Введение. Поскольку от бесперебойного и качественного теплоснабжения зависит не только экономическая [1] и энергетическая, но и социальная безопасность государства [2], обеспечение тепловой энергией потребителей является одной из наиболее важных задач, как энергетической отрасли страны, так и всей Российской Федерации.Перспективы развития централизованного теплоснабжения определяются задачами совершенствования и повышения эффективности строительства и эксплуатации теплоисточников, систем транспортирования и потребителей тепла [3–4]. Важным этапом современного развития централизованного теплоснабжения крупных городов, особенно в связи со строительством зданий повышенной этажности, является повышение надежности теплоснабжения.Так, ежегодно происходит подключение потребителей к тепловым сетям или же их отключение, реконструкция трубопроводов, введение в эксплуатацию или вывод из эксплуатации котельных. Однако существующие способы регулирования отпуска теплоты в водяных системах теплоснабжения не обеспечивают в течение всего отопительного сезона потребителей требуемым количеством тепловой энергии. Все это приводит к несоответствию у абонентов фактических расходов теплоносителя проектным [2]. Как следствие возникает гидравлическая разрегулировка тепловой сети [5].Основная часть. Для решения этой проблемы необходимо достижение стабильного гидравлического режима или максимального показателя гидравлической устойчивости тепловой сети в течение всего отопительного периода [6–7].Под коэффициентом гидравлической устойчивости понимают способность системы сохранять постоянный расход теплоносителя на абонентских вводах при изменении условий работы других потребителей.Коэффициент гидравлической устойчивости определяется по формуле: Ку = Gф/Gр,                            (1) где Gф – фактический расход сетевой воды на абонентском вводе; Gр – расчетный (максимально возможный) расход сетевой воды на абонентском вводе.Для исследования влияния подключения потребителей на гидравлическую устойчивость тепловых сетей мы создали модель потокораспределения теплосети отдельного микрорайона, на основе методики гидравлического расчета по характеристикам сопротивления [8–10]. На рисунке 1 приведена схема системы теплоснабжения расчетного микрорайона с тремя  точками последующего подключения новых потребителей. Гидравлический расчет микрорайона методом характеристик сопротивления произвели с помощью программного комплекса Microsoft Excel. Результаты представлены в таблице 1. Рис. 1. Схема системы теплоснабжения расчетного микрорайона с точками последующего подключения новых потребителей Таблица 1 Результаты гидравлического расчета микрорайона методом характеристик сопротивления № участкаДиаметртрубопроводаДлина участкаОбщая нагрузкаРасход сетевойводыПотери давления на участке Располагаемый напорХаракт. сопр. S, м·ч2/м6S·Q2мммГкал/чм3/чм. вод. ст.мУчасткаПарал.Послед.м. вод. ст.жд6УТ13108840,9599120,45616,50,1209170,05557217,41жд7УТ137617,30,45265,70,15317,10,535734  УТ12УТ13114106,91,412517,70,92217,50,0058860,06145819,25жд8УТ125719,30,41935,20,83917,60,7129440,03672619,26УТ12УТ1113321,71,831822,90,1319,30,0004960,03722219,52УТ14УТ11108331,524819,10,49318,60,0539200,011104 УТ11УТ10159953,3566420,76719,60,0008700,01197421,12УТ10УТ91591393,3566421,12221,10,0012720,01324623,37УТ9УТ8159743,3566420,59723,30,0006770,01392324,56УТ8ЦТП13334,53,3566420,73624,50,0008340,01475726,03жд9УТ1589720,817910,20,90616,30,1740870,097948 жд9УТ1557180,27233,40,36517,41,568339  УТ15УТ14108311,090213,60,23718,10,0025630,100511 жд9УТ1457220,25,50,3118,30,6254550,051217 УТ14УТ11108331,524819,10,49318,60,0027030,053920 жд5УТ7108300,47135,90,04820,10,5801780,16401420,2жд4УТ789300,41935,20,111200,747855 20,2УТ7УТ6108850,890611,10,48220,20,0078240,17183820,2УТ6жд4-38926,70,856310,70,41220,40,1853790,044604 УТ6УТ513362,51,746921,80,40921,20,0017210,046325 УТ5УТ4133601,746921,80,34220,0014310,047756   Продолжение таблицы 1№ участкаДиаметртрубопроводаДлина участкаОбщая нагрузкаРасход сетевойводыПотери давленияна участкеРасполагаемыйнапорХаракт. сопр. S, м·ч2/м6S·Q2мммГкал/чм3/чм. вод. ст.мУчасткаПарал.Послед.м. вод. ст.УТ4УТ3133911,892923,70,60522,70,0021540,049910 жд2УТ37613,50,561970,20323,50,4878780,028651 УТ3УТ2133272,454830,70,31423,90,0006660,029318 жд2УТ27614,70,69168,60,33523,90,332207 24,6УТ1УТ2108591,7111621,41,10922,30,0455500,006652 УТ2ЦТП159134,899261,20,22724,50,0001210,00677325,37школаУТ1676421,112513,92,511,50,0853990,05800115,9хоз.блокУТ1657300,1922,40,310,21,875000 3,4УТ16УТ176141,304516,31,13616,50,0085510,06655219,31а-1УТ176250,415,10,148220,8572090,0407075,4УТ1УТ2108591,7111621,41,10922,30,0048430,04555023,4   Найдя характеристики сопротивления каждого участка и всей сети, определили необходимое количество опытов (пересчетов гидравлических характеристик) исходя из теории полного факторного эксперимента. [11]Полный факторный эксперимент – это эксперимент, в котором реализуются все возможные сочетания уровней факторов. Необходимое количество опытов n при этом определяется по формуле:n=N^k=3^2=9,                    (2)где N – количество уровней факторов, k – количество факторов.В нашем случае факторами являются точка подключения нового потребителя и его тепловая нагрузка. Таким образом, количество факторов k=2, количество уровней факторов N=3. Таким образом, девять пересчетов гидравлических характеристик будут удовлетворять требованиям проведения полного факторного эксперимента.С помощью программного комплекса Microsoft Excel выполнили пересчет гидравлических характеристик тепловой сети, с учетом поочередного подключения в точке 1, точке 2 и точке 3 нового потребителя с тепловой нагрузкой, равной 10, 50 и 90 % от нагрузки ветви.По формуле (1) определили коэффициент гидравлической устойчивости для жилых домов. Результаты вычисления коэффициента гидравлической устойчивости жилого дома №6 свели в таблицу 2. Таблица 2Результаты вычисления коэффициента гидравлической устойчивости жилого дома №6    00,4210,10,9650,9820,9870,50,8430,9210,9440,90,7500,8710,907 где – тепловая нагрузка после точки подключения нового потребителя, Гкал/ч; – общая тепловая нагрузка на ветвь, Гкал/ч; Qi – тепловая нагрузка подключаемого потребителя, Гкал/ч.Отношение   условно выражает координату точки подключения потребителя.  Анализ результатов вычисления коэффициента гидравлической устойчивости жилого дома №6 (рис. 6) показал, что величина изменения коэффициента гидравлической устойчивости находится в пределах от 1 % до 25 %. Понижение коэффициента гидравлической устойчивости негативно влияет на надежность всей системы теплоснабжения [6–7]. Так, в таблице 3 приведена зависимость показателя надежности системы теплоснабжения от коэффициента гидравлической устойчивости. Рис. 2. Зависимость коэффициента гидравлической устойчивости жилого дома №6 от тепловой нагрузкии точки подключения нового потребителяТаблица 3Зависимость показателя надежности системы теплоснабженияот коэффициента гидравлической устойчивости Изменение гидравлической устойчивости, доля ед.Максимальный предел надежности, доля ед.До 0,050,93–0,910,060‒0,100,90–0,840,11‒0,150,83–0,790,16‒0,200,78–0,710,21–0,250,70–0,660,26–0,300,65–0,610,31–0,350,60–0,56  В соответствии с СП 124.13330.2012 «Тепловые сети» (актуализированная редакция СНиП 41-02-2003), минимально допустимый показатель вероятности безотказной работы системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) в целом следует принимать равным Рсцт = 0,86. А минимально допустимый показатель готовности СЦТ к исправной работе принимается Kг = 0,97 [9]. Таким образом, минимально допустимый показатель надежности системы централизованного теплоснабжения находится по формуле:  Нсцт = Pсцт∙Kг = 0,86∙0,97 = 0,83          (3) Показатель надежности Нсцт = 0,83 соответствует 0,11 доли единиц изменения гидравлической устойчивости системы согласно табл. 3. Значит, при уменьшении гидравлической устойчивости ниже данного значения система теплоснабжения не будет являться надежной.Таким образом, по табл.2. видим, что при подключении в каждой рассмотренной точке потребителя с тепловой нагрузкой, равной 10% от нагрузки ветви, величина изменения гидравлической устойчивости всегда остается в пределах допустимой для обеспечения надежности системы теплоснабжения. А при подключении во всех рассмотренных точках потребителя с тепловой нагрузкой, равной 90% от нагрузки ветви, величина изменения гидравлической устойчивости не удовлетворяет уровню обеспечения надежности системы теплоснабжения. При подключении в точке 1 и 2 потребителя с тепловой нагрузкой, равной 50% от нагрузки ветви, величина изменения гидравлической устойчивости остается в пределах допустимой для обеспечения надежности системы теплоснабжения, а при подключении в точке 3 не удовлетворяет требованиям обеспечения надежности.Выводы. Таким образом, чем больше тепловая нагрузка подключаемого потребителя и чем ближе к конечному потребителю он расположен, тем большее влияние оказывается на его коэффициент гидравлической устойчивости. Для устранения разрегулировки необходимо выполнение расчетов потокораспределения, и в случае отклонения реальных расходов от расчетных значений проведение наладочных мероприятий. По существу, наладочные мероприятия заключаются в увязке гидравлических сопротивлений теплопотребляющих установок в соответствии с режимом работы сетевого оборудования [5, 14, 15] и требуемыми расходами теплоносителя.