Составление энергетических характеристик водяных тепловых сетей

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУВПО

Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева

Институт механики и энергетики

Кафедра теплоэнергетических систем

Специальность 140106 ЭОП

КУРСОВАЯ РАБОТА

Составление энергетических характеристик водяных тепловых сетей

КР-02069964-140106-30-07

Автор Сараев О.И.

Руководитель работы

Ефимов А.Ю.

Саранск 2007



Реферат

Курсовая работа представлена пояснительной запиской, которая содержит расчетную и графическую часть.

Пояснительная записка содержит - 47 страницы, 7 таблиц, 10 использованных источников.

Трубопровод, расход, потери, сетевая вода, теплопотребление, температура, потребитель, насос.

Расчетная часть содержит расчет и составление энергетических характеристик проектируемой тепловой сети, в ней осуществляем расчет энергетических характеристик тепловой сети.

В расчетной части представлены следующие части: методика составления энергетической характеристики по показателю «потери сетевой воды»; методика составления тепловой энергетической характеристики; методика составления гидравлической энергетической характеристики; методика составления режимных характеристик.

Графическая часть работы представлена одним листом формата А1, на котором представлены:

нормируемые часовые тепловые потери через теплоизоляционные конструкции при среднемесячных условиях;

нормируемые тепловые потери с утечкой сетевой воды;

нормируемые месячные и годовые тепловые потери через тепловую изоляцию и с утечкой сетевой воды;

отношение нормируемых тепловых потерь к отпуску тепла;

нормативный температурный режим закрытой системы теплоснабжения;

нормативный гидравлический режим закрытой системы теплоснабжения;

нормативный тепловой режим закрытой системы теплоснабжения; нормативная разность температур сетевой воды в подающей и обратной линиях;

нормативная температура сетевой воды в обратной линии системы теплоснабжения;

нормативный удельный расход сетевой воды в подающей линии; нормативная электрическая мощность электродвигателей насосов

удельный расход электроэнергии на транспорт тепловой энергии.



Содержание

Введение

1. Составление энергетической характеристики по показателю «потери сетевой воды»

1.1 Составляющие потерь сетевой воды

1.2 Определение нормируемых годовых потерь сетевой воды

2. Составление тепловой энергетической характеристики

2.1 Определение тепловых потерь водяными тепловыми сетями

2.2 Определение среднемесячных и среднегодовых значений температуры окружающей среды и сетевой воды

2.3 Определение нормируемых эксплуатационных часовых тепловых потерь при среднегодовых условиях работы тепловой сети

2.4 Определение нормируемых эксплуатационных месячных тепловых потерь

2.5 Определение нормируемых эксплуатационных тепловых потерь с потерями сетевой воды

2.6 Определение суммарных эксплуатационных тепловых потерь

3. Составление нормативных режимов

3.1 Общие сведения о нормативных режима

3.2 Нормативный тепловой режим

3.3 Нормативный гидравлический режим

3.4 Нормативный температурный режим

4. Составление режимных характеристик.

4.1 Общие сведения о режимных характеристиках

4.2 Гидравлическая режимная характеристика

4.3 Температурная режимная характеристика

5. Составление гидравлической энергетической характеристики

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Энергетические характеристики разрабатываются для систем теплоснабжения с расчетной тепловой нагрузкой 100 Гкал/ч и более, источниками тепловой энергии для которых служат тепловые электростанции и районные котельные, и предназначены для анализа состояния оборудования тепловых сетей и режимов работы систем теплоснабжения, а также для оценки эффективности мероприятий, проводимых организациями, эксплуатирующими тепловые сети, в целях повышения уровня эксплуатации систем теплоснабжения.

Энергетические характеристики определяются для тепловой сети, принадлежащей энергоснабжающей организации. При обосновании допускается определять эти характеристики для отдельных тупиковых магистралей тепловой сети, присоединенных к коллекторам источника тепловой энергии.

Для тепловых сетей энергетические характеристики составляются по следующим показателям:

- потери сетевой воды (утечки);

- тепловые потери (тепловая энергетическая характеристика);

- удельный расход электроэнергии на транспорт тепловой энергии (гидравлическая энергетическая характеристика).



1. Составление энергетической характеристики по показателю «потери сетевой воды»

1.1 Составляющие потерь сетевой воды

Энергетическая характеристика по показателю «потери сетевой воды» (ПСВ) устанавливает зависимость технически обоснованных потерь теплоносителя на транспорт и распределение тепловой энергии от источника до потребителей от характеристик и режима работы тепловой сети (системы теплоснабжения).

Данная энергетическая характеристика рассматривается для двух элементов системы теплоснабжения: тепловых сетей, с разбивкой их по принадлежности, и систем теплопотребления. Только в этом случае возможно проведение анализа причин несоответствия фактических эксплуатационных и расчетных значений потерь сетевой воды путем сопоставления количества отпущенной, потребленной и возвращенной сетевой воды.

В общем виде значение ПСВ зависит от следующих характеристик и показателей тепловой сети (системы теплоснабжения):

- плотности (или распределения) тепловой нагрузки по площади застройки, единичной мощности систем теплопотребления, количества индивидуальных или групповых абонентских присоединений;

- структуры тепловых сетей по соотношению материальных характеристик (произведений наружных диаметров на длину) магистральных и распределительных трубопроводов;

- вида применяемых устройств компенсации температурных удлинений трубопроводов, типа и количества запорно-регулирующей арматуры в тепловой сети, на индивидуальных, групповых и центральных тепловых пунктах;

- технологических схем присоединения потребителей (зависимой, независимой) и обеспечения нагрузки горячего водоснабжения (открытой, закрытой, смешанной), типа, количества и схем присоединения подогревателей горячего водоснабжения (в закрытой системе теплоснабжения), типа и количества автоматических регуляторов температуры и других средств авторегулирования;

- типа и количества насосного оборудования, средств автоматического регулирования и защиты;

- срока эксплуатации трубопроводов и оборудования тепловых сетей и систем теплопотребления, их технического состояния;

- значений рабочих давления и температуры сетевой воды при заданных режимах работы системы теплоснабжения.

Потери сетевой воды в процессе транспорта, распределения и потребления тепловой энергии разделяются на технологические и с утечкой.

К технологическим ПСВ как необходимым для обеспечения нормальных режимов работы систем теплоснабжения и обусловленным принятыми технологическими решениями и техническим уровнем применяемого оборудования и устройств относятся:

- затраты сетевой воды на пусковое заполнение тепловых сетей и систем теплопотребления после проведения планово-предупредительного ежегодного ремонта, а также при подключении новых сетей и систем;

- технологические сливы в средствах автоматического регулирования и защиты (которые предусматривают такой слив) в размере, не превышающем установленный техническими условиями;

- затраты сетевой воды на проведение плановых эксплуатационных испытаний и работе в размере, не превышающем технически обоснованные значения.

К ПСВ с утечкой относятся:

- технологические потери (затраты) сетевой воды, превышающие технически обоснованные значения;

- потери сетевой воды при нарушениях нормальных режимов работы систем теплоснабжения, связанных с нарушением плотности (повреждениями) тепловой сети или систем теплопотребления и с проведением аварийно-восстановительных работ по их устранению;

- потери сетевой воды с ее сливом или отбором из тепловой сети или систем теплопотребления на удовлетворение потребностей в тепловой энергии или воде, не предусмотренных техническими решениями и договорными отношениями.

1.2 Определение нормируемых годовых потерь сетевой воды

Нормируемые годовые потери сетевой воды (ПСВ) в тепловой сети (системе теплопотребления) , м³/год, определяются по формуле

,(1)

где - расчетные годовые технологические ПСВ, м³/год;

- расчетные годовые ПСВ, связанные с пуском тепловых сетей и местных систем в эксплуатацию после планового ремонта и с подключением новых сетей и систем после монтажа, м /год;

- расчетные годовые ПСВ со сливами из средств автоматического регулирования и защиты. установленных на тепловых сетях и системах теплопотребления, м³/год;

- расчетные годовые ПСВ, неизбежные при проведении плановых эксплуатационных испытаний и других регламентных работ на тепловых сетях и системах теплопотребления, м³/год;

- расчетные годовые ПСВ с нормативной утечкой из тепловой сети и систем теплопотребления, м³/год.

Расчетные годовые ПСВ на ввод в эксплуатацию тепловых сетей и систем теплопотребления после планового ремонта и подключение новых сетей условно принимаются кратными соответствующим внутренним объемам присоединенных тепловых сетей и систем теплопотребления и устанавливаются действующими нормативно-техническими документами (HTД) равными:

- для тепловых сетей энергетического комплекса - 1,5 кратному объему;

- для тепловых сетей и систем теплопотребления коммунального хозяйства - 1,2 кратному объему.

м

м³/год,(2)

Расчетные годовые ПСВ со сливами из средств автоматического регулирования и защиты (САРЗ) определяются по формуле

G _па ^р ===902,88 м3/год,(3)

где g - технически обоснованный расход сетевой воды на слив для каждого типа используемых САРЗ, м³/ч;

N - среднегодовое количество однотипных САРЗ, находящихся в работе, шт;

п - среднегодовое число часов работы САРЗ, ч.

Расчетные годовые ПСВ на проведение плановых эксплуатационных испытаний и промывок тепловых сетей и систем теплопотребления определяются исходя из установленной НТД периодичности проведения и физического объема в планируемом году и эксплуатационных норм ПСВ, разработанных и утвержденных руководством энергоснабжающей организации по каждому виду работ для тепловых сетей, находящихся на ее балансе.

м³/год,(4)

Нормативные ПСВ с утечкой , , определяются по формуле:

,(5)

где а - нормируемая среднегодовая утечка сетевой воды ; устанавливается ПТЭ не более 0,25% в час от среднегодового объема сетевой воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления (0,0025;

- среднегодовой объем сетевой воды в тепловой сети и системах теплопотребления, ;

- среднегодовая норма ПСВ с утечкой, ;

- продолжительность работы системы теплоснабжения в течение года, ч.

Среднегодовой внутренний объем сетевой воды в тепловой сети и системах теплопотребления, , определяется по формуле:

,(6)

м; м.

где и - объем сетевой воды в трубопроводах тепловых сетей и системах теплопотребления соответственно в отопительном и летнем периодах работы системы теплоснабжения, ;

и - продолжительность соответственно отопительного и летнего периодов работы системы теплоснабжения, ч.

Объемы сетевой воды и определяются по формулам:

м³,

м³,(7)

где и - объемы сетевой воды в трубопроводах и оборудовании тепловых сетей соответственно в отопительном и летнем периодах работы системы теплоснабжения, определяемые раздельно по балансовой принадлежности и в целом по тепловым сетям, ;

и - объемы сетевой воды в системах теплопотребления соответственно в отопительном и летнем периодах работы системы теплоснабжения,

м³,(9)

Сезонные нормы утечки для отопительного и летнего периодов работы системы теплоснабжения, , определяются по формулам:

м³/ч,(10)

м³/ч, (11)

м³/год,(12)

м³/ч.(13



2. Cоставление тепловой энергетической характеристики

2.1 Определение тепловых потерь водяными тепловыми сетями

Тепловая энергетическая характеристика - это выраженная в абсолютных или относительных величинах зависимость технологических затрат тепловой энергии на ее транспорт и распределение от источника тепловой энергии до границы балансовой принадлежности тепловых сетей от температурного режима работы тепловых сетей и внешних климатических факторов при заданной схеме и конструктивных характеристиках тепловых сетей.

Значения тепловых потерь тепловыми сетями через теплоизоляционные конструкции зависят от:

- вида теплоизоляционной конструкции и примененных теплоизоляционных материалов;

- типов прокладки (надземная, подземная канальная и бесканальная);

- температурного режима и продолжительности работы тепловой сети в течении года;

- параметров окружающей среды: температуры наружного воздуха, грунта и характера ее изменения в течение года, а в отдельных случаях от скорости ветра (при надземной прокладке);

- материальной характеристики тепловой сети и ее структуры по диаметрам и протяженности трубопроводов по типам прокладки и видам теплоизоляционных конструкций; срока и условий эксплуатации тепловых сетей.

