Проектирование вариантов схем централизованного теплоснабжения городских потребителей

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные  данные 2

Ввденение 3

1. Характеристика  города 4

2. Расчет расходов тепловой  энергии на бытовые и технологические   нужды городских потребителей. 6

   2.1 Расчет максимального часового (расчетного) расхода теплоты на отопление. 6

         2.2 Расчет максимального часового (расчетного) расхода теплоты на вентиляцию. 7

         2.3 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА. 8

         2.4 Расчет среднемесячных расходов теплоты для нужд городских потребителей. 9

3. Графики расхода тепловой  энергии на бытовые нужды городских  потребителей.13

      3.1 Построение графика часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и   горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха. 13

 

4. Проектирование вариантов  схем централизованного теплоснабжения  городских потребителей. 16

           4.1 Расчет требуемой мощности котельной. 16

4.2 Выбор отопительных  и промышленных  котельных установок. 17

5. Технико-экономическое  обоснование и выбор рациональной  схемы централизованного теплоснабжения  города. 18

Заключение. 23

Литература. 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные

 

№  показателя	Показатель	Обозначение	Единица  измерения	Количество  единиц  измерения
1	Район расположения города	-	область (край)	Калужская
2	Проектная численность населения  города	N	тыс.чел.	110
3	Средняя жилищная обеспеченность населения	f	м2 жил.пл.  чел.	12
4	Объемный коэффициент  для жилых зданий	k	м3   м2 жил.пл.	5,8
5	Отопительная характеристика:   а) жилых зданий;   б) общественных зданий	qж  qо	кДж   м3 ч °С	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	л/чел.	100
8	Тепловые нагрузки промышленных предприятий: а) максимальная для технологии производства б) расчетная для отопления в) расчетная для вентиляции г) среднечасовая для горячего водоснабжения	Qрт    Qро.п    Qрв.п    Qсрг.п	ГДж/ч    % от Qро  ЖКХ  % от Qрв  ЖКХ  % от Qсрг  ЖКХ	450 10 40 30
9	Число часов работы в году с максимальной нагрузкой технологии производства	hтmax	ч	5600
10	Цена топлива:  а) твердого  б) газообразного	ств  сгаз	руб./т у.т.  руб./т у.т	85 135

 

 

Введение.

Целью данного курсового проекта  является выбор наиболее экономичного варианта системы теплоснабжения города, которая будет работать либо на газе, либо на твердом топливе. Выбор происходит по результатам анализа технико-экономических  показателей. Отопление, вентиляция зданий, горячее водоснабжение – без функционирования этих систем назвать комфортным условия проживания не представляются возможным. На фоне значительного износа основных фондов упомянутых систем встает вопрос повышения эффективности вновь создаваемых комплексов теплоэнергетических предприятий. В нашей стране традиционно наибольшее распространение получили централизованные системы теплоснабжения. Источником тепловой энергии в таких системах являются городские ТЭЦ, на которых осуществляется комбинированная выработка электроэнергии и тепла, или районные котельные, Комбинированное производство электроэнергии и тепла на ТЭЦ является гораздо более эффективным, чем раздельное производство электроэнергии на конденсационных тепловых электростанциях и тепла котельными. Но такая схема требует повышенного внимания к проблемам экономии затрат на создание и экономии топлива.

 

1. Характеристика города.

 

Калу́жская о́бласть — субъект Российской Федерации. Входит в состав Центрального федерального округа.

Калужская область расположена  в самом центре Европейской части  России, имеет развитую транспортную и инженерную инфраструктуру, демонстрирует  высокие темпы развития экономики, обладает внушительным кадровым потенциалом, является одним из крупнейших научно-образовательных  и культурных центров страны.

Калужская область образована в 1944 году. Граничит с Москвой, Московской, Тульской, Брянской, Смоленской, Орловской  областями.

Площадь — 29 777 км².

Население — 1 005 585 чел. (2013), плотность населения 33,77 чел./км² (2013), удельный вес городского населения: 75,88 % (2013).

Областной центр  — город Калуга (341,7 тыс. человек) расположен 143 км от МКАД.

 

География.

Область расположена в  центральной части восточно-европейской  равнины. На западе и северо-западе области расположена Смоленская возвышенность (высота до 279 м), на востоке  — Среднерусская возвышенность. Рельеф области представляет собой  холмисто-увалистую, местами плоскую  равнину, густо расчлененную долинами рек, балками и лощинами.

С севера на юг область протянулась  более, чем на 220 км от 53°30' до 55°30' северной широты, с запада на восток — на 220 км, площадь территории составляет 29,9 тыс. км².

Города Калужской области: Калуга, Балабаново, Белоусово, Боровск, Ермолино, Жиздра, Жуков, Киров, Козельск, Кондрово, Кремёнки, Людиново, Малоярославец, Медынь, Мещовск, Мосальск, Обнинск, Сосенский, Спас-Деменск, Сухиничи, Таруса, Юхнов.

Протекают 2045 рек общей  протяженностью 11 853 км. Из них 256 рек  длиной от 10 км и более общей протяженностью 7638 км (включая реки Ока и Десна), рек и ручьев длиной менее 10 км — 1763 общей протяженностью 4215 км. Находятся 17 водохранилищ полезным объёмом 79 млн м³ (Людиновское — 30 млн м³, Кировское-Верхнее — 7,8 млн м³, Брынское — 14 млн м³, Яченское — 5 млн м³, Милятинское — 7,6 млн м³, Слободское — 3,7 млн м³). Из 473 прудов общего назначения — 213 полезным объёмом до 50 тыс. м³ с простейшими водосбросными сооружениями.

Главные реки: Ока, Угра, Жиздра (река), Болва.

Растительность: хвойно-широколиственные леса (береза, осина, сосна, ель, дуб, ольха, липа).

Почвы: дерново-среднеподзолистые, среднесуглинистые, супесчаные и песчаные.

Климат.

Климат Калужской области  умеренно-континентальный с резко  выраженными сезонами года: умеренно жарким и влажным летом и умеренно холодной зимой с устойчивым снежным  покровом. Средняя температура июля от +18 °C на севере до +21 на юге, января от −12 °C до −8. Тёплый период (с положительной  среднесуточной температурой) длится 205 (север) — 220 (юг) дней.

На земную поверхность  территории области поступает значительное количество солнечной радиации —  около 115 ккал на 1 см². Средняя годовая  температура воздуха колеблется от 3,5-4,0 на севере и северо-востоке  и до 4,0-4,6 градусов на западе и юге  области. Продолжительность безморозного периода в среднем по области  составляет 203—223 дня. Наиболее холодная северная часть области. К умеренно холодной относится её центральная  часть. На юге области, в зоне лесостепи  климат относительно тёплый. По количеству выпадающих осадков территорию Калужской  области можно отнести к зоне достаточного увлажнения. Распределение  осадков по территории неравномерное. Их количество колеблется от 780 до 826 мм на севере и западе до 690—760 мм на юге. Особенностью климата области являются частые весенние заморозки, а также  чередование жаркого сухого и  холодного влажного лета, что определяет рискованный характер сельского  хозяйства в регионе. Холоднее всего  по области в районе Обнинска, теплее — в районе Жиздры.

Муниципальные образования  Калужской области.

Количество муниципальных  образований (на 1 января 2010 года) — 317, в том числе:

• городских округов — 3
• муниципальных районов — 24
• городских поселений — 29
• сельских поселений — 262

Энергетика 

Пять действующих в  регионе теплоэлектростанций в 2005 году выработали 407 млн кВт·ч электроэнергии, основная часть (до 90 %) потребности покрывается прежде всего от ФСК и систем соседних регионов.

Поставки энергоресурсов в регион: природный газ — 1640 млн м³ (2005), электроэнергия — 4520 млн кВт·ч (2004).

В области расположена  старейшая атомная электростанция России — Обнинская АЭС, запущенная в 1954 году.

Строительство.

В 2009 году в Калужской  области действовало 1529 строительных организаций, объём строительных работ  составил 23378,8 млн рублей. В январе-июле 2010 г. на территории области построены 2034 новые благоустроенные квартиры общей площадью 193,3 тыс. кв. метров, что составило 110 % к январю-июлю 2009 г. (январь-июль 2009 г. к январю-июлю 2008 г. −87,6 %). Индивидуальными застройщиками построен 1191 жилой дом общей площадью 146,7 тыс. кв. метров (75,9 % всего введенного жилья по области).

Энерготранспорт .

Под Малоярославцем находится подстанция 500/220/10 кВ «Калужская», соединённая ВЛ 500 кВ в габаритах 750 кВ со Смоленской АЭС, в перспективе с Калининской АЭС и с Владимирской ПС (на данный момент ВЛ 500 кВ в габаритах 750 кВ доходит до ВЛ 500 кВ «Чагино — Михайлов» и является её отпайкой) высоковольтными линиями 750 кВ, кроме того регион пересекает линия 500 кВ в габаритах 750 кВ связывающая Тульскую и Рязанскую (Михайловская ПС) системы со Смоленской АЭС.

Калуга входит в систему нефтепродуктообеспечения системы транснефтепродукт по трубопроводу от Плавской перекачивающей станции.

Регион пересекает магистральный газопровод Москва — Брянск, в посёлке Резвань у места впадения Угры в Оку расположено подземное хранилище газа.

 

Район расположения	Температура наружного воздуха, °С			Продолжи-тельность отопитель-
города (область, край)	расчетная для отоп-ления, tрн.о.	расчетная для вентиляции, tрн.в.	средняя за отопительный. период, tн.ср.	ного периода n, сутки
Калужская	-25	-13	-3,5	215

 

Район располо-жения города	Средняя температура, °С
(область, край)	январь	февраль	март	апрель	май	октябрь	ноябрь	декабрь
Калужская	-12,2	-11,3	-6,7	4,2	8,1	4,1	-4,7	-10,3

 

 

 

 

 

2. Расчет расходов тепловой энергии на бытовые и технологические  нужды городских потребителей.

2.1 Расчет максимального  часового (расчетного) расхода теплоты  на отопление.

Максимальный часовой  расход теплоты для жилых и  общественных зданий, подключенных к  централизованным источникам теплоснабжения, определяется по удельным теплопотерям на 1м³ наружного объема этих зданий по формуле:

,

где V_ж – кубатура жилых зданий, отапливаемых от центральных источников теплоснабжения;

V_o – кубатура общественных зданий;

q_ж – отопительная характеристика (удельная теплопотеря) жилых зданий;

q_о – отопительная характеристика (удельная теплопотеря) общественных зданий;

 – температура воздуха внутри помещения (+ );

 – температура наружного воздуха.

,

где N – проектная численность населения города;

f – средняя жилищная обеспеченность населения;

k – объемный коэффициент для жилых зданий;

m_o – коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных источников.

2.2 Расчет максимального часового (расчетного) расхода теплоты на вентиляцию.

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

Расчет максимального  часового расхода теплоты на вентиляцию:

,

где V_в – объем вентилируемых зданий (0,7÷1 V_o);

m – кратность обмена воздуха в помещении (0,8÷1);

С_в – удельная теплоемкость воздуха (1,3 кДж/м^3оС);

 – расчетная температура  наружного воздуха для систем  вентиляции

 

2.3 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ  НАГРУЗОК СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ  ГОРОДА.

При расчете тепловых нагрузок составляющих основу для проектирования систем теплоснабжения города, учитывается  среднечасовой расход тепловой энергии  на горячее водоснабжение.

В течение зимнего отопительного  периода среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение  считается постоянным:

,

где а – среднесуточный расход горячей воды;

N_г – количество жителей, пользующихся ГВС от централизованных источников;

N_г=N*m_г – количество жителей, пользующихся горячим водоснабжением от централизованных источников, чел.