических средств можно корректировать параметры теп­лоносителя многократно в течение суток (бо­лее сложно — на источниках теплоснабжения, проще — на ГТП и МТП) в основном за счет использования насосов с частотно-регули- руемыми приводами. Возможность применения произвольных графиков регулирования нагруз­ки позволяет уменьшить влияние групп автоматизированных потребителей на расчет­ные режимы теплосети и снизить разрегули­ровку абонентов.
Управление режимами на абонентских вво­дах осуществляется регуляторами различного назначения и с разными принципами дейст­вия. Наиболее распространенные регуляторы, непосредственно влияющие на комфортность потребителей теплоты:
регулятор расхода воды перед системой отопления потребителя;
регулятор температуры воды перед подог­ревателем ГВС;
ограничитель максимального расхода воды перед абонентским вводом;
регулятор давления "после себя" перед абонентским вводом;
регулятор перепада давления. Следует отметить, что на практике часто применяются как гидравлические (пропускаю­щие некоторый фиксированный расход тепло­носителя), так и автоматические (работающие на основе показаний датчиков температуры) регуляторы. В рамках одного абонентского ввода могут использоваться несколько средств регулирования. Их взаимовлияние, а также ра­бота элеваторов и насосов смешения делают режимы автоматизированных потребителей особенно сложными, тем более, что тепловые сети часто одновременно включают группы частично или полностью автоматизированных абонентов с различным набором средств регу­лирования.
Определение степени влияния местного ре­гулирования потребителей на тепловые и гид­равлические режимы тепловой сети в целом является сложной комплексной задачей. Поми­мо данных о режимах работы средств автома­тики требуется анализ воздействующих на те­плосеть внешних факторов, структуры сети, характеристик и технического состояния всех ее элементов, инерционного запаздывания теп­лоносителя и др. Совокупный их учет возмо­жен лишь при применении компьютерных мо­делей централизованного теплоснабжения.
В настоящее время существует много раз­личных математических моделей систем тепло­снабжения, в том числе разработанные в Чи­тинском государственном университете [3]. Однако ни одна из них не позволяет в полной мере учесть режимы работы средств автомати­ки на потребительских вводах при выполнении теплогидравлических расчетов теплосетей.
Для решения указанной проблемы ненор­мативного отпуска теплоты потребителям не­обходимо:
1.    Разработать математические модели дей­ствующих схем абонентских вводов с учетом средств регулирования. В качестве входных режимных данных должны быть температура наружного воздуха, время суток, температура и расход прямой сетевой воды, выходных данных — падение напора у потребителя, температура и расход обратной сетевой воды.
2.    Разработать математические модели от­крытой и закрытой систем централизованного теплоснабжения, включающие в себя модели потребительских вводов как составных эле­ментов. Модели должны быть ориентированы на расчет гидравлического и теплового со­стояния сети с учетом воздействующих факто­ров, тепловых потерь и инерционного запаз­дывания теплоносителя.
3.    Разработать программный комплекс, реа­лизующий предложенные математические мо­дели и расчетные методики.
4.    Путем вычислительных экспериментов провести анализ возможных теплогидравличе­ских состояний действующих систем тепло­снабжения. Это позволит сформировать реко­мендации для диспетчеров станций и тепловых пунктов по корректировке графиков регулирования подачи теплоты.
С учетом указанного автором разработана компьютерная модель систем централизованно­го теплоснабжения, обслуживающих группы автоматизированных потребителей с зависи­мым присоединением отопительных установок со струйным смешиванием, где регулирование представлено возможными сочетаниями регуля­торов расхода, температуры, перепада давления, давления "после себя" [4, 5]. Ведется разработка моделей схем автоматизированных абонент­ских вводов со смесительными насосами.
Ожидаемым результатом исследования дей­ствующих теплосетей с помощью разработан­ного комплекса является формирование кон­цепции оптимальной по энергоэффективности системы диспетчеризации модельного источни­ка централизованного теплоснабжения, ГТП, МТП, обслуживающих произвольные группы частично или полностью автоматизированных потребителей. С практической стороны это позволит рационально сбалансировать режимы выработки теплоты и ее потребления группа­ми неавтоматизированных и автоматизирован­ных абонентов.
Выводы
1.    Для совершенствования систем центра­лизованного теплоснабжения, обслуживающих произвольные группы частично или полностью автоматизированных потребителей, необходима разработка их компьютерной модели, учиты­вающей режимы работы средств автоматиче­ского регулирования на абонентских вводах.
2.    На базе результатов вычислительных экспериментов может быть скорректировано диспетчерское управление производством и потреблением теплоты с целью уменьшения влияния местного регулирования потребителей на режимы тепловых сетей.