Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экономика теплоэнергетики. Учебное пособие
.pdf
4.5. Расходы на приобретение тепловой энергии для компенсации потерь в сетях при передаче тепловой энергии
Q mсbb n
=⋅⋅⋅ +− −⋅
−
ρτ ττ(())110
6
год
1год
2год
х.год
Объем потерь тепловой энергии определяется в соответствии
с «Порядком определения нормативов технологических потерь при
передаче тепловой энергии, теплоносителя», утвержденным приказом Минэнерго России № 325 от 30.12.08 [56].
Общий объем потерь тепловой энергии складывается из двух составляющих:
§ объема потерь тепловой энергии в результате потери теплоно-
сителя;
§ объема потерь тепловой энергии теплопередачей через изоля-
цию трубопроводов тепловых сетей.
Определение нормативных технологических потерь тепловой энергии, обусловленных потерями теплоносителя, Гкал, производится
по формуле
где
у.нут.год.нгод 1год 2год х.годгод
— среднегодовая плотность теплоносителя при средней тем-
,
пературе теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах
тепловой сети, кг/м 3;
— удельная теплоемкость теплоносителя, ккал/(кг ·°C);
— доля массового расхода теплоносителя, теряемого подающим
трубопроводом тепловой сети (при отсутствии данных можно принимать от 0,5 до 0,75);
и
— среднегодовые значения температуры теплоносителя
в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети по температурному графику регулирования тепловой нагрузки, °C;
— среднегодовое значение температуры исходной воды, по-
даваемой на источник теплоснабжения и используемой для подпитки тепловой сети, °C;
Параметры теплоносителя в водяных тепловых сетях, согласно
СП 124.13330.2012 (СНиП 41-02-2003) «Тепловые сети» [57], составляют: температура воды — до 200
о
С, давление — до 2,5 МПа. При
этих параметрах плотность и теплоемкость воды меняются в преде-
3
лах от 1000 до 865 кг/м
и от 0,996 до 1,073 ккал/кг °C соответственно согласно справочнику «Теплофизические свойства воды и водяного пара» [58].
Среднегодовые значения температуры теплоносителя в пода ющем
и обратном трубопроводах рассчитываются как средневзвешенные
91
Глава 4. Определение себестоимости производства и передачи тепловой энергии
1год
2год
ττ
от лгод
⋅
⋅
∑∑
11
ii
ττ
от лгод
⋅
+
⋅
∑∑
22
ii
по среднемесячным значениям температуры теплоносителя в соответствующем трубопроводе с учетом числа часов работы в каждом
месяце. Среднемесячные значения температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах определяются по эксплуатационному температурному графику отпуска тепловой энергии в соответствии с ожидаемыми среднемесячными значениями температуры
наружного воздуха. При расчете среднемесячной температуры теплоносителя необходимо учитывать требование правил технической эксплуатации о заполнении трубопроводов деаэрированной водой с поддержанием избыточного давления не менее 0,5 кгс/см 2 в верхних точках
трубопроводов в течение всего периода, за исключением периодов
проведения ремонтных работ и испытаний, поэтому температура теплоносителя в неотопительный период должна быть принята равной
температуре деаэрированной воды, в частности, при вакуумной деаэрации или химическом удалении кислорода из воды может быть
принята равной температуре холодной воды в неотопительный период. Температура теплоносителя в трубопроводе горячего водоснабжения принимается равной не ниже минимальной 65 °C в соответствии
со СП. 30.13330.2020 [43].
Ожидаемые среднемесячные значения температуры наружного
воздуха определяются как средние из соответствующих статистических значений по информации метеорологической станции за по-
следние 5 лет или в соответствии со СП 131.13330.2020 «Строительная климатология» [41].
Средневзвешенные значения температуры теплоносителя в пода-
ющих
и обратных
трубопроводах тепловой сети, °C, можно
определить по формулам:
где 1i и 2i — значения температуры теплоносителя в подающем и об-
ратном трубопроводах тепловой сети по эксплуатационному тем-
пературному графику отпуска тепловой энергии при средней тем-
пературе наружного воздуха соответствующего месяца, °C.
92
1год
2год
n
=
=
ii
+
nnnn
n
ii
nnnn
=
=
; (12)
, (13)
4.5. Расходы на приобретение тепловой энергии для компенсации потерь в сетях при передаче тепловой энергии
х.год
х.от
х.л
Q
заптр.зз зх
=⋅⋅−⋅
−
6
ρττ
тр.з
з
з
х
ха.на.н сл сл
=⋅⋅−⋅
−
ρττ()
6
G
а.н
сл
сл
Среднегодовое значение температуры
исходной воды, пода-
ваемой на источник теплоснабжения для подпитки тепловой сети, °C,
определяется по формуле, аналогичной формулам (12) и (13).
При отсутствии достоверной информации по температурам исход-
ной воды допустимо принимать
= 5 °C,
= 15 °C.
Нормативные технологические затраты тепловой энергии на заполнение новых участков трубопроводов и после плановых ремонтов,
Гкал, определяются по выражению
Vс
15 10
где
- емкость заполняемых трубопроводов тепловых сетей, эксплу-
,()
атируемых теплосетевой организацией, м
,
3
;
— плотность воды, используемой для заполнения, кг/м 3;
— температура воды, используемой для заполнения сети, °C;
— температура исходной воды, подаваемой на источник тепло-
вой энергии в период заполнения, °C.
Согласно «Типовой инструкции по технической эксплуатации тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения», утвержденной
приказом Госстроя № 285 от 13.12.2000 г. [59], температура заполнения трубопроводов тепловых сетей должна составлять от 50 до 60 °C.
В летний период температуру исходной воды при отсутствии достоверной информации, можно принимать равной 15 °C.
Нормативные технологические потери тепловой энергии со сливами из приборов автоматического регулирования и защиты, Гкал,
определяются по формуле
где
— годовые потери теплоносителя в результате слива, м 3;
— среднегодовая плотность теплоносителя в зависимости от ме-
ста установки автоматических приборов, кг/м
и х — температура сливаемого теплоносителя и исходной воды,
подаваемой на источник теплоснабжения в период слива, °C.
При запланированном проведении эксплуатационных испытаний и других регламентных работ должны быть определены затраты
тепловой энергии с этой составляющей затрат теплоносителя по фор-
Q Gс
10
, (14)
3
;
93
Глава 4. Определение себестоимости производства и передачи тепловой энергии
мулам, аналогичным формуле (14). При расчетах необходимо учитывать нормативные параметры испытаний согласно [59], в частности,
гидравлические испытания проводятся при давлении, превышающем
рабочее давление в 1,25 раза и температуре не выше 40 °C, испытания
на максимальную температуру — при рабочем давлении и температуре
в прямом трубопроводе, соответствующей максимальной температуре утвержденного температурного графика, а в обратном трубопроводе — не выше 90 °C. Прочие испытания проводятся при рабочем давлении и температуре, приближенной к эксплуатационным условиям.
Определение нормативных технологических потерь тепловой энергии теплопередачей через теплоизоляционные конструкции трубопроводов производится на базе значений часовых тепловых потерь
при среднегодовых условиях эксплуатации тепловых сетей в следующем порядке:
§ для всех участков тепловых сетей, на основе сведений о кон-
структивных особенностях теплопроводов (тип прокладки,
год проектирования, наружный диаметр трубопроводов, длина участка) и норм тепловых потерь (теплового потока), указанных в таблицах прил. 1–4 «Порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии,
теплоносителя» [56], способом пересчета табличных значений удельных норм на среднегодовые (среднесезонные) условия эксплуатации, определяются значения часовых тепловых
потерь теплопередачей через теплоизоляционные конструкции
трубопроводов, эксплуатируемых теплосетевой организацией;
§ значения нормативных часовых тепловых потерь в тепловой
сети в целом при среднегодовых (среднесезонных) условиях
эксплуатации определяются суммированием значений часовых тепловых потерь на отдельных участках;
§ значения нормативных удельных часовых тепловых потерь при
среднегодовых (среднесезонных) условиях эксплуатации, отличающихся от значений, приведенных в соответствующих таблицах, определяются линейной интерполяцией или экстраполяцией.
Определение нормативного суммарного значения часовых тепловых потерь, Гкал/ч, для среднегодовых (среднесезонных) условий эксплуатации трубопроводов тепловых сетей производится по формуле
94
4.5. Расходы на приобретение тепловой энергии для компенсации потерь в сетях при передаче тепловой энергии
из.н.суммиз.н
=⋅⋅
∑
−
()β
6
из.н
где
qL
— удельные часовые тепловые потери трубопроводами каждо-
10
,
го диаметра, определенные в результате пересчета табличных значений норм удельных часовых тепловых потерь на среднегодовые
(среднесезонные) условия эксплуатации, ккал/(ч·м);
— длина участка трубопроводов тепловой сети, м;
— коэффициент местных тепловых потерь, учитывающий тепло-
вые потери запорной и другой арматурой, компенсаторами и опорами (принимается 1,2 при диаметре трубопроводов до 150 мм
и 1,15 — при диаметре 150 мм и более, а также при всех диаметрах
трубопроводов бесканальной прокладки независимо от года проектирования).
Годовая величина тепловых потерь через изоляцию трубопроводов
тепловых сетей, Гкал/г., определяется как произведение нормативного суммарного значения часовых тепловых потерь на годовое число часов функционирования трубопроводов тепловых сетей.
Пример 4.5
Определить величину снижения нормативных тепловых потерь
через изоляцию надземного трубопровода тепловых сетей после его
реконструкции с заменой старых труб на новые трубы в изоляции
из пенополиуретана (ППУ). Проектирование и строительство трубопровода осуществлено в 1970 г. Диаметр трубопровода — 50 мм,
протяженность — 1470 м. Среднегодовая температура воздуха —
1,39 оС, среднегодовая температура теплоносителя (с учетом заполнения в летний период) — 37,69 оС. Число часов функционирования
тепловой сети в году — 8 040 ч. Коэффициент
составляет 1,2.
1) Определим разность температуры теплоносителя и наружного
воздуха
оС.
2) По табл. 1.2 приложения к приказу Минэнерго № 325 от 30.12.08
[56] определим значение нормы тепловых потерь через изоляцию старого трубопровода диаметром 50 мм при средней
разности температуры теплоносителя и наружного воздуха
методом интерполяции. Норма тепловых потерь составляет
17,87 ккал/мч.
95
Глава 4. Определение себестоимости производства и передачи тепловой энергии
6
,, ,⋅⋅⋅⋅=
−
6
⋅⋅⋅⋅=
−
eee
=⋅⋅
−103
,
Q
e
e
3) По табл. 4.1 приложения к приказу Минэнерго № 325
от 30.12.08 [56] определим значение нормы тепловых потерь
через изоляцию нового трубопровода диаметром 50 мм при
средней разности температуры теплоносителя и наружного
воздуха методом интерполяции. Норма тепловых потерь составляет 9,97 ккал/мч.
4) Рассчитаем величину потерь трубопроводом до реконструкции
Гкал/г.
5) Рассчитаем величину потерь трубопроводом после реконструкции
97 1470 12 804010141 40
,, ,
Гкал/г.
6) Величина снижения нормативных тепловых потерь через изоляцию составит
Гкал/г.
4.6. Расходы на электроэнергию
Расходы на электроэнергию Ce, тыс. руб/г., потребляемую в процессе производства и (или) передачи тепловой энергии, можно определить по выражению
где
— объем потребления электроэнергии, в кВтч/г.;
QP
— средневзвешенная цена покупки электроэнергии, руб/(кВт·ч)
без НДС.
Объем потребления электроэнергии на производство тепловой
энергии включает в себя количество электроэнергии, расходуемое:
§ на привод тягодутьевых устройств (дымососы, вентиляторы);
§ привод питательных, циркуляционных насосов, насосов уста-
новки химводоподготовки, мазутного хозяйства, вакуумных
насосов;
96
4.6. Расходы на электроэнергию
§ привод механизмов транспортировки топлива, топливопод-
готовки, топливоподачи, шлакозолоудаления (транспортеры,
дробилки, углезабрасыватели, скреперные лебедки);
§ вентиляцию здания источника теплоснабжения, освещение.
Определить количество электроэнергии, потребляемой для производства тепловой энергии, можно в соответствии с «Методикой определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при
производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения», утвержденной 12.08.03 зампредседателя Госстроя России [60].
Объем электроэнергии, относящийся на передачу тепловой энергии, определяется в соответствии с приказом Министерства энергетики [56].
Нормативный объем потребления электрической энергии представляет собой количество электроэнергии, расходуемой на привод
насосного и другого оборудования, находящегося в ведении организации, осуществляющей передачу тепловой энергии, с учетом ее хозяйственных нужд (освещение и электродвигатели систем вентиляции
помещений насосных станций и ЦТП, электроинструмент, электросварка, электродвигатели приспособлений и механизмов для текущего ремонта оборудования).
Нормативные объем потребления электрической энергии определяется для следующего насосного и другого оборудования, находящегося в ведении организации, осуществляющей передачу тепловой
энергии:
§ подкачивающих насосов на подающих и обратных трубопро-
водах тепловых сетей;
§ подмешивающих насосов в тепловых сетях;
§ дренажных насосов;
§ насосов зарядки-разрядки баков-аккумуляторов, находящих-
ся в тепловых сетях;
§ циркуляционных насосов отопления и горячего водоснабже-
ния, а также насосов подпитки II контура отопления в центральных тепловых пунктах;
§ электропривода запорно-регулирующей арматуры;
§ другого электротехнического оборудования в составе тепло-
сетевых объектов, предназначенного для передачи тепловой
энергии.
97
Глава 4. Определение себестоимости производства и передачи тепловой энергии
нт
⋅⋅⋅
⋅⋅
ρ
2
G
p
ср
н
н
Объем электрической энергии определяется раздельно по каждому виду насосного оборудования с последующим суммированием полученных значений.
Необходимая (потребная) мощность на валу электродвигателя насоса, кВт, вычисляется по формуле
где
GH
ppср
=
дв
36 102
— расчетный расход теплоносителя, перекачиваемого насосом,
p
3
м
/ч, принимаемый в зависимости от назначения насоса;
10
ηη
, (15)
р
— напор, м, развиваемый насосом при расчетном расходе те-
плоносителя;
— плотность теплоносителя при его средней температуре за каж-
дый период работы насосного агрегата, кг/м
3
;
и тр — КПД насоса и трансмиссии, %.
Расчетные расходы теплоносителя, перекачиваемого насосом, принимаются в соответствии с расчетными гидравлическими режимами
функционирования тепловых сетей. Напор, развиваемый насосом при
каждом расходе теплоносителя, определяется по характеристике конкретного насоса (паспортной или полученной в результате испытаний
насоса). Значения КПД насосов
определяются также по их харак-
теристикам. КПД трансмиссии может быть принят 98 %.
Планируемые значения объемов электроэнергии на передачу тепловой энергии определяются как произведение значения суммарной
нормативной мощности электродвигателей рабочих насосов, необходимой для нормального функционирования тепловой сети, на продолжительность их функционирования в рассматриваемом планируемом
периоде с учетом коэффициентов спроса, принимаемых по приведенным ниже данным [60].
Трансформаторы .....................................................................от 0,5 до 0,8
Вентиляторы, дымососы ........................................................0,95
Питатели .................................................................................от 0,65 до 0,7
Шнеки, механические топки, элеваторы ..............................от 0,75 до 0,8
Ваккум-насосы........................................................................от 0,7 до 0,9
Насосы сетевые, питательные ................................................0,8
Компрессоры ..........................................................................от 0,5 до 0,8
98
4.6. Расходы на электроэнергию
Nn
дв
⋅⋅ ⋅ηη100
сп
дв
Кран-балки, тельферы, тали, лифты .....................................от 0,2 до 0,5
Сварочные трансформаторы ..................................................от 0,3 до 0,35
Сантехнические вентиляторы ................................................от 0,65 до 0,75
Насосы в тепловых пунктах ....................................................0,8
Конвейеры легкие (до 10 кВт) ................................................от 0,65 до 0,7
Скреперные лебедки ...............................................................от 0,35 до 0,5
Скиповые подъемники ...........................................................0,3
Дробилки молотковые ............................................................от 0,7 до 0,9
Отметим, что меньшие значения коэффициента спроса соответ-
ствуют большим значениям мощности электродвигателей.
Объем потребления электроэнергии насосным агрегатом, кВт·ч/г.,
определяется по формуле
=
дв нсп
,
Q
э.нас
где н — продолжительность функционирования насоса ч/г.;
— коэффициент спроса, доли единицы;
— КПД электродвигателя, %;
Значения КПД электродвигателей можно определять по табл. 4.3
с учетом загрузки электродвигателей. Степень загрузки электродвигателей может быть определена как отношение необходимой (потребной) мощности электродвигателя насоса (см. выражение (15)), к его
установленной мощности.
Таблица 4.3
Зависимость КПД асинхронных электродвигателей, %,
от паспортной мощности, числа оборотов и степени загрузки
Паспортная мощ-
ность, кВт
250 и более
160 51 60,5 70 83,7 93,1 93,2 93 52 61,5 82 88,7 94,1 94,2 94
120 49,9 59,4 68,9 82,5 91,9 92,0 91,9 50,9 60,4 80,9 87,5 92,9 93,0 92,9
90 49 58,5 68 81,6 91,0 91,2 91 50 59,5 80 86,6 92,0 92,2 92
70 47,9 57,4 66,9 80,3 89,9 90 89,9 48,9 58,4 78,9 85,3 90,9 91 90,9
55 47 56,5 66 79,2 89,1 89,1 89 48 57,5 78 84,2 90,1 90,1 90
45 46,2 55,7 65,2 78,4 88,3 88,3 88,2 47,2 56,7 77,2 83,4 89,3 89,3 89,2
30 45 54,5 64 77,2 87,1 87,1 87 46 55,5 76 82,2 88,1 88,1 88
Степень загрузки, % Степень загрузки, %
20 40 50 60 70 80 100 20 40 50 60 70 80 100
Число оборотов электродвигателя
1500 об/мин
Число оборотов электродвигателя
3000 об/мин
99
Глава 4. Определение себестоимости производства и передачи тепловой энергии
2
2
2
2
2
1
1
Окончание табл. 4.3
Паспортная мощ-
ность, кВт
20 44 53,5 63 76,2 86,1 86,1 86 45 54,5 75 81,2 87,1 87,1 87
10 43 52,5 62 75,2 85,1 85,1 85 44 53,5 74 80,2 86,1 86,1 86
5 42 51,5 61 74,2 84,0 84,1 84 43 52,5 73 79,2 85,0 85,1 85
2 40 49,5 59 72,1 82,0 82,0 82 41 50,5 71 77,1 83,0 83,0 83
Степень загрузки, % Степень загрузки, %
20 40 50 60 70 80 100 20 40 50 60 70 80 100
Если насосная группа состоит из однотипных насосов, расход теплоносителя, перекачиваемого каждым насосом, определяется делением суммарного расчетного значения расхода теплоносителя на количество работающих насосов. Если насосная группа состоит из насосов
различных типов или рабочие колеса однотипных насосов имеют различные диаметры, для определения расхода теплоносителя, перекачиваемого каждым из насосов, необходимо построить результирующую
характеристику совместно (параллельно) работающих насосов; с помощью этой характеристики определить расход теплоносителя, приходящийся на каждый из насосов.
В случае регулирования напора и производительности насосов,
путем изменения частоты вращения рабочих колес, результирующая характеристика насосов, работающих параллельно, определяется по итогам гидравлического расчета тепловой сети. Значения расхода теплоносителя для каждого из работающих насосов и развиваемого
напора позволяют определить требуемую частоту вращения рабочих
колес
H
H
G
1
1
=
G
n
1
=
,
n
где 1 и 2 — напор, развиваемый насосом при частоте вращения 1
и 2, м;
и 2 — расход теплоносителя при частоте вращения 1 и 2, м 3/ч;
и 2 — частота вращения рабочих колес, об/мин.
Для определения нормативного значения затрат электрической
энергии на привод циркуляционных или подкачивающих насосов горячего водоснабжения следует принимать для расчета среднюю часовую за неделю тепловую нагрузку горячего водоснабжения. Нормативные значения затрат электрической энергии на привод подпиточных
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]