Отношение между эффективностью и типом регулирования тепловой нагрузки в централизованном теплоснабжении г. Риги
Пути регулирования тепловой нагрузки. Переход на температурный график с пониженными параметрами теплоносителя. Питьевая вода и водоснабжение. Оценка работы теплосетевых установок и технико-экономический расчет. Себестоимость произведенной теплоэнергии.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.02.2017 |
Размер файла | 1,5 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/
Отношение между эффективностью и типом регулирования тепловой нагрузки в централизованном теплоснабжении г. Риги
Д.т.н. Д. Турлайс, профессор,
А. Сорочинс, ассистент,
кафедра теплоэнергетических систем
Рижского технического университета;
А. Жигурс, председатель правления,
А. Церс, член правления,
АО «Ригас Силтумс» г. Рига, Латвия
О регулировании тепловой нагрузки
В сегодняшних рыночных условиях важно обеспечить потребителей требуемым количеством высококачественной тепловой энергии. Например, при обеспечении теплоснабжения г. Риги требуется учитывать различные законы изменения во времени тепловых нагрузок жилых, общественных и промышленных зданий, большую инерционность систем централизованного теплоснабжения, необходимость транспортировки тепловой энергии по разветвленным и протяженным тепловым сетям. Затруднение также вызывает разнородность тепловых нагрузок, подключенных к сетям теплоснабжения потребителей: отопление, вентиляция и горячее водоснабжение. Эти виды тепловых нагрузок изменяются по различным сезонным и суточным графикам и требуют тепловую энергию различного потенциала. Так, отопительная и вентиляционная нагрузки являются сезонными и зависят от температуры наружного воздуха, увеличиваясь при понижении и уменьшаясь при повышении температуры наружного воздуха. Нагрузка на горячее водоснабжение, напротив, относительно постоянна в течение всего года, т.е. мало зависит от температуры наружного воздуха, но имеет значительную суточную неравномерность.
Для решения задачи эффективного теплоснабжения потребителей, в том числе распределения тепловой нагрузки между ними, в системах теплоснабжения применяется система регулирования тепловой нагрузки [1].
Разрабатывая комплексную схему развития теплоисточника и теплосети, одной из главных задач является определение потребности в теплоисточниках и оптимальное распределение тепловой нагрузки между ними. От выбранного распределения тепловой нагрузки зависят технические и экономические показатели работы теплоисточника и теплосети, а также возможность развития - обеспечение подключения перспективных потребителей. Основными принципами развития централизованной системы теплоснабжения являются:
обеспечение тепловой энергией существующих потребителей и возможность подключения новых;
обеспечение максимальных нагрузок энергетических установок теплоисточников (когене- рационных энергоблоков);
гарантия надежности теплоснабжения;
экономическое обоснование стоимости поставки тепловой энергии.
После определения общей тепловой нагрузки следующей важной задачей является ее распределение между теплоисточниками и потребителями. Процесс распределения довольно сложен, т.к. надо принимать во внимание следующие ограничивающие факторы:
1.конфигурация, техническое состояние и рабочая характеристика теплосети, реальная возможность сооружения новых участков теплосети и реновация существующих;
2.тепловая мощность теплоисточника и его характеристики, возможность развития с учетом резервной мощности для обеспечения качественного теплоснабжения;
3.температурный график теплоносителя;
4.географическое расположение потребителей [2].
В существующих экономических условиях целесообразным является теплоснабжение с пониженными параметрами теплоносителя при централизованном количественном и качественно-количественном регулировании тепловой нагрузки. Преимущества и недостатки качественного и количественного регулирования тепловой нагрузки представлены в табл. 1.
Анализ развития систем централизованного теплоснабжения показывает, что методы количественного и качественно-количественного регулирования тепловой нагрузки в дальнейшем получат все большее распространение. Один из наиболее значимых факторов, приводящих к переходу на количественное регулирование нагрузки систем теплоснабжения, обусловлен тем, что системы водяного отопления имеют наилучшие режимные показатели при переменном расходе воды [1].
Таблица 1. Преимущества и недостатки качественного и количественного регулирования тепловой нагрузки при независимом подключении потребителей.
Способ регулирования тепловой нагрузки |
||
Качественное регулирование |
Количественное регулирование |
|
Преимущества 1.Малые теплопотери в теплосети. 2.Стабильный гидравлический режим теплосети. 3.Стабильный гидравлический режим теплоисточника. 4.Большой коэффициент полезного действия водогрейных котлов. 5.Некоторое повышение рабочего ресурса и надежности теплосетевых установок (в связи с меньшей средней температурой на выходе из теплоисточника Фй). |
Преимущества 1.Меньшее потребление электроэнергии на транспортировку теплоносителя. 2.Упрощение работы диспетчеров и персонала теплоисточника, которое связано с меньшей инерционностью регулирования тепловой нагрузки, т.к. система теплоснабжения быстрее реагирует на изменение давления, чем на изменение температуры. |
|
Недостатки 1.Большее потребление электроэнергии на транспортировку теплоносителя. 2.Интенсивный мониторинг диспетчерами прогноза погоды. |
Недостатки 1.Увеличение теплопотерь в теплосети. 2.Переменный гидравлический режим работы теплосети и теплоисточника. 3.Некоторое уменьшение рабочего ресурса и надежности теплосетевых установок (в связи с большей средней температурой Т-|). |
|
Параметры, которые практически независимы от метода регулирования, если действуют правила, что Т1 никогда не должно быть меньше, чем на температурном графике: -тепловая нагрузка; -температура воздуха в помещении; -температура горячей воды; -точность поддержания температуры воздуха внутри помещения и горячей воды; -затраты на подпитку сетевой воды; -скорость коррозии трубопроводов. |
Переход на температурный график с пониженными параметрами теплоносителя
температурный питьевой вода теплоэнергия
При существующем качественном регулировании тепловой нагрузки важнейшее место занимает температурный график сетевой воды. Его влияние на эффективность теплоснабжения показано в следующем примере, где в крупной котельной (далее - теплоцентраль - ТЦ) «Vecmilgravis», входящей в состав АS «Rigas Siltums» (АО «Ригас Силтумс»), осуществлен переход от температурного графика 130/70 ОС (со срезкой при 120 ОС) на температурный график 115/70 ОС.
В нижеприведенном расчете сравниваются эксплуатационные затраты при новом и старом температурном графике. Изменяя температурный график централизованного теплоснабжения, эксплуатационными переменными являются:
изменение потребления электроэнергии сетевых насосов на транспортировку теплоносителя.
изменение теплопотерь в теплосети.
Расчет потребления электроэнергии на транспортировку теплоносителя. Количество потребляемой электроэнергии за отопительный сезон на транспортировку теплоносителя можно рассчитать по формуле:
E=G.H.n.10-3/(367 з), МВт.ч(1)
где G - расход теплоносителя в теплосети, т/ч; H - разность давления сетевых насосов, м вод. ст.; n - число часов работы сетевого насоса за отопительный период; з - КПД насосной установки (КПД насоса зМ, умноженный на КПД электродвигателя з^Б); 367 - коэффициент для перевода используемых величин в систему СИ.
Сравнивая варианты с разными параметрами сетевой воды (при двух температурных графиках), определяем разницу в потреблении электроэнергии за отопительный сезон (принимаем, что КПД насосной установки при реальном расходе теплоносителя и разность давления практически не меняется):
С учетом того, что в теплосетях ТЦ «Vecmilgravis» гидравлические потери невелики, расчеты показывают возможность увеличения допустимого расхода теплоносителя до 30% без перекладки теплопровода и увеличения давления на теплоисточнике. Поэтому, если не учитывать изменение гидравлических потерь во внутреннем контуре теплоисточника, можно принять, что Нгр 1=Нгр 2=Н.
Следовательно, величина изменения расхода сетевой воды при переходе от старого к новому температурному графику зависит от изменения разницы температур в подающем трубопроводе Т1 и обратном T2. Эта величина не постоянна, а зависит от температуры наружного воздуха Тн. Поэтому коэффициент изменения расхода сетевой воды за отопительный сезон, при переходе от старого температурного графика к новому, рассчитан как средневзвешенная величина, учитывающая «долгостояние» температур наружного воздуха, т.е. суммарную продолжительность периодов с одинаковыми температурами наружного воздуха (табл. 2).
В связи с тем, что в «Латвийском строительном нормативе LBN 003-01 «Строительная климатология» [3] не указано «долгостояние» температур наружного воздуха, данные были взяты из [4].
Средневзвешенная величина коэффициента изменения расхода сетевой воды за отопительный сезон определяется по формуле:
По данным ТЦ «Vecmilgravis» средний расход сетевой воды за отопительный период составляет 537 т/ч, средняя разница давления сетевых насосов - 65 м вод. ст., продолжительность отопительного периода - 4920 ч. Тогда согласно формуле (4) изменение потребления электроэнергии составит:
ДЕ=(1, 271-1).537.65.(4920/(367.0, 8)).10-3= =158, 5 МВт.ч.
Следует отметить, что увеличение потребления электроэнергии сетевыми насосами не является прямой потерей электроэнергии, т.к. любой насос, в том числе сетевой, большую часть потребленной электроэнергии (около 90%) преобразует в тепло, которое отдается сетевой воде, т.е. насос, по сути, является электрокотлом.
Экспериментальные значения изменения температурного графика и расхода теплоносителя в теплосети ТЦ «Vecmilgravis» показаны на рис. 1 и 2.
Расчет изменения теплопотерь. Эксплуатационные теплопотери Qn состоят из двух составных частей:
теплопотери через поверхность трубопроводов и запорную арматуру Q1;
теплопотери с утечкой теплоносителя из теплосетей Q.
При неизменных обстоятельствах вторая составляющая практически не меняется.
Расчет теплопотерь через поверхность трубопроводов для подземных и надземных трубопроводов при разных температурных графиках за отопительный период необходимо производить отдельно [5]:
Сравнение вариантов с разными температурными графиками:
ДQ1=Q1Гр.2-Q1гр.1, МВт.ч.(12)
Принимая во внимание то, что надземные трубопроводы ТЦ «Vecmilgravis» имеют сравнительно небольшую протяженность, расчет можно производить по формуле (9), или:
фициент изменения теплопотерь при переходе от старого температурного графика к новому.
Величина изменения теплопотерь при переходе от старого к новому температурному графику зависит от изменения разницы температур в подающем трубопроводе T1 и обратном T2. Эта величина не постоянна, а зависит от температуры наружного воздуха Тн. Поэтому коэффициент изменения теплопотерь за отопительный сезон при переходе от старого температурного графика к новому рассчитан как средневзвешенная величина, учитывающая «дол- гостояние» температур наружного воздуха (табл. 3).
В связи с тем, что в «Латвийском строительном нормативе LBN 003-01 «Строительная климатология» [3] температура грунта также не указана, данные были взяты из [4] (для периода с октября по апрель на глубине 0, 8 м).
Средневзвешенная величина коэффициента изменения теплопотерь за отопительный сезон при переходе от старого к новому температурному графикуопределяется по формуле: k1=2(n.k1)/2n=0, 9481.
По данным ТЦ «Vecmilgravis» теплопотери при температурном графике 130/70 ОС (со срезкой при 120 ОС) составили 8311, 1 МВт.ч за отопительный период. Следовательно, с учетом того, что теплопотери через поверхность трубопроводов и запорную арматуру имеют решающее значение в изменении суммарных теплопотерь при переходе на новый температурный график, находим это изменение согласно формуле [13]:
ДQ1=0, 9481.8311, 1-8311, 1=-431 МВт.ч.
Заключение
Согласно проведенному расчету, при переходе ТЦ «Vecmilgravis» с температурного графика 130/70 ОС (со срезкой 120 ОС) на температурный график 115/70 ОС, увеличится потребление сетевой воды примерно на 30% (потребление электроэнергии сетевыми насосами увеличится на 158, 5 МВт.ч), а уменьшение теплопотерь составит около 5% (431 МВт.ч).
Как показала практика АО «Ригас Силтумс», при переходе на пониженный температурный график (рис. 3), теплоисточники могут обеспечить потребителей необходимыми параметрами теплоносителя.
При переходе на новый температурный график необходимо дополнительно провести оценку работы теплосетевых установок и выполнить технико-экономический расчет. При этом необходимо принимать во внимание себестоимость произведенной теплоэнергии и стоимость затраченной электроэнергии.
Литература
1.Шарапов В.И., Ротов П.В. Регулирование нагрузки систем теплоснабжения. М.: Новости теплоснабжения, 2007. 164 с.
2.Low-temperature District Heating. Nick Bjorn Andersen Centre for District Heating Technology. Danish Technological Institute.
3.Latvijas buvnormativs LBN 003-01 «Buvklimatologija». Riga: Ministru kabineta noteikumi Nr. 376, 2005. (Латвийский строительный норматив LBN 003-01 «Строительная климатология»).
4.Latvijas vides, geologijas un meteorologijas agentura (www.meteo.lv).
5.Metodiskie noradijumi siltuma zudumu noteiksanai udens siltuma tiklos. Riga: apstiprinati ar Energoapgades regule- sanas padomes rikojumu Nr. 26, 1997. (Методические указания по расчету теплопотерь в теплосетях).
6.«Energy Statistics 2005» as chapter 7 of 9 Version 1. 09-012007. Danish Energy Authority, 2007.
7.Combined Heat and Power Generation and District Heating in Denmark: History, Goals, and Technology Henry Manczyk, CPE, CEM, Director of Facilities Management, Monroe County, NY Michael D. Leach, Senior Administrative Analyst, City of Rochester, NY.
8.Egils Dzelzitis. The Basic Information on Automatization of Heating, Gas and Water Engineering Systems. Riga: Izd «Gandrs», 2005.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, выбор способа регулирования тепловой нагрузки, расчет диаметров магистральных трубопроводов котельной для разработки системы централизованного теплоснабжения жилых районов.
курсовая работа [402,0 K], добавлен 07.01.2011Тепловые сети, сооружения на них. Строительные особенности тепловых камер и павильонов. Тепловые потери в тепловых сетях. Тепловые нагрузки потребителей тепловой энергии, групп потребителей тепловой энергии в зонах действия источников тепловой энергии.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 20.03.2017Характеристика выпускаемых материалов и изделий. Описание процессов, протекающих при тепловой обработке стеновых панелей из тяжелого бетона. Выбор способа и режима тепловой обработки, теплоносителя и тепловой установки. Расчет ямной пропарочной камеры.
курсовая работа [321,3 K], добавлен 15.03.2015Выбор и обоснование режима тепловой обработки в производстве стеновых панелей. Определение количества агрегатов и их размеров. Уравнение теплового баланса установки. Расчет часовых и удельных расходов теплоты и теплоносителя по периодам обработки.
курсовая работа [292,2 K], добавлен 25.02.2014Эффективность применения бетона в современном строительстве. Тепловая обработка сборных железобетонных изделий. Определение требуемого количества тепловых агрегатов, их размеров и схемы размещения. Определение удельных расходов теплоты и теплоносителя.
курсовая работа [805,4 K], добавлен 04.12.2021Расчет обеспечения подачи тепловой нагрузки к потребителям микрорайона в городе Ижевск. Определение системы теплоснабжения. Выбор типа прокладки тепловой сети, строительных конструкций и оборудования. Разработка плана тепловой сети и выбор схемы трассы.
курсовая работа [613,5 K], добавлен 17.06.2013Тип проектируемого здания - индивидуальный 2-этажный жилой дом с чердаком и подвалом. Параметры наружного и внутреннего воздуха. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Определение фактической температуры в подвале, нагрузки на систему отопления.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.06.2014Техническая характеристика здания, его план и разрез. Характеристика климатического района строительства данного дома. Определение отопительной нагрузки помещения, приборов. Гидравлический расчет трубопровода. Подбор оборудования теплового ввода.
курсовая работа [157,3 K], добавлен 04.05.2015Определение для условий г. Воронеж расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города. Построение графиков часовых расходов теплоты и графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки.
курсовая работа [108,7 K], добавлен 22.11.2010Описание конструкции и работы кассетной установки с электропрогревом. Характеристика теплоносителя и его параметры: электроэнергия промышленной частоты 50 гЦ. Режим работы, конструктивный и тепловой расчеты проектируемой установки; техника безопасности.
курсовая работа [30,9 K], добавлен 24.09.2012Расчет системы теплоснабжения района города Волгограда: определение теплопотребления, выбор схемы теплоснабжения и вид теплоносителя. Гидравлический, механический и тепловой расчеты тепловой схемы. Составление графика продолжительности тепловых нагрузок.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.01.2015Расчет температур первичного теплоносителя и построение графиков в координатах -Q0, годового графика расхода тепла и воды. Продольный профиль главной линии тепловой сети. Расчетное количество подпиточной воды. Конструктивные элементы тепловых сетей.
курсовая работа [433,9 K], добавлен 24.11.2012Тепловой режим и теплопотери помещений здания. Расчет термических сопротивлений ограждающих конструкций. Выбор системы отопления здания и параметров теплоносителя. Расчет нагревательных приборов и оборудования. Проектирование системы вентиляции здания.
курсовая работа [753,8 K], добавлен 22.04.2019Расчет потребности поселка в горячей воде. Оценка свойств водопроводной воды как теплоносителя. Выбор технологической схемы ТПС. Расчет тепловых потоков горячего водоразбора и водоснабжения. Интегральные графики потребления и выработки теплоты.
контрольная работа [419,9 K], добавлен 07.06.2019Постоянные и временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов. Горизонтальные поперечные удары. Ледовая и ветровая нагрузки, гидростатическое выталкивание. Определение нагрузки на голову сваи и несущей способности сваи. Нагрузка от толпы на тротуаре.
курсовая работа [54,9 K], добавлен 22.06.2012Создание эффективной теплоизоляции в помещении. Параметры микроклимата; точка росы; санитарная норма тепловой защиты; расчёт толщины утеплителя. Проверка теплоустойчивости ограждения и его внутренней поверхности; теплофизические характеристики материалов.
курсовая работа [500,2 K], добавлен 22.10.2012Описание района строительства жилого дома. Теплотехнический расчет наружных ограждений. Определение тепловой нагрузки. Гидравлический расчет системы двухтрубной системы отопления. Аэродинамический расчет системы естественной вытяжной вентиляции.
контрольная работа [271,4 K], добавлен 19.11.2014Расчет принципиальной тепловой схемы и выбор оборудования. Автоматизация оборудования индивидуальных тепловых пунктов в объеме требований СП 41-101-95. Регулирование параметров теплоносителя в системах отопления и вентиляции. Экономический расчет проекта.
дипломная работа [406,1 K], добавлен 19.09.2014Природный газ как источник энергии, его преимущества по сравнению с другими видами топлива и сырья. Определение теплотворной способности газа. Выбор и описание схемы газоснабжения жилого дома. Расчет тепловой нагрузки и спецификации газового оборудования.
курсовая работа [41,1 K], добавлен 12.12.2010Расчет тепловой мощности системы отопления здания и гидравлических нагрузок. Определение воздухообмена в помещениях, теплопоступления от людей, искусственного освещения, через заполнение световых проемов. Расчет диаметров стояков, расхода газа и давления.
курсовая работа [316,4 K], добавлен 02.12.2010