Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения определяет­ся техническими и экономическими соображениями и зависит

главным образом от характера теплового источника и вида тепло­вой нагрузки. Рекомендуется максимально упрощать систему теп­лоснабжения. Чем система проще, тем она дешевле в сооружении и надежнее в эксплуатации. Наиболее простые решения дает при­менение единого теплоносителя для всех видов тепловой нагруз­ки. При выборе системы теплоснабжения и параметров теплоно­сителя учитываются технические и экономические показатели по всем элементам системы: станции, сети, абонентским установ­кам. Энергетически вода выгоднее пара. Применение ступенчатого подогрева воды на станции позволяет получать высокую степень использования отработавшего пара низкого давления, при повы­шении которой возрастает комбинированная выработка электри­ческой энергии на базе теплового потребления и увеличивается экономия топлива. В паровых системах вся тепловая нагрузка по­крывается обычно паром повышенного давления. Применение струйной компрессии на станции дает возможность частично ис­пользовать отработавший пар низкого давления, что повышает экономичность паровых систем. Однако даже в этом случае сте­пень использования пара низкого давления в паровых системах ниже, чем в водяных.

К основным преимуществам воды как теплоносителя по срав­нению с паром относятся:

сохранение конденсата на станции (это имеет особенно важное значение для станции высокого давления);

возможность центрального регулирования основной тепловой нагрузки путем изменения температурного или гидравлического режимов;

более высокий КПД из-за отсутствия в абонентских установках потерь конденсата и пара, имеющих место в паровых системах;

повышенная аккумулирующая способность водяной системы.

Вода как теплоноситель имеет следующие основные недостатки:

большие расходы электроэнергии на перекачку по сравнению с расходом электроэнергии на перекачку конденсата в паровых системах; этот недостаток воды имеет существенное значение толь­ко в тех случаях, когда теплоснабжение ведется от котельных; при теплофикации перерасход электроэнергии на перекачку воды пе­рекрывается выигрышем на комбинированном производстве элек­троэнергии на станции, так как из-за гидравлических потерь в сети давление пара на станции в паровых системах должно быть выше, чем в водяных;

большая чувствительность к авариям; утечки теплоносителя из паровых сетей вследствие значительных удельных объемов пара во много (порядка 20...40) раз меньше, чем в водяных системах; при небольших повреждениях паровые сети могут продолжитель­но оставаться в работе, в то время как водяные системы требуют остановки;

большая масса теплоносителя и жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы, что сопряжено с опасностью пре­вышения допустимых давлений в концевых и пониженных точках системы.

По условиям удовлетворения теплового режима абонентских установок вода и пар могут считаться равноценными теплоноси­телями. Только в случаях когда пар используется непосредственно для технологического процесса (обдувка, пропарка и т.д.), он не может быть заменен водой. Большое значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя, повышение которых приводит к уменьшению диаметров тепловой сети и снижению расходов по перекачке (при воде). При теплофикации необходимо учитывать влияние параметров теплоносителя на экономику станции. Не­редко требование предприятий на подачу пара повышенных пара­метров определяется не условиями технологического процесса, а случайными местными обстоятельствами, например большим па­дением давления во внутризаводских сетях. Путем модернизации абонентских систем часто удается заметно снизить требуемое дав­ление пара на вводе.

27.4. Элементы оборудования тепловых сетей

Схема тепловой сети определяется размещением теплоэлек­троцентралей и тепловых потребителей, характером теплового по­требления и родом теплоносителя. Основными принципами, ко­торыми следует руководствоваться при выборе схемы, являются надежность и экономичность. Если теплоносителем является пар, то наиболее экономичным и в то же время достаточно надежным решением является прокладка однотрубного паропровода. При дуб­лировании тепловых сетей возрастают начальная стоимость и рас­ход металла на сооружение сети. Вопроса о дублировании водяных сетей обычно не возникает, так как их потребители допускают благодаря аккумулирующей способности своих систем кратковре­менные остановки в подаче тепла (8... 12 ч), из-за возможных ава­рий.

При выборе конфигурации сетей следует, как правило, стре­миться к получению наиболее простых решений и минимальной протяженности теплопроводов. При проектировании сетей от од­ного источника теплоснабжения рекомендуется, как правило, выбрать простую радиальную сеть с постепенным уменьшением диаметра по мере удаления от станции и снижения тепловой на­грузки. Такая сеть является наиболее дешевой по начальным за­тратам, требует наименьшего расхода металла на сооружение и проста в эксплуатации. Основным недостатком радиальных сетей принято считать отсутствие резервирования (при аварии на одной

из магистралей радиальной тепловой сети прекращается тепло­снабжение потребителей, расположенных за местом аварии).

27.5. Строительные конструкции

Наиболее распространенным тштом прокладки теплопроводов является подземная прокладка. Все конструкции подземных тепло­проводов можно разделить на две группы: канальные и бесканаль­ные. В канальных конструкциях тепловая изоляция разгружена от внешних нагрузок грунта стенками канала, а в бесканальных она испытывает нагрузку грунта. Каналы сооружаются проходными, полупроходными и непроходными. Большинство теплопроводов про­кладывается в непроходных каналах или бесканально. Все конст­рукции теплопроводов в непроходных каналах можно разбить на две группы: с воздушной прослойкой между поверхностью изоля­ции и стенками канала и без воздушной прослойки.

Контрольные вопросы

1. Что такое системы теплоснабжения? Как их подразделяют в зависи­мости от степени централизации и вида теплоносителя?

2. Чем различаются между собой закрытые и открытые системы теп­лоснабжения? Дайте их краткую характеристику.

3. Какие основные преимущества и недостатки закрытых и открытых
водяных систем теплоснабжения вы знаете?

4. В каких случаях применяют паровые системы теплоснабжения? Пе­речислите их разновидности.

5. Какие факторы влияют на выбор теплоносителя и системы тепло­
снабжения? Каковы основные преимущества и недостатки воды по срав­
нению с паром?

Глава 28 КАПИТАЛЬНЫЕ ВЛОЖЕНИЯ В ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ

28.1. Смета на капитальное строительство и ее составление

Важнейшим и неизменным документом, на основе которого планируют капитальное строительство и его финансирование, является смета. Сводная смета по промышленному строительству содержит 12 глав, включающих в себя затраты:

на подготовку территории строительства;

объекты основного производственного назначения;

объекты подсобного производственного и обслуживающего на­значения;

объекты энергетического хозяйства;

объекты транспортного хозяйства и связи;

внешние сети и сооружения водоснабжения, канализации, теп­лоснабжения;

объекты газоснабжения;

благоустройство и озеленение территории предприятия;

охрану окружающей среды и компенсацию потерь, вызванных строительством (затопление земель и т.п.);

создание строительного хозяйства на площадке;

содержание дирекции строящегося предприятия и авторский надзор проектных организаций за строительством;

подготовку эксплуатационных кадров, проектные и изыскатель­ские работы и прочие затраты.

Резерв средств на непредвиденные работы и затраты преду­сматривают в размере 2...7 %.

В объем финансирования входят все средства, необходимые для строительства, а в капитальные затраты — средства, полностью относящиеся к данному объекту. Так, в капитальные затраты не входят возвратные суммы, часть средств на объекты, имеющие комплексное использование (водохранилища, железные и шос­сейные дороги и др.). Средства на жилищные и культурно-быто­вые объекты для персонала, занятого на строительстве, входящие в смету, учитывают в капитальных затратах по данному предприя­тию только в той мере, в какой они превышают средние по стра­не показатели. В то же время в капитальные затраты входят сред­ства, необходимость в которых возникает спустя несколько лет после ввода данного предприятия в эксплуатацию для поддержа­ния проектной мощности объекта (например, угольной шахты), а также на геологическую разведку данного месторождения. К ка­питальным затратам относятся также минимальные оборотные средства, постоянно находящиеся в распоряжении предприятия. Для оценки эффективности капитальных затрат их расчет прово­дится с учетом периода строительства и распределения по годам.

Промышленные объекты проектируют в соответствии со схе­мой развития и размещения соответствующей отрасли промыш­ленности на основании задания на проектирование, которое со­ставляет заказчик. Проект выполняют в одну или две стадии. В одну стадию проектируют объекты, строительство которых предпола­гается осуществить по типовым проектам, а также по технически не сложным проектам. Строительство по типовым проектам спо­собствует индустриализации, снижению сроков и стоимости. При проектировании в две стадии на первой из них разрабатывают проект, а на второй — рабочие чертежи. При одностадийном про­ектировании делают рабочий чертеж, т. е. проект, совмещенный с

рабочими чертежами. Проектирование в две стадии допускается для крупных и сложных промышленных комплексов, а также в случаях применения новой, неосвоенной технологии производ­ства, головных образцов сложного технологического оборудова­ния, сложных архитектурно-строительных решений и при особо сложных условиях строительства. Проектирование уникальных объектов ведется на конкурсной основе.

Руководящими для проектирования являются:

законы РФ, указы Президента Российской Федерации, реше­ния Правительства Российской Федерации и другие нормативные акты по вопросам проектирования для капитального строитель­ства;

общероссийские строительные нормы и правила (СНиП);

нормы технологического проектирования;

стандарты на технологическое оборудование, строительные ма­териалы, детали, конструкции, санитарно-техническое оборудо­вание и др.;

документы, содержащие требования к научной организации труда и управлению предприятием, охране природы и указания по проектированию автоматизированных систем управления тех­нологическими процессами.

Исходным материалом для составления смет служат: данные проекта по составу оборудования, объему строительных и мон­тажных работ; прейскурант на оборудование и материалы; нормы и расценки на строительные и монтажные работы; тарифы на пе­ревозку грузов; нормы накладных расходов и др. В сметную сто­имость строительно-монтажных работ входят основные затраты, накладные расходы и плановые накопления. Основные затраты слагаются: из основной заработной платы рабочих, занятых не­посредственно на строительно-монтажных работах; стоимости ма­териалов с учетом их доставки; расходов по эксплуатации машин и механизмов и др. Накладные расходы включают в себя следую­щие расходы: административно-хозяйственные, по обслуживанию рабочих, организации работ и непроизводственные (последние не планируют, а при наличии учитывают в фактических расходах). Накладные расходы регламентируются в пределах 16...20%. Раз­мер плановых накоплений определяют по нормативу, отнесенно­му к сумме основных и накладных расходов, принимаемому рав­ным 8 %.

28.2. Методика определения капитальных затрат

Капитальные затраты в строительство объектов энергетики рас­считываются по укрупненным показателям стоимости, которые разрабатываются проектными организациями по материалам кон-

струкции теплопровода, а также от состояния грунта;

кретных проектов и их статистической обработки. Укрупненные показатели даются: на 1 м³ здания определенного типа (к_зд, р./м³), на единицу массы теплообменника (к_/, р./кг), единицу матери­альной характеристики тепловой сети определенного типа (^с, р./м²) и т.д.

Капитальные затраты в строительство объекта должны вклю­чать в себя капитальные затраты, имеющие место на всех этапах расчетного периода, т.е. на прединвестиционной, инвестицион­ной и эксплуатационной стадиях.

На прединвестиционной стадии в составе капитальных затрат учитываются:

расходы на предварительные технико-экономические исследо­вания, маркетинговые исследования, на разработку проекта, оплату консультационных услуг при разработке проекта;

расходы на эмиссию ценных бумаг, включающие в себя расхо­ды на составление и издание проспектов о новом выпуске акций;

затраты на создание временных сооружений и пр.

На стадии осуществления проекта, инвестиционной стадии, оцениваются капитальные затраты и расходы:

на приобретение лицензии, дающей право осуществлять пере­дачу энергии на данной территории;

покупку земельного участка и подготовку его к началу строи­тельства объекта;

строительство зданий, сооружений;

покупку и монтаж основного и вспомогательного оборудова­ния, передаточных устройств, транспортных средств и т.д.;

формирование оборотного капитала, необходимого для начала полной или частичной эксплуатации объекта (включаются расхо­ды на создание запасов вспомогательных материалов, запасных частей и т.д.).

На стадии разработки проекта составляется смета капитальных затрат. Исходной информацией для составления сметы служат дан­ные проекта: состав оборудования, объем строительных и мон­тажных работ, а также нормы и расценки на строительно-мон­тажные работы, прейскурантные или договорные цены на обору­дование и материалы.

Ввиду большой трудоемкости составление сметы на этапе пред­варительных технико-экономических исследований допустимо при расчете капитальных затрат использовать нормативы удельных по­казателей проектных организаций.

28.3. Капитальные затраты в тепловые сети

Капитальные затраты во вновь сооружаемые тепловые сети определяются по смете на основе проектных разработок. При от-

 

где а и b — постоянные коэффициенты, зависящие от типа и кон-

— сум-

сутствии таких данных капитальные затраты в тепловую сеть, со­стоящую из участков с различными диаметрами и различной дли­ной, можно ориентировочно вычислить по

, определяемое как сум-

растает на 15...20 %. Выражение∑ dL, определяемое как сумма произведений диаметров трубопроводов, называется матери­ альной характеристикой тепловой сети.

Таким образом, капитальные затраты в тепловые сети рассчи­тываются по следующей формуле, р.:

Материальная характеристика определяется на основании ре­зультатов гидравлического расчета. При отсутствии результатов гид­равлического расчета она может быть предварительно определена по следующей формуле, м:

где п — число отдельных линий в тепловой сети; М_л — материаль­ная характеристика каждой линии тепловой сети, м.

Материальная характеристика каждой линии тепловой сети мо­жет быть представлена как произведение удельной материальной характеристики М_уд, отнесенной к единице расчетного расхода теплоносителя, кг/с, на расчетный расход теплоносителя в этой линии G, кг/с:

Удельная материальная характеристика каждой линии тепло­вой сети в пределах площади застройки может быть вычислена по следующей формуле, м²/(кг/с):

где G — расчетный расход сетевой воды в данной линии, кг/с; q_B — водоплотность района теплоснабжения — это показатель, анало­гичный теплоплотности, равен расчетному расходу сетевой воды в данной линии G, кг/с, деленному на площадь района застройки F, га [кг/(ста)]; q_n — расчетный расход сетевой воды на одну групповую тепловую подстанцию или на один абонентский ввод, кг/с; т — соотношение сторон района теплоснабжения (меньшей стороны к большей) при приведении формы района к прямо­угольнику; R л - удельное линейное падение давления в главной магистрали, Па/м.

Длина всех трубопроводов одной линии

Суммарная длина всех трубопроводов тепловой сети

Удельная протяженность каждой линии тепловой сети L уд, м/(кг/с), в пределах площади застройки, отнесенная к единице расчетного расхода теплоносителя в этой линии, кг/с, может быть вычислена как

Если вычислена материальная характеристика тепловой сети для одного из сравниваемых вариантов, то материальная характе­ристика сети при всех других вариантах может быть определена простым перерасчетом. На основании зависимостей, приведен­ных в гидравлическом расчете, выводятся следующие уравнения для перерасчета материальной характеристики паровых сетей:

где М_п — материальная характеристика тепловой сети при паде­нии давления в сети ∆ р _п и средней плотности пара р_п; M1— мате­риальная характеристика тепловой сети при падении давления в сети ∆ р ₁ и средней плотности пара р₁; для водяных сетей

или

где М_п — материальная характеристика тепловой сети при расчет­ном расходе воды G_П, расчетном перепаде температур ∆ τ _п и ли-

нейном удельном падении давления в главной магистрали R_n; M 1— то же при расходе воды G ₁ расчетном перепаде температур Ai! и линейном удельном падении давления в главной магистрали R ₁.

Для приближенных расчетов при использовании удельных ка­питальных вложений можно найти капиталовложения в тепловые сети по следующей формуле:

где Кт.c — удельные капитальные вложения на единицу матери­альной характеристики тепловой сети; L — длина тепловой сети; D — диаметр трубопровода; С_р — коэффициент, учитывающий район сооружения тепловой сети.

При предварительных расчетах, когда неизвестна протяжен­ность и диаметр тепловой сети, капитальные вложения в тепло­вые сети и паропроводы можно найти по выражению, млн р.,

где К_тс, К_пс — капитальные вложения в тепловые магистраль­ные сети и паропроводы, тыс. р./ГДж; Q^от_ч Q^пр_ч — максимальная часовая потребность в теплоте отопительных и производственных параметров, ГДж.

При проектировании тепловых сетей следует применять следу­ющие технические решения, ведущие к снижению стоимости их строительства:

увеличение параметров теплоносителя у источников тепла, сни­жение удельных потерь напора на трение в трубах и повышение температурного графика, что ведет к снижению диаметров труб и экономии металла;

улучшение схемы и конфигурации сетей в плане, что ведет к уменьшению длительности трубопроводов и выбору труб мень­шего диаметра, расширение сортамента применяемых труб по диаметрам;

более дешевые конструкции и материалы с минимальными за­тратами материала;

более дешевые способы прокладки, ведущие к снижению строи­тельных и изоляционных конструкций, монтажа и более совер­шенной облегченной арматуры, отвечающей расчетным парамет­рам тепловой сети.

Значительно удешевить стоимость тепловых сетей позволяют следующие мероприятия:

правильный выбор расчетных нагрузок — для конструкций внутриквартальных теплосетей они могут быть снижены почти вдвое по сравнению с обычно принимаемыми нагрузками;

сближение сетей прямого и обратного теплопроводов, а также размещение их в одном вертикальном ряду, благодаря чему умень-

шается пролет перекрытия канала и снижается стоимость строи­тельной части до 15 %;

разработка и внедрение в строительство новых рациональных конструкций прокладки теплопроводов;

применение П-образных компенсаторов вместо сальниковых и линзовых;

рациональная трассировка в плане и по вертикали.

Контрольные вопросы

1. Что такое смета? Какие затраты включаются в смету по промышленному строительству?

2. Какие капитальные затраты учитываются на различных стадиях
инвестиционного проекта?

3. Как определяются капитальные затраты в тепловые сети?

4. Что такое материальная характеристика тепловой сети? Как ее рас­
считать?

5. Какие технические решения ведут к снижению стоимости строи­тельства тепловых сетей?

Глава 29

⇐ Предыдущая35363738394041424344Следующая ⇒

Поделиться: