Теплоснабжение промышленного предприятия от ТЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Построение графиков  расхода теплоты

 

График годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха строится на основании графика суммарных часовых расходов теплоты и состоит из двух частей (рис. 2.1): левой – график зависимости суммарных часовых расходов теплоты по различным видам теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха и правой – годовой график расхода теплоты в зависимости от продолжительности стояния наружных температур.

 

     

 

Графики расходов тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарный график расхода теплоты строятся по трем точкам, соответствующим трем среднесуточным температурам t_н наружного воздуха: +8 °С, t_н.о и t_н.в. При этом для определения недостающих значений тепловых нагрузок отопления и вентиляции (Q_о при +8 °С и t_н.в; Q_в при +8 °С (для зданий с вредными тепловыделениями дополнительно при t_н.в)) используют следующие формулы пересчета тепловых нагрузок:

                                               

                                                

где в качестве t_н последовательно подставляют указанные выше температуры наружного воздуха.

 

 

 

 

        

 

 

Так как расчетная температура  воздуха внутри помещений t_в.р разная для зданий различного назначения, расчеты расходов теплоты на отопление и вентиляцию следует производить раздельно по каждому зданию или по их группе с одинаковой tв.р с последующим суммированием по типам нагрузки. Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение – круглогодовая, в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Поэтому график расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс.

Так как имеются  здания с внутренним тепловыделением, то для них температура, с которой начнется отопление и вентиляция, не  будет равна  +8 ◦С.. Эту температуру найдем по следующей формуле:

Для Столовой (Б):

                                            

                                               

 

 

Зная все  температуры, найдем необходимые нагрузки для административного здания:

• Нагрузка на отопление при t_н= 8 °С :

                               

• Нагрузка на вентиляцию при t_н= 8 °С:

                               

Аналогичным образом  находим нагрузки на отопление и  вентиляцию для остальных зданий при всех вышеуказанных температурах (необходимо помнить, что температуры  начало отопления и вентиляции для  сталелитейного цеха (Г) t_н= -1.5 °С, цеха металлических покрытий (П) t_н= 4.7 °С, столовой (Б) t_н= -9 °С). Так необходимо помнить, что для цехов с большим выделением вредностей (сталелитейный цех (Г)), нагрузку на вентиляцию необходимо считать и при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования вентиляции. Результаты заносим в таблицу 2.1.

Правая часть  графика представляет собой зависимость  суммарной тепловой нагрузки, соответствующей  определенным среднесуточным температурам наружного воздуха (из левой части графика), от продолжительности стояния этих температур (числа часов за отопительный период со среднесуточными температурами наружного воздуха, равными и ниже данных).

Для построения правой части  графика необходимо знать продолжительность  стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период для заданной климатической области ([2], Приложение 3), при этом следует заполнить таблицу 2.2.

В летний период (диапазон продолжительности стояния t_н от n_o до n = 8 400 ч) тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют, нагрузка на горячее водоснабжение составит 0.8·Q_г.в.

 

 

                

Таблица 2.1. Результаты нагрузок на отопление и вентиляцию, и горячее  водоснабжение

 

Температура tн, , °С		+8	-21
Административное  здание (А)	Qo, кВт	55,78	217,55
	Qв, кВт	21,09	82,266
	QГВ, кВт	1,257
Столовая (Б)	Qo, кВт	0	43,2
	Qв, кВт	60,72	236,8
	QГВ, кВт	10,14
Температура tн, , °С		+8	-21
Механический  цех (З)	Qo, кВт	183,37	848,11
	Qв, кВт	73,82	287,9
	QГВ, кВт	20,028
Температура tн, , °С		+8	-21
Ремонтный цех(И)	Qo, кВт	83,35	1291,88
	Qв, кВт	60,0	234,0
	QГВ, кВт	27,067
Температура tн, , °С		+8	-21
Цех покрытий металлами(М)	Qo, кВт	62,18	287,56
	Qв, кВт	354,0	1380,6
	QГВ, кВт	11,773

 

 

Таблица 2.2. Продолжительность  стояния среднесуточных температур

                                       наружного воздуха за отопительный  период.

 

, °С	-21	0	8	n
n, час	48	2232	4344	8224

 

По данным таблиц 2.1 и 2.2 строим графики расхода теплоты (Приложение 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Построение графика  температур в подающем

и обратном трубопроводах теплосети

в зависимости  от температуры наружного

воздуха (графика центрального регулирования

отпуска теплоты)

 

Одним из основных способов регулирования отпуска  теплоты источником централизованного теплоснабжения является выработка тепла с оптимальными, экономически наиболее выгодными параметрами (качественное регулирование отпуска теплоты). Для определения таких оптимальных параметров теплоносителя строится график температур.

Построение графика основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха.

График температур в подающем и обратном трубопроводах  в зависимости от температуры  наружного воздуха строится для  заданных климатических условий и температурного графика сети в расчетном режиме (τ_п /τ_о, °С) (рис. 3.1).

На ось ординат  наносятся точки А и Б, соответствующие  расчетной температуре теплоносителя  в подающем и обратном трубопроводах  при tн.о. Далее находят на графике точку В, соответствующую расчетной температуре воздуха отапливаемых помещений tв.р и равной ей температуре теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах.

Затем производят расчеты для построения линий  АВ и БВ по следующим выражениям:

                          

                 

где    τ_п` и τ<sub>о</sub>` – температуры в подающем и обратном трубопроводах

                           теплосети при t_н` , °С;

                    Δt – температурный напор нагревательного прибора, °С:

                                                     

где        τ_э – расчетная температура воды, поступающей в отопительные приборы

                    (после смешения в элеваторе), °С, равная

                                                      

где       а  – коэффициент смешения, равный отношению количества обратной

                    воды, подмешиваемой элеватором, к  количеству воды, поступающей

                    из теплосети (принимается а = 1…2,5); Принимаем a=2;

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

                                             

           Δτ – расчетный перепад температур  воды в тепловой сети:

                                                     

 

                                                

где          τ_п, τ_о – температура воды в прямом и обратном трубопроводах

                            тепловой сети соответственно  при расчетной температуре 

                            наружного воздуха t_н.о;

                                                       τ_п = 140 ◦C;   τ_о=70 ◦C (по условию)

                  t_н` – произвольная температура наружного воздуха в диапазоне

                         температур от t_н.о до t_в.р, °С; Зададимся произвольными

                         температурами:

tн`, ◦С

-20

-15

-10

-5

0

3

4

8

 

                  θ – расчетный перепад температур воды в местной системе

                      отопления, С,

                                                          

                                                     

Найдем Δt:

                                                

 

 

 

      Тогда τ_п` и τ<sub>о</sub>` при  t_н`= 0 ◦С:

                            

                                                                         

Аналогичным образом  рассчитываем значения τ_п` и τ<sub>о</sub>` для всех произвольных температура наружного воздуха в диапазоне температур от t_н.о до t_в.р, °С и результаты заносим в таблицу 3.1

 

Таблицу 3.1. Расчетные  значения температуры в подающем и обратном трубопроводах теплосети.

tн` Значение	-20	-15	-10	-9	0	3	8	18
τп`	137	123	109	106	79	70	54	18
τо`	69	64	58	57	47	43	36	18

 

По данным таблицы 3.1 строим графика температур в подающем и обратном трубопроводах теплосети в зависимости от температуры наружного

воздуха (Приложение 2. Графика  центрального регулирования отпуска теплоты).

           Так как по тепловым сетям одновременно подается теплота на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (ГВС), для удовлетворения тепловой нагрузки ГВС необходимо внести коррективы в график температур воды в теплосети. Температура нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя ГВС должна быть 60–65 °С, поэтому минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали для закрытой системы теплоснабжения принимается равной 70 °С. Для этого отопительный график срезается на уровне 70 °С.

          Точка излома графика делит его на две части с различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха от температуры точки излома t_н.и  до t_н.о осуществляется центральное качественное регулирование отпуска теплоты; в диапазоне от +8 °С (температуры начала и окончания отопительного периода) до t_н.и  – местное количественное (регулирование расхода теплоносителя через абонентские системы).

По графику определяем температуру точки излома t_н.и: