Промышленность \ Теплоэнергетические системы и энергетические балансы промышленных предприятий

Оптимизация системы теплоснабжения от водогрейной котельной в микрорайоне г. Вологда, страница 9

,

где

Qi

-

тепловая нагрузка участка магистрали, кВт;

с

-

теплоемкость воды, с=4,19 кДж/(кг·К).

Расчет состоит из 2-х этапов предварительного и окончательного. В предварительном расчете главной магистрали задаются Rл=80 Па/м и по формуле 5.16 [6] для заданного расхода участка определяют диаметр трубопровода

,

где

AdB

-

коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости, при кэ=0,0005 м AdB=117·10-3 м0,62/кг0,19 по табл. 5.1 [6];

Gi

-

расход теплоносителя, кг/с.

В окончательном расчете этот диаметр округляется до стандартного и определяется уточненное значение Rл по формуле 5.15 [6]

,

где

ARB

-

коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости, при кэ=0,0005 м ARB=13,62·10-6 м3,25/кг по табл. 5.1 [6];

d

-

стандартный диаметр трубопровода, м.

После этого определяется падение давления по участкам трубопровода:

,

где

l

-

длина соответствующего участка трубопровода, определяется по рис.1, м.;

lэ

-

эквивалентная длина участка, принимаемая по [7].

Далее определяются потери напора по участкам трубопровода.

,

где

r

-

плотность воды, r = 951 кг/м3 при tcp= 110 °C по прил.9 [6].

Потери напора от источника до участка определяются как сумма потерь напоров на всех участках от источника до данного участка.

Гидравлический расчет представлен в табл.5.

5. Оптимизация гидравлического режима

Оптимальное значение Rл в магистральной тепловой сети зависит от годовых расчетных затрат по тепловой сети и насосных установок и ежегодных издержек на перекачку теплоносителя и на тепловые потери.

Увеличение Rл приводит к уменьшению диаметра тепловой сети и связанному с этим удешевлению сети, но возрастают затраты на сооружение насосных станций, увеличивается расход электрической энергии и годовые издержки на перекачку теплоносителя. Экономическое решение задачи соответствует минимуму затрат

З=Ип+Итп+(fн+Ен)·Кн+(fтс+Ен)·Ктс=min,

где

Ип

-

ежегодные издержки на перекачку теплоносителя, руб./год;

Итп

-

стоимость тепловых потерь, руб./год;

fн

-

доля ежегодных отчислений от начальной стоимости насосных станций;

fтс

-

доля ежегодных отчислений от начальной стоимости тепловых сетей;

Ен

-

Нормативный коэффициент эффективности, Ен=0,12;

Кн

-

начальная стоимость насосных станций;

Ктс

-

капитальные вложения в тепловые сети.

Для нахождения экстремума этой функции находится производная

.

После подстановки и преобразования получим выражение для оптимального удельного линейного падения давления

,

где

Мо

-

материальная характеристика сети, м2;

Rо

-

удельное падение давления, Па/м;

G

-

расход воды в сети, кг/с;

L

-

суммарная длина подающей и обратной магистрали, м;

φ

-

коэффициент, зависящий от экономических показателей и оборудования сети, при отсутствии насосных подстанций

.

ηн.у

-

КПД насосной установки, принимаемый равным ηн.у=(0,6…0,7)=0,65;

fтс

-

доля отчислений от начальной стоимости тепловой сети, принимаемая равной fтс=0,075;

bтс

-

постоянный коэффициент, зависящий от конструкции сети, способа производства работ и местных условий, bтс=300 руб./м2 для надземной прокладки по табл.12.1 [6];

zт

-

приведенные или замыкающие удельные затраты на тепловую энергию, zт=75 руб./10Гкал=1,79 руб./ГДж по табл.XVII.4 [8];

α

-

доля местных потерь, определяемая по формуле

;

zэ

-

приведенные или замыкающие удельные затраты на электроэнергию, zэ=0,02 руб./кВт·ч;

bн

-

стоимость установленного киловатта мощности насосной станции, bн=80 руб./кВт.

Скачать файл