Расчет потребления электроэнергии в городах

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ.  3

 

 

I. Раздел. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДА.  4

 

 

II. Раздел. РАСЧЁТ РАСХОДОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА БЫТОВЫЕ И

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ  ГОРОДСКИХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ.   5

 

 

III. Раздел. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

НА БЫТОВЫЕ НУЖДЫ ГОРОДА.   10

 

 

IV. Раздел. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМЫ

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

ГОРОДСКИХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ.   13

 

 

V. Раздел. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ  ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА.   18

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.   26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

 

Во введении излагаются основные направления  развития систем теплоснабжения городов  и внедрения достижений научно-технического прогресса в энергетике, указываются  преимущества централизованного теплоснабжения от крупных источников - теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и районных тепловых станций (РТС), отмечается влияние системы теплоснабжения городских потребителей на окружающую среду, формулируются цель и задачи курсового проекта.

 

 

Город — сложная, динамичная, социально-экономическая система, играющая ведущую роль в формировании и развитии экономики.

Город — организующий и управляющий центр расселения.

 

В последние десятилетия  жилищное строительство в основном осуществляется крупными массивами и планировка селитебных территорий городов осуществляется по принципу формирования в них жилых районов и микрорайонов. Важнейшие из этих задач - дальнейшее улучшение условий жизни населения, максимальная экономия средств, вкладываемых в строительство городов и эксплуатацию городского хозяйства и улучшение архитектурно-художественного облика новой жилой застройки. При этом больше внимания должно быть уделено не только текущему строительству, перспективному развитию городов, но и развитию районов и микрорайонов.

 

 

Целью данного  курсового проекта является закрепление полученных теоретических знаний в области организации инфраструктуры города и приобретение практических навыков по основным вопросам организации и планирования отдельных элементов города, в данном случае микрорайонов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Раздел. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДА.

 

В разделе I дается краткая характеристика города и потребителей тепловой энергии, приводятся основные показатели и справочные материалы к курсовому проекту, необходимые для расчета максимально-часовых, среднемесячных и годовых расходов тепловой энергии для бытовых и технологических нужд городских потребителей. К числу таких показателей относятся проектная, численность населения города и средняя жилищная обеспеченность, отопительные характеристики жилых а общественных зданий, охват городского жилого фонда централизованным отоплением и горячим водоснабжением и т.д.

Перечень исходных данных к курсовому  проекту приведен в табл. 1.

 

Таблица 1. Исходные данные к проекту.
№ п/п	Показатели	Обозначение	Единицы измерения	Количество  единиц измерения
1	Район расположения города	—		Новосибирская
2	Проектная численность  населения города	N		80
3	Средняя жилищная обеспеченность населения	f		11
4	Объемный коэффициент  для жилых зданий	k		5,7
5	Отопительная  характеристика: а) жилых зданий б) общественных зданий	qж qо		2,2 1,7
6	Коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных источников: а) для отопления б) для горячего водоснабжения	mо mг	— —	0,8 0,5
7	Среднесуточный  расход горячей воды на одного жителя	a		100
8	Тепловые нагрузки промышленных предприятий:   а) максимальная для технологии производства   б) расчётная  для отопления   в) расчётная  для вентиляции   г) среднечасовая  для горячего водоснабжения	Qpт   Qpо.п   Qpв.п   Qсрг.п		430   15   30   40
9	Число часов  работы в году с максимальной нагрузкой: а) технологии производства б) теплоэлектроцетрали (ТЭЦ)	hтmax hТЭЦmax		5600 5900
10	Цена топлива: а) твёрдого   б) газообразного			84   132

 

В этом разделе курсового  проекта необходимо указать основные климатические характеристики района расположения города: продолжительность  отопительного сезона, расчетные  температуры наружного воздуха  для систем отопления и вентиляции, среднемесячные температуры наружного воздуха за отопительный сезон и продолжительность стояния температур наружного воздуха в течение отопительного периода (табл. 2÷4). Кроме того, приводится краткая характеристика топливно-энергетической базы района расположения города.

 

Таблица 2. Климатические характеристики района расположения города.
№ п/п	Район расположения города (область, край)	Температура наружного воздуха, °С			Продолжительность отопительного периода n, сутки
		расчетная для отопления, tрн.о.	расчетная для вентиляции, tрн.в.	средняя за отопительный период, tрн.ср.
1	Новосибирская	- 39	- 24	- 9,1	227

 

Таблица 3. Среднемесячные температуры наружного  воздуха в течение отопительного периода.
№ п/п	Район расположения города (область, край)	Средняя температура, °С
		январь	февраль	март	апрель	Октябрь	ноябрь	декабрь
1	Новосибирская	- 19,0	- 17,2	-10,7	-0,1	1,5	-9,7	- 16,9

 

Таблица 4. Число суток с разной температурой наружного воздуха за отопительный сезон (для ориентировочных расчетов).
Район расположения города (область, край)	Число суток за отопительный период со средней  температурой наружного воздуха, °С
	- 40 и  ниже	- 35 до - 40	- 30 до - 35	- 25 до -30	- 20 до - 25	- 15 до - 20	- 10 до - 15	- 5 до - 10	0 до - 5	+ 8 до 0
Новосибирская	0,6	3,1	4,8	11,8	17,6	26,0	36,1	36,2	40,8	50,0

 

 

II. Раздел. РАСЧЁТ РАСХОДОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА БЫТОВЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ ГОРОДСКИХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ.

 

В разделе II курсового проекта необходимо определить:

• максимально-часовые (расчетные) расходы теплоты для отопления и вентиляции жилых, общественных и промышленных зданий;
• среднечасовые расходы тепловой энергии для горячего водоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности города в зимний и летний периоды;
• среднемесячные расходы тепловой энергии на бытовые нужды городских потребителей;
• годовые расходы тепловой энергии на бытовые и технологические нужды города.

Рассчитанные часовые расходы  теплоты (тепловые нагрузки) являются основой для проектирования схемы  централизованного теплоснабжения города.

При выполнении расчетов следует пользоваться данными методическими указаниями, приведенными в них справочными материалами я рекомендованными учебными пособиями. В расчетах расходов тепловой энергии в целом по городу целесообразно применять крупные единицы измерения — гигаджоули (ГДж) и гигакалории (Гкал). Для перевода расходов тепловой энергии из одной системы единиц измерения в другую можно пользоваться соотношением 1 Гкал = 4,19 ГДж.

Расчет часовых расходов тепловой энергии в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) целесообразно начинать с определения количества жителей города N_o и N_г, пользующихся теплоснабжением от централизованных источников - ТЭЦ и районных котельных установок. Это количество жителей определяется на основе исходных данных о проектной численности населения города с учетом коэффициентов охвата жилого фонда централизованным отоплением, m_o, и горячим водоснабжением, m_г.

Максимально-часовой (расчетный) расход теплоты на отопление жилых  и общественных зданий Q^р_о следует определять по удельным теплопотерям на 1 м³ наружного объема этих зданий по формуле:

 

Q^р_о = (U_ж · q_ж + U_о · q_о)·(t^р_в – t^р_н.о.)·10^-6     [ГДж/ч]

где U_ж — кубатура жилых зданий, отапливаемых от централизованных источников

теплоснабжения,  м³. Рассчитывается на основе исходных данных к проекту;

U_о — кубатура общественных зданий, м³.

q_ж, q_о — отопительная характеристика (удельные теплопотери) соответственно жилых и

общественных зданий, кДж/м³·ч·°С;

t^р_в — расчетная температура воздуха внутри помещения. Принимается 18°С;

t^р_н.о — расчетная температура наружного воздуха для систем отопления, °С.

Определяется по климатическим  характеристикам района расположения города

(табл. 2).

 

В свою очередь U_о, U_ж рассчитываются по следующей формуле:

 

U_о = (0,2÷0,25) · U_ж     [м³]

где U_ж  — кубатура жилых зданий, отапливаемых от централизованных источников

теплоснабжения,  м³.

 

U_ж = N · f · k · m_о     [м³]

где N — проектная численность населения, тыс. чел.;

f  — средняя жилищная обеспеченность населения, м² жил.пл./чел.;

k — объемный коэффициент для жилых зданий, м³/м² жил.пл.;

m_о — коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных

источников (для отопления).

 

Расчёты:

U_ж = N · f · k · m_о     [м³]

U_ж = 80 · 10³ · 11 · 5,7 · 0,8 = 4 012 800 [м³]

 

U_о = (0,2÷0,25) · U_ж     [м³]

U_о = 0,2 · 4012800 = 802 560 [м³]

 

Q^р_о = (U_ж · q_ж + U_о · q_о)·(t^р_в – t^р_н.о.)·10^-6     [ГДж/ч]

Q^р_о = (4012800 · 2,2 + 802560 · 1,7)·(18 + 39)·10^-6 = 580,97  [ГДж/ч]

 

Расход тепловой энергии  на вентиляцию помещений рассчитывается только для общественных зданий, оборудованных механическими системами вентиляции. В жилых зданиях расход теплоты для проветривания помещений учитывается в отопительной характеристике q_ж.

Расчет максимально-часового расхода тепловой энергии для  вентиляции общественных зданий Q^р_в осуществляется по формуле:

 

Q^р_в = U_в · m · c_в ·(t^р_в – t^р_н.в.)·10^-6     [ГДж/ч]

где U_в — объем вентилируемых зданий, м³;

m  — кратность обмена воздуха в помещения, 1/ч. Принимается 0,8÷1 раз в час;

с_в — удельная теплоемкость воздуха, кДж/м³·°С. Принимается в среднем 1,З кДж/м³·°С;

t^р_н.в. — расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции, °С. Принимается

по климатическим характеристикам  района расположения города (табл. 2).

 

В свою очередь U_в рассчитывается по следующей формуле:

 

U_в = (0,7÷1) · U_о     [м³]