Материал: Энергосбережение в АПК практикум для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.06 Агроинженерия очной и заочной форм обучения
где tх,tх.о. - значения температур холодной воды, поступающей на
источник теплоснабжения в отопительном и неотопительном периодах соответственно (принимаем 15°С и 5°С [7]); nно -
продолжительность неотопительного периода, сут. Определяем годовые нормативные технологические потери тепловой
энергии, Гкал, обусловленные потерями теплоносителя, по формуле:
Qу.н.
где год
b -
Gут.н. годс(b 1ср.год (1 b) 2ср.год tx ) 24n10 6 , Гкал (2.9)
-среднегодовая плотность теплоносителя при средней (с учетом
b) температуре теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, кг/ м3 ; доля массового расхода теплоносителя, теряемого подающим
трубопроводом тепловой сети (при отсутствии данных можно принимать от 0,5 до 0,75);
1ср.год и 1ср.год - среднегодовые значения температуры теплоносителя в
подающем и обратном трубопроводах тепловой сети по температурному графику регулирования тепловой нагрузки, °С;
tх - среднегодовое значение температуры исходной воды,
подаваемой на источник теплоснабжения и используемой для подпитки тепловой сети, °С;
с- удельная теплоемкость теплоносителя, ккал/кг °С. Находим среднегодовое значение температуры для подающего и
обратного трубопровода ( 1ср.год 2ср.год ) / 2 ,°С. По полученной температуре находим плотность, используя справочные данные зависимости плотности воды от температуры [11].
Определяем потери в отопительном периоде
Q Q |
|
n |
, Гкал. |
(2.10) |
|
у.н. 350 |
|||||
оп |
|
||||
Нормативные технологические потери тепла за отопительный период определяются суммированием потерь через теплоизоляционные конструкции Q и с потерями теплоносителя Qoп .
11
3. Расчет норматива удельного расхода топлива на отпущенную тепловую энергию отопительной котельной
В котельной установлены 3 котла типа КВТС-10. Среднегодовая загрузка котлов составляет: N1 , N2 , N3 , % от номинальной нагрузки.
Зависимость удельного расхода топлива от нагрузки определена по
результатам режимно-наладочных |
испытаний и описывается уравнением |
bкбр.а. аQ2 0,0643Q 174,16кг.у.т. / Гкал. |
Потери теплоты от механического |
недожога q4исх ,%, содержание мелочи в топливе ,%. Продолжительность функционирования котлов: 1 , 2 , 3 ,ч. Собственные нужды составляют dс.н. %. Рассчитать индивидуальные и групповые нормы удельного расхода
топлива. Необходимые исходные данные принять по таблице 3.1, согласно последней цифре зачетки.
Таблица 3.1 Исходные данные для расчета нормативных удельных расходов топлива
|
|
Загрузка котлов, |
|
Потеря |
|
Продолжительность |
dс.н. |
|||||
Вариант |
|
% |
|
|
а |
q4исх ,% |
,%. |
работы котлов,ч |
% |
|||
N1 |
N2 |
|
N3 |
1 |
2 |
3 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
0 |
|
90 |
70 |
|
30 |
0,041 |
5 |
65 |
5000 |
4000 |
2000 |
2 |
1 |
|
88 |
69 |
|
32 |
0,04 |
5,3 |
65,5 |
4900 |
3950 |
2100 |
2,1 |
2 |
|
86 |
68 |
|
34 |
0,039 |
5,6 |
66 |
4800 |
3900 |
2200 |
2,2 |
3 |
|
84 |
67 |
|
36 |
0,038 |
5,9 |
66,5 |
4700 |
3850 |
2300 |
2,3 |
4 |
|
82 |
66 |
|
38 |
0,037 |
6,2 |
67 |
4600 |
3800 |
2400 |
2,4 |
5 |
|
80 |
65 |
|
40 |
0,036 |
6,5 |
67,5 |
4500 |
3750 |
2500 |
2,5 |
6 |
|
78 |
64 |
|
42 |
0,035 |
6,8 |
68 |
4400 |
3700 |
2600 |
2,6 |
7 |
|
76 |
63 |
|
44 |
0,034 |
7,1 |
68,5 |
4300 |
3650 |
2700 |
2,7 |
8 |
|
74 |
62 |
|
90 |
0,033 |
7,4 |
69 |
4200 |
3600 |
2800 |
2,8 |
9 |
|
72 |
61 |
|
89 |
0,032 |
7,7 |
69,5 |
4100 |
3550 |
2900 |
2,9 |
Индивидуальный расчет норм |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Определяем |
коэффициентК1 , учитывающий |
эксплуатационную |
|||||||||
нагрузку для каждого котла по формуле [12]:
К |
|
|
(bбр |
|
)ср |
|
1 |
к.а. |
|
|
|||
|
|
|
||||
|
|
(bбр |
)ном |
|||
|
|
|
к.а. |
|
(3.1) |
|
где (bкбр.а. )ср - удельный расход |
условного топлива при средней |
|||||
производительности котлоагрегата на планируемый период работы (месяц, год), кг у.т./Гкал; (bкбр.а. )ном - удельный расход
условного топлива при номинальной нагрузке, кг у.т./Гкал, определяемый по данным режимно-наладочных испытаний.
12
Определяем среднегодовую тепловую мощность каждого котла по формуле:
Qi QномNi , Гкал/ ч |
(3.2) |
Находим (bкбр.а. )ср по каждому котлоагрегату.
Определяем коэффициент К1 по формуле (3.1) для каждого котла.
Определяем коэффициент К3 , учитывающий использование нерасчетных
видов топлива на данном типе котлов. Он находится по потерям теплоты топок от механического недожога q4исх , в зависимости от типа топочного
устройства, зольности и фракционного состава топлива по формуле:
К3 1 |
qисх(К |
Т |
1) |
||
4 |
|
|
|
||
|
100 |
(3.3) |
|||
|
|
||||
где КТ - поправка на содержание мелочи (класс 0-6 мм) в топливе определяется по данным, приведенным в таблице 5 [12] или по
формуле: |
|
|
|
КT 0,3 10 3 2 0,0329 19315 |
(3.4) |
||
Определяем общий (интегральный) коэффициент K для каждого |
|||
котла по формуле: |
|
|
|
К К1К2 |
|
(3.5) |
|
Индивидуальный норматив удельного расхода топлива на выработку |
|||
тепловой энергии котлом, определяется по выражению |
|
||
bбр |
К(bбр |
)ном |
(3.6) |
к.а. |
к.а. |
|
|
Расчет групповых норм
Определяем средневзвешенный норматив удельного расхода топлива на выработку тепловой энергии всеми котлами по формуле:
Нкотбр |
n |
bкбр.а.iQi к.а.i |
|
|||
|
i 1 |
|
|
, кг.у.т../ Гкал. |
|
|
|
|
n |
|
|
||
|
|
Qi к.а.i |
(3.7) |
|||
|
|
i 1 |
|
|
||
Определяем групповой норматив удельного расхода топлива на отпуск |
||||||
в сеть тепловой энергии по формуле: |
|
|
|
|||
Hкот |
|
H бр |
, кг.у.т./ Гкал |
|
||
|
|
кот |
|
|||
1 dс.н. |
|
|||||
|
|
|
100 |
|
|
(3.8) |
13
Найдем количество необходимого условного топлива для выработки тепловой энергии по формуле:
В H бр |
Q |
(3.9) |
кот |
кот |
где Qкот - количество выработанной тепловой энергии котельной, Гкал.
4. Определение основных технико-экономических показателей работы котельной
В котельной установлены n=3 котла с одинаковой номинальной мощностьюNк . Известны максимальные тепловые нагрузки системы
отопления Q0max и вентиляции Qвmax и средние расходы теплоты на горячее водоснабжение в отопительном Qh3 и неотопительном Qhл периодах, теплотворная способность сжигаемого топлива Qнр , кпд котлоагрегатовкбр.а. , коэффициенты сохранения теплоты в сетях пот и расхода теплоты на собственные нужды сн .
