Ответы на вопросы госэкзамена ЭПП, 2007

Список основной литературы

1. Шестаков И.В. Теплоснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие. – Киров. Изд. КирПИ, 1992. – 92 с.

2. Шестаков И.В. Проектирование тепловых установок. Учебное пособие. – Киров. Изд. ВятГТУ, 1994. – 104 с.

3. Шестаков И.В. Вихарев А.П. Тепловая часть энергетических установок. Учебное пособие. – Горький. Изд. ГГУ, 1990. – 102 с.

4. Шестаков И.В. Теплофикация и тепловые сети. Учебное пособие. – Киров. Изд. КирПИ, 1992. – 66с.

5. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для Вузов. –М.: Энергоиздат, 1982. –360 с.

6. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий / Под ред. Б.Н.Голубкова. – М.: Энергия, 1972. – 424 с.

7. Гусев В.М. и др. Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Учебник для Вузов. –М.: Стройиздат, 1981. –343 с.

8. Шестаков И.В. Энергоснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие / И.В. Шестаков, Н.В.Татаринова. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2005.- 158 с.

Вопрос 1. Классификация потребителей тепла. Графики тепловых нагрузок. Классификация потребителей тепла. (8, с.51..55)

Тепловое потребление - это использование тепловой энергии для разнообразных коммунально-бытовых и производственных целей (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, души, бани, прачечные, различные технологические тепло-использующие установки и т.д.).

При проектировании и эксплуатации систем теплоснабжения необходимо учитывать:

• вид теплоносителя (вода или пар);

• параметры теплоносителя (температура и давление);

• максимальный часовой расход тепла;

• изменение потребления тепла в течение суток (суточный график);

• годовой расход тепла;

• изменение потребления тепла в течение года (годовой график);

• характер использования теплоносителя у потребителей (непосредственный забор его из тепловой сети или только отбор тепла).

Потребители тепла предъявляют к системе теплоснабжения различные требования. Несмотря на это, теплоснабжение должно быть надежным, экономичным и качественно удовлетворять всех потребителей тепла.

Режим работы технологически систем подвержен изменениям, которые могут носить как закономерный, так и случайный характер, быть длительными или кратковременными, но происходить они должны с минимальными затратами энергоресурсов, не нанося ущерба надежности эксплуатации оборудования и связанных с ним систем.

Пренебрежение этим фактором обычно приводит к просчетам при выборе оборудования источников энергоснабжения и необоснованному перерасходу топлива для обеспечения требуемой нагрузки.

Для того чтобы оценить действительную потребность предприятия или его подразделений в тепловых энергоресурсах, необходимо провести анализ графиков теплопотребления в определенные периоды работы – в течение суток, недели, месяца, года.

Характеристиками равномерности тепловых нагрузок в течение года являются число часов использования максимальной тепловой нагрузки , ч/год, и коэффициент К, представляющий собой отношение среднесуточной нагрузки к максимальной суточной за год.

По этим характеристикам промышленные предприятия разделяются на три группы: первая t=4000 - 5000 ч/год, К=0,57 - 0,68; вторая t=5000 - 6000 ч/год, К=0,6 - 0,76; третья t 6000 ч/год, К 0,76.

К первой группе относятся предприятия, например, легкой промышленности и машиностроения, в структуре затрат тепловой энергии которых более 40% имеют нагрузки систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Соответственно затраты теплоты на технологию составляют менее 60%. К третьей группе относятся предприятия с превалирующей долей затрат тепловой нагрузки на технологические нужды – более 90%. Затраты теплоты потребителями других категорий очень малы – менее 10% (табл.8).

Таблица 8

Отрасль промышленности	Доля расхода теплоты на технологические процессы, %	Группа
Электротехническая	50-60	1
Стройматериалов	50-80	1
Пищевая	65-80	2
Текстильная	65-90	2
Химическая	70-80	2
Нефтеперерабатывающая	90-98	3

Потребителей тепла можно разделить на две группы:

1) сезонные потребители тепла;

2) круглогодовые потребители тепла.

Рис.12. Зависимость расхода теплоты от температуры наружного воздуха:

1 – отопление; 2 – вентиляция;

3 – горячее водоснабжение, технологические нужды; 4 - суммарный

Сезонными потребителями тепла являются:

• отопление;

• вентиляция (с подогревом воздуха в калориферах);

• кондиционирование воздуха (получение воздуха определенного качества: чистота, температура и влажность).

Круглогодовые потребители используют тепло в течение всего года. К этой группе относятся:

• технологические потребители тепла;

• горячее водоснабжение коммунально-бытовых потребителей.

Изменения сезонной нагрузки зависят главным образом от климатических условий (температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра, солнечного излучения, влажности воздуха и т.п.). Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график нагрузки (рис.11).

График технологической нагрузки зависит от профиля и режима работы производственных предприятий, а график нагрузки горячего водоснабжения – от благоустройства зданий, состава и распорядка рабочего дня основных групп населения, режима работы коммунальных предприятий – бань, прачечных. Имеет почти постоянный годовой и резко переменный суточный график. Суточные графики в субботние и воскресные дни обычно отличаются от суточных графиков других дней недели.

Большинство систем теплоснабжения имеет разнообразную тепловую нагрузку (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, технологические потребители). Ее величина и характер зависят от многих факторов, в том числе от климатических и, главным образом, от температуры наружного воздуха.

Рис.11. Годовой график расхода

теплоты на отопление

На графике (рис.12) показана зависимость расходов теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды от температуры наружного воздуха, т.е. затраты теплоты.

По оси ординат отложены относительные значения расходов теплоты в долях единицы (за единицу принят максимальный суммарный расход теплоты, т.е. , где , , , - максимальные расчетные расходы теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды соответственно).

По оси абсцисс – температура наружного воздуха .

Построим четыре графика разных тепловых нагрузок. Расход теплоты на технологические нужды и горячее водоснабжение не является функцией наружной температуры. График будет иметь неравномерный характер в течение суток и в течение недели, но сглаживается в течение года и приобретает равномерный характер.

Отопительная нагрузка имеет, как правило, круглосуточный характер. При неизменной наружной температуре отопительная нагрузка жилых зданий практически постоянна. Для промышленных предприятий она имеет непостоянный суточный и недельный график, т.е. в целях экономии искусственно снижают подачу теплоты в ночной период и выходные дни. Максимальный расход на отопление соответствует расчетной температуре наружного воздуха для отопления и является расчетной величиной нагрузки отопления . Минимальный расход теплоты на отопление соответствует расчетной наружной температуре начала и конца отопительного сезона

Характерные температуры для графика вентиляционной нагрузки следующие:

- расчетная температура наружного воздуха для вентиляции соответствует расчетной нагрузке вентиляции (используется нагрев рециркуляцией). При расход тепла на вентиляцию постоянен и вентиляционные установки работают с рециркуляцией, т.е. с подмешиванием к наружному воздуху воздуха, взятого их помещений. Рециркуляция воздуха допустима для помещений, в воздухе которых не содержаться болезнетворные микроорганизмы, ядовитые газы, пары и пыль. Подмешивание воздуха осуществляется перед калориферной установкой и в количестве, обеспечивающем неизменяемую его температуру. С понижением температуры наружного воздуха подмешивание увеличивается, а подача наружного воздуха уменьшается. Температура воды, поступающей в калориферы, остается постоянной. Таким образом, когда температура наружного воздуха ниже расход теплоты на вентиляцию остается равным расчетному за счет сокращения кратности воздухообмена. Для регулирования кратности обмена воздуха в интервале вентиляционные установки должны быть оснащены авторегуляторами.

- температура включения вентиляции. Минимальный расход теплоты на вентиляцию соответствует расчетной наружной температуре начала и конца отопительного периода промышленных зданий.

Суммарный расход теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды по району является суммой расходов отдельных абонентов. Преобладающей является нагрузка отопления. График суммарного расхода теплоты имеет вид, показанный на рис.12. На нем есть три точки излома:

а) момент включения отопления;

б) момент включения вентиляции;

в) момент изменения нагрузки вентиляции.

Характер графика суммарной нагрузки зависит от соотношения нагрузок отдельных групп потребителей.