Улучшение энергоэффективности тепловых сетей за счет изменения диаметров трубопроводов
Разработка математической модели тепловых и гидравлических режимов тепловой сети. Сравнительный анализ результатов до и после изменения диаметров трубопроводов на некоторых участках тепловой схемы и определение процента экономии электроэнергии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.08.2022 |
| Размер файла | 230,6 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/
УЛУЧШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ЗА СЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ
Нафиков А.С., бакалавр 3 курс,
факультет «Промышленная теплоэнергетика»
Гайнанов И.И., бакалавр 3 курс,
факультет «Промышленная теплоэнергетика»
Аннотация
Статья посвящена повышению энергоэффективности тепловых сетей за счет изменение диаметров трубопроводов. Рассмотрено сравнение результатов до и после изменения диаметров трубопроводов на некоторых участках тепловой схемы и высчитан процент экономии электроэнергии.
Ключевые слова: Потребитель, диаметры трубопроводов, тепловые сети, гидравлическая устойчивость, тепловые и гидравлические режимы.
Annotation
The article is devoted to improving the energy efficiency of heating networks by changing the diameters of pipelines
Key words: Consumer, pipeline diameters, heating networks, hydraulic stability, thermal and hydraulic modes.
Основная часть
Разработка математической модели тепловых и гидравлических режимов тепловой сети выполняется с помощью специализированного программного продукта, «Zulu 7.0», «ZuluThermo», теплогидравлических задач при эксплуатации сетей теплоснабжения посредством разработки расчетной математической модели тепловой сети.
Расчет удельных допустимых нормативных тепловых потерь по участкам теплотрассы выполнен в качестве примера для расчетного значения температуры наружного воздуха, для г. Уфы -35°С и температурного графика 95/70 °С.
электроэнергия тепловой трубопровод гидравлический
Таблица 1
Исходные данные по нагрузкам отапливаемых зданий
|
Потребитель |
Нагрузка, Гкал/ч |
|
|
П1 (АБК) |
0,18 |
|
|
П5 (Гараж 3) |
0,98 |
|
|
П13 (Склад готовой продукции) |
1,21 |
|
|
П10 (Бытовые помещения) |
0,75 |
|
|
П15 (Подогрев резервуаров) |
0,35 |
|
|
П11 (Медпункт) |
0,84 |
|
|
П12 (Склад химреактивов) |
1,02 |
Таблица 2
Основные теплогидравлические показатели режимов работы тепловых сетей после проведения наладочных мероприятий (Вариант 1)
|
Наименование Потребителя |
Расчетная Тепловая нагрузка, Гкал/ч |
Температура сетевой воды, °С |
Расход теплоносителя , м3/ч |
Диаметры шайбы перед СО, мм |
Потери напора на шайб е, м |
Давление В подающем трубопров оде, м |
Давление в обратном трубопров оде, м |
Диаметр ввода, мм |
||
|
На потребит еля |
Прямой |
Обратной |
На потребителя |
|||||||
|
ИСТ |
5,33 |
95,0 |
70,15 |
233,3 |
0,00 |
0,00 |
50,4 |
19,00 |
259 |
|
|
П13 (СГП) |
1,21 |
94,5 |
70,5 |
50,31 |
31,173 |
26,78 1 |
48,62 |
20,76 |
207 |
|
|
П5 (Г3) |
0,98 |
93,9 |
71,1 |
43,01 |
37,364 |
9,483 |
40,01 |
29,33 |
15 0 |
|
|
П1 (АБК) |
0,18 |
91,6 |
73,4 |
9,93 |
62,213 |
0,066 |
37,54 |
31,78 |
82 |
|
|
П10 (Быт.пом.) |
0,75 |
94,2 |
70,8 |
32,06 |
28,025 |
16,65 2 |
43,58 |
25,78 |
150 |
|
|
П15 (ПР) |
0,35 |
93,2 |
71,8 |
16,3 |
20,759 |
14,28 5 |
42,49 |
26,86 |
125 |
|
|
П11 (Медпункт ) |
0,84 |
93,9 |
71,1 |
36,99 |
36,255 |
7,918 |
39,23 |
30,10 |
150 |
|
|
П12 (С.Х/Р) |
1,02 |
93,9 |
71,1 |
44,7 |
45,273 |
4,755 |
38,84 |
30,49 |
150 |
Т.к. потери напора на потребителях велики, рассмотрим способы их снизить, а именно: изменить диаметры трубопроводов на участках, где потери напора составляют больше 10 м.
Таблица 3
Изменение параметров тепловой схемы после модернизации
|
Наимено вание потре бителя |
Диаметр ввода ''до'' |
Удельные линейные потери напора в под.тр-де, мм/м “до” |
Удельные линейные потери напора в обр.тр-де, мм/м “до” |
Диаметр ввода ''после'' |
Удельные линейные потери напора в под.тр-де, мм/м ”после” |
Удельные линейные потери напора в обр.тр-де, мм/м “после” |
|
|
ИСТ-У1 |
259 |
7,16 |
7,12 |
259 |
7,22 |
7,17 |
|
|
У1-П13 |
207 |
1,10 |
1,10 |
207 |
1,10 |
1,10 |
|
|
У1-У2 |
207 |
14,32 |
14,23 |
259 |
4,46 |
4,43 |
|
|
У2-У3 |
125 |
17,24 |
17,14 |
150 |
6,72 |
6,68 |
|
|
У3-П5 |
150 |
4,37 |
4,35 |
150 |
4,45 |
4,43 |
|
|
У3-П1 |
82 |
5,74 |
5,71 |
82 |
5,85 |
5,81 |
|
|
У2-У4 |
207 |
7,26 |
7,21 |
207 |
7,30 |
7,26 |
|
|
У4-П10 |
150 |
2,44 |
2,43 |
150 |
2,45 |
2,44 |
|
|
У4-У5 |
207 |
4,14 |
4,11 |
207 |
4,17 |
4,14 |
|
|
У5-П15 |
125 |
1,67 |
1,66 |
125 |
1,67 |
1,66 |
|
|
У5-У6 |
150 |
15,64 |
15,57 |
207 |
2,91 |
2,89 |
|
|
У6-П11 |
150 |
3,24 |
3,23 |
150 |
3,27 |
3,26 |
|
|
У6-П12 |
150 |
4,72 |
4,70 |
150 |
4,76 |
4,74 |
Таблица 4
Основные теплогидравлические показатели режимов работы тепловых сетей после проведения наладочных мероприятий и модернизации системы (изменение диаметров трубопроводов) (Вариант 2)
|
Наименование потребителя |
Расчетная тепловая нагрузка, Гкал/ч |
Температура сетевой воды, |
Расход теплоносителя, м3/ч |
Диаметры шайбы Перед СО, мм |
Потери Напора На шайбе, мм |
Давление в Подающем трубопро воде, м |
Давление в обратном трубопроводе, м |
Диаметр Ввода , мм |
||
|
На потребителя |
Прямой |
Обратной |
На потребителя |
|||||||
|
ИСТ |
5,33 |
95,0 |
70,155 |
234,1 |
0,00 |
0,00 |
50,40 |
19,00 |
259 |
|
|
П13 (СГП) |
1,21 |
94,50 |
70,50 |
50,29 |
34,45 |
17в, 96 |
39,81 |
20,78 |
207 |
|
|
П5 (Г3) |
0,98 |
93,80 |
71,20 |
43,38 |
37,39 |
9,63 |
35,71 |
24,86 |
150 |
|
|
П1 (АБК) |
0,18 |
91,50 |
73,50 |
10,01 |
70,19 |
0,04 |
33,19 |
27,36 |
82 |
|
|
П10 (Быт.пом .) |
0,75 |
94,20 |
70,80 |
32,09 |
30,22 |
12,3 5 |
37,03 |
23,54 |
150 |
|
|
П15 (ПР) |
0,35 |
93,20 |
71,80 |
16,31 |
22,73 |
9,97 |
35,94 |
24,62 |
125 |
|
|
П11 (Медпун кт) |
0,84 |
93,8 |
71,20 |
37,14 |
35,37 |
8,82 |
35,30 |
25,26 |
150 |
|
|
П12 (С.Х/Р) |
1,02 |
93,90 |
71,10 |
44,88 |
43,49 |
5,63 |
34,91 |
25,65 |
150 |
Рисунок 1 Схема тепловой сети до модернизации
Рисунок 2 Схема тепловой сети после модернизации
Необходимый напор сетевого насоса определяется по пьезометрическому графику как разность между напором на выходе сетевого насоса и напором на приеме сетевого насоса. [1,2]
Для первоначальной схемы он составит:
H = H - H = 50,4 - 20 = 30,4 м.
