Дубинин А.М. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

151

Перерасход тепловой энергии на дом, кДж / год, без дроссельных

диафрагм

NNN

−

∗

год

или в процентах

1001100

год

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−=⋅

−

=Δ

∗

N .

Перерасход топлива, т / год, в котельной

трк

10ηη ⋅

=Δ

Для экономии топлива следует установить дроссельные диафрагмы,

диаметр которых, мм, определяется из выражения

изб

4,21

Здесь

изб

HΔ – избыточный напор на стояке, м. вод. ст., равен:

HΔ

-(1,5-2);

HΔ

– располагаемый напор в точке врезки стояка во внутренние сети,

м. вод. ст., находится по пьезометрическому графику.

Экономия топлива за счет рационального распределения тепловой

мощности между параллельно работающими парогенераторами в паровой

котельной.

Паровая котельная отпускает тепловую энергию на отопление поселка.

Пар из парогенераторов поступает в сетевые подогреватели, в которых

нагревают сетевую воду. В котельной размещено z парогенераторов.

Имеется зависимость кпд парогенераторов от паропроизводительности

котлов

()

Df=η . Такая зависимость для парогенераторов разная. Известна

марка парогенераторов. Задана максимальная мощность, кВт, отдаваемая в

тепловые сети

max

во,

Q от котельной.

Требуется рассчитать экономию топлива от рационального

распределения тепловой мощности между парогенераторами за

отопительный сезон, кДж / год, т / год.

152

Мощность, кВт, отпускаемая в тепловые сети от котельной, при

среднесуточной температуре наружного воздуха

∗

нi

нв

нiв

max

во,во,

′

−

∗

Паропроизводительность котельной, т / ч, при

∗

нi

пвк

вiо,

кi

6,3

′

−

′′

⋅

Здесь

пвк

и ii

′′′

– энтальпии пара за парогенераторами и питательной воды,

кДж / кг. Находятся из таблиц [7] по давлению и температуре.

Расход топлива в котельной, тыс. м

, при среднесуточной температуре

наружного воздуха и числе часов n

стояния этой температуры

(

)

iпвк

кi

η Q

niiD

⋅

′

−

′

⋅=

∑

Расход топлива котельной, тыс. м

/ год, за отопительный сезон равен

∑

кi

год

ВВ

где m – число значений среднесуточных температур наружного воздуха за

отопительный сезон.

Просчитывается несколько вариантов распределения нагрузок между

парогенераторами. Выбирается вариант с наименьшим расходом топлива,

сжигаемого в котельной за отопительный сезон.

Экономия топлива при использовании теплоты продувочной воды в

пароводогрейной котельной.

В ряде котельных продувочная вода поступает в барботер

разбавляется водопроводной водой и сливается в канализацию.

Определим экономию топлива от установки в такой котельной

сепаратора непрерывной продувки. Теплоту вторичного пара будем

использовать в питательном деаэраторе, а оставшуюся продувочную воду

направим в охладитель и будем нагревать водопроводную воду.

Исходные данные:

153

расход продувочной воды G

пр

, кг / с;

абсолютное давление в барабане парогенераторов Р

, МПа;

давление в питательном деаэраторе, Р

, МПа;

число часов работы котельной в год n, час / год;

теплота сгорания натурального топлива

Q , кДж / м

;

кпд паровых котлов η

пг

;

температура продувочной воды после охладителей t

охл

, °С.

Найдем расход продувочной воды из СНП, кг / с, поступающей в

канализацию через охладитель

прпр

′

−

′′

−

′

∗

Здесь

пр

′′

– энтальпия вторичного пара, выходящего из СНП, кДж / кг,

(определяется из таблиц [7] по давлению в деаэраторе);

∗

пр

– энтальпия

продувочной воды, кДж / кг, находится по таблицам [7] по давлению в

барабане парогенераторов в котельной;

пр

′

– энтальпия продувочной воды,

выходящей из СНП, кДж / кг.

Выход вторичного пара, кг / с, из СНП

прпрпр

GGD

′

−

Определим экономию тепловой энергии, кДж / год, от использования

вторичного пара в питательном деаэраторе и охладителе продувочной воды

(

)

(

)

[

]

360019,4

охлпрпрдпрпр

⋅

−

′

−

′′

=Δ ntiGiiDN

Экономия топлива в котельной, т / год

10η ⋅

=Δ

При всех мероприятиях по ресурсосбережению следует устанавливать

у теплопотребителя тепловые счетчики.

Экономия топлива при комбинированной выработке электрической

энергии на ТЭЦ от модернизации сетевых подогревателей.

154

На существующих ТЭЦ проводят накатку на гладкой поверхности

латунных трубок сетевых подогревателей, после этого мероприятия

коэффициенет теплопередачи увеличивается в 1,4 раза.

Определить экономию топлива от такой модернизации сетевых

подогревателей.

Исходные данные для расчета:

средние температуры прямой и обратной сетевой воды за отопительный

сезон

τ и τ , °С;

средний недогрев сетевой воды до температуры насыщения Δt, °С;

количество тепловой энергии, отпущенной внешним тепловым потребителям

за год N

, ГДж / год;

температура острого пара перед турбиной Т

, К;

коэффициенты полезного действия при выработке электрической энергии на

ТЭЦ при конденсационном режиме η

iк

, парогенераторов η

пг

электрогенераторов η

эг

, механический η

(относительные единицы).

Среднюю логарифмическую разность температур в сетевых

подогревателях будем вычислять как среднюю арифметическую из крайних

температурных напоров.

Определим удельный расход условного топлива по выработке

электрической энергии конденсационным потоком пара, кг.⋅у. т / кВт⋅ч,

мэгпгiк

ηηηη

123,0

∗

Найдем удельный расход условного топлива по выработке

электрической энергии на внешнем тепловом потреблении, кг. у. т / кВт⋅ч,

мэгпг

ηηη

123,0

∗∗

Средняя за отопительный сезон температура насыщения в сетевых

подогревателях до модернизации, К,

273τ

1н(сп)

tТ

155

Средний темпепратурный напор в сетевых подогревателях до их

модернизации, °С,

ττ

273

н(сп)

−−=Δ Тt

Средний температурный напор в сетевых подогревателях после их

модернизации, °С,

4,1

=Δ

∗

Средняя температура насыщения в сетевых подогревателях после их

модернизации, К,

273

ττ

н(сп)

+Δ=

∗∗

tТ

Увеличение удельной выработки электрической энергии на внешнем

тепловом потреблении, кВт⋅ч / ГДж,

н(сп)н(сп)

мэгт

ηη278 Т

ТТ

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−=Δ

∗

Дополнительная экономия топлива на ТЭЦ после модернизации

сетевых подогревателей за отопительный сезон, т. у. т / год,

(

)

отк.в

−∗∗∗

−

=Δ ввNЭВ

Экономия топлива за счет использования тепловых насосов для

теплоснабжения.

Тепловую энергию воды, земли можно использовать для отопления

домов, цехов на предприятиях и приготовления воды на горячее

водоснабжение.

С этой целью используют тепловые насосы (рис. 15.2). На одном конце

трубопровода находится теплообменник, погруженный в пруд охладитель

ТЭЦ,

на другом – испаритель холодильной машины. Получающийся пар в

испарителе сжимается в компрессоре до высокой температуры и поступает в

конденсатор. Там теплота передается сетевой воде, которая поступает в

отопительные приборы дома или используется на горяее водоснабжение.

156

Исходные данные для рачета экономии топлива: тепловая мощность,

потребляемая домом для отопления или горячего водоснабжения Q, кВт,

число часов работы теплового насоса n, час / год.

Количество тепловой энергии, потребляемой домом, кДж / год,

3600

год

⋅

QnN

Рис. 15.2. Расчетная схема отопления помещения с использованием

теплового насоса.

Назначается температура в конденсаторе t

конд

для горячего

водоснабжения 60°С, для отопления – 90°С. В испарителе t

исп

= 0°С. Строим

цикл холодильной машины в диаграмме lgP-i (рис. 15.3).

Процесс 1 - 2 – испарение фреона в испарителе (изобарно-

изотермический процесс). Испарение происходит за счет теплоты воды в

пруде охладителе. 2 - 3 – процесс сжатия в компрессоре. Здесь затрачивается

электрическая энергия на привод компрессора. В компрессоре к тепловой

157

энергии, полученной фреоном в испарителе, добавляется энергия привода

компрессора. Затем фреон поступает в конденсатор. 3 - 4 – процесс в

конденсаторе холодильной машины (изобарно-изотермический). В

конденсаторе тепловая энергия передается воде, которая поступает в дом и

используется на отопление или горячее водоснабжение. 4 - 1 – процесс

дросселирования в редукционном клапане PV (изоэнтальпийный процесс).

Наносим на диаграмму изотермы t

конд

и t

исп

, определяем точки 1, 2, 3 и 4.

Выписываем значения энтальпий: i

и i

, кДж / кг.

Определяем удельную теплоту, передаваемую испарителю от

источника теплоты, кДж / кг,

12исп

iiq

−

Удельная теплота, переданная фреону в компрессоре, кДж / кг,

23компр

iiq

−

Рис. 15.3. Диаграмма i-log P.

Теплота, переданная воде в конденсаторе, кДж / кг,

43компр

iiq

−

Определим вспомогательные параметры

;ξ

компр

исп

;ν

конд

компр

Рассчитаем мощность привода компрессора, кВт,

158

⋅

Тепловая мощность, переданная фреону в испарителе, кВт, от

источника теплоты

эи

⋅

Тепловая мощность конденсатора, кВт,

QQQQ

эик

Затраты электрической энергии на привод компрессора, кВт⋅ч / год,

nQЭ

⋅

Затраты топлива на КЭС на выработку электрической энергии для

привода компрессора, т / год,

прктрмэгпгiк

10ηηηηηηη

3600

⋅

Здесь

прктрмэгпгiк

η ,η ,η ,η ,η ,η ,η – кпд цикла Ренкина, парогенератора,

электрогенератора, механический, транспорта электроэнергии по ЛЭП,

компрессора, привода компрессора (относительные единицы).

Если теплоснабжать дом от котельной, то расход топлива составит

величину, т / год,

трк

год

10ηη ⋅

Экономия топлива, т / год, составит величину

эк

ВВВ

−

159

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Соколов, Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учеб. для вузов /

Е. Я. Соколов. – 7 изд., стер. М. : Издательство МЭИ, 2001. 472 с.

Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х ч., ч. 1

Отопление / В. Н. Богословский, Б. А. Крупнов, А. Н. Сканава и др.

Под ред. И. Г. Староверова и Ю. И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и

доп. М. : Стройиздат, 1990. 344 с.

Производственные здания: СНиП 31-03-2001. М. : ГУП ЦПП Госстроя

России, 2002. 10 с.

Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х ч., ч. 3.

Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1 и 2.

/ В. Н. Богословский, А. И. Пирумов, В. Н. Посохин и др. Под ред

Н. Н. Павлова и Ю. И. Шиллера. М. : Стройиздат, 1992. 536 с. (319 с.).

Сведлов Г. З. Курсовое и дипломное проектирование холодильных

установок и систем кондиционирования воздуха / Г. З. Сведлов,

Б. К. Явнель. – 2-е изд. перераб и доп. М. : Пищевая

промышленность, 1978. 264 с.

Строительные нормы и правила. СНиП 41-02-2003. Тепловые

сети. М. : ГУП ЦПП Госстроя России, 2004. 37 с.

Вукалович М. П. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного

пара / М. П. Вукалович, С. Л. Ривкин, А. А. Александров. М. : Изд-во

стандартов, 1969. 474 с.

Холодильная техника. (Холодильные машины). Справочник / Под ред.

И. М. Калнинь. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1982. 222 с.

Проектирование тепловых сетей: Справочник проектировщика. / Под

ред. А. А. Николаева. М. : Стройиздат, 1965. 359 с.

10.

Захаренко С. Е. Справочник строителя тепловых сетей /

С. Е. Захаренко. М. : Энергия, 1967. 400 с.

160

11. Производственные и отопительные котельные. / Е. Ф. Бузников,

К. Ф. Роддатис. М. : Энергоатомиздат, 1984. 248 с.

12.

Исаченко В. П. Теплопередача. / В. П. Исаченко, В. А. Осипова,

А. С. Сукомел. М. : Энергия, 1981. 417 с.

13.

Громов Н. К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей:

Проектирование и эксплуатация / Н. К. Громов.– 2-е изд., перераб. и

доп. М. : Энергия, 1979. 248 с.

14.

Центер Ф. Г. Проектирование тепловой изоляции электростанций /

Ф. Г. Центер. М. : Энергия, 1966. 232 с.

15.

Водное хозяйство промышленных предприятий: справ. изд. кн. 1/ В.И.

Аксенов, М.Г. Ладыгичев, И.И. Ничкова [и др.]; под ред. В.И.

Аксенова. М.: Теплотехник, 2005. 640 с.

16.

Водоподготовка. Процессы и аппараты: Учебное пособие для вузов /

А. А. Громогласов, А. С. Копылов, О. К. Мартьянова и др. / Под ред.

О. К. Мартьяновой. М. : Энергоатомиздат, 1990. 272 с.

17.

Роддатис К. Ф. Справочник по котельным установкам малой

производительности / К. Ф. Роддатис, Б. Я. Соколовский. М. : Энергия,

1975. 370 с.

18.

Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию /

И. В. Беляйкина, В. П. Витальев, Н. К. Громов и др. / Под ред.

Н. К. Громова, Е. П. Шубина. М. : Энергоатомиздат, 1988. 376 с.

19.

Лебедев А. Н. Подготовка и размол топлива на электростанциях /

А. Н. Лебедев. М. : Энергоиздат, 1981. 360 с.

20.

Кузнецов П. М. Удаление шлака и золы на электростанциях /

П. М. Кузнецов. М. : Энергия, 1970. 295 с.

21.

Мелентьев В. А. Гидрозолоудаление и золоотвалы / В. А.Мелентьев,

Е. З. Нагли. Л. : Энергия, 1968. 238 с.

22.

Скафтымов Н. А. Основы газоснабжения / Н. А. Скафтымов. Л. :

Недра, 1975. 343 с.