Параметры теплоснабжения от котельной

Обновлено: 16.05.2024

Методика оценки качества теплоснабжения по данным коммерческого учёта тепловой энергии

Разработана методика мониторинга производства и потребления тепловой энергии по данным коммерческого и технологического учёта на индивидуальном тепловом пункте границе тепловых сетей ТЭЦ и промышленной площадки. Предложенный подход на основе системного анализа позволяет сопоставлять фактические тепловую нагрузку, расход, температуру и давление теплоносителя с их договорными значениями и оценивать качественные показатели теплоснабжения. В качестве примера рассмотрены результаты мониторинга эксплуатации закрытой системы теплоснабжения промышленной площадки от ТЭЦ за отопительный сезон 2017–2018.

Введение

Внедрение государственной программы энергосбережения и повышения энергоэффективности на региональном и муниципальном уровне должно опираться на развитую систему коммерческого учёта тепловой энергии и теплоносителя [1–3].

Приборы коммерческого учёта тепловой энергии в основном используются для осуществления финансовых расчётов между продавцом и потребителем. Значительно реже они применяются для индикации функционирования теплоэнергетических систем, а также при оценке качества систем производства и потребления тепловой энергии.

Отсутствие утверждённых на республиканском или региональном уровне нормативных документов значительно снижает техническую эффективность установки узлов учёта тепловой энергии. В инициативном порядке были разработаны и внедрены подходы к более широкому использованию приборов коммерческого учёта. Так, проведение работ по энергетическому обследованию и составлению энергопаспорта предприятий и организаций неразрывно связано с организацией приборного учёта тепловой энергии и анализа результатов измерений [4]. Разработана методика мониторинга сетей отопительной котельной после их реконструкции по результатам коммерческого учёта тепловой энергии [5]. Результаты проектирования системы учёта тепловой энергии и методика мониторинга теплопотребления многоэтажного жилого здания с открытой схемой теплоснабжения проанализированы в работе [6].

Цель данной работы — повышение энергетической и экономической эффективности закрытой зависимой системы теплоснабжения промышленного предприятия с развитой системой внутренних тепловых сетей за счёт разработки и внедрения методики мониторинга параметров теплоснабжения и теплопотребления по данным коммерческого учёта тепловой энергии и теплоносителя.

Источник тепловой энергии — Самарская ТЭЦ, входящая в состав самарского филиала Группы «Т Плюс». Схема теплоснабжения — двухтрубная закрытая. Место подключения промпредприятия к магистральной тепловой сети — тепловая камера, через которую проходит граница балансовой принадлежности между теплоснабжающей организацией и потребителем. Расстояние от тепловой камеры до теплового пункта предприятия — 210 м. Диаметр подающего и обратного трубопроводов — ∅150×4,5 мм. Прокладка трубопроводов — надземная на опорах.

Тепловые сети предприятия обеспечивают теплом девять административных и производственных зданий. Суммарная тепловая отопительная нагрузка по проекту составляет 0,576 Гкал/ч или 13,824 Гкал/сут. при проектном температурном графике 150/7 0 °C. В 2015 году для СамТЭЦ был утверждён температурный график 135/7 0 °C, со срезкой при 11 5 °C и спрямлением при 7 0 °C, что вызвало увеличение максимального проектного расхода теплоносителя с 7,2 т/ч (172,8 т/ сут.) до 8,861 т/ч (212,66 т/сут.).

Продолжительность отопительного периода (январь-апрель, октябрь-декабрь одного года) значительно отличается от норматива. Фактические продолжительности отопительных периодов для общественных зданий, средние температуры в 2007–2017 годах представлены в табл. 1.

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период — октябрь, ноябрь, декабрь 2017 года и январь, февраль, март, апрель 2018 года — составила −4,0 1 °C. Продолжительность отопительного периода — 198 суток.

Автоматизированная система коммерческого учёта тепловой энергии и теплоносителя промпредприятия спроектирована и внедрена в 2010 году. Размещение узла учёта тепловой энергии (УУТЭ) на границе балансовой принадлежности технически нецелесообразно, поэтому он расположен в помещении теплового пункта предприятия и выполнен в соответствии с «Правилами учёта тепловой энергии и теплоносителя» (1995 год) [7].

В измерительный комплект теплосчётчика входят: вычислитель количества теплоты ВКТ-7 НПФ «Теплоком», два электромагнитных преобразователя расхода ПРЭМ-80 Ду = 80 мм (максимальный расход — 180 т/ч), комплект платиновых технических разностных термометров КТПТР-01 и блок питания ИЭС18–126150. Преобразователи давления в подающем и обратном трубопроводах в соответствии с Правилами [7] не предусмотрены, так как подключённая нагрузка составляет менее 2 Гкал/ч.

Считывание ежемесячных отчётов осуществляется с использованием ноутбука, оборудованного спецкабелем, или накопителя данных НП-4. Архивы отчё- тов выводятся на ноутбук при помощи программного комплекса Vkt5Easy2.

Отчёты о суточных параметрах теплоснабжения производственной площадки за отопительный период 2017–2018 содержат следующую суточную информацию:

дата показаний;
Т₁ — средняя температура воды в подающем трубопроводе;
Т₂ — средняя температура воды в обратном трубопроводе;
ΔТ — разность температур воды в подающем и обратном трубопроводах;
V₁ — количество воды, прошедшей по подающему трубопроводу (суточный объёмный расход воды);
M₁ — масса воды, прошедшей по подающему трубопроводу (суточный массовый расход воды);
V₂ — количество воды, прошедшей по обратному трубопроводу (суточный объёмный расход воды);
M₂ — масса воды, прошедшей по подающему трубопроводу (суточный массовый расход воды);
M_г — утечка как разность (M₁ — M₂), то есть невязка показаний расходомеров;
P₁ — среднее давление воды в подающем трубопроводе;
P₂ — среднее давление воды в обратном трубопроводе
Q — количество тепловой энергии (суточная тепловая нагрузка);
Q_г — количество тепловой энергии с утечкой;
ВНР — время нормальной работы;
ВОС — время отказа системы;
НС — отметка о нештатной ситуации;
а также информация о суммарных (месячных) значениях величин: ΣV₁, ΣM₁, ΣV₂, ΣM₂, ΣQ, ΣВНР и ΣВОС.

Мониторинг качества поставки и потребления тепловой энергии заключается в контроле параметров, характеризующих тепловой и гидравлический режимы в системе теплоснабжения [3].

СамТЭЦ как поставщик тепла обеспечивает параметры: давление в подающем трубопроводе P₂ = 0,56 МПа; располагаемый напор ΔP = P₁ — P₂ = 0,56–0,52 = 0,04 МПа; соблюдение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе Т₁ ± 3 % [8] в соответствии с температурным графиком 135/7 0 °C, указанным в договоре теплоснабжения.

Потребитель обеспечивает: соблюдение температуры обратной воды Т₂ + 5 °C в соответствии с температурным графиком 135/7 0 °C, указанным в договоре теплоснабжения; соблюдение расхода теплоносителя, в том числе максимального часового, определённого договором теплоснабжения, — M₁ = 8,861 т/ч (212,6 т/сут.).

Для мониторинга необходимо добавить значения температур по утверждённому температурному графику качественного регулирования нагрузки тепловой сети СамТЭЦ 135/7 0 °C и значения средней суточной температуры наружного воздуха Т_нв [9].

Алгоритм качественного регулирования тепловой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха предполагает постоянное значение расхода теплоносителя. Поэтому на первом этапе системного анализа проводится мониторинг расхода теплоносителя.

Мониторинг расхода в воды в подающем и обратном трубопроводах

Известно, что в процессе эксплуатации возможно нарушение исправности отдельных составляющих теплосчётчика, которое выявляется только в процессе периодической поверки. Так, в работе [10] показано, что доля составляющих теплосчётчика, не прошедших поверку (негодных устройств), к общему числу приборов, представленных на поверку, достигает: тепловычислителей — 0,2287; преобразователей температуры — 0,1096; преобразователей расхода — 0,1848; преобразователей давления — 0,197; двухпоточного теплосчётчика — 0,4712.

Поэтому проводится оценка исправности расходомеров методом сравнения среднесуточных показаний расходомера на подающем трубопроводе М₁ с показаниями расходомера на обратном трубопроводе М2 по величине относительной невязки показаний. Относительная невязка показаний определялась как Нормативное значение невязки показаний для исправных преобразователей расхода не должно превышать 4 %, то есть ΔV < 4 %.

Результаты оценки представлены на рис. 1. Как видно, за весь отопительный сезон 2017–2018 невязка не превышала нормативного значения, поэтому полученные в ходе измерений расходов результаты следует считать достоверными.

Среднемесячные проектные и фактические суточные расходы и максимальные суточные расходы в подающем трубопроводе представлены в табл. 2. Следует отметить значительное снижение расхода в марте-апреле 2018 года по сравнению с ноябрём-декабрём 2017 года. Отмечено четыре случая отключения теплоснабжения: три в октябре-ноябре 2017 года и одно в апреле 2018 года.

Сравнение проектных и фактических значений среднесуточных расходов теплоносителя показало, что фактические расходы на 30,1–6, 6 % превышают проектные и при 135/7 0 °C — 212,6 т/сут.

Допустимая величина отклонения или несоответствия расхода теплоносителя договорному в нормативных документах не приводится [2, 3, 8].

Мониторинг температур прямой и обратной сетевой воды

Сравнение действующего температурного графика качественного регулирования с фактическими значениями температур представлено на рис. 3. Из рис. 2 видно, что при температурах наружного воздуха фактические температуры в подающем трубопроводе (Т₁) значительно меньше проектных значений, что является «недотопом». Температура воды в обратном трубопроводе (Т₂) в большинстве случаев соответствует нормативным значениям, что говорит о качественной режимной наладке внутриплощадочных тепловых сетей и систем теплопотребления.

Проведён мониторинг системы качественного регулирования теплоисточника по температуре в подающем трубопроводе Т₁ и температуре наружного воздуха Т_нв, а также температуре в обратном трубопроводе Т₂ и температуре наружного воздуха Т_нв. Качество поддержания оценивалось по интегральным квадратичным критериям, которые для дискретных значений имеют вид:

где T_1i и T₂_i — среднесуточные температуры по температурному графику 135/7 0 °C; T_1факi и T_2факi — фактические среднесуточные температуры; n — количество дней наблюдения.

Оценка отклонений фактической температуры от проектной по интегральным среднеквадратичным критериям представлена в табл. 3. Видно, что для Т₁ наибольшие отклонения от допустимых ± 3 % наблюдались в январе и марте, а для Т₂ отклонения составили 1,71–2,5 9 °C, что меньше допустимых + 5 °C. Поэтому температурный режим со стороны поставщика не соблюдается (в сторону занижения), температурный режим со стороны потребителя соответствует договорному.

Мониторинг тепловых нагрузок

Сравнение расчётной Q_ор и фактической Q_о тепловых нагрузок в зависимости от температуры наружного воздуха показано на рис. 3. Видно достаточно хорошее совпадение результатов.

В MS Excel построена линия тренда фактической тепловой нагрузки с линейной зависимостью от температуры наружного воздуха и получено следующее уравнение регрессии для величины достоверности аппроксимации R₂ = 0,7036:

Сравнение расчётной и фактических тепловых нагрузок при −3 0 °C показало, что фактическая тепловая нагрузка величиной 12,495 Гкал/сут. (0,5206 Гкал/ч) соответствует расчётной по температурному графику со спрямлением и срезкой 12,14 Гкал/сут. при проектном значении 13,82 Гкал/сут. (0,576 Гкал/ч).

Рассмотрим, как несовпадение нагрузок повлияло на интегральные показатели теплопотребления.

Анализ годового потребления тепла проводится по приведённому и проектному значениям месячной нагрузки. Расчёт приведённого к нормативным условиям Q_прив фактического месячного теплопотребления проводился по формуле:

где Q_фак — фактическое месячное потребление тепла, Гкал/мес.; t_пр — проектная среднемесячная температура воздуха [11], °C; t_фак — фактическая среднемесячная температура воздуха, °C.

Расчёт нормативного месячного теплопотребления Q_пр проводился по формуле для проектной часовой тепловая нагрузка q_пр = 0,576 Гкал/ч; n — количество дней в месяце: Годовое потребление тепла осуществлялось суммированием данных по месячному потреблению. Невязка годовых тепловых нагрузок проектных и фактических определяется

Проектные, фактические и приведённые к нормативным условиям тепловые нагрузки в отопительный сезон 2017–2018 представлены в табл. 4. Видно, что приведённая годовая нагрузка на 25,857 Гкал превышает проектное значение, равное 1350,115 Гкал. В тоже время фактическая годовая тепловая нагрузка меньше проектной на 73,157 Гкал, и это значение ошибочно можно отнести на счёт экономии тепловой энергии.

Заключение

Разработана и внедрена методика мониторинга параметров теплоснабжения и теплопотребления для закрытой системы теплоснабжения промпредприятия по данным коммерческого учёта тепловой энергии и теплоносителя.

Рассмотрен алгоритм использования методики мониторинга параметров теплоснабжения и теплопотребления для анализа тепловой нагрузки, расхода и температуры теплоносителя.

Предложенная в данной работе методика позволяет эффективнее использовать результаты измерения параметров теплоснабжения.

Параметры теплоснабжения от котельной

Дата введения 2013-01-01

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Открытое акционерное общество "Объединение ВНИПИэнергопром" (ОАО "ВНИПИэнергопром") и другие специалисты

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных

Введение

При разработке свода правил использованы нормативные документы, европейские стандарты (EN), разработки ведущих российских и зарубежных компаний, опыт применения действующих норм проектными и эксплуатирующими организациями России.

Работа выполнена: И.Б.Новиков (руководитель работы), A.И.Коротков, д-р техн. наук В.В.Шищенко, О.А.Алаева, Н.Н.Новикова, С.В.Романов, Е.В.Савушкина (ОАО "ВНИПИэнергопром"); канд. техн. наук В.И.Ливчак, А.В.Фишер, М.В.Светлов, канд. техн. наук Б.М.Шойхет, д-р техн. наук Б.М.Румянцев; Е.В.Фомичева; Р.В.Агапов, А.И.Лейтман (ОАО "МТК").

Изменение N 1 к СП 124.13330.2012 выполнено авторским коллективом: АО "Инжпроектсервис" (И.Б.Новиков - руководитель работы, Е.В.Фомичева, Е.И.Калугина), ООО НПП "Энергосистемы" (С.В.Романов, д-р техн. наук В.В.Шищенко), ПАО "Мосэнерго" (О.А.Вишневская, М.В.Артемов), ООО "ВЭП-инжиниринг" (Е.В.Кружечкина), ООО "ИК "Технопромэксперт" (М.В.Светлов), ПАО "МОЭК" (О.Е.Колкова, Д.Е.Балашов, И.А.Гайтаров, А.А.Ильичев), АО "МосводоканалНИИпроект" (А.И.Лейтман), ООО "ТСК-Мосэнерго" (Р.В.Агапов).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает требования по проектированию тепловых сетей, сооружений на тепловых сетях во взаимосвязи со всеми элементами системы централизованного теплоснабжения (далее - СЦТ).

1.2 Настоящий свод правил распространяется на тепловые сети (со всеми сопутствующими конструкциями) от выходных запорных задвижек (исключая их) коллекторов источника теплоты или от наружных стен источника теплоты до выходных запорных задвижек (включая их) центральных тепловых пунктов и до входных запорных органов индивидуальных тепловых пунктов (узлов вводов) зданий (секции зданий) и сооружений, транспортирующие горячую воду с температурой до 200 °С и давлением до 2,5 МПа включительно, водяной пар с температурой до 440 °С и давлением до 6,3 МПа включительно, конденсат водяного пара.

1.3 В состав тепловых сетей включены здания и сооружения тепловых сетей: насосные, центральные тепловые пункты, павильоны, камеры, дренажные устройства и т.п.

1.4 В настоящем своде правил рассматриваются системы централизованного теплоснабжения в части их взаимодействия в едином технологическом процессе производства, распределения, транспортирования и потребления теплоты.

1.5 Настоящий свод правил следует соблюдать при проектировании новых и реконструкции, модернизации и техническом перевооружении и капитальном ремонте существующих тепловых сетей (включая сооружения на тепловых сетях).

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 9720-76 Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 750 мм

ГОСТ 23120-2016 Лестницы маршевые, площадки и ограждения стальные. Технические условия

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

ГОСТ 30732-2006 Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. Технические условия

ГОСТ Р 56227-2014 Трубы и фасонные изделия стальные в пенополимерминеральной изоляции. Технические условия

ГОСТ Р 56730-2015 Трубы полимерные гибкие с тепловой изоляцией для систем теплоснабжения. Общие технические условия

ГОСТ Р 58097-2018 Трубы гибкие полимерные армированные с тепловой изоляцией и соединительные детали к ним для наружных сетей тепло- и водоснабжения. Общие технические условия

СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с изменением N 1)

СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 30.13330.2016 "СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий" (с изменением N 1)

СП 42.13330.2016 "СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений"

СП 43.13330.2012 "СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий" (с изменениями N 1, N 2)

СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты" (с изменением N 1)

СП 52.13330.2016 "СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение"

СП 60.13330.2016 "СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" (с изменением N 1)

СП 61.13330.2012 "СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов" (с изменением N 1)

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87* Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, N 3)

СП 265.1325800.2016 Коллекторы коммуникационные. Правила проектирования и строительства

СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения

СанПиН 2.1.4.2496-09 Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. Изменение к СанПиН 2.1.4.1074-01

СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по [2], [4], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 автоматизированный узел управления; АУУ: Устройство с комплектом оборудования, устанавливаемое в месте подключения системы отопления здания или его части к распределительным тепловым сетям от центрального теплового пункта и позволяющее изменить температурный и гидравлический режимы систем отопления, обеспечить учет и регулирование расхода тепловой энергии.

3.2 вероятность безотказной работы системы [Р]: Способность системы не допускать отказов, приводящих к падению температуры в отапливаемых помещениях жилых и общественных зданий ниже нормативных.

3.3 квартальные тепловые сети: Распределительные тепловые сети внутри кварталов городской застройки.

коммуникационный коллектор: Протяженное проходное подземное сооружение, предназначенное для совместной прокладки и обслуживания инженерных коммуникаций, с внутренними инженерными системами, обеспечивающими его функционирование.

3.5 коэффициент готовности (качества) системы []: Вероятность работоспособного состояния системы в произвольный момент времени поддерживать в отапливаемых помещениях расчетную внутреннюю температуру, кроме периодов снижения температуры, допускаемых нормативами.

3.6 магистральные тепловые сети: Тепловые сети (со всеми сопутствующими конструкциями и сооружениями), транспортирующие горячую воду, пар, конденсат водяного пара, от выходной запорной арматуры (исключая ее) источника теплоты до первой запорной арматуры (включая ее) в тепловых пунктах.

3.7 ответвление: Участок тепловой сети, непосредственно присоединяющий тепловой пункт к магистральным тепловым сетям или отдельное здание и сооружение к распределительным тепловым сетям.

3.8 полупроходной канал: Протяженное подземное сооружение с высотой прохода в свету от 1,5 до 1,8 м и шириной прохода между изолированными трубопроводами не менее 600 мм, предназначенное для прокладки тепловых сетей без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

3.9 проходной канал: Протяженное подземное сооружение с высотой прохода в свету не менее 1,8 м и шириной прохода между изолированными трубопроводами, равной мм, но не менее 700 мм, предназначенное для прокладки тепловых сетей без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

3.10 распределительные тепловые сети: Наружные тепловые сети от тепловых пунктов до зданий, сооружений, в том числе от центрального теплового пункта до индивидуального теплового пункта.

3.11 система централизованного теплоснабжения; СЦТ: Система, состоящая из одного или нескольких источников теплоты, тепловых сетей (независимо от диаметра, числа и протяженности наружных теплопроводов) и потребителей теплоты.

3.12 срок службы тепловых сетей: Период времени в календарных годах со дня ввода в эксплуатацию, по истечении которого следует провести экспертное обследование технического состояния трубопровода в целях определения допустимости, параметров и условий дальнейшей эксплуатации трубопровода или необходимости его демонтажа.

3.13 тепловой пункт: Сооружение с комплектом оборудования, позволяющее изменить температурный и гидравлический режимы теплоносителя, обеспечить учет и регулирование расхода тепловой энергии и теплоносителя.

3.14 тоннель: Протяженное подземное сооружение с высотой прохода в свету не менее 1,8 м, предназначенное для прокладки тепловых сетей, отдельно или совместно с другими сетями инженерно-технического обеспечения.

3.15 транзитная тепловая сеть: Тепловая сеть, проходящая по земельному участку и (или) через здание, но не имеющая ответвлений для присоединения теплопотребляющих установок на таком земельном участке или в здании.

3.16 трубы, бывшие в употреблении: Трубы, демонтированные после первичной (предыдущей) эксплуатации.

3.17 узел ввода: Устройство с комплектом оборудования, позволяющее осуществлять контроль параметров теплоносителя в здании или секции здания или сооружения, а также, при необходимости, осуществлять распределение потоков теплоносителя между потребителями.

3. Построение графиков изменения подачи теплоты. Годовой запас условного топлива.

4.2 Расчет температур воды в отопительных системах с зависимым присоединением

4.2.1 Температура воды в подающей линии тепловой сети, о С

4.2.2 Температура воды на выходе из отопительной системы

4.2.3 Температура воды после смесительного устройства (элеватора)

4.3 Подрегулирование системы горячего водоснабжения

4.4 Расчет расхода воды из тепловой сети на вентиляцию и температуры воды после систем вентиляции

4.5 Определение расходов сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах водяной тепловой сети

4.5.1 Расход воды в системе отопления

4.5.2 Расход воды в системе вентиляции

4.5.3 Расход воды в системе ГВС.

4.5.4 Средневзвешенная температура в обратной линии тепловой сети.

5. Построение графиков расходов сетевой воды по объектам и в сумме

6. Выбор видва и способа прокладки тепловой сети

7. Гидравлический расчёт тепловой сети. Построение пьезометрического графика

7.1.Гидравлический расчет водяной тепловой сети

7.2 Гидравлический расчет разветвленных тепловых сетей

7.2.1 Расчет участка главной магистрали И – ТК

7.2.2 Расчет ответвления ТК – Ж1.

7.2.3 Расчет дроссельных шайб на ответвлениях тепловой сети

7.3 Построение пьезометрического графика

7.4 Выбор насосов

7.4.1 Выбор сетевого насоса

7.4.2 Выбор подпиточного насоса

8. Тепловой расчет тепловых сетей. Расчет толщины изоляционного слоя

8.1 Основные параметры сети

8.2 Расчёт толщины изоляционного слоя

8.3 Расчёт тепловых потерь

9. Тепловой и гидравлический расчёты паропровода

9.1 Гидравлический расчет паропровода

9.2 Расчёт толщины изоляционного слоя паропровода

10. Расчёт тепловой схемы источника теплоснабжения. Выбор основного и вспомогательного оборудования.

10.1 Таблица исходных данных

11. Выбор основного оборудования

11.1 Выбор паровых котлов

11.2 Выбор деаэраторов

11.3 Выбор питательных насосов

12. Тепловой расчёт подогревателей сетевой воды

12.1 Пароводяной подогреватель

12.2 Расчёт охладителя конденсата

13. Технико-экономические показатели системы теплоснабжения

Список литературы

введение

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектроцентралями, производственными и районными отопительными котельными.

Перевод предприятий на полный хозяйственный расчет и самофинансирование, намечаемое повышение цен на топливо и переход многих предприятий на двух- и трехсменную работу требуют серьезной перестройки в проектировании и эксплуатации производственных и отопительных котельных.

Производственные и отопительные котельные должны обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально. спроектированной тепловой схемы котельной. Ведущими проектными институтами разработаны и совершенствуются рациональные тепловые схемы и типовые проекты производственных и отопительных котельных.

Целью данного курсового проекта является получение навыков и ознакомление с методиками расчёта теплоснабжения потребителей, в частном случае - расчёта теплоснабжения двух жилых районов и промышленного предприятия от источника теплоснабжения. Также поставлена цель – ознакомиться с существующими государственными стандартами, и строительными нормами и правилами, касающимися теплоснабжения, ознакомление с типовым оборудованием тепловых сетей и котельных.

В данном курсовом проекте будут построены графики изменения подачи теплоты каждому объекту, определён годовой запас условного топлива для теплоснабжения. Будет произведён расчёт и построены температурные графики, а также графики расходов сетевой воды по объектам и в сумме. Произведён гидравлический расчёт тепловых сетей, построен пьезометрический график, выбраны насосы, сделан тепловой расчёт тепловых сетей, рассчитана толщина изоляционного покрытия. Определён расход, давление и температура пара, вырабатываемого на источнике теплоснабжения. Выбрано основное оборудование, рассчитан подогреватель сетевой воды.

Проект носит учебный характер поэтому предусматривает расчёт тепловой схемы котельной только в максимально зимнем режиме. Остальные режимы тоже будут затронуты, но косвенно.

1. Выбор вида теплоносителей и их параметров

1.1 Выбор вида теплоносителей

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит главным образом от типа источника теплоты и вида тепловой нагрузки.

В нашем курсовом проекте три объекта теплоснабжения: промышленное предприятие и 2 жилых района.

Пользуясь рекомендациями [1], для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, систему теплоснабжения принимаем водяную. Это объясняется тем, что вода имеет ряд преимуществ по сравнению с паром, а именно:

а) более высокий КПД системы теплоснабжения вследствие отсутствия в абонентских установках потерь конденсата и пара, имеющих место в паровых системах;

б) повышенная аккумулирующая способность водяной системы.

Для промышленного предприятия в качестве единого теплоносителя для технологических процессов, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения применяем пар.

1.2 Выбор параметров теплоносителей

Параметры технологического пара определяются по требованиям потребителей и с учётом потерь давления и теплоты в тепловых сетях.

В связи с тем, что данных о гидравлических и тепловых потерях в сетях не имеется, исходя из опыта эксплуатации и проектирования, принимаем удельные потери давления и снижение температуры теплоносителя вследствие тепловых потерь в паропроводе соответственно и . Для обеспечения заданных параметров пара у потребителя и исключения конденсации пара в паропроводе на основании принятых потерь, определяются параметры пара на источнике. Кроме того для работы теплообменного оборудования потребителя необходимо создать температурный напор .

С учетом выше изложенного температура пара на входе потребителя составляет, 0 С:

где =10-15 0 С

Согласно [2] давление насыщения пара при полученной температуре пара у потребителя составляет .

Давление пара на выходе источника с учетом принятых гидравлических потерь составит, МПа:

, (1.1)

где - длина сети от источника до промпредприятия, м.

МПа

Температура насыщения пара при давлении МПа составляет 147,5 0 С [2]. Температура пара необходимая для компенсации принятых тепловых потерь составит, 0 С:

, (1.2)

где - температура перегрева пара (разность температур между перегретым паром и сухим насыщенным); принимается 0 С.

0 С

Итак, окончательно принимаются 0 С, МПа.

В системе теплоснабжения для удовлетворения нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в качестве теплоносителя принята вода. Выбор обусловлен тем, что в жилых и общественных зданиях в системах централизованного теплоснабжения с целью соблюдения санитарных норм необходимо принимать в качестве теплоносителя воду. Применение для предприятий в качестве теплоносителя пара для технологических процессов, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения допускается при технико-экономическом обосновании. В виду отсутствия данных для проведения технико-экономического анализа, и отсутствия необходимости в этом (не предусмотрено заданием) окончательно теплоносителем для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых районов и промышленного предприятия принимается горячая вода.

Согласно [1] минимальная температура теплоносителя в обратном трубопроводе при закрытой системе горячего водоснабжения составляет 70 0 С. Так как увеличение разности температур в подающей и обратной линии приводит к сокращению требуемого расхода теплоносителя, а верхний предел обусловлен надежностью эксплуатации отопительных приборов, а также условиями не вскипания воды в них, то принимаем наибольшую возможную температуру в подающем трубопроводе 150 0 С. В итоге для системы теплоснабжения принят график .

Место и способ регулирования теплоносителя:

- вода – центральное качественное регулирование;

- пар – местное регулирование.

Серьезное значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. Повышение параметров теплоносителя приводит к уменьшению диаметров тепловой сети и снижению расходов по перекачке.

И ЕЁ СОСТАВ

Основное значение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества.

При выборе системы теплоснабжения учитываются технические и экономические показатели по всем элементам: источнику теплоты, сети, абонентским установкам.

В данном курсовом проекте необходимо выбрать систему теплоснабжения для промышленного предприятия и 2-х жилых районов. Наиболее рациональным является выбор централизованной системы теплоснабжения, т.к. с уменьшением числа источников теплоснабжения, повышается экономичность выработки теплоты и снижаются начальные затраты и расходы по эксплуатации источников теплоснабжения.

В зависимости от числа трубопроводов, используемых для теплоснабжения данной группы потребителей, водяные системы делятся на одно-, двух-, трех- и многотрубные. В данном курсовом проекте выбираем двухтрубную водяную систему, в которой тепловая сеть состоит из двух трубопроводов: подающего и обратного. По подающему трубопроводу горячая вода подводится от станции к абонентам, по обратному трубопроводу охлажденная вода возвращается к котельной. Эти системы по сравнению с многотрубными требуют меньших начальных вложений и дешевле в эксплуатации.

Водяные системы теплоснабжения применяются: закрытые и открытые. Выбираем закрытую систему теплоснабжения, в ней сетевая вода используется только в качестве теплоносителя, но из сети не отбирается. Преимущество закрытой системы – гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, от воды, циркулирующей в тепловой сети. Обеспечивается стабильное качество горячей воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, такое же, как качество водопроводной воды.

В зависимости от характера тепловых нагрузок абонента и режима тепловой сети выбираются схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети. Присоединение нагрузки ГВС – независимое. Для отопления принимаем зависимую схему присоединения отопительных установок с элеваторным смешением. Основными преимуществами элеватора как смесительного устройства являются простота и надежность работы. В условиях эксплуатации элеватор не требует постоянного обслуживания. Достоинство закрытой схемы – это простота и дешевизна, и при этом может быть получен несколько больший перепад температур сетевой воды в абонентской установке. Увеличение перепада температур воды уменьшает расход теплоносителя в сети, что может привести к снижению диаметров сети и экономии на начальной стоимости тепловой сети и на эксплуатационных расходах.

Для теплоснабжения промышленного предприятия применяем паровую централизованную систему, она должна включать в себя системы сбора и возврата конденсата.

Паровую систему предусматриваем двухтрубную с возвратом конденсата. Пар по паровой сети транспортируется к тепловым потребителям. Конденсат возвращается от потребителя в котельную по конденсатопроводу. На случай аварийной ситуации предусматриваем резервную подачу пара в сеть через редукционно-охладительную установку. Сбор конденсата от теплоприемников и возврат его к источнику теплоты имеют важное значение для надежности работы котельной установки и для экономии теплоты и общей экономичности системы теплоснабжения вцелом. Систему сбора и возврата конденсата принимаем закрытую.

Температуру возвращаемого конденсата принимаем 80 0 С, а коэффициент возврата конденсата принимается равным 0,8.

Технологические потребители к паровым системам теплоснабжения присоединяются непосредственно; системы горячего водоснабжения и отопления присоединяются либо через пароводяной подогреватель, либо через струйный подогреватель.

Котельная по назначению - отопительно-производственная - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжении.

Согласнопролкладка тепловых сетей в жилых районах предусматривается подземная – канальная. Это связано с соблюдением архитектурных и планировочных требований. Для паропроводов предусмотрена воздушная прокладка.

Все три вида нагрузки присоединяем к тепловой сети параллельно. То есть расход теплоносителя будет складываться из суммы его расходов на отдельные виды нагрузки.

3. Построение графиков изменения подачи

теплоты. Годовой запас условного топлива

Первым этапом проектирования системы теплоснабжения является определение расходов и необходимых параметров теплоты для всех присоединенных к этой системе потребителей.

Годовое потребление состоит из расходов на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение (ГВС) и технологию. Они, в свою очередь, складываются из теплопотреблений отдельных объектов теплоснабжения и по характеру протекания во времени подразделяются на сезонные и круглогодичные. Сезонные нагрузки очень зависят от климатических условий (в нашем случае основным условием будет являться температура наружного воздуха). К сезонным относятся нагрузки отопления и вентиляции. Круглогодичные – фактически не зависят от климатических условий, таковыми являются нагрузки ГВС и технологические.

В нашем проекте три объекта теплоснабжения: промышленное предприятие и 2 жилых района. Расходы теплоты промышленным предприятием нам заданы, необходимо определить величину теплопотребления в жилых районах.

Согласно исходным данным город-местоположение котельной – Иваново. Климатологические параметры расчетного города для холодного периода года принимаем по [3] и заносим их в Таблицу 3.1.

Нормативы должен знать каждый: параметры теплоносителя системы отопления многоквартирного дома

Жители многоквартирных домов в холодное время года чаще доверяют поддержание температуры в комнатах уже установленным батареям центрального отопления.

В этом преимущество городских многоэтажек перед частным сектором — с середины октября и до конца апреля коммунальные службы заботятся о постоянном обогреве жилых помещений. Но не всегда их работа безупречна.

Многие сталкивались с недостаточно горячими трубами в зимние морозы, и с настоящей тепловой атакой весной. На самом деле, оптимальная температура квартиры в разное время года определена централизованно, и должна соответствовать принятому ГОСТу.

Нормативы отопления ПП РФ № 354 от 06.05.2011 и ГОСТ

6 мая 2011 года было издано Правительственное Постановление, которое действует по сей день. Согласно ему, отопительный сезон зависит не столько от времени года, сколько от температуры воздуха на улице.

Центральное отопление начинает работать при условии, что внешний термометр показывает отметку ниже 8 °C, и похолодание длится не менее пяти суток.

На шестой день трубы уже начинают обогрев помещений. Если в течение указанного времени наступило потепление, отопительный сезон откладывается. Во всех частях страны, батареи радуют своим теплом с середины осени и поддерживают комфортную температуру до конца апреля.

Если морозы наступили, а трубы остаются холодными, это может быть результатом неполадок в системе. В случае глобальной поломки или незавершённых ремонтных работ придётся воспользоваться дополнительным обогревателем, пока неисправность не будет устранена.

Если проблема заключается в заполнивших батареи воздушных пробках, то обращаются в эксплуатирующую компанию. В течение суток после подачи заявки приедет закреплённый за домом сантехник и «продует» проблемный участок.

Стандарт и нормы допустимых значений температуры воздуха прописаны в документе «ГОСТ Р 51617-200. Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические сведения». Диапазон прогрева воздуха в квартире может варьироваться от 10 до 25 °C, в зависимости от назначения каждого отапливаемого помещения.

Жилые комнаты, к которым относятся гостиные, спальни кабинеты и подобные, должны быть нагреты до 22 °C. Возможно колебание этой отметки до 20 °C, особенно в холодных угловых помещениях. Максимальное значение термометра не должно превышать 24 °C.

Оптимальной считается температура от 19 до 21 °C, но допускается охлаждение зоны до 18 °C или интенсивный нагрев до 26 °C.

Туалет повторяет температурный диапазон кухни. Но, ванная комната, или смежный санузел, считаются помещениями с повышенным уровнем влажности. Прогреваться эта часть квартиры может до 26 °C, а охлаждаться до 18 °C. Хотя, даже при оптимально допустимом значении в 20 °C использовать ванну по назначению неуютно.
Комфортным диапазоном температуры для коридоров считается 18–20 °C. Но, уменьшение отметки до 16 °C признано вполне терпимым.
Показатели в кладовых могут быть ещё ниже. Хотя оптимальные пределы — от 16 до 18 °C, отметки 12 или 22 °C не выходят за границы нормы.
Войдя в подъезд, жилец дома может рассчитывать на температуру воздуха не ниже 16 °C.
В лифте человек находится совсем недолго, отсюда и оптимальная температура всего в 5 °C.
Самые холодные места многоэтажки — подвал и чердак. Температура здесь может понижаться до 4 °C.

Тепло в доме зависит и от времени суток. Официально признано, что во сне человек нуждается в меньшем количестве тепла. Исходя из этого, понижение температуры в комнатах на 3 градуса с 00.00 часов до 05.00 утра не считается нарушением.

Читайте также: