Kompleksowe podejście do rozwoju systemów ciepłowniczych

Transkrypt

1 1

2 Kompleksowe podejście do rozwoju systemów ciepłowniczych Daniel Roch Szymon Pająk ENERGOPOMIAR Sp. z o.o., Zakład Techniki Cieplnej

3 Plan prezentacji 1. Aspekty kompleksowego podejścia do rozwoju systemu ciepłowniczego 2. Przykład analityczny 3. Podsumowanie 3

4 Kompleksowe podejście do rozwoju systemu ciepłowniczego Analiza Wykonanie Rozeznanie Planowanie Kompleksowe podejście do rozwoju systemu ciepłowniczego opiera się na odpowiednim rozeznaniu lokalnego rynku ciepła oraz rzetelnym planowaniu, popartym analizami techniczno-ekonomicznymi. 4

5 Kompleksowe podejście do rozwoju systemu ciepłowniczego Analiza rynku Analiza środowiskowa Model operacyjny sieci Główne aspekty rozwoju systemu Analiza sieci Analiza źródeł Analiza ekonomiczna 5

6 Analiza rynku ciepła Badania ankietowe odbiorców rynku ciepła Analiza lokalnego rynku ciepła Sporządzenie prognozy zapotrzebowania na ciepło Studium rynku ciepła obejmuje historyczny trend kształtowania się zapotrzebowania na ciepło, jak i trend prognozowany. 6

7 Określenie obszaru objętego analizą Przykładowa metodologia postępowania przy opracowywaniu studium rynku ciepła Identyfikacja przedsiębiorstw zajmujących się wytwarzaniem i dystrybucją ciepła Rozpoznanie potrzeb odbiorców w zakresie mocy zamówionej Przegląd i weryfikacja dokumentów będących w posiadaniu gminy w zakresie gospodarki energetycznej Skierowanie ankiet w zakresie potrzeb cieplnych do odpowiednich podmiotów o znaczącym zużyciu ciepła Analiza otrzymanych ankiet Sporządzenie prognoz rynku ciepła 7

8 Analiza sieci ciepłowniczych oraz źródeł ciepła Ocena isniejącej sieci i źródeł Opracowanie modelu matematycznego Opracowanie scenariuszy rozwoju Analiza ekonomiczna planowanych działań Obliczenie efektu energetycznego i ekologicznego W ramach studium należy przygotować model matematyczny sieci ciepłowniczej pozwalający na przeanalizowanie dowolnych scenariuszy rozwoju badanego obszaru, związanych zarówno z rozwojem sieci (modernizacje magistral, przyłączenia nowych odbiorców), jak i źródeł jej zasilania 8

9 Analiza sieci ciepłowniczych oraz źródeł ciepła Identyfikacja analizowanej sieci w zakresie: inwentaryzacji rurociągów (średnic, długości, technologii wykonania, czas eksploatacji, izolacji termicznej, stanu technicznego) wraz z podziałem na magistrale i sieć rozdzielczą wymaganego ciśnienia zasilania i powrotu ciśnienia dyspozycyjnego w każdym z węzłów ciepłowniczych sieci położenia węzłów ciepłowniczych w sieci (w tym wysokości położenia węzłów w stosunku do źródła, z którego są zasilane) umiejscowienia źródeł ciepła oraz wykorzystania ich możliwości produkcyjnych pracy układów pompowych na sieci ciepłowniczej (w tym energochłonności pompowni współpracującej z siecią 9

10 Analiza sieci ciepłowniczych oraz źródeł ciepła Cieplno-przepływowy model sieci ciepłowniczej Moduł hydrauliczny umożliwiający obliczenie oporów hydraulicznych w układzie, ciśnień dyspozycyjnych, przepustowości rurociągów Moduł cieplny umożliwiający obliczenie strat ciepła w układzie w zależności od parametrów sieci powiązanych z warunkami atmosferycznymi 10

11 Analiza sieci ciepłowniczych oraz źródeł ciepła Zakres analizy źródeł ciepła Zebranie informacji dotyczących urządzeń zainstalowanych w źródłach pracujących na potrzeby istniejącej sieci ciepłowniczej Analiza pozyskanych danych w kontekście sprawności wytwarzania, dyspozycyjności, emisji zanieczyszczeń, możliwości zwiększenia produkcji ciepła w kogeneracji Analiza rozwiązań technicznych oraz związanych z nimi nakładów inwestycyjnych umożliwiających pracę źródeł (w tym umożliwiających pracę na zmienne obszary zasilania) Opracowanie listy działań inwestycyjnych uszeregowanych według spodziewanych korzyści techniczno ekonomicznych 11

12 Analiza ekonomiczna Zakres analizy ekonomicznej Przygotowanie analizy ekonomicznej dla rozwiązań rekomendowanych w ramach studium analitycznego w odniesieniu do sieci ciepłowniczych oraz jednostek wytwórczych (źródeł) Przeprowadzenie analizy wrażliwości dla rekomendowanych działań inwestycyjnych Analiza możliwości pozyskania środków z funduszy wsparcia dla działań poprawiających efektywność energetyczną oraz w zakresie ochrony środowiska 12

13 Model współpracy sieci i źródeł wykorzystanie narzędzi informatycznych Krótko i długoterminowe prognozy produkcji ciepła Analiza możliwości zmiennych obszarów zasilania Optymalizacja rozdziału obciążeń źródeł pracujących na sieć Głównym celem stosowania narzędzia informatycznego do celów zarządzania produkcją ciepła i energii elektrycznej jest wzrost efektywnego zarządzania siecią ciepłowniczą na terenie badanego obszaru oraz doradztwo przy wyborze niezbędnych zadań inwestycyjnych prowadzących do zwiększenia sprawności produkcji i przesyłu ciepła oraz zwiększenia niezawodności systemu ciepłowniczego. 13

14 Model współpracy sieci i źródeł wykorzystanie narzędzi informatycznych Funkcje celu systemu informatycznego wspierającego bieżącą kontrolę eksploatacji, planowanie produkcji, jak i inwestycji to między innymi:»zapewnienie pewności zasilania u wszystkich odbiorców (odpowiednich temperatur i przepływów dostosowanych do warunków zewnętrznych).»prognozowanie zużycia ciepła dla spodziewanych warunków otoczenia i aktualnego stanu termicznego sieci.»optymalizacja kosztowa produkcji ciepła w źródłach dla aktualnego zapotrzebowania odbiorców.»maksymalizacja produkcji energii elektrycznej w jednostkach pracujących w skojarzeniu na potrzeby systemu ciepłowniczego. 14

15 Model matematyczny sieci ciepłowniczej przykład Pomiar 1 Pomiar 4 Pomiar 3» Źródło» Sieć magistralna» Pomiary na węzłach sieci Pomiar 2 Źródło 15

16 Model matematyczny sieci ciepłowniczej przykład Wyniki obliczeń modelem matematycznym : ciśnienia zasilania i powrotu we wszystkich punktach analizowanej sieci ciśnienia dyspozycyjne u odbiorców opory hydrauliczne na poszczególnych odcinkach sieci rozpływy wody w magistralach i do poszczególnych odbiorców wymagana wydajność układów pompowych w źródle energochłonność układu pompowego straty ciepła sumaryczne i w poszczególnych odcinkach sieci 16

17 Model matematyczny sieci ciepłowniczej przykład Pomiar 1? Pomiar 4? Pomiar 3?» Określenie zagadnień optymalizacyjnych do rozwiązania? Pomiar 2?? Źródło 17

18 » Przykładowe rozwiązanie zagadnień optymalizacyjnych Ciśnienie na zasilaniu, bar Źródło Pomiar 1 Pomiar 4 Wyniki obliczeń Ciśnienie na powrocie, bar 18

19 Model matematyczny sieci ciepłowniczej przykład Lato Pomiar 1 Zima Pomiar 4 Pomiar 3» Zmienne obszary zasilania» Optymalizacja pracy sieci i źródeł Pomiar 2 Źródło 19

20 Model matematyczny sieci ciepłowniczej korzyści Korzyści płynące z zastosowania modelu : identyfikacja miejsc powodujących duże przyrosty oporów hydraulicznych w sieci zobrazowanie zachowania sieci przy podłączaniu nowych odbiorców zobrazowanie rozpływów wody dla różnych połączeń sieci magistralnych optymalizacja umiejscowienia nowych źródeł ciepła optymalizacja wydajności i ciśnień układów pompowych w źródle i przepompowniach na sieci analiza pracy sieci na zmienne obszary zasilania z uwzględnieniem warunków przejściowych analiza sumarycznych strat ciepła i w poszczególnych odcinkach sieci 20

21 Podsumowanie Kompleksowe podejście do rozwoju systemu ciepłowniczego pozwala na przeanalizowanie dowolnych scenariuszy rozwoju badanego obszaru oraz zoptymalizowanie pracy sieci w każdych warunkach. 21

22 Zakłady Pomiarowo - Badawcze Energetyki ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. ul. gen. J. Sowińskiego Gliwice ZAKŁAD TECHNIKI CIEPLNEJ tel fax zc@energopomiar.com.pl 22