| Общество с ограниченной ответственностью
«Центр Энергоаудиторских предприятий
нефтегазовой промышленности»
|
Россия, 109028, г. Москва, Подколокольный пер. 13/5, стр.1, тел/факс: (095) 927-51-91, 927-51-33, 927-50-07
Е-mail: energoaudit@eesnet.ru
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
«Нормирование расходов топливно-энергетических ресурсов при
производстве тепловой энергии для предприятий расположенных на
территории Ямало-Ненецкого автономного округа»
ООО «Центр энергоаудиторских предприятий нефтегазовой промышленности» г. Москва
Управление энергоэффективности
департамента энергетики и жилищно-коммунального комплекса
Администрации Ямало-Ненецкого автономного округа.
Методические указания разработаны ООО «Центр энергоаудиторских предприятий нефтегазовой промышленности» г. Москва и Управлением энергоэффективности департамента энергетики и жилищно-коммунального комплекса Администрации Ямало-Ненецкого автономного округа.
Методические указания предназначены для использования работниками теплоэнергетических предприятий и организаций, расположенных на территории Ямало-Ненецкого автономного округа, при проведении расчетов по определению расходов топливно-энергетических на выработку тепловой энергии.
Методические указания содержат методики расчета расходов топливно-энергетических ресурсов при производстве, передаче и потреблении тепловой энергии. Приведены практические рекомендации и вспомогательные материалы для проведения расчетов и примеры расчетов.
Замечания и предложения по настоящим Методическим указаниям направлять по адресу: 249008, ЯНАО, г. Салехард, ул. Подшибякина, д.25а, Управление энергоэффективности департамента энергетики и жилищно-коммунального комплекса.
СОДЕРЖАНИЕ
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
- "абонент (потребитель)"
- юридическое лицо, а также предприниматель без образования юридического лица, имеющие в собственности или на ином законном основании объекты и системы теплопотребления, которые непосредственно присоединены к системам коммунального теплоснабжения, заключившие с теплоснабжающей организацией в установленном порядке договор на отпуск (получение) тепловой энергии и (или) теплоносителей;
- К числу абонентов (потребителей) относятся также организации, уполномоченные оказывать коммунальные услуги населению, проживающему в государственном (ведомственном), муниципальном или общественном жилищном фонде, товарищества и другие объединения собственников, которым передано право управления жилищным фондом;
- "субабонент"
- лицо, названное в понятии "абонент" настоящих Методических указаний, получающее по договору с абонентом тепловую энергию и (или) теплоносители по тепловой сети, присоединенной к тепловой сети абонента;
- "баланс тепловой энергии системы теплоснабжения (тепловой баланс)"
- итог распределения количеств тепловой энергии, отпущенной источником (источниками) тепла с учетом потерь при передаче и распределении тепловой энергии до границ эксплуатационной ответственности и использованной абонентами;
- "баланс теплоносителей системы теплоснабжения (водный баланс; пароконденсатный баланс)"
- итог распределения количеств теплоносителей (сетевая вода; пар; конденсат), отпущенных источником (источниками) тепла с учетом потерь при транспортировании до границ эксплуатационной ответственности и использованных абонентами;
- "ввод в эксплуатацию"
- заполнение тепловых сетей и систем теплопотребления абонента теплоносителем и постановка их под давление, производимые после надлежащего оформления допуска объекта в эксплуатацию;
- "граница балансовой принадлежности"
- линия раздела элементов систем теплоснабжения между их владельцами по признаку собственности, хозяйственного ведения, оперативного управления или аренды;
- "граница эксплуатационной ответственности"
- линия раздела элементов систем теплоснабжения по признаку обязанностей (ответственности) по эксплуатации тех или иных элементов систем теплоснабжения, устанавливаемая соглашением сторон;
- "допуск в эксплуатацию"
- порядок определения и документального оформления готовности теплопотребляющих установок и тепловых сетей к приему теплоносителей и использованию тепловой энергии в соответствии с нормативно-техническими документами;
- "максимальная расчетная тепловая нагрузка (мощность)"
- максимальный часовой расход тепла и соответствующий ей максимальный часовой расход теплоносителя;
- "присоединенная тепловая сеть"
- совокупность устройств, предназначенных для передачи и распределения тепловой энергии и теплоносителя абонентам (потребителям);
- "режим теплопотребления"
- установленные договором величины потребления тепловой энергии (мощности), циркуляционных расходов и количества используемых теплоносителей в течение заданного времени (час; сутки);
- "режим теплоснабжения"
- установленные договором величины отпуска тепловой энергии (мощности) и параметры (расход; температура; давление) теплоносителя, обеспечивающие нормальную работу систем теплопотребления;
- "система теплоснабжения"
- совокупность объединенных общим производственным процессом источников тепла и (или) тепловых сетей города (района, квартала), другого населенного пункта, эксплуатируемых теплоснабжающей организацией системы, получившей соответствующие специальные разрешения (лицензии) в установленном порядке;
- "энергоснабжающая (теплоснабжающая) организация"
- коммерческая организация независимо от организационно-правовой формы, осуществляющая продажу абонентам (потребителям) по присоединенной тепловой сети произведенной или (и) купленной тепловой энергии и теплоносителей;
- «узел учета»
- совокупность аттестованных в установленном порядке средств и систем измерений и других устройств, предназначенных для коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителей;
- «калория (кал)»
- количество теплоты, необходимое для нагревания 1 грамма воды на 1°С;
- «теплота сгорания»
- количество теплоты, выделяемое при полном сжигании 1 кг или 1м3
топлива;
- «условное топливо»
- принято такое топливо, низшая теплота сгорания рабочей массы которого составляет 29308 кДж/кг (7000 ккал/кг). Данное понятие используется для сравнения запасов разных видов топлива при определении норм его расхода, планировании потребности топлива и других расчетах;
- «КПД котла»
- отношение полезно использованной теплоты ко всей теплоте, внесенной в топку котла при сжигании топлива. Различают КПДнетто
и КПДбрутто
. КПД котла, учитывающий затраты энергии на собственные нужды котельной, называется КПДнетто
.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Настоящие методические указания предназначены для использования предприятиями, осуществляющими производство, передачу и распределение тепловой энергии при текущем планировании потребности в энергоресурсах и затрат на топливо, электроэнергию и воду.
Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов – это определение меры их потребления в условиях эффективного использования. Основная задача нормирования – обеспечить применение при планировании и в производстве технически и экономически обоснованных прогрессивных норм расхода ТЭР для осуществления режима энергосбережения, рационального распределения и наиболее эффективного их использования.
Нормированию должны подлежать все виды расхода ТЭР на основные и вспомогательные производственно-эксплуатационные нужды, независимо от их объема потребления. Итогом и целью нормирования является удельный расход этих ресурсов на производство единицы продукции.
Нормы расхода топливно-энергетических ресурсов разрабатываются раздельно по топливу в условном исчислении и в натуральном – по тепловой энергии.
Для выполнения норм необходимы: исправное оборудование, соблюдение установленных режимов работ, а также плановой загрузки по мощности оборудования.
Нормы расхода топливно-энергетических ресурсов . ,тно-статистический методы, должны:
- систематически пересматриваться с учетом условий производства, перспективных планов организационно-технических мероприятий, предусматривающих рациональное и эффективное использование топлива, тепловой и электрической энергии;
- способствовать максимальной мобилизации внутренних резервов экономии топлива, тепловой и электрической энергии, выполнению плановых заданий и достижению высоких экономических показателей производства.
Нормы расхода топливно-энергетических ресурсов при производстве тепловой энергии, следует рассматривать как максимально допустимые.
Все данные, закладываемые в расчеты по определению расходов тепловой энергии, должны быть зафиксированы в договоре на пользование тепловой энергии. К договору должен быть приложен акт разграничения балансовой принадлежности тепловых сетей и эксплуатационной ответственности энергоснабжающей и энергопотребляющей сторон.
Учет количества реализованной тепловой энергии должен проводиться в точке учета на границе раздела тепловых сетей. Потери тепловой энергии в сетях относятся на счет стороны, на балансе которой они находятся. Потери тепловой энергии теплопроводами, проложенными в подвале зданий после ЦТП, следует относить на счет потребителей пропорционально нагрузкам зданий, подключенным к теплопроводам. В случае, когда по подвалу здания проложены транзитные тепловые сети до ЦТП, тепловые потери относят на счет теплоснабжающей организации.
Перед проведением расчетов потребности в тепловой должна быть проведена оценка достоверности представленной потребителем исходной информации – проектные тепловые нагрузки; объемы заданий; количество жителей, пользующихся горячей водой; диаметры и протяженность тепловых сетей, находящихся на балансе потребителя.
Основные климатологические данные для расчета отопительных и вентиляционных нагрузок следует принимать по СНиП23-01-99 «Строительная климатология», СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», ТСН 23-334-2002 Ямало-Ненецкого автономного округа «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергосберегающей теплозащите».
