Диссертация (1144067), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Для удобства интерпретации полученных результатовв качествеисследуемогопараметрасистемытеплоснабжениявыбранаматериальная характеристика. Под материальной характеристикой тепловой сетипонимается значение суммы произведений значений наружных диаметровтрубопроводов отдельных участков тепловой сети на длину этих участков.Полученный результат приведен в таблице 3.1 и на Рис.
3.2.Далее для системы с каждой материальной характеристикой рассчитывалисьнормативные технологические тепловые потери в системе теплоснабжения.Потери определялись согласно Порядку определения нормативов технологическихпотерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя, утвержденному приказомМинистерства Энергетики РФ №325 от 30.12.2008.Технологическиетепловыепотерипри транспортетепловойэнергииобусловлены потерями тепловой энергии через изоляцию трубопроводови с утечкой теплоносителя.Потери тепловой энергии, связанные с потерями теплоносителя определяютсяпо формуле:Q у.н = m у.год.н ⋅ ρ год ⋅ с ⋅ [b ⋅ τ 1год + (1 − b) ⋅ τ 2 год − τ х.год ] ⋅ n год ⋅ 10 −6(3.15)где: ρгод – среднегодовая плотность теплоносителя при средней (с учетом b)температуре теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети,кг/м3;b – долямассовогорасходатеплоносителя,теряемогоподающимтрубопроводом тепловой сети; τ1год и τ2год – среднегодовые значения температурытеплоносителяв подающемпо температурномуграфикуτхгод – среднегодовоезначениеи обратномтрубопроводахрегулированиятемпературытепловойтепловойисходнойводы,сетинагрузки, °С;подаваемойна источник теплоснабжения и используемой для подпитки тепловой сети, °С;с – удельная теплоемкость теплоносителя, ккал/кг·°С.Такжев расчетахучитывалисьпотеритеплоносителя,связанныес заполнением трубопроводов в результате ремонтных работ и потери, связанныес утечкой у потребителей.86Тепловыепотеричерезизоляциютрубопроводовопределялисьпо справочным значениям исходя из года прокладки тепловых сетей (для удобстварасчетов было принято, что система вновь проектируемая), типа прокладки(в данной системе применена подземная канальная прокладка), типа изоляции(выбран пенополиуретан) и наружного диаметра тепловых сетей.Полученные результаты приведены в таблице 3.1 и на рисунке 3.2.Таблица 3.1.
Зависимость материальной характеристики и тепловыхпотерь системы теплоснабжения от температурного графика.ТемпературныйΔ t,МатериальнаяТепловые потери в сети,Схарактеристика, м2Гкал80/70105929,2210180,7585/70154709,258529,2290/70204072,387876,0195/70254060,67129,87100/70304001,366953,06105/70353781,886561,08110/70403605,156328115/70453534,766239,97120/70503305,246106,22125/70552877,945854,45130/70602816,335783,44135/70652898,75711,45140/70702886,585620,77145/70752587,035460,49150/70802586,85450,17графико87Рис. 3.2. Зависимость материальной характеристики системытеплоснабжения от температурного графикаРис. 3.3.
Зависимость тепловых потерь в системеот температурного графикаТаким образом, максимальный перепад тепловых потерь и материальнойхарактеристики системы теплоснабжения наблюдается при изменении проектноготемпературного графика в интервале 80/70 – 105/70 °С. При увеличении разницытемператур в подающем и обратном трубопроводе материальная характеристика88и тепловые потери снижаются, что ведет к снижению материалоемкости системытеплоснабжения.Мощность на валу электродвигателя и годовые затраты электроэнергии,рассчитывались согласно «Методике определения потребности в топливе,электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергиии теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения», утвержденнойЗаместителем председателя Госстроя России 12.08.03.Мощность на валу электродвигателя определяется по формуле:N=G⋅ρ⋅H3600 ⋅ 102 ⋅ η П ⋅ η Н(3.16)где: H – напор, при расходе G, м; ηп , ηн – КПД передачи насоса, при расчетахпринято ηп = 0,98, ηн = 0,82.Годовые затраты электроэнергии определяются по формуле:Э = N ⋅ n год(3.17)Результаты расчетов сведены в таблицу 3.2.
Полученная зависимость годовыхзатрат электроэнергии на транспорт теплоносителя приведена на Рис. 3.4.Таблица 3.2. Зависимость годовых затрат электроэнергииот температурного графикаt, °CH, мN, кВтG, т/чЭ, млн. кВт·ч80/7038,0509,437173,1585/7040,1358,125182,2590/7045,0301,819191,9395/7041,2221,015591,43100/7043,2193,213191,28105/7043,0164,511481,10110/7048,6162,910191,11115/7048,3144,19190,9989t, °CH, мN, кВтG, т/чЭ, млн. кВт·ч120/7051,1137,18390,95125/7050,1122,17740,87130/7054,8122,77200,88135/7052,7108,76730,79140/7056,4108,06340,80145/7058,5105,06000,78150/7058,297,55700,743,53Э, млн кВт·ч2,521,510,5080/70 85/70 90/70 95/70 100/70 105/70 110/70 115/70 120/70 125/70 130/70 135/70 140/70 145/70 150/70Температурный график, °CРис.
3.4. График зависимости годовых затрат электроэнергииот температуры теплоносителя в подающем трубопроводе.При увеличении разности температур между температурой в подающемтрубопроводеи температуройв обратномтрубопроводегодовыезатратына электроэнергию уменьшаются, так как расход напрямую зависит от разности90температур, а годовые затраты, в свою очередь, от расхода. Изменение величинызатрат электроэнергии носит нелинейный характер, наибольшая скоростьуменьшения расхода электроэнергии на транспорт теплоносителя наблюдаетсяв интервале 80/70 – 105/70 °С.Из приведенных результатов следует, что чем больше разность междутемпературами в подающем и обратном трубопроводах, тем меньше потери,металлоемкость и затраты электроэнергии в системе. Однако, для обеспечениявозможностиподнятьтемпературутеплоносителядо 150 °Снеобходимообеспечить давление по всей длине подающего трубопровода более 0,5 МПа.
Тогдас учетом линейных потерь, давление на выходе из источника должно достигать2 МПа. Однако, учитывая фактическое состояние тепловых сетей, поднятьдавление до таких значений не представляется возможным. На практикефактический температурный график работы тепловых сетей редко превышает115/70 °С, обоснование данного факта наиболее подробно приведено в [53].Учитывая нелинейный характер зависимости потерь в сети от температурногографика, на наш взгляд, наиболее рационально в дальнейшем рассматриватьсистемы теплоснабжения, работающие по температурному графику 110/70 °С.Таким образом, при дальнейших расчетах рассматривается бивалентнаясистема теплоснабжения, работающая по температурному графику 110/70 °С,работающая в режиме работы с максимизацией загрузки нетрадиционногоисточника.3.2.Расчет основных параметров бивалентной системытеплоснабжения3.2.1. Определение материальной характеристикии протяженности тепловых сетейТочные параметры тепловой сети возможно определить при детальномпроектировании системы – составлении схемы тепловых сетей, их гидравлическом91расчете и т.п.
При определении основных технико-экономических показателейСЦТ на предпроектных стадиях уместно пользоваться эмпирическими формулами,которые дают результат с точностью до 6 %. Данные исследования описаныв работах [56, 72]. Эмпирические зависимости были получены на основе массиваданных о фактических системах теплоснабжения и анализа массива с помощьюЭВМ.Для дальнейшихтехнико-экономическихрасчетовнеобходимознатьосновные параметры тепловых сетей – их протяженность и материальнуюхарактеристику. Зная данные параметры, возможно оценить капитальныевложения в строительство СЦТ, необходимые амортизационные отчисления,потери в тепловых сетях.
Описанные далее зависимости приводятся на основе [56,72] с учетом адаптации для бивалентных систем теплоснабжения.В интегральнойформеуравнениепо определениюматериальнойхарактеристики тепловой сети без проведения гидравлического расчета:LM =∫A db ⋅ G 0.380R л0.19dl(3.18)где Ab – постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной шероховатостиdтрубопроводаи плотности теплоносителя,Rл – удельныелинейныепотеридавления в участке сети.В дифференциальной форме:dM = Adb ⋅G 0.38dlR л0.19(3.19)Коэффициент Ab определяется по следующей зависимости:dA = 0.63 ⋅bdK Э0.0475ρ 0,19(3.20)где Кэ – эквивалентная шероховатость, м, ρ – плотность теплоносителя.Однако, при предпроектных проработках данными формулами пользоватьсянеудобно, поскольку в качестве переменной используется длина тепловой сети,92которую на таких стадиях не всегда возможно определить.
Наибольшее влияниена величину материальной характеристики имеют следующие параметры:• Расчетная тепловая нагрузка сети Q, Гкал/час;• Расчетный температурный график работы тепловой сети;• Расчетный расход теплоносителя G, кг/с;• Тепловая плотность СЦТ qF, Гкал/ч/га;• Количество абонентов N;• Форма района теплоснабжения Rл=80 Па/м;• Удельное линейное падение давления в главной магистрали.Переходя далее к удельным величинам, имеем:Удельная материальная характеристика:MGM уд =,(3.21)Удельная протяженность тепловых сетей:L уд =LG(3.22)qв =GF(3.23)Удельная водоплотность района:Для возможности параметризовать зону действия СЦТ примем следующеедопущения: для современной планировки городов характерны правильные формы,в общем случае, форма зоны теплоснабжения представляет собой прямоугольники может быть задана через отношение сторон:z=XY(3.24)где X и Y – стороны площади района теплоснабжения.При гидравлическом расчете задаются следующими значениями удельногопадения давления в сети: для магистральных тепловых сетей – Rл=80 Па/м,для внутриквартальных – Rл=135 Па/м.93Тогда,учитываявышесказанное,удобно пользоватьсяследующимиэмпирическими зависимостями:M уд =AGLуд =0 , 038G⋅q0 , 0910 , 473B⋅q⋅ q 0,139 ⋅ z 0,116 ⋅ R л0,19(3.25)B⋅ q 0, 473 ⋅ z 0,1160 , 446B(3.26)где А = 35, В = 33,3 – постоянные коэффициенты.Параметры q, qB, z зависят от местоположения системы теплоснабженияи параметровсложившейсяв конкретномгородетеплоснабжениялегкоможетзастройки,то естьопределяются.варьироватьсяпри проектированииПоскольку(в зависимостинагрузкаот зоныСЦТсистемыдействия),то наиболее важным представляется исследование влияния данного факторана характеристики бивалентной системы теплоснабжения.В параграфе 3.1былавыведеназависимостьрасходатеплоносителяот температуры наружного воздуха в бивалентной системе теплоснабженияпри переменной зоне действия источников (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
