Теплоснабжение города Омска

Расход теплоты на ГВС полагаем не зависящим от температуры наружного воздуха, Вт;

                                     Q_г = Q_г^ср.н = const                                                             (14)

Результаты расчетов сводим в табл. 4, по данным которой строим график суммарного коммунально-бытового, сантехнического и производственно-технологического теплопотребления, покрываемого водяным теплоносителем (рис.1).

 

Виды Теплопотреб ления	Расходы теплоты в характерных режимах при:
	tно		tнв		tсрхол		tcр.от		+8 ºС		в летнем режиме		Годовой
	МВт	ГДж/ч	МВт	ГДж/ч	МВт	ГДж/ч	МВт	ГДж/ч	МВт	ГДж/ч	МВт	ГДж/ч	ГДж/год
1.Производственно-технологические (по воде)	0,6	2,16	0,6	2,16	0,6	2,16	0,6	2,16	0,6	2,16	0,33	1,19	12182,4
2.Коммунально  - бытовое:
на  отопление	28,75	103,5	19,83	71,38	17,40	62,64	12,44	44,79	4,96	17,84	-	-	252617,86
на  вентиляцию	1,68	6,06	1,68	6,06	1,48	5,32	1,06	3,80	0,42	1,52	-	-	14288
на ГВС	4.92	17.70	4.92	17.7	4.92	17.70	4.92	17.70	4.92	17.70	3,15	11,33	31695,6
суммарное	35,35	127,26	26,43	95,14	23,80	85,65	18,42	66,29	10,3	37,06	3,15	11,33	298601,42
3.Сантехническое промпредприятий	19.41	69.86	13.55	48.79	11.96	43.05	8.7	31,40	3.80	13.67	0,68	2,45	405,93
4.Суммарный отпуск теплоты  по сетевой  воде	55,36	199,28	40,58	146,09	36,36	130,86	27,72	99,85	14,7	52,89	5,93	21,34	311189,75

Таблица 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Графики  тепловых нагрузок

а) суммарный график расходов теплоты; б) график продолжительности  тепловой нагрузки

                    

7. Годовые расходы теплоты и топлива.

      Построение графика продолжительности тепловой нагрузки

Определяем годовые расходы теплоты производственно-технологическими, сантехническими и коммунально-бытовыми потребителями

Годовой расход теплоты (по воде) на технологические нужды, ГДж/год:

Q_п^год = Q_пр(вод) · τ_п = 2,16 · 5640 = 12182,4 ГДж/год                               (15)

Где τ_п – длительность использования максимума производственно-технологической  нагрузки, час/год

Годовые расходы теплоты коммунально-бытовыми потребителями, ГДж/год

- на отопление 

Q_о^год = Q_о^ср.от · τ_о = 44,79 · 5640 = 252617,86                              (16)

- на вентиляцию

                                Q_в^год = τ / 24 · Q_в^ср.от · τ_о =5640 / 24 · 3,8 · 16 = 14288                              (17)

где τ_о время работы за сутки систем вентиляции общественных зданий, ч,

принимаем τ_о = 16 ч.

- на ГВС

Q_г^год = Q_г^ср · τ_о + Q_г^ср.л  · (8400 – τ) = 17,7 · 24 + 11,33 · (8400 – 5640) = 31695,6                  (18)

В формулы (15-18) средние тепловые нагрузки подставляем в ГДж/ч.

Суммарный годовой расход теплоты ( по воде ) на коммунально-бытовые нужды, ГДж/год

      Q_кб^год = Q_о^год + Q_в^год + Q_г^год = 252617,86+ 14288 + 31695,6 = 298601,42                              (19)

Годовой отпуск теплоты на сантехнические нужды составляет, ГДж/год 

     Q_ст^год = Q_ст.р · Q_кб^год = 0,173 · 298601,42 / 127,3 = 405,8                             (20)                

                                                            Q_кб.р

График продолжительности  тепловой нагрузки С график (Россандера) необходим для выбора оптимальных режимов работы теплофикационного оборудования, параметров теплоносителя, подсчета выработки электроэнергии, отпуска теплоты и расхода топлива на выработку этой теплоты. Этот график учитывает повторяемость тепловых нагрузок в течение года, а также позволяет установить в каком режиме следует предусматривать поступление топлива и его резервирование.

       Построение  графика продолжительности проводим  для значений температур наружного  воздуха, кратных 5 °С. По оси абсцисс ( рис.1  правая часть ) откладываем время стояния наружной температуры равной и ниже рассматриваемой ( точки а, в, ...). Указанное время, выраженное в часах, находим по табл. 3.5П [3]. По оси ординат откладываем тепловую нагрузку при рассматриваемой наружной температуре ( находим по линиям mnl , pqs, ...). Соединяя пересечения линий построения ( точки х, у, ...), получаем график продолжительности тепловой нагрузки.

Площадь, ограниченная осями координат и построенной  кривой, равна расходу теплоты на все виды теплоснабжения за отопительный сезон. Этот расход теплоты определяем произведением масштабного коэффициента на площадь графика в квадратных сантиметрах (см²). Масштабный коэффициент (m) равен произведению масштабов по оси абсцисс m₁ и оси ординат m₂. Расход теплоты за сезон составляет, ГДж.

                                   Q_сез = m · S = 500 · 10 · 105,16 = 525800                                (20)

На оси абсцисс графика продолжительности тепловой нагрузки построим равновеликий прямоугольник, его высота будет равна среднему расходу теплоты за отопительный сезон, ГДж/ч

                                                   Q_сез^ср = Q_сез / τ_о = 525800 / 5640 = 93,2                  (22)

где τ_о - длительность отопительного сезона, ч/сезон.

На оси ординат графика продолжительности тепловой нагрузки построим равновеликий прямоугольник, его основание будет равно длительности использования расчетной тепловой нагрузки, ч:

                                      τ_и = Q_сез / ΣQ^max   = 525800 / 182,3 = 2884,1                      (23)

   Полный годовой график продолжительности получаем прибавлением нагрузки Q^лет в летний период, длительность которого равна (8400 - τ_о) часов.

По полученным нагрузкам определяем расходы топлива на теплоснабжение сетевой водой за отопительный сезон и за год, т/год

                                 (24)                                                                                                   (25)

где Q_н^р – теплотворная способность условного топлива,  Q_н^р = 29,3 МДж/кг; η_к – КПД источника теплоснабжения, принимаем η_к = 0,80; q - доля тепловых потерь при отпуске теплоты, принимаем q = 0.04

8. Обоснование выбора и краткая характеристика источника теплоснабжения

Тип источника  теплоснабжения определяем по расчётным  технологическим нагрузкам, тепловым нагрузкам коммунально-бытовых и производственных потребителей по сетевой воде.

Многочисленные  технико-экономические исследования показывают, что

при расчетной  тепловой нагрузке потребителей до 200.....300 МВт в качестве

источника  теплоснабжения  целесообразно  выбирать  водогрейные котельные.

Выбираем водогрейные котлы, исходя из их общей производительности и тепловой мощности, а также характеристик выпускаемых котлов. При выборе основного оборудования котельной, исходим из следующих условий:

1. Уменьшению  числа агрегатов, но не менее  двух, за счет увеличения их 

единичной мощности.

2. Преимущественному  выбору однотипного оборудования, обеспечивающего 

требуемые виды теплопотребления.

3. Пиковые нагрузки потребителей сетевой воды, технологических потребителей должны покрываться от  пиковых водогрейных котлов (ПВК).

Избыточная  теплопроизводительность однотипных ПВК должна быть

минимальной.

4. Деаэрация подпиточной воды тепловых сетей в СТО осуществляется в вакуумных деаэраторах с применением сетевой воды в качестве греющего теплоносителя. Для выравнивания водопотребления при этом устанавливаем баки-аккумуляторы.

 

9. Выбор способа регулирования тепловой нагрузки

Согласно и.4.5 [16]    предусматриваем вид регулирования отпуска теплоты: центральное - на источнике теплоты.

Для водяных  тепловых сетей (п.4.5 [16]) принимаем качественное (изменением температуры при постоянном расходе сетевой воды) регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления, т.к. тепловая нагрузка жилищно-коммунального сектора менее 65% от суммарной тепловой нагрузки, и доля средней нагрузки ГВС составляет менее 15% от расчетной нагрузки отопления.

В зданиях общественного  и производственного назначения (п.4.9 [14]), в нерабочее время предусматриваем снижение температуры воздуха, обеспечивая регулирование температуры теплоносителя в тепловых пунктах.

 

10. Схема присоединения абонентских установок

Присоединение потребителей теплоты к тепловым сетям (п. II.7 [14]) в тепловых пунктах предусматриваем по схеме, обеспечивающей минимальный расход теплоносителя в тепловых сетях, а также экономию теплоты за счет применения систем автоматического регулирования. 

В водяных системах теплоснабжения установки отопления и   вентиляции  потребителей, (п. 3.9 [14]) присоединяем к двухтрубным водяным тепловым сетям непосредственно (зависимая  схема присоединения).  Т.к. допустимая температура воды в местной системе ниже расчетной температуры воды в тепловой сети, в схеме присоединения предусматриваем смесительные устройства – элеваторы. Для надежной работы элеватора необходим располагаемый напор на абонентском вводе не менее 8 - 15 м вод.ст.

Установки  горячего водоснабжения  потребителей (п. 3.6 [14]) присоединяем к двухтрубным водяным тепловым сетям непосредственно к подающему и обратному трубопроводам на вводе, т.к. используем открытую  систему теплоснабжения.

Схема присоединения  промышленного здания включает в  себя распределительные коллекторы, от которых питаются установки отопления и вентиляции.

 

11. Расчёт и построение температурного графика сетевой воды.                                                     Расчет и построение температурного графика производим, ориентируясь на преобладающую тепловую нагрузку района и наиболее распространенную схему присоединения абонентских установок.

Для отопительной нагрузки при центральном качественном регулировании отпуска теплоты температуру сетевой воды определяем по зависимостям, которые выводятся из уравнения тепловых балансов отопительной установки, при нерасчётном и расчётном режимах. Т.о, для реализации центрального качественного регулирования отпуска теплоты по нагрузке отопления при зависимой схеме присоединения отопительных установок со смесительным устройством на абонентском вводе в соответствии с п.п. 4.5 и 4.9. [14] температуру сетевой воды в подающем, обратном и местном трубопроводах определяем по формулам, ºС.

τ₁ = t_вр + (τ_2р + τ_3р – t_вр) · У₀ + (τ_1р - τ_2р + τ_3р) · У₀

      2           2                  (26)

τ₂ = τ₁ · (τ_1р  - τ_2р) · У₀

τ_{3 =} τ₂ + (τ_3р – τ2р) · У₀

Результаты  расчётов представлены в таблице 5

Температурный график сетевой воды

Таблица 5

ºС	Температура наружного  воздуха tн, ºС
	+8	tср.от	tсрхол	tнв	tно
τ1	45	80	102	112	150
τ2	32	46	54	57	70
τ3	36	56	69	75	95