книги из ГПНТБ / Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР)

надежности систем теплоснабжения требует наличия доста­ точного объема статистической информации, выполнения ши­ роких исследований и проектных работ. На основании выпол­ ненных уже исследований [Л. 27] разрабатывается сейчас

«временная методика расчета надежности и резервирования тепловых сетей». Временная методика позволит на первом этапе достаточно обоснованно выбирать оптимальный вариант теплоснабжения, удовлетворяющий заданным нормам надеж­ ности и требующий минимум расчетных затрат на резерви­ рование. Ее применение, кроме всего, прочно упорядочит по­ ступление должной статистической информации, ускорит раз­ витие исследовательских работ в этой области, в результате чего она будет постепенно усовершенствована.

Как известно', другой на первый взгляд более простой метод выбора оптимальной системы теплоснабжения с учетом надежности является о ц е н к а у щ е р б а от перерывов теплоснабжения. В действительности оценка величины ущер­ бов связана с большими трудностями из-за резкой нехватки нужной статистической информации, невозможности в ряде случаев представить его в денежном выражении (например, отопительно-бытовое теплопотребление) и ряда других при­ чин. При наличии необходимой статистической информации величину ущерба в У тыс. руб./год от перерыва теплоснабже­

ния, видимо, сравнительно нетрудно определить для промыш­ ленных предприятий. Его ориентировочно можно оценить сле­ дующим образом [Л. 28]:

У = У„ + Упд + Удэ;

здесь Уп — прямой, т. е. непосредственный ущерб, вызван­ ный перерывом теплоснабжения и в свою очередь равный

72

осуществлении, оказывается по сравнению с децентрализованными установками более низким.

Такое положение часто связано с несовершенством с ис ­ т е м ы р е г у л и р о в а н и я централизованного теплоснаб­ жения. Так, отсутствие местного регулирования работы ото­ пительных приборов приводит к нарушению микроклимата

воздуха в наиболее неблагоприятных с точки зрения теплопотерь зданий и помещений). Чем мощнее система теплоснаб­ жения (разнотипные и разнохарактерные здания при значи­ тельном радиусе теплоснабжения), тем более резко выявля­ ются недостатки центрального регулирования. Перегрев в помещениях сопровождается значительной сухостью воздуха, особенно в южных районах с континентальным климатом (среднеазиатские республики и Армения).

Регулирование температуры в помещениях проветрива­ нием их через форточки приводит также к перерасходу тепла и, значит, к снижению экономических показателей отопитель­ ной системы. Поэтому при выборе оптимальной системы цен­ трализованного теплоснабжения, кроме всего прочего, необ­

высокая экономичность централизации теплоснабжения без одновременного обеспечения его качества и особенно надеж­ ности является ложной.

Следует подчеркнуть, что существует тесная связь между обоими требованиями и в отдельных случаях ее можно выра­ зить и аналитическим путем.

Так, например, для линейной части тепловых сетей интен­

где D, /т, А — соответственно диаметр, длина и толщина трубопровода;

ак — коэффициент качества, зависящий от сово­ купности большого количества факторов (влияющие на качество прокладки и условия эксплуатации сетей) и определяемый путем экспертной оценки.

Разработка и развитие методики расчета надежности тепловых сетей позволит предъявить научно-обоснованные требования к повышению качества изготовления и монтажа их отдельных элементов.

75

•производства тепловой энергии зависит в основном от усло­ вий транспорта тепла, а последние, в отличие от генерации тепла, более тесно связаны с климатическими, рельефными и другими природными факторами. Для южных районов, при относительно небольших значениях теплоплотностей и расчет­ ных тепловых нагрузок и, особенно, кратковременности сезон­ ной нагрузки, экономические показатели транспорта тепла являются часто решающими при выборе целесообразной схе­ мы теплоснабжения.

Влияние местных климатических условий на тепловые се­ ти характеризуется тепловыми потерями трубопроводов, ко­

торые в свою очередь отражаются на экономичности транс­ порта тепла.

