Документ: Разработка рекомендаций по повышению энергетической эффективности системы теплоснабжения села Шуйское Междуреченского района, страницы 11-15

Rн I - термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху канала, 0С/(Вт м);

Rв.к - термическое сопротивление теплоотдачи от воздуха к стенке канала, 0С/(Вт м);

Rк - термическое сопротивление стенок канала, 0С/(Вт м);

Rгр - термическое сопротивление грунта, 0С/(Вт м).

Из уравнения определяют tк и далее рассчитывают теплопотери.

сзначение Х на которых максимально.

Рейтинг реконструкции участков по долям теплопотерь в % приведен в таблице 5.

Таблица 5-Очередь замены отводов по теплопотерям

Очередь замены	№ п/п	Потребитель	dуч, мм	Gр, м3/ч	Qт.п., ккал/ч	Х,%
1	2	3	4	5	6	7
1	1	Первомайская 5	70	10,516	683,6	11,82
2	3	Горького, 15	70	7,828	193,5	9,35
3	46	Горького, 5 (маг. "Удача")	40	0,076	864,1	6,09
4	2	Горького, 17	70	7,66	335,3	5,62
5	43	Сухонская наб.,15(магазин)	40	0,168	103,2	4,88
6	21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	1,504	51,6	3,73
7	14	Первомайская, 3	70	4,616	123,0	3,62
8	4	Сухонская наб.,1в(гараж)	50	3,796	134,1	3,22
9	34	Сухонская наб.,7	50	0,596	92,9	3,18
10	10	Сухонская наб.,9(администрация)	50	2,664	357,7	3,18
11	18	Сухонская наб.,12	50	1,552	247,6	2,46
12	29	Шапина, 16 (кафе)	40	0,816	31,0	2,38
13	7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	50	3,196	44,7	2,33
14	5	Сухонская наб.,2а	40	3,504	167,7	2,16
15	37	Сухонская наб.,16(музей)	40	0,3904	55,9	1,96
16	38	Свободы, 2 (церковь)	40	0,36	167,7	1,87
17	42	Шапина, 1	30	0,24	18,9	1,82
18	11	Свободы, 4	80	2,516	335,3	1,76
19	16	Сухонская наб.,13	50	1,692	22,4	1,53
20	8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	40	2,988	31,0	1,48
21	23	Горького, 3 (суд)	50	1,476	558,9	1,47
22	39	Усть-Шуйский пер., 4	50	0,36	134,1	1,44
23	28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	30	0,86	145,3	1,44
24	22	Сухонская наб.,2	50	1,504	31,0	1,41
25	9	Шапина,12 (библиотека)	40	2,98	134,1	1,33
26	25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	40	1,1	55,9	1,31
27	48	Шапина, 13б (скважина)	30	0,0224	156,5
28	47	Первомайская, 11 (КНС)	30	0,068	217,5	1,29
29	6	Шапина, 10 (Универмаг)	40	3,332	381,8	1,28
30	27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	50	0,892	51,6	1,26
31	36	Свободы, 3	40	0,568	78,2	1,01
32	13	Сухонская наб.,1г(гараж)	50	2,204	31,0	0,98
33	45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	30	0,088	103,2	0,86
34	41	Горького, 9б	50	0,2532	503,0	0,81
35	19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	50	1,552	33,5	0,78
36	12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	40	2,264	154,8	0,75
37	15	Сухонская наб.,17(РОВД)	50	1,7748	319,9	0,73
38	33	Свободы, 5 (аптека)	40	0,596	309,5	0,72
39	31	Сухонская наб.,3	50	0,632	223,6	0,69
40	24	Горького, 2	40	1,372	67,1	0,66
41	26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	50	0,896	111,8	0,64
42	20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	40	1,54	283,7	0,57
43	40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	50	0,332	825,5	0,56
44	44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	50	0,1648	78,2	0,53
45	30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	40	0,72	141,9	0,52
46	17	Шапина, 13 (ЭТУС)	30	1,66	1031,8	0,45
47	35	Горького,1	50	0,588	208,1	0,43
48	32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	40	0,596	217,5	0,32

При реконструкции тепловой сети необходимо также знать окупаемость затраченных средств и целесообразность затрат на реконструкцию. Составим рейтинга реконструкции участков тепловой сети по величине окупаемости затрат на реконструкцию. Безразмерную величину Y, характеризующую окупаемость затрат можно определить по выражению.

, (5.4)

Рейтинг реконструкции участков по окупаемости затрат приведен в таблице 6

Таблица 6 - Рейтинг участков по окупаемости затрат

Очередь замены	№ п/п	Потребитель	dуч, мм	Lуч, м	Х,%	Y
1	2	3	4	5	6	7
1	19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	50	2	0,783	0,0078
2	17	Шапина, 13 (ЭТУС)	30	2	0,445	0,0074
3	6	Шапина, 10 (Универмаг)	40	5	1,281	0,0064
4	12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	40	3	0,745	0,0062
5	24	Горького, 2	40	3	0,660	0,0055
6	5	Сухонская наб.,2а	40	10	2,162	0,0054
7	2	Горького, 17	70	15	5,625	0,0054
8	13	Сухонская наб.,1г(гараж)	50	4	0,983	0,0049
9	20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	40	3	0,575	0,0048
10	7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	50	11	2,335	0,0042
11	14	Первомайская, 3	70	13	3,624	0,0040
12	9	Шапина,12 (библиотека)	40	9	1,334	0,0037
13	1	Первомайская 5	70	53	11,819	0,0032
14	15	Сухонская наб.,17(РОВД)	50	5	0,733	0,0029
15	35	Горького,1	50	3	0,431	0,0029
16	8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	40	13	1,479	0,0028
17	32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	40	3	0,320	0,0027
18	30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	40	5	0,523	0,0026
19	26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	50	5	0,640	0,0026
20	25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	40	13	1,306	0,0025
21	22	Сухонская наб.,2	50	12	1,413	0,0024
22	23	Горького, 3 (суд)	50	13	1,468	0,0023
23	4	Сухонская наб.,1в(гараж)	50	30	3,216	0,0021
24	28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	30	23	1,441	0,0021
25	16	Сухонская наб.,13	50	15	1,535	0,0020
26	42	Шапина, 1	30	30	1,824	0,0020
27	3	Горького, 15	67	9,351	0,0020
28	10	Сухонская наб.,9(администрация)	50	32	3,178	0,0020
29	31	Сухонская наб.,3	50	7	0,688	0,0020
30	47	Первомайская, 11 (КНС)	30	22	1,286	0,0019
31	45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	30	15	0,860	0,0019
32	48	Шапина, 13б (скважина)	30	23	1,301	0,0019
33	40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	50	6	0,555	0,0019
34	33	Свободы, 5 (аптека)	40	10	0,717	0,0018
35	27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	50	14	1,255	0,0018
36	36	Свободы, 3	40	15	1,012	0,0017
37	18	Сухонская наб.,12	50	30	2,459	0,0016
38	41	Горького, 9б	50	10	0,810	0,0016
39	29	Шапина, 16 (кафе)	40	37	2,381	0,0016
40	37	Сухонская наб.,16(музей)	40	31	1,958	0,0016
41	38	Свободы, 2 (церковь)	40	30	1,872	0,0016
42	43	Сухонская наб.,15(магазин)	40	80	4,884	0,0015
43	46	Горького, 5 (маг. "Удача")	40	100	6,088	0,0015
44	44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	50	7	0,527	0,0015
45	21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	50	3,734	0,0015
46	39	Усть-Шуйский пер., 4	50	20	1,442	0,0014
47	34	Сухонская наб.,7	50	45	3,179	0,0014

В российских тепловых сетях теряется около 30 % тепловой энергии, вырабатываемой на нужды теплоснабжения . Одной из причин этого является завышенный диаметр трубопроводов тепловой сети.

Если завышение диаметров магистральных трубопроводов оправдано запасом для развитие системы и присоединение новых объектов, то завышение диаметров отводящих трубопроводов является причиной неоправданных потерь тепловой энергии в ТС.

На наш взгляд, наиболее перспективным является снижение среднего диаметра трубопроводов ТС путём замены используемых отводящих трубопроводов на трубопроводы меньшего диаметра при аварийных или планово-предупредительных ремонтах. Такой подход позволит оптимизировать систему теплоснабжения, сохранив потенциал ТС по транспортировке тепловой энергии на случай подключения новых потребителей, окажет наименьшее влияние на существующую систему теплоснабжения.

На данный момент в литературных источниках нет описания методики изменения диаметра трубопроводов ТС . Предлагаемый способ регулировки тепловой сети позволяет изменить средний диаметр трубопроводов тепловой сети, приближая его к значению оптимального диаметру для данной сети.

Сущность способа заключается в прокладке нового прямого или обратного отводящего трубопроводов, осуществляемой путем установки трубопроводов меньшего диаметра. При этом диаметр устанавливаемых трубопроводов выбирают таким образом, чтобы гидравлическое сопротивление прямого и обратного трубопровода было максимально приближен к гидравлическому сопротивления сужающего устройства, но не превышал его. Преимущество отдаётся подающим трубопроводам, так как их потери тепловой энергии больше ввиду более высокой температуры проходящего по ним теплоносителя.

На рисунке 4 схематически изображена схема участка тепловой сети и схематически привязанный к ней пьезометрический график тепловой сети. 1 и 2 - магистральные трубопроводы тепловой сети, 3, 4 - прямой и обратный отводящие трубопроводы, 5 - объект теплоснабжения, 6 - сужающее устройство, L - длина трубопроводов, hМ - перепад давления на ответвлении от магистрального трубопровода к объекту, hО - перепад давления на отводящих трубопроводах, hС - перепад давления на сужающем устройстве, hП - требуемый перепад давления для системы теплоснабжения объекта.

Рисунок 4. Схема отводящего трубопровода с пьезометрическим графиком

На пьезометрическом графике сплошной линией показан используемый в настоящее время способ регулировки гидравлического режима, когда избыточное давление теплоносителя не полностью срабатывается по длине отводящего трубопровода, и гасится за счёт сужающего устройства на входе объекта потребления тепловой энергии. Это приводит к тому, что для прокладки отводящего трубопровода используются трубы большего типоразмера, чем требуется для обеспечения требуемого перепада давления на входе объекта, вследствие чего возрастают потери тепловой энергии из-за увеличения поверхности трубопровода.

Избыточный перепад давления hО' определяется как разность между давлением на ответвлении от магистрального трубопровода hМ и требуемым перепадом давления для системы теплоснабжения потребителя hП:

О' = hМ - hП (5.5)

Этот перепад складывается из суммы падения давления на отводящем трубопроводе hО на сужающем устройстве hС:

О' = hО + hС (5.6)

Предлагаемый способ (пунктирная линия) предполагает максимальное (вплоть до полного) срабатывание избыточного перепада давления теплоносителя за счёт уменьшения диаметра отводящих трубопроводов, т.е.

О ® hО'

hС ® 0 (5.7)

Минимальный допустимый диаметр трубопроводов определяется из соотношения :

, м (5.8)

где G - расход теплоносителя, м3/ч;

r - плотность теплоносителя, кг/м3;

hМ - перепад давления на ответвлении от магистрального трубопровода к объекту, Па;

hП - требуемый перепад давления для системы теплоснабжения объекта, Па.

В соответствии с существующей методикой гидравлического расчёта тепловых сетей минимальный диаметр трубопроводов может быть рассчитан как:

, м (5.9)

где кЭ - абсолютная эквивалентная шероховатость трубопроводов. При расчёте минимального допустимого диаметра трубопроводов используется максимальное допустимое значение коэффициента шероховатости. При отсутствии более точных данных можно принять значение кЭ =0,001м.

К установке принимается трубопроводы с ближайшим по значению большим внутренним диаметром. Возможен вариант установки подающего и обратного трубопроводов разного диаметра, при этом средний диаметр отводящих трубопроводов данного участка сети должен быть больше минимально допустимого диаметра.

Результаты расчета оптимальных диаметров трубопроводов тепловой сети центральной котельной с. Шуйское сведены в таблицу 7

Таблица 7- Оптимальные диаметры отводов к абонентам

№ п/п	Потребитель	Lуч, м	старыйdуч, мм	dmin, мм	новый dуч, мм
1	2	3	4	5	6
1	Первомайская 5	53	70	61,83	70
2	Горького, 17	15	70	44,68	50
3	Горького, 15	67	70	60,83	70
4	Сухонская наб.,1в(гараж)	30	50	42,96	50
5	Сухонская наб.,2а	10	40	32,37	40
6	Шапина, 10 (Универмаг)	5	40	30,73	32
7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	11	50	30,63	32
8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	13	40	36,19	40
9	Шапина,12 (библиотека)	9	40	33,14	40
10	Сухонская наб.,9(администрация)	32	50	34,93	40
11	Свободы, 4	18	80	37,51	40
12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	3	40	24,42	25
13	Сухонская наб.,1г(гараж)	4	50	23,89	25
14	Первомайская, 3	13	70	35,26	40
15	Сухонская наб.,17(РОВД)	5	50	24,16	25
16	Сухонская наб.,13	15	50	27,94	32
17	Шапина, 13 (ЭТУС)	2	30	21,24	25
18	Сухонская наб.,12	30	50	30,73	32
19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	2	50	17,51	25
20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	3	40	21,01	25
21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	50	33,43	40
22	Сухонская наб.,2	12	50	24,28	25
23	Горького, 3 (суд)	13	50	24,45	25
24	Горького, 2	3	40	18,73	25
25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	13	40	21,31	25
26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	5	50	17,37	25
27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	14	50	20,64	25
28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	23	30	26,73
29	Шапина, 16 (кафе)	37	40	28,31	32
30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	5	40	16,41	25
31	Сухонская наб.,3	7	50	15,98	25
32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	3	40	14,62	25
33	Свободы, 5 (аптека)	10	40	19,18	25
34	Сухонская наб.,7	45	50	21,33	25
35	Горького,1	3	50	13,02	25
36	Свободы, 3	15	40	20,42	25
37	Сухонская наб.,16(музей)	31	40	19,60	25
38	Свободы, 2 (церковь)	30	40	19,95	25
39	Усть-Шуйский пер., 4	20	50	15,33	25
40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	6	50	11,40	25
41	Горького, 9б	10	50	10,79	25
42	Шапина, 1	30	30	13,44	25
43	Сухонская наб.,15(магазин)	80	40	15,94	25
44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	7	50	9,15	25
45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	15	30	10,13	25
46	Горького, 5 (маг. "Удача")	100	40	10,75	25
47	Первомайская, 11 (КНС)	22	30	7,55	25

Снижение диаметра отводящих трубопроводов ведёт к снижению общей поверхности трубопроводов ТС и увеличению скорости движения в них теплоносителя, а следовательно, приводит к снижению потерь тепловой энергии.

Поскольку приведённый способ регулировки гидравлического режима ТС связан со значительными капитальными затратами, в связи с чем его использование рекомендуется при замене существующих трубопроводов или прокладке новых. Необходимо отметить, что некоторые участки тепловых сетей обладают завышенным диаметром трубопроводов, что обусловлено перспективными планами развития ТС. В этом случае снижение диаметров участков тепловой сети следует проводить в соответствии с учётом дальнейшего увеличения тепловой нагрузки.

Ещё одним важным аспектом реализации указанного мероприятия является увеличение скорости движения теплоносителя по трубопроводам ТС, что может привести к возникновению повышенного уровня шума и вибрации трубопроводов. При возникновении таких явлений необходимо предусмотреть установку антивибрационных компенсаторов, позволяющих развязать систему теплоснабжения здания от негативных последствий снижения диаметров трубопроводов.

6. Расчет и анализ

Потребители тепловой энергии

Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий <Вт>:

Qo max=qoA(1+K1) (6.1)

qo - укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий на 1м2 площади (прил. 2 СНиП “Тепловые сети”) <Вт> .

A - общая площадь здания <м2>.

К1 - коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (К1=0,25 - если данных нет).

Расход тепла на вентиляцию общественных зданий <Вт>:

Qвент max=K1K2qoA (6.2)

К2 - коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий (К2=0,6).

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>:

(6.3)

m - число потребителей.

а - нормы расхода воды на горячее водоснабжение на 1-го человека в сутки.

b - нормы расхода воды на горячие водоснабжение в общественных зданиях при температуре наружного воздуха -55 °С (принимается равным 25л в сутки на одного человека).

tx - температура холодной воды в отопительный период.

с - теплоёмкость воды.

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>:

Qгв max=2,4Qh m (6.4)

Средний тепловой поток на отопление <Bт>:

(6.5)

ti - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений (при отсутствии данных в жилых принимается 18 °С, в производственных 16 °С).

tom - средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой 8 °С и ниже.

To - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

Средний тепловой поток на вентиляцию <Bт>:

Материал: Разработка рекомендаций по повышению энергетической эффективности системы теплоснабжения села Шуйское Междуреченского района

Смотрите также: