ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Одним из основных свойств систем централизованного теплоснабжения и теплофикации является их развитие (динамичность). Это свойство выражается в постепенном вводе новых источников тепла, в дополнительной прокладке теплопроводов как магистральных, так и распределительных, а также в демонтаже морально устаревшего оборудования на действующих источниках тепловой энергии и реконструкции существующих тепловых сетей.
Резко выраженная динамичность развития систем теплоснабжения сопровождается усложнением структуры ее объектов и режимов их работы, что связано как с ростом теплопотребления города, так и изменениями в размещении потребителей тепла. При этом повышается требование к комплексному анализу при выборе типа и размещения источников тепловой энергии, трассировке магистральных тепловых сетей, надежности работы систем теплоснабжения и к дальнейшему совершенствованию методов проектирования и принятия решений по их развитию со значительной заблаговременностью (5—¦ 15 лет).
Одним из существенных противоречий практики проектирования систем теплоснабжения городов и промышленных центров является однозначность рекомендуемых предложений о направлениях их развития и неизбежная изменчивость исходных данных и практических реализаций структуры системы.
При учете же изменения основных исходных показателей по годам расчетного периода еще в большей мере возрастает многовариантность развития систем теплоснабжения.
К числу показателей, наиболее подверженных изменениям, относятся: темпы роста теплопотребления города; структура тепловых нагрузок (доля расхода тепла на отопительно-бытовые и технологические цели) и размещение промышленных и коммунально-бытовых потребителей; сроки ввода объектов системы теплоснабжения и установки на них основного оборудования; режимы использования ТЭЦ в ОЭЭС; вид и качество топлива для источников тепла и др.
Как правило, в схемах теплоснабжения рассматривается 10-летний расчетный период. На основе имеющихся проработок но уровням и размещению тепловых нагрузок на территории города и другим исходным условиям даются рекомендации на принятую перспективу о выборе числа и типа источников тепловой энергии, состава их основного оборудования, трассировке магистральных тепловых сетей и т. д. Однако эти рекомендации оказываются не в полной мере выполнимы по следующим причинам: от разработки схем теплоснабжения до их утверждения и начала строительства энергетических объектов проходит продолжительное время (иногда до 3—5 лет); схемы теплоснабжения разрабатываются на основе изучения существующего состояния и предполагаемых условий развития коммунально-бытовых потребителей тепла и промышленных предприятий. Однако реальные условия их развития обычно отличаются от принятых ранее, что неизбежно оказывает влияние на реализуемое решение.
Таким образом, возникает неопределенность, связанная как с разработкой, так и с реализацией схем теплоснабжения. Она вызывается неоднозначностью исходной информации и невозможностью в связи с этим точно определить действительно оптимальный вариант развития этих систем. Если при этом учесть пологость функционала вблизи оптимума (см. гл. 1), то при проектировании систем теплоснабжения (особенно на стадии разработки схем теплоснабжения) может иметь место множество решений, каждое из которых оказывается наилучшим только при определенном сочетании исходных данных. Совокупность этих решений составляет так называемую зону неопределенности оптимальных решений [38, 45, 68]. Наличие этой зоны имеет важное значение, поскольку определяет особые требования к методам решения задач в проектной практике и, в частности, показывает, что в большинстве случаев формальные методы оптимизации не позволяют выбирать окончательное решение. Они играют важную, но вспомогательную роль, помогая специалисту отобрать ряд наиболее предпочтительных решений, из которых он на основе учета дополнительных факторов и инженерной интуиции выбирает наилучшее.
В то же время учет неоднозначности исходной информации позволяет существенно повысить качество методов проектирования и объективность получаемых результатов, поскольку дает возможность:
1)выявить множество возможных условий развития системы теплоснабжения, провести на этой основе многовариантные оптимизационные расчеты и в результате получить совокупность решений, представляющих собою базу для творческого и разностороннего анализа при выборе окончательного решения;
2) учесть другие, зачастую неподдающиеся формализации, факторы и выбрать из зоны неопределенности решение, оптимальное по приведенным затратам и наиболее приемлемое с точки зрения развития рассматриваемой системы;
3) подразделить новые объекты, входящие в систему теплоснабжения, по степени очередности их сооружения и предусмотреть возможные мероприятия по корректировке принятого решения в случае появления наименее благоприятных условии для его реализации;
4) создать основу для перехода от статического к скользящему (динамическому) проектированию систем теплоснабжения.
Ниже рассматриваются свойства исходной информации, используемой при оптимизации этих систем, и методические положения их проектирования (на стадии разработки схем теплоснабжения) с учетом фактора неопределенности при принятии оптимальных решений.
