Материал: Разработка рекомендаций по повышению энергоэффективности первого участка поселка Шексна

- время работы системы теплоснабжения, час/год.

 (3.9)

Где - напор сетевого насоса, кПа;

- расход сетевой воды, м³/с; - КПД сетевого насоса.

Результаты расчетов представлены в табличной форме (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Затраты на транспортировку теплоносителя

По результатам расчета построим диаграмму удельных стоимостей транспортировки (рис. 3.5) тепловой энергии и сравним показатели с тарифом. Как видно из диаграммы, удельная стоимость транспортировки на всех участках не превышает установленного тарифа в 1698,02 руб./Гкал.

Рисунок 3.5 - Диаграмма удельных стоимостей транспортировки тепловой энергии

.3 Гидравлический расчет тепловой сети

Гидравлический режим тепловых сетей оказывает решающее значение на качество теплоснабжения потребителей теплоты. В свою очередь гидравлический режим в основном зависит от:

характеристики сетевых насосов, установленных в источнике теплоснабжения;

профиля местности, на которой проложены тепловые сети;

пропускной способности тепловых сетей и качества их эксплуатации и ремонта.

Расчет гидравлического режима тепловых сетей ставит своей целью следующие задачи:

давление в подающем и обратном теплопроводах должно обеспечивать надежную работу веек систем отопления потребителей теплоты;

давление в тепловой сети не должно превышать допустимого давления для работы систем отопления потребителей теплоты.

При регулировке гидравлического режима [10] необходимо, чтобы как можно меньше терялся напор, развиваемый сетевыми насосами источника теплоснабжения, и как можно больше был избыток этого напора на вводах потребителей теплоты. При этом будут устойчивее работать тепловые сети и системы отопления.

В результате гидравлического расчета тепловой сети определяют диаметры всех участков трубопроводов, оборудования и запорно-регулирующей арматуры, а также потери давления теплоносителя на всех элементах сети.

В данном случае требуется выполнить гидравлический расчет уже существующей тепловой сети, задача сводиться лишь к определению потерь давления на участках сети.

Суммарные потери давления на участке состоят из потерь давления на трение и потерь в местных сопротивлениях:

 (3.10)

Где - потери давления на трение, Па;

- потери давления в местных сопротивлениях, Па.

Найдем потери давления на трение по формуле 3.11:

 (3.11)

Где  - абсолютная эквивалентная шероховатость, м, принимаем равной 0,001 м;

- длина участка, м;

- диаметр участка, м;

- массовый расход теплоносителя, кг/с;

- плотность теплоносителя, кг/м³;

Потери в местных сопротивлениях находятся с учетом эквивалентной длины:

 (3.12)

Где - эквивалентная местным сопротивлениям длина, м.

Эквивалентная длина местных сопротивлений - это длина прямолинейного участка трубопровода диаметром d, на котором линейное падение давления равно падению давления в местных сопротивлениях [10]. Найти ее можно воспользовавшись следующей формулой:

 (3.13)

Где - сумма коэффициентов местных сопротивлений, которые имеются на участке.

Так как для нахождения суммы коэффициентов местных сопротивлений необходимо знать обо всех нюансах трубопровода на расчетном участке, таких как углы поворотов, наличие запорной арматуры, сужение и расширений и т.д., то за отсутствием такой информации, воспользуемся упрощенной формой расчета эквивалентной длины местных сопротивлений - l_э  принимается равной 10% от длины участка l.

Тогда конечная формула для нахождения суммарных потерь на участке тепловой сети будет иметь следующий вид:

(3.14)

При расчете гидравлического режима тепловой сети необходимо соблюдать следующие требования:

. Величины напора в обратном трубопроводе должно быть достаточно для залива верхних отопительных приборов системы отопления, а также не превышать допустимое рабочее давление в местных системах. Допустимое рабочее давление в системах отопления первого участка поселка Шексна, где установлены чугунные радиаторы, равняется 60 м. вод. ст.;

. Также в линии обратного трубопровода давление не должно быть менее 0,5 кгс/м² во избежание подсоса воздуха;

. Давление на всасывающих патрубках сетевых и подпиточных насосов не должно быть ниже 0,5 кгс/м² и не должно превышать допустимое значение по условиям прочности насосного оборудования;

. Учитывая падения давления в соплах элеваторов и дроссельных диафрагмах, перепад давления на тепловых пунктах у абонентов не должен быть менее гидравлического сопротивления систем теплопотребления.

Также необходимо построить пьезометрический график. Пьезометрический график позволяет учесть все факторы, влияющие на гидравлический режим (рельеф местности, высота систем потребителей, потери давления). Пьезометрический график - это графическое изображение напоров в теплосети относительно рельефа местности, по которой она пролегает. На нем в масштабе наносятся рельеф местности, величины напоров и высоты зданий абонентов. Напоры откладываются по оси ординат, а по оси абсцисс - длина тепловой сети. Наносятся как рабочие напоры, так и для статического режима.

В таблице 3.5 приведен фрагмент гидравлического расчета тепловой сети первого участка поселка Шексна.

Рисунок 3.5 - Пьезометрический график до самого удаленного потребителя

Таблица 3.5

Гидравлический расчет тепловой сети первого участка поселка Шексна (фрагмент)

На рисунке 3.5 представлен пьезометрический график до самого удаленного потребителя котельной - 3-этажный дом по адресу ул. Спортивная, 33. Суммарная длина трубопровода составляет 848 метров.

инвестиция модернизация тепловой сеть

4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Данная глава посвящена разработке рекомендаций по улучшению показателей эффективности существующей системы теплоснабжения первого участка поселка Шексна.

.1 Рекомендации по модернизации отводящих участков тепловой сети

Основной причиной высоких показателей тепловых потерь в системах теплоснабжения является необоснованное применение трубопроводов завышенного диаметра.

На наш взгляд, наиболее правильным решением данной проблемы будет расчет трубопроводов оптимальных диаметров на отводящих участках и потенциальная установка взамен старых при плановых либо аварийных ремонтных работах. Такой подход позволяет произвести модернизацию действующей тепловой сети, сохранив при этом потенциал системы на случай расширения сети потребителей, а также оказывает наименьшее влияние на всю систему в целом.

При расчете диаметра необходимо учитывать, что гидравлическое сопротивление в подающем и обратном трубопроводах должно быть максимально близким к сопротивлению сужающего устройства, но, при этом, не превышало его. Как правило, прежде всего заменяют подающие участки сети, т. к. на них происходят наибольшие потери тепловой энергии.

Минимальный допустимы диаметр находится по формуле [11]:

 (4.1)

Где - расход теплоносителя на участке, м³/ч;

 - плотность теплоносителя, кг/м³;

 - перепад давления на отводящем участке, Па;

 - требуемый перепад давления для теплоснабжения объекта, Па;

Также, важным моментом при реализации этого мероприятия, который нужно учитывать, является увеличения скорости движения теплоносителя на участках тепловой сети, что может вызвать повышенный уровень шума и вибрации. При возникновении таких явлений, нужно предусмотреть инсталляцию антивибрационных компенсаторов, который будут гасить возникающие вибрации и помогут уберечь систему от негативных последствий.

Определив величины оптимального среднего диаметра отводящих трубопроводов с учётом энергоэкономических показателей ТС, сравниваем полученные значения с существующим средним. Определённая таким образом величина оптимального диаметра зависит как от энергетических параметров (качества изоляции трубопроводов ТС, температурного графика, КПД сетевых насосов), так и от экономических (соотношения тарифов на тепловую и электрическую энергию) и будет динамически изменяться с течением времени [12].