Размещено на http://www.allbest.ru/

6

Содержание

• Введение
• 1. Исходные данные для выполнения дипломной работы
• 1.1 Характеристика системы теплоснабжения
• 1.2 Описание источника тепловой энергии
• 1.3 Описание тепловых сетей
• 1.5 Выводы и постановка задачи дипломной работы
• 2. Анализ основных параметров системы теплоснабжения
• 2.1 Анализ потребителей
• 2.1.1 Определение расхода теплоносителя
• 2.1.2 Скорость движения теплоносителя
• 2.1.3 Тепловые потери на участках
• 2.2 Гидравлический режим тепловой сети
• 2.2.1 Расчёт гидравлического режима тепловой сети
• 2.2.2 Пьезометрический график
• 3. Разработка рекомендаций по повышению эффективности системы теплоснабжения
• 3.1 Рекомендации по отводящим трубопроводам
• 4. Технико-экономическая оценка
• 4.1 Расчет технико-экономической эффективности от регулировки ТС
• 4.2 Технико-экономическая оценка замены отводящих трубопроводов
• 5. Безопасность жизнедеятельности при эксплуатации котельного оборудования
• 5.1 Общие требования безопасности
• 5.2 Требования безопасности перед началом работы
• 5.3 Требования безопасности во время работы
• 5.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях
• 5.5 Требования безопасности по окончанию работы
• 6. Автоматизация котельного агрегата
• 6.1 Общие сведения
• 6.2 Технологическая схема автоматизации котельного агрегата
• 6.3 Технико-экономическая оценка автоматизации
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложения

Введение

В данный период развития мира важность энергетики в экономической и технологической отраслях развитии России очень высока, ведь в настоящее время страна идет на втором месте в мире по потреблению энергии. В это же время Россия является владельцем одних крупнейших в мире потенциалов и запасов топливно-энергетических ресурсов - это ее значимое и весомое конкурентное преимущество.

В системах снабжения теплом городов России в настоящее время имеется много проблем, которые необходимо решать и рассматривать одновременно с позиций энергетической безопасности и энергоэффективности. Для повышения уровня безопасности и эффективности теплоснабжения требуется использовать не только обновленный парк существующего оборудования, а также оптимизировать тепловой рынок (точнее, бизнес-процессы), оптимизации энергетических активов, которые включают в себя реструктуризацию видов управления и форм собственности.

Давно не ново то, что сегодня одним из наиболее перспективных ветвей развития в энергетике является энергосбережение. По оценкам спецэкспертов, возможность экономии видов электроэнергии может достигать 45 %, и этот потенциал может быть очень эффективно использован для внедрения энергосберегающих технологий.

В основном пути повышения эффективности энергетического сектора представляют собой реализацию программ и мероприятий, позволяющих получить высококачественное, бесперебойное и доступное по стоимости снабжение потребителей теплом и горячей водой.

Тепловые сети представляют собой один из самых ответственных и технически сложных элементов системы трубопроводов как городского хозяйства, так и промышленности. Высокая рабочая температура и давление теплоносителя, которым является вода, причина повышения требований к надежности сетей теплоснабжения и безопасности их эксплуатации. Сегодняшние методы и материалы, используемые в их строительстве и ремонте, приведет к необходимости их замены каждые 12-15 лет, капитальный ремонт с полной заменой труб и теплоизоляции, а также потерям до 30 % транспортируемого тепла. Кроме того, так же нужно постоянно проводить профилактические работы. Все это требует больших затрат материалов и средств. Спад жилищно-коммунального комплекса, как отрасли в целом, вызванного недостаточным финансированием, плохой организацией и устаревающей структурой, которые мало изменились с советских времен. Бюджетные субсидии на жилищно-коммунальные услуги были обусловлены ростом в подавленной инфляции и политикой уменьшения стоимости строительства, что привело к увеличению эксплуатационных расходов.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что проблемы жилищного коммунального комплекса имеет не только экономический и структурный характер. Неэффективное использование энергии непосредственно приводит к увеличению расхода топливных ресурсов, росту тарифов. Необходимы срочные действия по повышения эффективности энергетических составляющих в жилищно-коммунальном комплексе.

Целью данной дипломной работы является разработка мероприятий по повышению эффективности системы теплоснабжения поселка Тарногский городок. С этой целью в рамках данной дипломной работы были выполнены следующие задачи:

обследование, а так же описание системы отопления, расчет ее гидравлического режима и возможности его регулировки;

расчет технико-экономической эффективности инвестиций в проект модернизации тепловых сетей.

Дипломная работа выполняется в двух с вариантах: первый - стандартный, выполненный на листах формата А4, второй - электронный, включающий в себя файл Word (записка), презентация (слайдов), Excel в приложениях.

1. Исходные данные для выполнения дипломной работы

1.1 Характеристика системы теплоснабжения

Котельная расположена в поселке Тарногский городок Вологодской области. Основные параметры климата для города Тотьмы согласно [5] следующие: средняя температура наиболее холодной пятидневки - 32 ⁰С; средняя температура наиболее холодного месяца (январь) - 15,1⁰С; средняя температура за отопительный период - 4,5 ⁰С; продолжительность отопительного периода 232 дня.

Система теплоснабжения Тарногского городка имеет подземные и наружные тепловые сети. Котельная работает на газе.

Диаметр трубопровода - от 50 до 125 мм;

Наибольшее удаление потребителя от теплового источника: 324 м;

Общая протяженность тепловых сетей - 978 метров;

Число подключенных к котельным зданий в Тарноге - 20.

Отпускаемая тепловая энергия в виде горячей воды имеет температурный график 84-70⁰С. Годовые расходы тепловой энергии для жилых и общественных зданий была определены по расчетной нагрузке, количеству часов работы, условий и т.д.

Одноэтажные здания индивидуальной застройки и, частично, двухэтажные деревянные здания имеют печное отопление.

Одно - и двух - этажные капитальные жилые и общественные здания снабжаются теплом централизованно: от отдельно стоящих котельных.

Производственные здания предприятий местной промышленности снабжаются теплом от собственных источников теплоты. Весь список отапливаемых объектов, представлен в таблице 1.1 также приведены значения тепловых нагрузок для каждого потребителя отдельно.

тепловая сеть теплоснабжение эффективность

Таблица 1.1 - Список отапливаемых объектов

№ п/п	Наименование отапливаемых зданий	Vн (М3)	Qo. p. (Гкал/час)
Центральная Котельная с. Тарногский Городок ул. Кирова, 16а.
1.	Здание почты ул. Советская д.43	6837	0,1406
2.	Здание гаража почты ул. Советская д.43	1156	0,03418
3.	Жилой дом ул. Кирова д. 20	3123	0,0803
4.	Жилой дом ул. Кирова д. 20а	3367	0,08448
5.	Жилой дом пер. Парковый д.3	4021	0,09797
6	Дом культуры ул. Советская д.41	6322	0,1061
7.	Гостиница с социальным центром и банком ул. Советская д.39	5209	0,115575
8.	Здание администрации сельского поселения	3506	0,07526
9.	Здание детсада "Теремок" ул. Кирова д.12	5356	0,0944
10.	Здание детсада "Улыбка"Песчаный переулок д.1	3413	0,06723
11.	Здание детсада "Солнышко" ул. Советская д.13а	6207	0,1094
12.	Дом детского творчества ул. Кирова	2666	0,05252
13	МОУ ДОД "Тарногская школа искусств" ул. Советская д.23	2917	0,05461
14	Гараж школы искусств ул. Советская д.23	450	0,01331
15.	КЦСОН	1139	0,036136
16	Здание администрации района	4303	0,092366
17.	Гараж управления образования	545	0,016115
18.	Магазин маслозавода	502	0,008973
19.	Здание сбербанка	1742	0,037393
20.	Здание кафе	466,3	0,00783384
21.	Здание центральной котельной ул. Кирова	576	0,002765

1.2 Описание источника тепловой энергии

Центральной котельной на улице Кирова. Сеть общей протяженностью 978 п. м., 498 п. м. надземной прокладки, 480 п. м. подземной прокладки в стальном двухтрубном исчислении. Диаметр труб до 125 мм. Материал изоляции труб - пенополиуретан.

Источник теплоты представляет собой производственно-отопительную котельную. Котельная работает на газе, снабжая тепловой энергией присоединенных потребителей и поддерживая необходимую присоединенную нагрузку.

Список установленных в помещении котлов, представлен в таблице 1.2 Мощности для каждого котла отдельно.

Таблица 1.2 - Список установленных котлов

Наименование водогрейного котла	Мощность, Гкал/час
Братск - 1Г	1
Братск - 1Г	1
КВА ТУ.	1
ОБЩАЯ МОЩНОСТЬ КОТЕЛЬНОЙ:	3

Полный список установленных насосов, представлен в таблице [1.3] также приведены значения мощностей для каждого насоса отдельно.

Таблица 1.3-Список установленных насосов

Наименование насоса	Мощность, кВт
сетевой насос: К 45/30	7,5
сетевой насос: ТР 50-360/2	4,0
подпиточный насос: К 20/30	4,0
подпиточный насос: ТР 50-390/2	3,0

Расчетные параметры теплоносителя, воды, на котельной - 84-70 ⁰С.

Здания котельных построены в кирпичном или модульном исполнении. Имеют железную, битумную либо шиферную крышу. В котельной используются котлы различных марок

1.3 Описание тепловых сетей

Тепловые сети поселка отапливаемой котельной представляют собой двухтрубную замкнутую систему теплоснабжения с тупиковой разводкой с диаметрами от 70 до 125 мм на магистральных трубопроводах, а от 50 до 125 мм на отводящих трубопроводах. Общее количество объектов теплопотребления 20 потребителя тепловой энергии. Общая длина тепловых сетей 978 пог. м.

По территории поселка применяется как надземная так подземная прокладка теплопроводов. Минимальное расстояние от котельной до потребителя 47 метров. Общий расход теплоносителя 97,7 т/час. Тепловая изоляция трубопроводов выполнена из минеральной ваты, покрывной слой из 2-3 слоев изола или бризола при подземной прокладке трасс. Для устранения усилий, возникающих при тепловых удлинениях труб, используют П-образные гнутые и сварные компенсаторы, а также естественные повороты трассы.

Для укрепления трубопроводов в отдельных точках, и деления его на независящие согласно температурным деструкциям участки употребляют неподвижные опоры. При подземной прокладке в непроходных каналах - щитовые, а при надземной прокладке лобовые и хомутовые. Еще используются подвижные опоры для восприятия и передачи на почву веса трубопроводов. Для сервиса ответвлений применяются термокамеры из сборного железобетона. В камерах установлена запорная обстановка, а еще дренажные и невесомые краны. На вводе абонентов есть термопункты. В целом можно сразу же выделить основные конструктивные недостатки тепловой сети. Потребители находится на значительном удалении от источника теплоты, и тепловые сети имеют относительно большую протяженность, что ухудшает условия теплоснабжения.

В Тарногском городке прокладка главных трубопроводов сделана под землей и надземном исполнении. Состояние тепловых сетей местами неудовлетворительное. На ряде участков нарушена тепловая изоляция. Расчетные тепловые потери в сетях, принятые в тарифе по заявке предприятия, составляют 12 %.

В итоге обследования тепловой сети можно изготовить последующие выводы: в тепловых сетях никак не исполнены наиболее интересные и оправданные прокладки трубопроводов; в сетях, не регулируется гидравлический режим, что приводит к увеличению расхода теплоносителя, и, следственно, к лишним расходам на перекачку теплоносителя.

1.4 Описание потребителей тепловой энергии

Централизованная система теплоснабжения исполняет обеспечение тепловой энергией 20 объектов. Большая часть из их составляют административно-публичного назначения (средние учебные заведения, детские сады, дом культуры и др.) Тепловая энергия, вырабатываемая на котельной, идет на нагревание. Потребление тепловой энергии в дифференцированной форме по объектам представлено на рисунке 1.1 в виде диаграммы.

Рисунок 1.1 - Тепловая нагрузка здания на отопление

Из диаграммы следует, что объекты потребления имеют грубо неравномерные показатели, что позволяет судить о вопросах с регулированием термической сети и эксплуатации отдельных участков сети.

1.5 Выводы и постановка задачи дипломной работы

Уже по предварительно конкретным характеристикам тепловой сети следует, что большая мощность котельного оснащения совместно с общей протяженностью трубопроводов, очевидно никак не наилучшее заключение в вопросе теплоснабжения поселка Тарногский городок. Мишень моей предстоящей работы в рамках предоставленной дипломной работы является оптимизация тепловых сетей, модернизации отдельных его частей. Рассмотрим, какие способы кажутся нам более действенными на первый взгляд. Энергосбережение в системе теплоснабжения (ст) может быть выполнена следующими способами: улучшение теплового источника энергии (котельной или ТЭЦ), реконструкцию тепловых сетей, внедрение ЭРСМ на объекты теплоснабжения, децентрализованное теплоснабжение, когда объект теплопотребления в СТ идет (частично или полностью) для индивидуального источника теплоснабжения.

Рассмотрим эти направления более подробно.

Совершенствование источника тепловой энергии (котельной или ТЭЦ).

Существующие тепловые источники энергии имеют самую высокую возможную эффективность (около 80-85% для котлов, работающих на природном газе), который соответствует оборудование и технологии. Расчеты показывают, что модернизация оборудования на действующих тарифов на газ и нерентабельных ставок. Кроме того, методология тарифов на тепловую энергию, поставляемую [17] не поощряет такие действия.

Наиболее перспективным сегодня является постепенное уменьшение мощности источника тепла с одновременной заменой оборудования с более современным.

Реконструкция тепловых сетей.

Многие официальные источники называют теплосети самое слабое звено системы отопления. Есть огромное количество потерь тепла через теплоизоляцию и утечки охлаждающей жидкости (30% от объема транспортируемой тепловой энергии составляет от 20 до 50% выработки тепла во время отопительного сезона и от 30 до 70% в летний период). Причины этого хорошо известны: гидратация (по разным причинам) тепловой изоляции трубопроводов, что приводит к резкому увеличению потерь тепла, внешней коррозии и чрезмерной утечки охлаждающей жидкости. В мире неофициального стандарта для использования трубопроводов с теплоизоляцией сборные пенополиуретана (ППУ), принятой в ремонте автомобиля. Такие трубы в данный момент. Они имеют наилучшее соотношение надежности, тепловой защиты, стоимость изготовления и сборки. Для этих труб нагреваются коэффициент изоляции слабо зависит от диаметра и приблизительно равен 0,6-0,7 Вт / м2 K Ч. Существующие тепловые сети за счет изоляции увлажняющие скорость может быть увеличена в 2-3 раза. И эти мероприятия, на удивление, в наших сетях активно используются. Но не для экономии, а потому, что замена сети в ремонте в этом случае требуется более низкая стоимость капитала, повышает надежность и долговечность тепловых сетей. Замена плохо, но работает, трубопроводы в нашей стране экономически невыгодно. И эти мероприятия, как ни удивительно, в наших сетях активно применяются. Но в целях экономии энергии, так как замена сетей во время ремонтных работ требует меньших капитальных затрат, повышение надежности и долговечности тепловых сетей. Замена плохо, но работает, трубопроводы в нашей стране экономически невыгодно.

Анализ потребления труб с ППУ показывает, что через 10-15 лет все сети у нас в стране будут из труб с ППУ. А при правильном выполнении этих работ можно и быстрее.

Нашей задачей в дипломной работе является:

Произвести анализ существующей системы теплоснабжения, на основе исходных данных;

Разработка мероприятий по улучшению теплоснабжения;

Расчет технико-экономической эффективности инвестиций в проект.

2. Анализ основных параметров системы теплоснабжения

2.1 Анализ потребителей

2.1.1 Определение расхода теплоносителя

При расчете систем отопления два типа тепловых нагрузок: конструкция тепловой нагрузки и тепловой нагрузки, кроме поселка. Их сравнение в практике эксплуатации отопления зданий и тепловых сетей возникает необходимость в регулировании отопления и тепловых сетей. Расчетная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию зданий зависит от температуры наружного воздуха для района, объем внешних зданий и их конкретных тепловых характеристик.

Расчетная тепловая нагрузка можно определить поток охлаждающей жидкости, источник энергии тепла, расход топлива для выработки тепла источника тепла, диаметров труб тепловых сетей. Тем не менее, если проектная документация конструкции тепловой нагрузки и расход теплоносителя следует принимать по проектным данным. Все расчеты приведены ниже, относятся к количеству потребленного тепла непосредственно на объектах, не отведенные к сети (потребителей тепла нагрузки). Часовой расход теплоты на отопление определяется, если известны строительные размеры зданий, по формуле [6]:

, Мкал/ч. (2.1)

В данной дипломной работе расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период определяется по формуле [6]:

, Гкал, (2.2)

Где

-поправочный коэффициент, учитывающий зависимость тепловой характеристики здания q_o от расчетной температуры наружного воздуха, = 0,98;

- наружный строительный объем зданий, м³;

- удельная отопительная характеристика здания, зависящая от его назначения и объема, ккал/ (м³ ч°С);

- усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений,°С;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92),°С [5];

- средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон,°С [5];

- продолжительность отопительного периода, суток [5].

Зная общую нагрузку для теплоснабжения можно определить расход сетевой воды для обеспечения теплоснабжения [8]:

, т/ч, (2.3)

где - температура сетевой воды в подающем трубопроводе,°С;

- температура сетевой воды в обратном трубопроводе,°С.

Общий часовой расход теплоносителя определяется по формуле:

_, т/ч. (2.4)

Результаты расчета часовых расходов теплоносителя потребителями тепловой энергии приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Часовые расходы теплоносителя в зимний период

Потребитель	Расход сетевой воды на отопление,G0, т/ч	Расход сетевой воды на нужды ГВ,Gгв, т/ч	Общий расход сетевой воды,Gч, т/ч
Здание почты	10,04286	0	10,04286
Здание гаража почты	2,44143	0	2,44143
Жилой дом	5,73571	0	5,73571
Жилой дом	6,03429	0	6,03429
Жилой дом	6,99786	0	6,99786
Дом культуры	7,57857	0	7,57857
Гостиница с социальным центром и банком	8,77679	0	8,77679
Здание сельского поселения	5,37571	0	5,37571
Здание детсада "Теремок"	7,63571	0	7,63571
Здание детсада"Улыбка"	5,31286	0	5,31286
Здание детсада"Солнышко"	8,96071	0	8,96071
Дом детского творчества	3,78969	0	3,78969
Тарногская школа искусств	3,90071	0	3,90071
Гараж школы искусств	0,95071	0	0,95071
КЦСОН	2,58114	0	2,58114
Администрация района	6,59757	0	6,59757
Гараж Управления образования	1,15107	0	1,15107
Магазин маслозавода	0,64093	0	0,64093
Здание Сбербанка	2,67093	0	2,67093
Здание кафе "Росинка"	0,55956	0	0,55956

2.1.2 Скорость движения теплоносителя

Для проверки значений расходов сетевой воды используется величина скорости теплоносителя, которая не должна превышать 1 м/с.

Скорость движения сетевой воды в м/с на расчетном участке трубопровода определяется по формуле:

, м/с, (2.5)

где - расчетный расход сетевой воды на участке, найден по формуле (2.4), т/ч;

d_уч - диаметр расчетного участка трубопровода, м.

Таблица 2.2 - Скорость движения теплоносителя по магистральным трубопроводам

Номер магистрального участка	Диаметр dуч, мм	Длина участка Lуч, м	Расход воды Gч, т/ч	Скорость теплоносителя V, м/с
0-1	125	47,0	47,608	1,078
1-2	100	17,0	35,838	1,268
2-3	100	43,0	28,840	1,021
3-4	80	68,0	20,063	1,109
4-5	70	115,0	12,484	0,902
5-6	70	34,0	10,043	0,725

Рисунок 2.1 - Скорость теплоносителя в магистральных трубопроводах

Диаграмма показывает, что около половины участков имеет скорость менее 1 м / с, из этого мы приходим к выводу, что в тепловой сети завышены диаметры и большие потери тепла. Но уменьшать диаметр трубопроводов не рекомендуется, так как новые здания строятся и будут подключены к централизованной системе отопления.

Скорость теплоносителя в отводящих трубопроводах представлена в таблице 2.3.

На рисунок 2.2 построена диаграмма скоростей теплоносителя на отводящих трубопроводах в зимний период.

Таблица 2.3 - Скорость теплоносителя в отводящих трубопроводах

Потребитель	Диаметр участка, dуч, мм	Длина участка, lуч, м	Расход сетевой воды на участке, Gч, т/ч	Скорость теплоносителя, v, м/с
1-7	50	16	5,73571	0,811849
1-8	50	13	6,03429	0,85411
2-9	50	22	6,99786	0,990496
3-10	50	5	8,77679	1,242291
4-11	50	5	7,57857	1,072692
0-12	125	55	33,22134	0,752359
12-13	50	57	3,90071	0,552118
13-14	50	14	0,95071	0,134567
12-15	100	2	28,92947	1,02369
15-16	100	15	28,36991	1,003889
Продолжение таблицы 2.3
16-17	50	20	7,636	1,080781
16-18	100	40	20,84521	0,737623
18-19	50	57	2,671	0,378051
18-20	100	50	18,06326	0,639181
20-21	80	30	12,75041	0,704972
21-22	50	72	3,78969	0,536404
21-23	50	12	8,96071	1,268325
0-24	80	47	13,76529	0,761085
24-25	20	20	2,58114	2,283389
24-26	50	5	5,37571	0,760894
24-27	70	37	8,38957	0,605859
27-28	50	70	8,38957	1,187484
28-29	50	13	6,59757	0,933839
28-30	50	21	1,79200	0,253645
30-31	50	5	0,64093	0,090719
30-32	50	5	1,15107	0,162926
5-33	50	5	2,44143	0,345567
15-34	50	10	0,55956	0,079202
20-35	50	5	5,31286	0,751997

Рисунок 2.2 - Скорость теплоносителя на отводящих трубопроводах в зимний период

Из диаграммы видно, что почти всех участках скорость меньше 1 м/с это говорит о завышенных диаметрах трубопровода и о больших тепловых потерях теплоносителя. Также удорожание затрат на транспортировку, амортизацию и повышение тарифов. Если уменьшать диаметры магистральных трубопроводов не целесообразно в связи с архитектурным сектором, то отводящие трубопроводы завышены, не оправдано. Далее проведется исследовательская работа для расчета новых трубопроводов с меньшим диаметром, чтобы уменьшить потери тепла и дать технико-экономическую оценку мер по замене трубопровода.

2.1.3 Тепловые потери на участках

Тепловые потери в Гкал/ч расчетного участка трубопровода в соответствии с [7] определяется по формуле:

Гкал/ч, (2.6)

где - длина расчетного участка трубопровода, м.

r_tot - норма плотности теплового потока в непроходном канале, Вт/м, [7];

Для составления рейтинга необходимо определить долю тепловых потерь участка тепловой сети от общего количества проходящей через этот участок теплоты. Долю тепловых потерь в процентах от общего количества проходящей через участок теплоты можно определить по выражению:

(2.7)

где - тепловые потери участка, Гкал/год;

- количество проходящей через участок теплоты, Гкал/год.

Расчет тепловых потерь на отводящих трубопроводах приведен в таблице 2.4 На основании расчетов построена рейтинговая диаграмма (рисунок 2.3).

Таблица 2.4 - Тепловые потери на отводящих трубопроводах

Потребитель	Диаметр участка, мм	Длина участка, м	Тип прокладки	Потери тепловой энергии, Мкал
Здание почты	70	34,00	подземная	260,780
Здание гаража почты	50	5,00	подземная	23,600
Жилой дом	50	16,00	подземная	84,960
Жилой дом	50	13,00	надземная	61,360
Жилой дом	50	22,00	надземная	103,840
Дом культуры	50	5,00	подземная	23,600
Гостиница	50	5,00	подземная	20,650
Здание сельского поселения	50	20,00	подземная	106, 200
Здание детсада "Теремок"	50	20,00	подземная	94,400
Здание детсада"Улыбка"	50	5,00	подземная	23,600
Здание детсада"Солнышко"	80	12,00	подземная	56,640
Дом детского творчества	50	72,00	подземная	339,840
Тарногская школа искусств	50	57,00	подземная	269,040
Гараж школы искусств	50	20,00	подземная	94,400
КЦСОН	50	5,00	подземная	26,550
Администрация района	50	13,00	подземная	53,690
Гараж Управления образования	50	5,00	подземная	23,600
Магазин маслозавода	50	5,00	подземная	26,550
Здание Сбербанка	50	57,00	подземная	269,040
Здание кафе "Росинка"	50	10,00	подземная	41,300

Рисунок 2.3 - Тепловые потери на отводящих трубопроводах в зимний период

Анализируя данные рейтинговой диаграммы на рисунке 2.3 по процентам потери тепла можно сделать вывод, что ситуация в целом спокойная. Но есть два здания, для которых можно предложить следующие рекомендации, которые позволят изменить ситуацию. Нужно улучшить теплоизоляцию отводящих трубопроводов или поменять старые трубы на ППУ для снижения тепловых потерь в тепловой сети.

2.2 Гидравлический режим тепловой сети

2.2.1 Расчёт гидравлического режима тепловой сети

Гидравлический расчет тепловых сетей осуществляется по выбору дроссельных устройств и разработке режима работы, используется для определения потери давления тепла трубопровода источника к каждому потребителю в фактических тепловых нагрузок и существующая тепловая схема сети.

Перед тем как гидравлический расчет сети косметикой схема расчета отопления с нанесением на ней длин и диаметров труб, местного сопротивления и расчетного расхода теплоносителя для нагрева всех частей сети. Выбор расчетной линии. Для получения расчетной шоссе взять направление движения теплоносителя от котельной к одному из абонентов на то, что эта линия должна быть самой отдаленной.

Суммарные потери напора в трубопроводе складываются из двух составляющих: гидравлические линейные потери на трение и потери давления в местных сопротивлениях и определяются по формуле:

, (3.2.1.1)

где - линейные потери напора на участке, м;

- потери напора в местных сопротивлениях, м;

- удельное линейное падение напора, кг/м²м;

- длина расчетного участка, м;

- осреднённый коэффициент местных потерь;

- эквивалентная длина местных сопротивлений, м;

- приведенная длина рассчитываемого участка трубопровода, м;

- плотность теплоносителя, кг/м³.