Определение полного расхода электроэнергии на привод сетевого насоса за отопительный период
где GHCT - полный расход теплоносителя, подаваемый источником потребителям, м3/ч; Нсетнасоса - необходимый напор сетевого насоса, м; "Лнасоса, П - КПД насоса и электродвигателя соответственно (принимаются равными 0,69 и 0,97 соответственно);
Для второго случая:
Расход электроэнергии составит:
Рисунок 3 Диаграмма потребления электроэнергии после оптимизационных работ, в сравнении с исходной тепловой сетью
Потребление электроэнергии после модернизации по сравнению с исходной тепловой сетью понизилось на 28,7 %.
Количественно гидравлическая устойчивость для тепловых систем оценивается коэффициентом гидравлической устойчивости: [2]
где ?Нпот - потери напора в системе теплопотребления; ?Нлин - потери напора в тепловой сети от теплоисточника до потребителя;
?Нрасп - располагаемый напор в тепловой сети на выходе из источника.
Таблица 5
Оценка гидравлической устойчивости по абонентам тепловой сети от источника АНрасп =30,4 м (Вариант 1)
|
Наименование потребителя |
Давление |
Коэффициент гидравлической устойчивости, К |
|||
|
Вход |
Выход |
Перепад |
|||
|
П13 (СГП) |
48,62 |
20,76 |
27,86 |
0,94195 |
|
|
П5 (Г3) |
40,01 |
29,33 |
10,68 |
0,58320 |
|
|
П1 (АБК) |
37,54 |
31,78 |
5,76 |
0,42830 |
|
|
П10 (Быт.пом.) |
43,58 |
25,78 |
17,80 |
0,75291 |
|
|
П15 (ПР) |
42,49 |
26,86 |
15,63 |
0,70553 |
|
|
П11 (Медпункт) |
39,23 |
30,10 |
9,13 |
0,53923 |
|
|
П12 (С.Х/Р) |
38,84 |
30,49 |
8,35 |
0,51568 |
Таблица 6
Оценка гидравлической устойчивости по абонентам тепловой сети от источника АНрасп = 21,6 м (Вариант 2)
|
Наименование потребителя |
Давление |
Коэффициент гидравлической устойчивости, К |
|||
|
Вход |
Выход |
Перепад |
|||
|
П13 (СГП) |
39,81 |
20,78 |
19,03 |
0,93863 |
|
|
П5 (Г3) |
35,71 |
24,86 |
10,85 |
0,70874 |
|
|
П1 (АБК) |
33,19 |
27,36 |
5,83 |
0,51953 |
|
|
П10 (Быт.пом.) |
37,03 |
23,54 |
13,49 |
0,79028 |
|
|
П15 (ПР) |
35,94 |
24,62 |
11,32 |
0,72393 |
|
|
П11 (Медпункт) |
35,30 |
25,26 |
10,04 |
0,68177 |
|
|
П12 (С.Х/Р) |
34,91 |
25,65 |
9,26 |
0,65475 |
При отношении располагаемого напора у концевого абонента сети к располагаемому напору на источнике порядка К=0,4 и выше можно считать гидравлическую устойчивость системы теплоснабжения удовлетворительной. [2]
Использованные источники
1. О.В. Смородова, В.В. Кузнецова Учебно-методическое пособие для проведения практических занятий по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий". Уфа.: УГНТУ 2005. 62 с.
2. И.Р. Байков, О.В. Смородова Учебно-методическое пособие для выполнения РГР по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий". Уфа.: УГНТУ 2015. 80 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Планировка микрорайона и трассировка тепловых сетей, тепловые нагрузки. Расчет тепловой схемы котельной, оборудование. Пьезометрический и температурный график. Гидравлический, механический расчет трубопроводов, схемы присоединения тепловых потребителей.
курсовая работа [532,9 K], добавлен 08.09.2010Определение опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей и агрессивности грунтов в полевых и лабораторных условиях. Признаки наличия блуждающих постоянных токов в земле для вновь сооружаемых трубопроводов. Катодная защита и анодное заземление.
курсовая работа [1000,6 K], добавлен 09.11.2011Деятельность предприятия ОАО "Нарьян–Марстрой", его котельня. Характеристика схемы тепловой сети, расчёт изоляции трубопроводов. Подбор сетевых насосов котельной и кабельных линий. Техника безопасности при работе с электроустановками и котлоагрегатами.
дипломная работа [978,4 K], добавлен 15.01.2011Определение структуры затрат на энергоресурсы и эксплуатацию котельной. Подбор циркуляционных насосов. Расчёт тепловой схемы котельной и определение диаметров трубопроводов. Построение графика отпуска тепловой энергии. Расчёт теплообменного аппарата.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.03.2017Подземная и надземная прокладка тепловых сетей, их пересечение с газопроводами, водопроводом и электричеством. Расстояние от строительных конструкций тепловых сетей (оболочка изоляции трубопроводов) при бесканальной прокладке до зданий и инженерных сетей.
контрольная работа [26,4 K], добавлен 16.09.2010Определение расчетных тепловых нагрузок, схемы присоединения водоподогревателя к тепловой сети и метода регулирования. График регулирования по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Гидравлический расчет тепловых сетей района города.
курсовая работа [329,8 K], добавлен 02.05.2016Технологические требования к строительным решениям производственных зданий и сооружений. Определение тепловых потерь свинокомплекса и ограждения свинарника. Расчет термического сопротивления стен. Выбор тепловой схемы котельной и схемы тепловых сетей.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.04.2014Определение величин тепловых нагрузок района и годового расхода теплоты. Выбор тепловой мощности источника. Гидравлический расчет тепловой сети, подбор сетевых и подпиточных насосов. Расчет тепловых потерь, паровой сети, компенсаторов и усилий на опоры.
курсовая работа [458,5 K], добавлен 11.07.2012Методы измерения температур теплоносителя и воздуха, давления и расхода теплоносителя, уровня воды и конденсата в баках. Показывающие, самопищущие, сигнализирующие и теплоизмерительные приборы. Принципиальные схемы автоматизации узлов тепловых сетей.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.11.2010Задачи ориентировочного расчета паровой турбины. Определение числа ступеней, их диаметров и распределения тепловых перепадов по ступеням. Вычисление газодинамических характеристик турбины, выбор профиля сопловой лопатки, определение расхода пара.
курсовая работа [840,0 K], добавлен 11.11.2013Составление энергетических и гидравлических характеристик проектируемой тепловой сети. Расчет составляющих показателей: потери сетевой воды, потери водяными тепловыми сетями. Составление нормативных тепловой и температурной режимных характеристик.
курсовая работа [834,8 K], добавлен 07.08.2013Принцип устройства и действия тепловой трубки Гровера. Основные способы передачи тепловой энергии. Преимущества и недостатки контурных тепловых труб. Перспективные типы кулеров на тепловых трубах. Конструктивные особенности и характеристики тепловых труб.
реферат [1,5 M], добавлен 09.08.2015Тепловой расчет подогревателя сетевой воды и охладителя конденсата. Подсчет конденсатного бака. Избрание диаметров трубопроводов. Калькуляция и выбор основного и вспомогательного оборудования котельной. Анализ снабжения водоподготовительной установки.
курсовая работа [531,8 K], добавлен 16.09.2017Основные требования к размещению трубопроводов, оборудования и арматуры в тепловых пунктах. Учет тепловых нагрузок, расходов теплоносителя и конденсата. Заполнение систем потребления теплоты. Сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества.
реферат [23,4 K], добавлен 16.09.2010Определение сезонных и круглогодичных тепловых нагрузок, температуры и расходов сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе. Гидравлический и тепловой расчет паропровода, конденсатопровода и водяных тепловых сетей. Выбор оборудования для котельной.
курсовая работа [408,7 K], добавлен 10.02.2015Расчёт расхода сетевой воды для отпуска тепла. Определение потерь напора в тепловых сетях. Выбор опор трубопровода, секционирующих задвижек и каналов для прокладки трубопроводов. Определение нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
курсовая работа [988,5 K], добавлен 02.04.2014Характеристика тепловой нагрузки. Определение расчётной температуры воздуха, расходов теплоты. Гидравлический расчёт тепловой сети. Расчет тепловой изоляции. Расчет и выбор оборудования теплового пункта для одного из зданий. Экономия тепловой энергии.
курсовая работа [134,1 K], добавлен 01.02.2016Проведение энергетического обследования тепловых нагрузок и сетей завода, составление тепловых схем котельной в связи с предложенными проектами модернизации. Расчет внедрения турбинной установки для снижения затрат на потребление электроэнергии.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 18.04.2010Расчет режима работы и показателей экономичности теплонасосной установки. Выбор насосов, схем включения испарителей, конденсаторов, диаметров трубопроводов. Тепловой расчет и подбор теплообменников. Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 23.03.2014Характеристика объектов теплоснабжения. Расчет тепловых потоков на отопление, на вентиляцию и на горячее водоснабжение. Построение графика расхода теплоты. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловой сети. Расчет магистрали тепловой сети.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.08.2012
