Методические указания к курсовой работе «Комплексная программа развития городского хозяйства» для студентов всех форм обучения

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1.3. Энергоснабжение города

Энергоснабжение городов включает три основные отрасли: теплоснабжение, газоснабжение и электроснабжение.

В курсовой работе студентам предлагается определить расходы энергии в городе и объем инвестиций в развитие систем энергоснабжения за расчётный период. Для этого определяется потребный годовой расход энергии на начало и конец расчётного периода, устанавливается требуемый прирост энергии за период и определяются инвестиции, обеспечивающие развитие энергосистемы города.

1.3.1. Теплоснабжение

Расходы тепловой энергии в городе по видам тепловых нагрузок устанавливаются на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Определение максимально-часового расхода тепла на отопление

Максимально-часовой расход тепла на отопление зданий определяется на начало и на конец расчетного периода:

, Гкал/ч (27)

где q_о - отопительная характеристика здания (0,4-0,5 Ккал/м³);

V_от. – кубатура зданий по наружному обмеру (строительный объём жилых зданий составляет 60-80 куб.м на 1 жителя, а кубатура общественных зданий принимается в размере 20-25% от кубатуры жилых домов);

t_вн. - температура воздуха внутри отапливаемых помещений (18⁰С);

t_н.р. – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (-25⁰С).

Определение годового расхода тепла на отопление

, Гкал/год, (28)

где t_н.ср. – средняя температура наружного воздуха за отопительный период (-3,2⁰С);

n_о – продолжительность отопительного периода (дни).

Принимается, что продолжительность отопительного периода составляет 205 дней или 4920 часов.

Определение максимально-часового расхода тепла на вентиляцию

, Гкал/ч, (29)

где q_в– удельная вентиляционная характеристика зданий (0,5-1,0 Ккал/м³);

V_вент. – вентилируемый объем помещений, м³ принимается равным 80% от наружной кубатуры общественных зданий;

t_н.р.– расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (-14⁰С).

Определение годового расхода тепла на вентиляцию

, Гкал/год, (30)

Определение среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение

Определяется отдельно на зимний и летний периоды по следующим выражениям:

, Гкал/ч, (31)

где q_сут.– норма суточного расхода горячей воды (120 л/чел);

t_г. –температура горячей воды (65⁰С);

t_х. – температура холодной воды (5⁰С);

N – численность жителей.

, Гкал/ч (32)

Определение годового расхода тепла на горячее водоснабжение

, Гкал/год (33)

n₀ – число дней отопительного периода

Необходимо также учесть потери в тепловых сетях и расходы на собственные нужды, которые принимаются в размере 5% от суммарного годового потребления тепла и 3% от суммарного максимально-часового расхода тепла.

На основе значений расхода тепла на все виды теплоснабжения в начале и в конце расчётного периода рассчитывается прирост расхода тепла за период.

Все результаты рекомендуется проводить в табличной форме (см.табл.19 и 20).

Таблица 19 (форма)

Часовые расходы тепловой энергии, Гкал/час

Расходы энергии	Q_от.	Q_вент.	Q_г.в.	Итого
На начало периода
с учетом потерь 3%
На конец периода
с учетом потерь 3%
Сумма прироста

Таблица 20 (форма)

Годовые расходы тепловой энергии, тыс. Гкал/год

Расходы энергии	Q_от.	Q_вент.	Q_г.в.	Итого
На начало периода
с учетом потерь 5%
На конец периода
с учетом потерь 5%
Сумма прироста

Суммарные капиталовложения в развитие теплоснабжения города складываются из затрат на строительство районных тепловых станций (РТС) и стоимости прокладки новых сетей.

Для определения стоимости РТС нужно учесть прирост расхода тепла за расчетный период. Производительность одной станции теплоснабжения - от 58 до 116 МВт в час.

Принимается, что 1 Гкал ≈ 1,16 МВт.

Удельные капиталовложения в строительство станций теплоснабжения составляют 690 тыс.руб. на 1 МВт.

Необходимо учесть, что в городе должно быть не менее двух РТС.

Прирост протяженности тепловых сетей за расчетный период определяется пропорционально приросту общей площади жилищного фонда города.

Удельная стоимость прокладки тепловых сетей составляет 16,0 тыс. руб. на 1 погонный метр.

1.3.2. Газоснабжение

В курсовой работе необходимо определить расход газа на коммунально-бытовые нужды города за расчётный период расчетный период и рассчитать капитальные вложения в развитие системы газоснабжения города.

Определение годового расхода газа в жилых квартирах на горячее водоснабжение и приготовление пищи

, м³ (34)

где i – уровень благоустройства жилищного фонда;

N – численность населения, проживающего в домах с соответствующим уровнем благоустройства, чел. (принимается, что в жилом секторе города газ используется для приготовления пищи)

W_уд._i– удельная норма потребления газа в домах с соответствующим уровнем благоустройства, м³/чел.год.:

Таблица 21

Удельные нормы потребления газа в жилищном фонде

Уровни благоустройства жилья (см. табл.10)	Норма потребления газа, куб.м/чел. в год
1 уровень (с газовыми плитами и централизованным теплоснабжением)	100
11 и 111 уровни (с газовыми плитами и водонагревателями )	200

Определение расхода газа на отопление от местных источников тепла

, м³ (35)

где Q^год_от.– годовой расход тепловой энергии на отопление жилых зданий с местными источниками тепла, ГДж;

Q_г. – теплота сгорания газа (33,52 МДж/м³);

P_м. – КПД местной отопительной установки (КПД = 0,8-0,9).

Принимается, что 1 Гкал≈ 5 ГДж.

Определение расхода газа на нужды централизованного теплоснабжения

, м³ (36)

где Q^год_от.– годовой расход тепловой энергии на отопление жилых зданий государственного и муниципального фонда (с централизованным теплоснабжением);

P_ц. – КПД систем централизованного теплоснабжения (КПД = 0,80-0,85).

Определение годового расхода газа в учреждениях и предприятиях обслуживания по нормам годового потребления газа для этих учреждений и предприятий.

, м³ (37)

где V_уд. – норма удельного расхода газа на расчетную единицу потребления, МДж/год; (см. табл.21).

m – число расчетных единиц на 1000 чел.;

N – численность населения, тыс.чел.

На основе расчётов суммарного годового расхода газа на коммунально-бытовые нужды определяется прирост расхода газа за период.

Результаты расчетов предлагается свести в табл.22.

Суммарные капитальные вложения в развитие системы газоснабжения города складываются из стоимости газораспределительных пунктов, которые будут построены в течение расчетного периода и затрат на прокладку газовых сетей высокого и низкого давления.

Исходя из прироста годового расхода газа на коммунально-бытовые нужды, определяется количество газораспределительных пунктов, которые необходимо построить, и рассчитывается стоимость их строительства.

Расход газа одним газораспределительным пунктом составляет 3000 м³ в час.

Стоимость строительства ГРП – 448 тыс.руб.

Прирост протяженности газовых сетей высокого давления на конец расчетного периода определяется пропорционально приросту общей площади жилого фонда.

Таблица 22

Нормы потребления газа и электроэнергии в общественных учреждениях и предприятиях коммунально-бытового обслуживания

Наименование	Расчётная единица измерения	Число расчётных единиц на 1000 жителей	Удельный расход электроэнергии, кВт.час/чел.	Удельный расход газа, МДж./чел. в год
Детские дошкольные учреждения	Место	90	100-200	3800
Школы, учебные заведения	Учащиеся	240	50-100	2900
Больницы	Койка	13,5	600-1000	3200
Поликлиники	Посещения	35	200	84
Культурные учреждения	Место	100	400	-
Торговые предприятия	Рабочее место	10	4000	-
Предприятия общепита	Рабочее место	40	1500-2500	20000
Учреждения служ- бы быта	Рабочее место	10	200	2200
Бани	Место	5	450	-
Прачечные	Т.сух.белья	120	110	-
Гостиницы	Место	6	250	3600

Таблица 23

Годовые расходы газа, тыс.м³

Расходы газа	V_ж.кв.		V_{отопление}		V_{учр. и предпр.}	Итого
Расходы газа	I и II уровни благоустройства	III уровень благоустройства	V_{от. центр.}	V_{от. местн.}	V_{учр. и предпр.}	Итого
На начало периода
На конец периода
Прирост

Удельная стоимость прокладки газопроводов высокого давления составляет 2000 руб. один погонный метр.

Стоимость газовых сетей низкого давления определяется по формуле:

_., тыс. руб. (38)

где N_к. и N_н. – численность населения на конец и начало расчетного периода, соответственно, чел.

K_у. – удельные капиталовложения в строительство газовых сетей низкого давления, руб./чел.

Удельные капиталовложения в строительство газовых сетей низкого давления – 900 руб. на человека.

На основе рассчитанных стоимостных показателей определяются потребные инвестиции в развитие газоснабжения города.

1.3.3. Электроснабжение

Потребление электроэнергии в жилых и общественных зданиях предусматривается на цели освещения, культурно-бытовые и силовые нужды и рассчитывается по удельным нормам расхода электроэнергии.

В данном разделе определяется потребление электроэнергии на коммунально-бытовые нужды, рассчитать требуемый прирост электроэнергии и находится объем инвестиций в развитие электроснабжения города за расчётный период.

Определение расхода электроэнергии в жилищном фонде.

Расход электроэнергии в жилых зданиях осуществляется на внутриквартирные нужды и на привод лифтов в многоэтажных зданиях.

Потребление электроэнергии на внутриквартирные нужды зависит от уровня их благоустройства и степени насыщенности их различными электробытовыми приборами. и определяется по формуле:

, МВт.ч (39)

где W_{уд .}– удельная норма потребления электроэнергии на внутриквартирные нужды, кВт.час./чел.( 840 кВт.час/чел. в год),

N – численность населения города, тыс.чел.

Потребление электроэнергии на привод лифтов рассчитывается по формуле:

, МВт.ч (40)

где W_уд.л– удельная норма расхода электроэнергии на привод лифтов в многоэтажных домах, кВт.час/чел. (60 кВт.час./чел в год)

N – численность населения, проживающего в многоэтажных зданиях (6 и более этажей), тыс.чел.

Определение расхода электроэнергии в учреждениях и предприятиях культурно-бытового обслуживания:

, МВт.ч (41)

где W_уд. – удельная норма потребления электроэнергиина единицу емкости учреждения, кВт.ч. (см. табл.17).

Определение расхода электроэнергии на наружное освещение, которое складывается из потребностей в электроэнергии на освщение улиц, парков, скверов, дворовых участков, на архитектурно-рекламное цели и другие виды объектов.

Расход электроэнергии на уличное освещение:

, МВт.ч (42)

где ∑N_уст.– суммарная установленная мощность установок уличного освещения, кВт;

Т – число часов горения ламп (Т=2500 ч/год);

Суммарная установленная мощность установок уличного освещения определяется по формуле 43:

, кВт (43)

где N_мо– мощность осветительных установок для магистральных улиц общегородского значения, кВт;

N_мр – то же, для магистралей районного значения, кВт;

N_{у. и п.} - то же, для улиц проездов местного значения, а также для сохраняемых улиц, т.е. для улиц старой части города, не подвергшихся капитальному ремонту и реконструкции, кВт.

Мощность осветительных установок для каждой категории дорог определяется по формуле 44:

, кВт (44)

где Р_у_i – удельная установленная мощность осветительных установок i-й категории улиц, кВт/км.(см. табл.24).

L_i– протяженность улиц i-й категории, км.

Таблица 24

Установленная мощность осветительных установок

Категория улиц	Установленная мощность, кВт/км
1.Магистрали общегородского значения	50,3
2. Магистрали районного значения	17,3
3. Улицы местного значения и проезды	9,9

Расход электроэнергии на освещение парков и скверов, дворовых участков, архитектурно-рекламных и других объектов принимается в размере 50% от расхода электроэнергии на уличное освещение. В результате общий расход электроэнергии составит:

(45)

Определение расхода электроэнергии на коммунальных предприятиях общегородского значения:

Водопроводно-канализационное хозяйство:

, МВт.ч (46)

где Р – среднесуточная производительность городского водопровода;

Н – расчетный напор водопровода (Н=1500кПа);

Р_н.у. – КПД насосных установок (Р_н.у.=0,65-0,75);

1,25 – коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на отвод сточных вод.

Городской электротранспорт:

, МВт.ч (47)

где W_уд. – удельный расход электроэнергии на движение (W_уд.=2,5-3,0 кВт.ч/ваг.-км);

А – годовой объем работы электротранспорта, тыс. пасс.км;

В – средняя вместимость вагонов (В=70 чел./ваг.);

К_зап. – коэффициент заполнения вагонов (К_зап.=0,30-0,40).

Централизованное теплоснабжение:

, МВт.ч (48)

где W_уд. – удельный расход электроэнергии в системах централизованного водоснабжения (W_уд.= 4-6 кВт.ч/ГДж).

В результате определяется суммарное годовое потребление электроэнергии на коммунально-бытовые нужды города и пророст потребления электроэнергии за период (табл.25).

Таблица 25

Годовые расходы электроэнергии, МВт.ч

Расходы газа	Жилые здания		W_учр.	W_н.осв.	Коммунально-бытовые предприятия в городе			Итого
Расходы газа	W_кв.	W_лифт.	W_учр.	W_н.осв.	W_{в.и к.}	W_гэт	W_ц.т.	Итого
На начало периода
На конец периода
Прирост за период

Для определения протяжённости ЛЭП вычисляется прирост расчетной мощности трансформаторных подстанций или пунктов (ТП) и устанавливается их требуемое количество.

, (49)

где ΔP – прирост расчетной мощности ТП, кВт;

W_{прирост}– прирост суммарного годового потребления электроэнергии на коммунально-бытовые нужды города;

h – число часов использования электронагрузки (h=3000-4000 ч/год).

Потребное число ТП округляется до целого в большую сторону:

, (50)

где P_тп– установленная мощность ТП, кВт (400-600 кВт);

Суммарный прирост протяженности ЛЭП определяется пропорционально росту численности населения города за период.

При расчете капитальных вложений в развитие электрических сетей учитывают затраты на строительство кабельных распределительных линий напряжением 10кВ и до 1кВ, на прирост количества ТП и на уличное освещение.

Удельная стоимость ЛЭП составляет:

до 1 кВ - 327 тыс.руб./км;
до 10 кВ - 385 тыс.руб/км.

Удельная стоимость строительства сетевых транспортных подстанций - 587 тыс.руб. за 1 подстанцию.

При определении размера инвестиций в уличное освещение необходимо исходить из протяженности улиц различных категорий, требующих освещения, приведенных в задании.

Суммарные капиталовложения в развитие энергоснабжения города представляются по форме табл.26.

Таблица 26

Суммарные капиталовложения в развитие энергоснабжения города

Виды энергоснабжения	Капиталовложения, тыс. руб.
Теплоснабжение
Газоснабжение
Электроснабжение
ИТОГО