В самом общем случае транспорт тепла достигает наи­ большей экономичности, когда сумма годовых расчетных зат­ рат на восполнение тепловых потерь Зт.п. и на изготовление тепловой изоляции З „ 3 имеет минимальное значение

где Q' — теплопотери трубопроводов при среднегодовой тем­ пературе окружающей среды, ккал/ч;

w — число часов работы тепловых сетей в год;

Зт.п— удельные расчетные затраты на восполнение тепло­ вых потерь, руб/ккал.

Теплопотери трубопроводов слагаются из линейных и местных (фасонных частей, арматуры, опорных конструкций,

77

Для практических расчетов значение а можно принимать в пределах сг = 0,2 Д- 0,3 [Л. 4].

Удельные теплопотери трубопроводов определяются из ■заражения;

где — разность температур между теплоносителем и ок­ ружающей средой, °С;

2R — суммарное тепловое сопротивление трубопровода,

м■ч- град/ккал.

Всамом общем случае удельные теплопотери трубопро­ водов зависят от температур наружного воздуха или грунта,

скорости ветра, температуры теплоносителя, диаметра трубо­ провода, толщины изоляционного слоя, коэффициента тепло­ проводности изоляции и грунта, глубины заложения трубопро­ водов, способа прокладки и т. д.

Из этих величин, непосредственно характеризующих мест­ ные природно-климатические условия, являются; температура наружного воздуха, скорость ветра и температура грунта.

Некоторые другие величины, как например, диаметр тру­ бопровода, температура теплоносителя и толщина изоляции косвенным образом зависят от местных природных условий. Так, в районах теплого климата из-за небольших значений теплоплотности диаметры трубопроводов окажутся сравнительно небольшими, причем в некоторых случаях одновременно с увеличением их протяженности (если в сравниваемых клима­ тических условиях расчетные нагрузки принять одинаковыми).

На основании этой методики выполнены расчеты с ис­ пользованием ЭЦВМ для количественной оценки влияния кли­ матических и других факторов на величину удельных теплопотерь.

Ниже приводится методика определения теплопотерь при различных способах прокладки теплопроводоз.

а) Воздушная прокладка трубопроводов

Для практических расчетов, пренебрегая термическими сопротивлениями стены трубы и внутренней теплоотдачи (т. е. от теплоносителя до внешней поверхности трубы), величину

где t т.с — среднегодовая температура теплоносителя, °С;

t н.с — среднегодовая температура наружного воздуха, °С;

78

Хиз— коэффициент теплопроводности изоляции, ккал/мХ Хч ■град;

ан — коэффициент теплоотдачи от поверхности изоля­ ции к наружному воздуху (зависит прежде всего от скорости последнего, w м/сек), ккал/м2. ч . град;

с1из и dH — внешний диаметр изоляции и наружный диаметр трубы, м.

Если толщину изоляции обозначить через оиз, то dH3 =

= dH+2SH3, м. Для ориентировочного определения величины «н можно использовать формулу

Среднегодовая температура теплоносителя определяется из выражения

пературе пара, а для водяных двухтрубных сетей — полусум­ ме среднегодовых температур падающей и обратной магистра­ лей [определяемый согласно (2—12)].

б) Подземная бесканальная прокладка трубопроводов

В последнее время в практике строительства тепловых се­

где, кроме уже известных величин:

79

tr — температура грунта на глубине заложения оси тру­ бопровода прокладки, °С,

Хг — коэффициент теплопроводности грунта, ккал/м X

Хград-ч.;

h' — глубина заложения оси трубопровода, м.

Для двухтрубной сети суммарные удельные теплопотери

Ro — условное дополнительное сопротивле­ ние, определяемое из выражения

где b — горизонтальное расстояние между осями труб.

в) Подземная канальная прокладка

Полное тепловое сопротивление можно найти, последова­ тельно суммируя все термические сопротивления.

Сопротивления изоляционного слоя и теплоотдачи от по­ верхности последнего к воздуху внутри канала определяются

так же, как и при воздушной прокладке (2—10). Сопротивление теплоотдачи от воздуха к внутренней по­

верхности канала определяется из

где а к — коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней; поверхности канала (порядка 9 ккал/м2-ч-град);

№