Теплоты. Годовой запас условного топлива
Первым этапом проектирования системы теплоснабжения является определение расходов и необходимых параметров теплоты для всех присоединенных к этой системе потребителей. Годовое потребление состоит из расходов на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение (ГВС) и технологию. Они, в свою очередь, складываются из теплопотреблений отдельных объектов теплоснабжения и по характеру протекания во времени подразделяются на сезонные и круглогодичные. Сезонные нагрузки очень зависят от климатических условий (в нашем случае основным условием будет являться температура наружного воздуха). К сезонным относятся нагрузки отопления и вентиляции. Круглогодичные – фактически не зависят от климатических условий, таковыми являются нагрузки ГВС и технологические. В нашем проекте три объекта теплоснабжения: промышленное предприятие и 2 жилых района. Расходы теплоты промышленным предприятием нам заданы, необходимо определить величину теплопотребления в жилых районах. Согласно исходным данным город-местоположение котельной – Иваново. Климатологические параметры расчетного города для холодного периода года принимаем по [3] и заносим их в Таблицу 3.1. Таблица 3.1 Климатологические параметры расчётного города
Согласно [1] при разработке схем теплоснабжения расчетные тепловые нагрузки определяются: а) для намечаемых к строительству промышленных предприятий — по укрупненным нормам развития основного (профильного) производства или проектам аналогичных производств; б) для намечаемых к застройке жилых районов — по укрупненным показателям плотности размещения тепловых нагрузок или по удельным тепловым характеристикам зданий и сооружений согласно генеральным планам застройки районов населенного пункта. Расчётную нагрузкуна отопление жилых и общественных зданий определяем по следующему выражению, Вт Qo¢ = qo × F(1+k1), (3.1) где qo – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, принимаемый по [1], Вт/м2. F – площадь жилых зданий, м2 k1 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, согласно рекомендациям [1] принимаем k1 = 0,25; Расчет ведем для двух жилых районов: Для 1-го жилого района: Высота зданий – 30 м, высота потолков ≈ 3 м, следовательно этажность принимаем 30/3 = 10 этажей. Здания возведены после 1985 года. Для 2-го жилого района: Высота зданий – 30 м, высота потолков ≈ 3м, этажность – 10 этажей. Здания возведены после 1985 года. Получаем qо = 83 Вт/м2 для обоих жилых районов. Площадь жилых зданий: Для 1-го жилого района: F1 = 270000 м2; Для 2-го жилого района: F2 = 162000 м2; Определяем расчётную нагрузкуна отопление по районам по формуле (3.1) Для 1-го жилого района: = qo·F1·(1 + k1) = 83·270000·(1 + 0,25) = 28012500 Вт = 28,0125 МВт; Для 2-го жилого района: = qo·F2·(1 + k1) = 83·162000·(1 + 0,25) = 16807500 Вт = 16,807 МВт; Расчётную тепловую нагрузкуна вентиляцию общественных зданий определяем по выражению, Вт = k1·k2·qo·F, (3.2) где k2 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, для зданий, построенных после 1985 года k2 = 0,6; Определяем расчётную тепловую нагрузкуна вентиляцию по районам. Для 1-го жилого района: = k1·k2·qo·F = 0,25·0,6·83·270000= 3361500 Вт = 3,3615 МВт; Для 2-го жилого района: = k1·k2·qo·F = 0,25·0,6·83·162000= 2016900 Вт = 2,0169 МВт. Для общественных зданий, расположенных в жилом районе, а также если для них неизвестны расходы воды, рекомендуется по [1] расчет расхода теплоты определять в целом по жилому району:
= , Вт (3.3)
где Nж – число жителей: Коэффициент 1,2 учитывает выстываение горячей воды в абонентских системах горячего водоснабжения [3]. а – средненедельная норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55ºС на одного человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением. Принимаем как для жилых домов квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением, оборудованных душами и ваннами длиной от 1,5 до 1,7 м, в соответствии с [3], а = 120 л/(сут·чел); b – норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях, при температуре 55ºС, т.к. мы не располагаем более точными данными, по [3] рекомендуется принять b = 25 л/(сут·чел); tз – температура холодной (водопроводной) воды. Т.к. отсутствуют данные о температуре холодной водопроводной воды, ее принимаем в отопительный период tз = 5ºC [1]; сср – средняя теплоёмкость воды в рассматриваемом интервале температур, сср = = 4 190 кДж/(кг·К) [4]; Число жителей: Для 1-го жилого района: Nж 1 = 15000 чел. Для 2-го жилого района: Nж 2 = 9000 чел. Тогда тепловые нагрузки на ГВС: Для 1-го жилого района: = = 6,328МВт; Для 2-го жилого района: = = 3,797 МВт; При расчете суммарной круглогодичной нагрузки системы централизованного теплоснабжения необходимо иметь величины средних нагрузок для сезонных потребителей теплоты. Такие нагрузки определяются по формулам в зависимости от средней температуры наружного воздуха за отопительный период tср.он Для отопления
(3.4)
Для вентиляции
(3.5) Для горячего водоснабжения = (3.6) Для технологии Qт = Qт¢ (3.7) где Qо¢, Qв¢, , Qт¢ - расчётные нагрузки на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологию, МВт; tвр- температура воздуха внутри помещения, оС; tнр, - расчётная температура наружного воздуха, оС; tнср.о – текущая температура наружного воздуха, оС. Для жилых зданий tвр =20 оС. Для г.Иваново tнр= -30 оС по [4];. Зависимость тепловых нагрузок отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологии от температуры наружного воздуха в соответствии с уравнениями (3.4) и (3.5) имеют прямые линии, поэтому для определения и построения графиков для систем вентиляции и отопления объектов достаточно двух значений, а для систем горячего водоснабжения и технологии всего одного. В соответствии с формулами (3.4) и (3.5) получаем: Для 1-го жилого района: МВт; МВт; = = 6,328 МВт.
Для 2-го жилого района: МВт; МВт; = = 3,797 МВт.
Средний тепловой поток, на горячее водоснабжение жилых районов населенных пунктов в неотапливаемый период определяем по следующему выражению
(3.8)
- температуры холодной водопроводной воды летом и зимой, при отсутствии данных можно принять [1]; - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаем при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8, для предприятий – 1 в соответствии с рекомендациями ; Для 1-го жилого района: 4,05 МВт.
Для 2-го жилого района: 2,43 МВт.
Суммарные тепловые нагрузки по районам при расчётной температуре: Отопление: МВт; Вентиляция: МВт; ГВС зимнее: МВт; ГВС летнее: МВт; На основании выполненных расчётов строим графики изменения подачи теплоты объектам. Для первого и второго жилых районов суммарный график показан на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Графики изменения подачи теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха в первом и втором жилых районах. Нагрузка (Q) на: 1 – отопление первого и второго жилых районов; 2 – вентиляцию первого и второго жилых районов; 3– ГВС первого и второго жилых районов (зимняя); 4– ГВС первого и второго жилых районов (летняя); 5 – суммарный график по районам.
Выполним расчёт для построения графика изменения подачи теплоты для промышленного предприятия. По [1] для промышленного предприятия температура внутреннего воздуха tв = 16 оС. Из исходных данных нам известно: расчётная нагрузка на отопление Qo = 4,6 МВт; расчётная нагрузка на вентиляцию Qв = 2,1 МВт; расчётная нагрузка на горячее водоснабжение Qгв = 2,0 МВт; расчётная нагрузка на технологию Qт = 26 МВт. В соответствии с формулами (3.4) и (3.5) получаем:
, МВт; , МВт; Qгв= Qгв(ПП)¢ = 2 МВт; Qт = Qт(ПП)¢ = 26 МВт.
Значение летней нагрузки на горячее водоснабжение найдём по формуле (3.8):
1,6 МВт.
На основании выполненных расчётов строим график тепловых нагрузок потребителей промышленного предприятия, рисунок 3.2.
Рисунок 3.2 – Графики изменения подачи теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха в ПП. Нагрузка (Q) на: 1 – отопление; 2 – вентиляцию; 3 – ГВС (зимняя); 4 – ГВС (летняя); 5 – технологию. Для построения графика суммарного теплопотребления и графика годового теплопотребления необходимо знать число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха. Такие сведения предоставит [3].
Таблица 3.2 – Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, ч
Годовой расход топлива:
, (3.9)
где Qгод – суммарное годовое потребление теплоты, МДж/год; Qнр – низшая теплота сгорания условного топлива, МДж/кг; Qнр = 29,3 МДж/кг; h- КПД источника теплоснабжения; h= 0,9. Годовой расход теплоты определяется по следующей формуле
Qгод = Qогод + Qвгод + Qгвсгод + Qтгод , (3.10)
где Qогод, Qвгод , Qгвсгод , Qтгод – годовые потребления теплоты на цели отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологии, ГДж/год. Годовой расход теплоты на отопление для жилых и общественных зданий, ГДж/год:
Qо.жгод = nот × Qоср × 3,6 × 24, (3.11)
где nот – продолжительность отопительного периода, nот = 236суток; Qоср - суммарное среднее потребление теплоты на отопление, МВт. Qоср определяется по выражению
Qоср = Qо(1)ср + Qо(2)ср, (3.12)
где Qо(1)ср, Qо(2)ср- суммарное среднее потребление теплоты на отопление первого жилого района и второго жилого района, МВт, которое определяется соотношением
, МВт (3.13) МВт; МВт;
Тогда по формуле (3.12) определяем суммарное среднее потребление теплоты на отопление для жилых и обжественных зданий Qоср = 13,67 + 8,2 = 21,87 МВт. Определяется годовая нагрузка на отопление жилых и общественных зданий по формуле (3.11): Qо.жгод = 236 × 21,87 × 86,4 = 445938,05 ГДж/год. Годовой расход теплоты на отопление на промышленном предприятии, ГДж/год: , (3.14)
где zп.п – число часов работы промышленного предприятия в сутки, примем zп.п=24 ч/сут по ; Дежурного отопления на предприятии нет. Определяем годовой расход теплоты на отопление по (3.14) ,
Суммарный годовой расход теплоты на отопление жилых районов и промышленного предприятия:
Определяется годовая нагрузка на вентиляцию в жилых и общественных зданиях: Qв.жгод = Qвср nв×z×3600×10-3, (3.15) где z – усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток (при отсутствии данных принимается равным 16 ч) [1]; Qвср - суммарное среднее потребление теплоты на вентиляцию, МВт. Qвср = Qв(1)ср + Qв(2)ср, (3.16) где Qв(1)ср, Qв(2)ср - суммарное среднее потребление теплоты на вентиляцию первого жилого района и второго жилого района, МВт, которое определяется по формуле
, МВт (3.17) МВт МВт
Суммарное среднее потребление теплоты на вентиляцию по формуле (3.17) Qв.жср = 1,64 + 0,984 = 2,624 МВт Тогда по формуле (3.16) Qвгод = 2,624 × 236 × 16 × 3,6 = 35669,61 ГДж/год. Годовой расход теплоты на вентиляцию на промышленном предприятии, ГДж/год:
(3.18)
Тогда суммарный годовой расход теплоты на вентиляцию:
Годовая нагрузка на горячее водоснабжение: Qгв год = Qгв ж год + Qгв ппгод , где Qгв ж год - годовой расход теплоты на ГВС в жилых микрорайонах, Qгв ппгод – годовой расход теплоты на ГВС промпредприятия. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых районов:
(3.19),
где nу – расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения. При отсутствии данных следует принимать 350 суток [2].
ГДж/год.
Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение промпредприятия:
, так как вода подается только на душевой разбор, который работает только в течении двух часов в смену, то Т=9часа.
ГДж/год. Qгв год = 270278,21 + 21202,56 = 291480,77 ГДж/год.
Годовой расход теплоты на технологию:
, (3.20)
где nгод – годовое число часов использования максимума технологической тепловой нагрузки, ч/год, принятое значение соответствует 3х-сменному режиму работы: nгод = 8760 ч/год;
ГДж/год.
Суммарное годовое потребление теплоты: Qгод = 458172,29 + 41254,54 + 291480,77 + 737942,4 = 1528850 ГДж/год Годовой расход топлива:
т/год у.т. Полученные результаты будут использованы при выборе и расчете источника теплоснабжения. Рисунок 3.3 – График годового расхода теплоты (График Россандера).
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (257)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |