Работа тепловой сети производственного предприятия и выявить пути оптимизации

РЕФЕРАТ




    Работа содержит три главы. В первой главе приведены методы исследований, основывающиеся на комплексном применении теоретических методов и способов научного познания, принципов циркуляции воды в системе, основ теплоснабжения и обзор используемой литературы. Во второй главе приведен способ повышения эффективности методики, представленной в приказе [11] для оценки надёжности системы теплоснабжения, путём совместного использования данной методики с принципом «слабого звена».

В третьей главе рассмотрен гидравлический режим системы теплоснабжения с сохранением циркуляции через теплообменные аппараты, а также приведён

метод регулировки системы теплоснабжения, путём установки балансировочных клапанов.

    Результаты исследования заочно представлены на 2 научных конференциях, опубликованы в 2 сборниках, которым присвоены библиотечные индексы УДК, ББК и международный стандартный книжный номер ISBN. Работа содержит 4 рисунка, 4 таблицы, 4 приложения, 20

источников и размещена на 60 страницах.




























2

АННОТАЦИЯ



    В работе был применён метод модернизирования системы теплоснабжения, за счёт применения гидравлического режима с учётом сохранения циркуляции для предотвращения коррозии в теплообменных трубках и утилизационных агрегатах. Также, с целью обеспечения расчётного расхода теплоносителя через системы теплопотребления и более оперативной регулировки работы системы, применён метод регулировки системы теплоснабжения, путём установки ручных балансировочных клапанов.

    Для оценки надёжности системы использовалось совместное применение метода оценки надёжности систем теплоснабжения по [11] с принципом оценки слабого звена.

Ключевые слова: оценка системы теплоснабжения, принцип слабого

звена, метод регулировки системы теплоснабжения, ручной балансировочный клапан.



































3

ОГЛАВЛЕНИЕ




РЕФЕРАТ	2

АННОТАЦИЯ	3

ОГЛАВЛЕНИЕ	4

ВВЕДЕНИЕ	5

ГЛАВА 1. Методы исследования и обзор литературы	11

1.1. Методы исследования	11

1.2 Обзор литературы	13

ГЛАВА 2. Общая характеристика объекта	14

2.1 Описание объекта	14

2.2. Способ оценки надёжности системы теплоснабжения	18

ГЛАВА 3. Методика выполнения расчётов	24

3.1. Определение тепловых нагрузок потребителей	24

3.2. Тепловые потери трубопроводов	26

3.3. Разработка основного режима системы теплоснабжения	27

3.4. Потери тепла на циркуляцию в теплообменных аппаратах	29

Потери тепла от нагретых поверхностей оборудования определялись по

формуле [2]:	29

3.5. Гидравлический режим	30

3.6. Расчет подпитки тепловой сети	33

3.7. Метод регулировки системы теплоснабжения	35

Список использованных источников	40

Приложение А	42

Приложение Б	44

Приложение В	48

Приложение Г	60








4

ВВЕДЕНИЕ



Актуальность работы.

    В настоящее время остро стоит проблема энергоэффективности производства. Актуальность исследования обусловлена постоянным поиском технических и организационных мероприятий, способных повысить надёжность систем теплоснабжения, одновременно не снижая уже достигнутых показателей экономичности и безопасности эксплуатации источника теплоты и каждого звена системы теплоснабжения. В дополнение,

темпы развития производства повышают требования к показателям качества тепловой энергии и надёжности теплоснабжения.

    Регулирование системы теплоснабжения имеет целью разработку и внедрение комплекса технических и организационных мероприятий, обеспечивающих подачу расчётного количества теплоносителя в систему теплопотребления и отдельные её элементы, а также экономичность, надёжность и безопасность эксплуатации источника теплоты и каждого звена системы теплоснабжения.

    В результате выполнения регулировки расход воды по тепловой сети в целом и по отдельным системам теплопотребления должен соответствовать расчётному. Эти способы регулирования направлены на решение технологических задач.

    Одним из эффективных способов повышения надёжности регулировки расхода воды через системы теплопотребления является применение метода регулировки с помощью балансировочных клапанов, с целью предотвращения отключения систем для производства слива теплоносителя из теплоутилизаторов, который способствует коррозии опорожнённых теплообменных агрегатов и трубопроводов.

    Одновременно при поддержании температуры теплоносителя в подающем трубопроводе сети в соответствии с температурным графиком

5

должны обеспечиваться достаточный и равномерный прогрев всех отопительных и вентиляционных систем. При этом температура обратной воды от этих систем не должна превышать более чем на +5% соответствующее значение по температурному графику.

    В работе приведён метод регулировки системы теплоснабжения, имеющей целью разработку и внедрение комплекса технических и организационных мероприятий, обеспечивающих подачу расчётного количества теплоносителя в систему теплопотребления и отдельные её элементы, а также экономичность, надёжность и безопасность эксплуатации источника теплоты.

    Для обеспечения оптимальных рабочих характеристик в условиях постоянного давления рабочей среды ручные балансировочные клапаны позволяют настроить трубопроводную систему в условиях постоянного давления рабочей среды. С помощью этих клапанов можно не только произвести гидравлическую балансировку трубопроводной сети, но и отключить ее отдельные элементы, а также опорожнить их через имеющийся дренажный кран.

    В диссертации была использована методика оценки надёжности систем теплоснабжения по [11]. Для более точного определения степени надёжности системы теплоснабжения, и с целью её повышения, совместно с методикой

[11] был также применен принцип оценки слабого звена [8], при котором производилась оценка составляющих главного системного показателя надёжности.

    Цель диссертационной работы – проанализировать работу тепловой сети производственного предприятия и выявить пути оптимизации её работы,

моделирование показателей надёжности системы теплоснабжения энергетических объектов, расчёт теплового режима при циркуляции через теплоутилизаторы.

    В соответствии со сформулированной целью в работе решаются следующие основные задачи:
6

    1.Изучение теоретических основ повышения надёжности систем теплоснабжения.

    2.Анализ показателей надёжности системы теплоснабжения энергетических объектов.

    3.Изучение основного циркуляционного режима сетевой воды энергетических объектов.

    4. Обеспечение циркуляции сетевой воды через теплоутилизаторы при основном тепловом режиме.

5.Применение метода регулирования системы теплоснабжения.

     Методы исследований основываются на комплексном применении методов системного анализа, принципов циркуляции воды в системе, основ теплоснабжения объекта, обработки информации.

Научная новизна заключается в следующих полученных результатах:

    1. Модернизирование системы теплоснабжения, за счёт применения гидравлического режима с учётом сохранения циркуляции через утилизационные теплообменники для предотвращения коррозии в теплообменных трубках и утилизационных агрегатах.

    2. Усовершенствование системы теплоснабжения, с целью обеспечения расчётного расхода теплоносителя через системы теплопотребления при основном тепловом режиме и более оперативной регулировки работы системы, достигаемое за счёт установки ручных балансировочных клапанов.

    Практическая полезность диссертации заключается в следующих полученных результатах:

    1. Для более точного определения степени надёжности системы теплоснабжения, и с целью её повышения, были совместно использованы методика оценки системы теплоснабжения с принципом слабого звена.

    2. Гидравлический режим с учётом сохранения циркуляции через теплообменные аппараты и метод регулирования системы теплоснабжения, с применением ручных балансировочных клапанов благоприятствует для дальнейшего оперативного выполнения регулировки расхода теплоносителя в
7

системах теплопотребления без производства отключений системы и слива теплоносителя, с целью повышения эффективности производства.

Апробация работы.

    Основные результаты работы заочно были представлены на следующих научных конференциях:

    Х Международная научно-практическая конференция «European scientific conference» (7 июня 2018г., г.Пенза) – Получен диплом I степени в секции

«Технические науки»;

V Международная научно-практическая конференция «Open innovation»

(12 июня 2018 г., г.Пенза).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 печатных работы:

- Статья (Приложение А), [19]: Иштыкова Н.И. магистрант, Посашков М.В.

к.т.н., доцент «Метод регулировки системы теплоснабжения»/ «European scientific conference». Сборник статей X Международной научно-практической конференции, состоявшейся 7 июня 2018 г.в г.Пенза в 2 т., ч.1 // Пенза: МЦНС «Наука и просвещение», 2018 г.

- Статья  [20]:  Иштыкова  Н.И.  магистрант,  Посашков  М.В.  к.т.н.,  доцент

«Оценка системы теплоснабжения по показателям надёжности»/ «Open innovation». Сборник статей V Международной научно-практической конференции, состоявшейся 12 июня 2018 г.в г.Пенза// Пенза: МЦНС «Наука и просвещение, 2018 г.

На защиту выносится:

1. Алгоритм оценки надежности систем теплоснабжения и теплового

источника.

    2. Применения гидравлического режима при циркуляции через теплоутилизатор.

    3. Совместное применение метода оценки надёжности систем теплоснабжения с принципом оценки слабого звена.

    Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка. Основной текст изложен на 41
8

листе, содержит 4 рисунка и 4 таблицы. Библиографический список включает

20 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

    В диссертации рассмотрен следующий комплекс теоретических и прикладных вопросов.

    Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, дана общая характеристика, показаны научная новизна и практическая значимость полученных результатов, описана апробация работы и научные публикации, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

    Повышение эффективности функционирования производственных объектов является важнейшей и актуальной задачей, которая может быть достигнута путем рационального использования производственных ресурсов или введением технических и организационных мероприятий, направленных на сохранение физической долговечности оборудования.

В первой  главе  были  подробно   описаны  методы   исследования,

используемые в работе, основывающиеся на комплексном применении теоретических методов и способов научного познания, принципов циркуляции воды в системе, основ теплоснабжения объекта, обработки информации. Исследования проведены с применением совокупности методов и способов научного познания. Также был проведён обзор основных литературных источников.

    Во второй главе дана общая характеристика системы теплоснабжения промышленной площадки. Дано описание основных источников тепловой

энергии системы теплоснабжения промышленной площадки: утилизационные теплообменники УТБ-1,5-0,6-130, состоящие из трёх модулей и предназначенные для использования тепла уходящих газов от газотурбинной установки ГТК-10-4 для подогрева сетевой воды для нужд потребителя, и резервных - отопительная газовая котельная, с водогрейными котлами «Турботерм-2000» номинальной мощностью 1,72 Гкал/ч, в количестве 4 штук, общей производительностью - 6,88 Гкал/ч (8 МВт) и
9

котельная с котлом «Импак» - 3 Гкал/ч. В этой главе по СП [16] взяты исходные данные для местности застройки.

    Во второй главе производится системная оценка показателей надёжности энергетических объектов по [11]. Для более точного определения степени надёжности, и с целью её повышения, совместно с методикой [11] был также применен принцип слабого звена [8], при котором производилась раздельная оценка составляющих главного системного показателя надёжности, т.к. система, состоящая из нескольких звеньев, удовлетворяющих минимальным требованиям надёжности, может оказаться менее надёжной, чем необходимо, что снизит эффективность системы теплоснабжения.

    В третьей главе была описана методика основных расчётов. Тепловые нагрузки большинства объектов промышленной площадки были приняты по исходным данным, в случае отсутствия данных определялись расчётным путём. Тепловые потери трубопроводов через изоляцию определялись по методике, представленной в СП «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» [18].

    Построен температурный график работы, согласно графику регулирования температуры сетевой воды тепловой сети - 110/70 С. Произведена разработка основного циркуляционного режима по температурному графику регулирования тепловой энергии с учётом циркуляции воды через утилизационные теплообменники.

В заключение описываются следующие задачи:

    1. Повышение эффективности расчёта показателей надёжности системы теплоснабжения энергетических объектов;

    2. Обеспечение циркуляции сетевой воды через теплоутилизаторы при основном тепловом режиме для предотвращения преждевременной коррозии трубок теплообменного агрегата.

3.Метод регулирования системы теплоснабжения.


10

ГЛАВА 1. Методы исследования и обзор литературы

1.1. Методы исследования


     Методы исследований основываются на комплексном применении теоретических методов и способов научного познания, принципов циркуляции воды в системе, основ теплоснабжения объекта, обработки информации.

     Исследования проведены с применением совокупности следующих теоретических методов и способов научного познания:

- анализ;

- синтез;

-классификация;

- обобщение;

- сравнение;

- прогнозирование;

- логика.

     В работе был произведён анализ системы теплоснабжения производственной площадки, на которой располагаются производственные объекты, здания административно-бытового назначения, столовая, вспомогательные здания, гаражи, склад, заправочная станция и др. В работе анализируется система теплоснабжения, в которой можно выделить три режима циркуляции сетевой воды:

     1. При работе утилизаторов (основной режим): обратная сетевая вода от потребителей поступает на всас сетевого насоса котельной, откуда по магистральному трубопроводу она поступает параллельно в работающие секции теплоутилизатора, подогревается максимум до 95°С, далее поступает

к потребителям тепла.

     2. При совместной работе котельной и утилизаторов: в этом режиме вода преодолевает такой же путь как и при первом, только проходит ещё

11

через котельную с котлами «Турботерм-2000» и «Импак», где происходит догрев воды.

     3. При работе только котельных: в этом режиме источником теплоснабжения служат котельные.

     Также был проведён анализ нормативно-правовой документации и литературы, применяемых для исследования и сообразных теме дипломной работы.

     В работе применялись такие методы, как синтез и классификация - для соединения свойств и признаков исследуемой системы теплоснабжения и последующего их обобщения для формирования, в качестве системных показателей надёжности энергетических объектов.

     В основе показателей надёжности занимает важное место метод сравнения, так как при получении основных показателей: надёжности тепловых сетей и теплового источника производится сравнение составляющих их показателей. Таким образом, для определения надёжности тепловых сетей сравниваются показатели соответствия тепловой мощности,

уровня резервирования источников тепловой энергии и элементов тепловой сети путём их кольцевания и устройства перемычек, технического состояния тепловых сетей, показатель интенсивности отказов теплового источника, относительного аварийного недоотпуска тепла в результате внеплановых отключений теплопотребляющих установок потребителей, а для определения

надёжности источников тепловой энергии - показатели надёжности электроснабжения источников тепловой энергии, водоснабжения источников тепловой энергии, топливоснабжения источников тепловой энергии.

    В данной работе при повышении эффективности системы теплоснабжения, путём замены дроссельных диафрагм на ручные балансировочные клапаны, с целью обеспечения расчётного расхода теплоносителя через системы теплопотребления при основном режиме и более оперативной регулировки работы системы теплоснабжения, руководствовались методом прогнозирования.
12

    Основное преимущество ручных балансировочных клапанов в возможности перенастройки его на несколько режимов работы системы и учёте времени перемещения теплоносителя от источника к концу сети, т.е. неодинаковые условия доставки теплоты на различные расстояния, в отличие от дроссельных диафрагм, что является актуальным для рассматриваемой производственной площадки с тремя возможными режимами циркуляции сетевой воды в системе.

1.2 Обзор литературы

     В диссертации была использована методика оценки надёжности систем теплоснабжения по большинству показателей надёжности по методическим указаниям [11].

     Для более точного определения степени надёжности системы теплоснабжения, с целью повышения надёжности системы, составляющие главного показателя надёжности были оценены также по принципу слабого звена. По [8]: «целая система не так крепка, как самое худшее звено; она так слаба, как все слабые звенья, вместе взятые».

     В работе проведён расчёт расхода сетевой воды на отопление, вентиляцию по методике, представленной в СП «Тепловые сети» [17]. Тепловые потери трубопроводов через изоляцию определялись по СП «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» [18], основные данные для наружного воздуха были приняты по СП «Строительная климатология» [16].

     Потери тепла от нагретых поверхностей оборудования определялись по учебному пособию «Выбор и расчёт теплообменников» [2].

Гидравлический расчёт произведён на основании СП «Тепловые сети»

[15].







13

ГЛАВА 2. Общая характеристика объекта

2.1 Описание объекта

        Система теплоснабжения промышленной площадки состоит из основных и резервных источников тепловой энергии, трубопроводов тепловой сети (сетей распределения), потребителей тепловой энергии [10] и предназначена для обеспечения нужд отопления и вентиляции объектов

промышленного и административно-бытового назначения. На промышленной площадке располагаются 45 объектов, в том числе здания

производственные, вспомогательные, административно-бытового назначения, столовая, гаражи, склад, заправочная станция и др.

