Оптимизация системы теплоснабжения
Методика выбора системы теплоснабжения с помощью постановки и решения оптимизационной задачи. Проведение оптимизации путём выбора наиболее подходящего количество систем теплоснабжения для определённого участка теплоснабжения; его полные удельные затраты.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.05.2019 |
| Размер файла | 937,4 K |
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//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Оптимизация системы теплоснабжения
Распутин А.Л.
Показана методика выбора системы теплоснабжения с помощью постановки и решения оптимизационной задачи. Критерием оптимальности был выбран минимум удельных полных затрат на строительство или эксплуатацию. Оптимизация проводится путём выбора наиболее подходящего количество систем теплоснабжения для определённого участка теплоснабжения.
Введение
В России около 70% тепловой энергии производится централизованно. Из них около 40% производится на ТЭЦ. У централизованной системы есть свои преимущества, но также они обладают значительными недостатками.
Любая система теплоснабжения (рис. 1) состоит из:
Источника теплоты
Тепловой сети ?Потребителей
Рис. 1. Система теплоснабжения
Наиболее слабым место централизованной системы отопления является тепловая сеть, поскольку:
в ней теряется значительная часть теплоты
низкое качество ремонта может привести к прорывам и как следствие потерям рабочего тела
значительная протяжённость тепловой сети приводит к увеличению гидравлических сопротивлений и увеличению затрат электроэнергии
Но при этом в централизованной системе отопления снижаются удельные затраты на выработку теплоты поскольку увеличение мощности источника теплоты:
снижает удельный расход топлива
уменьшает количество обслуживающего персонала
Метод оптимизации
При проектировании нового населённого пункта ставится задача определения оптимального количества систем теплоснабжения на территории населённого пункта, при этом считается, что известны: тип зданий, количество жителей и плотность их расселения.
Населённый пункт площадью F разбивают на участки, каждому из которых соответствует своя система теплоснабжения. На рисунке 2 представлены возможные варианты теплоснабжения населённого пункта.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Рис 2. Возможные варианты теплоснабжения населённого пункта.
В качестве ограничения принимаются соотношения:
,
,
где, Fn; Fi- площадь населённого пункта и его участка по рассматриваемому варианту, m - количество районов и обслуживающих их систем теплоснабжения
- среднее за срок службы системы годовое количество теплоты, потреблённое населённым пунктом и его отдельными частями Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
- количество теплоты, потреблённое населённым пунктом (его
частью) в k-ом году, (кВт•ч/год); - срок службы системы, год
-удельный расход потреблённой теплоты, (кВт•ч/м2•год).
Количество потреблённой теплоты определяется по Приложению А (удельные тепловые характеристики для отопления и вентиляций зданий и температуры воздуха внутри помещений).
Полная мощность отдельно взятой котельной определяется исходя из потребляемой мощности отапливаемого участка и тепловых потерь во время транспортировки тепловой энергии с помощью коэффициента в, как известно тепловые потери увеличиваются при расширении тепловой сети, поэтому коэффициент в является функцией от площади участка - в=f(
Оптимальное количество систем теплоснабжения определяется по минимуму полных удельных затрат:
- удельные затраты соответственно полные, на выработку и на транспортировку тепловой энергии (Дж/руб) Соответственно запишем:
где (К1+S1) капитальные и текущие затраты на выработку теплоты, (К2+S2) - капитальные и текущие затраты на транспортировку.
Капитальные затраты (К) и текущие затраты (S) также являются функциями от площади отапливаемого участка К= f(F), S=f(F)
Соответственно решение поставленной задачи находится как минимум функции .
Пример решения оптимизационной задачи
Необходимо рассчитать систему теплоснабжения для населенного пункта, включающегося жилые 5-этажные дома, школу, детский сад, магазины.
Вначале определяем необходимые минимальные удельные затраты теплоты на отопление зданий и сооружений, из данных в условии задачи (Приложение А).
Затем рассматриваем возможные разбиение населенного пункта на участки теплоснабжения, определяем полное количество теплоты на отопление зданий в каждом из участков и выбираем соответственно наиболее подходящие котельные установки. Также рассчитываем капитальные затраты на монтаж тепловой магистрали к каждому из возможных вариантов, которые приведены в таблице 1.
Таблица 1
Капитальные затраты при различных вариантах теплоснабжения
|
Возможные варианты |
Проекткотельной |
Стоимость [руб] |
Затраты на тепл. магистраль |
|
|
ИТП |
БМК - 0,1 «ЭКОНОМ» |
1 530 000 х 32 |
5 300 000 |
|
|
ЦТП (1 участок) |
БМК - 4,8 «КОМФОРТ» |
7 880 000 х 1 |
11 000 000 |
|
|
ЦТП (4 участков) |
БМК - 1,0 «КОМФОРТ» |
3 430 000 х 4 |
9 320 000 |
|
|
ЦТП (8 участков) |
БМК - 0,6 «КОМФОРТ» |
2 780 000 х 8 |
7 500 000 |
После определения удельных капитальных затрат проводится расчет текущих затрат на предложенные варианты распределения систем теплоснабжения и соответственно вычисляются полные удельные затраты, приведенные в таблице 2.
теплоснабжение затрата оптимизационный
Таблица 2
Полные удельные затраты
|
Возможные варианты |
?уд1 [руб/кВт*ч] |
?уд2 [руб/кВт*ч] |
?уд [руб/кВт*ч] |
|
|
ИТП |
2.76 |
0,44 |
3,2 |
|
|
ЦТП (1 участок) |
0,73 |
1,25 |
1,98 |
|
|
ЦТП (4 участков) |
1,15 |
0,7 |
1,85 |
|
|
ЦТП (8 участков) |
1,97 |
0,52 |
2,49 |
Из результатов вычислений, приведенных в таблице 2, мы видим, что минимум удельных затрат достигается при разбиении населенного пункта на 4 участка теплоснабжения, что в данном примере является наиболее оптимальным вариантом теплоснабжения населенного пункта.
Список использованной литературы
Фролов Ф.М. Эксплуатация водяных систем теплоснабжения. - М.:Стройиздат , 1981.239 с. https://ru.wikipedia.org/
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
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 10.07.2017Эффективность водяных систем теплоснабжения. Виды потребления горячей воды. Особенности расчета паропроводов и конденсатопроводов. Подбор насосов в водяных тепловых сетях. Основные направления борьбы с внутренней коррозией в системах теплоснабжения.
шпаргалка [1,9 M], добавлен 21.05.2012Анализ существующей системы энергетики Санкт-Петербурга. Тепловые сети. Сравнительный анализ вариантов развития системы теплоснабжения. Обоснование способов прокладки теплопроводов. Выбор оборудования и строительных конструкций системы теплоснабжения.
дипломная работа [476,5 K], добавлен 12.11.2014Параметры наружного воздуха. Расчет нагрузок потребителей теплоты. Выбор системы теплоснабжения. Определение расходов сетевой воды. Построение пьезометрического графика. Температурный график регулирования закрытой независимой системы теплоснабжения.
курсовая работа [321,4 K], добавлен 23.05.2014Описание систем теплоснабжения исследуемых помещений. Оборудование, используемое для аудита систем теплоснабжения, результаты измерений. Анализ результатов исследования и план энергосберегающих мероприятий. Финансовый анализ энергосберегающих мероприятий.
дипломная работа [93,3 K], добавлен 26.06.2010Расчет 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 12.03.2013Потери тепла, их основные причины и факторы. Классификация и типы систем теплоснабжения, их характеристика и функциональные особенности: централизованные и децентрализованные, однотрубные, двухтрубные и бифилярные. Способы циркуляции воды в теплосети.
научная работа [1,3 M], добавлен 12.05.2014Исследование и проектирование геотермальных установок, а также системы отопления, работающих на геотермальных источниках теплоснабжения. Расчет коэффициента эффективности для различных систем геотермального теплоснабжения. Подбор отопительных приборов.
контрольная работа [139,6 K], добавлен 19.02.2011Подготовка к отопительному периоду. Режимы теплоснабжения для условий возможного дефицита тепловой мощности источников тепла, повышение надежности системы. Давления для гидравлических испытаний, графики проведения аварийно-восстановительных работ.
реферат [65,6 K], добавлен 01.03.2011Определение 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 08.03.2011Характеристика 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 23.05.2015Тепловой баланс, характеристика системы теплоснабжения предприятия. Расчет и подбор водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения. Расчет установки по использованию теплоты пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и отопления.
курсовая работа [194,9 K], добавлен 18.04.2012Проектирование системы теплоснабжения с использованием теплового насоса (отопление и горячее водоснабжение). Теплотехнический расчет системы. Расчет системы теплового насоса, теплопередающая поверхность конденсатора и производительность хладагента.
контрольная работа [158,3 K], добавлен 04.03.2012Расчет и анализ основных параметров системы теплоснабжения. Основное оборудование котельной. Автоматизация парового котла. Предложения по реконструкции и техническому перевооружению источника тепловой энергии. Рекомендации по осуществлению регулировки.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.03.2017Выполнение расчетов параметров воздуха, теплопотерь через стены, пол, перекрытие, расходов тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещений, вентиляцию, горячее водоснабжение с целью проектирования системы теплоснабжения завода.
курсовая работа [810,6 K], добавлен 18.04.2010Параметры системы теплоснабжения. Определение расхода теплоносителя. Разработка рекомендаций по повышению энергоэффективности системы теплоснабжения. Расчет технико-экономической эффективности от регулировки ТС. Автоматизация котельного агрегата.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.03.2017Оценка 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 13.10.2012Проблема 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.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.03.2015Описание 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 09.05.2015Классификация котельных установок. Виды отопительных приборов для теплоснабжения зданий. Газовые, электрические и твердотопливные котлы. Газотрубные и водотрубные котлы: понятие, принцип действия, главные преимущества и недостатки их использования.
реферат [26,6 K], добавлен 25.11.2014
