к.р. - Замаров

Задача 1

В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 5,5 кг/с сжигается уголь с низшей теплотой сгорания Q^р_н = 13997 кДж/кг. Определить экономию топлива в процентах, получаемую за счет предварительного подогрева конденсата в регенеративных подогревателях, если известны температура топлива на входе в топку t_т = 20 ^оС, удельная теплоемкость топлива С_т = 2,1 кДж/(кг К), КПД котлоагрегата η^бр_кА = 91,3 %, давление перегретого пара р_пп = 3,5 МПа, температура перегретого пара t_пп = 400 ^оС, температура конденсата t_к = 32 ^оС, температура питательной воды после регенеративных подогревателей t_пв = 120 ^оС и величина непрерывной продувки ρ = 3%.

Решение.

Определим физическую теплоту топлива:

Q_т = С_т t_т = 2,1 (20 + 273) = 615,3 кДж/кг

Находим располагаемую теплоту:

Q^р_р = Q^р_н + Q_т = 13997 + 615,3 = 14612,3 кДж/кг

Расход топлива без регенеративного подогрева питательной воды:

В₁ =

где h'_в = 1049,8 кДж/кг (определяем по заданному р_пп)

h_пп = 3223,0 кДж/кг (по h,s – диаграмме по р_пп и t_пп)

h_пв = 4,19 t_пв = 502,8 кДж/кг

h_к = 134,11 кДж/кг

В₁ = = 1,285 кг/с

Расход топлива с регенеративным подогревом:

В₂ = = = 1,128 кг/с

Экономия топлива:

ΔВ = 100 = 100 = 12,22 %

Ответ: При предварительном подогреве конденсата в регенеративных подогревателях экономия топлива составит 12,22 %.

Задача 2

Оценить экономию тепловой энергии за отопительный период для многосекционного здания, расположенного в Москве, при переходе на пофасадное регулирование его отопительной нагрузки с учетом влияния ветра. В климатической зоне Москвы средняя за отопительный период температура t_н^{ср i} = -3,1 ^оС, а средняя скорость ветра не превышает 5 м/с, продолжительность отопительного периода z_о = 214 сут = 5136 ч. За расчетную скорость ветра примем w_р = 5 м/с. Условная расчетная часовая отопительная нагрузка здания Q_о^р = 1 Гкал/ч. Расчетная температура воздуха внутри здания t_в^р = 20 ^оС.

Решение.

Рассмотрим два случая:

- влияние ветра при отпуске теплоты учитывается, но пофасадное регулирование отсутствует, т.е. отпуск теплоты для обоих фасадов здания осуществляется, как для наветренного фасада;

- отпуск теплоты проводится по температурному графику, не учитывающему влияние ветра на теплопотери здания, пофасадное регулирование отсутствует.

В первом случае перерасход тепловой энергии, кВт или Гкал/ч, из-за отсутствия пофасадного регулирования в абсолютном исчислении будет определяться по формуле:

Q_оⁱ_w = Q_о^нi – Q_о^зi = (Q_о^р + Q_б) ,

а перерасход тепловой энергии относительно расчетного теплопотребления (в долях) будет составлять:

= (1+_б) ,

где _б – относительные бытовые тепловыделения.

Во втором случае перерасход тепловой энергии, кВт или Гкал/ч, по сравнению с пофасадным регулированием отпуска теплоты будет вычисляться в виде:

ΔQ_оⁱ = Q_оⁱ – Q_оⁱ_w = (Q_о^р + Q_б) ,

а перерасход тепловой энергии относительно расчетного теплопотребления (в долях) будет составлять:

= (1+_б)

Например, для отопительного периода в условиях Москвы при _б = 0,15 с учетом параметров, взятых из СНиП «Строительная климатология», получим:

= (1 + 0,15) = 0,035

= (1 + 0,15) = 0,087

Потенциал энергосбережения за отопительный период в случае использования пофасадного регулирования отпуска теплоты в ИТП (при расчетном теплопотреблении 1 Гкал/ч) составит = 1 0,035 214 24 = 179,8 Гкал/год и = 1 0,087 214 24 = 446,8 Гкал/год.

Для указанных условий в среднем без учета бытовых тепловыделений экономии тепловой энергии может составить 200 – 337 Гкал/год (при расчетном теплопотреблении 1 Гкал/ч) или 4,0 – 6,7 %. С учетом бытовых тепловыделений эта экономия может быть увеличена примерно до 5 – 8 %.

Приводимые значения являются средними за отопительный период. С учетом только скорости ветра, изменяющейся в диапазоне 0 – 5 м/с, и бытовых тепловыделений, составляющих 20 % расчетного теплопотребления, экономия может составить 6 – 12 %, а с учетом солнечного излучения – 9 – 16 %.

Принципиальная схема ИТП с автоматическим пофасадным регулированием отопительной нагрузки

1 – первая ступень водонагревателя; 2 – вторая ступень водонагревателя; 3 – насосы с частотным регулированием; 4 – циркуляционный насос системы; 5 – клапан запорно-регулирующий ГВС; 6 – клапаны регулирующие седельные типа КР; 7 – расходомер узла учета теплоты; 8 – регулирующие органы (контроллеры); 9 – узел учета теплоты; 10 – фильтр; 11 – запорный орган; 12 – обратные клапаны; 13 – датчики температуры.