Потери напора на трение:

, (3.2.1.2)

где - коэффициент гидравлического трения;

- скорость воды в трубопроводе, м/с;

- ускорение свободного падения, м/с²;

- плотность теплоносителя, кг/м³;

- внутренний диаметр трубопровода, м.

В настоящее время используют понятие относительной шероховатости. Когда шероховатость трубы не влияет на ее сопротивление, трубу называют гидравлически "гладкой". Для "шероховатых" труб коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Альтшуля:

, (3.2.1.3)

где _- абсолютная эквивалентная шероховатость в водяных сетях принимается 0,001 м при существующей схеме), 0,0005 м (при проектируемой схеме);

- действительный критерий Рейнольдса, .

Скорость воды в трубопроводе вычисляется по одному из основных уравнений - уравнения неразрывности:

, (3.2.1.4)

где - расход сетевой воды на участке, кг/сек;

- внутренний диаметр трубопровода, м.

Длина прямолинейного участка трубопровода диаметром d_вн, линейное падение давления, на котором равно падению давления в местных сопротивлениях, является эквивалентной длиной местных сопротивлений:

, (3.2.1.5)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Для определения коэффициентов местных сопротивлений нам необходимо знать расположение всех углов поворотов трассы, задвижек и другой прочей арматуры. При расчетах, когда характер и размещение местных сопротивлений на трубопроводе неизвестны, рекомендуется определять осредненный коэффициент местных потерь по формуле:

, (3.2.1.6)

где - расход теплоносителя, т/ч;

- постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя (для воды Z=0,1).

Приведенная длина участка труб системы равна сумме длин прямолинейных участков и длин труб, эквивалентных по сопротивлению фасонным частям, арматуре и оборудованию:

(3.2.1.7)

Гидравлический расчет тепловой сети представлен в таблице 3.2.1.

Таблица 3.2.1 - Гидравлический расчет тепловой сети

№ расч. Уч	№ пред. Уч	dн, мм	Gр, т/ч	Lуч, м	Скорость теплоносителя, м/с	Кэ, м	Lэкв, м	Lпр, м	л	Rл	ДH, м в. ст.	Потери напора от источника
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
0	1	125	47,608	47	1,078	0,001	4,7	51,7	0,033	15,149	0,806	0,806
1	2	100	35,838	17	1,268	1,001	1,7	18,7	0, 196	155,818	2,998	3,804
2	3	100	28,840	43	1,021	2,001	4,3	47,3	0,233	120,125	5,847	9,651
3	4	80	20,063	68	1,109	3,001	6,8	74,8	0,272	207,294	15,956	25,607
4	5	70	12,484	115	0,902	4,001	11,5	126,5	0,302	174,122	22,666	48,272
5	6	70	10,043	34	0,725	5,001	3,4	37,4	0,320	118,943	4,578	52,850
Ответвление на ул. Кирова д. 20, д 20 а
1-7		50	5,736	16	0,812	0,001	1,6	17,6	0,041	27,009	0,489	0,806
1-8		50	6,034	13	0,854	0,001	1,3	14,3	0,041	29,894	0,440	0,806
Ответвление на переулок Парковый д 3
2-9		50	6,998	22	0,990	0,001	2,2	24,2	0,041	40, 203	1,001	3,804
Ответвление на Гостиницу
3-10		50	8,777	5	1,242	0,001	0,5	5,5	0,041	63,242	0,358	9,651
Ответвление на Дом Культуры
4-11		50	7,579	5	1,073	0,001	0,5	5,5	0,041	47,152	0,266	25,606
Ответвление на гараж почты
5-33		50	2,441	5	0,346	0,001	0,5	5,5	0,041	4,894	0,028	48,272
Ответвление на детсад Солнышко
0-12		125	33,221	55	0,752	0,001	5,5	60,5	0,033	7,379	0,459	0,806
12-15		100	28,949	2	1,024	0,001	0,2	2,2	0,035	18,055	0,041	0,847
15-16		100	28,370	15	1,004	0,001	1,5	16,5	0,035	17,364	0,295	1,142
16-18		100	20,845	40	0,738	0,001	4	44	0,035	9,374	0,424	1,566
18-20		100	18,063	50	0,639	0,001	5	55	0,035	7,039	0,398	1,964
20-21		80	12,750	30	0,705	0,001	3	33	0,037	11,318	0,384	2,349
Ответвление на Администрацию района
0-24		80	13,765	47	0,761	0,001	4,7	51,7	0,037	13, 191	0,702	0,806
24-27		70	8,390	37	0,606	0,001	3,7	40,7	0,038	9,878	0,414	1,220
27-28		50	8,390	70	1,187	0,001	7	77	0,041	57,785	4,579	5,798
28-30		50	1,792	21	0,254	0,001	2,1	23,1	0,041	2,636	0,063	5,861
Ответвления по пути на детсад Солнышко
12-13		50	3,901	57	0,552	0,001	5,7	62,7	0,041	12,492	0,806	0,806
13-14		50	0,951	20	0,135	0,001	2	22	0,041	0,742	0,017	0,823
15-34		50	0,560	10	0,079	0,001	1	11	0,041	0,257	0,003	0,847
16-17		50	7,636	20	1,081	0,001	2	22	0,041	47,867	1,084	1,930
18-19		50	2,671	57	0,378	0,001	5,7	62,7	0,041	5,857	0,378	2,308
20-35		50	5,313	5	0,752	0,001	0,5	5,5	0,041	23,173	0,131	1,964
21-23		80	8,961	12	1,268	0,001	1,2	13,2	0,037	36,633	0,498	2,462
21-22		50	3,790	72	0,536	0,001	7,2	79,2	0,041	11,791	0,961	3,423
Ответвления по пути на Администрацию района
24-25		50	2,581	5	2,283	0,001	0,5	5,5	0,041	213,657	1, 209	0,806
24-26		50	5,376	5	0,761	0,001	0,5	5,5	0,041	23,725	0,134	0,940
28-29		50	6,598	13	0,934	0,001	1,3	14,3	0,041	35,736	0,526	5,798
30-31		50	0,641	5	0,091	0,001	0,5	5,5	0,041	0,337	0,002	5,800
30-32		50	1,151	5	0,163	0,001	0,5	5,5	0,041	1,088	0,006	5,806

2.2.2 Пьезометрический график

График пьезометрический представляет собой графическое отображение напоров в сети относительно местности, на которой она проложена. На пьезометрическом графике наносят рельеф местности, высота присоединенных зданий, величины напоров в сети. На горизонтальной оси графика откладывают длину сети, а по оси ординат напор. Давление в трубопроводе сети применяется как для рабочего, так и статического режимов. Пьезометрический график построен следующим образом:

1) принимаем за ноль отметку самой низкой точки тепловой сети, наносят профиль местности по трассе основной магистрали и ответвлений, отметки земли которых отличаются от отметок магистрали. На профиле проставляют высоты присоединенных зданий;

2) наносим линию, определяющую статический напор в системе (статический режим);

3) наносим линию напоров обратной магистрали пьезометрического графика. Уклон линии определяем на основании гидравлического расчета сети. Высоту расположения линии напора на графике выбираем с учетом вышеприведенных требований к гидравлическим режимам. При неровном профиле трасс не всегда возможно одновременно выполнять требования заполнений верхних точек систем теплопотребления, не превысив допустимых давлений. В этом случае выбираем режим, соответствующий прочности нагревательных приборов, а отдельной системы, залив которой не будет обеспечен вследствие низкого расположения пьезометрической линии обратного трубопровода, оборудуют индивидуальными регуляторами.

Линия пьезометрического графика обратного трубопровода магистрали в точке пересечения с ординатой, соответствующей началу теплосети, определяется необходимый напор в обратном трубопроводе водоподогревательной установки (на входе сетевого насоса);

4) наносим линию подающей магистрали пьезометрического графика. Уклон линии определяют на основании гидравлического расчета сети. При выборах положения пьезометрического графика учитываем предъявляемые к гидравлическому режиму требования и гидравлические характеристики сетевых насосов. Линия пьезометрического графика подающего трубопровода в точке пересечения с ординатой, соответствующей началу теплосети, определяем требуемый напор на выходе из подогревательной установки. Напор в любой точке тепловой сети определяем величиной отрезка между данной точкой и линией пьезометрического графика подающей или обратной магистралей.

По итогам гидравлического расчета строится пьезометрический график. Пьезометрический график до наиболее удаленного объекта (Почта) приведен на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Пьезометрический график до наиболее удаленного потребителя (Почта)

Из пьезометрического графика видно, что статический напор на вводах из котельной составляет ДН=20 м. в. ст.

3. Разработка рекомендаций по повышению эффективности системы теплоснабжения

В этой главе содержатся рекомендации по повышению эффективности систем отопления поселка Тарногский городок, в частности регулировки гидравлических режимов тепловых сетей, также замена отводящих трубопроводов на трубопроводы с меньшим диаметром и децентрализация некоторых потребителей (объектов) от централизованной системы теплоснабжения

3.1 Рекомендации по отводящим трубопроводам

Российские тепловые сети теряют около 40% тепла для отопления. Одной из причин этого большие диаметры трубопроводов тепловых сетей.

Если трубопровод завышенного диаметра оправданно резервом для развития систем и подключение новых объектов, завышение диаметра выпускной трубы вызывает ненужные потери тепла в сети.

Одним из способов повышения эффективности работы системы теплоснабжения поселка Тарнога, уменьшение диаметра существующих трубопроводов. Необходимо заменить старые трубы, предпочтительно на трубы с пенополиуретановой изоляции, благодаря их долговечности, простоты установки и минимальные потери тепла.

Также среди основных мероприятий по энергосбережению в системах теплоснабжения можно выделить оптимизацию систем теплоснабжения в Тарногском сельском поселении с учетом эффективного радиуса теплоснабжения.

Передача тепловой энергии на большие расстояния является экономически неэффективной.

Радиус эффективного теплоснабжения позволяет определить условия, при которых подключение новых или увеличивающих тепловую нагрузку теплопотребляющих установок к системе теплоснабжения нецелесообразно вследствие увеличения совокупных расходов в указанной системе на единицу тепловой мощности, определяемой для зоны действия каждого источника тепловой энергии.

Радиус эффективного теплоснабжения - максимальное расстояние от теплопотребляющей установки до ближайшего источника тепловой энергии в системе теплоснабжения, при превышении которого подключение теплопотребляющей установки к данной системе теплоснабжения нецелесообразно по причине увеличения совокупных расходов в системе теплоснабжения.

Суть способа заключается в прокладке новых прямого или обратного отводящего трубопроводов, осуществляемый путем установки трубопроводов меньшего диаметра. При этом диаметры устанавливаемых трубопроводов выбирают таким образом, чтобы гидравлические сопротивления прямого и обратного трубопровода было максимально приближено к гидравлическому сопротивлению сужающего устройства, но не превышало его. Преимущество отдаём подающим трубопроводам, так как их потери тепловой энергии больше ввиду более высокой температуры проходящего по ним теплоносителя.

В соответствии с существующей методикой гидравлического расчёта тепловых сетей [10] минимальные диаметры трубопроводов могут быть рассчитаны так:

, м, (3.1)

где G - расход теплоносителя, т/ч;

- плотность теплоносителя, кг/м³;

h_м - перепад давления на ответвлении от магистрального трубопровода к объекту, Па;

h_{п -} требуемый перепад давления для системы теплоснабжения объекта, Па.

к_э - абсолютная эквивалентная шероховатость трубопроводов.

При расчётах минимального допустимого диаметра трубопроводов используется максимальное допустимое значение коэффициента шероховатости. При отсутствии более точных данных можем принять значение к_э = 0,001м.

К установке принимается трубопроводы с ближайшим по значению большим внутренним диаметром. Возможны варианты установки подающего и обратного трубопроводов разного диаметра, при этом средние диаметры отводящих трубопроводов данного участка сети должен быть больше минимально допустимых диаметров.

Снижение диаметров отводящих трубопроводов ведёт к снижению общей поверхности трубопроводов ТС и увеличению скоростей движения в них теплоносителя, а следовательно, приводит к снижению потерь тепла.

Поскольку приведённый способ регулировки гидравлического режима тепловой сети связан со значительными капитальными затратами, в связи с чем его использование рекомендуется при замене существующих трубопроводов или прокладке новых. Необходимо отметить, что некоторые участки тепловых сетей обладают завышенными диаметрами трубопроводов, что обусловлено перспективами в развития сети. В этом случае уменьшение диаметров участков тепловой сети следует проводить в соответствии с учётом дальнейших увеличений тепловых нагрузок.

Ещё одним важным аспектом реализации указанного мероприятия является увеличение скоростей движения теплоносителя по трубопроводам сети, что может привести к возникновению повышенного уровня шума и вибрациям трубопроводов. При возникновении таких явлений необходимо предусмотреть установку антивибрационных компенсаторов, которые позволяют развязать систему теплоснабжения здания от негативных последствий уменьшения диаметров трубопроводов.

Предложенная методика позволяет предприятию теплоснабжения составить план реконструкции ТС, предполагающий при аварийных или планово-предупредительных ремонтах замену используемых трубопроводов на трубопроводы меньшего диаметра. Её использование позволяет снизить тепловые потери ТС в среднем на 20 - 25 % за счёт снижения среднего диаметра трубопроводов ТС.

Данные по заменам отводящих трубопроводов представлены в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Расчёт минимальных диаметров

Потребитель	Тепловая нагрузка, ккал/ч	Расход сетевой воды на отопление,G0, т/ч	Диаметр вн расч	Диаметр сущ	Диаметр вн. рекоменд.
Здание почты	140600	7,03	61,09	70	70
Здание гаража почты	34180	1,71	30,12	50	32
Жилой дом	80300	4,02	46,16	50	32
Жилой дом	84480	4,22	47,35	50	32
Жилой дом	97970	4,90	50,99	50	32
Дом культуры	106100	5,31	53,06	50	32
Гостиница	122875	6,14	57,11	50	32
Здание сельского поселения	75260	3,76	44,69	50	32
Здание детсада "Теремок"	106900	5,35	53,26	50	32
Здание детсада"Улыбка"	74380	3,72	44,43	50	32
Здание детсада"Солнышко"	125450	6,27	57,70	80	32
Дом детского творчества	53055,7	2,65	37,52	50	32
Тарногская школа искусств	54610	2,73	38,07	50	32
Гараж школы искусств	13310	0,67	18,79	50	32
КЦСОН	36136	1,81	30,97	50	32
Администрация района	92366	4,62	49,51	50	32
Гараж	16115	0,81	20,68	50	32
Магазин маслозавода	8973	0,45	15,43	50	32
Здание Сбербанка	37393	1,87	31,50	50	32
Здание кафе "Росинка"	7833,84	0,39	14,42	50	32

В данной таблице произведён расчёт минимально возможных диаметров отводящих трубопроводов (столбец 6).

На рисунке 3.1 изображены существующие и минимально возможные диаметры отводящих трубопроводов к потребителям.

Рисунок 3.1 - Диаграмма существующих и минимально возможных диаметров

Анализ текущего и допустимого диаметра секций минимальных ТС показывает, что на самом деле набор диаметров значительно завышен. Установка минимального возможного диаметра позволит повысить эффективность транспортного средства и снизить капитальные затраты на его реконструкцию.

После определения оптимальных значений средних диаметров отводящих трубопроводов с учетом энерго-экономических показателей сети путем сравнения значений, полученных с помощью существующего среднего диаметра может разработать планы по приведению существующего диаметра до оптимального значения. Вычисленная таким образом, величина оптимального диаметра зависит как от энергетических параметров (качество изоляции ТС трубопроводов, тепловой кривой, эффективность сетевых насосов), а экономический (соотношение тарифов на тепловую и электрическую энергию) и будет динамически изменяться с течением времени.

3.2 Рекомендации по осуществлению регулировки

Важным элементом любых систем централизованного теплоснабжения являются тепловые сети. В теплопередачу инвестируется большой капитал, соизмеримый со стоимостью строительства электростанций и крупных котлов. Повышение надежности и долговечности теплотранспортной системы является основным экономическим вызовом для проектирования, строительства и эксплуатации теплопроводов. Решение этой задачи неразрывно связано с проблемами энергосбережения в системах отопления [34].

Наиболее распространенной в стране, в том числе в Вологодской области, метод потребителей тепловой энергии - с постоянным потоком охлаждающей жидкости. Количество тепловой энергии, поставляемой потребителям регулируется путем изменения температуры охлаждающей жидкости. Предполагается, что каждый потребитель получит от общего потока хладагента строго определенное количество пропорционально ее тепловой нагрузки. Как правило, это условие для целого ряда объективных и субъективных причин не сохраняется, что приводит к снижению качества теплоснабжения в отдельных участках. Чтобы избежать этого, организации подачи тепла для увеличения потока охлаждающей жидкости, что приводит к увеличению затрат на энергию, увеличение утечек охлаждающей жидкости, а иногда и к избыточному расходу топлива. [34]

Решить эти проблемы могут быть периодическими мер по оптимизации гидравлического режима тепловых сетей, главная цель которых - обеспечить распределительной сети охлаждающей жидкости пропорциональна тепловых нагрузок потребителей.

Из большого количества энергосберегающих мероприятий в тепловой оптимизации питания режима гидравлического теплосети (далее - Положение) является наиболее эффективным (крупный экономический эффект дает при низких капитальных вложений). Кроме того, нагрев улучшает качество. Как правило, настройка состоит из трех этапов:

Расчет гидравлического режима сети отопления и выработки рекомендаций;

Подготовительные работы;

Установка в сети и на объектах тепловых устройств, распределять общий поток охлаждающей жидкости.

В реальной (без корректировок) сети отопления, следующие основные параметры:

В тепловой сети недооценен потока охлаждающей жидкости и температурный график. В этом случае корректировка не приводит к экономии энергии и направлена на улучшение качества теплоснабжения;

В тепловой сети переоценили скорость потока охлаждающей жидкости и заниженный температурный график. В этом случае корректировка приводит к снижению затрат на электроэнергию для транспортировки, простирающейся теплоносителя;

В тепловой сети переоценили скорость потока охлаждающей жидкости и есть оптимальный температурный график. В этом случае регулировка также приводит к теплу экономии энергии.

Регулировка TC является установка гидравлических характеристик, поэтому при определении воздействия объектов на систему отопления, особое внимание должно быть уделено гидравлических характеристик потребителей.

Предлагаемый способ Регулировки предполагает установку сужающих устройств на объектах ТС в строго определенном порядке.

Количество объектов, на которых производится установка устройств, обусловлено особенностями системы теплоснабжения и определяется экспериментально. Установки сужающих устройств на нескольких объектах может привести к тому, что будут обеспечены потребности в теплоснабжении всех объектов. В некоторых системах для достижения таких результатов потребуется регулировка большинства объектов.

Предлагаемая методика позволяет снизить капитальные затраты на проведение регулировки гидравлических режимов ТС, а также уменьшение трудоёмкость и длительности регулировки сети.

Расчет сужающих устройств приведен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Расчет сужающих устройств

№ уч.	Наименование потребителя	Растояние от котельной (маг)		Длина участка	Расход	Диаметр шайбы
			Располагаемый перепад (маг)
п. п.				м	т/ч	мм
1	Здание почты	324	52,849	34	10,043	7
2	Здание гаража почты	290	48,272	16	2,441	6
3	Жилой дом	47	0,805	13	5,735	25
4	Жилой дом	47	0,805	22	6,034	26
5	Жилой дом	64	3,804	5	6,997	19
6	Дом культуры	175	25,606	5	7,578	12
7	Гостиница	107	9,651	5	8,776	17
8	Здание сельского поселения	50	0,94	5	5,375	24
9	Здание детсада "Теремок"	109	1,93	20	7,635	23
10	Здание детсада"Улыбка"	184	1,964	5	5,312	19
11	Здание детсада"Солнышко"	209	2,462	12	8,960	24
12	Дом детского творчества	281	1,93	72	3,789	17
13	Тарногская школа искусств	72	0,805	50	3,900	21
14	Гараж школы искусств	92	0,822	20	0,950	10
15	КЦСОН	50	9,651	5	2,581	9
16	Администрация района	154	5,798	13	6,597	17
17	Гараж Управления образования	175	5,806	5	1,151	7
18	Магазин маслозавода	175	5,8	5	0,640	5
19	Здание Сбербанка	129	2,308	57	2,670	13
20	Здание кафе "Росинка"	84	0,846	10	0,559	8

В данной таблице произведён расчёт диаметров сужающих устройств

Рисунок 3.1 - Диаметры сужающий устройств

Стабилизацию гидравлического режима, поглощение избыточных напоров на тепловом пункте при отсутствии автоматических регуляторов производят с помощью постоянных сопротивлений - дроссельных диафрагм.

Дроссельная диафрагма устанавливается перед системой теплопотребления или на обратном трубопроводе или на обоих трубопроводах в зависимости от необходимого для системы гидравлического режима.

Дросселируемый в диафрагме напор находим как разность между располагаемым напором перед системой теплопотребления или отдельным теплоприемником и гидравлическим сопротивлением системы или сопротивлением теплообменника. Во избежание засорения не следует устанавливать дроссельную диафрагму с диаметром отверстия менее 3 мм. Дроссельную диафрагму, как правило, устанавливают во фланцевых соединениях (на тепловом пункте после грязевика) между запорной арматурой, что позволяет заменять ее без спуска воды из системы.

Количество объектов, на которых производится установка сужающих устройств, обоснована особенностями системы теплоснабжения и определяется экспериментальным путем. Установка сужающих устройств на нескольких объектах может привести к тому, что будут обеспечены потребности в теплоснабжении всех объектов. В некоторых системах для достижения таких результатов потребуется регулировка большинства объектов.

Предлагаемая методика позволяет уменьшить капитальные затраты на проведение регулировки гидравлического режима тепловой сети, а также уменьшить трудоёмкость и длительность регулировки ТС.

4. Технико-экономическая оценка

4.1 Расчет технико-экономической эффективности от регулировки ТС

Регулировка ведет к изменениям следующих показателей:

к снижению расходов теплоносителя;

снижению затрат на электроэнергию для обеспечения циркуляции теплоносителя;

снижению утечки теплоносителя;

повышению качества и надежности теплоснабжения.

А) Результат регулировки тепловой сети - снижение расхода теплоносителя на , т/час:

, т/ч, (4.1.1)

где _- фактический расход теплоносителя в сети, т/ч;

- расчетная величина расхода теплоносителя, т/ч.

Общая экономия от регулировки складывается, руб.

, руб., (4.1.2)

где - экономии за счет уменьшения расходов тепловой энергии, руб.; - экономии за счет уменьшения расходов электрической энергии, руб.; - экономии за счет уменьшения утечек теплоносителя, руб.; - экономии за счет уменьшения расходов тепла, вызванные утечками теплоносителя, руб.; - тариф на тепловую энергию, руб. /Гкал; - тариф на электроэнергию, руб. /кВтчас; - тариф на воду, руб. /м³.

Рассмотрим подробнее все составляющие.

1) Снижение расходов на тепловую энергию, согласно [14]:

В целом:

, руб. / (т/час), (4.1.3)

где - экономия за счет уменьшения расходов теплоносителя, за период времени , при уменьшении расхода на G; - средний температурный график за период , С, ориентировочно t = t_о/ (2).

2) Уменьшения расходов электрической энергии, руб. / (т/час), согласно [14]:

, руб. / (т/час), (4.1.4)

где - КПД циркуляционных насосов; - перепад давления в ТС на котельной, Па.

3) Экономия за счет уменьшения утечек теплоносителя, руб. / (т/час), согласно [14]:

, руб. / (т/час), (4.1.5)

где - утечки теплоносителя, м³/Гкал.

Выражение в скобках численно равно объему тепла, вырабатываемого за период .

4) Экономия за счет уменьшения потерь тепла с утечками теплоносителя, руб. / (т/час), согласно [14]:

, руб. / (т/час), (4.1.6)

где - средняя величина нагрева воды, С.

, руб. / (т/час) (4.1.7)

5) Общий экономический эффект, согласно [14]

Подставим в формулу (4.1.2) выражения (4.1.3) - (4.1.7), руб. / (т/час):

, руб (4.1.8)

Б) Исходные данные:

Котельная на топливе (газ) мощностью 3 Гкал/час, обслуживает 20 потребителей, присоединенная нагрузка = 1,368 Гкал/час. Температурный график котельной = 84-70 ⁰С, давление (перепад) на выходе = 514696 Па, КПД циркуляционных насосов = 0,7. Существующий расход теплоносителя = 97,735 т/час, утечки теплоносителя = 0,5 т/Гкал. Период регулировки равен 5544 час (отопительный сезон).

Тарифы для котельной согласно [18] следующие:

= 2211,00 руб. /Гкал;

= 3,83руб. / кВт·час;

= 35,93 руб. / м³.

Отсюда:

руб. / (т/час)

руб. / (т/час)

руб. / (т/час)

руб. / (т/час)

руб. / (т/час)

руб. / (т/час):

руб.

В) Укрупненный расчет эффективности

Капитальные затраты на регулировку на первые два этапа рассчитываем в зависимости от количества объектов теплоснабжения в ТС. Капитальные затраты на заключительный этап рассчитываем по смете в зависимости от выбранного оборудования [14].

Капитальные затраты включают проектные расходы () при расчёте гидравлического режима ТС, затраты на материалы (), используемые при проведении регулировки на объектах теплопотребления и производственные затраты () на амортизацию оборудования и оплату труда.

Приняты следующие нормы затрат на проведение Регулировки:

проектные расходы составляют - 2000 руб. /объект;

затраты на материалы - 800 руб. /объект;

производственные затраты - 6000 руб. /объект, согласно [14].

Для рассматриваемого случая (количество потребителей ) капитальные затраты рассчитываются следующим образом:

, руб (4.1.9)

, руб (4.1.10)

, руб (4.1.11)

Капитальные суммарные затраты по максимальным укрупненным показателям:

, руб (4.1.12)

Срок окупаемости проекта составляет:

года (отопительного сезона) (4.1.13)

4.2 Технико-экономическая оценка замены отводящих трубопроводов

В данном пункте предлагается следующий способ проведения регулировки гидравлического режима водной ТС - среднего диаметра трубопроводов тепловой сети путём замены используемых отводящих трубопроводов на трубопроводы меньшего диаметра, который позволит снизить капитальные затраты на проведение монтажных работ.