Geum.ru

Методические указания по нормированию топливно-энергетических ресурсов при производстве тепловой энергии для предприятий

Вид материалаМетодические указания

Содержание


2. Определение количества
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

на 1 кг белья, н.п./кг;

D - производительность i-й машины j-го типа, кг/ч;

ij

n - количество однотипных машин;

m - количество типовых машин.

Удельный расход пара технологическим оборудованием принимают по паспортным данным, а при их отсутствии - по приложению 1, табл. 1.13.

Пример 1. Определить годовое количество тепловой энергии на горячее водоснабжение больницы г. Надыма на 450 мест. Продолжительность отопительного периода составляет 283 суток.

Больница оборудована ваннами и душами, общими для каждого отделения. Подача горячей воды осуществляется непрерывно в течение недели и круглосуточно. В здании смонтированы 22 неизолированных стояка с наружным диаметром труб 32 мм и длиной 23,5 м каждый, 4 м из которых расположены в отапливаемом подвале. Стояки попарно закольцованы сверху. Подающий и циркуляционный трубопроводы с наружным диаметром труб 57 мм и длиной 60 м каждый расположены в подвале и изолированы.

Температуру холодной водопроводной воды принимается 5 °С в зимний период и 15 °С в летний.

Средняя температура воды в подающем трубопроводе 60 °С, в циркуляционном - 50 °С. Продолжительность работы системы горячего водоснабжения в году - 350 дней. Температуру воздуха для расчета потерь тепловой энергии трубопроводами горячего водоснабжения принимаем в помещении 20 °С, в отапливаемом подвале 5 °С. КПД изоляции для трубопроводов диаметром 57 мм принимаем равным 0,74.

По табл. 1.8 приложения 1 принимаем норму горячей воды равной 75 л на одну больничную койку.

По формуле (1.28) определим годовой расход тепловой энергии непосредственно на горячее водоснабжение:


год

Q = 75 x 450 x 1 x [(55 - 5) x 283 + 0,8 x (350 - 283) x

гв


-6

x (55 - 15)] x 10 = 550 Гкал.


По формулам (1.29, 1.30) определим потери тепловой энергии за

год трубопроводами системы горячего водоснабжения здания (стояками

ст под ц

Q , подающим Q и циркуляционными Q трубопроводами):

тп тп тп


ст 50 + 60

Q = 10 x 3,14 x 0,032 x 22 x [19,5 x (------- - 20) + 4 x

тп 2


50 + 60 -6

x (------- - 5)] x (1 - 0) x 24 x 350 x 10 = 163,9 Гкал;

2


под

Q = 10 x 3,14 x 0,057 x 60 x (60 - 5) x (1 - 0,74) x

тп


-6

x 24 x 350 x 10 = 12,9 Гкал;


ц

Q = 10 x 3,14 x 0,057 x 60 x (50 - 5) x (1 - 0,74) x

тп


-6

x 24 x 350 x 10 = 10,5 Гкал;


год ст под ц

Q = Q + Q + Q = 163,9 + 12,9 + 10,5 = 187,3 Гкал.

тп тп тп тп


Определим годовое количество тепловой энергии, потребное для работы системы горячего водоснабжения:


год год год

Q = Q + Q = 550 + 187,32 = 737,32 Гкал.

гвс гв тп


Пример 2. Определить годовое количество тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения жилого 5-этажного дома с числом жителей 430 человек, расположенного в г. Новый Уренгой.

Здание с централизованным горячим водоснабжением оборудовано ваннами длиной 1500 мм с душами. Стояки изолированные с полотенцесушителями. Наружный сетей водоснабжения нет. Продолжительность отопительного периода 286 суток, продолжительность работы системы горячего водоснабжения в течение года 350 суток. Температуру холодной водопроводной воды принимаем равной в зимний период 5 °С, в летний - 15 °С.

Норму расхода горячей воды принимаем равной 105 л/сут. на одного жителя в соответствии с табл. 1.8 приложения 1.

Определяем по формуле (1.28) потребное количество тепловой энергии непосредственно для нужд горячего водоснабжения жителей:


год

Q = 105 x 430 x [(55 - 5) x 286 + 0,8 x (350 - 286) x

,

гв


-6

x (55 - 15)] x 10 = 738,1 Гкал.


По табл. 1.12 приложения 1 определяем коэффициент, учитывающий потери тепловой энергии трубопроводами системы горячего водоснабжения, равный 0,2. По формуле (1.32) определяем годовое количество тепловой энергии, потребное для работы системы горячего водоснабжения:


год

Q = 738,1 x (1 + 0,2) = 885,72 Гкал.

гв


1.4. Определение расчетного расхода теплоносителя


1.4.1. Расчетный расход теплоносителя в системе теплоснабжения принимают равным сумме расчетных часовых нагрузок потребителей, которые в свою очередь равны сумме расчетных часовых расходов воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Расчетные расходы воды определяют по формулам (т/ч):

на отопление:


3

Q x 10

Оот

G = ------------------ (1.39),

о C x (t - t )

в под обр


где:

Q - максимальный часовой расход тепловой энергии на

Оот

отопление;

t , t - соответственно температуры теплоносителя в

под обр

подающем и обратном трубопроводах, °С;

на вентиляцию:


3

Q x 10

Ов

G = ------------------ (1.40),

в C x (t - t )

в под обр


где:

Q - максимальный часовой расход тепловой энергии на

Ов

вентиляцию;

на горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:


ср 3

Q x 10

Огв

G = -------------- (1.41),

гв C x (t - t )

в г х


где:

ср

Q - среднечасовой расход тепловой энергии на горячее

Огв

водоснабжение;

t , t - соответственно температура горячей воды в системе

г х

горячего водоснабжения и холодной (водопроводной) воды, °С.;

на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

а) при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:


ср 3

Q x 10

Огв

G = --------------------- (1.42),

гв C x (t - t )

в , ,

под обр


где:

t - температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети

,

под

в точке излома графика температур, °С;

t - температура воды после параллельного включенного

,

обр

водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика

температур, принимается равной 30 °С;

б) при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:


ср 3

Q x 10 ,

Огв 55 - t

G = --------------------- x (------- + 0,2) (1.43),

гв C x (t - t ) 55 - t

в , , х

под обр


где:

t - температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети

,

обр

после системы отопления зданий, °С;

,

t - температура воды после первой ступени подогрева, °С.

1.4.2. Суммарные расходы сетевой воды в открытых и закрытых системах теплоснабжения определяют по формуле (т/ч):


G = Gо + Gв + f + Gгв (1.44),


где:

f - коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение, принимается по приложению 1, табл. 1.14.

1.4.3. Расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, запроектированную на расчетную температуру наружного воздуха для отопления, может быть определен с помощью удельных расходов воды по формуле (т/ч):


Gос = g x Qо (1.45),


где:

g - расчетный удельный расход воды, тепловой нагрузки системы отопления (вентиляции) или теплопотребляющего прибора, принимается по приложению 1, табл. 1.15.

1.4.4. Расчетный расход воды в системе отопления, присоединенной к тепловой сети посредством подмешивающего устройства (элеватора, насоса), определяют по формуле (т/ч):


3

Q x 10

о

G = ------------------- (1.46),

от C x (t - t )

в вх ,

обр


где:

t - расчетная температура воды на входе в систему отопления,

вх

°С.

Расчетные расходы воды из тепловой сети Gо и по системе отопления Gот связаны через коэффициент смешения:


Gот = Gо x (1 + u) (1.47),


где:

u - расчетный коэффициент смешения, равный отношению расчетного расхода подмешиваемой воды к расчетному расходу сетевой воды, определяется по соотношению:


(tпод - tобр)

u = ------------- (1.48).

(tвх - tобр)


При присоединении местных систем отопления и вентиляции по независимой схеме через теплообменник расчетную температуру воды в обратном трубопроводе тепловой сети после теплообменника принимают на 10 °С выше расчетной температуры воды в обратном трубопроводе, идущем от системы отопления и вентиляции.

После разработки сводной таблицы максимально-часовых расходов тепловой энергии на расчетный период и изготовления тепловой карты населенного пункта, квартала, участка с нанесением на нее источника теплоснабжения, магистральных тепловых сетей со всеми ответвлениями и определения границ теплоснабжения каждого отдельного ответвления приступают к составлению гидравлического расчета тепловой сети.


2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА

ВЫРАБОТАННОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ


Общее количество выработанной тепловой энергии источником генерирования тепловой энергии определяется по формуле (Гкал):


Qвыр = Qотп + Qсн (2.1),


где:

Qотп - количество тепловой энергии, отпущенное в тепловую сеть за рассматриваемый период, Гкал;

Qсн - количество тепловой энергии, расходуемое на собственные нужды котельной за тот же период, Гкал.

Количество отпущенной тепловой энергии определяется по формуле (Гкал):


Qотп = Qпот + Qтп (2.2),


где:

Qпот - количество потребляемой тепловой энергии по разделу 1;

Qтп - количество тепловой энергии, теряемое тепловыми сетями при транспортировании теплоносителя от источника до потребителей (Гкал).


2.1. Определение количества тепловой энергии

на собственные нужды котельной


2.1.1. Общий расход тепловой энергии на собственные нужды котельной определяют расчетным или опытным путем исходя из потребностей конкретного генерирования тепловой энергии как сумму расходов тепла (пара) на отдельные элементы затрат: потери тепловой энергии на нагрев воды, удаляемой из котла с продувкой; расход тепловой энергии на подогрев мазута в железнодорожных цистернах, мазутохранилищах, расходных емкостях; расход тепла в паровых форсунках на распыление жидкого топлива; расход тепловой энергии на технологические процессы подготовки воды и пр.:


n

Q = SUM Q (2.3),

сн i=1 снi


где:

Q - потери тепловой энергии на i-нужды, Гкал;

снi

n - количество различных собственных нужд котельной.

При расчетах собственные нужды котлов отнесены к статье собственных нужд котельной, при этом принимается КПД котла брутто. Долю тепловой энергии на собственные нужды котельной определяют по формуле:


Qсн Qвыр - Qотп

Kсн = ---- (2.4) или Kсн = ----------- (2.5).

Qвыр Qвыр


2.1.2. Расход и количество тепловой энергии, отпускаемое на отопление зданий котельной, мазутонасосной и других производственных зданий, определяют в соответствии с разделом 1.

2.1.3. Расход тепловой энергии на растопку паровых котлов определяют по формуле (Гкал/ч):


QОраст = Kраст x Qок (2.6),


где:

Kраст - коэффициент потери тепловой энергии, принимаемый равным 0,3 при простое до 12 ч (из горячего состояния) и 0,65 при простое свыше 12 ч (из холодного состояния);

Qок - теплопроизводительность котла, Гкал/ч.

Потери тепловой энергии на растопку паровых котлов за расчетный период составят (Гкал):


n

Q = SUM K x Q (2.7),

Ораст i=1 растi ок


где:

K - коэффициент потерь тепловой энергии для i-й растопки;

растi

n - количество растопок в планируемом периоде.

Потери тепловой энергии при растопке водогрейных котлов принимают равными 0,9 аккумулирующей способности обмуровок (приложение 2, табл. 2.1).

2.1.4. Потери тепловой энергии на технологические нужды химводоочистки при отсутствии охладителя выпара (при наличии охладителя выпара в расчете используют первую часть формулы) определяют по формуле (Гкал):


,, , -3

Q = K x K x G x C x (t - t ) x Z x 10 + 0,004 x G x

хво хво вз хво в хво д


, -3

x (I - I ) x Z x 10

вып д


K - удельный расход воды на собственные нужды ХВО, т исходной воды на

хво

1 тонну химически очищенной воды, в зависимости от общей жесткости воды

принимается по [приложение 2, табл. 2.2];

K - поправочный коэффициент, принимается равным 1,0 при наличии бака

вз

взрыхления и 1,2 при его отсутствии;

G - производительность ХВО, т/ч;

хво

C - теплоемкость воды, равна 1 ккал/(кг x °C);

в

,, ,

t , t - соответственно температура воды после подогревателя сырой воды и

исходной воды, °C;

Z , Z - продолжительность работы соответственно ХВО и деаэратора, ч;

хво д

G - производительность деаэратора, т/ч;

д

,

I , I - энтальпия соответственно выпара из деаэратора и исходной воды,

вып

(ккал/кг).

(в ред. постановления Губернатора ЯНАО от 04.05.2005 N 187)

2.1.5. Для поддержания допустимых норм качества котловой воды производится продувка котлов: часть воды из котла выпускается и заменяется очищенной водой с меньшим солесодержанием и щелочностью. Продувка может быть непрерывная и периодическая. Величину продувки Р принято выражать в процентах от производительности котла, а определять по сухому остатку и щелочности:


100

Р = ------ (2.9),

Ск

-- - 1

Сп


где:

Ск, Сп - концентрация нормируемого вещества соответственно в котловой и питательной воде.

Если Р <= 2%, применяется только периодическая продувка, а при Р > 2% - как периодическая, так и непрерывная. Во избежание больших потерь тепловой энергии с продувочной водой величина продувки ограничивается и снижается за счет соответствующей обработки воды.

Потери тепловой энергии с продувочной водой зависят от периодичности и продолжительности продувки котла и определяются по формуле (Гкал):


n

Q = SUM K x Q (2.10)

прод i=1 продi ki


или


к ср

Q = K x Q (2.11),

прод прод к


где:

Q , Q - количество тепловой энергии, выработанное за

ki к

планируемый период соответственно котлом и котельной в целом;

к

K , K - коэффициент продувки соответственно котла и

продi прод

котельной;

n - количество котлов.

При периодической продувке Кпрод = 0,01. При непрерывной продувке значение Кпрод зависит от количества выдуваемой котловой воды Р:

при Р = 5% - Кпрод = 0,0035;

при Р = 10% - Кпрод = 0,007.

Допускаемую величину непрерывной продувки котлов при давлении пара до 14 кгс/см2 следует принимать не более 10% производительности котлов, при большем давлении - не более 5%.

Средневзвешенная величина продувки котлов по котельной за планируемый период определяется (%):


n

SUM Q x P

к i=1 ki i

P = ------------ (2.12),

прод n

SUM Q

i=1 ki


где:

P - величина продувки i-го котла в планируемый период, %.

i

2.1.6. Потери тепловой энергии баками различного назначения (декарбонизаторы, баки-аккумуляторы и пр.) определяют по формуле (Гкал):


-6

Q = q x K x F x n x Z x 10 (2.13),

бак б t б б


где:

q - норма плотности теплового потока через поверхность бака,

б

принимается по СНиП 41-03-2003, ккал/м2;

(в ред. постановления Губернатора ЯНАО от 04.05.2005 N 187)

F - поверхность бака, м2;

б

n - количество баков;

Z - продолжительность работы бака в планируемом периоде, ч;

б

K - пересчетный температурный коэффициент, определяется из

t

соотношения:


(tг - tн.ср)

Kt = ------------ (2.14),

(tг - 5)


где:

tг, tн.ср - соответственно температура горячей воды в баке и усредненная температура наружного воздуха за рассматриваемый период, °С.

Плотность теплового потока через изоляцию баков-аккумуляторов при температуре воды в баке 65 °С и температуре наружного воздуха 5 °С приведена в приложении 2, табл. 2.3.

2.1.7. Количество тепловой энергии на хозяйственно-бытовые нужды определяют по формуле (Гкал):


Q = (a x n x K + a x M) x C x РО x (t - t ) x Z x

х q q q в в г хв


-3

x N x 10 (2.15),


где:

a - норма расхода горячей воды на одну душевую сетку,

q

принимается равной 0,27 м3/сут.;

N - количество душевых сеток;

q

K - коэффициент использования душевых, определяется

q

практическим путем, при отсутствии данных принимают равным 1,0;

a - норма расхода горячей воды на 1 человека в смену, при

отсутствии данных принимается равной 0,024 м3/чел. в сутки;

М - численность работающих человек в сутки;

t , t - соответственно температура горячей и исходной воды,

г хв

°С;

Z - продолжительность планируемого периода, сут.;

C - теплоемкость воды, равна 1 (ккал/кг x °С);

РО - плотность воды, т/м3;

в

N - количество смен.

2.1.8. Количество тепловой энергии, требуемое для нужд мазутного хозяйства, определяется как сумма потерь тепла для обогрева мазута в резервуарах, мазутопроводах, при сливе и паровом распылении (Гкал):


QМ = QСЛМ + QХРМ + QПМ + QТМ + QРМ (2.16),


где:

QСЛМ - потери тепловой энергии со сливом мазута, Гкал;

QХРМ - потери тепловой энергии при хранении мазута, Гкал;

QПМ - потери тепловой энергии на подогрев мазута, Гкал;

QТМ - потери тепловой энергии при обогреве мазутопроводов, Гкал;

QРМ - потери тепловой энергии при распылении мазута, Гкал.

Удельное количество тепловой энергии на разогрев мазута при сливе определяется по формуле (ккал/т):


10 x Kr x ZСК

qсл = 450 x (tк - tн) x (1 + -------------) (2.17),

РО


где:

tн - начальная температура мазута в цистерне, при отсутствии данных принимается равной 0...-2 °C для южного пояса, -7...-10 °C для северного, -10...-15 °C для Сибири (через 7 суток после наполнения температура мазута в цистерне равна температуре наружного воздуха), °C;

(в ред. постановления Губернатора ЯНАО от 04.05.2005 N 187)

tк - конечная температура подогрева мазута в цистерне, принимается по приложению 2, табл. 2.4, в зависимости от марки мазута, °С;

Kr - коэффициент охлаждения, принимается равным 1,55 для 60-тонной, 1,71 для 50-тонной, 2,26 для 25-тонной цистерны;

РО - плотность мазута, кг/м3;

ZСК - фактическое время разогрева и слива цистерны, ч, принимается по приложению 2, табл. 2.5.

Удельные потери тепловой энергии при хранении мазута определяют по формуле (ккал/т):


602 x F x K x (tк - tо) x ZХР

qХР = ----------------------------- (2.18),

РО x V


где:

F - поверхность охлаждения резервуара, принимают по паспортным или фактическим данным, м2;

K - коэффициент теплопередачи стенок резервуара, принимается равным 6,02 для металлических неизолированных резервуаров, 3,0 - для изолированных, 0,27 - для подземных, ккал/м2 x ч x °С;

tо - температура окружающего воздуха, принимается как средняя для заданного периода, °С;

ZХР - время хранения, ч;

V - емкость резервуара, м3.

Расход пара на подогрев мазута в мазутоподогревателях или расходных емкостях приведен в приложении 2, табл. 2.6.

Расчетный расход тепловой энергии на обогрев мазутопроводов определяют по формуле (ккал/ч):


QОТМ = q x l x БЕТА (2.19),


где:

q - плотность теплового потока от мазутопровода в окружающую среду, принимается по нормам тепловых потерь (приложение 3, табл. 3.1, 3.2, 3.4) и СНиП 41-03-2003, ккал/м x ч;

(в ред. постановления Губернатора ЯНАО от 04.05.2005 N 187)

l - длина паропровода, обогревающего линию, м;

БЕТА - коэффициент, учитывающий потери тепловой энергии опорами, арматурой, компенсаторами, принимается 1,15 для бесканальной прокладки, 1,2 - для прокладки на открытом воздухе, а непроходных каналах для стальных трубопроводов диаметром до 150 мм на подвижных опорах - 1,2, на подвесных опорах - 1,05.