    Основными источниками тепловой энергии системы теплоснабжения промышленной площадки являются 16 утилизационных теплообменников УТБ-1,5-0,6-130, состоящие из трёх модулей и предназначенные для использования тепла уходящих газов от газотурбинной установки ГТК-10-4 для подогрева сетевой воды для нужд потребителей. При остановленном агрегате ГТК-10-4 на секции регенератора устанавливается заглушка или поворотная заглушка на патрубке Ду 600 подвода продуктов сгорания к утилизатору, отделяющая агрегат от подводящего газохода к утилизатору.

    Резервным источником теплоснабжения является отопительная газовая котельная, с водогрейными котлами «Турботерм-2000» номинальной мощностью 1,72 Гкал/ч, в количестве 4 штук, общей производительностью - 6,88 Гкал/ч (8 МВт) и котельная с котлом «Импак» - 3 Гкал/ч.

    Схема магистральных трубопроводов тепловых сетей - трёхтрубная, с ответвлений - двухтрубная тупиковая. Трубопроводы проложены надземно на низких и высоких опорах, а также под землёй в непроходных каналах и стальных футлярах. Сеть большой протяжённости. Головной участок магистральной тепловой сети выполнен диаметров Ду250 мм. Диаметры подводящих трубопроводов к зданиям условным диаметром 25-200мм. Подача тепла осуществляется на отопление и вентиляцию.

14

    Схема обвязки утилизационного теплообменника представлена на рисунке 2.1.




































Рисунок 2.1. Схема обвязки утилизационного теплообменника УТБ-1,5-0,6-130



    На трубопроводе по ходу воды установлен вентиль Ду 25мм № 8 и задвижка Ду 50 мм № 6 для спуска воздуха. А также на дренажи из секций теплообменника и трубопроводов установлены задвижки Ду 50мм №5,№7 и вентили Ду 20 №3 и №4 (рисунок 2.1).

    Компенсирующими устройствами служат углы поворота трассы и П-образные компенсаторы. Подключение абонентов к наружным тепловым сетям безэлеваторное. Рельеф местности ровный.

     Опорожнение трубопроводов осуществляется в нижних точках тепловой сети. При бесканальной прокладке тепловых сетей в

пенополиуретановой изоляции в полиэтиленовой оболочке предусматриваются водовыпуски в водосток или водоприемные колодцы с

15

последующей откачкой. В высших точках трубопроводов тепловых сетей запроектированы устройства для выпуска воздуха.

     Тепловая изоляция трубопроводов выполнена минераловатными матами, покровный слой - оцинкованная сталь, а так же ППУ скорлупами.

     Система теплоснабжения закрытая с зависимым присоединением потребителей. Система работает в графике.

     Нагрев горячей воды для нужд горячего водоснабжения осуществляется в местных электрических подогревателях, в здании административного корпуса в зимний период - через пластинчатые теплообменники от тепловой сети.

     Системы отопления присоединяются непосредственно к тепловым сетям – без смесительных устройств. В качестве нагревательных приборов в сновном применены стальные регистры из гладких труб условным диаметром 50-150 мм, а также радиаторы. Отключающей арматурой на ответвлениях в тепловых узлах служат в основном задвижки на фланцевом соединении.

        Циркуляция теплоносителя в тепловых сетях осуществляется сетевыми насосами, установленными в насосной котельной «Импак», КММ НГ 125-100-250/2-5-У2 Q=200 м3 / ч .Н=80 м.вод.ст. (два рабочих, один резервный).

        Подпитка тепловой сети осуществляется химически очищенной водой подпиточными насосами Grundfos TPD 65-240/4 (Q=41,3 м3 / ч ; Н=19,9 м.вод.ст.), расположенными в насосной котельной «Импак».

Циркуляция сетевой воды осуществляется по следующим схемам:

    1. При работе утилизаторов (основной режим): обратная сетевая вода от потребителей поступает на всас сетевого накоса котельной, откуда по магистральному трубопроводу она поступает параллельно в работающие секции теплоутилизатора, подогревается максимум до 95°С, далее поступает

к потребителям  тепла.  Регулирование  температуры  прямой  сетевой  воды



16

осуществляется байпасированием части отработанных газов рабочего ГТК помимо теплоутилизатора.

    2. При совместной работе котельной и утилизаторов: в этом режиме вода преодолевает такой же путь как и при первом, только проходит ещё через котельную с котлами «Турботерм-2000» и «Импак», где происходит догрев воды. Этот режим используется в тех случаях, когда нет возможности использовать в работе нужное количество утилизаторов для поддержания соответствующей температуры теплоносителя, согласно температурному графику.

3. При  работе  только  котельной:  в  этом  режиме  источником

теплоснабжения служат котельные. При полной остановке газоперекачивающих установок ГТК-10-4 в КЦ-1 на длительный срок,

теплоноситель сливается с утилизаторов и циркуляция уже осуществляется помимо теплообменников через перемычку между утилизационной и подающей линией. Так же при таком режиме есть возможность сразу из котельной подавать теплоноситель в подающий трубопровод Т1, отключив утилизационный трубопровод.

Теплоносителем является вода с параметрами:

- 110°С – в подающем трубопроводе;

- 70°С – в обратном трубопроводе.

Промышленная площадка расположена в Самарской области. Следующие исходные данные принимаем из СП 131.13330.2012

«Строительная климатология» [16]:

1. Расчётная температура наружного воздуха для системы отопления:

н	;
2. Средняя температура отопительного периода для наружного воздуха:

;

3. Продолжительность отопительного периода:	.





17

2.2. Способ оценки надёжности системы теплоснабжения


     В настоящее время нет надлежащей единой методологии или способа оценивания надёжности систем теплоснабжения по всем или большинству показателей надёжности. Третья глава диссертации посвящена показателям надёжности системы теплоснабжения.

     Для оценки надёжности системы теплоснабжения в методике [11] используются такие показатели, как:

- Показатель интенсивности отказов теплового источника;

- Показатель относительного аварийного недоотпуска тепла;

- Показатель технического состояния тепловых сетей;

- Показатель интенсивности отказов тепловых сетей;

- Показатель надёжности тепловых сетей.

Показатель интенсивности отказов теплового источника (Котк ит),

характеризуемый количеством вынужденных отказов источников тепловой энергии, с ограничением отпуска тепловой энергии потребителям, вызванный отказом и его устранением зависит от интенсивности отказов, определяемой, как среднее по следующим частным показателям: Кэ, Кв, Кт.

     Кэ — показатель надежности электроснабжения источников тепловой энергии, характеризуемый наличием или отсутствием резервного электропитания.

     В нашем случае, когда резервне электропитание отсутствует при мощности отопительной котельной в диапазоне от 5 до 20 Гкал/ч (суммарная мощность котельных «Турботерм-2000» и «Импак» - 9,88 Гкал/ч), данный показатель надёжности принимается равным 0,7.

Кэ

     Кв — показатель надежности водоснабжения источников тепловой энергии, характеризуемый наличием или отсутствием резервного водоснабжения.


18

     В случае, когда резервное водоснабжение отсутствует и при мощности отопительной котельной в диапазоне от 5 до 20 Гкал/ч данный показатель надёжности принимается равным 0,7.

Кв

     Кт — показатель надежности топливоснабжения источников тепловой энергии, характеризуемый наличием или отсутствием резервного топливоснабжения.

     В случае, когда отсутствует резервное топливо при мощности отопительной котельной в диапазоне от 5,0 до 20 Гкал/ч показатель надежности топливоснабжения источников тепловой энергии принимается равным 0,7.

Кт

Формула для определения интенсивности отказов:
Кэ	Кв	Кт
Иотк ит


Интенсивность отказов теплового источника равна 0,7.

     В зависимости от этого параметра определяется показатель надежности теплового источника (Котк ит). В нашем случае интенсивности отказов теплового источника вошла в диапазон от 0,6 до 1,2, при которых искомый показатель надёжности равен 0,6.
Котк ит	.
Показатель	относительного	аварийного	недоотпуска	тепла	в

результате внеплановых отключений теплопотребляющих установок потребителей (Кнед.) определяется в зависимости от приведённой формулы величины относительного недоотпуска тепла (Qнед.):
откл	,
нед

факт

где Qнед – относительный недоотпуск тепла, Гкал; Qоткл. – недоотпуск тепла, Гкал;

Qфакт. – фактический отпуск тепла системой теплоснабжения, Гкал.

В нашем случае, при полном отсутствии аварийного недоотпуска тепла

19

в результате внеплановых отключений, Qнед входит в диапазон до 0,1%, при котором:

Кнед = 1,0.

     Кс - показатель технического состояния тепловых сетей, характеризуемый долей ветхих, подлежащих замене трубопроводов, определяется по приведённой формуле:
К
экспветх,

с




эксп




где   Sэксп  –  общая  протяженность
тепловых  сетей,  находящихся  в


эксплуатации, м;

Sветх – общая протяженность ветхих тепловых сетей, находящихся в эксплуатации, м.

Кс


     Следующий показатель, определяющий необходимый для определения надёжности тепловой сети:

     Котк тс — показатель интенсивности отказов тепловых сетей, характеризуемый количеством вынужденных отключений участков тепловой сети с ограничением отпуска тепловой энергии потребителям, вызванного отказом и его устранением. Этот признак, в свою очередь, зависит от интенсивности отказов Иотк тс, определяющийся по формуле:

И

отк
,







отк тс


где nотк - количество отказов за предыдущий год, раз; S - протяженность тепловой сети (в двухтрубном исполнении) данной системы теплоснабжения (км).

     В зависимости от интенсивности отказов Иотк тс определяется показатель надежности тепловых сетей Котк тс. Т.к. в нашем случае за



20

предыдущий год отсутствовали отказы тепловой сети, то Иотк тс входит в диапазон до 0,2, при котором Котк тс = 1,0.

     Ктс – показатель надежности тепловых сетей может определяться по «МУ по анализу показателей, используемых для оценки надёжности систем теплоснабжения» [11], как средний по следующим частным показателям:

     - показатель соответствия тепловой мощности источников тепловой энергии и пропускной способности тепловых сетей расчетным тепловым нагрузкам потребителей (Кб);

     - показатель уровня резервирования источников тепловой энергии и элементов тепловой сети путем их кольцевания и устройства перемычек (Кр);

- показатель технического состояния тепловых сетей (Кс);

- показатель интенсивности отказов тепловых сетей (Котк тс);

     - показатель относительного аварийного недоотпуска тепла в результате внеплановых отключений теплопотребляющих установок потребителей (Кнед).

     Искомый показатель надёжности тепловой сети следуя методике [11] рассчитывается по формуле:

,


где Кб — показатель соответствия тепловой мощности источников тепловой

энергии  и  пропускной  способности  тепловых  сетей  расчетным  тепловым

нагрузкам потребителей;

Кр — показатель уровня резервирования источников тепловой энергии  и

элементов тепловой сети путем их кольцевания и устройства перемычек. Показатель соответствия тепловой мощности источников тепловой

энергии и пропускной способности тепловых сетей расчетным тепловым нагрузкам потребителей (Кб), характеризуемая долей (%) тепловой нагрузки, не обеспеченной мощностью источников тепловой энергии и/или пропускной способностью тепловых сетей.


21

     При полной обеспеченности соответствия тепловой мощности источника тепловой энергии и пропускной способности тепловых сетей расчётным тепловым нагрузкам потребителей, как в нашем случае:

Кб

     Основными источниками тепловой энергии системы теплоснабжения промышленной площадки являются утилизационные теплообменники УТБ-1,5-0,6-130, состоящие из трёх модулей и предназначенные для использования тепла уходящих газов от газотурбинной установки ГТК-10. Резервным источником теплоснабжения является отопительная газовая котельная, с водогрейными котлами «Турботерм-2000» номинальной мощностью 1,72 Гкал/ч, в количестве 4 штук, общей производительностью - 6,88 Гкал/ч (8 МВт) и котельная с котлом «Импак» - 3 Гкал/ч.

     Уровень резервирования рассматриваемой промышленной площадки входит в диапазон от 90 до 100%, для этого промежутка показатель уровня резервирования равен 1.

Кр

Производим расчёт Ктс по формуле из «МУ по анализу показателей,

используемых для оценки надёжности систем теплоснабжения» [11]:





     В зависимости от полученных показателей надежности источники тепловой энергии и тепловые сети по методике [11] оценены как: надежные,

так как Ктс=0,994, что соответствует диапазону более 0,9 – высоконадёжные. Второй  способ  определить  показатель  надёжности  тепловой  сети, рассмотреть его не как среднее арифметическое следующих коэффициентов: Кб,  Кр,  Кс,  Котк  тс,  Кнед,  а  произвести  оценку  каждого  коэффициента поодиночке,    т.к.    система,    состоящая    из    нескольких    звеньев, удовлетворяющих минимальным требованиям надёжности, может оказаться менее  надёжной,  чем  необходимо,  что  снизит  эффективность  системы

теплоснабжения.

22

      Согласно [8]: целая система не так крепка, как самое худшее звено; она так слаба, как все слабые звенья, вместе взятые.

     Для более точного определения степени надёжности системы теплоснабжения, и с целью её повышения, был применен принцип оценки слабого звена, при котором производилась раздельная оценка каждого составляющего главного системного показателя надёжности. В связи с высоким значением всех индивидуальных

     Произведём оценку показателя Ктс по принципу слабого звена его составляющих, т.е. коэффициентов: Кб, Кр, Кс, Котк тс, Кнед. Из них четыре коэффициента (Кб, Кр, Котк тс, Кнед) имеют максимальные значения и равны 1. Самый слабый коэффициент (Кс) - менее единицы, и равен 0,969. Коэффициент Кс также, как и остальные составляющие показателя надёжности тепловой сети (Ктс) – больше 0,9, что указывает на высокую надёжность системы, даже при индивидуальном рассмотрении каждого показателя.




































23

ГЛАВА 3. Методика выполнения расчётов

3.1. Определение тепловых нагрузок потребителей


    Тепловые нагрузки большинства объектов промышленной площадки были приняты по исходным данным, в случае отсутствия данных определялись расчётным путём.

    В случаях отсутствия данных на присоединение к системе теплоснабжения здания, максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию определены по укрупнённым показателям [17]:


О	от	зд	вн	от


В	в	зд	вн	от



Вт,

Вт,



где  qот,  qв  –  удельные  отопительные  и  вентиляционные  характеристики

зданий соответственно, Вт/(	),

Vзд – наружный строительный объём зданий,	,

? – коэффициент, учитывающий изменение теплотехнических свойств ограждающих конструкций здания в зависимости от расчётной температуры наружного воздуха, тоже, что температурный коэффициент, учитывающий район строительства, определяемый по формуле:




вн	н

tвн – температура воздуха внутри помещения, С; tн – температура наружного воздуха, С;

tот – средняя температура отопительного периода для наружного воздуха,  С. Для  дальнейшего  проведения  гидравлического  расчета  тепловой  сети определяются расчётные расходы  сетевой  воды  на тепловых  вводах и по

тепловой сети.

    Расчётный расход сетевой воды на отопление, вентиляцию, определялся при расчётной температуре наружного воздуха по формулам [15]:

24

от	от	С	т/ч

где: от – расчётный расход сетевой воды на отопление, вентиляцию, т/ч; от – расчётное количество тепла на отопление, Гкал/ч;

   , – расчётные температуры воды в подающем, обратном трубопроводах соответственно, С;
С – теплоёмкость сетевой воды, равная 1 ккал/кг  С.

    Расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию для каждого объекта представлены на рисунках 3.1 и 3.2 и в приложении А.



33,90






















29,24







23,66
23,87














0,47

0,68
1,46


8,55

7,39



0,54

0,87
3,15










2,98
0,94
3,88







0,51










2,93








0,95








0,52
0,97

0,48
1,56
0,47

БТПГ КЦ1  (2 ввод)
БТПГ КЦ1  (1 ввод)
БСН
Блок …
Склад ГСМ КЦ1
КТЦ-125
КТЦ-80
КЦ 1 (1 ввод)
КЦ 1 (2 ввод)
Котельная
СЭРБ КЦ1
Проходная КЦ1
Охрана КЦ1
Столовая
Вспомогательное…
ПРУ КЦ1
ПБК
Проходная БГТС
БГТС
Блок …
Операторная
Насосная масла
Администрати.......................