Оптимизация системы теплоснабжения микрорайона из 5-этажных и 9-этажных зданий, страница 9

Суммарные потери напора по магистралям

;

Расхождение в значениях суммарных потерь напора на магистралях не превышает 15%, следовательно расчет считается законченным.

8.  Оптимизация гидравлического режима.

Оптимальное удельное падение давления в магистральных ветвях тепловой сети зависит от годовых расчетных затрат по сети и насосным установкам и ежегодных издержек на перекачку теплоносителя, а также от издержек на тепловые потери.

Увеличение удельного падения давления приводит к уменьшению диаметра трубопровода и удешевлению теплосети. Но при этом  возрастают затраты на сооружение насосных станции, и увеличивается расход электроэнергии на  перекачку теплоносителя.

Экономическое решение задачи соответствует минимуму затрат

где       И_п- ежегодные издержки на перекачку теплоносителя, руб/год;

И_т.п- стоимость тепловых потерь;

f_н- доля ежегодных отчислений от начальной стоимости насосных станций;

Е_н- нормативный коэффициент эффективности, Е_н=0,12;

К_н- начальная стоимость насосных станций;

f_т.с- доля ежегодных отчислений от начальной стоимости тепловых сетей;

К_т.с- капитальные вложения в тепловые сети.

Из этого уравнения получаем выражение для оптимального удельного линейного падения давления Па/м,

где      М_о - материальная характеристика сети, м²;

R_о - удельное линейное падение давления  Па/м; принимаем R_о=10Па/м;

G - расход воды в теплосети, кг/с, G=74,1кг/с;

L - длина главной магистрали (подающая + обратная линии) ,м,

 

Эта формула действительна для  кг/м3 .

Зная расходы воды и длины участков выполняем предварительный гидравлический расчет при R_о=10Па/м.

Предварительный диаметр на участке определяем по формуле

По результатам этого расчета находим материальную характеристику сети

            Для определения коэффициента  вычисляем ряд вспомогательных величин.         Удельные ежегодные теплопотери отнесенные к 1 м² условной материальной характеристики тепловой сети q_т.с , ГДж/(м²год)

где      к - коэффициент теплопередачи теплопровода с учетом тепловой изоляции, канала и  грунта , отнесенный к условной площади наружной поверхности изоляции  трубопровода, Вт/(м²К), к=0,8

- среднегодовая температура теплоносителя ^оС, =70^оС

t_о- среднегодовая температура грунта , ^оС,  t_о=5,5 ^оС.

-условный коэффициент местных потерь учитывающий дополнительные потери теплоты опорами арматурой и т.п., для надземной прокладки=0,2 [3]

т-длительность работы тепловой сети , ч/год, т =8000 ч/год.

q_тс=3,14^.0,8^. (70-5,5) ^. (1+0,2) ^.8000^.3,6^.10^-6=5,60 ГДж/(м^2.год)

Доля ежегодных отчислений от начальной стоимости тепловой сети (амортизационные отчисления 5%; текущий ремонт 18%; амортизационных отчислений; общественные расходы  27% суммы амортизационных отчислений и текущего ремонта) [1]:

f_тс=0,05^.1,18^.1,27=0,075

Приведенные замыкающие затраты на тепловую энергию

Доля местных потерь

Таким образом, коэффициент, зависящий от экономических показателей и оборудования сети, вычисляется по формуле

 , где     -кпд насосной установки

в_т.с.- коэффициент зависящий от конструкции сети, способа прокладки

n- число часов использования мощности сетевых насосов, ч,

Z_э-замыкающие затраты на электроэнергию руб/кВт ч,

в_н -удельные капитальные вложения в насосную установку руб/кВт,

Оптимальное значение удельного линейного падения давления

Дальнейший расчет выполняем при  аналогично гидравлическому расчету при R_л=80 Па/м

Расчет сведен в Таблицу 6.

Вывод: из расчета видно, что при оптимальном значении удельного линейного падения давления равного 88,2 Па/м, диаметры остаются такими же, как и при принятом значении равном 80 Па/м, выпадает только один диаметр на участке от котельной до 9 узла в котором происходит разделение потоков на две магистрали. Таким образом можно сказать что значение Rл =80 Па/м можно принимать за расчетное для магистральных трубопроводов.