Выбор оптимального варианта изоляции при проектировании теплоснабжения в г. Пружаны

Проблема энергетической и экономической эффективности систем теплоснабжения. Определение эффективного и экономичного варианта тепловой изоляции города Пружаны при подземной безканальной прокладке. Срок окупаемости капиталовложений при замене обычных труб.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 23.03.2015
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • Введение
  • 1. Исходные данные для расчёта экономических показателей
  • 2. Расчёт затрат на изоляцию и потерь тепловой энергии
  • 3. Расчёт капитальных затрат на прокладку тепловой сети
  • 4. Определение себестоимости передачи тепловой энергии
  • 5. Выбор оптимального варианта изоляции
  • 6. Экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий
  • 7. Технико-экономические показатели проекта
  • Вывод
  • Список литературы

Введение

В настоящее время в Беларуси существует проблема энергетической и экономической эффективности систем теплоснабжения. Согласно Директиве №3 одной из мер по обеспечению энергетической безопасности является уменьшение затрат на производство энергоресурсов за счет применения энергосберегающих технологий и оборудования. Покрытие дефицита тепловой энергии осуществляется на основе реконструкции котельных в ТЭЦ, развития ТЭЦ, котельных, работающих на местных видах топлива, отходах производства, а также установок по использованию вторичных энергоресурсов. Тарифная политика Республики Беларусь стимулирует энергоснабжающие организации и потребителей к снижению затрат на всех стадиях производства, транспортировки и потребления тепловой энергии, а также обеспечивает самофинансирование функционирование и развитие систем теплоснабжения при рациональном использовании энергоносителей.

В республике проводится политика всеобщего энергосбережения. Для этого проводятся мероприятия по внедрению энергосберегающего оборудования и технологий, консультация населения по рациональному использованию ресурсов, вводятся нормативно-правовые акты, контролирующие вопросы энергосбережения, также был создан внебюджетный фонд "Энергосбережение", откуда для предприятий выдают льготные кредиты на энергосберегающие мероприятия. Ежегодно в Минске при УВИЦ (учебно-выставочный и издательский центр) проводятся семинары, конференции и выставки по энергосбережению и энергоэффективным технологиям.

В настоящее время при прокладке трубопроводов теплоснабжения используют пи-трубы. Предварительно изолированные трубы по сравнению с обычными позволяют снизить потери тепла на трассе на 30%, сократить годовые эксплуатационные расходы на содержание сети в 9-10 раз, увеличить срок службы трубопровода до 30 лет, уменьшить затраты на текущие ремонты теплотрассы в 3 раза.

Целью данной курсовой работы является определение наиболее эффективного и экономичного варианта тепловой изоляции города Пружаны при подземной бесканальной прокладке произведя расчёт основных экономических показателей магистрального трубопровода. Определить срок окупаемости капиталовложений при замене обычных труб с минераловатной изоляцией на предварительно изолированные трубы.

1. Исходные данные для расчёта экономических показателей

Исходные данные для расчёта технико-экономических показателей сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Исходные данные к технико-экономическому обоснованию системы теплоснабжения

Наименование показателя

Обозначение

Обоснование

Величина показателя, единицы измерения

1

2

3

4

Место нахождение района теплоснабжения

-

задано

Пружаны

вид прокладки теплотрассы

-

задано

подземная бесканальная

продолжительность отопительного периода, дней

n0

задано

186

продолжительность отопительного периода, часов

n0

задано

4464

расчётные температуры теплоносителя

t1-t2

задано

120°С - 70°С

длина магистрали

L

Стс раздел 5

1300

м

количество участков

n

задано

4

длины участков

l1

Стс раздел 5

500 м

l2

l3

l4

400 м

260 м

140 м

диаметры на участках

d1

Стс раздел 5

426 мм

d2

d3

d4

273 мм

219 мм

133 мм

средний диаметр

dСР

Стс раздел 5

306 мм

толщина изоляции

д 1

д2

задано

60 мм

80 мм

д2

100 мм

д3

120 мм

отпущенное тепло

Q

Стс раздел 1

4011,4 кВт

Часовой расход теплоносителя

G

Стс раздел 5

19,243 т/ч

напор циркуляционного насоса

HСН

Стс раздел 8

20 м3

напор подпиточнного насоса

НПН

Стс раздел 8

10 м3

Удельные потери теплоты

Дq1

Стс раздел 7

67,03

Дq2

60,45

Дq3

55,47

Дq4

49,81

2. Расчёт затрат на изоляцию и потерь тепловой энергии

Расчет при толщине тепловой изоляции 60 мм.

Потери тепла по длине магистрального трубопровода, Гкал, определяем

(1)

где - суммарные потери тепла подающим и обратным трубопроводами; продолжительность отопительного периода, ч; длина магистрали, м.

Гкал.

Стоимость потерь теплоты, тыс. руб., определяется по формуле

, (2)

где стоимость 1 Гкал теплоты, принимаем тыс. руб.

тыс. руб.

Наружный диаметр трубопровода с изоляцией, м, определяем по формуле

(3)

где толщина изоляции, м.

м;

;

м;

м.

Объем изоляции трубопроводов, м3, определяется по формуле

, (4)

где средний наружный диаметр трубопровода, м; ? - длина трубопровода соответствующего участка, м, принимаем из таблицы 1.

м3;

м3;

м3;

м3.

Стоимость внутреннего слоя изоляции трубопровода, тыс. руб., определяется по формуле

, (5)

где стоимость 1 м3 изоляции, тыс. руб., принимаем тыс. руб.

тыс. руб.

Площадь покровного слоя трубопроводов, м2, определяется по формуле

. (6)

м2;

Стоимость покровного слоя трубопровода, тыс. руб., определяется по формуле

, (7)

где

стоимость 1 м2 покровного слоя, принимаем тыс. руб.

тыс. руб.

Отчисления от стоимости изоляции на работы по изолированию труб,

тыс. руб., определяем по формуле

. (8)

тыс. руб.

Суммарная стоимость изоляции, тыс. руб., определяем по формуле

+ (9)

тыс. руб.

Результаты расчётов при остальных толщинах изоляции сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Стоимость потерь теплоты и изоляции

Толщина изоляции, мм

60

80

100

120

, Гкал

334,529

301,691

276,837

248,589

, тыс. руб.

267623, 200

241352,800

221469,600

198871, 200

, м3

179,255

252,0838

331,433

417,314

, тыс. руб.

25095,700

35291,732

46400,620

58423,932

, тыс. руб.

156,503,880

171199,080

185894,280

200589,480

, тыс. руб.

2509,570

3529,173

4640,062

5842,393

, тыс. руб.

184109,150

210019,985

236934,962

264855,805

3. Расчёт капитальных затрат на прокладку тепловой сети

Капитальные затраты на прокладку магистрали теплосети, тыс. руб., находим по формуле

, (10)

где стоимость оборудования, тыс. руб.;

стоимость строительно-монтажных работ, тыс. руб.;

стоимость проектных работ, тыс. руб.;

стоимость пуско-наладочных работ, тыс. руб.

оборудования, тыс. руб., определяем по формуле

, (11)

где стоимость труб, тыс. руб.;

стоимость комплекта сопутствующего оборудования, тыс. руб, рассчитывается с помощью таблицы 4.

Стоимость труб определяем путем суммирования произведений цен труб на длину соответствующих участков. Расчет стоимости труб сводим в таблицу 3.

теплоснабжение окупаемость бесканальная прокладка

Таблица 3 - Расчет стоимости трубной продукции при прокладке теплосети

Диаметр

трубы, мм

Цена за 1 погонный метр

неизолированной трубы, тыс. руб.

Длина участка трубы

соответствующего диаметра, тыс. руб.

Стоимость

неизолированной трубы, тыс. руб.

133

139,594

140

19543,160

219

276,120

260

71791, 200

273

338,094

400

135237,600

426

562,978

500

281489

Итого

-

-

508060,960

Таблица 4 - Комплектующие

№ участка

Тройники

Задвижки

Отвод

Компенсатор

1

-

1

2

1

1

3

1

1

1

4

1

1

1

Таблица 5 - Расчет стоимости сопутствующего оборудования при прокладке теплосети

Диаметр трубы, мм

Цена за 1 тройник

Цена за 1 задвижку

Цена за 1 отвод

Цена за 1 компенсатор

Итого на участке

426

-

23852,400

-

-

23852,400

273

912,600

12555,400

-

-

13468

219

491,400

7121,400

482

-

8094,800

133

152,100

2736,900

-

2948,400

5837,400

Всего

-

-

-

-

5125,600

Производим расчеты при толщине изоляции 60 мм

оборудования

тыс. руб.

Стоимость строительно-монтажных работ, тыс. руб., определяем по формуле

. (12)

тыс. руб.

проектных работ, тыс. руб., определяем по формуле

. (13)

тыс. руб.

пуско-наладочных работ, тыс. руб., определяем по формуле

. (14)

тыс. руб.

Капитальные затраты на прокладку магистрали

тыс. руб.

Годовые амортизационные отчисления, тыс. руб., определяем по формуле

, (15)

где норма годовых амортизационных отчислений, принимаем 7,5% от

стоимости сооружения сети.

тыс. руб.

Суммарные отчисления, тыс. руб., определяем по формуле

. (16)

где - затраты на ремонт и обслуживание сети, принимаем 20% от годовых амортизационных отчислений.

тыс. руб.

Повторяем расчет при толщине изоляции 80,100 и 120 мм.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

Таблица 6 - Расчет капитальных затрат

Параметры

Толщина изоляционного слоя, мм

60

80

100

120

тыс. руб.

743422,710

769333,545

796248,522

824169,365

, тыс. руб.

223026,813

230800,064

238874,557

247250,801

, тыс. руб.

37171,136

38466,680

39812,426

41208,470

, тыс. руб.

22302,681

23080,006

23887,456

24725,081

К, тыс. руб.

1025923,340

1061680,295

1098822,960

1137353,726

А, тыс. руб.

76944,251

79626,022

82411,722

85301,530

, тыс. руб.

92333,101

95551,226

98894,066

102361,835

4. Определение себестоимости передачи тепловой энергии

Сумма эксплуатационных затрат на единицу отпущенного тепла потребителям, тыс. руб., определяем по формуле

, (17)

где стоимость электроэнергии на передачу теплоносителя, тыс. руб.

Стоимость электроэнергии на передачу теплоносителя, тыс. руб., определяем по формуле

, (18)

где напоры циркуляционного и подпиточного насосов соответственно, м;

часовой расход теплоносителя, т/ч, принимаем по таблице 1;

стоимость электроэнергии, тыс. руб. /кВт·ч, 1,47 тыс. руб. /кВт·ч;

КПД насосов, принимаем ;

число часов работы насоса в году, принимаем по таблице 1.

тыс. руб.

Сумма эксплуатационных затрат на единицу отпущенного тепла потребителям.

Расчет при толщине изоляции 60, 80, 100 и 120 мм.

тыс. руб.

тыс. руб.

тыс. руб.

тыс. руб.

5. Выбор оптимального варианта изоляции

Для строительства тепловых сетей нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений установлен равным . Соответственно, нормативный срок окупаемости капитальных вложений равен

года.

Приведенные годовые затраты, тыс. руб., определяем по формуле

. (19)

Производим расчет при толщине изоляции 60, 80, 100 и 120 мм.

тыс. руб.

тыс. руб.

тыс. руб.

тыс. руб

При толщине тепловой изоляции 120 мм достигаются наименьшие приведенные затраты, поэтому этот вариант является наилучшим.

Для наилучшего варианта производим расчет показателей:

Себестоимость транспорта 1 Гкал тепла, тыс. руб. /Гкал, определяем

, (20)

где отпущенное тепло за год, Гкал, определяем по формуле

=. (21)

=

тыс. руб. /Гкал.

передачи 1 Гкал на 1 метр, руб. / (Гкал·м), определяем

. (22)

руб. / (Гкал·м).

, тыс. руб. /м., определяем по формуле

. (23) тыс. руб. /м.

6. Экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий

Республика Беларусь относится к странам, не имеющим в достаточном количестве собственных топливно-энергетических ресурсов. Однако экономика может динамично развиваться за счет эффективного использования топливно-энергетических ресурсов, внедрения энергосберегающих мероприятий, освоения передовых энергоэффективных технологий.

В данной системе теплоснабжения эффективным мероприятием для энергосбережения является замена обычных труб с минераловатной изоляцией на предварительно изолированные трубы. Предварительно изолированная труба состоят из "внутренней" стальной или оцинкованной трубы, слоя теплоизоляции из пенополиуритана и внешней оцинкованной оболочки или оболочки из полиэтилена высокой плотности в зависимости от способа прокладки трассы. При установке трубопровода не требуется устройства специальных изолирующих каналов, что значительно экономит расходы на монтаж. Прокладка трубопровода из ПИ-труб имеет значительные преимущества по сравнению с трубопроводом из другого материала:

· В связи с возможностью бесканальной прокладки значительно упрощается строительство трубопровода, последующая эксплуатация и ремонт.

· Долговечность конструкций с использованием ПИ-труб. Такие изделия способны прослужить до 30-40 лет по сравнению с обычными, которые служат 5-10 лет.

· Намного снижены тепловые потери. При использовании ПИ-труб потери тепла при транспортировке не превышают 2%, по сравнению с 30-40% у обычных изделий.

· В связи с отсутствием необходимости в устройстве дополнительных каналов для труб и колодцев для запорной арматуры значительно снижается стоимость капитальных затрат при строительстве трубопровода.

· Эксплуатационные затраты снижены почти в 9 раз.

· Затраты на ремонт уменьшены почти в 3 раза.

Экономический эффект от применения предизолированных труб достигается за счёт: сокращения тепловых потерь в теплотрассах, снижения потребления электроэнергии на транспорт тепловой энергии, своевременного обнаружения и устранения утечек.

Производим расчет мероприятия по замене труб на предизолированные.

Перерасход топлива при использовании данного теплопровода, т. у. т., определяем по формуле

, (24)

гдепотери по теплотрассе, Гкал, при выбранной наилучшей толщине изоляции, принимаем из таблицы 2;

потери по теплотрассе из предизолированных труб, Гкал, принимаем 70% от потерь тепловой сети из минеральной ваты;

удельный расход топлива действующего теплоисточника, принимаем

кг. у. т. /Гкал. . (25)

Гкал.

Перерасход топлива при использовании данного теплопровода

т. у. т.

Расход электроэнергии, необходимый на передачу тепловой энергии по существующей трассе, кВт·ч, определяем по формуле

, (26)

где удельный расход электроэнергии, необходимый для транспорта и производства 1 Гкал тепловой энергии, кВт·ч/Гкал.

кВт·ч.

Расход электроэнергии по передаче теплоты по трассе из ПИ-труб, кВт·ч, определяем по формуле

. (27)

кВт·ч.

Расход топлива, необходимый для покрытия перерасхода электроэнергии на производство и транспорт теплоносителя без учета потерь в электросетях, т. у. т., определяем по формуле

, (28)

где

удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, принимаем равным фактическому расходу топлива на замыкающей станции в энергосистеме за год т. у. т. /кВт·ч.

т. у. т.

Общая экономия от использования ПИ-труб, т. у. т., определяем по формуле

. (29)

т. у. т.

Расчет срока окупаемости внедрения ПИ-труб.

Расчет стоимости ПИ-труб сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Расчет стоимости трубной продукции при варианте прокладки ПИ-труб

Диаметр трубы, мм

Цена за 1 погонный метр ПИ-трубы, тыс. руб.

Длина участка трубы соответствующего диаметра, м

Стоимость ПИ-трубы, тыс. руб.

133

277,654

140

38871,560

219

536,900

260

139594

273

683,245

400

273298

426

1076,868

500

538434

Итого

1300

990197,560

Стоимость комплекта сопутствующего оборудования рассчитываем с помощью таблицы 5: тыс. руб.

оборудования, тыс. руб., определяем по формуле (30)

тыс. руб.

Стоимость строительно-монтажных работ определяем по формуле (12)

.

тыс. руб.

проектных работ определяем по формуле (13)

.

тыс. руб.

пуско-наладочных работ определяем по формуле (14)

.

тыс. руб.

Капитальные затраты на прокладку магистрали, тыс. руб., определяем

. (31)

тыс. руб.

Срок окупаемости мероприятия, лет, определяем по формуле

, (32)

где экономия топлива, тыс. руб.

Экономия условного топлива, тыс. руб., определяем по формуле

, (33)

стоимость условного топлива, тыс. руб.

Стоимость условного топлива, тыс. руб., определяем по формуле

, (34)

где стоимость природного газа, тыс. руб.; переводной коэффициент из натурального топлива в условное, принимаем

тыс. руб.

тыс. руб.

Срок окупаемости мероприятия

лет.

Удельные капитальные затраты, тыс. руб. /м., определяем по формуле

. (35)

тыс. руб. /м.

7. Технико-экономические показатели проекта

Таблица 8 - Сводная таблица технико-экономических показателей

Наименование показателя

Обозначение

Обоснование

Величина показателя

Оптимальный вариант толщины изоляции, мм

Формула (19)

120

Капитальные затраты, тыс. руб

К

Формула (10)

Формула (31)

1137353,726

Себестоимость передачи 1 Гкал тепловой энергии, тыс. руб. /Гкал

Формула (20)

Удельная себестоимость передачи 1 Гкал тепловой энергии, руб/ (Гкал·м)

Формула (22)

00

Удельные капитальные затраты, тыс. руб. /м

Формула (23)

Формула (35)

Экономия топлива за счет внедрения энергосберегающего мероприятия (ПИ-труб), т. у. т.

Формула (29)

Экономия топлива, тыс. руб.

Э

Формула (33)

Срок окупаемости капиталовложений, лет

Формула (32)

Вывод

В ходе курсовой работы был произведён расчёт магистрали тепловой сети города Пружаны при подземной бесканальной прокладке.

В результате расчётов была определена оптимальная толщина изоляции, которая составила 120 мм. При этой толщине изоляции капитальные и эксплуатационные затраты составили 1137353,726 тыс. руб. и тыс. руб. соответственно. Себестоимость транспорта 1 Гкал тепла составила тыс. руб. /Гкал., а передачи 1 Гкал на 1 метр - руб. / (Гкал·м).

Удельные капиталовложения составили тыс. руб. /м.

Для энергосбережения был принят проект по замене труб с минераловатной изоляцией на предизолированные трубы. Капитальные затраты на прокладку тепловой сети увеличились, но за счёт снижения потерь теплоты и экономии от этого сжигаемого топлива, данный проект окупится через 7,385 лет. Это ниже нормативного срока окупаемости капиталовложений, что делает этот проект по энергосбережению выгодным, поэтому для сооружения тепловой сети принимаем предварительно изолированные трубы с подземной беснальной прокладкой.

Список литературы

1. В.А. Кузовлёв "Техническая термодинамика и основы теплопередачи" - М: - Высшая школа, 1983 г.

2. Е.Н. Соколов "Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов" - М: - Энергоиздат, 1985 г.

3. Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий. Утверждено председателем Комитета по энергоэффективности при Совете Министерства Республики Беларусь. - А.А. Дубовик, 2003 г.

4. Строительные нормы проектирования РБ от 30.12.2003№259 "национальный комплекс нормативных технических документов в строительстве”, 2009 г.

5. Строительные нормы проектирования "Технический кодекс установившейся практики”, ТКП 45-4.02-182-2009.

6. Б.М. Хрусталёв; Ю.Я. Кувшинов; В.М. Копко "Теплоснабжение и вентиляция”: Москва 2007 г.

7. Экономика, организация и планирование промышленного производства. Учебное пособие для учащихся ССУЗов. Издание 4-ое, испр. и доп. - М. н.: Дизайн ПРО. 204. под редакцией Карпей Т.В.

8. http://www.3met. by

9. http://nis. by

10. http://www.bel-izolit. na. by

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Описание системы теплоснабжения. Климатологические данные города Калуга. Определение расчетных тепловых нагрузок района города на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей. Эффективность тепловой изоляции.

    курсовая работа [146,6 K], добавлен 09.05.2015

  • Характеристика города Благовещенска, характеристика здания. Сведения о системе солнечного теплоснабжения. Расчет целесообразности установки системы для учебного корпуса №6 Амурского государственного университета. Выбор оборудования, срок окупаемости.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.05.2015

  • Виды тепловой изоляции: естественная или природная (асбест, слюда, пробка) и предварительно обработанные материалы. Альфолевая изоляция. Термическое сопротивление теплопередачи через изолированный трубопровод. Выбор эффективной изоляции трубопроводов.

    презентация [121,0 K], добавлен 18.10.2013

  • Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построение температурного графика регулирования тепловой нагрузки на отопление. Расчёт компенсаторов и тепловой изоляции, магистральных теплопроводов двухтрубной водяной сети.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.10.2013

  • Расчет капитальных вложений в конденсационную электростанцию и в котельные, их распределение по годам строительства. Определение годового расхода топлива на КЭС и ТЭЦ. Расчет себестоимости электроэнергии. Финансовые показатели в схеме энергоснабжения.

    дипломная работа [245,9 K], добавлен 07.08.2013

  • Оценка расчетных тепловых нагрузок, построение графиков расхода теплоты. Центральное регулирование отпуска теплоты, тепловой нагрузки на отопление. Разработка генерального плана тепловой сети. Выбор насосного оборудования системы теплоснабжения.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 13.10.2012

  • Исследование надежности системы теплоснабжения средних городов России. Рассмотрение взаимосвязи инженерных систем энергетического комплекса. Характеристика структуры системы теплоснабжения города Вологды. Изучение и анализ статистики по тепловым сетям.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.07.2017

  • Определение понятия тепловой энергии и основных ее потребителей. Виды и особенности функционирования систем теплоснабжения зданий. Расчет тепловых потерь, как первоочередной документ для решения задачи теплоснабжения здания. Теплоизоляционные материалы.

    курсовая работа [65,7 K], добавлен 08.03.2011

  • Расчет нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий жилого микрорайона. Гидравлический и тепловой расчет сети, блочно-модульной котельной для теплоснабжения, газоснабжения. Выбор источника теплоснабжения и оборудования ГРУ и ГРПШ.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.03.2013

  • Инженерная характеристика района размещения объекта теплоснабжения. Составление и расчёт тепловой схемы котельной, выбор основного и вспомогательного оборудования. Описание тепловой схемы котельной с водогрейными котлами, работающими на жидком топливе.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 17.06.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.