методичка надежность систем тгв

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к расчетной работе

“СОСТАВЛЕНИЕ ГРАФИКА ЛИМИТНІХ ОГРАНИЧЕНИЙ”

по курсу "Надежность систем ТГВ "

( для студентов специальности 7.092100103-

"Теплогазоснабжение и вентиляция")

МАКЕЕВКА - 2012

В настоящее время особую остроту приобретает вопрос о покрытии пиковых расходов газа. Часть пиковой потребности в газе в периоды больших похолоданий можно уменьшить за счет перевода ряда потребителей на другие виды топлива, т.е. путем введения так называемых ограничений на газ.

Для рада областей, в том числе Донецкой, использование буферных потребителей является единственным методом регулирования неравномерности газопотребления. С этой целью строятся диспетчерские графики распределения природного газа, которые называют графиками лимитных ограничений.

Построение графиков лимитных ограничений включает в себя:

- вывод линейного уравнения суточного расхода газа на коммунально-бытовое потребление в зависимости от температуры наружного воздуха [1, 2, 3, 4];

- вывод обобщенного уравнения зависимости между уровнем газопотребления и продолжительностью стояния температур 4 воздуха с нарастающим итогом [5, 6, 7, 8];

- построение графиков лимитных ограничений (составление таблицы с данными, какое количество газа изымается у промпредприятий и передается коммунально-бытовым потребителям) [9, 10, 11].

1. Вывод линейного уравнения суточного расхода газа на коммунально-бытовое потребление в зависимости от температуры наружного воздуха

Зависимость расхода газа на коммунально-бытовое потребление от температуры наружного воздуха описывается уравнением [2, 3]

Q = Qо - аt,

(1)

где Q_о – суточный расход при температуре наружного воздуха 0 °С, тыс. м³/сутки;

а – коэффициент, учитывающий изменение суточного расхода газа при изменении температуры наружного воздуха на 1 °С, тыс. м³/(сутки · °С).

Значение расхода Q_о и коэффициента a можно определить по следующим

уравнениям [2, 3]:

,

(2)

где Q_ср – среднесуточный расход газа на коммунально – бытовое потребление в рассматриваемом периоде, тыс. м³/сутки;

t_в – температура внутреннего воздуха в помещении, принимается равной 18 °С;

Q_л – среднесуточный расход газа на коммунально – бытовое потребление за летний период, тыс. м³/сутки, принимается по таблице 1 в соответствии с заданием.

t_ср – среднесуточная температура наружного воздуха в рассматриваемом периоде, °С.

Среднесуточный расход газа на коммунально – бытовое потребление в рассматриваемом периоде

,

(3)

где Q_i – расход газа на коммунально-бытовое потребление в соответствующем отопительном месяце; тыс. м³/мес., принимается по таблице 1 в соответствии с заданием;

n_i – количество суток заданного отопительного месяца. В контрольной работе рассматривается первый квартал года и принимается 31 сутки в январе, 28 суток в феврале и 31 сутки в марте.

Среднесуточная температура наружного воздуха в рассматриваемом периоде

,

(4)

где t_срi – средняя температура наружного воздуха в заданном отопительном месяце, °С и принимается по таблице 1 [12]. В контрольной работе рассматривается первый квартал года.

n_i – то же, что и формуле (3).

Таблица 1 – Исходные данные для расчета

Наименование	Единица измерения	Последняя цифра шифра
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Расход газа в январе	млн. м3	21	22	23	25	28	29	30	24	26	31
Расход газа в феврале	млн. м3	19	20	21	23	25	26	27	22	26	29
Расход газа в марте	млн. м3	16	17	18	19	20	21	23	20	19	24
Температура наружного воздуха - в январе	С	-2	-2,3	-2,5	-2,7	-3,0	-2,9	-3,0	-2,5	-2,6	-3,1
- в феврале	С	-1,8	-1,9	-2,0	-2,1	-2,5	-2,4	-2,6	-1,9	-2,1	-2,7
- в марте	С	-0,9	-1,0	-1,1	-1,2	-1,5	-1,6	-1,3	-1,3	-1,7	-1,4
Коэффициент роста газоснабжения		1,0036	1,0037	1,004	1,0033	1,003	1,0028	1,002	1,004	1,0037	1,002
Суточный лимит газа	тыс.м3/cут.	739	741	731	745	769	673	736	761	750	675
Город		Киев	Донецк	Одесса	Херсон	Сумы	Харьков	Луганск	Николаев	Чернигов	Житомир
Максимальная температура в периоде	С	8	8	8	7	7	6	8	8	7	7
Наименование	Единица измерения	Предпоследняя цифра шифра
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Предприятие 1 - мартены
Среднесуточный лимит газа	тыс.м3/cут.	2780	2680	2760	1540	2350	2560	2480	1790	1890	2670
Технологическая бронь	тыс.м3/cут.	2490	2390	2460	1250	2060	2280	2200	1485	1595	2385
Вид топлива второго хозяйства		мазут

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Наличие топлива второго хозяйства	т	12500	11500	12000	13500	14000	15500	16000	12800	13000	15000
Предприятие 2 - котлы
Среднесуточный лимит газа	тыс.м3/cут.	100	110	120	130	134	124	167	95	105	115
Технологическая бронь	тыс.м3/cут.	78	87	99	102	110	103	143	72	81	93
Вид топлива второго хозяйства		мазут
Наличие топлива второго хозяйства	т	600	650	700	750	800	780	690	740	670	710
Предприятие 3 - котлы
Среднесуточный лимит газа	тыс.м3/cут.	51	67	87	78	75	89	92	95	76	66
Технологическая бронь	тыс.м3/cут.	27	30	52	45	44	52	63	62	39	30
Вид топлива второго хозяйства		уголь
Наличие топлива второго хозяйства	т	1000	950	890	1050	800	750	500	670	790	550
Средний летний расход газа на комбыт	тыс.м3/cут.	320	330	340	350	345	355	335	325	360	335

Коэффициент, учитывающий изменение суточного расхода газа при изменении температуры наружного воздуха на 1 °С определяется по уравнению [2, 3].

,

(5)

где Q_ср, Q_л, t_в, t_ср – то же, что и в формуле (2).

Поскольку линейное уравнение выводится за период, который прошел, а график лимитных ограничений строится на перспективу, вводится коэффициент роста газоснабжения k (т.н. коэффициент прогнозирования), в соответствии с чем уравнение (1) приобретает вид (6) и носит название уравнения прогнозирования.

, где	(6)
,	(7)
.	(8)

2. Вывод обобщенного уравнения зависимости между уровнем газопотребления и продолжительностью стояния температур наружного воздуха с нарастающим итогом

Обобщенное уравнение между уровнем газопотребления и продолжительностью стояния температуры наружного воздуха с нарастающим итогом описывается уравнением [5, 6, 7]:

,

(9)

где Q – суточный расход газа при продолжительности стояния температур наружного воздуха, равной N;

Q_р – суточный расход газа при минимальной расчетной температуре наружного воздуха, при которой продолжительность стояния температур наружного воздуха принимается равной нулю.

N_р - продолжительность стояния температур наружного воздуха с нарастающим периодом;

B, - постоянные коэффициенты, зависящие от климатических условий.

Суточный расход газа при минимальной расчетной температуре наружного воздуха, при которой продолжительность стояния температур наружного воздуха принимается равной нулю, определяется по уравнению

(10)

где Q_оп, а_п – то же, что и в формуле (6);

t_р – температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, принимаемая для заданного города (таблица 1) по 12.

Коэффициенты B и  определялись по методике Шифринсона-Хасилева [5] по следующим уравнениям

	(11)
	(12)

где t_к – максимальное значение температуры наружного воздуха в периоде, принимается по таблице 1 в соответствии с заданием;

N_р – продолжительность рассматриваемого периода. В контрольной работе – продолжительность первого квартала года. Принимается равной 90 суток (31 сутки в январе, 28 суток в феврале и 31 сутки в марте).

N_р = n₁ + n₂ + n₃ = 31 + 28+ 31 = 90 суток;

а_п – то же, что и в формуле (6);

t_р – то же, что и в формуле (10);

– средняя нормативная температура наружного воздуха в рассматриваемом периоде, °С,

,

(13)

где – средняя нормативная температура наружного воздуха в соответствующем отопительном месяце, °С, принимается по 12;

n_i – то же, что и формуле (3).

Общая продолжительность ограничения буферных потребителей определяется по уравнению 7

,

(14)

где Q_р – то же, что и в формуле (10);

B, – то же, что и в формуле (9);

Q_лим – среднесуточный лимит газа на коммунально-бытовое потребление, принимается по таблице 1 в соответствии с заданием.

Если N_л > N_р, производится пересчет выделяемого лимита на коммунально-бытовое потребление и соответственно продолжительности ограничения N_л.

,

(15)

где Q_оп, а_п – то же, что и в формуле (6);

– то же, что и в формуле (13).

Суммарное количество газа, необходимое для покрытия неравномерности газопотребления коммунально-бытового сектора и изымаемое при ограничении Q_огр, тыс. м³, определяется по уравнению 10:

,

(16)

где N_л, Q_лим – то же, что и в формуле (14);

Q_р – то же, что и в формуле (10);

B, – то же, что и в формуле (9).

Общая продолжительность ограничения буферных потребителей разбивается на три очереди (см. рис. 1), продолжительность каждой (в сутках) определяется по уравнениям (17), (18) и (19).

Продолжительность первой очереди 7

, продолжительность второй очереди	(17)
,	(18)
продолжительность третьей очереди
,	(19)

где N_л – то же, что и в формуле (14);

– то же, что и в формуле (9).

При этом должно выполняться равенство

.

(20)

Производительность средств регулирования по очередям ограничения (суточный расход газа, необходимый для регулирования неравномерности газопотребления коммунально-бытового сектора по очередям ограничения), тыс. м³/сут.,

- в первой очереди ограничения

,

(21)

- во второй очереди ограничения

,

(22)

- в третьей очереди ограничения

.

(23)

Общее количество газа, необходимое для покрытия неравномерности газопотребления коммунально-бытового сектора, тыс. м³,

- в первой очереди ограничения

,	(24)
- во второй очереди ограничения ,	(25)

- в третьей очереди ограничения

.

(26)