Реферат: Энергоснабжение города

Uв = (0,7÷1) · Uо     [м3]

где  Uо  — кубатура общественных зданий, м3;

Расчёты:

Uв = (0,7÷1) · Uо     [м3]

Uв = 0,8 · 802560 = 642048  [м3]

Qрв = Uв · m · cв ·(tрв – tрн.в.)·10-6     [ГДж/ч]

Qрв = 642048 · 0,8 · 1,3 ·(18 + 24)·10-6 = 28,04 [ГДж/ч]

При расчете тепловых нагрузок, составляющих основу для проектирования схемы теплоснабжения города, учитывается среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение потребителей. Этот расход теплоты в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) принимается постоянным в течение зимнего (отопительного) периода и определяется по формуле:

Qсрг.з. = (а · Nг · c ·(tг – tх.з.))/24 · 10-6     [ГДж/ч]

где     а —  среднесуточный удельный расход горячей воды, л/чел. Принимается по заданию;

Nг —  количество жителей, пользующихся горячим водоснабжением от централизованных

            источников, чел. Рассчитывается на основе исходных данных к проекту;

с —  удельная теплоемкость воды, кДж/кг·°С. Принимается равной 4,19 кДж/кг·°С;

tг —  температура горячей воды, °С. Принимается равной 65°С;

tх.з. —  температура холодной водопроводной воды в зимний период, °С.

            Принимается равной 5°С;

24 — продолжительность работы систем горячего водоснабжения в течение суток, ч.

Nг = N · mг     [тыс.чел.]

где    N —  проектная численность населения, тыс. чел.;

 mг —  коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных

            источников (для горячего водоснабжения).

Среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение в летний период Осрг.л. меньше зимнего на 30÷35%. Это вызвано уменьшением численности населения города в летний период снижением расхода горячей воды и повышением температуры холодной водопроводной воды до 15°С. Таким образом, Осрг.л. = 0,65÷0,7·Qcpг.з..

Qсрг.л. = (0,65÷0,7) · Qсрг.з.     [ГДж/ч]

где   Qсрг.з. —   среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение в летний

                         период, ГДж/ч.

Расчёты:

Nг = N · mг     [тыс.чел.]

Nг = 80 · 103 · 0,5 = 40 000 [тыс.чел.]

Qсрг.з. = (а · N г · c ·(t г – t х.з.))/24 · 10-6     [ГДж/ч]

Qсрг.з. = (100 · 40 · 103 · 4,19 ·(65 – 5))/24 · 10-6 = 42  [ГДж/ч]

Qсрг.л. = (0,65÷0,7) · Qсрг.з.     [ГДж/ч]

Qсрг.л. = 0,7 · 42 = 29,4  [ГДж/ч]

Расчетно-часовые расходы тепловой энергии на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение в курсовом проекте необходимо определить по городу в целом с учетом промышленных потребителей. Данные о размерах тепловых нагрузок промышленных предприятий приводятся в задании к курсовому проекту.

·     Расчетно-часовой расход тепловой энергии на отопление у промышленных потребителей.

 Qсро.п = Qро *0,15  [ГДж/ч]

·     Расчетно-часовой расход тепловой энергии на вентиляцию у промышленных потребителей.

Qсрв.п = Qрв *0,3 [ГДж/ч]

·     Расчетно-часовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение у промышленных потребителей.

Qсрв.п = Qрв *0,4 [ГДж/ч]

·     Бытовая нагрузка города.

Qрбыт =( Qсро.п + Qро) +( Qсрв.п + Qрв) + (Qсрв.п + Qрв)

Расчёты:

Qрбыт =580,97*1,15+28,04*1,3+42*1,4=763,37  [ГДж/ч]

Среднемесячные расходы теплоты для бытовых нужд городских потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) Qj, рассчитываются по формулам:

а) для летнего периода

Qj = SQсрг.л. · nгj     [ГДж/мес]

б) для зимнего (отопительного) периода

Qj = SQро ·(tрв – tср.j)/(tрв – tрн.о.)· noj + SQрв ·(tрв – tср.j)/(tрв – tрн.в.)· nвj + SQсрг.з. · nгj [ГДж/мес]

где  SQсрг.л., SQсрг.з. —  суммарный среднечасовой расход тепловой энергии на горячее

                                           водоснабжение по городу в целом (с учетом промышленных

                                           предприятий) соответственно в летний и зимний периоды, ГДж/ч;

                  SQро, SQрв —  суммарный максимально-часовой расход теплоты по городу в целом (с

                                           учетом промышленных предприятий) соответственно на отопление и

                                           вентиляцию, ГДж/ч;

tср.j —  среднемесячная температура наружного воздуха за каждый месяц

                                           отопительного сезона, °С. Принимается по данным таблицы 3.

nоj, nвj, nгj  —  продолжительность работы систем отопления, вентиляции и горячего

                                           водоснабжения в течение каждого j-ro месяца, ч. Принимается для систем

                                           отопления и горячего водоснабжения круглосуточная работа, а для

                                           вентиляции - в среднем 12 часов в сутки.

Расчёты:

1. для летнего периода.

SQсрг.л. = Qсрг.л. · 1,4     [ГДж/ч]

SQсрг.п. = 29,4 · 1,4 = 41,16  [ГДж/ч]

Qмай =41,16*24*31=30 623  [ГДж/мес]

Qиюнь =41,16*24*15=14 817,6  [ГДж/мес]

Qиюль =41,16*24*31=30 623  [ГДж/мес]

Qавгуст =41,16*24*31=30 623  [ГДж/мес]

Qсен =41,16*24*30=29 635,2  [ГДж/мес]      

1. для зимнего (отопительного) периода.

SQро = Qро *1,15=668,12 [ГДж/ч]

SQрв = Qрв *1,3=36,45 [ГДж/ч]

SQсрг.з = Qсрг.з *1,4=58,8 [ГДж/ч]

Qянв.   = 668,12*(18+19)/(18+39)*24*31+36,45*(18+19)/(18+24)*12*31+58,8*24*31

=381347,94  [ГДж/мес]

Qфев.   = 668,12*(18+17,2)/(18+39)*24*28+36,45*(18+17,2)/(18+24)*12*28+58,8*24*28

=329608,89  [ГДж/мес]

Qмарт   =305615,89 [ГДж/мес]

Qапрель   =202159,19 [ГДж/мес]

Qокт.   =194298,89 [ГДж/мес]

Qнояб.   =286927,29 [ГДж/мес]

Qдек.   =362186,81 [ГДж/мес]

Годовой расход тепловой энергии на технологические нужды промышленных предприятий в курсовом проекте рассчитывается как произведение максимальной тепловой нагрузки для технологии производства Qрт и продолжительности работы предприятий с этой нагрузкой в течение года hтмах (по заданию).

Расчёты:

Qгодтех = Qрт * hтmax  =430*5600=2 408 000 [ГДж]

III. Раздел. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

НА БЫТОВЫЕ НУЖДЫ ГОРОДА.

В разделе Ш курсового проекта на основе ранее выполненных расчетов строятся 3 графика расхода тепловой энергии на бытовые нужды города:

а) часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха;

б) среднемесячных расходов теплоты в течение года;

в) отпуска тепловой энергии на бытовые нужды городских потребителей в зависимости от продолжительности стояния температур наружного воздуха в течение года.

Для построения графика часовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий необходимо определить помимо максимальных нагрузок Qро и Орв расходы теплоты при разных текущих температурах наружного воздуха в течение отопительного сезона. Начало отопительного сезона соответствует среднемесячной температуре наружного воздуха, tн = 8 °C.

Часовой расход тепловой энергии для текущей температуры наружного воздуха можно определить по формулам:

— для отопления       Qо = SQро · (tрв – tн)/(tрв – tрн.о)     [ГДж/ч]

— для вентиляции    Qв = SQрв · (tрв – tн)/(tрв – tрн.в)     [ГДж/ч]

где  Qо, Qв —  часовой расход теплоты соответственно на отопление и вентиляцию при текущей

                         температуре наружного воздуха, ГДж/ч;

tн —  текущая температура наружного воздуха, °С.

Часовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение в течение всего отопительного сезона принимается постоянным и равным Qсрг.з, а в летний период — Qсрг.л. При построении графика часовых расходов по оси абсцисс откладывается температура наружного воздуха от 8°С до расчетной температуры для систем отопления tн.о, а по оси ординат — величина суммарных тепловых нагрузок городских потребителей для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в зависимости от изменения этих температур.

Расчёты:

SQсрг.з. = 58,8  [ГДж/ч]

SQсрг.п. = 41,16  [ГДж/ч]

SQро = 668,12 [ГДж/ч]

SQрв = 36,45 [ГДж/ч]

 tн= 8

Qо = SQро · (tрв – tн)/(tрв – tрн.о.)     [ГДж/ч]

Qо = 668,12 * (18 - 8)/(18 + 39) = 117,21 [ГДж/ч]

Qв = SQрв · (tрв – tн)/(tрв – tрн.в.)     [ГДж/ч]

Qв = 36,45*(18 -8)/(18 + 24) = 8,68 [ГДж/ч]

Qобщ = Qо + Qв + Qсрг.з.     [ГДж/ч]

Qобщ = 58,8+117,21+8,68  = 184,69 [ГДж/ч]

tн = -39 °С

Qобщ = 58,8+668,12+36,45  = 763,39  [ГДж/ч]

График №1.Часовые расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха.

При построении графика №2 среднемесячных расходов теплоты на бытовые нужды города по оси абсцисс откладываются месяцы года, а по оси ординат - величина рассчитанных в разделе II проекта суммарных месячных расходов тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение городских потребителей.

График №2.Среднемесячные расходы теплоты в течение года.

IV. Раздел. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАРИАНТОВ  СХЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО  ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ  ГОРОДСКИХ  ПОТРЕБИТЕЛЕЙ.

В разделе IV курсового проекта необходимо запроектировать 2 варианта схемы централизованного теплоснабжения города, различающиеся источниками генерирования тепловой энергии и видом применяемого топлива. В одном варианте для бытовых и технологических нужд городских потребителей тепловая энергия отпускается от ТЭЦ, работающей на твердом топливе, а в другом — от районной отопительной и промышленных котельных установок, использующих газообразное топливо.

Для обоих вариантов следует определить необходимую мощность теплогенерирующих установок и выбрать основное оборудование: теплофикационные турбины, паровые и водогрейные котлы.

В основе определения требуемой мощности теплогенерирующих установок лежат расчетно-часовые расходы тепловой энергии с учетом покрытия тепловых потерь в сетях. В курсовом проекте тепловые потери в сетях приближенно можно принимать в размере 5% от тепловой нагрузки потребителей.

Бытовая нагрузка городских потребителей рассчитывается по следующей формуле:

Qгорбыт = Qро · 1,15 + Qрв · 1,3 + Qрг.з. · 1,4     [ГДж/ч]

где   Qсрг.з. —   суммарный среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение по

городу в целом (с учетом промышленных предприятий) в зимний период, ГДж/ч;

Qро, Qрв  —  суммарный максимально-часовой расход теплоты по городу в целом (с учетом

промышленных предприятий) соответственно на отопление и вентиляцию, ГДж/ч.

Технологическая  нагрузка городских потребителей дана в исходных данных.

Если учитывать тепловые потери в сетях, то формулы будут следующими:

Qр с 1,05быт = Qгорбыт · 1,05     [ГДж/ч]

Qр с 1,05тех = Qрт · 1,05     [ГДж/ч]

Расчёты:

Qр с 1,05быт = Qгорбыт · 1,05     [ГДж/ч]

Qр с 1,05быт = 763,39 · 1,05 = 801,55 [ГДж/ч]

Qр с 1,05тех = 430 · 1,05 = 451,5  [ГДж/ч]

Основным оборудованием ТЭЦ являются паровые турбины и энергетические котлы. Тепловая мощность ТЭЦ рассчитывается исходя из предположения, что технологическая нагрузка промышленных предприятий достаточно равномерная и в течение года полностью покрывается из отборов турбин. Большая часть бытовых нагрузок носит сезонный характер, так как связана с отоплением и вентиляцией зданий. В связи с этим экономически нецелесообразно рассчитывать теплопроизводительность отборов турбин на максимальную бытовую нагрузку, так как большую часть года эти отборы будут недогружены. В результате значительно увеличится годовая выработка электроэнергии по невыгодному конденсационному режиму

Для более полного использования преимуществ комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на ТЭЦ важное значение приобретает обоснованный выбор часового коэффициента теплофикации - aТЭЦ. Этот коэффициент характеризует долю максимальной тепловой нагрузки отопления,   вентиляции   и   горячего   водоснабжения,   покрываемой   из теплофикационных отборов турбин.

Величина часового коэффициента теплофикации aТЭЦ колеблется в широких пределах и зависит от ряда факторов: расчетной температуры наружного воздуха и продолжительности стояния наружных температур, вида и качества топлива, мощности и энергетических характеристик установленных на ТЭЦ турбин, соотношения тепловых нагрузок отопительно-вентиляционной и горячего водоснабжения.

В целях экономии топлива и повышения эффективности работы оборудования ТЭЦ целесообразно покрывать из теплофикационных отборов турбин примерно половину бытовой нагрузки с учетом потерь тепловой энергии в сетях. В расчетах курсового проекта величину aТЭЦ следует принимать в пределах 0,5¸0,7.

Недостающая бытовая нагрузка в варианте схемы теплоснабжения с ТЭЦ будет покрываться пиковыми водогрейными котлами и редуцированным паром производственного отбора турбин (РОУ).

Вариант №1 (ТЭЦ на твёрдом топливе)

1. Выбор оборудования:

а) паровые турбины:

Паровые турбины выбираются на основе тепловых нагрузок потребителей и в соответствии с графиком отпуска тепловой энергии в зависимости от стояния температур наружного воздуха. Учитывая, что в городе имеются два вида тепловых нагрузок - технологическая и бытовая, первоначально выбираются турбины с двумя регулируемыми отборами пара (турбины типа "ПТ"). Выбор этих турбин осуществляется с таким расчетом, чтобы теплопроизводительностъ производственных отборов пара "П" давлением 0,8¸1,3 МПа полностью соответствовала технологической нагрузке потребителей с учетом покрытия тепловых потерь в сетях.

Одновременно из другого отбора "Т" выбранных турбин паром давлением 0,12¸0,25 МПа будет покрываться бытовая нагрузка городских потребителей. При этом следует определить фактическую величину часового коэффициента теплофикации:

aТЭЦ = (SQтотб)/(SQбытмах)

где  SQтотб —  суммарная номинальная теплопроизводительность отборов турбин "Т"

                         давлением пара 0,12¸0,25МПа, ГДж/ч;

SQбытмах —  максимальная бытовая нагрузка потребителей с учетом тепловых потерь в сетях,

                      ГДж/ч (из графика отпуска теплоты на бытовые нужды в течение года).

Если при выбранных турбинах "ПТ" фактическое значение коэффициента aТЭЦ окажется меньше 0,5, то следует дополнительно предусмотреть на ТЭЦ ещё турбины с одним регулируемым отбором пара (турбины типа "Т") с таким расчетом, чтобы величина часового коэффициента теплофикации aТЭЦ была экономически целесообразной, т.е. в пределах 0,5¸0,7.

Основные характеристики паровых турбин, устанавливаемых на ТЭЦ, приведены в табл. 7.

Расчёты:

Qр с 1,05быт = 801,55 [ГДж/ч]

Qр с 1,05тех = 451,5 [ГДж/ч]

Выбираем турбины для полного покрытия технологической нагрузки потребителей с учётом покрытия потерь в сетях:

Страницы: 1, 2, 3