Диссертация (1144067), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

формулы 3.13, 3.14). Посколькурасход зависит от принятого температурного графика, необходимо задатьсяначальными значениями. Примем tн.о = -30 °С; τ 1` = 110 о С ; τ 2` = 70 о С ; α = 0,2;W = 0,35. Тогда температурный график примет вид, приведенный на Рис. 3.5.94τ ,о С1501401301201101009080706050403020Т1 срезtн, оСТ2 срезРис. 3.5. Расчетный температурный график работы бивалентнойсистемы теплоснабженияБезразмерный расход, согласно (3.13, 3.14) будет изменяться по зависимости,приведенной на Рис. 3.6.3,002,502,001,501,000,500,0086420-2-4-6-8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30t н, о СРис. 3.6. График изменения относительного расхода в бивалентнойСЦТ95Как следует из приведенного графика, для реализации принятой ранееконцепции максимальной загрузки нетрадиционного источника, с повышениемтемпературы наружного воздуха требуется увеличение расхода с коллектора.На традиционном источнике, напротив, в связи с уменьшением его зоны действияпри росте температуры наружного воздуха, должно происходить снижение расходас коллектора.

При этом расход, необходимый для теплоснабжения абонента(в ИТП), остается постоянным в течение всего отопительного периода.При проведениигидравлическогорасчетабивалентнойсистемытеплоснабжения с переменной зоной действия источников, необходимо проводитьдва расчета – при максимальном расходе с одного источника и при максимальномрасходе второго. Диаметр участка тепловой сети необходимо приниматьнаибольшем из полученных в результате двух данных расчетов. Посколькугидравлический расчет тепловых сетей производится по максимальному расходу,для использования оценочного расчета (3.25, 3.26) введем некую условнуювеличину – суммарныйрасходтеплоносителяс коллекторовисточникови определим ее максимальное значение.

Путем использования полученных ранеевыражений получаем:GΣ =СледуетGтр + Gн`Gтр+ Gн`=α ⋅ (t в. р − t н.о )(τ 1` − τ 2` )  (1 − α ) ⋅ (t в. р − t н )⋅+α = 1−α +(t в. р − t н )(τ 1 − τ 2 )  (t в. р − t н.о )отметить,что приведеннаявышезависимость(3.27)справедливапри условии максимизации загрузки нетрадиционного источника – Qн=const.Исследуем пределы полученной функции:limG Σtн → ±∞= 1−αlim G Σ→ t в. рtн Такимобразом,(3.28)=∞при приближении температуры(3.29)наружноговоздухак нормативной температуре внутреннего воздуха в помещениях, расчетный96удельный суммарный расход теплоносителя с коллекторов источников стремитсяк бесконечности.

Следовательно, для дальнейших оценок примем граничныеусловия отопительного периода: tн = +8 °С. Расчетный суммарный расходдля оценки материальной характеристики и протяженности тепловых сетейопределяется по формуле:(t в. р − 8) QΣ`⋅+⋅−+−⋅−⋅GΣ =ααα(1)(1)(1)WW(t в. р − t н.о ) c ⋅ (τ 1+8 − τ 2+8 ) (3.30)Для построения наглядного графика зависимости Mуд, Lуд от тепловойнагрузкибивалентнойсистемытеплоснабжения,на основании анализа,приведенного в главе 2 (см. п 2.1), зададимся следующими значениями:qB = 0,4 кг/с га; q = 0,1 Гкал/ч га; z = 0,5, Rл = 80 Па/м.Полученная зависимость приведена на Рис.

3.7.Муд, L уд80,0070,0060,0050,0040,0030,0020,0010,000,00020406080М уд100120140160180L удРис. 3.7. Зависимость Mуд, Lуд от тепловой нагрузки бивалентнойсистемы теплоснабжения.Таким образом, при проектировании бивалентной системы теплоснабженияпри известных параметрах абонентов и характеристиках зоны теплоснабжения,удельнаяматериальнаяхарактеристикасистемыс изменениеммощности97изменяется в незначительных пределах. Удельная протяженность тепловых сетейна участкеот 1 до 20 Гкал/часстремительноснижается.Следовательно,при проектировании бивалентных систем целесообразно рассматривать системыс суммарной подключенной тепловой нагрузкой более 20 Гкал/час. С увеличениемнагрузки системы, ее удельные характеристики снижаются, что приводитк снижению удельных капитальных затрат.3.2.2.

Граничные условия при проектировании бивалентных системтеплоснабженияПри проектировании бивалентной СЦТ важным фактором является степеньбивалентности W. Доля загрузки источника и годовое число часов работыв бивалентной системе зависят от W. В п. 3.2.1. было показано, что расходпри выбранном способе регулирования нагрузки на коллекторе источника зависитот температуры наружного воздуха. Поскольку от температуры также зависиттепловая нагрузка потребителей, при определенной температуре может сложитьсятакой режим, что зона действия одного источника полностью покроет всю системутеплоснабжения.

Тогда второй источник будет находиться в резерве.Граничным условием при проектировании является максимизация загрузкинетрадиционного источника. Условие максимизации – при начале отопительногопериода (tн = +8 °С) нетрадиционный источник должен быть полностью загружен.Это обеспечиваетпостояннуюнагрузкунетрадиционного источника Qнв отопительный период. Таким образом, при tн = +8 °С G ТР = 0 .

Используя формулу(3.14), получаем:G ТР(t в. р − 8)(1)−⋅+ α − Wmax α``(t в. р − t н.о )(τ − τ 2 ) Qтр=0⋅( ` ) = GH ⋅ = 11 − Wmax(τ 1 − τ 2 ) QтрРешая полученное уравнение, можно получить зависимость Wmax от α.(3.31)98Wmax = α + (1 − α ) ⋅(t в. р − 8)(3.32)(t в. р − t н.о )В СЦТ доля нагрузки ГВС, как правило, не превышает 0,5. Тогда дляtн.р = -30 °С, график функции Wmax(α) примет вид, приведенный на Рис. 3.8.W max0,700,600,500,400,300,200,100,0000,050,10,150,20,250,30,350,40,450,5αРис. 3.8. График функции Wmax(α).Wmax зависит от расчетной отопительной температуры и доли нагрузки ГВСв суммарной нагрузке системы.

При tн.рр= -30 °С Wmax изменяется в пределахот 0,21 до 0,5.Вторым граничным условием является радиус эффективного теплоснабженияисточниковтепловойэнергиив СЦТ.Понятиерадиусаэффективноготеплоснабжения приведено в [1]. При проектировании системы важно проводитьданныйрасчеткак проверочный.Наибольшаязонадействиякаждогоиз источников тепловой энергии в отопительный период не должна выходитьза пределы радиуса эффективного теплоснабжения источника Rэф.

Данный фактнужно учитывать при определении W системы и при выборе мест расположенияисточников теплоснабжения.Из всех предложенных методик определения Rэф, на наш взгляд, наиболееудобной в применении является методика И. Г. Ахметовой, предложенная в [9].В отличие от методики [51], методика И. Г. Ахметовой проста в использованиии требует для расчета сравнительно небольшое количество исходных данных.99Отличие расчетныхзначенийRэф, определенного по вышеперечисленнымметодикам, составляет не более 8 % [8], что допустимо при предпроектныхрасчетах.В основу механизма расчета радиуса эффективного теплоснабжения положеносравнение стоимости тепловой энергии от альтернативной котельной состоимостью тепловой энергии от рассматриваемого источника [66], алгоритмрасчета приведен в Приложении Е.Реализация данного алгоритма требует детального гидравлического расчетаСЦТ и построения математической модели системы.

Для экспресс-оценкисогласно [8] Rэф определяется по следующей формуле:Rэф =Т − С вырСУэ / э ( пер )у+ С пот( пер )(3.33)где Т – тариф на тепловую энергию; Свыр – доля себестоимости тепловойэнергии, приходящейся на выработку; СэУ/ э( пер ) – удельные затраты электроэнергииуна транспорт тепловой энергии (отнесенные к длине сетей); Спот( пер ) – удельныезатратына потеритеплоносителяи тепловойэнергиив тепловыхсетях(отнесенные к длине сетей).Поскольку в [8] приводится методика для существующего источника, в случаепроектируемого источника (3.33) требует доработки. Тариф на тепловую энергиюрассчитывается и утверждается для уже построенной СЦТ. При предпроектныхрасчета вместо тарифа Т в (3.33) необходимо подставлять стоимость тепловойэнергии для абонента, полученную методом альтернативной котельной.

Даннуюстоимость можно определить согласно расчету, опубликованному МинистерствомЭнергетики РФ в сети Интернет (http://instrument-ak.minenergo.gov.ru/). Тепловаямощность альтернативной котельной принимается равной тепловой нагрузкехарактерного потребителя данной СЦТ. Данная нагрузка зависит от типа абонента,климатических параметров места расположения абонента и α.Затратыпо формуле:электроэнергиина транспорттепловойэнергии определяются100С э / э( пер ) =Gот ⋅ ∆Pот ⋅ nот G л ⋅ ∆Р л ⋅ n л+ρ ⋅ η н. у.отρ ⋅ η н. у .

лQ`Σ⋅ 10 −3(3.34)где ΔРот и ΔРл – потери давления в тепловой сети в отопительный и летнийпериоды соответственно; nот и nл – продолжительность отопительного и летнегопериодов соответственно; ηн.у.от иηн.у. л – КПД сетевых насосов в отопительныйи летний периоды соответственно.Третьим граничным условием является предельная численность населениянаселенного пункта, где предполагается организация бивалентной системытеплоснабжения.Целесообразностьорганизациибивалентнойсистемытеплоснабженияопределяется индивидуально посредством технико-экономического обоснования.Основываясь на расчетах, проведенных выше, удельная протяженность тепловыхсетей, а, следовательно, и капитальные затраты на монтаж тепловых сетей,и тепловые потери СЦТ малой мощности (до 20 Гкал/час) существенно выше, чему систем средней и большой мощности (см.

Рис. 3.7). Таким образом, тепловаянагрузка СЦТ должна превышать 20 Гкал/час: QΣ` ≥ 20 Гкал / час . Из приведенныхранее выражений следует:QΣ` ≥ 20 → QH ≥ 20 ⋅Wmax →N≥gТКО ⋅ N р⋅ QН (ТКО ) ⋅ηн ⋅10−6 ≥ 20 ⋅Wmaxnот ⋅ 24480 ⋅ Wmax ⋅ nот⋅106рgТКО ⋅ Qн (ТКО ) ⋅ηн(3.35)Подставляя в (4.34) (4.31), получаем окончательное аналитическое выражениедля численностинаселенияпоселенияили городскогоокруга,к которомпредполагается организация бивалентной СЦТ с использованием энергетическойутилизации ТКО:(t − 8) 480 ⋅ nот ⋅ α + (1 − α ) ⋅ в. р(tв.

р − tн.о ) ⋅106N≥рgТКО ⋅ Qн (ТКО ) ⋅ηн(3.36)101Где: N – численность населения, чел; nот – продолжительность отопительногопериода, сут.; gТКО – норма накопления ТКО, кг/чел год; Qнр(ТКО ) – низшая теплотасгорания ТКО, ккал/кг; ηн – КПД нетрадиционного источника.Таким образом, минимальная численность населения поселения, в которомможет быть организована бивалентная СЦТ с использованием ТКО, зависитот климатических условий, нормы накопления ТКО, морфологического составаТКО и применяемой технологии энергетической утилизации отходов.3.2.3.

Оценка тепловых потерь в сетяхНормативные тепловые потери в сетях определяются согласно ПриказуМинистерства энергетики РФ от 30.12.2008 № 325. Тепловые потери в сетяхскладываются из тепловых потерь с утечкой теплоносителя и потерь черезизоляцию трубопроводов.Часовыепотери черезизоляциюдля среднегодовых(среднесезонных)условий эксплуатации, Гкал/ч, определяются по формуле:Qиз.н.год = ∑ (qиз.н.i ⋅ β ⋅ Li ) ⋅ 10 −6(3.37)iгде Qиз.н.год – нормативные часовые потери через изоляцию, qиз.н. – удельныенормативные потери через изоляцию, L – длина участка, β – коэффициент местныхтепловых потерь, учитывающий тепловые потери запорной и другой арматурой,компенсаторами и опорами (принимается 1,2 при диаметре трубопроводов до 150мми 1,15 – при диаметре150мми более,а такжепри всехдиаметрахтрубопроводов бесканальной прокладки, независимо от года проектирования).qиз.н. определяется согласно нормативных значений и зависит от диаметратрубопровода, года прокладки, типа изоляции, среднегодовой температурытеплоносителя и числа часов работы в год.На Рис 3.10 приведена зависимость qиз.н от условного диаметра трубопроводадля тепловых сетей, проложенных после 2004 года бесканальным способом.102Рис.

Характеристики

Список файлов диссертации