Тепловые потери в конкретных тепловых сетях являются величиной индивидуальной как в абсолютном так и в относительном виде и не могут без дополнительного анализа являться показателем для сравнительной оценки энергетической эффективности транспорта и распределения тепловой энергии различных тепловых сетей.

2.2 Определение среднемесячных и среднегодовых значений температуры окружающей среды и сетевой воды

Для построения тепловой энергетической характеристики должны быть заданы график нормативной температуры сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах источника в зависимости от температуры наружного воздуха и ожидаемые среднемесячные значения температуры наружного воздуха и температуры грунта на глубине трубопроводов подземной прокладки.

Пользуясь графиком необходимо определить среднемесячные температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при среднемесячных значениях температуры наружного воздуха и температуры грунта. Результаты свести в табл. 1.

Таблица 1

Среднемесячные и среднегодовые значения температуры окружающей среды и сетевой воды

Месяц	Значение температуры,	Значение температуры сетевой воды,
	грунта на средней глубине заложения,	наружного воздуха	в подающем трубопроводе	в обратном трубопроводе
Январь	1,2	-12,1	105	54
Февраль	1	-11,6	103	53
Март	0,8	-6,1	90	49
Апрель	0,8	4,3	70	40
Май	3,1	13,4	70	40
Июнь	7,2	17	70	40
Июль	10,4	19	70	40
Август	11,5	17,4	70	40
Сентябрь	11	11,5	70	40
Октябрь	8,1	4	70	40
Ноябрь	4,8	-3,4	83	46
Декабрь	3,4	-9,2	98	51
Среднегодовое значение	5,28	3,68	80,75	44,4

2.3 Определение нормируемых эксплуатационных часовых тепловых потерь при среднегодовых условиях работы тепловой сети

Нормируемые эксплуатационные часовые тепловые потери через теплоизоляционные конструкции по видам прокладки в целом для тепловой сети при среднегодовых температурных условиях ее работы, Вт (Гкал/ч), определяются:

для участков подземной прокладки суммарно для подающего и обратного трубопроводов по формуле:

, (14)

для участков надземной прокладки раздельно для подающего и обратного трубопроводов по формулам:

, (15)

, (16)

где - удельные часовые тепловые потери участков тепловых сетей, Вт/м, определенные на основании расчета соответственно для подземной прокладки суммарно по подающему и обратному трубопроводам и раздельно для надземной прокладки;

L - длина трубопроводов на участке тепловой сети с диаметром в двухтрубном, исчислении при подземной прокладке и по подающей или обратной линии при надземной прокладке, м;

- коэффициент местных тепловых потерь, учитывающий тепловые потери арматурой, компенсаторами, опорами; принимается для подземной канальной и надземной прокладок равным 1,2 при диаметрах трубопроводов до 150 мм и 1,15 при диаметрах 150 мм и более, а также при всех диаметрах бесканальной прокладки.

Для участков тепловых сетей с подземной канальной прокладкой среднегодовые часовые удельные тепловые потери , Вт/м, определяются по формуле:

, (17)

где - температура воздуха в канале,;

- среднегодовая температура грунта,;

- термическое сопротивление внутренней поверхности канала, ;

- термическое сопротивление массива грунта, .

Температура воздуха в канале , определяется по формуле:

, (18)

где - среднегодовая температура теплоносителя соответственно в подающем и обратном трубопроводе,;

- термическое сопротивление слоя изоляции соответственно подающего и обратного трубопровода, ;

- термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изолированного трубопровода в воздушное пространство канала, .

Термическое сопротивление слоя изоляции , определяется по формуле:

, (19)

где - наружный диаметр трубопровода, м;

- толщина изоляции трубопровода, м;

- коэффициент теплопроводности изоляций, .

Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изолированного трубопровода в воздушное пространство канала , , определяется по формуле:

, (20)

где - коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху канала, , принимается по табл. 2.

Термическое сопротивление внутренней поверхности канала , определяется по формуле:

, (21)

где - коэффициент теплоотдачи от воздуха в канале к стенке канала, , принимается по табл. 2;

- эквивалентный диаметр сечения канала в свету, м.

Эквивалентный диаметр сечения канала в свету, м, определяется по формуле:

, (22)

где b - ширина канала, м;

h - высота канала, м.

.

Таблица 2

Коэффициенты теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи от поверхности теплоизолированной конструкции в окружающий воздух,	Коэффициент теплоотдачи от воздуха в канале к стенке канала,
В непроходимых каналах	В тоннелях	При надземной прокладке при среднегодовой расчетной скорости ветра, м/с
		5	10	15
8	11	20	30	35	8

Термическое сопротивление массива грунта , , определяется по формуле

, (23)

где H - глубина заложения до оси трубопровода, м;

- коэффициент теплопроводности грунта, , принимается по табл. 3.

Таблица 3

Коэффициент теплопроводности грунтов в зависимости от степени увлажненности

Вид грунта	Коэффициент теплопроводности грунтов ,
	Сухого	Влажного	Водонасыщенного
1. Песок, супесь	1,10	1,92	2,44
2. Глина, суглинок	1,74	2,56	2,67
3. Гравий, щебень	2,03	2,73	3,37

,

,

.

Для участков тепловых сетей с надземной прокладкой тепловые потери, Вт/м, рассчитываются для подающего и обратного трубопроводов соответственно по формулам:

, (24)

, (25)

где - среднегодовая температура наружного воздуха, °С.

Термическое сопротивление изоляции , , рассчитывается по формуле (19). Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изолированного трубопровода к окружающему воздуху , , определяется по формуле (20), при этом коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху принимается по табл. 3 в зависимости от значения скорости ветра.

,

,

,

,

,

, ,

, ,

,

.

Результаты расчетов нормируемых эксплуатационных часовых тепловых потерь через теплоизоляционные конструкции по видам прокладки в целом для тепловой сети при среднегодовых температурных условиях ее работы целесообразно свести в табл. 4.



Таблица 4

Результаты расчетов нормируемых эксплуатационных часовых тепловых потерь через теплоизоляционные конструкции

Участок	Тип, прокладки	Наружный диаметр,,м	Длина участка, L,м	Удельные тепловые, потери ,Вт/м	Коэф-фициент местных тепловых потерь	Часовые среднегодовые тепловые потери ,Вт (Гкал/ч)
1	подземка	0,289	406	78,56	1,15	36679 (0,032)
2	подземка	0,392	501	96,3	1,15	55469,1 (0,048)
5	подземка	0,263	477	73,77	1,15	40466,2 (0,035)
	под	обр		под	обр
3	надземка	0,372	417	96,8	45,5	1,15	44656,3 (0,038)	20995,4 (0,018)
4	надземка	0,473	401	78,6	36,97	1,15	37715,1 (0,032)	17730,8 (0,015)
6	надземка	0,404	363	84,4	39,7	1,15	35239,5 (0,03)	16567,3 (0,014)

2.4 Определение нормируемых эксплуатационных месячных тепловых потерь

Месячные тепловые потери тепловой сети определяются исходя из тепловых потерь при среднегодовых условиях, пересчитанных на средние температурные условия соответствующих месяцев, и количества часов в данном месяце. Результаты расчетов сводятся в табл. 5.

Нормируемые эксплуатационные месячные тепловые потери через теплоизоляционные конструкции тепловой сети , ГДж (Гкал), определяются по формуле:

,(26)

где - нормируемые эксплуатационные часовые тепловые потери участков соответственно для подземной прокладки суммарно по подающему и обратному трубопроводам и раздельно для надземной прокладки при среднемесячных условиях работы сети, Вт (Гкал/ч);

- продолжительность работы тепловой сети в рассматриваемом месяце, ч.

Нормируемые эксплуатационные часовые тепловые потери участков при среднемесячных условиях работы сети, Вт (Гкал/ч), определяются:

для участков подземной прокладки суммарно по подающему и обратному трубопроводам по формуле:

,(27)

для участков надземной прокладки раздельно по подающему и обратному трубопроводам по формулам:

, (28)

, (29)

где - ожидаемые среднемесячные значения температуры сетевой воды соответственно в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети по температурному графику при ожидаемых среднемесячных значениях температуры наружного воздуха, °С;

- ожидаемые среднемесячные значения температуры соответственно грунта на глубине заложения трубопроводов и наружного воздуха, °С.

Январь

Q=132079,3=181232,2 Вт,

Q=117610,9=178697,8 Вт,

Q=55293,47=89756,8 Вт,

Q=(181232,2+178697,8+89756,8)744=287,4 Гкал.

Нормируемые эксплуатационные тепловые потери через теплоизоляционные конструкции по сезонам работы тепловой сети (отопительному и летнему) и в целом за год определяются как сумма нормируемых эксплуатационных месячных тепловых потерь. При определении сезонных потерь тепла тепловые потери переходных месяцев распределяются пропорционально числу часов работы сети в том или другом сезонах.

Таблица 5

Месячные тепловые потери тепловой сети

Месяц	,ч	,Вт (Гкал/ч)	,Вт (Гкал/ч)	,Вт (Гкал/ч)	, (Гкал)
Январь	744	181232,2 (0,1552)	178697,8 (0,1537)	89756,8 (0,0772)	287,4
Февраль	672	178223,2 (0,1527)	174882,7 (0,1504)	87720 (0,0754)	254,5
Март	744	159012,2 (0,1362)	146651,2 (0,1261)	74820 (0,0643)	243,2
Апрель	720	125450,6 (0,1075)	100260 (0,0862)	48476,8 (0,0417)	169,5
Май	744	120127,1 (0,1029)	86373,1 (0,0743)	36120 (0,0311)	155
Июнь	720	110637,3 (0,0948)	80879,4 (0,0696)	31231,6 (0,0269)	137,7
Июль	744	103230,6 (0,0884)	77827,4 (0,0669)	28515,8 (0,0245)	133,9
Август	744	100684,6 (0,0862)	80269 (0,069)	30688,4 (0,0264)	135,2
Сентябрь	720	101842 (0,0872)	89272,6 (0,0768)	38700 (0,0333)	142,1
Октябрь	672	108554,2 (0,093)	100717,8 (0,0866)	48884,2 (0,042)	149
Ноябрь	720	138181 (0,1184)	131848,7 (0,1134)	67080 (0,0577)	208,5
Декабрь	744	164571,2 (0,141)	163590,1 (0,1407)	81745,3 (0,0703)	262

Энергетическая характеристика по тепловым потерям через теплоизоляционные конструкции тепловых сетей строится как зависимость тепловых потерь от среднемесячных значений разности температур сетевой воды и окружающей среды и представляется в виде графиков.

Как вспомогательные строятся графики зависимости значений часовых тепловых потерь от разности температур: для подземной прокладки - от разности средней температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах и температуры грунта, для надземной прокладки - от разности температуры сетевой воды и температуры наружного воздуха раздельно для подающего и обратного трубопровода.

2.5 Определение нормируемых эксплуатационных тепловых потерь с потерями сетевой воды

Нормируемые эксплуатационные годовые тепловые потери с утечкой сетевой воды , ГДж (Гкал), по формулам:

,(30)

или, с учетом (3):

, (31)

где а - нормируемая среднегодовая утечка сетевой воды ; устанавливается ПТЭ не более 0,25% в час от среднегодового объема сетевой воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления ;

- среднегодовой объем сетевой воды в тепловой сети и системах теплопотребления, ;

с - удельная теплоемкость сетевой воды, ;

- среднегодовая плотность воды, ; определяется при среднем значении среднегодовых температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах;

- среднегодовая температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, °С;

- среднегодовая температура холодной воды, °С;

- продолжительность работы системы теплоснабжения в течение года, ч.

Среднегодовая температура воды, поступающей на источник тепловой энергии для последующей обработки с целью подпитки тепловой сети, °С, определяется по формуле:



єС,(32)

где - значения температуры воды, °С, поступающей на источник тепловой энергии, соответственно в отопительном и летнем сезонах работы тепловой сети, определяются как средние значения из соответствующих среднемесячных значений температуры холодной воды; при отсутствии статистических эксплуатационных данных принимается и °С.

ГДж,

Нормируемые эксплуатационные тепловые потери с утечкой сетевой воды по сезонам работы тепловой сети - отопительному и летнему , ГДж (Гкал), определяются по формулам:

ГДж, (33)

ГДж.(34)

Нормируемые эксплуатационные тепловые потери с утечкой сетевой воды по месяцам в отопительном и летнему , ГДж (Гкал), сезонах определяются по формулам:

;(35)

.(36)

где - среднемесячные значения температуры сетевой воды соответственно в подающем и обратном трубопроводах, °С;

- средние значения температуры сетевой воды соответственно в подающем и обратном трубопроводах за отопительный сезон, °С; определяются как средние значения из среднемесячных значений температуры за соответствующий период;

- среднемесячное значение температуры холодной воды, °С; при отсутствии данных принимается равной .

Январь

ГДж,

Май

,

Для месяцев в которых осуществляется переход тепловой сети из одного режима (сезона) в другой тепловые потери по месяцам определяются по формулам и с подстановкой соответствующего числа часов работы сети (включая нахождение сети в заполненном состоянии) в данном месяце в отопительном и летнем сезоне.

Значения часовых среднегодовых и среднемесячных тепловых потерь с утечкой сетевой воды, Вт (Гкал/ч), определяется как частное от деления годовых или месячных тепловых потерь на количество часов в году или соответствующем месяце .



Таблица 6

Среднемесячные тепловые потери с утечкой сетевой воды

Месяц	, ч	,Вт	, Гкал/ч
Январь	744	19206	0,017
Февраль	672	18823	0,016
Март	744	16628	0,014
Апрель	720	12896	0,011
Май	744	8952	0,0077
Июнь	720	8701	0,0075
Июль	744	8952	0,0077
Август	744	8952	0,0077
Сентябрь	720	8701	0,0075
Октябрь	672	8701	0,0075
Ноябрь	720	11037	0,0095
Декабрь	744	13316	0,011

На график энергетической характеристики по тепловым потерям с нормативной утечкой сетевой воды наносятся зависимости значений месячных эксплуатационных тепловых потерь , определяемых по формулам и а также часовых среднегодовых и среднемесячных тепловых потерь от среднемесячных значений разности температур сетевой воды и температуры воды, поступающей на источник тепловой энергии .

2.6 Определение суммарных эксплуатационных тепловых потерь

Суммарная тепловая энергетическая характеристика строится для нормируемых эксплуатационных месячных потерь путем суммирования соответствующих значений тепловых потерь через теплоизоляционные конструкции и тепловых потерь с потерями сетевой воды .

Годовые нормируемые эксплуатационные , и находятся путем суммирования соответствующих значений месячных тепловых потерь.

Суммарная тепловая энергетическая характеристика может быть также представлена в виде доли или процентного отношения к значению планируемого отпуска тепловой энергии от источника тепловой энергии в тепловую сеть.

Планируемое значение отпуска тепловой энергии в месяц , ГДж (Гкал), определяется по формуле:

,(37)

где - максимальная тепловая нагрузка отопления и вентиляции потребителя, Вт (Гкал/ч);

- максимальная тепловая нагрузка горячего водоснабжения потребителя, Вт (Гкал/ч);

- температура в помещении, °С;

- температура наружного воздуха, °С;

- расчетная температура наружного воздуха отопительного периода, °С.

Январь

Q^м= = 11384,6 Гкал (47667,3 ГДж)

Процентное отношение суммарных месячных тепловых потерь к значению планируемого отпуска тепловой энергии ,%, определяется по формуле: энергетический гидравлический тепловой сеть

.(38)

Январь

m_м==2,64%

Среднегодовое процентное отношение суммарных тепловых потерь к значению планируемого отпуска тепловой энергии , %, определяется по формуле:

m_г=%.(39)

Результаты расчетов сводятся в табл. 7. По данным таблицы строятся графики нормируемых месячных и годовых тепловых потерь через тепловую изоляцию и с утечкой сетевой воды и отношения нормируемых тепловых потерь к отпуску тепла.

Таблица 7

Месячные и годовые тепловые потери тепловой сети

Месяц	,ч	,ГДж, (Гкал)	,ГДж (Гкал)	,ГДж (Гкал)	,ГДж (Гкал)	,%
Январь	744	1203,3 (287,4)	51,4 (12,3)	300,1 (71,7)	47667,3 (11384,6)	2,64
Февраль	672	1065,6 (254,5)	45,5 (10,9)	265,8 (63,5)	42563,4 (10165,6)	2,95
Март	744	1018,3 (243,2)	44,5 (10,6)	254,2 (60,8)	41143,1 (9826,4)	2,59
Апрель	720	709,7 (169,5)	33,4 (8)	177,8 (42,5)	28872,3 (6895,7)	2,58
Май	744	649 (155)	32,2 (7,7)	163,6 (39,1)	19939,8 (4762,3)	3,43
Июнь	720	576,5 (137,7)	31,1 (7,4)	146 (34,9)	15508,2 (3703,9)	3,94
Июль	744	560,6 (133,9)	32,2 (7,7)	142,4 (34)	13850,6 (3308)	4,3
Август	744	565,2 (135,2)	32,2 (7,7)	143,7 (34,3)	15590,3 (3723,5)	3,86
Сентябрь	720	595 (142,1)	31,1 (7,4)	150,3 (36)	21296 (5086,2)	2,96
Октябрь	672	623,9 (149)	31,1 (7,4)	156,7 (37,5)	27242,3 (6506,4)	2,41
Ноябрь	720	873 (208,5)	39,7 (9,5)	218,3 (52,2)	36975 (8830,9)	2,47
Декабрь	744	1097 (262)	47,9 (11,4)	273,9 (65,5)	44514,1 (10631,5)	2,58
Годовые значения	8760	9537,1 (2278)	452,4 (108,3)	2392,8 (572)	355162,4 (84425)	36,71



3. Составление нормативных режимов

3.1 Общие сведения о нормативных режимах

Совокупность потребителей - функциональное объединение тепловых пунктов и систем теплопотребления всех потребителей, граница которого расположена между тепловыми пунктами и тепловой сетью.

Нормативный режим совокупности потребителей - зависимость от температуры наружного воздуха на протяжении отопительного сезона усредненных температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, суммарных расходов сетевой воды в этих трубопроводах и суммарного потребления тепловой энергии на границе между концевыми участками тепловой сети и совокупностью потребителей.

Система теплоснабжения - совокупность гидравлически связанных трубопроводов, установок и устройств для производства, передачи, распределения и использования тепловой энергии.

Нормативный режим системы теплоснабжения - зависимость от температуры наружного воздуха на протяжении отопительного сезона температур сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах на выводах всех источников тепловой энергии, суммарных расходов сетевой воды в этих трубопроводах и суммарного отпуска тепловой энергии с учетом ее потерь в тепловой сети.

Нормативные режимы строятся в виде зависимостей от температуры наружного воздуха при нескольких ее характерных значениях. Обычно при выполнении расчетов в качестве характерных принимают следующие значения температуры наружного воздуха:

- температуру начала отопительного периода , єС;

- температуру точки излома температурного графика , єС;

- температуру точки срезки температурного графика , єС;

- расчетную температуру отопительного периода , єС;

- промежуточную, лежащую посередине между значениями температуры наружного воздуха, соответствующими точкам излома и срезки температурного графика .

3.2 Нормативный тепловой режим

Значения нормативного расхода тепловой энергии у совокупности потребителей , Вт (Гкал/ч), при характерных значениях температуры наружного воздуха определяются по формуле:

,(40)

где - нормативный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию совокупности потребителей, Вт (Гкал/ч);

- нормативный расход тепловой энергии на горячее водоснабжение совокупности потребителей, Вт (Гкал/ч).

Значение нормативного расхода тепловой энергии, Вт (Гкал/ч), на отопление и вентиляцию совокупности потребителей:

,(41)

где - максимальная тепловая нагрузка отопления и вентиляции совокупности потребителей, Вт (Гкал/ч);

- температура в помещении, °С;

- расчетная температура наружного воздуха отопительного периода, °С;

- температура наружного воздуха, °С.

Максимальная тепловая нагрузка отопления и вентиляции совокупности потребителей, Вт (Гкал/ч), определяется по формуле:

Q_ов=Q_от+Q_в=12,2+6,3=18,5 Гкал/ч,(42)

Значение нормативного расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение совокупности потребителей , Вт (Гкал/ч), принимается равным их максимальной тепловой нагрузке горячего водоснабжения:

Q=Q_гв =3,05 Гкал/ч.(43)

Для єС:

Q=Гкал/ч,

Q=5,24+3,05=8,29 Гкал/ч.

Расчет для других температур производят аналогично.

Значение нормативного расхода тепловой энергии всеми системами теплопотребления у совокупности потребителей, Вт (Гкал/ч), определяется по формуле:

,(44)

В закрытой системе теплоснабжения Гкал/ч.

Нормативное значение расхода тепловой энергии в системе теплоснабжения слагается из нормативного значения потребления тепловой энергии совокупностью потребителей и нормативного значения потерь тепловой энергии трубопроводами всей тепловой сети на участках между источниками тепловой энергии и потребителями:

,(45)

где - нормативное значение тепловых потерь через теплоизоляционную конструкцию подающих трубопроводов тепловой сети, Вт (Гкал/ч);

- нормативное значение тепловых потерь через теплоизоляционную конструкцию обратных трубопроводов тепловой сети, Вт (Гкал/ч).

Нормативное значение тепловых потерь через теплоизоляционную конструкцию подающих и обратных трубопроводов тепловой сети, Вт (Гкал/ч), при каждой характерной температуре наружного воздуха допускается определять по формулам:

(46)

и

(47)

где - условные коэффициенты теплопередачи для трубопроводов тепловой сети соответственно при их подземной и надземной прокладках, ;

-материальные характеристики соответственно обоих трубопроводов подземной прокладки и подающих и обратных трубопроводов надземной прокладки на участках тепловой сети от источников тепловой энергии до потребителей, ;

- суммарная длина обоих трубопроводов подземной прокладки на участках тепловой сети от источника тепловой энергии до потребителей, м;

- средние нормативные значения температуры сетевой воды в подающей и обратной линиях тепловой сети при характерном значении температуры наружного воздуха, °С;

- среднее за отопительный сезон значение температуры грунта на глубине заложения трубопроводов, °С;

- характерное значение температуры наружного воздуха, °С.

Условный коэффициент теплопередачи для трубопроводов тепловой сети, , определяется:

при подземной прокладке по формуле:

,(48)

при надземной прокладке раздельно по подающим и обратным трубопроводам по формулам:

,(49)

,(50)

где - материальная характеристика по участкам тепловой сети соответственно для подземной прокладки суммарно по подающим и обратным трубопроводам и раздельно для надземной прокладки, ;

- нормируемые эксплуатационные часовые тепловые потери через теплоизоляционные конструкции по видам прокладки на участках тепловой сети энергоснабжающей организации при среднегодовых температурных условиях работы тепловой сети, Вт (Гкал/ч);

- среднегодовые значения температуры сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах тепловой сети, °С;

- среднегодовые значения температуры грунта на глубине заложения трубопроводов и наружного воздуха, °С.

Материальная характеристика по участкам всей тепловой сети определяется по формуле:

,(51)

где - наружный диаметр труб участков тепловой сети с данным видом прокладки, ;

L - длина трубопроводов на участке тепловой сети с диаметром по подающей и обратной линиям для подземной прокладки и по подающей или обратной линиям для надземной прокладки, м.

При различных диаметрах на отдельных участках подземной прокладки материальные характеристики вычисляются раздельно по подающему и обратному трубопроводам с последующим их суммированием.

Для :

;

;

;

;

Т.к. сравнительно малы, то:

Графики нормативного теплового режима системы теплоснабжения и совокупности потребителей строятся как зависимости от температуры наружного воздуха следующих величин:

- нормативного значения расхода тепловой энергии в системе теплоснабжения , Вт (Гкал/ч);

- нормативного значения расхода тепловой энергии у совокупности потребителей , Вт (Гкал/ч);

- нормативного значения расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию совокупности потребителей , Вт (Гкал/ч);

- нормативного значения расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение совокупности потребителей , Вт (Гкал/ч).

3.3 Нормативный гидравлический режим

Нормативные значения расхода сетевой воды в подающей линии у совокупности потребителей , т/ч, находятся путем суммирования значений расхода сетевой воды в подающих трубопроводах всех потребителей при соответствующем характерном значении температуры наружного воздуха, которое осуществляется по завершении гидравлических расчетов:

,(52)

где - значение нормативного расхода сетевой воды на отопление и вентиляцию потребителя, т/ч;

- значение нормативного расхода сетевой воды на горячее водоснабжение потребителя, т/ч.

Значение нормативного расхода сетевой воды на отепление и вентиляцию потребителя определяется по формуле:

,(53)

Значение нормативного расхода сетевой воды на горячее водоснабжение потребителя определяется:

при смешанной схеме включения подогревателей горячего водоснабжения по формуле:

;(54)

при последовательной схеме включения подогревателей горячего водоснабжения по формуле:

,(55)



где - температура горячей воды в системе горячего водоснабжения, °С, ;

- температура водопроводной воды, °С, зимой 5°С, летом 15°С;

- величина подогрева до обратной воды в первой ступени, °С, .

Для єС:

G= т/ч,

G= т/ч,

G=174,5+101,7=276,2 т/ч;

Расчет при других температурах производят аналогично.

Нормативные значения расхода сетевой воды в обратной линии совокупности потребителей , т/ч, в закрытой системе теплоснабжения одинаково с нормативным расходом сетевой воды в подающей линии:

.(56)

Нормативное значение расхода сетевой воды у совокупности потребителей, протекающей без потерь из подающей линии в обратную через системы теплопотребления , т/ч, определяется по формуле:

.(57)

В закрытой системе теплоснабжения .

Вследствие относительной малости нормативных значений потерь сетевой воды из подающих и обратных трубопроводов тепловой сети по сравнению с нормативными значениями расхода сетевой в подающей и обратной линиях допустимо пренебрегать нормативными значениями потерь сетевой воды и принимать для практических расчетов нормативные значения расхода сетевой воды в подающей и обратной линиях системы теплоснабжения равными значениям такого расхода, определенного у совокупности потребителей при соответствующих характерных значениях температуры наружного воздуха:

;(58)

и

.(59)

Графики нормативного гидравлического режима системы теплоснабжения и совокупности потребителей строятся как зависимости от температуры наружного воздуха следующих величин:

- нормативного значения расхода сетевой воды в подающей линии системы теплоснабжения , т/ч;

- нормативного значения расхода сетевой воды в обратной линии системы теплоснабжения , т/ч;

- нормативного значения расхода сетевой воды в подающей линии у совокупности потребителей , т/ч;

- нормативного значения расхода сетевой воды в обратной линии у совокупности потребителей , т/ч;

- нормативного значения расхода сетевой воды на отопление и вентиляцию совокупности потребителей , т/ч;

- нормативного значения расхода сетевой воды на горячее водоснабжение совокупности потребителей , т/ч.

3.4 Нормативный температурный режим

Нормативное значение температуры сетевой воды в подающей линии системы теплоснабжения , °С, при каждом характерном значении температуры наружного воздуха принимается по графику, утвержденному энергоснабжающей организацией:

.(60)

Нормативные значения температуры сетевой воды в подающей линии совокупности потребителей , °С, определяются исходя из нормативного графика сетевой воды в подающей линии системы теплоснабжения по формуле:

, (61)

где - нормативное значение падения температуры воды в подающей линии тепловой сети, °С.

,(62)

где с - удельная теплоемкость воды, .

Нормативное значение температуры сетевой воды в обратной линии совокупности потребителей , °С, определяется по формуле:

, (63)

где - нормативное значение разности температур сетевой воды в подающей и обратной линиях совокупности потребителей, °С.

Нормативное значение разности температур сетевой воды в подающей и обратной линиях совокупности потребителей определяется по формуле:

.(64)

Нормативное значение температуры сетевой воды в обратной линии системы теплоснабжения , °С, определяется по формуле:

,(65)

где - нормативное значение падения температуры воды в обратной линии тепловой сети, °С.

Нормативное значение падения температуры воды в обратной линии тепловой сети, °С, находится по формуле:

,(66)

Для : ,

єС,

t єС,

єС,

єС,

єС,

єС.

Расчет для других температур производится аналогично.

Графики нормативного температурного режима системы теплоснабжения и совокупности потребителей строятся как зависимости от температуры наружного воздуха следующих величин:

- нормативного значения температуры сетевой воды в подающей линии системы теплоснабжения , °С, по графику, утвержденному энергоснабжающей организацией;

- нормативного значения температуры сетевой воды в обратной линии системы теплоснабжения , °С, по графику, утвержденному энергоснабжающей организацией;

- нормативного значения температуры сетевой воды в подающей линии системы теплоснабжения , °С;

- нормативного значения температуры сетевой воды в обратной линии системы теплоснабжения , °С;

- нормативного значения температуры сетевой воды в подающей линии совокупности потребителей , °С;

- нормативного значения температуры сетевой воды в обратной линии совокупности потребителей , °С.



4. Составление режимных характеристик

4.1 Общие сведения о режимных характеристиках

Режимные характеристики системы теплоснабжения определяются на выводах трубопроводов сетевой воды от источников тепловой энергии и составляются по следующим показателям:

- среднечасовой расход сетевой воды в подающем трубопроводе системы теплоснабжения, отнесенный к единице отпущенной тепловой энергии (удельный расход сетевой воды) ;

- разность температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах систему теплоснабжения ;

- температура сетевой воды в обратном трубопроводе системы теплоснабжения .

Режимные характеристики системы теплоснабжения определяются на основе нормативных режимов системы теплоснабжения и совокупности потребителей.

4.2 Гидравлическая режимная характеристика

Нормативное значение удельного расхода сетевой воды в подающей линии системы теплоснабжения , т/Гкал, при каждом характерном значении температуры наружного воздуха определяется по формуле:

,(67)

где - нормативное значение расхода сетевой воды по подающей линии системы теплоснабжения при данном характерном значении температуры наружного воздуха, т/ч;

- нормативное значение расхода тепловой энергии в системе теплоснабжения при данном характерном значении температуры наружного воздуха, Гкал/ч.

Для єС:

g т/Гкал,

Удельный расход для других температур считаем аналогично.

График гидравлической режимной характеристики системы теплоснабжения строятся в зависимости от температуры наружного воздуха при ее характерных значениях.

4.3 Температурная режимная характеристика

Нормативное значение разности температур сетевой воды в подающей и обратной линиях системы теплоснабжения определяется по формуле:

, (68) или

, (69)

Для єС:

єС,

Расчет для других температур производим аналогично.

Графики температурной режимной характеристики системы теплоснабжения строятся в зависимости от температуры наружного воздуха при ее характерных значениях.



5. Составление гидравлической энергетической характеристики

Гидравлическая энергетическая характеристика - зависимость нормативного значения удельного расхода электроэнергии на транспорт тепловой энергии по тепловой сети энергоснабжающей организации от температуры наружного воздуха, стабильная при неизменном состоянии системы теплоснабжения в условиях соблюдения нормативной температуры сетевой воды в подающих трубопроводах и нормативной разности давлений в подающих и обратных трубопроводах на выводах источников тепловой энергии.

Гидравлическая энергетическая характеристика составляется только для той части тепловой сети, которая принадлежит энергоснабжающей организации.

Нормативное значение расхода электроэнергии на транспорт тепловой энергии определяется по мощности электрооборудования, расположенного на следующих насосных станциях тепловой сети:

- подкачивающих на подающей и обратной линиях тепловой сети;

- подмешивающих;

-зарядочно-разрядочных в установках с районными баками - аккумуляторами;

- дренажных.

Если энергоснабжающей организации принадлежат ЦТП потребителей, то нормативное значение расхода электроэнергии на них также входит в суммарное нормативное значение расхода ее на транспорт тепловой энергии.

Расход электроэнергии на сетевые, рециркуляционные и подпиточные насосы источников тепловой энергии, а также на зарядочные и разрядочные насосы центральных баков аккумуляторов, расположенных на источниках тепловой энергии, входит в собственные нужды источников тепловой энергии.

Нормативное значение удельного расхода электроэнергии на транспорт тепловой энергии в тепловой сети энергоснабжающей организаций , , при каждом характерном значении температуры наружного воздуха находится по формуле:

,(70)

где - нормативная среднесуточная мощность электродвигателей на всех насосных станциях, расположенных в тепловой сети энергоснабжающей организации, и в ЦТП, находящихся на ее балансе, при данном характерном значении температуры наружного воздуха, кВт;

- нормативный среднесуточный расход тепловой энергии, отпускаемый всеми источниками тепловой энергии в системе теплоснабжения при данном характерном значении температуры наружного воздуха, Гкал/ч.

Для данных параметров расхода сетевой воды у совокупности потребителей выбираем насосный агрегат 1Д500-63б.

Для єС:

Э;

Расчет для других температур производится так же.

График гидравлической энергетической характеристики тепловой сети строится в зависимости от температуры наружного воздуха по значениям , определенным при характерных значениях температуры наружного воздуха. Дополнительно на график наносятся значения нормативной среднесуточной мощности электродвигателей , определенные по графику (рис.1).



Рис. 1. Характеристика насоса (агрегата) 1Д500-63б



Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был проведен расчет тепловой сети и составлены энергетические характеристики по следующим показателям:

- потери сетевой воды (утечки) ;

- нормируемые эксплуатационные месячные тепловые потери через теплоизоляционные конструкции с потерями сетевой воды (утечки) и суммарные тепловые потери для каждого месяца;

- удельный расход электроэнергии на транспорт тепловой энергии в тепловой сети энергоснабжающей организации при каждом характерном значении температуры наружного воздуха.

В процессе выполнения работы были составлены нормативные режимы системы теплоснабжения в виде зависимостей от температуры наружного воздуха при нескольких ее характерных значениях.

Были составлены гидравлическая и температурная режимные характеристики системы теплоснабжения по следующим показателям

- среднечасовой расход сетевой воды в подающем трубопроводе системы теплоснабжения, отнесенный к единице отпущенной тепловой энергии .

- разность температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах системы теплоснабжения и температура сетевой воды в обратном трубопроводе системы теплоснабжения



Список использованных источников

1. Агеев В.А., Ефимов А.Ю. Составление энергетических характеристик водяных тепловых сетей. - Саранск: Красный Октябрь, 2004.

2. Левцев А.П., Агеев В.А. Прогнозирование режимов работы тепловых сетей //Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса Республики Мордовия: Материалы республиканской научно-практической конференции 27-28 марта 2201 г., г.Саранск.-Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2001.-С.217-219.

3. Левцев А.П., Куликов Н.Д., Агеев В.А. Прогнозирование потерь в тепловых сетях//Материалы научной конференции «ХХХ Огаревские чтения» (естественные и технические науки).-Саранск: Ковылк.тип., 2001.-С.319-321.

4. Манюк В.И., Каплинский Я.И. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. - М.: Стройиздат, 1982.

5. Методические указания по составлению энергетических характеристик для систем транспорта тепловой энергии (в трех частях): РД 153-34.0-20.523-98. - М.: СПО ОРГРЭС, 1999.

6. Рекомендации и пример расчета энергетической характеристики водяных тепловых сетей по показателю «потери сетевой воды»: РД 153-34.1-20.528-2001. - М.: СПО ОРГРЭС, 2002.

7. Рекомендации и пример расчета энергетической характеристики водяных тепловых сетей по показателю «тепловые потери»: РД 153-34.1-20.597-2001. -М.: СПО ОРГРЭС, 2001.

8. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1982.

9. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов / Госстрой России. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.

10. СНиП 2.04.07-88. Тепловые сети / Госстрой России. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.Размещено на Allbest.ru