ГЛАВА 7. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

7.1. Формирование вариантов источников теплоснабжения

Общая тепловая мощность системы теплоснабжения подлежит распределению по источникам теплоснабжения. Выбор источника теплоснабжения, определение количества и единичной производительности, параллельно работающих котлоагрегатов (теплогенераторов) следует осуществлять в соответствии с требованиями СНиП П-35-76* «Котельные установки».

При формировании вариантов систем теплоснабжения с разной степенью их централизации принято условие, в соответствии с которым в ИТ следует устанавливать однотипные котельные агрегаты одинаковой тепловой мощности [42].

Кроме того, в качестве исходных данных для проектных вариантов принимаются показатели типовых проектов ИТ, действующие на момент начала проектных работ. Если разрабатывается альтернативный проектный вариант, не имеющий аналога в перечне типовых проектов, то исходные данные при автоматизированном проектировании заполняются в диалоговом режиме.

Экономичность работы котельного агрегата зависит от его нагрузки. Максимальная экономичность его работы достигается при номинальной (проектной) нагрузке. Поэтому мощность и количество котельных агрегатов необходимо выбирать таким образом, чтобы в различных режимах отопительного периода они имели нагрузки, приближающиеся к номинальным.

Число работающих котлоагрегатов, установленных в ИТ, по режимам отопительного периода зависит от требуемой рабочей тепловой мощности ИТ. Тепловая мощность, отпускаемая на горячее водоснабжение, в течение года остается приблизительно постоянной, в то время как тепловая мощность на отопление и вентиляцию, расходуемая только в течение отопительного периода, является величиной переменной. Количество устанавливаемых на параллельную работу котельных агрегатов [30] определяется по формуле:

где а - доля допустимого снижения тепловой мощности ИТ в режиме наиболее холодного месяца отопительного периода при аварии и выходе из строя одного котельного агрегата, определяется по формуле:

где Q_HXM- минимально допустимая мощность ИТ в режиме наиболее холодного месяца (см. табл. 7.1).

Таблица 7.1

_____ Исходные значения величин п и а_______

n
a	0, 5	0, 67	0, 75

n I 2 I 3 " 4
а 0, 5 0, 67 0, 75

Недостатком действующей системы проектирования представляется отсутствие учета изменений КПД котлоагрегата, происходящих в зависимости от его нагрузки, времени работы в течение года, затрат энергии на электропривод дымососов, насосов и вентиляторов. Это существенно влияет на экономичность использования топливно-энергетических ресурсов, то есть на величину эксплуатационных затрат.

При граничных условиях Q_; = 0; Qj _mj_n < Qi <

При выборе основного состава оборудования котельной на стадии проектирования следует учитывать средний за отопительный период или за год КПД источника теплоснабжения, обратная величина которого пропорциональна удельному расходу топлива В_уд _ср. Для котлоагрегатов, работающих параллельно на общий коллектор, количественное значение расхода топлива В, м³/с, с учетом потребления электроэнергии на выработку теплоты Q (пересчет ведется по стоимостным показателям) предлагается определять из выражения, минимальное значение которого соответствует оптимальному составу оборудования:

где Q_H - низшая теплота сгорания топлива, МВт/м; qj - тепловая мощность i -го котла, МВт; Qjmi_n, Qi, Qi max - диапазон изменения тепловой мощности i-го котла, МВт; п - число параллельно работающих котлов; Cw, Cт - соответственно цена отпуска электроэнергии и тепловой энергии, р/(кВт-ч); В, Q -соответственно суммарные расходы топлива и суммарная тепловая мощность ИТ, м /с, МВт; pj - потребление электрической мощности электроприводом электрооборудования, относящегося к одному котлу при нагрузке тепловой мощности последнего qj с учетом собственных нужд, МВт; г\, - КПД котла с учетом затрат на потребляемую электроэнергию (см. табл. 7.2).

Таблица 7.2

Показатели расчета расхода топлива и потребления электрической энергии котлами различных типов в зависимости от вырабатываемой тепловой мощности котлов

Продолжение таблицы 7.2


0, 8	88, 48	2100, 85	111, 42	18, 35	129, 77
0, 7	88, 23	1843, 52	74, 78	16, 99	91, 86
0, 6	87, 97	1584, 79	44, 25	15, 74	59, 99
0, 5	87, 71	1324, 53	24, 05	14, 57	38, 62
0, 4	87, 45	1062, 75	11, 40	13, 49	24, 89
0, 3	87, 20	799, 42	4, 43	12, 49	16, 92
КВ-ГМ-30-150
	89, 00	3910, 48	221, 19	48, 02	269, 21
0, 9	88, 74	3529, 75	167, 57	44, 46	212, 03
0, 8	88, 48	3146, 77	118, 01	41, 17	159, 18
0, 7	88, 23	2761, 32	79, 20	38, 11	117, 31
0, 6	87, 97	2373, 79	46, 86	35, 29	82, 15
0, 5	87, 71	1983, 95	25, 47	32, 68	58, 15
0, 4	87, 45	1591, 85	12, 07	30, 26	42, 33
0, 3	87, 20	1 197, 42	4, 70	28, 02	32, 73
КВ-ГМ-50-150
	92, 5	6274, 46	421, 29	68, 14	489, 43
0, 9	92, 24	5662, 93	319, 16	63, 09	382, 25
0, 8	91, 98	5047, 95	224, 76	58, 42	283, 18
0, 7	91, 73	4429, 14	150, 85	54, 09	204, 94
0, 6	91, 47	3807, 11	89, 26	50, 08	139, 34
0, 5	91, 21	3181, 53	48, 51	46, 37	94, 88
0, 4	90, 95	2552, 45	22, 99	42, 94	65, 93
0, 3	90, 70	1919, 73	8, 94	39, 76	48, 70
КВ-ГМ-100-150
	93, 04	12740, 73	1116, 23	173, 18	1289, 41
0, 9	92, 74	11255, 13	845, 63	160, 35	1005, 98
0, 8	92, 48	10032, 68	595, 51	148, 47	743, 98
0, 7	92, 24	8801, 73	399, 67	137, 48	537, 15
0, 6	91, 70	7566, 32	158, 72	127, 29	286, 01
0, 5	91, 71	6322, 94	51, 04	117, 86	168, 90
0, 4	91, 45	5072, 62	24, 19	109, 13	133.32
0, 3	91, 20	3815, 23	9, 41	101, 05	110, 46
" Факел-Г"
	89, 10	112, 41	8, 16	2, 72	10, 88
0, 9	88, 78	101, 42	6, 18	2, 67	8, 85
0, 8	88, 48	90, 46	4, 35	2, 32	6, 67

Продолжение таблицы 7.2


0, 7	88, 17	79, 43	2, 92	2, 17	5, 09
0, 6	87, 85	68, 34	1, 73	1, 93	3, 66
0, 5	87, 54	57, 14	0, 93	1, 89	2, 82
0, 4	87, 33	45, 82	0, 85	1, 74	2, 59
0, 3	86, 81	34, 58	0, 78	1, 42	2, 20

Задача распределения тепловой нагрузки между источниками теплоты решается в два этапа: на первом аппроксимируется функция расхода топлива каждым котлом в зависимости от тепловой мощности, при этом предусматривается хранение в памяти ЭВМ данных по аппроксимации для различных типов котлов; на втором решается задача оптимизации.

Основной исходной информацией для распределения тепловой мощности с помощью ЭВМ являются зависимости расхода топлива и электроэнергии от тепловой мощности каждого котла. Выходными показателями автоматизированного расчета являются значения тепловой мощности и расхода топлива по каждому котлоагрегату и суммарного расхода топлива источником теплоты.

Годовой расход топлива В_год, тыс. м³, годовая выработка тепловой энергии Q_rcw, ГДж, и среднегодовой удельный расход топлива Вуд, тыс.м³/ГДж, определяется по формулам:

Объектом исследования были приняты 14 типовых проектов ИТ, наиболее часто используемых в практике проектирования. Из них в соответствии с принятой группировкой по показателю мощности 64% составляют ИТ малой мощности (до 36 МВт), 36% - средней мощности (более 36 МВт).

Формирование вариантов проектных решений ИТ с наименьшими показателями эксплуатационных расходов требует использования централизованных систем теплоснабжения. Однако в зависимости от реального состояния обеспеченности населенного пункта теплотой возможна различная комбинация ИТ по мощности, что влечет изменение суммарных затрат по вариантам. Особое внимание в последние годы уделяется применению ИТ, не требующих дополнительных капитальных вложений на строительную часть или ограниченные капитальные вложения. Тем не менее, в условиях множества комбинаций и разнообразных условий обеспечения теплотой населенных районов России требуется обоснование их целесообразности.

Рисунок 7.1. Схема учета базовых характеристик экономико-математической модели развития систем теплоснабжения

Показатели расхода топливно-энергетических ресурсов на эксплуатацию ИТ позволяют сделать вывод о высокой доле (80-90%) затрат на топливо, независимо от уровня цен, так как абсолютное значение расхода в натуральных единицах значительно превышает другие аналогичные показатели, а цена на топливо превышает цены на другие ресурсы во всех рассматриваемых уровнях цен.

Факторы, влияющие на формирование затрат на системы теплоснабжения, можно выделить в четыре группы: конструктивно характеризующие степень централизации системы, природно-климатические условия районов обеспечения теплотой, технологические условия выработки и транспортировки теплоты, социально-экономические условия территориального района обеспечения теплотой. Каждая группа факторов в различной степени влияет на уровень затрат по созданию и эксплуатации системы теплоснабжения, а влияние факторов различно для каждой составляющей затрат.

Достоверному отбору факторов-аргументов способствует установление логической связи их с результативными признаками и учет особенностей, характерных для систем теплоснабжения. Такой особенностью представляется зависимость степени централизации системы от мощности локальных систем, образующих схему теплоснабжения жилого массива, населенного пункта, микрорайона или квартала.

Коэффициент множественной детерминации R² (см. табл. 7.3) показывает, на сколько процентов величина исследуемых затрат обусловлена влиянием учтенных и неучтенных факторов.

Таблица 7.3

Зависимости затрат ресурсов от мощности ИТ

Название зависимой переменной Y	Вид зависимости	R²	Форма связи

Сметная стоимость оборудования ИТ, гыс. руб..*	у = 2, 5366х + 57, 713 у = 0, 0004х³ - 0, 1 08х² + 9, 0677х	0, 7581 0, 9432	Линейная Полиномиальная
Общая сметная стоимость ИТ, тыс. руб..*	у=11, 45х+170, 89 у = 0, 0015х³ - 0, 3357х² + 30, 01х + +4, 3088	0, 9184 0, 9718	Линейная Полиномиальная
Сметная стоимость СМР ИТ, тыс. руб..*	у=8, 9127х+ 113, 08 у = 0, 00 1 х³ - 0, 2076х² + 1 9, 742х + + 21, 378	0, 9388 0, 9667	Линейная Полиномиальная
Сметная стоимость ИТ с учетом привязки, тыс. руб..*	у =14, 833х + 222, 28 у = 0, 002х³ - 0, 4368х² + 39, 037х + + 5, 4843	0, 9182 0, 9717	Линейная Полиномиальная
Годовой расход топлива (газа), тыс.куб.м	у = 217, 82х+ 1205, 5 у = (0, 01х³-1, 8958х² + 301, 8х + + 672, 95)	0, 9655 0, 9687	Линейная Полиномиальная
Годовой расход холодной воды ИТ, гыс.куб.м	у = 0, 2013х+ 1, 1398 у = (-1Е - 0, 5х³ + 0, 0028х² + +0, 0677х+ 2, 1719)	0, 9362 0, 9443	Линейная Полиномиальная
Годовой расход горячей воды ИТ, гыс.куб.м	у=101, 41х + 36, 99 у=167, 82е°'^22ху=143, 96х°'³¹²⁵	0, 9455 0, 9816 0, 9303	Линейная Экспоненциальная Степенная

Продолжение таблицы 7.3


Годовой расход электроэнергии ИТ, МВт/ч	у = 40, 422х + 220, 4 у = 0, 0004х³- 0, 13х² + 50, 063х + + 113, 13	0, 986 0, 9885	Линейная Полиномиальная
Годовая потребная мощность, кВт	у = 9, 371х+ 11, 032 у = -0, 0007х³ + 0, 1353х² + +2, 6498х + 64, 908	0, 9876 0, 9975	Линейная Полиномиальная
Площадь застройки ИТ.га	у = 0, 38651п(х)- 0, 2971 у = 9Е-0, 7х³-0, ОООЗх² + +0, 0352х + ОД15	0, 9619 0, 9714	Логарифмическая Полиномиальная
Штат ИТ, чел.	у = 6, 0393 1п(х)- 0, 8075	0, 9173	Логарифмич.
Годовой объем канализационных стоков, тыс.куб.м	у = -7Е - 0, 5х³ + 0, 0045х² + +2, 2673х- 5, 2178 у =1, 749х + 5, 9161	0, 9448 0, 9057	Полиномиальная Линейная

* В ценах 1991 года

Для практических расчетов в качестве аппроксимирующих могут быть использованы линейные, гиперболические, степенные и логарифмические функции, отражающие зависимость затрат ресурсов на создание и эксплуатацию ИТ от их мощности. Результаты выбора наилучшей аппроксимации приведены в табл. 7.3. Их графическое изображение представлено на рис.7.2-7.13.

Анализ разработанных моделей зависимости ресурсов ИТ от их мощности показал наличие сильной связи между независимыми переменными, так как значение коэффициента детерминации для всех представленных моделей имеет значение большее 0, 9, которое показывает, что величина исследуемых затрат обусловлена влиянием мощности ИТ более чем на 75-99% и лишь на 1-25% - от неучтенных факторов.

На основе проделанного анализа следует вывод о возможности применения разработанных линейных моделей в оценочных расчетах. Для более точных расчетов следует использовать уравнения более высокого порядка.

Рисунок 7.3. Зависимость сметной стоимости оборудования ИТ

от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация; 3 - полиномиальная аппроксимация

Рисунок 7.4. Зависимость сметной стоимости строительно-монтажных работ ИТ

от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация; 3 - полиномиальная аппроксимация

Рисунок 7.5. Зависимость сметной стоимости ИТ с учетом

привязки от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация;

3 - полиномиальная аппроксимация

Рисунок 7.2. Зависимость общей сметной стоимости ИТ от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация;

3 - полиномиальная аппроксимация

Рисунок 7.6. Зависимость годового расхода холодной воды ИТ

от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация; 3 - полиномиальная аппроксимация

100 120 140

Мощность, МВт

Рисунок 7.7. Зависимость годового расхода горячей воды ИТ

от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация; 3 - полиномиальная аппроксимация

Тыс.куб.м

120 140

Мощность, МВт

Рисунок 7.8. Зависимость годового расхода газа ИТ от тепловой мощности:

1- проектные данные; 2 - линейная аппроксимация;

3 - полиномиальная аппроксимация

МВт-ч

120 140

Мощность, МВт

Рисунок 7.9. Зависимость годового расхода электроэнергии ИТ

от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация; 3 - полиномиальная аппроксимация

Рисунок 7.10. Зависимость годового расхода потребной электрической

мощности ИТ от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация;

3 - полиномиальная аппроксимация

Рисунок 7.11. Зависимость площади застройки ИТ от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - полиномиальная аппроксимация;

3 - логарифмическая аппроксимация

Рисунок 7.12. Зависимость численности обслуживающего персонала ИТ

от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - полиномиальная аппроксимация; 3 - логарифмическая аппроксимация

Рисунок 7.13. Зависимость годового объема канализационных стоков

ИТ от тепловой мощности:

1 - проектные данные; 2 - линейная аппроксимация; 3 - полиномиальная аппроксимация

7.3. Методика расчета затрат на источники теплоснабжения

Затраты на сооружение и эксплуатацию источников теплоты за срок их службы, период окупаемости или другой установленный пользователем период времени представляют собой функцию факторов-аргументов, характеризующих количественные и качественные показатели их работы.

К основным количественным показателям работы источников теплоты относятся [30]:

1) выработка теплоты Q;

2) отпуск теплоты потребителям, Q_HT;

3) расход натурального топлива, В;

4) расход электроэнергии на собственные нужды, W_CH;

5) расход теплоты на собственные нужды, qch;

6) расход добавочной воды (для чисто водогрейных котельных расход
добавочной воды на восполнение потерь в тепловых сетях и ИТ), О_да;

7) штатный состав обслуживающего персонала, N*;

8) количество канализационных стоков (дренажных, сбросных и т.п.), G_KC.
К основным качественным показателям работы источников тепло
снабжения относятся:

1) годовое число часов использования установленной мощности, ч, определяется по формуле:

(7.8)

где Ргод - годовая выработка тепловой энергии источником теплоснабжения, ГДж; Q_yCT - установленная тепловая мощность источника теплоснабжения, МВт;

2) коэффициенты использования установленной тепловой мощности и загрузки основного оборудования:

(7.9, 7.10)

где Q_max - максимальная вырабатываемая источником теплоснабжения тепловая мощность на протяжении отопительного периода (как правило, при наружной температуре воздуха t_po), МВт;

3) коэффициент расхода на собственные нужды:

(7.11)

где Q°™ - теплота, отпущенная потребителям за год, ГДж; В_год - годовой

расход топлива; Q^ - теплотворная способность топлива; г^ - средний за год коэффициент полезного действия ИТ;

4) экономический КПД брутто и нетто, %:

(7.12) (7.13)

5) удельный расход условного топлива брутто, определяемый в тоннах условного топлива в расчете на 1 ГДж вырабатываемой теплоты:

(7.14) (7.15)

(7.16)

7) удельный расход натурального топлива, брутто, В^ (см. формулу 7.6);

8) удельный расход натурального топлива (природного газа), нетто:

9) штатный коэффициент, чел/МВт:

(7.17)

(7.18)

Одним из основных экономических показателей является себестоимость производства тепловой энергии. Это важнейший итоговый показатель работы предприятия, отражающий технический уровень и результат его производственно-хозяйственной деятельности. Годовые эксплуатационные затраты источников теплоснабжения (себестоимость производства тепловой энергии) подразделяются на постоянные и переменные. К постоянным относят амортизационные отчисления, содержание персонала, отчисления на текущий и капитальный ремонты, общехозяйственные и прочие расходы, не связанные непосредственно с объемом производства. К переменным затратам относят годовые эксплуатационные затраты на топливо, электроэнергию, воду или стоимость энергетических ресурсов. Переменные затраты зависят от объема выпуска продукции (теплоты) прямо пропорционально и являются одной из основных статей расходов на эксплуатацию ИN (например, затраты на топливо составляют 60-80% в структуре эксплуатационных расходов ИТ).

Удельную себестоимость вырабатываемой теплоты в году t рассчитывают по формуле:

(7.19)

отп

где

- годовые эксплуатационные расходы в году, тыс. руб.уб.; Q

- годовой отпуск теплоты потребителям, ГДж.

Затраты на сооружение и эксплуатацию источников теплоты для каждого сформированного варианта за период их учета приводятся к одному периоду времени и определяются по формуле:

(7.20)

где h = 1...Н - интервал развития периода оптимизации (за шаг разбиения интервала принят один год); е - число узлов тепловой нагрузки рассматриваемого района теплоснабжения; j - число источников теплоснабжения, установленных в узле; i - число типов агрегатов выработки теплоты, установленных в источнике теплоснабжения; K_ejj - удельные капитальные вложения в строительство ИТ в текущем уровне цен, тыс. руб./МВт (принимаются по удельным укрупненным показателям сметной стоимости строительства в базисном уровне цен с пересчетом в текущий уровень цен по индексам, определяемым областными Центрами по Ценообразованию или по данным участников инвестиционного процесса. При отсутствии удельных показателей сметная стоимость источника теплоснабжения может быть определена в целом на основании данных экономико-математической модели (табл. 7.3); Q_ejjh - установленная тепловая мощность, МВт; ац, - коэффициент приведения разновременных затрат (капитальных вложений) к единому периоду; а_сь - коэффициент приведения разновременных затрат (годовых эксплуатационных расходов) к единому периоду; о^; - норма годовых амортизационных отчислений; C_ejj - удельные годовые эксплуатационные расходы на производство тепловой энергии, в том числе затраты на топливо, воду, электроэнергию, заработную плату персонала, тыс. руб..; затраты на топливо определяют как произведение расхода топлива на его цену в текущем уровне цен по данным Центра по Ценообразованию в строительстве или других источников; затраты на воду определяют как произведение расхода воды на текущую цену воды; затраты на электроэнергию определяют в соответствии с расчетными формулами [30] в соответствии с ценами текущего периода; затраты на оплату труда персонала определяют как произведение среднегодовой оплаты труда одного работника на численность штата в котельной и на коэффициент, учитывающий обязательные платежи в пенсионный фонд, фонды социального и медицинского страхования и др. (в соответствии с действующим законодательством). При этом могут быть использованы либо данные проектов ИТ, либо (при их отсутствии) - зависимости, представленные в табл. 7.3.

7.4. Формирование вариантов тепловых сетей

После формирования проектных вариантов источников теплоты требуется разработать варианты распределительных сетей теплоснабжения, которые должны удовлетворять условиям управляемости по обеспечению необходимого режима работы ИТ, возможности совместной работы нескольких ИТ, взаимного резервирования магистралей сети. Принципиальные схемы построения сетей теплоснабжения (в однолинейном изображении) представлены на рис. 7.14 и 7.15.

Первая схема (рис. 7.14) представляет собой сеть теплоснабжения с местными тепловыми пунктами, в которых трансформируется режим, необходимый для систем теплоиспользования потребителей. Такая сеть включает сотни и тысячи отдельных тепловых пунктов, расположенных в зданиях. Каждый из них рассчитан на параметры ИТ и должен иметь оборудование и приборы регулирования, защиты, контроля и учета, необходимые для удовлетворительного сочетания режима использования теплоты с режимом ИТ и сети теплоснабжения. С увеличением тепловой мощности ИТ увеличивается радиус действия сети теплоснабжения, возрастают различия в параметрах теплоносителя у потребителей, сложнее становятся схемы присоединения потребителей.

Рисунок 7.14. Принципиальная схема тепловых сетей

с индивидуальными тепловыми пунктами:

1 - районная котельная (или ТЭЦ); 2 - тепловая магистраль; 3 - распределительные

сети в микрорайонах; 4 - секционирующие задвижки в магистралях (задвижки на

ответвлениях от магистралей условно не показаны)

Вторая схема (рис.7.15) включает групповой (микрорайонный) ЦТП и упрощенные местные тепловые пункты в зданиях. Возможный радиус действия такой сети может составлять до 600-800 м, что позволяет создать в них тепловую устойчивость и точность распределения циркулирующей сетевой воды в условиях отсутствия авторегуляторов гидравлической устойчивостью сети теплоснабжения в зависимости от соотношения давлений в начале и конце сети.

15-3613 225

Рисунок 7.15. Принципиальная схема тепловых сетей с групповыми

или центральными тепловыми пунктами (ГТП или ЦТП):

1 - районная котельная (или ТЭЦ); 2 - тепловая магистраль; 3 - распределительные сети в микрорайонах; 4 - групповые тепловые пункты;

5 - секционирующие задвижки в магистралях (задвижки на ответвлениях от магистралей условно не показаны)

Отличительными особенностями схемы, представленной на рис. 7.15, являются наличие группового управления и уменьшение количества ответвлений от магистрали, что увеличивает надежность сетей без увеличения затрат. Для оптимальной структуры крупных сетей теплоснабжения необходимо устанавливать более мощные тепловые пункты. Сооружение тепловых пунктов мощностью 30-50 МВт полностью отделяет распределительные сети от магистралей и создает стройную иерархическую структуру: источник теплоснабжения ИТ - магистральные сети - тепловой пункт -распределительные сети - тепловые пункты в зданиях и местные системы зданий. Такая структура позволяет получить управляемую систему теплоснабжения при минимальных затратах на автоматизацию и телемеханизацию, т.е. обеспечить точное распределение циркулирующей воды в нормальном и аварийном режимах. При совместной работе нескольких ИТ возможно изменение режима работы сети в заданных пределах.

Тем не менее, однозначность вывода о блочном принципе проектирования сетей теплоснабжения должна быть обоснована технико-экономическими расчетами. Групповые ЦТП можно применять и в сетях средней мощности, когда функцию ИТ выполняют районные котельные, а также при объединении нескольких ИТ (котельных).

На рис. 7.16 представлен вариант сети теплоснабжения, объединяющей две районные и квартальную котельные. Через групповые ЦТП к ней присоединяются две распределительные сети и групповой ЦТП, объединяющий работу мелких местных котельных. Такой вариант совместной работы может обеспечить значительную экономию топлива и трудозатрат.

Выбор схемы распределительных сетей должен быть основан на расчетах, учитывающих местные условия строительства (количество, дислокацию размещения тепловых пунктов, их тепловую мощность, возможность получения необходимого оборудования и др.). Факторы, влияющие на затраты по сооружению и эксплуатации сетей теплоснабжения, можно объединить в следующие группы:

- топографические (данные о месторасположении ИТ и точек присое
динения ответвлений (или квартальных вводов) к абонентам;

- расчетные тепловые характеристики (максимально часовые и годовые
расчетные тепловые мощности каждого абонента и максимально возмож
ный отпуск теплоты ИТ);

- расчетные температурные характеристики (максимально возможные
температуры теплоносителя на выходе из ИТ в тепловые сети, минималь
ные значения требуемых температур воды на вводе у абонентов);

- стоимостные (цены на материалы и другие ресурсы, необходимые для
строительства и эксплуатации сетей теплоснабжения).

Задача определения месторасположения ИТ может быть решена, например, с помощью программы " Структура". Для оценки проектных вариантов на ранних стадиях проектирования, когда нет рабочего проекта, достаточно знать показатели, характеризующие протяженность сети, металлоемкость, задать тип, количество и мощность тепловых пунктов, расчетное значение расхода сетевой воды и перепады давлений в сети.

Рисунок 7.16. Схема объединения котельных принципиальная:

1 - районная котельная; 2 - квартальная котельная;

3 - куст местных (домовых) котельных; 4 - соединительная тепловая сеть; 5 - групповой или центральный тепловой пункт (ГТП или ЦТП)

Для определения протяженности и металлоемкости требуется оценка конфигурации сети. При этом расположение абонента относительно ИТ

может определять различную конфигурацию с соответствующей протяженностью сетей, а также варианты конфигурации с одинаковой их протяженностью.

Тип тепловых пунктов для каждого проектного варианта выбирается исходя из тепловой мощности ИТ. Для крупных ИТ принимаются групповые ЦТП, для мелких (включая домовые) котельных - тепловые пункты в отапливаемых зданиях. В зависимости от типа тепловых пунктов будет определена их единичная тепловая мощность в соответствии с данными типовых проектов ЦТП, а также количество ЦТП.

Значения перепадов температур сетевой воды позволят перейти от заданных значений тепловых мощностей, потребляемых абонентами, к расчетным расходам сетевой воды на эти цели.

Полная материальная характеристика М для разветвленных сетей может быть определена, если известны диаметры и длина труб по всем участкам сети. Для сравнения вариантов на ранних стадиях проектирования достаточно задания суммарной длины труб по сетям или суммарной длины трассы сетей. Для двухтрубных водяных сетей первая величина всегда вдвое больше второй. Для определения диаметров используется [57] средний диаметр труб по сетям (d_cp), определяемый по формуле:

двумя факторами: разветвленностью сетей, т.е. количеством вводов и ответвлений на 1 МВт присоединенного максимума тепловой мощности, и транзитом теплоты, то есть удаленностью источника теплоснабжения ИТ от основной массы потребителей теплоты. С ростом разветвленности и транзита теплоты значения показателей ц и А, растут, но определить влияние каждого из этих показателей в отдельности весьма затруднительно. Такая неопределенность связана с тем, что суммарная тепловая мощность сети теплоснабжения Q_HT характеризует только масштабы отпуска теплоты, но не отражает фактор расположения абонентов относительно ИТ, который весьма существенно влияет на их удельные показатели, но не поддается воздействию при проектировании или эксплуатации сетей.

Таблица 7.4 Значения d_cp, в зависимости от назначения трубопровода сети теплоснабжения

Назначение трубопровода сети теплоснабжения	Средний диаметр трубопровода, мм
минимальный	максимальный
Внугриквартальные и для небольших поселков
Распределительные и межквартальные
Магистральные и районные

(7.21)

где L - суммарная длина труб (или трассы) сетей по всем участкам, м; М -суммарная материальная характеристика, м²; d_m, l_m - соответственно диаметр и длина труб (или трассы) сетей на каждом участке, м.

Материальная характеристика представляет собой наружную поверхность всех труб теплосети, разделенную на 2л (или п). Таким образом, для средней характеристики сетей теплоснабжения достаточно знать значения L и М или L и d_cp.

В табл. 7.4 приведены средние значения диаметров теплопроводов в зависимости от назначения сетей [58].

Кроме среднего диаметра труб, тип сетей характеризует протяженность труб (или трассы сетей) и значение суммарного расчетного максимально часового отпуска тепловой мощности по всей сети в целом Q_HT, МВт. Однако пределы колебаний значений L и Q_HT применительно к сетям одного и того же типа намного больше, чем для значений d_cp, и поэтому их характеристика типа сетей менее точная. Пределы колебаний значений материальной характеристики М также велики.

Профессором С.Ф. Копьевым предложены удельные показатели: удельная материальная характеристика ц и удельная длина трассы сетей теплоснабжения X., определяемые по формулам:

(7.22, 7.23)

С уменьшением среднего диаметра d_cp, удельные показатели ц и Л растут, причем колебания значений удельной материальной характеристики меньше, чем удельной протяженности трассы. Эти колебания вызываются

Для учета этого фактора предлагается использовать вместо понятия " теплоплотность района" (основанного на допущении равномерно распределенной тепловой мощности по территории района) другой показатель, основанный на представлении потребляемых тепловых мощностей в виде сосредоточенных нагрузок в точках их присоединения к тепловым сетям.

Таблица 7.5

Средняя дальность транспорта теплоты и удельный оборот теплоты по трассе сети теплоснабжения

Категория трубопровода сети теплоснабжения	Средняя дальность транспорта теплоты в сети I_cp м	Средний удельный оборот теплоты по трассе сети s_cp, МВт
миним.	максим.	миним.	максим.
Внугриквартальные и для небольших поселков			0, 6	1, 2
Распределительные и межквартальные			1, 2	2, 9
Магистральные и районные

При рассмотрении процесса транспортировки теплоты потребителям каждый i-й потребитель тепловой мощности характеризуется двумя величинами: расчетным максимумом qij и расстоянием точки присоединения этого потребителя от ИТ li. Произведение этих величин МВт-м или МВт-км в данной работе предлагается назвать, по аналогии с механикой, моментом тепловой нагрузки относительно ИТ. Чем больше значен

⇐ Предыдущая 14 15 16 17 18 19 202122 23 Следующая ⇒