Технико-экономическое обоснование системы теплоснабжения города

Федеральное агентство по образованию  Российской Федерации

Государственный университет  управления

 

Институт государственного управления и права

Кафедра управления городским хозяйством

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

по дисциплине:

«Энергоснабжение  городов»

 

на тему:

«Технико-экономическое  обоснование системы теплоснабжения города»

 

 

 

 

 

 

                                                      Выполнила:

 Студентка ИГУиП  УГХ 4-2

Севикян А.С.

 

 

 

Проверил:

Аксенов Ю.В.

 

 

 

Москва 2013

 

Раздел 1. Характеристика города САРАТОВ

 

1.1.Общие  сведения по регионам

Дата образования области (города) – 1590 г.

Область расположена  – Саратовская область

Территория области  – 101 240 кв. км.

Площадь города – 394 кв. км

Область имеет следующее  административно-территориальное деление

Проектная численность  населения 839 900 чел.

Средняя жилищная обеспеченность 20,9 кв. м/ чел.

Среднесуточный  расход горячей воды – 120 л./чел.

Плотность населения  – 2129 чел/кв. км.

 

Климатические условия

Саратов расположен в  умеренном поясе, климат умеренно-континентальный

Средняя многолетняя месячная температура  января составляет  -7,5 'С, июля +22,7'С.

Среднее годовое количество осадков - 460 мм. в год

Направления ветра – воздушные  массы из Антарктики и Южного Казахстана

Снежный покров – 30 см.

Разрушение устойчивого снежного покрова наблюдается в первых числах марта

Продолжительность солнечного сияния за год составляет около 2200 часов (280 дней)

Преобладающий тип рельефа –  равнина, окружена с 3-х сторон возвышенностями

Преобладающие почвы в области – черноземы обыкновенный и южные.

 

Продолжительность отопительного  периода (n) – 192 суток.

Расчетные температуры наружного  воздуха:

а) для систем отопления ( ) = -27 ⁰С,

б) для вентиляции ( ) = 5 ⁰С.

 

Средняя температура, 0С
январь	февраль	март	апрель	октябрь	ноябрь	декабрь
-7,5	-7,9	-2,3	8,3	15,8	7,2	-0,8

Среднемесячная температура  наружного воздуха в течение  отопительного периода

 

 

Данные  для расчета курсового проекта

 

Таблица 1.  Исходные данные к курсовому проекту.

                                                                                                          

№ п/п	Показатели	Обозначения	Ед. измерения	Кол-во ед. измерения
11	Район расположения города	-	Область, край, город	г. Саратов
22	Проектная численность  населения	N	тыс. чел.	839
33	Средняя жилищная обеспеченность	f	м2жил.пл./чел.	20,9
44	Объемный коэффициент  для жилых зданий	k	м3/м2жил.пл.	6,3
55	Отопительная  хар-ка: а) жилых зданий б) общественных зданий	qж qо	кДж/м3 ч 0С	2,1 1,7
66	Коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением  от централиз-х источников: а) для отопления б) для гор. водоснабжения	mо mг	- -	0,9 0,6
77	Среднесуточный  расход горячей воды	a	л/чел.	100
88	Тепловые нагрузки промышленных предприятий
а	максимал. для  технологии производства		ГДж/ч	590
б	расчетная  для отопления		% от  .	15
в	расчетная для  вентиляции		% от	30
г	среднечасовая для горячего водоснабжения		% от	35
99	Число часов  работы в году с максимальной нагрузкой  технологии производства	hтmax	ч	5600
110	Цена топлива а) твердого б) газообразного	cт cг	руб./т.у.т. руб./т.у.т.	1100 2900

 

 

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

 

2.1. Расчет максимального  часового расхода тепловой энергии  на отопление в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ).

 

 

Q^р_о = (V_ж*q_ж + V_о*q_о)*(t^р_в – t^р_н.о.)*10^-6 ГДж/ч,

где:

         q_{ж, о} – отопительная характеристика соответственно жилых и

                    общественных зданий, кДж/м³ч⁰С (исх. Данные).

                    q_ж = 2,2 кДж/м³ч⁰С (исх. Данные),

                    q_о = 1,8 кДж/м³ч⁰С (исх. Данные).

         – расчетная температура воздуха внутри помещения, равна 18⁰С.

         _. - расчетная температура наружного воздуха, равна минус 27⁰С.

        V_ж – кубатура жилых зданий, отапливаемых источников

                  теплоснабжения, м³.          

V_ж = N*f*k*m_o

N - Проектная численность населения. 

f - Средняя жилищная обеспеченность

k - Объемный коэффициент для жилых зданий

m_o - коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных источников.

        V_о - кубатура общественных зданий, м³. Принимаем 20%  кубатуры жилых зданий.

Для отопления вычисляем:

V_ж = 839 000*20,9*5,8*0,9 = 91 533 222 м³

 

V_о = 91 533 222 *0,2 =18 306 644 м³

 

Q^р_о = 9607,33 ГДж/ч

 

 

 

2.2. Расчет максимального  часового расхода тепловой энергии  на вентиляцию помещений.

 

Q^Р_в = V_в*m*c_в*(t^р_в – t^р_н.в.)*10^-6 ГДж/ч,

где:

V_в – объем вентилируемых зданий, м³. Принимается 80% от объема общественных зданий.

         m – Кратность обмена воздуха в помещении 1/ч. Принимается 0,9 раз в час.

с_в – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,3 кДж/м^{3  0}С;

t^р_н.в – расчетная температура наружного воздуха для систем          вентиляции, равна 5⁰С.

Для вентиляции вычисляем:

V_в =0,8* V_о

V_в = 0,8*18 306 644 = 14 645 315,2 м³

 

 

Q^р_в = 702,53 ГДж/ч

 

 

2.3 Расчет тепловых  нагрузок на бытовые нужды  городских потребителей (население)  горячего водоснабжения (ГВС)  города.

 

Он условно делится  на:

• Зимний;
• Летний.

2.3.2 Среднечасовой расход тепловой энергии (на бытовые нужды) на горячее водоснабжение в зимний период.

 

Q^ср_г.з. = (а*N_г*c*(t_г – t_х.з.))/24*10^-6 ГДж/ч,

 

(Г.З – горячее водоснабжение зимой)

где:

а – среднесуточный удельный расход горячей воды, равный 78 л/чел

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

m_г – коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных источников для горячего водоснабжения, принимается 0,9.

с – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/кг⁰С.

t_г – температура горячей воды, равна 65⁰С.

t_х.з. – температура холодной водопроводной воды в зимний период,        равна 5⁰С.

Для горячего водоснабжения  в зимний период вычисляем:

N_г=839 000*0,9=755 100 чел

 

Q^ср_г.з. = (78*755 100*4,2*(65-5))/24*10^-6=618,42 ГДж/ч

 

 

2.3.3 Среднечасовой расход тепловой энергии (на бытовые нужды) на горячее водоснабжение в летний период.

 

Меньше зимнего на 30-40%. Это вызвано уменьшением численности  населения города в летний период, снижением расхода горячей воды и повышением температуры холодной водопроводной воды до 15⁰С.

Принимаем 60%

Q^ср_г.л. = 0,6* Q^ср_г.з.

(г.л. –горячее  водоснабжение. летом)

Q^ср_г.л. = 0,6*618,42 = 371,06 ГДж/ч

 

2.3.4 С учетом промышленных предприятий.

 

Расчетно-часовые расходы  тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в курсовом проекте необходимо определить по городу в целом с учетом промышленных потребителей. Данные о размерах тепловых нагрузок промышленных предприятий приводятся в задании к курсовому проекту.

Среднечасовой расход тепловой энергии на отопление с учетом промышленных предприятий будет:

 

Q^р_о.с = Q^р_о +0,15*Q^р_о

Q^р_о.с=1,15*9607,33= 11 048,43 ГДж/ч

 

Среднечасовой расход тепловой энергии в летний период на горячее водоснабжение с учетом промышленных предприятий будет:

 

Q^ср_г.л.с = Q^ср_г.л.+ 0,35*Q^ср_г.л.  

Q^ср_г..л.с = 1,35*371,06 = 500,94 ГДж/ч

 

Среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение  по городу в целом (с учетом промышленных предприятий) в зимний период будет:

 

Q^ср_г.з.с =   Q^ср_г.з +0,35*Q^ср_г.з 

Q^ср_г.з.с = 1,35*618,42 = 834,86 ГДж/ч

 

Среднечасовой расход тепловой энергии на вентиляцию с  учетом пром предприятий будет:

 

Q^р_в.с = Q^р_в +0,3* Q^р_в

Q^р_{в. с}= 1,3*702,53 = 913,29 ГДж/ч

 

2.4. Среднемесячные  расходы теплоты для бытовых  нужд городских потребителей.

 

2.4.1. Среднемесячные расходы теплоты для бытовых нужд городских потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) для летнего периода.

 

Летом только горячее  водоснабжение. С учетом промышленных предприятий:

Q_j = Q^ср_{г.л. с}*n_гj , ГДж

где:

Q^ср_г.л.с - среднечасовой расход тепловой энергии в летний период на горячее водоснабжение с учетом промышленных предприятий,

n_гj - продолжительность работы систем горячего водоснабжения в течение каждого j-го месяца, ч. Принимается для систем отопления и горячего водоснабжения круглосуточная работа, а для вентиляции - в среднем 12 часов в сутки. В июне регламент – 15 дней.

Рассчитываем Q_j на каждый летний месяц:

Q_май = 500,94*24*31 = 372 744,74 ГДж

Q_июнь = 500,94*24*15 = 180 338,40 ГДж

Q_июль = 500,94*24*31 = 372 744,74 ГДж

Q_август  = 500,94*24*31 = 372 744, 74 ГДж

Q_{сентябрь} = 500,94*24*30 = 360 676,80 ГДж

 

2.4.2. Среднемесячные расходы теплоты  для бытовых нужд городских  потребителей для зимнего отопительного периода.

 

                    отопление                                               вентиляция           

Q_j = (Q^р_о.с* (t^p_в - t^p_ср.j.)/(t^p_в - t^p_н.о))*n_оj + (Q^р_в.с*(t^p_в - t^p_ср.j.) /(t^p_в – t^p_н.в))*n_вj+

в зимний период гор. вода

+ Q^ср_г.з.с*n_гj,

где:

Q^р_о.с - среднечасовой расход тепловой энергии на отопление с учетом промышленных предприятий;

Q^р_в.с - среднечасовой расход тепловой энергии на вентиляцию с учетом промышленных предприятий;