Выбор экономичного варианта трассировки тепловой сети, страница 2

1.      Задаемся 2-мя вариантами трассировки тепловой сети и выполняем их гидравлический расчет из условия R_ср^гл.м=5-10мм/м, а для ответвлений до 30 мм/м. Потери напора в местных сопротивлениях в предварительном расчете учитываются в долях от линейных потерь коэффициентом α=0,01, где G-расход теплоносителя на головном участке теплосети у ТЭЦ, т/ч.

Коэффициент α принимают постоянным для всей главной магистрали.

    Потери напора на участке теплосети определяются как:

ΔH=(1+α)·R_i·l_i, мм.в.ст.

    Результаты предварительного гидравлического расчета заносятся в               таблицу 5:

№ уч-ка	G, т/ч	l, м	α	dy, мм	R, мм.в.ст	ΔHуч, мм.в.ст	ΣΔH, мм.в.ст
1	2	3	4	5	6	7	8

Сравниваемые варианты должны быть равноценными по надежности.

2.       Для каждого варианта определяем материальную характеристику тепловой сети и среднее удельное падение давления по главной магистрали.

Материальная характеристика определяется как:

 , м²   d_y –в м.

   1 вар: M_о=1025,5 м²

   2 вар: М_о=1182,2 м²

Среднее удельное падение давления по главной магистрали:

 , мм/м,

где: - длина главной магистрали, м.

   1 вар: R_ср=5,44 мм/м

   2 вар: R_ср=4,9 мм/м

3.      Для каждого варианта определяем экономичное удельное падение давления:

, мм/м

   1 вар: R_л^эк = 11500*(0,09*1025,5*5,44^0,19/(1028,9*5574))^0,84 = 1,42 мм/м

   2 вар: R_л^эк = 11500*(0,09*1182,2*4,9^0,19/(1028,9*5820))^0,84 = 1,51 мм/м

где: М₀- материальная характеристика сети, м²;

R_ср- среднее удельное падение давления, мм/м;

G- расход воды в сети, т/ч;

L- длина главной магистрали (суммарная длина подающей и обратной                                    магистрали), м;

φ- коффициент, зависящий от экономических показателей и оборудования сети, кВт/м²:

 ,

φ = ((0,075+0,12)*400+1,9*700/((1+0,1)*8400*1,1))*0,65=0,09 

f_т.с.- доля годовых отчислений от капиталовложений на амортизацию, тех.              ремонт и обслуживание сети;

f_т.с=0,075  1/год;

Е_н=0,12  1/год – нормативный коэффициент эффективности;

b=400 руб/м² – стоимостной показатель;

α- коэффициент местных потерь давления;

z_т- стоимость тепловой энергии, руб/Гкал;

z_э- стоимость электроэнергии, руб/кВт;

n- число часов работы сетевых насосов (8400);

η_н.у.=0.65 – КПД насосной установки;

q_т.с.- удельные ежегодные теплопотери, отнесенные к 1м² условной материальной характеристики тепловой сети, Гкал/м²·год:

,

   где: π = 3,14

k=(0,95-1,3) ккал/ч·м²·°С – коэффициент теплопередачи теплопровода с учетом изоляции, каналов, грунта, отнесенные к поверхности неизолированной трубы;

β=0,2 – коэффициент местных потерь тепла;

m=8400 – число часов работы тепловой сети;

t₀ – среднегодовая температура окружающей среды (при канальной прокладке – среднегодовая температура грунта - 5,5°С);

q_т.с. = 3,14*1*(65,4-5,5)*(1+0,2)*8400*10^-6 = 1,9

Т_ср – среднегодовая температура теплоносителя:

    где: , – температура воды в подающей и обратной магистрали тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха;

 , – температура воды в подающей и обратной магистрали тепловой сети при температуре наружного воздуха, соответствующей излому графика температур тепловой сети;

 – температура воды в обратной магистрали в неотопительный период.   С;

n₁ – продолжительность работы тепловой сети от t_нр до t_нп, ч;

n₂ – продолжительность работы тепловой сети от t_нп до +10°С, ч;

n₃ – продолжительность работы тепловой сети в неотопительный период:    n₃=8400-n_ос , ч;

     Т_ср = (1/8400)*((150+70+70+39)*3805/4+(70+39)*1475/2+(70+30)*3120/2) =

           = 65,4 ^оС

4.     Зная R_л^эк для каждого варианта пересчитываем  М^эк:

         

  1 вар:   М_эк = 1025,5*(5,44/1,42)^0,19 = 1324

  2 вар:   М_эк = 1182,2*(4,9/1,51)^0,19 = 1478

5.     Для каждого варианта определяем суммарные эксплуатационные расходы:

ΣS=S_т.с.+S_пт+S_тп , руб/год;

1 вар: ΣS=132475+10757096+3752728 = 14642299 руб/год;

2 вар: ΣS=143615+11231844+3898097 = 15273556 руб/год;

S_т.с. – ежегодные отчисления от капитальных вложений;

S_пт – стоимость перекачки теплоносителя;

S_тп – стоимость тепловых потерь;

   Ежегодные отчисления от капитальных вложений:

S_т.с.=(Е_н+f_т.с.)·k_т.с. , руб/год;

1 вар: S_т.с.=(0,12+0,075)·679360 = 132475  руб/год;

2 вар: S_т.с.=(0,12+0,075)·736490 = 143615  руб/год;

k_т.с.– стоимость тепловых сетей, руб;

k_т.с.=a·+b·M;

1 вар: k_т.с.=15·9984+400·1324 = 679360  руб;

                       2 вар: k_т.с.=15·9686+400·1478 = 736490  руб;

a, b – постоянные стоимостные коэффициенты для непроходных каналов и сухого грунта:

a=15 руб/м;

b=400руб/м²;

       Стоимость тепловых потерь:

 , руб/год;

                      1 вар: S_тп=700·1,9·2821,6 = 3752728 руб/год;

                      2 вар: S_тп=700·1,9·2930,9 = 3898097 руб/год;

М_усл – условная математическая характеристика тепловой сети, рассчитанная по наружной поверхности тепловой изоляции;

М_усл=М+0,15Σl_i ,

где: Σl_i – суммарная длина трубопроводов (всех);

             1 вар:  М_усл=1324+0,15*9984=2821,6

             2 вар:  М_усл=1478+0,15*9886=2930,9

 , руб/год;

N – расход электроэнергии на привод сетевых насосов;

                       1 вар:  S_пт = 1,1*9779178 = 10757096 руб/год;

                       2 вар:  S_пт = 1,1*10210767 = 11231844 руб/год;

Т.к. система работает при переменном гидравлическом режиме, т.е. сезонные расходы отличаются друг от друга, то с учетом     

   где: G_i- расход воды в сети;

η_ну=0,65

n=8400 – число часов работы насосов;

ΣG_i³*n_i = 1028,9³*5280+529,2³*(8400-5280) = 6,2*10¹²

            1 вар:

    N = 0,065*5574*(1+0,1)*6,2*10¹²/(3,6*102*1028,9²*0,65) = 9779178

            2 вар:

    N = 0,065*5820*(1+0,1)*6,2*10¹²/(3,6*102*1028,9²*0,65) = 10210767

6.   Лучший вариант трассировки теплосетей выбирается по наименьшей сумме эксплуатационных затрат:

ΣS=min.

   Экономический расчет показал, что лучшим вариантом оказался вариант №1.

7.   Для 1-го варианта, ориентируясь на R_л^эк этого варианта, выполняем окончательный расчет.