Методические указания

1.2 Показатели экономичности.

Удельные расходы топлива на выработку тепловой и электрической энергии:

а) раздельная схема Удельный расход топлива на выработку электрической энергии (КЭС):

b	э	0,123			0,123		0,377		кг у.т.
	p
			рэ
					0,326				кВт ч

Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии (РК):

b

Т

34,1

34,1

кг у.т.

p

28,85

Тр

0,846

ГДж

б) комбинированная схема используется - метод ОРГРЭС

1.3 Годовая выработка электроэнергии:

Эгод =Ny hy= 600 5500 = 3.3 106 (МВт ч/год)

1.4 Годовой отпуск тепловой энергий:

(Определяем из графика тепловых нагрузок)

Qтгод =1,8 106 (МВт ч/год)

год

=0,18 10

6

(МВт ч/год)

Qпвк

6

6

6

год

год

год

=1,8 10

– 0,18 10

= 1,62 10

(МВт ч/год)

Qотб

= Qт

– Qпвк

1.5 Годовой расход топлива на выработку электроэнергии:

а) раздельная схема

Врэ = Эгод bрэ 103 =3,3 106 0,377 103 = 1,244 109 (кг у.т./год)

б) комбинированная схема

Втэ = Эгод bтэ 103 = 3,3 106 0,203 103 =0,67 109 (кг у.т./год)

1.6 Годовой расход топлива на выработку тепловой энергии:

а) раздельная схема

Врт = Qтгод bрт /0,278 = 1,8 106 28,85/0,278 = 186,8 106 (кг у.т./год)

б) комбинированная схема используется метод ОРГЭС Втт , (кг у.т./год)

1.7 Суммарный годовой расход топлива:

21

а) раздельная схема Вр = Врэ + Врт = 1244 106 + 186,8 106 = 1430,8 106 (кг у.т./год)

б) комбинированная схема Вт = Втэ + Втт = 670 106 + 298 106 = 967,7 106 (кг у.т./год)

Определение экономии топлива при теплофикации по сравнению с раздельной схемой:

1.8 абсолютная экономия топлива при выработке электроэнергии:

DВэ = Врэ – Втэ = 1244 106 – 670 106 = 574 106 (кг у.т./год)

Абсолютная экономия топлива при выработке тепловой энергии:

DВт = Врт – Втт = 186,8 106 – 297 4106 =-111 106 (кг у.т./год)

Суммарная абсолютная экономия топлива:

DВ = DВэ + DВт = 574 106 + (- 111 106) = 463 106 (кг у.т./год)

1.9Удельная экономия топлива:

-при выработке электроэнергии

Dbэ = bрэ – bтэ = 0,377 – 0,203 = 0,174 (кг у.т./кВт ч) - при выработке тепловой энергии

Db	т	т	т
		= bр	– bт = 28,85 – 46 = - 17,15 (кг у.т./ГДж)
- суммарная
Db = Dbэ 103 + Dbт 0,278 10-3				= 0,174 + (- 17,15 0,278 10-3) =

= 0,169 (кг у.т./кВт ч)

Удельная экономия топлива на единицу отпущенной энергии: - тепловой

Db0т = DВ/ Qтгод = 463/1,8 = 257 (кг у.т./МВт)

- электроэнергии

Db0э = DВ/ Эгод = 463/3,3 = 140,3 (кг у.т./МВт)

1.10 Относительная экономия топлива при теплофикации по сравнению с раздельной схемой:

- суммарная
bр В 100%	463 32,4(%)

Вр 1430,8

- при выработке электроэнергии

22

b		В	э	574	40(%)
			100%
		э

Вр 1430,8

- при выработке тепловой энергии

bТ ВТ 100% 111 7,75(%) Вр 1430,8

4.Построение температурного графика:

1)Закрытая схема теплоснабжения

2)Температура воды в подающей магистрали в расчётном режиме при…

3)Температура воды в подающей магистрали для летнего режима не должна быть меньше 60 0С. Принимаем 01ни 700С

tпвк – определяем из графика тепловых нагрузок (tпвк= -8 0С) – температура при которой включается пиковый водогрейный котёл.

Определяем средне зимнюю температуру воды в подающей магистрали при средне зимней температуре воздуха окружающей среды (tср.з= -5,1)

спр 02р Т 02р 02р 70 0,6 190 70 1420 С

02ни 340 С

tни 3,250 С

01ср.з 990 С

02ср.з 340 С

tпвк 80 С

t,0С

200

180

160

140

120

tcр.з01=990C

100

tни01=700C 80

60

tcр.з02=430C

tни02=340C 40

20

230

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

tни=3,250C tср.з=-50C

tн,0С

5.Расчет потерь давления в трубопроводе тепловой сети.

a. Расчёт расхода теплоносителя в трубопроводах тепловой сети при среднезимнем режиме.

Dср.з

Qср.з

305 103

1,3 103

(кг/с)

Т

срв

01ср.з 02ср.з

4,19 99 43

св

b. Расчёт средней температуры теплоносителя:

ср

01ср.з

02ср.з

99 43

710 С

2

2

c. По средней температуре теплоносителя определяем теплофизические параметры сетевой воды:

977,2 (кг/м3) –плотность воды

0,41 10 6 (м2/с) – кинематическая вязкость

d. В первом приближении задаёмся скоростью теплоносителя

(2,5 4 м/с) (Принимаем wсв=3 м/с)

e. Определим диаметр трубопровода:

d 2	Dсв	2	1299,86	0,751
	wсв
			3,14 977,2 3

По полученному диаметру d выбираем стандартный внутренний диаметр d0 (по Соколову)

Принимаем стандартный внутренний диаметр dв= 800 мм, тогда скорость

теплоносителя будет равна w		4		Dсв		4		1299,86	2,65(м/с)
				dвн2		3,14		977,2 0,82
св

f. Определим число Re

Re wсв dвн2 2,65 0,64 4,131 106

0,41 10 6

g. Абсолютная шероховатость трубы D=1мм = 10-3м

h. Относительная шероховатость трубы 10 3 1,25 10 3 dвн 0,8

24

i.Коэффициент гидравлического трения

			68										0.25				68					3		0,25
0,11													0,11								1,25 10			0,021
						Re
															4,131 10					6
j. Уровень падения давления
Rл		w2								0,021				7,0225				977,2		88,755
							dвн
	2												2				0,8

k. Линейное падение давления на участке

а) раздельная схема Рлр Rл L 88,755 12000 1,065 106 (Па)

б) комбинированная РлТ Rл L 88,755 18000 1,598 106 (Па) l. Падение давления трубопроводов

а) раздельная схема

Рр Рлр РМ Рлр (1 ) 1,065 1 0,2 1,278 (МПа)

б) комбинированная

РТ РлТ РМ РлТ (1 ) 1,598 1 0,2 1,917 (МПа) a=0,2 – доля местных сопротивлений

m. Потеря напора в трубопроводе при среднезимнем режиме

	а) раздельная схема Нср.з	Рр					1,278 106		133,458 (м)
		g				9,81 977,2
	р
	б) комбинированная НТср.з		РТ					1,917 106		200,188 (м)
			g
								9,81 977,2

n.Определение падения давления и напора для летнего режима

(Qт=Qгвсл)

o.Рассчитываем расход теплоносителя при летнем режиме:

	Dл		Qл				72 103		306,853 (кг/с)
			Т
			срв 01ср.з	02ср.з			4,19 99 43
	св

p. Падение напора в трубопроводе при летнем режиме:

				Dл			2	306,853			2
H л Нср.з				св			133,458				7,437(м)
								1300
р	р			Dср.з
				св
				Dл			2	306,853			2
H л Нср.з				св			200,188				11,156
								1300
Т	Т			Dср.з
				св

25

6. Построение пьезометрического графика тепловой сети.

Определяется двух трубная система с прямой и обратной магистралями замкнутой водяной системы.

Для построения графика находим рабочий напор сетевых насосов

Для раздельной схемы:

DHст=20 м

DHп=DHср.зр =133,458 (м) - Потеря напора в подающей линии тепловой сети

DHо=DHср.зр = 133,458 (м) - Потеря напора в обратной линии тепловой сети

DHаб=20 м - Потеря напора у абонента

DHн под = DHо/2 =133,458/2=66,729 (м) - Напор насосов в насосоной подстанции

Ннас Нст Нп Нн.под Наб 20 133,458 66,729 20 240(м)

Кроме того на графике откладываются напор на обратном коллекторе источника теплоснабжения: DHобр=20 м

Для комбинированной схемы:

DHст=20 м

DHп=DHср.зт =200,188 (м) - Потеря напора в подающей линии тепловой сети

DHо=DHср.зт = 200,188 (м) - Потеря напора в обратной линии тепловой сети

DHаб=20 м - Потеря напора у абонента

DHн под = DHо/2 = 200,188/2 = 100,094(м) - Напор насосов в насосоной подстанции

Ннас Нст Нп Нн.под Наб 20 200,188 100,094 20 341(м)

Кроме того на графике откладываются напор на обратном коллекторе источника теплоснабжения: DHобр=20 м

В летнем режиме насосная подстанция отключена.

Для раздельной схемы:

DHст=20 м

DHп=DHлр =7,437(м) - Потеря напора в подающей линии тепловой сети

DHо=DHлр = 7,437 (м) - Потеря напора в обратной линии тепловой сети

26

DHаб=20 м - Потеря напора у абонента

Ннас Нст Нп Но Наб 20 2 7,437 20 55(м)

Кроме того на графике откладываются напор на обратном коллекторе источника теплоснабжения: DHобр=20 м

Для комбинированной схемы:

DHст=20 м

DHп=DHлт =11,156 (м) - Потеря напора в подающей линии тепловой сети

DHо=DHлт = 11,156 (м) - Потеря напора в обратной линии тепловой сети

DHаб=20 м - Потеря напора у абонента

Ннас Нст Нп Но Наб 20 2 11,156 20 62(м)

Кроме того на графике откладываются напор на обратном коллекторе источника теплоснабжения: DHобр=20 м

Пьезометрический график для раздельной и комбинированной схем при среднезимнем режиме:

H,м

400
350
	DHст(т)
300
							DHп(т)
250		DHст(р)
200						DHп(р)
150
100													DHаб(р)							DHаб(т)
50							DHн.под(р)				DHн.под(т)
0	DHобр
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20

L,км

27

Пьезометрический график для раздельной и комбинированной схем при летнем режиме:

7. Выбор насосной группы для перекачки теплоносителя. Расход теплоносителя при среднезимнем режиме: 4680 м3/ч Потери напора:

Враздельной схеме – 240 м

Вкомбинированной – 341 м

Для раздельной схемы выбираем 2 группы насосов подключённых параллельно, в группе 4 насоса типа СЭ-2500-60 подключённые последовательно по схеме. В результате суммарная подача насосной группы

V=2 2500=5000 (м3/ч) и Н=4 60=240 (м)

При летнем режиме Н=55 м и V=1105м3/ч. Выбираем для летнего режима насос типа СЭ-1250-70

h=70/55=1.273

Для комбинированной схемы выбираем 2 группы насосов подключённых последовательно, в каждой группе по 2 насос типа СЭ-2500-180 подключенных параллельно по схеме

В результате расход теплоносителя 2 2500=5000 (м3/ч) ,напор - 2 180=360 (м)

h=360/341=1.056 H1=180/1.056=170.45 (м) H2=170.45(м) Н=Н1+Н2=170,45+170,45=340,9(м)

28

Для летнего режима: Н=62(м) ,V=1105(м3/ч), следовательно выбираем Насос типа СЭ-1250-70. h=70/62=1.13

8. Определение затрат электроэнергии на транспорт теплоносителя.

Эснгод=Nснзим∙hзим+ Nснл∙hл

hзим=4950 (ч) – продолжительность зимнего периода hл=3810 (ч)– продолжительность летнего периода

8.1 Для среднезимнего режима:

а) Для раздельной схемы:

Определяем единичную мощность насоса СЭ –2500 – 60

	N	сн		Vн Рн 10 6		2500 575180 10 6	0,5(МВт)
				ну 3600		0.8 3600

ну 0.8

Рн Ннас1 g 60 9,81 977,2 575180(Па) - напор создаваемый одним напором

977,2 кг

м3

Суммарная мощность:

Nсн Nсн 8 0,5 8 4(МВт)

б) Для комбинированной схемы:

Мощность насоса СЭ-2500-180
N	сн		Vн Рн 10 6		2500 1633990	10 6	1.42МВт
			ну 3600		0.8 3600
Рн		Ннас1 g 170,45 9,81 977,2 1633990(Па)

Суммарная мощность:

Nсн Nсн 4 1.42 4 5,68(МВт)

8.2 Для летнего режима:

а) Для комбинированной схемы:

ну 0.8

29

Рн Ннас1 g 62 9,81 994 604571(Па)

994

кг

м3

Мощность насоса СЭ-1250-70

	N	сн		Vн Рн 10 6		1250 604571 10 6	0.26(МВт)
				ну 3600		0.8 3600
	Nсн		Nсн 0.26МВт

б) Для раздельной схемы:

ну 0.8

Рн Ннас1 g 55 9,81 994 536313(Па)

994

кг

м3

Мощность насоса СЭ-1250-70

		V Р		н	10	6		1250 536313 10 6
N	сн60		н						0.23(МВт)
			ну 3600
								0.8 3600

Nсн Nсн60 0.23МВт

Тогда затраты на электроэнергию на переноску теплоносителя в комбинированной схеме составят:

Эснгод=Nснзим∙hзим+ Nснл∙hл=5,68 ∙ 4950 + 0,26 ∙ 3810 = 29106,6 МВт∙ч/год

Тогда затраты на электроэнергию на переноску теплоносителя в раздельной схеме составят:

Эснгод=Nснзим∙hзим+ Nснл∙hл = 4 ∙ 4950 + 0.23 ∙ 3810 = 20676,3 МВт∙ч/год

30