Диссертация (1144067), страница 11
Текст из файла (страница 11)
2.1) предложена принципиальная схема для реализациивозможности бивалентного теплоснабжения. Тепловая нагрузка СЦТ зависитот температуры наружного воздуха и суточного графика потребления ГВС,следовательно,для максимизациизагрузки«нетрадиционного»источникатребуется организация переменных зон действия источников тепловой энергии,работающих на одну СЦТ. Определяющим фактором изменения тепловой нагрузкиявляются метеорологические условия.В настоящий момент существует три способа центрального регулированияотпускатепловойэнергии:качественный,количественныйи качественно-количественный. Центральное регулирование ведется по типовойтепловой нагрузке, характерной для большинства потребителей.
В случае СЦТ,обеспечивающейтепловойэнергиейжилыерайоны,долянагрузки ГВСот суммарной составляет 20-25 %. Следовательно, характерной нагрузкой являетсяотопительная, уместно применение центрального регулирования по отопительнойнагрузке. Целью регулирования является поддержание нормативной температурывнутреннего воздуха в помещениях. Теоретические расчеты регулированияотпуска тепловой энергии описаны в [71].При качественномрегулированиипеременнойявляетсятемпературатеплоносителя в тепловых сетях. Расход теплоносителя остается постоянным.Температура прямой сетевой воды определяется по формуле:pθ ` pτ 1 = t в.
р. + ∆t o` ⋅ (Q o ) 0,8 + δτ o` − ⋅ Q o ,2где:τ 1 – температураtв.р. – расчетнаятемпературатеплоносителявнутреннегов подающемвоздуха,(3.1)трубопроводе,∆to` – средняяразность80температурв отопительномприборемеждугреющейводойи воздухомв отапливаемом помещении, Q o – относительный расход теплоты на отопление,pопределяемый по формуле (3.2), δτ o` – максимальный перепад температур сетевойводы в тепловой сети, θ ` – расчетный перепад температур сетевой водыв отопительном приборе.С учетом законов теплопередачи относительный расход теплоты на отоплениеможет быть определен по формуле:pQo =где:tн – текущаятемператураt в.
р −t н(3.2)t в . р − t н .онаружноговоздуха,tн.о – расчетнаяотопительная температура наружного воздуха.Температуратеплоносителяв обратномтрубопроводеопределяетсяпо следующей зависимости:рτ 2 = τ 1 − δτ о` ⋅ Q о(3.3)Формулы (3.1) и (3.3) учитывают изменение коэффициента теплоотдачиот отопительногоПосколькуприборав зависимостизначенияот температурноготемпературногонапоранапора ∆to` .изменяютсянезначительно – как правило, в пределах от 37 °С до 64,5 °С, данным фактомможно пренебречь. Тогда температуры в подающем и обратном трубопроводебудут изменяться по линейным законам:pτ 1 = t в.
р. + (τ 1` − t в. р ) ⋅ Q o(3.4)pτ 2 = t в. р. + (τ 2` − t в. р ) ⋅ Q o(3.5)где τ 1` , τ 2` - значение температуры сетевой воды в подающем и обратномтрубопроводахсоответственноприtн.о.Для обеспечениякачестваГВСв переходный период необходимо применить нижнюю срезку в размере 70 °С.При количественномрегулированииизменениеколичества отпускаемойтепловой энергии достигается путем изменения расхода теплоносителя в сети.Температуры прямой и обратной сетевой воды остаются постоянными. Суть81количественного регулирования заключается в определении эквивалента расходаводы в тепловой сети в зависимости от тепловой нагрузки Q opпри условии,что τ 1 = τ `= const . Под эквивалентом расхода предполагается отношение текущегорасхода в тепловой сети к расходу при tн.о.:Go =GoGo`(3.6)где Go – текущий расход теплоносителя в сети, Go` – расход теплоносителяв сети при tн.о.
В зависимости от tн эквивалент расхода определяется по формуле:pGo =Qo[p∆t o`1+ `⋅ 1− Qoδτ o − 0.5θ `](3.7)При качественно-количественном регулировании изменяются оба параметра:как расход в тепловой сети, так и температура теплоносителя.Идея переменной зоны теплоснабжения видится наиболее реализуемойименно при следующем режиме работы бивалентной СЦТ: в зависимостиот температуры наружного воздуха регулирование отпуска тепловой энергиипотребителю будет происходить за счет изменения температуры теплоносителя,то естькачественно;изменениенепосредственнозонытеплоснабженияот источника будет происходить за счет переключения секционирующих задвижекв СЦТ и подачей соответствующего расхода теплоносителя в сеть.
Таким образом,с учетом (3.2), (3.4), (3.5), температура в тепловой сети должна определятьсяв зависимости от температуры наружного воздуха по следующей зависимости:τ 1 = t в. р. + (τ 1` − t в. р ) ⋅ (τ 2 = t в. р. + (τ 2` − t в. р ) ⋅ (Для обеспеченияв температурномсоответствияграфикеt в. р −t нt в . р − t н .оt в. р −t нt в . р − t н .опараметровпредполагается)(3.8))(3.9)ГВСнижняясанитарнымсрезка.нормам,Согласно [1],с 01.01.2022 эксплуатация открытой системы горячего водоснабжения запрещена,82поэтому дальнейшие расчеты будут строится исходя из предположения,что система горячего теплоснабжения в СЦТ закрытая.Расход теплоносителя на выходе из источника будет зависеть от зоныдействия.
Условные обозначения параметров приведены на Рис 3.1.Рис. 3.1. Принципиальная схема бивалентной системытеплоснабженияОсновной целью организации переменной зоны теплоснабжения источниковявляется максимизация загрузки «нетрадиционного» источника. Таким образом,задаваясь нагрузкой нетрадиционного источника Qн, считаем ее постояннойв отопительный период. Следует отметить, что в случае жилого района тепловаянагрузка источника складывается из отопительной, вентиляционной и ГВС.Отопительная и вентиляционная нагрузки зависят от температуры наружноговоздуха, нагрузка ГВС имеет другие определяющие факторы.
Строго говоря,нагрузка источника с переменной зоной действия изменяется дискретно, так каку каждого абонента она задается индивидуально. В дальнейших расчетах данным83фактом мы пренебрегаем, считая, что дискретность распределения нагрузки мала.Нагрузка нетрадиционного источника будет переменной:Qтр = Qсумм - Qн(3.10)Расход в подающем трубопроводе источников в зависимости от температурынаружного воздуха определяется по формуле:GН =GТРГде α =QТР==с ⋅ (τ 1 − τ 2 )QНс ⋅ (τ 1 − τ 2 )`(Qсумм((1 − α ) ⋅(t в. р − t н )(t в. р − t н.о )(3.11)+ α ) − QН )с ⋅ (τ 1 − τ 2 ) ⋅(3.12)`Q ГВС- доля нагрузки ГВС в общей нагрузке системы`QсуммИли в безразмерной форме (при G = G` ):GGНG ТР =Qcуум(τ 1` − τ 2` ) Qтр⋅( ` ) = GH ⋅( `(τ 1 − τ 2 ) QтрQсуммПредложенныйрежим(τ 1` − τ 2` )=(τ 1 − τ 2 )(3.13)(t в.
р − t н )+α −W (1 − α ) ⋅(t в. р − t н.о )− QH) = GH ⋅ 1−W− QHработыбивалентнойСЦТимеет(3.14)важноепреимущество: в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) абонента может бытьприменена нерегулируемая схема (например, элеваторная), так как температуратеплоносителя изменяется исключительно в зависимости от наружного воздуха.При этом расчетный расход теплоносителя на абонентском вводе остаетсяпостоянным.
В связи с переменным расходом теплоносителя в тепловой сети,расход теплоносителя на абонентском вводе может поддерживаться постояннымс помощью регулятора расхода.Для возможности проведения дальнейших расчетов бивалентных системтеплоснабжения необходимо зафиксировать ряд параметров. Учитывая обширныйопыт разработки схем теплоснабжения различных городов, на наш взгляд,84наиболее рационально выбрать проектный температурный график работысистемы.
Дело в том, что на территории России распространено несколькохарактерных температурных графиков работы СЦТ: 95/70, 110/70, 135/70, 150/70.До недавнеговремениСЦТрассчитывалисьна температурныеграфики`с максимально возможной δτ o . Целью данных проектных решений быламинимизация металлоемкости тепловых сетей, снижение затрат на компенсациютепловых потерь и затрат электроэнергии на транспорт теплоносителя. Данныйфакт также подтвержден расчетными исследованиями, проведенными авторомна математических моделях реальных СЦТ [19, 68].В ходе исследований [19, 68] использовалась математическая модель системытеплоснабжения котельной, находящейся в г. Мурманск.
Математическая модельразработана на базе расчетно-программного комплекса Zulu и откалиброванапо фактическим гидравлическим режимам работы системы.Система теплоснабжения имеет следующие характеристики:tн.о = -27оС, тепловая нагрузка на отопление 23,55 Гкал/час, на вентиляцию1,27 Гкал/час, на ГВС 4,84 Гкал/час, количество абонентов – 144, протяженностьтепловых сетей – 12,7 км в двухтрубном исчислении.
Абоненты присоединенык системе теплоснабжения посредством индивидуальных тепловых пунктов, схемаподключения ГВС – закрытая.Для исследования системы теплоснабжения были рассчитаны температурныеграфики регулирования отпуска тепловой энергии для данной котельнойв диапазоне от 80/70 (Δt=10 °C) до 150/70 (Δt=80 °C). Температура нижней срезкипринята 70 °C, так как схема ГВС закрытая.
С учетом реальных климатическихпараметров города, зафиксированных в ходе метеонаблюдений за три года, былиопределенысреднемесячныеи среднегодовыетемпературытеплоносителя.Впоследствии эти данные использованы при расчете нормативных тепловыхпотерь в системе.Для каждого температурного графика с помощью математической моделисистемы теплоснабжения был проведен гидравлический расчет трубопроводов,85определены их диаметры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
