Материал: Выбор оптимального варианта изоляции при проектировании теплоснабжения в г. Пружаны

Выбор оптимального варианта изоляции при проектировании теплоснабжения в г. Пружаны

Содержание

Введение

1. Исходные данные для расчёта экономических показателей

2. Расчёт затрат на изоляцию и потерь тепловой энергии

3. Расчёт капитальных затрат на прокладку тепловой сети

4. Определение себестоимости передачи тепловой энергии

5. Выбор оптимального варианта изоляции

6. Экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий

7. Технико-экономические показатели проекта

Вывод

Список литературы

Введение

В настоящее время в Беларуси существует проблема энергетической и экономической эффективности систем теплоснабжения. Согласно Директиве №3 одной из мер по обеспечению энергетической безопасности является уменьшение затрат на производство энергоресурсов за счет применения энергосберегающих технологий и оборудования. Покрытие дефицита тепловой энергии осуществляется на основе реконструкции котельных в ТЭЦ, развития ТЭЦ, котельных, работающих на местных видах топлива, отходах производства, а также установок по использованию вторичных энергоресурсов. Тарифная политика Республики Беларусь стимулирует энергоснабжающие организации и потребителей к снижению затрат на всех стадиях производства, транспортировки и потребления тепловой энергии, а также обеспечивает самофинансирование функционирование и развитие систем теплоснабжения при рациональном использовании энергоносителей.

В республике проводится политика всеобщего энергосбережения. Для этого проводятся мероприятия по внедрению энергосберегающего оборудования и технологий, консультация населения по рациональному использованию ресурсов, вводятся нормативно-правовые акты, контролирующие вопросы энергосбережения, также был создан внебюджетный фонд "Энергосбережение", откуда для предприятий выдают льготные кредиты на энергосберегающие мероприятия. Ежегодно в Минске при УВИЦ (учебно-выставочный и издательский центр) проводятся семинары, конференции и выставки по энергосбережению и энергоэффективным технологиям.

В настоящее время при прокладке трубопроводов теплоснабжения используют пи-трубы. Предварительно изолированные трубы по сравнению с обычными позволяют снизить потери тепла на трассе на 30%, сократить годовые эксплуатационные расходы на содержание сети в 9-10 раз, увеличить срок службы трубопровода до 30 лет, уменьшить затраты на текущие ремонты теплотрассы в 3 раза.

Целью данной курсовой работы является определение наиболее эффективного и экономичного варианта тепловой изоляции города Пружаны при подземной бесканальной прокладке произведя расчёт основных экономических показателей магистрального трубопровода. Определить срок окупаемости капиталовложений при замене обычных труб с минераловатной изоляцией на предварительно изолированные трубы.

1. Исходные данные для расчёта экономических показателей

Исходные данные для расчёта технико-экономических показателей сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Исходные данные к технико-экономическому обоснованию системы теплоснабжения

2. Расчёт затрат на изоляцию и потерь тепловой энергии

Расчет при толщине тепловой изоляции 60 мм.

Потери тепла по длине магистрального трубопровода, Гкал, определяем

 (1)

где  - суммарные потери тепла подающим и обратным трубопроводами; продолжительность отопительного периода, ч; длина магистрали, м.

Гкал.

Стоимость потерь теплоты, тыс. руб., определяется по формуле

, (2)

где стоимость 1 Гкал теплоты, принимаем  тыс. руб.

 тыс. руб.

Наружный диаметр трубопровода с изоляцией, м, определяем по формуле

 (3)

где толщина изоляции, м.

 м;

;

 м;

 м.

Объем изоляции трубопроводов, м³, определяется по формуле

, (4)

где средний наружный диаметр трубопровода, м; ℓ - длина трубопровода соответствующего участка, м, принимаем из таблицы 1.

 м³;

 м³;

 м³;

 м³.

Стоимость внутреннего слоя изоляции трубопровода, тыс. руб., определяется по формуле

, (5)

где стоимость 1 м³ изоляции, тыс. руб., принимаем  тыс. руб.

 тыс. руб.

Площадь покровного слоя трубопроводов, м², определяется по формуле

. (6)

м²;

Стоимость покровного слоя трубопровода, тыс. руб., определяется по формуле

, (7)

где

стоимость 1 м² покровного слоя, принимаем  тыс. руб.

 тыс. руб.

тыс. руб., определяем по формуле

. (8)

 тыс. руб.

Суммарная стоимость изоляции, тыс. руб., определяем по формуле

+  (9)

тыс. руб.

Результаты расчётов при остальных толщинах изоляции сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Стоимость потерь теплоты и изоляции

3. Расчёт капитальных затрат на прокладку тепловой сети

Капитальные затраты на прокладку магистрали теплосети, тыс. руб., находим по формуле

, (10)

где стоимость оборудования, тыс. руб.;

стоимость строительно-монтажных работ, тыс. руб.;

стоимость проектных работ, тыс. руб.;

стоимость пуско-наладочных работ, тыс. руб.

 оборудования, тыс. руб., определяем по формуле

, (11)

где стоимость труб, тыс. руб.;

стоимость комплекта сопутствующего оборудования, тыс. руб, рассчитывается с помощью таблицы 4.

Стоимость труб определяем путем суммирования произведений цен труб на длину соответствующих участков. Расчет стоимости труб сводим в таблицу 3.

теплоснабжение окупаемость бесканальная прокладка

Таблица 3 - Расчет стоимости трубной продукции при прокладке теплосети

Таблица 4 - Комплектующие

Таблица 5 - Расчет стоимости сопутствующего оборудования при прокладке теплосети

Производим расчеты при толщине изоляции 60 мм

 оборудования

 тыс. руб.

Стоимость строительно-монтажных работ, тыс. руб., определяем по формуле

. (12)

 тыс. руб.

 проектных работ, тыс. руб., определяем по формуле

. (13)

 тыс. руб.

 пуско-наладочных работ, тыс. руб., определяем по формуле

. (14)

 тыс. руб.

Капитальные затраты на прокладку магистрали

 тыс. руб.

Годовые амортизационные отчисления, тыс. руб., определяем по формуле

, (15)

где норма годовых амортизационных отчислений, принимаем 7,5% от

стоимости сооружения сети.

 тыс. руб.

Суммарные отчисления, тыс. руб., определяем по формуле

. (16)

где  - затраты на ремонт и обслуживание сети, принимаем 20% от годовых амортизационных отчислений.

 тыс. руб.

Повторяем расчет при толщине изоляции 80,100 и 120 мм.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

Таблица 6 - Расчет капитальных затрат

4. Определение себестоимости передачи тепловой энергии

Сумма эксплуатационных затрат на единицу отпущенного тепла потребителям, тыс. руб., определяем по формуле

, (17)

где стоимость электроэнергии на передачу теплоносителя, тыс. руб.

Стоимость электроэнергии на передачу теплоносителя, тыс. руб., определяем по формуле

, (18)

где напоры циркуляционного и подпиточного насосов соответственно, м;

часовой расход теплоносителя, т/ч, принимаем по таблице 1;

стоимость электроэнергии, тыс. руб. /кВт·ч, 1,47 тыс. руб. /кВт·ч;

КПД насосов, принимаем ;

число часов работы насоса в году, принимаем по таблице 1.

 тыс. руб.

Сумма эксплуатационных затрат на единицу отпущенного тепла потребителям.

Расчет при толщине изоляции 60, 80, 100 и 120 мм.

 тыс. руб.

 тыс. руб.

 тыс. руб.

 тыс. руб.

5. Выбор оптимального варианта изоляции

Для строительства тепловых сетей нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений установлен равным . Соответственно, нормативный срок окупаемости капитальных вложений равен

 года.

Приведенные годовые затраты, тыс. руб., определяем по формуле

. (19)

Производим расчет при толщине изоляции 60, 80, 100 и 120 мм.

тыс. руб.

тыс. руб.

 тыс. руб.

 тыс. руб

При толщине тепловой изоляции 120 мм достигаются наименьшие приведенные затраты, поэтому этот вариант является наилучшим.

Для наилучшего варианта производим расчет показателей:

Себестоимость транспорта 1 Гкал тепла, тыс. руб. /Гкал, определяем

, (20)

где отпущенное тепло за год, Гкал, определяем по формуле

=. (21)

=

 тыс. руб. /Гкал.

 передачи 1 Гкал на 1 метр, руб. / (Гкал·м), определяем

. (22)

 руб. / (Гкал·м).

, тыс. руб. /м., определяем по формуле

. (23)  тыс. руб. /м.

6. Экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий

Республика Беларусь относится к странам, не имеющим в достаточном количестве собственных топливно-энергетических ресурсов. Однако экономика может динамично развиваться за счет эффективного использования топливно-энергетических ресурсов, внедрения энергосберегающих мероприятий, освоения передовых энергоэффективных технологий.

В данной системе теплоснабжения эффективным мероприятием для энергосбережения является замена обычных труб с минераловатной изоляцией на предварительно изолированные трубы. Предварительно изолированная труба состоят из "внутренней" стальной или оцинкованной трубы, слоя теплоизоляции из пенополиуритана и внешней оцинкованной оболочки или оболочки из полиэтилена высокой плотности в зависимости от способа прокладки трассы. При установке трубопровода не требуется устройства специальных изолирующих каналов, что значительно экономит расходы на монтаж. Прокладка трубопровода из ПИ-труб имеет значительные преимущества по сравнению с трубопроводом из другого материала:

·              В связи с возможностью бесканальной прокладки значительно упрощается строительство трубопровода, последующая эксплуатация и ремонт.

·              Долговечность конструкций с использованием ПИ-труб. Такие изделия способны прослужить до 30-40 лет по сравнению с обычными, которые служат 5-10 лет.

·              Намного снижены тепловые потери. При использовании ПИ-труб потери тепла при транспортировке не превышают 2%, по сравнению с 30-40% у обычных изделий.

·              В связи с отсутствием необходимости в устройстве дополнительных каналов для труб и колодцев для запорной арматуры значительно снижается стоимость капитальных затрат при строительстве трубопровода.

·              Эксплуатационные затраты снижены почти в 9 раз.

·              Затраты на ремонт уменьшены почти в 3 раза.

Экономический эффект от применения предизолированных труб достигается за счёт: сокращения тепловых потерь в теплотрассах, снижения потребления электроэнергии на транспорт тепловой энергии, своевременного обнаружения и устранения утечек.

Производим расчет мероприятия по замене труб на предизолированные.

Перерасход топлива при использовании данного теплопровода, т. у. т., определяем по формуле

, (24)

потери по теплотрассе из предизолированных труб, Гкал, принимаем 70% от потерь тепловой сети из минеральной ваты;

удельный расход топлива действующего теплоисточника, принимаем

 кг. у. т. /Гкал. . (25)

 Гкал.

Перерасход топлива при использовании данного теплопровода

 т. у. т.

Расход электроэнергии, необходимый на передачу тепловой энергии по существующей трассе, кВт·ч, определяем по формуле

, (26)

где удельный расход электроэнергии, необходимый для транспорта и производства 1 Гкал тепловой энергии,  кВт·ч/Гкал.

 кВт·ч.

Расход электроэнергии по передаче теплоты по трассе из ПИ-труб, кВт·ч, определяем по формуле

. (27)

 кВт·ч.

Расход топлива, необходимый для покрытия перерасхода электроэнергии на производство и транспорт теплоносителя без учета потерь в электросетях, т. у. т., определяем по формуле

, (28)

где

удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, принимаем равным фактическому расходу топлива на замыкающей станции в энергосистеме за год  т. у. т. /кВт·ч.

 т. у. т.

Общая экономия от использования ПИ-труб, т. у. т., определяем по формуле

. (29)

 т. у. т.

Расчет срока окупаемости внедрения ПИ-труб.

Расчет стоимости ПИ-труб сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Расчет стоимости трубной продукции при варианте прокладки ПИ-труб

Стоимость комплекта сопутствующего оборудования рассчитываем с помощью таблицы 5:  тыс. руб.

 оборудования, тыс. руб., определяем по формуле (30)

 тыс. руб.

Стоимость строительно-монтажных работ определяем по формуле (12)

.

 тыс. руб.

 проектных работ определяем по формуле (13)

.

 тыс. руб.

 пуско-наладочных работ определяем по формуле (14)

.

 тыс. руб.

Капитальные затраты на прокладку магистрали, тыс. руб., определяем

. (31)

 тыс. руб.

Срок окупаемости мероприятия, лет, определяем по формуле

, (32)

где экономия топлива, тыс. руб.

Экономия условного топлива, тыс. руб., определяем по формуле

, (33)

стоимость условного топлива, тыс. руб.

Стоимость условного топлива, тыс. руб., определяем по формуле

где стоимость природного газа, тыс. руб.; переводной коэффициент из натурального топлива в условное, принимаем

 тыс. руб.

 тыс. руб.

Срок окупаемости мероприятия

 лет.

Удельные капитальные затраты, тыс. руб. /м., определяем по формуле

. (35)

 тыс. руб. /м.

7. Технико-экономические показатели проекта

Таблица 8 - Сводная таблица технико-экономических показателей

Вывод

В ходе курсовой работы был произведён расчёт магистрали тепловой сети города Пружаны при подземной бесканальной прокладке.

В результате расчётов была определена оптимальная толщина изоляции, которая составила 120 мм. При этой толщине изоляции капитальные и эксплуатационные затраты составили 1137353,726 тыс. руб. и  тыс. руб. соответственно. Себестоимость транспорта 1 Гкал тепла составила  тыс. руб. /Гкал., а  передачи 1 Гкал на 1 метр -  руб. / (Гкал·м).

Удельные капиталовложения составили  тыс. руб. /м.

Для энергосбережения был принят проект по замене труб с минераловатной изоляцией на предизолированные трубы. Капитальные затраты на прокладку тепловой сети увеличились, но за счёт снижения потерь теплоты и экономии от этого сжигаемого топлива, данный проект окупится через 7,385 лет. Это ниже нормативного срока окупаемости капиталовложений, что делает этот проект по энергосбережению выгодным, поэтому для сооружения тепловой сети принимаем предварительно изолированные трубы с подземной беснальной прокладкой.

Список литературы

1. В.А. Кузовлёв "Техническая термодинамика и основы теплопередачи" - М: - Высшая школа, 1983 г.

. Е.Н. Соколов "Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов" - М: - Энергоиздат, 1985 г.

. Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий. Утверждено председателем Комитета по энергоэффективности при Совете Министерства Республики Беларусь. - А.А. Дубовик, 2003 г.

. Строительные нормы проектирования РБ от 30.12.2003№259 "национальный комплекс нормативных технических документов в строительстве”, 2009 г.

. Строительные нормы проектирования "Технический кодекс установившейся практики”, ТКП 45-4.02-182-2009.

. Б.М. Хрусталёв; Ю.Я. Кувшинов; В.М. Копко "Теплоснабжение и вентиляция”: Москва 2007 г.

. Экономика, организация и планирование промышленного производства. Учебное пособие для учащихся ССУЗов. Издание 4-ое, испр. и доп. - М. н.: Дизайн ПРО. 204. под редакцией Карпей Т.В.

. http://www.3met. by

. http://nis. by

. http://www.bel-izolit. na. by