Выбор экономичного варианта трассировки тепловой сети

Выбор экономичного варианта трассировки тепловой сети

Перед началом расчёта необходимо выполнить несколько вариантов трассировки теплосети.

При выборе трассы теплосети следует руководствоваться следующим: трассу желательно прокладывать по наименее загруженным городским улицам, чтобы в наименьшей степени стеснять уличное движение в период строительства и ремонта. При выборе трассы следует стремиться к минимальной длине трубопровода и колодцев.

На основании [5, п.14.1] проектирование трасс магистральных тепловых сетей должно увязываться с условиями как сложившегося комплекса застройки и подземного хозяйства города, так и перспективами его дальнейшего развития.       Тепловая сеть  проектируется с попарными ответвлениями к кварталам. В целях экономии затрат сеть прокладывают не по каждой улице, а через улицу.

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 , м.в.ст.

Результаты предварительного гидравлического расчета заносятся в таблицу:

№ 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.

Среднее удельное падение давления по главной магистрали:

 , мм/м,

где - длина главной магистрали, м.

3.  Для каждого варианта определить экономичное удельное падение давления:

, 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:

 ,

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/Гкал;

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));

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;

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

5.  Для каждого варианта определить суммарные эксплуатационные расходы:

ΣS=S_т.с.+S_пт+S_тп , 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;

k_т.с. – стоимость тепловых сетей, руб;

k_т.с.=a·+b·M;

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

a=15 руб/м;

b=400руб/м²;

Стоимость тепловых потерь:

 , 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);

 , руб/год;

N – расход электроэнергии на привод сетевых насосов;

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;

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

ΣS=min.

7.  Для лучшего варианта, ориентируясь на R_л^эк этого варианта, выполняем окончательный расчет.

 Выбор экономичного варианта трассировки тепловой сети

Перед началом расчёта необходимо выполнить несколько вариантов трассировки теплосети.

При выборе трассы теплосети следует руководствоваться следующим: трассу желательно прокладывать по наименее загруженным городским улицам, чтобы в наименьшей степени стеснять уличное движение в период строительства и ремонта. При выборе трассы следует стремиться к минимальной длине трубопровода и колодцев.

На основании [5, п.14.1] проектирование трасс магистральных тепловых сетей должно увязываться с условиями как сложившегося комплекса застройки и подземного хозяйства города, так и перспективами его дальнейшего развития.       Тепловая сеть  проектируется с попарными ответвлениями к кварталам. В целях экономии затрат сеть прокладывают не по каждой улице, а через улицу.