Источники и системы теплоснабжения / Литература источники / 0604236_50295_lyalikov_b_a_istochniki_i_sistemy_teplosnabzheniya_promyshle (1)

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

2.1.4.Расчетная часовая тепловая нагрузка района теплоснабжения

Расчетная тепловая нагрузка микрорайона определяется как сумма отдельных видов нагрузок для всех теплопотребителей района:

где k, l, m – соответственно количество потребителей, имеющих отопительную, вентиляционнуюнагрузкуинагрузкугорячеговодоснабжения.

Расчетная нагрузка района теплоснабжения получается суммированием нагрузок отдельных микрорайонов:

где n – количество микрорайонов, образующих район теплоснабжения. Расчетная тепловая мощность на коллекторах источника (ТЭЦ или котельной) определяется с учетом расчетной нагрузки района тепло-

снабжения и потерь тепла в тепловых сетях:

где Qпоттс – потери тепла в тепловых сетях.

Для определения расхода топлива, разработки режимов использования оборудования и графиков его ремонта, загрузки и графика отпусков обслуживающего персонала необходимо знать годовой расход тепла на теплоснабжение, а также теплопотребление за отдельные характерные периоды времени (суточный, месячный, отопительный, годовой периоды).

2.1.5. Годовой расход теплоты

Годовой расход теплоты потребителями района теплоснабжения

где Qгодo ,Qгодв ,Qгодгвс ,Qгодт – годовые расходы тепла на отопление, вентиля-

цию, горячее водоснабжение, технологические нужды. Годовой расход тепла на отопление [6]

здесь Qсро – средняя тепловая нагрузка за отопительный период, МВт или Гкал/ч;

11

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

где nо – продолжительность работы системы отопления (для жилых и общественных зданий – продолжительность отопительного периода), с/год или ч/год;

nд – длительность работы дежурного отопления, с/год или ч/год; tвд – температура внутреннего воздуха при работе дежурного ото-

пления, °С.

Средняя температура наружного воздуха (за любой интервал отопительного периода):

где Qрв – расчетный расход тепла на вентиляцию;

nв – продолжительность отопительного периода с температурой на-

ружного воздуха tн < tнв (при tнв = tно nв = 0), ч;

nвд – длительность отопительного периода, когда вентиляция не работает, ч;

tсрвн – средняя температура наружного воздуха в интервале от нача-

ла отопительного периода tн = tнк до tн = tнв, °С. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение

где Qсргвс – средненедельный расход тепла на горячее водоснабжение; nг – длительность работы системы горячего водоснабжения, при

отсутствии данных можно принять nг = 8400 ч/год;

ϕгвсл – коэффициент снижения часового расхода воды на горячее

водоснабжение в летний период, ϕгвсл = 0,8;

tг,t х[л],t х[з] – температура соответственно горячей воды и холодной водопроводной воды летом и зимой, °С.

12

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

2.2.Определение расходов сетевой воды у потребителей

2.2.1.Расход воды на отопление и вентиляцию

Расчетный расход воды на отопление

где τ1, τ2 – соответственно температура воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воз-

духа на отопление toр .

Расчетный расход воды на вентиляцию

2.2.2.Расход воды на горячее водоснабжение

воткрытых системах теплоснабжения

При температуре воды в подающем трубопроводе, равной 60 °С, водоразбор ведется только из подающей линии. С повышением температуры сетевой воды (t1 > 60 °С) водоразбор осуществляется одновременно из обоих трубопроводов в таком соотношении, чтобы температура воды, поступающей на горячее водоснабжение, была равна 60 °С. В холодный период отопительного сезона, при t2 ≥ 60 °С, разбор воды происходит только из обратной магистрали. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения у потребителей для открытых систем должна быть не менее 60 °С, для закрытых – не менее 70 °С.

Средний расход воды на горячее водоснабжение

Максимальный расход воды на горячее водоснабжение

13

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

2.2.3.Расход воды на горячее водоснабжение

взакрытых системах теплоснабжения

Средний расход воды при параллельной схеме включения подогревателей

где t1и, t3и – соответственно температуры воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика температур воды и после параллельно включенного подогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур (при отсутствии данных t3и принимается равной 30 °С), °С.

Максимальный расход воды при параллельной схеме

Средний расход воды на горячее водоснабжение при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей

где t2и – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети в точке излома графика температур, °С;

t1ст – температура сетевой воды после первой ступени подогрева при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей, °С.

Максимальный расход воды на горячее водоснабжение при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей

Суммарный расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах при качественном регулировании

где К3 – коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, следует принимать по табл. 2.1.

Для закрытых систем теплоснабжения при регулировании по нагрузке отопления и тепловом потоке менее 100 МВт, при наличии баковаккумуляторов у потребителей, коэффициент K3 = 1. При регулировании по совмещеннойнагрузкеотопленияигорячеговодоснабженияК3 = 0.

14

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

аккумуляторов, а также с тепловым потоком ≤ 10 МВт, суммарный расчетный расход воды

При этом максимальный расход воды на горячее водоснабжение определяется для открытых систем теплоснабжения по формуле (2.23) (при температуре холодной воды в неотопительный период), а для закрытых систем (при всех схемах присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения) – по формуле (2.25).

Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных тепловых сетей открытых систем теплоснабжения принимается в размере

10% от расчетного расхода воды, определенного по формуле (2.30).

2.3.Пример расчета тепловых нагрузок и расхода теплоносителя для заданного района теплоснабжения с применением ЭВМ

2.3.1. Общие сведения о районе теплоснабжения

Варианты исходных данных для различных микрорайонов теплоснабжения приводятся в прил. 1 (см. табл. П.1.1).

Рассмотрим пример расчета тепловых нагрузок и расходов теплоносителя для микрорайона № 24. В состав района теплоснабжения включены жилые дома (5- и 9-этажные), кинотеатр, общежитие. Состав теплопотребителей и их основные характеристики приводятся в табл. П.1.1. Расчет-

15

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

ная схема тепловых сетей микрорайона показана в прил. 2 (см. рис. П.2.1). Теплопотребителей района необходимо обеспечить следующими тепловыми нагрузками: на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Методика расчета тепловых нагрузок по укрупненным показателям и расходов теплоносителей для различных видов тепловых нагрузок приведена в разд. 2.1–2.2.

2.3.2. Порядок формирования файла исходных данных

Рассмотрим порядок формирования файла исходных данных на примере схемы теплоснабжения микрорайона № 24 (см. рис. П.2.1).

Организация структуры файла поясняется с помощью переменных m[i, j] и s[i]. Здесь m[i, j] – некоторое числовое значение в файле, где индекс i означает порядковый номер значения величины в j-й строке файла. Например, m[2, 3] представляет второе число в третьей строке файла исходных данных. Обозначение s[i] – это текстовая строка (не более i символов), содержащая наименование и адрес i-го объекта.

Ниже приводится инструкция по формированию файла с исходными данными.

1-я строка – (m[1,1],...,m[6,1]);

m[1,1] – количество теплопотребителей в системе теплоснабжения; m[2,1] – ключ, определяющий тип системы теплоснабжения

(0 – открытая, 1 – закрытая);

m[3,1] – ключ, определяющий методику расчета тепловых нагрузок по укрупненнымпоказателям(0 – поплощадям, 1 – понаружномуобъему);

m[4,1] – ключ, устанавливающий схему включения подогревателей горячего водоснабжения (1 – параллельная одноступенчатая схема; 2 – двухступенчатая);

m[5,1] – ключ, учитывающий способ регулирования отпуска тепла (0 – по отопительной нагрузке, 1 – по совмещенной нагрузке);

m[6,1] – ключ, включающий или отключающий процедуру расчета годовых показателей отпуска теплоты (0 – отключает, 1 – включает);

2-я строка – в зависимости от способа расчета тепловых нагрузок;

по объемам при m[3,1] = 1:

m[1,2] – значение коэффициента, учитывающего климатический район;

по площадям при m[3,1] = 0:

m[1,2] – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий;

m[2,2] – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий;

16

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

3-я строка – (m[1,3] – m[2,3]);

m[1,3] – средняя температура воздуха за отопительный период, оС; m[2,3] – средневзвешенная температура наружного воздуха в ин-

тервале от tно = +8 оС (начало отопительного сезона) до t вр (расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции), оС;

4-я строка – (m[1,4] – m[9,4]);

m[1,4] – продолжительность отопительного периода для заданного климатического района, ч/год;

m[2,4] – продолжительность отопительного периода с температурой наружного воздуха, лежащей в интервале t нор до t нвр , ч/год;

m[3,4] – число часов работы в году системы горячего водоснабжения, ч/год;

m[4,4] – число часов работы системы вентиляции в сутки, ч/сут.; m[5,4], m[6,4] – соответственно температура холодной воды в зим-

ний и летний период, оС;

m[7,4] – температура горячей воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения, оС;

m[8,4] – удельная теплоемкость воды – 4,187 кДж/(кг · К) или 1 ккал/(кг· оС);

m[9,4] – коэффициент снижения часового расхода воды на горячее водоснабжение в летний период;

5-я строка – (m[1,5],...,m[3,5]);

m[1,5] – расчетнаятемпературасетевойводывподающейлинии, оС; m[2,5] – расчетная температура сетевой воды в обратной линии, оС; m[3,5] – температура сетевой воды в подающем трубопроводе теп-

ловой сети в точке излома графика температур воды, оС;

m[4,5] – то же в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления зданий, оС;

6-я строка – (m[1,6],...,m[3,6]);

m[1,6] – температура начала отопительного сезона, оС;

m[2,6] – расчетная температура на проектирование вентиляции, оС; m[3,6] – расчетная температура на проектирование отопления, оС;

7-я строка – (m[1,7],...,m[12,7]);

m[1,7] – порядковый номер объекта системы (не более трёх цифр); s[2,7] – наименование 1-го объекта (вводится с 4-й по 38-ю по-

зицию, но не более 34-х символов);

m[3,7] – наружныйобъем1-гообъектасистемытеплоснабжения, м3;

17

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

m[4,7] – удельная отопительная характеристика 1-го объекта системы теплоснабжения, вт/м3· оС при m[8,4] = 4,187 кДж/(кг · оС) или в старой системе ккал/(м3 · ч · оС) при m[8,4] = 1 ккал/(кг · оС);

m[5,7] – удельная вентиляционная характеристика 1-го объекта системы теплоснабжения, вт/ м3.оС при m[8,4] = 4,187 кДж/(кг · оС) или ккал/(м3 · ч · оС) при m[8,4] = 1 ккал/(кг · оС);

m[6,7] – расчетная температура воздуха внутри 1-го объекта, оС; m[7,7] – нормарасходагорячейводы наединицупотребления, л/сут; m[8,7] – расчетное количество потребителей;

m[9,7] – числочасовработысистемыгорячеговодоснабжения, ч/сут; m[10,7] – число часов работы системы отопления в дежурном ре-

жиме, ч/год;

m[11,7] – температура внутри объекта в дежурном режиме, оС; m[12,7] – ключ, определяющий наличие бака-аккумулятора (0 – от-

сутствует, 1 – в наличии);

8-я и последующие строки заполняются аналогично 7-й строке для i-го объекта.

Ниже для рассматриваемого примера показана последовательность формирования файла с исходными данными для расчета тепловых нагрузок и расходов сетевой воды для микрорайона № 24.

18

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

В результате выполнения программы организуется выходной файл (см. прил. 2, табл. П.2.8, П.2.9) с результатами расчета часовых тепловых нагрузок (на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение), расходов сетевой воды и годовых расходов тепловой энергии для каждого потребителя и района теплоснабжения в целом.

2.4. Расчет графиков тепловых нагрузок

Исследование закономерностей изменения тепловых нагрузок для отчетных календарных периодов (суток, недели, года) необходимо для установления экономичного режима работы теплофикационного оборудования, выбора наивыгоднейших параметров теплоносителя, определения расхода тепла и топлива, различных плановых показателей и тех- нико-экономического анализа работы энергосистемы.

На рис. 2.1 показан график расхода тепла по продолжительности.

Здесь на оси абсцисс откладываются значение времени nх, в течение которого тепловые нагрузки района больше или равны данной тепловой нагрузке Qx.

График продолжительности несения тепловых нагрузок Q = f(n) (I четверть) строится в указанной на рис. 2.1 последовательности на ос-

19

Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. – 2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.

новании графика тепловых нагрузок (см. табл. 2.2) района теплоснабжения Q = f(tн) (II четверть) и температурной характеристики наружного воздуха tн = f(n) (IV четверть).

На оси абсцисс откладывается значение времени nх, в течение которого тепловые нагрузки района больше или равны данной тепловой нагрузке Qх.

Таблица 2.2

Результаты расчета графиков тепловых нагрузок микрорайона №24

20