Введение

Методические указания для выполнения двух расчетно-графических работ логично объединены в общую тему «Выбор рациональной схемы энергоснабжения населенного пункта» и предназначены для студентов специальностей 5В070200 Автоматизация и управление, обучающихся на теплоэнергетическом факультете, чем и обусловлен выбор темы по проведению технико-экономических расчетов в теплоэнергетике.

Взаимозаменяемость топливно-энергетических ресурсов, непропорционально растущие цены на уголь, нефть и газ, приобретение новых технологий производства продукции, появление на энергетическом рынке импортных теплогенерирующих установок с автоматизацией процесса горения и высоким эксплуатационным кпд и в то же время изношенность энергооборудования электростанций и тепловых сетей и непредсказуемый рост тарифов на тепловую и электрическую энергию позволяет (или вынуждает) самостоятельно и комплексно решать задачи энергоснабжения с минимальными затратами.

С переходом экономики Казахстана на рыночные отношения, произошли существенные изменения и в энергетике, в том числе они коснулись и стоимости топливно-энергетических ресурсов. Если в некоторых энергоемких технологиях, доля стоимости энергии в себестоимости продукции достигала 25-30%, то в настоящее время эта величина еще возросла. Составляющие себестоимости выпуска продукции во многих отраслях стали конфиденциальной информацией, не позволяющей точно отследить и проанализировать показатели энергоемкости продукции. Известно, что энергоемкость валового внутреннего продукта (тут/тыс.$) в среднем по Европе составляет 0,4, в Японии 0,25, а в Казахстане 1,03, что говорит о низком уровне научно-технического прогресса в отечественных технологиях.

Одной из важнейших задач рационального расходования топливно_- энергетических ресурсов является их взаимозаменяемость, что позволяет выбрать наиболее экономически целесообразный вариант теплоснабжения потребителей. Для его выбора необходимо знать технологические процессы энергопотребления. Знание студентами бытовых процессов потребления тепловой энергии (отопление, горячее водоснабжение) и определило тематику работы, тем более, что представленная методика технико-экономического сравнения различных схем энергоснабжения может быть использована для другого любого технологического процесса или объекта.

Задание на выполнение расчетно-графических работ

Целью работы: углубление теоретических знаний студентов, приобретение практических навыков проведения технико-экономических расчетов (для первой РГР) и практическое освоение современными знаниями в области анализа и оценки инвестиционных проектов (для второй РГР).

В задании дается поселок городского типа (состоит из многоэтажных жилых домов), который необходимо обеспечить тепловой энергией на процессы отопления и горячего водоснабжения. Предусматривается проведение расчетов по определению себестоимости отпуска 1 Гкал тепловой энергии для двух схем теплоснабжения поселка.

Первая схема: тепловая нагрузка поселка прокрывается за счет котельной АО «Энергия», работающей на твердом топливе (уголь Экибастузского месторождения), т.е. вариант централизованного теплоснабжения (ЦТС). Вторая схема: АО «Энергия» устанавливает в каждом многоэтажном доме индивидуальные теплогенерирующие установки (ИТГУ) работающие на природном газе, т. е. это система децентрализованного теплоснабжения (ДТС).

Многоэтажная жилая застройка осуществлена однотипными четырехэтажными зданиями с характеристиками: объем здания 25000 , количество квартир -60, количество проживающих -240 человек.

Исходные данные для проведения расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные для расчетов

№	вариант	население чел
1	А	3000	- 7, 1	- 29	206
2	Б	3500	- 3	- 24	179
3	В	4000	- 2, 9	- 25	164
4	Г	4500	- 4, 1	- 28	180
5	Д	5000	- 7, 5	- 34	201
6	Е	5500	- 7, 3	- 36	212
7	Ж	6000	- 3, 6	- 23	181
8	З	6500	- 0, 5	- 16	158
9	И	7000	- 0, 3	- 20	166
10	К	7500	- 6, 3	- 28	201
11	Л	8000	- 7, 2	- 32	217
12	М	4000	- 6, 3	- 27	201
13	Н	4500	- 3, 8	- 25	187
14	О	5000	- 3, 2	- 25	171
15	П	5500	- 7, 5	- 36	210
16	Р	6000	- 7, 4	-33	219
17	С	6500	- 8, 4	- 35	217
18	Т	7000	- 8, 9	-35	212
19	У	7500	- 8, 8	- 36	255
20	Ф	2000	-8, 0	- 34	212
21	Х	2500	- 8, 0	- 31	212
22	Ц	3000	- 0, 5	- 21	150
23	Ч	3500	0, 8	- 19	144
24	Ш	4000	- 5, 9	- 31	217
25	Э	4500	- 6, 6	- 33	220
26	Ю	5000	- 6, 4	- 30	217
27	Я	5500	- 5, 7	- 28	215

Варианта РГР выдается преподавателем по порядковому номеру в журнале посещений с возможной корректировкой по начальной букве фамилии студента.

Расчетно-графическая работа №1. Расчет себестоимости отпуска тепловой энергии

1. Определение затрат в схемы теплоснабжения поселка городского типа

1. Определение годового расхода тепловой энергии

Годовой расход тепла на отопление одного здания определяется по формуле:

, (1)

где -удельная тепловая характеристика зданий, ;

-коэффициент инфильтрации наружного воздуха, = 1,05;

- коэффициент, учитывающий изменения расчетной температуры

наружного воздуха, = 1,08;

- объем здания по наружному обмеру, 25000 ;

- температура воздуха внутри помещений, 18 ;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный

период (по заданию );

- продолжительность отопительного периода, сутки (по заданию);

24 - число часов в сутках.

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение определяется:

(2)

где - суточный расход горячей воды, принимается 100 литров

на человека в сутки;

- удельная теплоемкость воды, = ;

- температура горячей воды, =65 ;

, - температура холодной воды зимнего (отопительного )

и летнего периода, соответственно, 5 и 15 ;

. - продолжительность зимнего и летнего периодов, сут.

2. Определение максимальной часовой нагрузки

Максимальная часовая нагрузка является основой для выбора установленной мощности котельной и определяется для отопления и горячего водоснабжения по соответствующим формулам.

Максимальная часовая нагрузка для процесса отопления, рассчитывается по следующему выражению :

(3)

- расчетная температура наружного воздуха, принимается

в зависимости от природно - климатических условий расположения потребителей ( по заданию ).

Если тепловая энергия на процесс отопления расходуется в общем на все здание и не зависит от временных потребностей, то процесс горячего водоснабжения является индивидуальным. Это означает, что не все жители многоэтажных домов с централизованным теплоснабжением одновременно открывают краны с горячей водой. Такое положение корректируется коэффициентом одновременности потребления горячей воды К н и зависит от количества населения, проживающего в зоне ЦТС.

Максимальная часовая нагрузка для горячего водоснабжения определяется не для каждого дома в отдельности, а для всего населения, пользующегося услугами котельной по формуле:

(4)

- коэффициент часовой неравномерности, для численности населе­ния в заданиях, его можно, ориентировочно, принять равным 2;

- норма суточного потребления горячей воды в сутки, л.;

- количество населения зоны ЦТС, чел.;

- можно принять в среднем 10 .

Годовая потребность населенного пункта в тепловой энергии определяется:

(5)

в свою очередь определяется перемножением годового расхода тепла на отопление одного дома на их количество ( ) в поселке, а – перемножением годовой потребности в тепле на одного человека на общее количество проживающих (П) в населенном пункте.

Максимальная часовая нагрузка жилых домов будет составлять:

(6)

Установленная мощность котельной выбирается по максимальной часовой нагрузке зоны многоэтажной жилой застройки на процессы отопления и горячего водоснабжения:

(7)

где - потери в тепловых сетях, принимаются равными 0,8

-потери на регулирование нагрузки, принимаются 0,95