Начало и конец отопительного сезона для жилых и общественных зданий должны определяться в соответствии с действующими СНиП по продолжительности отопительного периода и числу дней с устойчивой среднесуточной температурой 8°С и ниже. На практике отопительный сезон начинают в осенний период при устойчивой среднесуточной температуре наружного воздуха 8°С в течение 3¸5 суток, заканчивают в весенний период при стоянии среднесуточных температур в течение 5 суток свыше 8°С, отопительный сезон может быть начат при продолжительном стоянии среднесуточных температур наружного воздуха 10°С и ниже.
1.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Количество потребляемой тепловой энергии определяют по формуле (Гкал):
|
|
- количество тепловой энергии, потребляемое i
-м абонентом, Гкал;
|
|
|
- количество абонентов, Гкал.
|
где
Потребность в тепловой энергии абонента складывается из количества тепловой энергии, необходимой на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (Гкал):
|
|
- количество тепловой энергии на отопление, Гкал;
|
|
|
- количество тепловой энергии на вентиляцию, Гкал;
|
|
|
- количество тепловой энергии на горячее водоснабжение, Гкал.
|
где
1.1. Определение количества тепловой энергии на отопление
1.1.1.
Расчетную тепловую нагрузку для отопления зданий Q
о
принимают в соответствии с типовым или индивидуальным проектом здания или системы отопления. В случае проведения энергетических обследований и оформления энергетических паспортов,
принимают по данным паспорта (постановление Губернатора автономного округа от 24 июня 2002 года № 215 «О проведении энергетических обследований и введения энергетических паспортов для организаций, финансируемых за счет средств окружного бюджета»).
Пересчет расхода тепловой энергии для конкретного здания при наличии типового проекта, производят по формуле (Гкал/ч):
|
|
- проектная тепловая нагрузка на отопление здания, Гкал/ч;
|
|
,
|
- расчетные температуры внутри отапливаемых помещений соответственно по
типовому проекту и для конкретного здания, °С, [Приложение 1, табл.1.6
];
|
|
,
|
- расчетные температуры наружного воздуха для отопления соответственно проектная и для конкретного здания,°С, [Приложение 1, табл.1.4
].
|
где
Формула 1.3 справедлива при отклонении расчетных температур от принятых в типовом проекте в пределах 5°С, при больших отклонениях расчетное значение отопительной нагрузки следует согласовать с разработчиками типового проекта.
1.1.2.
Потребное количество тепловой энергии на отопление за рассматриваемый период (месяц, квартал, отопительный период, год), определяют по формуле (Гкал):
|
|
- средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период для данной местности,°С, [Приложение 1, табл.1.4,
1.5
];
|
|
|
- продолжительность работы систем отопления за рассматриваемый период, сут.
|
где
1.1.3.
При наличии в зданиях и сооружениях приборного учета тепловой энергии – подключенную нагрузку можно определить по показаниям счетчика, при условии его непрерывной работы не менее 3-х лет.
1.1.4.
При отсутствии проектных данных расчетную нагрузку здания на отопление вычисляют по формуле укрупненных расчетов (Гкал/ч):
|
|
- наружный строительный объем здания, м3
;
|
|
|
- удельная отопительная характеристика здания при
= -30°С, ккал/(м3
×ч×°С), принимаемая по [Приложение 1, табл.1.2
, 1.3
];
|
|
|
- поправочный коэффициент, принимаемый по таб. [Приложение 1, табл.1.1
]
|
где
Соответственно, потребное количество тепловой энергии на отопление за рассматриваемый период (месяц, квартал, отопительный период, год), определяют по формуле (Гкал):
1.1.5.
Удельная отопительная характеристика здания любого назначения может быть определена по формуле (ккал/ч×м3
×°С):
|
|
- периметр здания, м;
|
|
|
- площадь застройки, м2
;
|
|
|
- высота здания, м;
|
|
|
- коэффициент остекления, т.е. отношение площади остекления к площади стен;
|
|
|
- коэффициент теплопередачи соответственно стен, окон, потолка, пола согласно СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».
|
где
Наружный строительный объем здания принимают по данным типовых и индивидуальных проектов здания или по данным бюро технической инвентаризации.
Для зданий с чердачным перекрытием наружный строительный объем определяется умножением площади горизонтального сечения, взятого по внешнему (наружному) обводу здания на уровне первого этажа выше цоколя на полную высоту здания, измеренную от уровня чистого пола первого этажа до верхней плоскости теплоизоляционного слоя чердачного покрытия; при плоских, совмещенных крышах – до средней отметки верха крыши.
Строительный объем подземной части здания определяется умножением горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне первого этажа выше цоколя на высоту, измеренную от уровня чистого пола первого этажа до уровня пола подвала и цокольного этажа.
При измерении наружного строительного объема не учитываются выступающие архитектурные детали и конструктивные элементы, портики, террасы, балконы, объемы проездов и пространства под зданием на опорах (в чистоте), а также проветриваемые подполья под зданиями, проектируемые для строительства на вечномерзлых грунтах.
1.1.6.
Величина удельной отопительной характеристики при укрупненных расчетах может быть увеличена:
- для зданий облегченного (барачного) типа и сборно-щитовых домов – до 15%;
- для каменных зданий в первый сезон отопления, законченных строительством в мае-июне – до 12%, в июне-августе – до 20%, в сентябре – до 25%, в течение отопительного сезона – до 30%;
- для зданий, расположенных на возвышенностях, у рек, озер, на берегу моря, на открытой местности, не защищенной от сильных ветров, при их средней скорости за три наиболее холодных месяца от 3 до 5 м/сек – до10%, от 5 до 10 м/сек – до 20%, более 10 м/сек – до 30%; средняя скорость ветра за отопительный период принимается по СНиП 23-01-99 или по данным местной метеостанции.
Ограждение помещения считается защищенным от ветра, если расстояние между ним и ближайшим ограждением защищающего строения превышает разность между уровнем кровли защищающего его строения и уровнем перекрытия помещения не более чем в пять раз.
1.1.7.
Для помещений, расположенных на первом этаже, отличающихся по высоте от остальных помещений здания, расход тепловой энергии определяют пропорционально объемам помещений здания. При наличии в жилом здании ряда частных организаций (квартир, предприятий) расход тепловой энергии для каждого определяют пропорционально занимаемой общей площади здания или объема.
1.1.8.
Климатические параметры холодного периода года, а также среднюю месячную и годовую температуру воздуха, для населенных пунктов, принимают по данным СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», ТСН 23-334-2002 Ямало-Ненецкого автономного округа «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергосберегающей теплозащите» или по показателям местной метеостанции [Приложение 1, табл.1.4
;1.5
]. Среднюю температуру наружного воздуха за неполный месяц принимают по средним показателям метеостанции для данной местности.
1.1.9.
Расчетные значения усредненных температур внутреннего воздуха при укрупненных расчетах для учреждений обслуживания населения и общественных зданий принимают по типовому проекту, при отсутствии проекта - [Приложение 1, табл.1.6
].
1.1.10.
В районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления -31°С и ниже - температуру внутреннего воздуха для жилых зданий следует принимать равной 20°С (СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания»).
1.1.11.
Расход тепловой энергии на отопление для промышленных, общественных, сельскохозяйственных объектов (гаражи, сушилки, теплицы, подземные отапливаемые переходы, плавательные бассейны, остекленные встроенные или пристроенные к зданию магазины, аптеки, киоски и т.п.) при отсутствии проектных тепловых нагрузок определяют по установленной поверхности нагревательных приборов. Все исходные данные для расчета определяются представителями теплоэнергетического предприятия в присутствии потребителя с составлением акта.
1.1.12.
Если часть жилого здания занята общественными учреждениями (магазины, аптеки, конторы и т.п.), то расчетная годовая нагрузка на отопление для каждой части здания определяется по проекту. При наличии проектной нагрузки на отопление только в целом на здание или при определении ее по укрупненным показателям расчетная часовая нагрузка помещений, занятых общественными учреждениями, определяется по установленной поверхности нагревательных приборов. При схеме подключения полотенцесушителей в зданиях к системе отопления, расход тепла в них определяют так же по установленной поверхности нагрева.
К приборам отопления конвективно-излучающего действия относятся:
1) радиаторы чугунные секционные;
2) радиаторы стальные штампованные панельные и листотрубные;
3) трубы чугунные ребристые;
4) трубы стальные гладкие и регистры их гладких труб;
5) конвекторы напольные, настенные, плинтусные и т.д.
Расчетная тепловая нагрузка отопительного прибора конвективно-излучающего действия в общем случае определяется по формуле (Гкал/ч):
|
|
- коэффициент теплопередачи прибора, ккал/(м2
×ч×°С), [Приложение 1, табл.1.7
];
|
|
|
- площадь поверхности нагрева прибора, экм;
|
|
|
- температурный напор, °С.
|
где
|
|
- расчетные температуры греющей воды соответственно на входе в прибор и выходе из него, °С;
|
|
|
- расчетная температура воздуха в помещении, °С [Приложение 1, таб.1.6
].
|
где
Коэффициент теплопередачи отопительных приборов конвективно-излучающего действия зависит от температурного напора. Значения коэффициентов теплопередачи различных видов отопительных приборов приведены в [Приложение 1, табл.1.7
].
По действующим стандартам площадь поверхности нагрева отопительных приборов конвективно-излучающего действия исчисляется в эквивалентных квадратных метрах (экм): 1 экм для чугунных радиаторов представляет собой площадь поверхности нагрева, теплоотдача которой при температурном напоре 64,5°С и расходе воды 17,4 л/ч равна 435 ккал/ч.
Данные об отопительных приборах конвективно-излучающего действия для их расчета приведены в [Приложение 7
, табл.7.1-7.18].
1.1.13.
Потребность в тепловой энергии сельскохозяйственных объектов на технологические нужды, обслуживаемых теплоэнергетическим предприятием, определяется в соответствии с утвержденными нормами расхода тепловой энергии в сельскохозяйственном производстве, представляемых потребителем.
Количество тепловой энергии, расходуемое на технологические нужды теплиц и оранжерей, определяется по формуле (Гкал):
|
|
- количество тепловой энергии на i
-е технологические операции, Гкал;
|
| n
|
- количество технологических операций.
|
где
|
|
- соответственно потери тепловой энергии через ограждения, потери тепловой энергии при воздухообмене, количество тепловой энергии для подогрева поливочной воды и для пропарки почвы, Гкал;
1,05 – коэффициент, учитывающий расход тепловой энергии на обогрев бытовых помещений.
|
где
Потери тепловой энергии через ограждения (Гкал):
|
|
- площадь поверхности ограждения, м2
;
|
|
|
- коэффициент теплопередачи, принимается для одинарного остекления равным 5,5ккал/м2
×ч×°С, для одинарного пленочного ограждения 7,0 ккал/м2
×ч×°С;
|
|
|
- соответственно технологическая температура в оранжерее, средняя температура наружного воздуха за отопительный период,°С;
|
|
|
- продолжительность отопительного периода, суток.
|
где
Потери тепловой энергии за счет воздухообмена в отопительный период (Гкал):
- для оранжерей со стеклянным покрытием:
- для оранжерей с пленочным покрытием:
|
|
- инвентарная площадь оранжереи, м2
;
|
|
|
- коэффициент объема, равный
, характеризует высоту сооружения и лежит в пределах 0,24 – 0,5 малогабаритных сооружений и достигает 3 м и более для ангарных теплиц, м.
|
где
Количества тепловой энергии на подогрев поливочной воды определяется по соотношению (Гкал):
|
|
- полезная площадь оранжереи, м2
.
|
где
Количество тепловой энергии на пропарку почвы (Гкал):
Пример 1
.
Определить годовое количество тепловой энергии на отопление жилого 5-этажного дома объемом 22000 м3
(в том числе подвала 1900 м3
) постройки 1995 г. Здание расположено в г. Салехарде. Основные исходные данные: расчетная температура наружного воздуха для отопления равна –42 о
С; средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон равная –11,4 о
С; продолжительность отопительного сезона 292 дня.
Находим наружный объем отапливаемого здания:
V
п
=(22000-1900)+1900
×
0,4=20860 м3
.
По таб.1,6 Приложения 1 принимаем внутреннюю температуру воздуха отапливаемого помещения для жилых зданий
t
вн
= 20°С.
По табл. 1.2. Приложения 1 удельная отопительная характеристика здания при
t
р.о.
=-31о
С составляет 0,37 ккал/м3
×
ч
×
о
С. По таб. 1,1 Приложения 1 методом интерполяции находим поправочный коэффициент к удельной отопительной характеристике в соответствии с расчетной температурой г. Салехарда, который равен 0,88.
Определяем годовое количество тепловой энергии на отопление по формуле (1.6):
= 0,88
×
20860 ·0,37· [20-(-11,4)]
×
24
×
292
×
10-6
=1494,6 Гкал.
Пример 2.
Определить годовой расход тепловой энергии для встроенного магазина, расположенного на первом этаже жилого здания в г. Лабытнанги. Климатические данные:
t
р.о.
= -42 °С;
t
ср.
= -11,4 °С;
Z
от
=292сут.
Встроенные помещения первого этажа обслуживаются самостоятельной системой отопления, которая подключена непосредственно к узлу управления параллельно системе отопления жилой части здания. Параметры теплоносителя при
t
ср.
= -11,4 °С в подающем трубопроводе 61°С, в обратном 48°С. В магазине установлены конвекторы ''Комфорт'' (Ду
=20 мм) длиной 1300 мм – 4 шт., 1200 мм – 1шт., 1000 мм – 2шт., 8500 мм – 2шт., с общей поверхностью 29,9 экм.
Определяем расчетную тепловую нагрузку отопительных приборов по формуле 1.8 (Вт):
Температурный напор отопительных приборов определяем по формуле (1.9):
Коэффициент теплопередачи прибора в соответствии с температурным напором по таб. 1,7 Приложения 1 равен 4,1 ккал/м2
×
ч
×
°С.
Годовое количество тепловой энергии, потребляемое магазином на отопление, определяется по формуле (1.4):
.
Пример 3.
Определить расход тепловой энергии на отопление за октябрь месяц административного здания объемом 5100 м3
, расположенного в п. Новый Порт.
Исходные данные: средняя температура наружного воздуха за октябрь месяц равна –4,9°С; внутренняя температура воздуха отапливаемого помещения равна 18°С.
По табл. 1.3 Приложения 1 находим удельную отопительную характеристику здания, которая равна 0,43 ккал/м3
×
ч
×
°С. Поправочный коэффициент к удельной отопительной характеристики при
t
р.о
= -43 °С равен 0,87 (табл. 1.1 Приложения 1). Средняя скорость ветра в п. Новый Порт составляет 6,4 м/с, поэтому при расчете, удельную отопительную характеристику можно увеличить на 10÷20%, принимаем 12%.
Определяем расход тепловой энергии:
Q
от
=1,12
×
0,87
×
5100
×
0,43
×
[18-(-4,9)]
×
24
×
31
×
10-6
=36,4 Гкал.
1.2.
Определение количества тепловой энергии на вентиляцию
1.2.1.
Потребность в тепловой энергии на вентиляцию зданий рассчитывается при наличии в них систем принудительной (приточно-вытяжной) вентиляции.
1.2.2.
При наличии типовых или индивидуальных проектов зданий или проектов вентиляции и соответствии установленного оборудования проекту расхода тепловой энергии на вентиляцию принимают по проектным данным.
Пересчет расхода тепловой энергии для конкретного здания при наличии типового проекта производится по формуле (Гкал/ч):
|
|
- проектная тепловая нагрузка на вентиляцию здания, Гкал/ч;
|
|
|
- усредненные расчетные температуры воздуха вентилируемых помещений, соответственно проектная и для конкретного здания, °С, [Приложение 1, табл.1.6
];
|
|
|
- расчетные температуры наружного воздуха для вентиляции, соответственно проектная и для конкретного здания принимаются по СНиП 2.04.05-91*, °С, [Приложение 1, табл.1.4
].
|
где
1.2.3.
Количество тепловой энергии, потребное за рассматриваемый период, при известном расходе тепловой энергии на вентиляцию определяют по формуле (Гкал):
|
|
- расчетный расход тепловой энергии на вентиляцию, Гкал/ч;
|
|
|
- средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый отопительный период, °С, [Приложение 1, табл.1.5
];
|
|
|
- усредненное число часов работы системы вентиляции в течение суток, ч;
|
|
|
- продолжительность работы системы вентиляции за рассматриваемый отопительный период, сут.
|
где
1.2.4.
При отсутствии проектов вентилируемых зданий расчетный расход допускается определять по формуле для укрупненных расчетов, (Гкал/ч):
|
|
- удельная вентиляционная характеристика здания, ккал/м3
×ч×°С, [Приложение 1, табл.1.3
].
|
где
При укрупненных расчетах потребное количество тепловой энергии определяется по формуле (Гкал):
1.2.5.
Продолжительность работы системы вентиляции в течение суток принимается в зависимости от назначения и режима работы учреждений и организаций, но не более общего числа их работы в сутки. При отсутствии данных продолжительность работы вентиляции в гостиницах принимают равной 16 часов.
1.2.6.
Если в одном здании находятся помещения различного назначения, отличающиеся между собой удельной вентиляционной характеристикой или расчетной температурой наружного воздуха для вентиляции, то расчетный расход тепловой энергии на вентиляцию, определяют раздельно для каждой части здания и суммируют.
1.2.7.
Расход тепловой энергии на воздушно-тепловые завесы принимают по проектным данным, а при отсутствии проекта расход тепловой энергии определяют по формуле (ккал/ч):
|
|
- расход воздуха, подаваемого тепловой завесы, м3
/ч;
|
|
|
- теплоемкость воздуха, принимается равной 0,29 ккал/м3
∙°С;
|
|
|
- температура воздуха, выходящего из тепловой завесы, °С;
|
|
|
- средняя за планируемый период температура воздуха, поступающего в тепловую завесу, °С
|
где
Потребное количество тепловой энергии для обеспечения работы тепловой завесы в отопительный период определяется по формуле (Гкал):
1.2.8.
При отсутствии проектных данных или несоответствии установленного оборудования проекту, расчетный расход тепловой энергии на калориферы кондиционеров определяют по методике [6].
Пример 1.
Определить годовое количество тепловой энергии, потребное для вентиляции кинотеатра, расположенного в отдельно стоящем здании в г. Новый Уренгой. Объем здания 50000 м3
. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период равна –13,1 о
С, продолжительность отопительного периода 286 суток. Число часов работы системы вентиляции в течение суток равно 16.
Определяем величину удельной вентиляционной характеристики по табл. 1.3 Приложения 1, -
q
о
=0,38 ккал/м3
×
ч
×
о
С.
По таб. 1,6 Приложения 1 находим значение усредненной температуры внутреннего воздуха:
t
вн
= 14 о
С.
Определяем годовое количество тепловой энергии, потребное на вентиляцию кинотеатра по формуле (1.20):
1.3.
Определение количества тепловой энергии на горячее водоснабжение
1.3.1.
Качество холодной и горячей воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды должно соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82* «Вода питьевая».
1.3.2.
Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать в соответствии со СНиП 2.04.01-85*[3]:
− не ниже 60 °С – для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам теплоснабжениям;
− не ниже 50 °С – для систем горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжениям;
− не выше 75 °С – для всех систем, указанных в первых двух подпунктах;
− не выше 37 °С – для умывальников и душей в помещениях детских дошкольных учреждениях.
1.3.3.
Средний часовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение потребителя, определяют по формулам (ккал/ч):
1.3.4.
Потребное количество тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения за определенный период определяется по формуле, (Гкал):
1.3.5.
Годовую потребность в тепловой энергии непосредственно на горячее водоснабжение при круглосуточной работе системы определяют по формуле (Гкал):
|
|
- средний расход тепловой энергии на горячее водоснабжение соответственно в зимний и летний период, ккал/ч;
|
|
|
- средний расход тепловой энергии непосредственно на горячее водоснабжение потребителя без учета тепловых потерь соответственно в зимний и летний периоды, ккал/ч;
|
|
|
- норма расхода воды на горячее водоснабжение, л/сут., утвержденная местными органами власти или управления, при отсутствии утвержденных норм принимается по [Приложение 1, табл.1.8
] в соответствии со СНиП 2.04.01-85*;
|
|
|
- количество единиц измерений, отнесенное к суткам (число жителей, учащихся в учебных заведениях, мест в больницах и т.д.);
|
|
|
- усредненная температура холодной (водопроводной) воды соответственно зимой и летом, о
С, при отсутствие данных принимают зимой равной 5 и 15о
С летом;
|
|
|
- теплоемкость воды, равная 1 ккал/кг×о
С;
|
|
|
- максимальный расход тепловых потерь системой горячего водоснабжения (стояками, подающими и циркуляционными трубопроводами, полотенцесушителями и др.), Гкал;
|
|
|
- коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период, устанавливается местными органами власти или управления, а при отсутствии установленной величины принимают для жилищно-коммунального сектора равной 0,8, для курортных и южных городов 1,5, для предприятий 1,0.
|
|
|
- количество часов работы системы горячего водоснабжения в сутки соответственно в зимний и летний периоды, ч;
|
|
|
- продолжительность работы системы горячего водоснабжения соответственно в зимний и летний период, сут.
|
где
Примечание:
Фактическое число обслуженных посетителей в банях определяют на основании данных бухгалтерского учета по числу реализованных за отчетный период разовых билетов на пользование всеми отделениями и номерами бань. Количество платных посетителей, пропущенных номерами, определяют по вместимости номеров, оплаченных посетителями, независимо от фактического числа моющихся. В этот показатель включается также количество посетителей по установленным льготным тарифам для воинских частей при командном посещении и учащихся ПТУ при групповом посещении. Дети до 7 лет в число посетителей не включаются.
1.3.6.
При некруглосуточной подаче горячей воды на нужды горячего водоснабжения или в течение неполной недели норма расхода горячей воды уменьшается путем введения коэффициентов, приведенных в [Приложение 1, табл.1.9
].
1.3.7.
Максимальные тепловые потери системой горячего водоснабжения (стояками, подающими и циркуляционными трубопроводами, полотенцесушителями и др.) определяется по формуле (ккал/ч):
|
|
- коэффициент теплопередачи і
-й неизолированной трубы, принимается равным 10 ккал/м2
×ч×о
С;
|
|
|
- соответственно наружный диаметр и длина i
-го участка трубопровода, м;
|
|
|
- температура горячей воды соответственно в конце и начале расчетного участка, о
С;
|
|
|
- температура окружающей среды (принимается при прокладке трубопроводов: в бороздах, вертикальных каналах, коммуникационных шахтах сантехнических кабин 23°С; в ванных комнатах 25°С; в кухнях и туалетных комнатах жилых домов, общежитий и гостиниц 21°С; на лестничных площадках 16°С; в каналах подземной прокладки – в соответствии со средней температурой грунта; в тоннелях – 40°С; в не отапливаемых подвалах при среднемесячной температуре самого холодного месяца в году от –11 до –20°С; на чердаках –9°С);
|
|
|
- КПД изоляции, принимается равным для трубопроводов диаметром до 32мм – 0,6, для 40-70мм – 0,74, для 80-200мм – 0,81; для неизолированных труб η
= 0.
|
где
Удельные тепловые потери трубопроводами горячего водоснабжения приведены в таблицах [Приложение 1, табл.1.10
, 1.11
].
При отсутствии данных, необходимых для расчета, тепловые потери определяются с помощью коэффициента Кmn
[Приложение 1, табл.1.12
], учитывающего потери трубопроводами горячего водоснабжения, принимается по формуле:
|
|
- расчетный расход тепловой энергии на горячее водоснабжение непосредственно потребителем без учета тепловых потерь, Вт.
|
где
1.3.8.
Расход тепловой энергии на горячее водоснабжение с учетом тепловых потерь трубопроводами системы горячего водоснабжения определяют по формуле, (Гкал):
или
|
|
- потребность в тепловой энергии непосредственно горячего водоснабжения, Гкал;
|
|
|
- тепловые потери системой горячего водоснабжения (стояками, подающими и циркуляционными трубопроводами, полотенцесушителями и др.), Гкал.
|
где
1.3.9.
Количество тепловой энергии на производственные нужды бань и прачечных определяют по формуле:
|
|
- количество технологического оборудования;
|
|
|
- количества тепловой энергии (Гкал), на i
-е технологическое оборудование определяется по формуле:
|
где
|
|
- количество единиц технологического оборудования;
|
|
|
- удельный расход тепловой энергии на единицу технологического процесса, принимают на помывку для печи-каменки 550 ккал/чел., на дезинфекцию белья в камерах: огневых 200 ккал/кг, паровых – 360ккал/кг и пароформалиновых – 280 ккал/кг.
|
где
Количество тепловой энергии на производственное пароснабжение прачечных определяют по формуле (Гкал):
|
|
- среднечасовой расход тепловой энергии на производственно пароснабжение, ккал/ч;
|
|
|
- среднее количество часов работы прачечной в сутки;
|
|
|
- продолжительность работы прачечной в планируемый период, сут.
|
где
Среднечасовой расход тепловой энергии на производственное пароснабжение прачечных определяют по формуле (ккал/ч):
|
|
- суммарный среднечасовой расход нормального пара на производственное пароснабжение, н.п./ч.;
|
|
|
- теплосодержание нормального пара, равное 639 ккал/кг.
|
где
Суммарный среднечасовой расход пара определяют по формуле
(кг н.п./ч):
|
|
- удельный расход пара i
-ой машины j
-го типа оборудования на 1 кг белья, н.п./кг;
|
|
|
- производительность i
-ой машины j
-го типа, кг/ч;
|
|
|
- количество однотипных машин;
|
|
|
- количество типовых машин.
|
где
Удельный расход пара технологическим оборудованием принимают по паспортным данным, а при их отсутствии по [Приложение 1, табл.1.13
].
Пример 1.
Определить годовое количество тепловой энергии на горячее водоснабжение больницы г. Надым на 450 мест. Продолжительность отопительного периода составляет 283 суток.
Больница оборудована ваннами и душами, общими для каждого отделения. Подача горячей воды осуществляется непрерывно в течение недели и круглосуточно. В здании смонтированы 22 неизолированных стояка с наружным диаметром труб 32 мм и длиной 23,5 м каждый, 4 м из которых расположены в отапливаемом подвале. Стояки попарно закольцованы сверху. Подающий и циркуляционный трубопроводы с наружным диаметром труб 57 мм и длиной 60 м каждый, расположены в подвале и изолированы.
Температуру холодной водопроводной воды принимается 5
°
С в зимний период и 15
°
С в летний.
Средняя температура воды в подающем трубопроводе 60о
С, в циркуляционном 50
°
С. Продолжительность работы системы горячего водоснабжения в году 350 дней. Температура воздуха для расчета потерь тепловой энергии трубопроводами горячего водоснабжения принимаем в помещении 20
°
С, в отапливаемом подвале 5
°
С. КПД изоляции для трубопроводов диаметром 57 мм принимаем равным 0,74.
По
табл.1.8
Приложения 1, принимаем норму горячей воды равной 75 л на одну больничную койку.
По формуле (1.28) определим годовой расход тепловой энергии непосредственно на горячее водоснабжение:
По формулам (1.29, 1.30) определим потери тепловой энергии за год трубопроводами системы горячего водоснабжения здания (стояками
подающим
и циркуляционными
трубопроводами):
Определим годовое количество тепловой энергии, потребное для работы системы горячего водоснабжения:
Пример 2.
Определить годовое количество тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения жилого 5-этажного дома с числом жителей 430 человек, расположенного в г. Новый Уренгой.
Здание с централизованным горячим водоснабжение оборудовано ваннами длиной 1500 мм с душами. Стояки, изолированные с полотенцесушителями. Наружный сетей водоснабжения нет. Продолжительность отопительного периода 286 суток, продолжительность работы системы горячего водоснабжения в течение года 350 суток. Температуру холодной водопроводной воды принимаем равной в зимний период 5 о
С, в летний 15 о
С.
Норму расхода горячей воды принимаем равной 105 л/сут на одного жителя в соответствии с
табл.1.8
Приложения 1.
Определяем по формуле (1.28) потребное количество тепловой энергии непосредственно для нужд горячего водоснабжения жителей:
=105
×
430
×
[(55 – 5)
×
286 + 0,8
×
(350 – 286)
×
(55 – 15)]
×
10 – 6
=738,1 Гкал.
По
табл.1.12
Приложения 1 определяем коэффициент, учитывающий потери тепловой энергии трубопроводами системы горячего водоснабжения, равный 0,2. По формуле (1.32) определяем годовое количество тепловой энергии, потребное для работы системы горячего водоснабжения:
= 738,1
×
(1 + 0,2) = 885,72 Гкал.
1.4.
Определение расчетного расхода теплоносителя
1.4.1.
Расчетный расход теплоносителя в системе теплоснабжения принимают равным сумме расчетных часовых нагрузок потребителей, которые в свою очередь равны сумме расчетных часовых расходов воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Расчетные расходы воды определяют по формулам (т/ч):
на отопление:
|
|
- максимальный часовой расход тепловой энергии на отопление;
|
|
|
- соответственно температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, о
С.
|
где
на вентиляцию:
|
|
- максимальный часовой расход тепловой энергии на вентиляцию;
|
где
на горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:
|
|
- среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение;
|
|
|
- соответственно температура горячей воды в системе горячего водоснабжения и холодной (водопроводной) воды, о
С.
|
где
на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:
а) при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:
|
|
- температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика температур, о
С;
|
|
|
- температура воды после параллельного включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в тоске излома графика температур, принимается равной 30о
С;
|
где
б) при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:
|
|
- температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления зданий, о
С;
|
|
|
- температура воды после первой ступени подогрева, о
С.
|
где
1.4.2.
Суммарные расходы сетевой воды в открытых и закрытых системах теплоснабжения определяют по формуле (т/ч):
|
|
- коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение, принимается по [Приложение 1, табл.1.14
]
|
где
1.4.3.
Расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, запроектированную на расчетную температуру наружного воздуха для отопления, может быть определен с помощью удельных расходов воды по формуле (т/ч):
|
|
- расчетный удельный расход воды, тепловой нагрузки системы отопления (вентиляции) или теплопотребляющего прибора, принимается по [Приложение 1, табл.1.15
].
|
где
1.4.4.
Расчетный расход воды в системе отопления, присоединенной к тепловой сети посредством подмешивающего устройства (элеватора, насоса), определяют по формуле (т/ч):
|
|
- расчетная температура воды на входе в систему отопления, о
С.
|
где
Расчетные расходы воды из тепловой сети
и по системе отопления
связаны через коэффициент смешения:
|
|
- расчетный коэффициент смешения, равный отношению расчетного расхода подмешиваемой воды к расчетному расходу сетевой воды, определяется по соотношению:
|
где
При присоединении местных систем отопления и вентиляции по независимой схеме через теплообменник, расчетную температуру воды в обратном трубопроводе тепловой сети после теплообменника принимают на 10о
С выше расчетной температуры воды в обратном трубопроводе, идущем от системы отопления и вентиляции.
После разработки сводной таблицы максимально-часовых расходов тепловой энергии на расчетный период и изготовления тепловой карты населенного пункта, квартала, участка с нанесением на неё источника теплоснабжения, магистральных тепловых сетей со всеми ответвлениями и определения границ теплоснабжения каждого отдельного ответвления, приступают к составлению гидравлического расчета тепловой сети.
2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫРАБОТАННОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Общее количество выработанной тепловой энергии источником генерирования тепловой энергии определяется по формуле (Гкал):
|
|
- количество тепловой энергии, отпущенное в тепловую сеть за рассматриваемый период, Гкал;
|
|
|
- количество тепловой энергии, расходуемое на собственные нужды котельной за тот же период, Гкал.
|
где
Количество отпущенной тепловой энергии определяется по формуле (Гкал):
|
|
- количество потребляемой тепловой энергии по разделу 1;
|
|
|
- количество тепловой энергии, теряемое тепловыми сетями при транспортировании теплоносителя от источника до потребителей, (Гкал).
|
где
2.1.
Определение количества тепловой энергии на собственные нужды котельной
2.1.1.
Общий расход тепловой энергии на собственные нужды котельной определяют расчетным или опытным путем исходя из потребностей конкретного генерирования тепловой энергии, как сумма расходов тепла (пара) на отдельные элементы затрат: потери тепловой энергии на нагрев воды, удаляемой из котла с продувкой; расход тепловой энергии на подогрев мазута в железнодорожных цистернах, мазутохранилищах, расходных емкостях; расход тепла в паровых форсунках на распыление жидкого топлива; расход тепловой энергии на технологические процессы подготовки воды и пр.
|
|
- потери тепловой энергии на i
– нужды, Гкал;
|
| n
|
- количество различных собственных нужд котельной.
|
где
При расчетах собственные нужды котлов отнесены к статье собственных нужд котельной, при этом принимается КПД котла брутто. Долю тепловой энергии на собственные нужды котельной определяют по формуле:
или
2.1.2.
Расход и количество тепловой энергии, отпускаемое на отопление зданий котельной, мазутонасосной и других производственных зданий определяют в соответствии с разделом 1.
2.1.3.
Расход тепловой энергии на растопку паровых котлов определяют по формуле (Гкал/ч):
|
|
- коэффициент потери тепловой энергии, принимаемый равным 0,3 при простое до 12 ч (из горячего состояния) и 0,65 при простое свыше 12 ч (из холодного состояния);
|
|
|
- теплопроизводительность котла, Гкал/ч.
|
где
Потери тепловой энергии на растопку паровых котлов за расчетный период составят (Гкал):
|
|
- коэффициент потерь тепловой энергии для i
–й растопки;
|
| n
|
- количество растопок в планируемом периоде.
|
где
Потери тепловой энергии при растопке водогрейных котлов принимают равными 0,9 аккумулирующей способности обмуровок [Приложение 2, табл.2.1
].
2.1.4.
Потери тепловой энергии на технологические нужды химводоочистки при отсутствии охладителя выпара (при наличии охладителя выпара в расчете используют первую часть формулы), определяют по формуле (Гкал):
|
|
- удельный расход воды на собственные нужды ХВО, т исходной воды на
химически очищенной воды, в зависимости от общей жесткости воды принимается по [Приложение 2,
табл.2.2.
];
|
|
|
- производительность ХВО, т/ч;
|
|
|
- поправочный коэффициент, принимается равным 1,0 при наличии бака взрыхления и 1,2 при его отсутствии;
|
|
|
- теплоемкость воды, равна 1 ккал/(кг×°С);
|
|
|
- соответственно температура воды после подогревателя сырой воды и исходной воды, °С;
|
|
|
- продолжительность работы соответственно ХВО и деаэратора, ч;
|
|
|
- энтальпия соответственно выпара из деаэратора и исходной воды, (ккал/кг).
|
где
2.1.5.
Для поддержания допустимых норм качества котловой воды производится продувка котлов: часть воды из котла выпускается и заменяется очищенной водой с меньшим солесодержанием и щелочностью. Продувка может быть непрерывная и периодическая. Величину продувки Р принято выражать в процентах от производительности котла, а определять по сухому остатку и щелочности:
|
|
- концентрация нормируемого вещества соответственно в котловой и питательной воде.
|
где
Если Р≤2%, применяется только периодическая продувка, а при Р>2% - как периодическая, так и непрерывная. Во избежание больших потерь тепловой энергии с продувочной водой величина продувки ограничивается и снижается за счет соответствующей обработки воды.
Потери тепловой энергии с продувочной водой зависят от периодичности и продолжительности продувки котла, и определяются по формуле (Гкал):
или
|
|
- количество тепловой энергии, выработанное за планируемый период соответственно котлом и котельной в целом;
|
|
|
- коэффициент продувки соответственно котла и котельной.
|
| n
|
- количество котлов.
|
где
При периодической продувке Кпрод
=0,01. При непрерывной продувке значение Кпрод
зависит от количества выдуваемой котловой воды Р:
при Р=5% - Кпрод
= 0,0035;
при Р= 10% - Кпрод
=0,007.
Допускаемую величину непрерывной продувки котлов при давлении пара до 14 кгс/см2
следует принимать не более 10% производительности котлов, при большем давлении – не более 5 %.
Средневзвешенная величина продувки котлов по котельной за планируемый период определяется (%):
|
|
- величина продувки i
-го котла в планируемый период, %.
|
где
2.1.6.
Потери тепловой энергии баками различного назначения (декарбонизаторы, баки-аккумуляторы и пр.) определяют по формуле (Гкал):
|
|
- норма плотности теплового потока через поверхность бака, принимается по СНиП 2.04.14-88, ккал/м2
;
|
|
|
- поверхность бака, м2
;
|
|
|
- количество баков;
|
|
|
- продолжительность работы бака в планируемом периоде, ч;
|
|
|
- пересчетный температурный коэффициент, определяется из соотношения:
|
где
|
|
- соответственно температура горячей воды в баке и усредненная температура наружного воздуха за рассматриваемый период, °С.
|
где
Плотность теплового потока через изоляцию баков-аккумуляторов при температуре воды в баке 65°С и температуре наружного воздуха 5 °С, приведены в [Приложение 2, табл.2.3
].
2.1.7.
Количество тепловой энергии на хозяйственно-бытовые нужды определяют по формуле (Гкал):
|
|
- норма расхода горячей воды на одну душевую сетку, принимается равной 0,27 м3
/сут;
|
|
|
- количество душевых сеток;
|
|
|
- коэффициент использования душевых, определяется практическим путем, при отсутствии данных принимают равным 1,0;
|
|
|
- норма расхода горячей воды на 1 человека в смену, при отсутствии данных принимается равной 0,024 м3
/чел в сутки;
|
| М
|
- численность работающих человек в сутки;
|
|
|
- соответственно температура горячей и исходной воды, °С;
|
|
|
- продолжительность планируемого периода, сут.;
|
|
|
- теплоемкость воды, равна 1 (ккал/кг×°С);
|
|
|
- плотность воды, т/м3
;
|
|
|
- количество смен.
|
где
2.1.8.
Количество тепловой энергии, требуемое для нужд мазутного хозяйства, определяется как сумма потерь тепла для обогрева мазута в резервуарах, мазутопроводах, при сливе и паровом распылении (Гкал):
|
|
- потери тепловой энергии со сливом мазута, Гкал;
|
|
|
- потери тепловой энергии при хранении мазута, Гкал;
|
|
|
- потери тепловой энергии на подогрев мазута, Гкал;
|
|
|
- потери тепловой энергии при обогреве мазутопроводов, Гкал;
|
|
|
- потери тепловой энергии при распылении мазута, Гкал;
|
где
Удельное количество тепловой энергии на разогрев мазута при сливе определяется по формуле (ккал/т):
|
|
- начальная температура мазута в цистерне, при отсутствии данных принимается равной 0…-2 °С для южного пояса, -7…-10 °С для северного, -10…-15 °С для Сибири (через 7 суток после наполнения температура мазута в цистерне равна температуре наружного воздуха, принимается по [Приложение 1, табл.1.5
]), °С;
|
|
|
- конечная температура подогрева мазута в цистерне принимается по [Приложение 2, табл.2.4
] в зависимости от марки мазута, °С;
|
|
|
- коэффициент охлаждения, принимается равным 1,55 для 60-тонной, 1,71 для 50-тонной, 2,26 для 25-тонной цистерне;
|
|
|
- плотность мазута, кг/м3
;
|
|
|
- фактическое время разогрева и слива цистерны, ч, принимается по [Приложение 2, табл.2.5
].
|
где
Удельные потери тепловой энергии при хранении мазута определяют по формуле (ккал/т):
|
|
- поверхность охлаждения резервуара, принимают по паспортным или фактическим данным, м2
;
|
|
|
- коэффициент теплопередачи стенок резервуара, принимается равным 6,02 для металлических не изолированных резервуаров, 3,0 – для изолированных, 0,27 – для подземных, ккал/м2
×ч×°С;
|
|
|
- температура окружающего воздуха, принимается как средняя для заданного периода, °С;
|
|
|
- время хранения, ч;
|
|
|
- емкость резервуара, м3
.
|
где
Расход пара на подогрев мазута в мазутоподогревателях или расходных емкостях приведен в [Приложение 2, табл.2.6
]
Расчетный расход тепловой энергии на обогрев мазутопроводов определяют по формуле (ккал/ч):
|
|
- плотность теплового потока от мазутопровода в окружающую среду, принимается по нормам тепловых потерь [Приложение 3, табл. 3.1
, 3.2
, 3.4
] и СНиП 2.04.14-88*, ккал/м×ч;
|
|
|
- длина паропровода, обогревающего линию, м;
|
|
|
- коэффициент, учитывающий потери тепловой энергии опорами, арматурой, компенсаторами, принимается 1,15 для бесканальной прокладки, 1,2 – для прокладки на открытом воздухе, а непроходных каналах для стальных трубопроводов диаметром до 150 мм на подвижных опорах - 1,2, на подвесных опорах – 1,05.
|
где
Количество тепловой энергии на обогрев мазутопровода за рассматриваемый период определяют (Гкал):
|
|
- продолжительность обогрева, ч.
|
где
Потери тепловой энергии на паровое распыление мазута определяют по формуле, (Гкал):
|
|
- удельный расход пара на распыливание, кг/кг мазута, принимается равным 0,3 для напорных форсунок, 0,02 – 0,03 для паромеханических форсунок;
|
|
|
- количество распыляемого мазута, т;
|
|
|
- энтальпия соответственно пара и питательной воды, ккал/кг.
|
где
2.1.9.
Количество тепловой энергии, требуемое на обдувку поверхностей нагрева паровых котлов, определяют по формуле (Гкал):
|
|
- средняя паропроизводительность i
-го котла, т/ч;
|
|
|
- коэффициент обдувки, принимаемый равный 0,003 при Gki
свыше 10 т/ч и (0,002 – 0,003) при Gki
менее 10 т/ч;
|
|
|
- продолжительность работы котла, ч;
|
|
|
- соответственно энтальпия пара и питательной воды, ккал/кг;
|
|
|
- количество котлов.
|
где
2.1.10.
Количество тепловой энергии требуемой для обмывки котлов принимают (Гкал):
|
|
- коэффициент обмывки, принимается 0,15-0,25;
|
|
|
- теплопроизводительность котла, Гкал/ч;
|
|
|
- продолжительность обмывки котла в планируемой периоде, ч.
|
где
2.1.11.
Прочие и неучтенные потери (опробование предохранительных клапанов, потери с утечками, парение, потери через изоляцию трубопроводов и пр.) принимают равными (Гкал):
для открытой системы теплоснабжения
для закрытой системы теплоснабжения
2.1.12.
При отсутствии данных для определения расходов тепловой энергии на собственные нужды используют нормативы расхода тепловой энергии по элементам затрат, приведенные в [Приложение 2, табл.2.7
].
Пример 1.
Определить расход тепловой энергии на разогрев и слив мазута марки М80, поступившего в г. Лабытнанги в январе в 60-тонной цистерне.
Время следования в пути 72 ч, температура мазута перед сливом 40
°
С, начальная температура в цистерне -1,7°С. Коэффициент охлаждения для 60-тонной цистерны 1,55. Плотность мазута 990 кг/м3
. Время разогрева и слива 10 ч. По формуле (2.17) определяем удельное количество тепловой энергии, необходимое на разогрев и слив мазута:
q
сл
= 450
×
[40-(-1,7)]
×
(1+(10
×
1,55
×
10)/990) = 21703 ккал/т.
Определим количество тепловой энергии, необходимое на разогрев и слив 60 тонн мазута:
Q
сл
= 21703
×
60
×
10-6
= 1,3 Гкал.
Пример 2.
Определить расход тепловой энергии на компенсацию тепловых потерь при хранении мазута М 80 в изолированном резервуаре. Масса мазута в резервуаре 2000 т, поверхность резервуара 927 м2
. Емкость резервуара 2150 м3
. Расход топлива 100 т/сут. Плотность мазута 990 кг/м3
. Коэффициент теплоотдачи стенок резервуара 3,49 Вт/(м2
×
°С). Температура слива мазута 50 °С. Средняя температура наружного воздуха за время хранения –13,8 °С.
Определяем время хранения топлива в резервуаре:
Z
хр
= 2000 : 100 · 24 = 480 ч.
Определяем удельный расход тепловой энергии при хранении мазута по формуле (2.18):
117300 кДж/т (28000 ккал/т).
Определяем среднюю массу мазута в резервуаре за время хранения в течение 20 сут (480 ч) при отборе 100 т ежесуточно:
(2000
×
1 +1900
×
1 +1800
×
1 +1700
×
1 +1600
×
1 +1500
×
1
+1400
×
1 +1300
×
1 +1200
×
1 +1100
×
1 +1000
×
1 +900
×
1 +800
×
1 +700
×
1 +600
×
1
+500
×
1 +400
×
1 +300
×
1 +200
×
1 +100
×
1) : 20 =1050 т.
Определяем потребное для хранения мазута количества тепловой энергии:
Qхр
= 28000
×
1050
×
10-6
= 29,4 Гкал.
2.2.
Определение количества тепловой энергии, теряемой в тепловых сетях
2.2.1.
Количество тепловой энергии, теряемой при транспортировке теплоносителя от котельной до потребителя, определяют по формуле (Гкал):
|
|
- потери тепловой энергии через изолированную поверхность соответственно подающей и обратной линии, Гкал;
|
|
|
- потери тепловой энергии с утечками воды из сети, Гкал.
|
где
2.2.2.
Потери тепловой энергии с поверхности изоляции за рассматриваемый период определяют по формуле (Гкал):
|
|
- нормы плотности теплового потока через изолированную поверхность трубопроводов, принимаются по [Приложение 3, табл.3.1
, 3.2
, 3.3, 3.4
, 3.6
, 3.7
] в зависимости от способа прокладки трубопровода и года ввода в эксплуатацию, Вт/м [ккал/м×ч];
|
|
|
- протяженность i
-ых участков трубопроводов соответственно подающей и обратной линии, м;
|
Z
|
- длительность работы тепловых сетей в течение рассматриваемого периода (месяц, квартал, год и др.),ч;
|
|
|
- коэффициент, учитывающий потери тепловыми опорами, арматурой, компенсаторами, принимается по [Приложение 3. табл. 3.19];
|
|
|
- количество участков тепловой сети.
|
где
При значениях средних температур грунта и теплоносителя за планируемый период (месяц, квартал), отличных от среднегодовых, принятых при определении норм плотности теплового потока, производят пересчет по формулам:
для участков двухтрубной прокладки подземных трубопроводов
|
|
- норма плотности теплового потока через изолированную поверхность подающего и обратного трубопроводов, для среднегодовых значений температур грунта и теплоносителя, принятых при расчете норм, принимается по [Приложение 3, таб.3.3, табл. 3.4];
|
|
|
- средние температуры теплоносителя за рассматриваемый период (месяц, квартал) в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, °С;
|
|
|
- средняя температура грунта на глубине заложения трубопровода за рассматриваемый период (месяц, квартал), принимается по данным местной метеостанции,°С
|
|
|
- среднегодовые температуры теплоносителя, при которых рассчитаны нормы плотности теплового потока, °С;
|
|
|
- среднегодовая температура грунта, при которой рассчитаны нормы плотности теплового потока для подземной прокладки, °С;
|
где
для участков подающей линии надземной прокладки
для участков обратной линии надземной прокладки
|
|
- нормы плотности теплового потока, принимаемые по [Приложение 3, табл. 3.1 или по табл. 3.6 в зависимости от года ввода в эксплуатацию] для подающего и обратного трубопроводов, соответствующим среднегодовым значениям температур теплоносителя и наружного воздуха, Вт/м [ккал/м×ч];
|
|
|
- средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период (месяц, квартал),°С [Приложение 1, табл.
1.5
];
|
|
|
- среднегодовая температура наружного воздуха, при которой рассчитаны нормы плотности,°С, [Приложение 1, табл.1.4,
].
|
где
2.2.3.
Расход тепловой энергии на потери в водяных тепловых сетях с утечкой воды из трубопровода определяются по формуле (ккал/ч):
|
|
- расход воды на подпитку, кг/ч;
|
|
|
- теплоемкость воды, ккал/кг×°С;
|
|
|
- усредненная температура холодной (водопроводной) воды, °С.
|
где
Расход воды на подпитку тепловой сети в закрытой системе теплоснабжения определяют по формуле (кг/ч):
|
|
- нормативное значение утечки из тепловой сети в период эксплуатации, принимается равным 0,0025 м3
/(ч×м3
);
|
|
|
- объем тепловой сети определяется в соответствии с разделом 5, м3
;
|
|
|
- плотность воды при средней температуре за планируемый период
, г/м3
.
|
где
Количество тепловой энергии, теряемое с утечкой из трубопроводов тепловых сетей за планируемый период определяют по формуле (Гкал):
|
|
- продолжительность планируемого периода, ч;
|
где
или
2.2.4.
Потери тепловой энергии изолированными трубопроводами и арматурой, расположенными в помещениях котельных и ЦТП, принимают как сумму нормативных потерь теплопроводами в зависимости от диаметра трубопровода, средней температуры теплоносителя и продолжительности транспортирования тепловой энергии в течение планируемого периода (год, квартал, месяц).
Расход тепловой энергии через поверхность изолированной арматуры определяют (ккал/ч):
|
|
- нормы плотности теплового потока, принимаются по [Приложение 3, таб.3.5
], ккал/(м×ч);
|
|
|
- длина i
-го элемента арматуры, м.
|
где
Для помещений с температурой отличной от расчетной 25 °С и усредненной температурой теплоносителя, отличной от принятой для расчета норм плотности теплового потока пересчитываются по соотношению:
|
|
- норма плотности теплового потока для расчетной температуры внутреннего воздуха t’ВН
= 25 °С и средней температуры теплоносителя t’Т
= 100 °С;
|
|
|
- усредненные температуры соответственно теплоносителя и внутреннего воздуха за рассматриваемый период для конкретного случая, °С.
|
где
Расход тепловой энергии с поверхности неизолированной арматуры определяют по формуле (ккал/ч):
|
|
- нормы плотности теплового потока для неизолированных трубопроводов соответствующего диаметра, принимаются по [Приложение 3, таб.3.8
];
|
|
|
- эквивалентная одному элементу арматуры длина изолированного трубопровода, принимается по [Приложение 3, таб.3.6
], м.
|
где
Расходы тепловой энергии неизолированными фланцевыми соединениями в помещении приведены в [Приложение 3, табл.3.7
].
Количество тепловой энергии, теряемой арматурой вычисляют по формуле (ккал):
|
|
- продолжительность работы i
-го элемента арматуры, ч;
|
| m
|
- количество элементов.
|
где
2.2.5.
Потери тепловой энергии с поверхности тепловой изоляции паропроводов и конденсаторов определяют аналогично потерям водяными тепловыми сетями в соответствии с нормами плотности теплового потока для паропроводов и конденсаторов, приведенных в СниП 2.04.14-88 с изм. №18-80 от 29.12.1997.
Пример 1.
Определить нормативные тепловые потери за отопительный период тепловой сетью общей протяженностью 11,6 км, в том числе: надземная прокладка трубопроводов диаметром 377 мм – 0,5 км, 273 мм – 1,0 км, 219 мм – 2 км, 159 мм – 2,5 км, 108 мм – 3 км, 76 мм – 1,1 км; бесканальная прокладка трубопровода диаметром 219 мм – 1 км, диаметром 377 мм – 0,5 км. Тепловая сеть расположена в г. Салехард. Год ввода в эксплуатацию – 2001. Среднегодовая температура грунта –7°С, средняя за отопительный период температура наружного воздуха –11,4°С. Режим работы тепловой сети 95°-70°С. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе 61 °С, в обратном 44 °С. Длительность отопительного периода 292 дня. Температура холодной воды за отопительный период 2 °С.
Нормы плотности теплового потока принимаем в зависимости от диаметров и вида прокладки: по табл.3.4 для надземной прокладки и таб.3.2 для подземной бесканальной прокладки по Приложению 3. Расчет потерь тепловой энергии с поверхности изоляции трубопроводов за рассматриваемый период определяем по формуле 2.27 и оформляем в виде таблиц.
Для надземной прокладки:
| d, мм
|
L, м
|
q
под
, ккал/м
×
ч
|
q
об
, ккал/м
×
ч
|
Q
Под
,, ккал/ч
|
Q
Обр
,, ккал/ч
|
Q
Под
+
Q
Обр,
, ккал/ч
|
Q
Под
+
Q
Обр
,, Гкал
|
V
уд,
м3
/км
|
V
воды
, м3
|
| 377
|
500
|
44
|
345
|
25300
|
19550
|
44850
|
314,3
|
101
|
101
|
| 273
|
1000
|
35
|
26
|
40250
|
29900
|
70150
|
491,6
|
53
|
106
|
| 219
|
2000
|
30
|
23
|
69000
|
52900
|
121900
|
854,3
|
34
|
136
|
| 159
|
2500
|
25
|
18
|
71875
|
51750
|
123625
|
866,4
|
18
|
90
|
| 108
|
3000
|
19
|
14
|
68400
|
50400
|
118800
|
832,6
|
8
|
48
|
| 76
|
1100
|
16
|
11
|
21120
|
14520
|
35640
|
249,8
|
3,9
|
8,6
|
| 10100
|
295945
|
219020
|
514965
|
3609
|
489,6
|
Для подземной бесканальной прокладки:
| d, мм
|
L, м
|
q
под
, ккал/м
×
ч
|
q
об
, ккал/м
×
ч
|
Q
Под
,, ккал/ч
|
Q
Обр
,, ккал/ч
|
Q
Под
+
Q
Обр
,,
ккал/ч
|
Q
Под
+
Q
Обр
,, Гкал
|
V
уд, м3
/км
|
V
воды
, м3
|
| 377
|
500
|
69
|
49
|
39675
|
28175
|
67850
|
475,5
|
101
|
101
|
| 219
|
1000
|
53
|
38
|
60950
|
43700
|
104700
|
733,7
|
34
|
68
|
| 1500
|
100625
|
71875
|
172550
|
1209,2
|
169
|
Объем воды в тепловых сетях равен:
Vc
=489,6+169=658,6 м3
.
По формуле (2.34) определим потери тепловой энергии с утечками:
Q
у
=0,0025
×
658,6
×
1000
×
[(70+48)/2-2]
×
24
×
292
×
10-6
=657,7 Гкал/год.
Определяем суммарные нормативные тепловые потери трубопроводами за отопительный период:
Q
ТС
=3609+1209,2+657,7=5475,9 Гкал/год.
3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ТОПЛИВА НА ВЫРАБОТКУ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
3.1.
Потребность в условном топливе для котельной (т у.т.) находят умножением общего количества вырабатываемой тепловой энергии за планируемый период на удельную норму расхода условного топлива на выработку 1 Гкал тепловой энергии или 1 т нормального пара по формуле:
|
|
- в соответствии с разделом 2
, формула 2.1;
|
|
|
- удельный расход условного топлива, кг у.т./Гкал.
|
где
3.2.
Удельный расход условного топлива (кг у.т.) на выработку 1 Гкал тепловой энергии определяют по формуле:
|
|
- КПД котлоагрегата, соответствующий номинальной загрузке котлоагрегата, %.
|
где
КПД котлоагрегата определяют на основании теплотехнических испытаний котлоагрегата, находящегося в технически исправном и отлаженном состоянии.
Если за котлоагрегатом установлен экономайзер для нагрева питательной воды (утилизатор), общий КПД котлоагрегата определяют по формуле (%):
|
|
- КПД соответственно собственно котла и экономайзера (утилизатора).
|
где
КПД экономайзера вычисляют по формуле (%):
|
|
- прирост энтальпии воды в экономайзере равный произведению теплоемкости воды на разность температур воды на выходе и входе в экономайзер, ккал/кг;
|
|
|
- энтальпия насыщенного пара или воды при фактических значениях давления и температуры пара на выходе из котла, ккал/кг;
|
|
|
- энтальпия питательной воды после экономайзера, принимается равной произведению теплоемкости воды на температуру, ккал/кг.
|
где
3.3.
Удельные нормы расхода топлива на выработку 1 т нормального пара, энтальпия которого равна 2675,5 кДж/кг (639 ккал/кг) при атмосферном давлении определяют по соотношению (кг у.т./т):
|
|
- расчетная удельная норма расхода топлива на выработку 1 т нормального пара,
кг у.т./т, указывается в паспортных данных котлоагрегата;
|
|
|
- коэффициент, учитывающий потери тепловой энергии с продувочной водой
(см. раздел 2
).
|
где
3.4.
Пересчет пара из котла в нормальный выполняют по формуле:
|
|
- паропроизводительность котельной в нормальном паре, кг/ч;
|
|
|
- паропроизводительность котельной в рабочем паре, кг/ч;
|
|
|
- соответственно энтальпия пара и питательной воды, ккал/кг;
|
|
|
- энтальпия нормального пара, равная 639 ккал/кг.
|
где
3.5.
При наличии в котельной нескольких котлов, среднюю норму расхода условного топлива на выработку тепловой энергии за планируемый период определяют как средневзвешенную по формуле (кг у.т./Гкал):
|
|
- норма удельного расхода топлива для каждого котла, кг у.т./Гкал;
|
|
|
- выработка тепловой энергии (пара) каждым котлом за планируемый период, Гкал;
|
| n
|
- количество котлов.
|
где
3.6.
Удельный расход условного топлива на растопку котла с учетом технологического процесса зависит от площади поверхности нагрева котла, длительности и числа остановок котла в сезоне [Приложение 4, таб.4.1
].
3.7.
Нормы естественной убыли являются предельными, и применяются только в случае фактической недостачи топлива. Списание топлива в приделах норм естественной убыли до установления факта недостачи запрещается [13].
3.8.
Пересчет условного топлива в натуральное выполняют в соответствии с характеристикой топлива и значением калорийного эквивалента по формуле:
|
|
- потребность котельной или предприятия в натуральном топливе, кг твердого или жидкого топлива, м3
газа;
|
|
|
- то же, в условном топливе, кг у.т.;
|
|
|
- калорийный эквивалент, определяемый по формуле:
|
где
|
|
- низшая теплота сгорания натурального топлива (при отсутствии сертификатов определяют лабораторным путем), ккал/кг (м3
);
|
|
|
- низшая теплота сгорания условного топлива, равная 7000 ккал/кг.
|
где
Характеристики некоторых видов твердого, жидкого и газообразного видов топлива приведены в Приложении 4
.
3.9.
Установленные на теплоэнергетическом предприятии нормы расхода топлива подлежат корректировке на основании проведения энергосберегающих мероприятий и эксплуатационных испытаний топливоиспользующих устройств и агрегатов. Испытания должны проводиться только после приведения объектов в исправное состояние и оформление соответствующего акта.
3.10.
Для контроля экономичности работы котельных и возможности сопоставления плановых показателей с отчетными, потребность в топливе и удельные расходы топлива могут быть представлены в расчете на выработку тепловой энергии, отпускаемой с коллекторов котельной.
Потребность в условном топливе на производство тепловой энергии, опускаемой с коллекторов котельной, определяют по формуле (т у.т.):
|
|
- количество тепловой энергии, отпускаемой из котельной в тепловую сеть определяют в соответствии с разделом 2
, Гкал;
|
|
|
- удельная норма расхода условного топлива на выработку тепловой энергии, отпускаемой в тепловую сеть, кг у.т.
|
где
3.11.
Удельный расход условного топлива на отпуск тепловой энергии можно определить по формуле (кг у.т./Гкал):
или
|
|
- средний КПД нетто котельной с учетом расхода тепловой энергии на собственные нужды котельной, определяется по формуле (%):
|
где
|
|
- коэффициент, учитывающий расход топлива на собственные нужды котельной определяется по формуле (%):
|
где
|
|
- удельный расход условного топлива на i
-ые нужды котельной, кг у.т./Гкал;
|
|
|
- удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии, кг у.т./Гкал;
|
|
|
- количество различных собственных нужд, требующих затрат топлива.
|
где
Пример 1.
Определить потребность котельной в топливе на растопку котла площадью поверхности нагрева 138 м2
. Графиком ремонтных работ предусмотрены следующие остановки котла:
по 48 ч – 2; по 24 ч – 2; по 12 ч – 5 остановок.
По табл. 4.1 Приложения 4 находим удельный расход топлива, кг у.т. на одну растопку котла в зависимости от продолжительности остановки:
48 ч – 800; 24 ч – 400; 12 ч – 200.
Вычисляем потребность в топливе на предусмотренные графиком ремонтных работ растопки котла:
Враст
= 800
×
2 + 400
×
2 + 200
×
5 = 3400 кг у.т.
Пример 2.
Определить удельную норму расхода топлива на выработку 1 т нормального пара для котельной с пятью котлами ДКВР – 4/13, работающей на природном газе. КПД котлов 90%.
Определяем удельный расход условного топлива на выработку 1 Гкал по формуле (3.2):
кг у.т./Гкал.
Находим расчетную удельную норму расхода топлива на выработку 1 т нормального пара, энтальпия которого равна 639 ккал/кг:
b
н
=158,76
×
0,639=101,45 кг у.т./ т.
Находим по табл. 2.7 Приложения 2 коэффициент, учитывающий потери тепловой энергии с продувочной водой равным 0,13.
По формуле (3.5) определяем удельную норму расхода топлива на выработку 1 т нормального пара с учетом потерь тепловой энергии с продувочной водой:
b
=101,45
×
(1+0,13)=114,64 кг у.т./т.
Пример 3.
Определить потребность в топливе по двум отопительным котельным.
Котельная №1 имеет пять котлов ДКВР-4/13, работающих на природном газе, теплотворная способность которого равна 8500 ккал/нм3
, площадь поверхности каждого котла 138 м2
. КПД котлоагрегата 0,88. Запланированы по две остановки котлов в год продолжительностью 48 ч и более. Годовой расход тепловой энергии составляет на отопление – 16800 Гкал, вентиляцию – 4200 Гкал, горячее водоснабжение – 18400 Гкал, собственные нужды – 860 Гкал, потери тепловой энергии в тепловой сети – 200 Гкал.
Котельная №2 имеет два котла Е-4-14ГМ, работающих на мазуте марки 100В, теплотворной способность 9600 ккал/кг, и обеспечивает отопление жилых зданий. КПД котлов равен 88, площадь поверхности нагрева одного котла 48 м2
. Запланирована одна остановка котлов в год продолжительностью более 48 ч. Годовая выработка тепловой энергии котельной 3000 Гкал.
По котельной №1.
Определяем годовую выработку тепловой энергии:
Q
ГОД
= 16800+4200+18400+860+200 = 40460 Гкал
Производим пересчет тепловой энергии в тоннах нормального пара по формуле (3.6):
G
НП
= 40460
:
639
×
103
= 63317,5 т.
Определяем удельную норму расхода условного топлива на выработку 1 т нормального пара по паспортным данным котлоагрегата или по данным наладочных испытаний по формуле (3.2):
В = 142,86
×
100
|