Технико-экономический расчет показателей системы теплоснабжения города

     Q^р_в = U_в · m · c_в ·(t^р_в – t^р_н.в.)·10^-6     [ГДж/ч]

где  U_в —   объем вентилируемых зданий, м³;

m  —   кратность обмена воздуха в  помещения, 1/ч. Принимается 0,8÷1  раз в час;

с_в —   удельная теплоемкость воздуха, кДж/м³·°С. Принимается в среднем 1,3 кДж/м³·°С;

t^р_н.в. —   расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции, °С. Принимается по климатическим характеристикам района расположения города (табл. 3).

В свою очередь U_в рассчитывается по следующей формуле:

     U_в = (0,7÷1) · U_о     [м³]

где  U_о  — кубатура общественных зданий, м³;

     Расчёты:

U_в = (0,7÷1) · U_о     [м³]

     U_в = 0,8 · 1 304 160 = 1 043 328  [м³]

Q^р_в = U_в · m · c_в ·(t^р_в – t^р_н.в.)·10^-6     [ГДж/ч]

     Q^р_в = 1 043 328 · 0,8 · 1,3 ·(18 + 21)·10^-6 = 42,32 [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:

     Q^ср_г.з. = (а · N_г · c ·(t_г – t_х.з.))/24 · 10^-6     [ГДж/ч]

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

N_г — 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;

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

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

Принимается равной 5°С;

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

     N_г = N · m_г     [тыс.чел.]

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

m_г — коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных источников (для горячего водоснабжения).

Среднечасовой расход тепловой энергии на горячее  водоснабжение в летний период О^ср_г.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, О^ср_г.л. = 0,65÷0,7·Q^cp_г.з..

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

где Q^ср_г.з. — среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение в летний период, ГДж/ч.

     Расчёты:

N_г = N · m_г     [тыс.чел.]

     N_г = 130 · 10³ · 0,5 = 65 000 [тыс.чел.]

Q^ср_г.з. = (а · N _г · c ·(t _г – t _х.з.))/24 · 10^-6     [ГДж/ч]

     Q^ср_г.з. = (90 · 65 · 10³ · 4,19 ·(65 – 5))/24 · 10^-6 = 61  [ГДж/ч]

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

     Q^ср_г.л. = 0,7 · 61 = 42,7  [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:

     Q^ср_о.п = Q^р_о *0,15  [ГДж/ч]

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

     Q^ср_в.п = Q^р_в *0,3 [ГДж/ч]

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

     Q^ср_в.п = Q^р_в *0,4 [ГДж/ч]

· Бытовая нагрузка города:

     Q^р_быт =( Q^ср_о.п + Q^р_о) +( Q^ср_в.п + Q^р_в) + (Q^ср_в.п + Q^р_в)

     Расчёты:

     Q^р_быт =860,75*1,1+42,32*1,4+61*1,3=1085,37  [ГДж/ч]

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

а) для  летнего периода

     Q_j = SQ^ср_г.л. · n_гj     [ГДж/мес]

б) для  зимнего (отопительного) периода

     Q_j = SQ^р_о ·(t^р_в – t_ср.j)/(t^р_в – t^р_н.о.)· n_oj + SQ^р_в ·(t^р_в – t_ср.j)/(t^р_в – t^р_н.в.)· n_вj + SQ^ср_г.з. · n_гj [ГДж/мес]

где  SQ^ср_г.л., SQ^ср_г.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;

SQ^р_о, SQ^р_в — суммарный максимально-часовой расход теплоты по городу в целом (с учетом промышленных предприятий) соответственно на отопление и вентиляцию, ГДж/ч;

t_ср.j — среднемесячная температура наружного воздуха за каждый месяц отопительного сезона, °С. Принимается по данным таблицы 4.

n_оj, n_вj, n_гj 

—  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

SQ^ср_г.л. = Q^ср_г.л. · 1,3     [ГДж/ч]

SQ^ср_г.п. = 42,7 · 1,3 = 55,51  [ГДж/ч]

Q_май =55,51*24*31=30 623  [ГДж/мес]

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

Q_июль =41,16*24*31=30 623  [ГДж/мес]

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

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

    

1. для зимнего (отопительного)      периода

 

SQ^р_о = Q^р_о *1,1=946,83 [ГДж/ч]

SQ^р_в = Q^р_в *1,4=59,25 [ГДж/ч]

SQ^ср_г.з = Q^ср_г.з *1,3=79,3 [ГДж/ч]

Q_янв.=946,83*(18+14,8)/(18+32)*24*31+59,25*(18+14,8)/(18+21)*12*31+79,3*

24*31= 539 649,53  [ГДж/мес]

Q_фев.=946,83*(18+13,9)/(18+32)*24*28+59,25*(18+13,9)/(18+21)*12*28+79,3*

24*28= 475 507,98  [ГДж/мес]

Q_март = 435 606, 59 [ГДж/мес]

Q_апрель = 272 651, 38 [ГДж/мес]

Q_окт.  = 286 133,64 [ГДж/мес]

Q_нояб. = 398 864,73 [ГДж/мес]

Q_дек. = 505 941,17[ГДж/мес]

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

     Расчёты:

Q^год_тех = Q^р_т * h^т_max =710*5600=3 976 000 [ГДж] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

III. Раздел. ПОСТРОЕНИЕ  ГРАФИКОВ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА БЫТОВЫЕ НУЖДЫ ГОРОДА                     

     В разделе Ш курсового проекта на основе ранее выполненных расчетов строятся 2 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.

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

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

— для  отопления       Q_о = SQ^р_о · (t^р_в – t_н)/(t^р_в – t^р_н.о)     [ГДж/ч]

— для  вентиляции    Q_в = SQ^р_в · (t^р_в – t_н)/(t^р_в – t^р_н.в)     [ГДж/ч]

где  Q_о, Q_в — часовой расход теплоты соответственно на отопление и вентиляцию при текущей температуре наружного воздуха, ГДж/ч;

t_н — текущая температура наружного воздуха, °С.

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

Расчёты:

SQ^ср_г.з. = 79,3  [ГДж/ч]

SQ^ср_г.п. = 55,51  [ГДж/ч]

SQ^р_о = 946,83 [ГДж/ч]

SQ^р_в = 59,25 [ГДж/ч]

t_н= 8

Q_о = SQ^р_о · (t^р_в – t_н)/(t^р_в – t^р_н.о.)     [ГДж/ч]

     Q_о = 946,83 * (18 - 8)/(18 + 32) = 189,36 [ГДж/ч]

Q_в = SQ^р_в · (t^р_в – t_н)/(t^р_в – t^р_н.в.)     [ГДж/ч]

     Q_в = 59,25*(18 -8)/(18 + 21) = 15,19 [ГДж/ч]

Q_общ = Q_о + Q_в + Q^ср_г.з.     [ГДж/ч]

     Q_общ = 189,36+15,19+79,3  = 283,85 [ГДж/ч]

     t_н = - 32°С

     Q_общ = 79,3+946,83+59,25  = 1085,38  [ГДж/ч] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График  №1.Часовые расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее