__Институт Архитектуры,__
Строительства и Энергетики

Дни науки студентов ВлГУ 2020

Секция «Автоматизация и управление системами теплогазоснабжения и вентиляции»

Форма проведения: онлайн-семинар (15-30 апреля 2020 г.)

Председатель: к.т.н., доцент Зуев К.И. (kiziuv47@mail.ru, +7-909-272-80-45)

Секретарь: студент Момот А.В., гр. С-316 (a35500n5st@mail.ru)

Научный руководитель: к.т.н., доцент Зуев К.И.

1. Москвина А.А. (гр. С-316) Использование энергосберегающих технологий в управлении теплогенерирующими установками

2. Дякун Ю.Н. (гр. С-316) Повышение надежности работы сети теплоснабжения в условиях нестабильности работы насосных станций

3. Марков Н.А. (гр. С-316) Оценка качественных и количественных показателей оперативного управления газовыми сетями

Качественная цель управления городскими системами газоснабжения определяется их основным функциональным назначением и заключается в обеспечении потребителей газом в требуемых количествах и в заданном диапазоне давлений. Для количественной характеристики достижения поставленной цели служит критерий управления, который в данном случае может принимать только два значения: единицу (в случае достижения цели) и нуль (в противном случае). Качественные цели являются стратегическими и используются на самом верхнем уровне иерархии управления всей системой. Сети газоснабжения характеризуются множеством технических параметров, определяющих состояние системы и зависящих от значений управляемых переменных. Достижение качественной цели возможно при различных значениях этих параметров. Более того, для достижения качественной цели вообще неважно какими будут значения параметров, лишь бы они не выходили за допустимые границы. Однако при реализации управления (реализация достижения качественной цели) далеко не безразлично, какой ценой будет достигнута поставленная цель, то есть речь идет не об управлении вообще, а об эффективном управлении, характеризуемом количественными целями (критериями) управления. Количественные цели управления заключаются в стремлении уменьшить (или увеличить) значения некоторых параметров (критериев оптимизации), характеризующих режимы функционирования региональной системы газоснабжения.

4. Мадарина К.А. (гр. С-316) Основные задачи оптимизации работы систем газоснабжения

В связи с развитием процесса повсеместной газификации страны, а также увеличением темпа возведения малоэтажных, малоквартирных и усадебных зданий на территориях небольших населенных пунктов, возникают вопросы оптимизации их систем газоснабжения. Данным фактором обусловлена разработка и внедрение передовых инженерных систем и оборудования, которые должны обеспечить требуемые санитарно-гигиенические условия жизни населения страны и необходимый уровень благоустройства территорий. В России на долю жилищно-коммунального сектора страны приходится 16% потребляемого газа. Почти 90 млн. жителей страны пользуются данным ресурсом. Задачами оптимизации являются: определение необходимого количества отводов от магистрального (межпоселкового) газопровода, места их врезки, расположения газораспределительной станции на выбранной газоснабжаемой территории, способа прокладки отводов и межпоселковых газопроводов; определение оптимального перепада давления в сети; выбор рациональной схемы снабжения газовым топливом; определение количества будущих ступеней давления; сравнение материальных характеристик газопроводов различных материалов и т.д. Таким образом, можно выделить оптимизацию отрасли по применяемым материалам, по степени механизации работ, по применяемому оборудованию и по структуре.

5. Лисова А.В. (гр. С-316) Сравнительный анализ использования регуляторов давления в системах газоснабжения ГРС

6. Живодров П.О. (гр. С-316) Характеристика динамических процессов в распределительной газовой сети

7. Филатов И.К. (гр. С-316) Управление в системах вентиляции воздуха производственных помещений

8. Большаков А.С. (гр. С-316) Автоматизация систем кондиционирования воздуха в подземных помещениях

Кондиционирование воздуха – это автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения и качества) с целью обеспечения, как правило, оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей. Температура в закрытых под землей помещениях практически всегда держится в пределах от +5 до + 12°С. Показатели влажности могут существенно отличаться в зависимости, как правило, от внешних условий. С помощью вентиляции возможно регулирование этих параметров до необходимых значений. Чтобы создать механическую вентиляционную систему, необходимо приобрести два вентилятора. Их устанавливают в полости труб, подключают к электросети.

Автоматизируя эту систему вентиляции и кондиционирования воздуха - это позволяет им выполнять следующие функции: регулировать температуру и влажность воздуха, поступающего в систему подающих каналов; поддерживать параметры воздуха в пределах санитарных норм с помощью нескольких инструментов управления; переключать системы кондиционирования и вентиляции на энерго­сберегающие режимы работы в часы пониженных нагрузок; при необходимости, переводить системы в нестандартные и аварийные режимы функционирования; отображение технологических параметров отдельных узлов системы вентиляции на локальных пультах управления; извещать оператора при отказе или выходе параметров отдельных устройств и агрегатов за уставки, а также в случае, если какие-либо узлы системы вентиляции находятся в рабочем состоянии, хотя по регламенту они должны быть выключенными. 

9. Афонюшкин А.В. (гр. С-316) Применение ГИС-технологий в теплоснабжении

Отличительной особенностью географических информационных систем является наличие в их составе специфических методов анализа пространственных данных, которые в совокупности со средствами ввода, хранения, манипулирования и представления пространственно-координированной информации и составляют основу технологии географических информационных систем, или ГИС-технологии. Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Именно наличие совокупности способных генерировать новое знание специфических методов анализа с использованием как пространственных, так и непространственных атрибутов и определяет главное отличие ГИС-технологии от технологий, например, автоматизированного картографирования или систем автоматизированного проектирования (так называемых САПРовских систем). Геоинформационные системы и ГИС-технологии объединяют компьютерную картографию и системы управления базами данных. Концепция технологии ГИС состоит в создании многослойной электронной карты, опорный слой которой описывает географию территории, а каждый из остальных слоев - один из аспектов состояния территории. Тем самым ГИС-технологии определяют специфическую область работы с информацией.

10. Макушкина С.М. (гр. С-316) Применение ГИС-технологий в газоснабжении

11. Ионов А.Р. (гр. С-316) Автоматизация блочно-модульных котельных

Модульные котельные на сегодня получили широкое распространение в коммерческой промышленности, так как являются одними из самых проверенных временем и выгодных источников тепла. На российском рынке производятся котельные мощностью до 20 мегаватт и даже более. Блочно-модульная котельная представляет собой транспортабельный блок-модуль, оснащенный основным тепломеханическим и вспомогательным оборудованием. Процесс управления котельной заключается в следующем: контроль вышеупомянутых параметров и приведение в действие электромагнитных клапанов безопасности при их аварийных значениях, регулирование температуры воды в подающем трубопроводе в зависимости от температуры наружного воздуха посредствам управляемого электроприводом клапана, регулирование объема сжигаемого топлива в зависимости от количества передаваемого тепла. В настоящее время, одним из требований при проектировании современных и реконструкции старых котельных является отсутствие обслуживающего персонала. В связи с этим, главным условием при строительстве и модернизации котельных является максимальная автоматизация с использованием релейной логики или программируемых контроллеров. Другим важным условием эксплуатации котельных является бесперебойность работы и безопасность отопительной системы. В условиях холодного климата России минимальные перебои в подаче тепла могут привести к остановке производств, закрытию больниц, школ, детских садов и другим грустным последствиям.

12. Гришанов А.С. (гр. С-316) Комплексные задачи проектирования и моделирования газовой сети с помощью ГИС-технологий

В настоящее время системы, полностью или частично автоматизирующие различные виды работ, применяются практически во всех экономически и социально значимых областях деятельности, позволяя коммерческим и общественным организациям, государственным и муниципальным структурам реализовывать возложенные на них задачи быстрее и качественнее, чем до автоматизации. Особо стоит отметить отрасли деятельности, в которых цена ошибки на этапе создания и проектирования продукта достаточно высока. Многих ошибок при проектировании систем инженерных коммуникаций и подготовке к строительным работам позволяет избежать использование специализированных ГИС-решений. Эти системы призванных не только автоматизировать рутинную работу специалистов, но и снизить риски ошибок, связанные с влиянием человеческого фактора. Например, действующая на основе заранее определенных алгоритмов и правил, прикладная ГИС просто не позволит выбрать участок под строительство газопровода на частично затапливаемой местности или нестабильном грунте. А при проектировании маршрута прокладки силовой высоковольтной линии – предупредит пользователя о непозволительно близком расположении старого магистрального газопровода, укажет на дату его введения в эксплуатацию и давно просроченный ремонт, что в совокупности может привести к аварийной ситуации. Располагая необходимой совокупностью данных, представляемых в режиме реального времени, пользователи имеют возможность вырабатывать при помощи ГИС наиболее оптимальные и безопасные решения, что, в конечном итоге, позволяет организациям действовать более эффективно, повышая качество своих работ и минимизируя затраты.

13. Егорова А.А. (гр. С-316) Автоматизация систем управления индивидуального отопления зданий

Основной задачей системы отопления является создание комфортных условий для посетителей здания. Целями автоматизации систем отопления является: эффективное и экономичное использование источников тепла; облегчение управления системой для службы эксплуатации здания или владельца частного дома; прогнозирование технического обслуживания оборудования; распределение и балансировка нагрузки на тепловую сеть здания; предотвращение выхода из строя оборудования; уменьшение влияния «человеческого фактора»; снижение стоимости коммунальных услуг. Рассматривая, как осуществляется обогрев дома, необходимо отметить, что работа автоматики системы отопления должна охватывать как минимум такие ее компоненты: работу нагревательного котла; обеспечение для проживания комфортных условий; экономию топлива и эксплуатацию оборудования в щадящем режиме.

14. Никешина Ю.А. (гр. С-316) Автоматизация центральных тепловых пунктов

15. Баканова А.А. (гр. С-316) Автоматизация холодильных установок

Цель автоматизации холодильных установок – замена ручного труда, точное поддержание заданных параметров, предотвращение аварий, увеличение срока службы оборудования, сокращение затрат, повышение культуры производства. Основные задачи автоматизации в холодильной технике сводятся к устройству автоматической защиты машин, автоматическому управлению работой установок и регулированию процессов получения искусственного холода. Автоматизация холодильных установок обеспечивает более точное поддержание требуемых температур в охлаждаемых помещениях, защиту установок от аварий, увеличивает срок службы механизмов и позволяет сократить обслуживающий персонал до минимума. Холодильные установки могут быть нескольких видов: автоматизированы частично, которые требует постоянного наблюдения и участия персонала в управлении, а также полностью, где специалисты требуются только для наблюдения. Для крупных промышленных холодильных установок более характерна комплексная автоматизация, к которой относится автоматический контроль, сигнализация и защита. Автоматический контроль обеспечивает дистанционное измерение, а иногда и запись параметров, определяющих режим работы оборудования.

16. Ткачева Т.В. (гр. С-316) Автоматическое определение поврежденных участков трубопроводов в системе теплоснабжения

17. Ваничкин М.А. (гр. С-316) Основные параметры качества работы сети теплоснабжения

18. Кемяшов Д.О. (гр. С-316) Пути оптимизации работы сети теплоснабжения

Неэффективное теплоснабжение приводит к огромному перерасходу энергетических, материальных и финансовых ресурсов. В условиях постоянного увеличения цен на энергоносители эффективное использование энергетических ресурсов стало одним из самых актуальных и приоритетных направлений государственной политики. Эффективность функционирования систем централизованного теплоснабжения во многом зависит от режимов работы тепловых сетей и систем теплопотребления. Поэтому задача оптимизации режимов, проведения наладки и регулирования тепловых и гидравлических режимов в сложных системах крупных городов является весьма актуальной. Оптимизация режимов работы тепловых сетей относится к организационно-техническим мероприятиям, не требующих значительных финансовых затрат на внедрение, но приводящая к значительному экономическому результату и снижению затрат на топливно-энергетические ресурсы. Разработка режимов (в отопительный и межотопительный периоды) проводится ежегодно с учетом анализа режимов работы тепловых сетей в предыдущие периоды, уточнения характеристик по тепловым сетям и системам теплопотребления, ожидаемого присоединения новых нагрузок, планов капитального ремонта, реконструкции и технического перевооружения. С использованием данной информации осуществляются теплогидравлические расчеты с составлением перечня наладочных мероприятий, в том числе с расчетом дроссельных устройств для каждого теплового пункта.

19. Тарбин М.А. (гр. С-316) Энергосберегающие технологии в автоматическом регулировании микроклимата в зданиях и сооружениях

20. Соловов А.О. (гр. С-316) Системы предсказания и управления уменьшением риска в системах газоснабжения

Система газораспределения, развернутая на всей территории города, должна работать на безрисковом уровне. Однако достичь нулевого риска невозможно, поэтому сегодня наиболее оправданной является ориентация на обеспечение разумного минимального риска, риска социально и экономически допустимого, когда за верхнюю границу рисковой опасности принимаются нормы, обусловленные социальной безопасностью и экономической целесообразностью. Главным способом предупреждения аварий и перебоев в газоснабжении является использование планово-предупредительной системы выполнения регламентированных работ, включающей в себя предупредительные ремонты оборудования и систематическую проверку знаний правил эксплуатации и безопасности ведения работ у персонала ГРО. Применение этого способа не лишено логики, однако достаточным для условий городского газоснабжения его признать нельзя. Сегодня для предупреждения возникновения аварий в газораспределительной системе используются АСУТП. С помощью средств телемеханики и ГИС технологий отображается информация о режимах работы сети газоснабжения и производится оценка состояния работы сети по возможным аварийным ситуациям. Муниципальная ГИС позволяет прогнозировать и моделировать аварийных ситуаций, проводить мониторинг состояния сетей и предотвращать аварийные ситуации. Для бытовых потребителей в качестве автоматизации газораспределения используется АСКУГ. С её помощью также возможно своевременное обнаружение и предотвращение аварий.

21. Большаков И.Д. (гр. С-316) Автоматизация систем водоподготовки ТЭЦ

Водоподготовка – это самый важный вопрос в теплоэнергетике. Вода является основой работы таких предприятий, поэтому ее качество и содержание тщательно контролируется. ТЭЦ очень важны для жизни города и жителей, без них невозможно существовать в холодный период года. От качества воды зависит деятельность ТЭЦ. Работа теплоэнергетики на сегодняшний день невозможна без водоподготовки. Вследствие парализации системы, возникает поломка оборудования, и как результат, плохо очищенная, некачественная вода, пар. Это может возникнуть из-за некачественной очистки и смягчения воды. Даже если постоянно удалять накипь, то это не убережет вас от перерасхода топливных материалов, формирования и распространения коррозии. Единственное и самое эффективное решение всех последующих проблем – это тщательная подготовка воды к использованию. При разработке системы для очистки нужно учитывать источник поступления воды.

22. Момот А.В. (гр. С-316) Применение энергосберегающих систем управления в системах кондиционирования воздуха

При проектировании и постройке современных зданий внимание уделяется не только их комфортности и функциональности. Не менее важно учитывать энергоэффективность оборудования и конструкции. Это связано с большим вниманием к проблемам сохранения окружающей среды, а также с существенной финансовой экономией, которой можно добиться, оптимизируя расход ресурсов. Энергосберегающие мероприятия в системе вентиляции ‒ насущная задача сегодняшнего дня. Они обусловлены, в том числе, необходимостью покупать мощные установки, с большим расходом носителей ‒ особенно для производственно-складских комплексов, зданий, в которых одновременно находится множество людей. Организовать эффективную, экономичную и продуманную энергосберегающую систему возможно с помощью специфических видов вентиляции: использующих модель рекуперации; на базе рециркуляции; электродвигателей, нейтрализующих «мертвые зоны»; грунтовых теплообменников. Производители разрабатывают новые, гибридные модели, используя канальные установки с энергосбережением, организовывая приточно-вытяжные и рекуперационные комплексы. Выбор технических решений ограничивается функциональными возможностями и потребностями комплекса. Энергосберегающие системы вентиляции и кондиционирования ‒ хороший способ сделать здание «дружественным природе» и экономичным.

23. Петряева Н.К. (гр. С-316) Системы управления водоподготовкой для котлов ТЭЦ

24. Семенов Н.И. (гр. С-316) Оценка надежности работы сети теплоснабжения

25. Шагин А.С. (гр. С-316) Применение энергосберегающих систем в теплоснабжении