Определить основные технико-экономические показатели работы котельной. Исходные данные принять по таблице 4.1 по последней цифре зачетки.
Исходные данные для практической работы №4 |
|
|
Таблица 4.1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
Вариант |
Nк |
Q0max |
Qвmax |
|
Qh3 |
|
Qhл |
Qнр |
кбр.а. |
|
сн пот |
|
|
МВт |
МВт |
МВт |
|
МВт |
|
МВт |
МДж/ м3 |
% |
|
% |
|
0 |
10 |
21 |
1,5 |
|
3 |
|
2,4 |
28 |
94 |
|
98 |
|
1 |
11 |
23,1 |
1,65 |
|
3,3 |
|
2,6 |
28,3 |
93,7 |
|
97,9 |
|
2 |
12 |
25,2 |
1,8 |
|
3,6 |
|
2,9 |
28,6 |
93,4 |
|
97,8 |
|
3 |
13 |
27,3 |
1,95 |
|
3,9 |
|
3,1 |
28,9 |
93,1 |
|
97,7 |
|
4 |
14 |
29,4 |
2,1 |
|
4,2 |
|
3,4 |
29,2 |
92,8 |
|
97,6 |
|
5 |
15 |
31,5 |
2,25 |
|
4,5 |
|
3,6 |
29,8 |
92,2 |
|
97,4 |
|
6 |
16 |
33,6 |
2,4 |
|
4,8 |
|
3,8 |
29,8 |
92,2 |
|
97,5 |
|
7 |
17 |
35,7 |
2,55 |
|
5,1 |
|
4,1 |
30,1 |
91.9 |
|
97,3 |
|
8 |
18 |
37,8 |
2,7 |
|
5,4 |
|
4,3 |
30,4 |
91,6 |
|
97,2 |
|
9 |
19 |
39,9 |
2,85 |
|
5,7 |
|
4,6 |
30,7 |
91,3 |
|
97,1 |
|
Определяем установленную мощность котельной по формуле: |
||||||||||||
|
|
|
|
N уст |
Nкп |
|
|
(4.1) |
||||
где Nк - номинальная тепловая мощность котла, МВт;
n – число котлов.
Вычисляем средний расход теплоты на нужды отопления Qоср , МВт за отопительный период по формуле [13]:
14
Qср Qmax |
(tв tср.о. ) |
(4.2) |
|
0 |
0 |
(tв t0 ) |
|
|
|
|
|
где Q0max - максимальная тепловая нагрузка системы отопления, МВт;
tв - расчетная температура внутреннего воздуха в отапливаемых зданиях, °С;
tcр.о. ,t0 - температуры наружного воздуха средняя за отопительный
период и расчетная для проектирования отопления соответственно (принимаются по данным таблицы 1.1).
Определяем годовой расход тепла на вентиляцию Q0год , ГДж по формуле:
Qгод 24 3.6Qcрn |
(4.3) |
||
0 |
0 |
0 |
|
где n0 - продолжительность отопительного периода, сут. (принимается
по данным таблицы 1.1).
Вычисляем средний расход теплоты на нужды вентиляции Q0cр , МВт за отопительный период по формуле:
Qcр Qmax |
(tв tcр.о ) |
(4.4) |
|
0 |
в |
(tв tвен. ) |
|
|
|
|
|
где Qвmax - максимальная тепловая нагрузка системы вентиляции, МВт;
tв - расчетная температура внутреннего воздуха в отапливаемых
зданиях, °С;
tвент. - расчетная температура наружного воздуха для проектирования
вентиляции, принимаемая согласно [16],°С.
Определяем годовой расход тепла на вентиляцию Qвгод QГВСгод , ГДж по формуле:
(4.5)
где z – число часов работы системы вентиляции в сутки в среднем за отопительный период, час (рекомендуется принять z=16ч).
Определяем годовой расход теплоты на нужды ГВС по формуле
[15]:
Qгод |
24 3.6(Qзn |
o |
(350 п |
0 |
)Q л |
(4.6) |
ГСВ |
h |
|
h |
где Qh3 , Qhл - средние расходы теплоты за отопительный период и
неотопительный соответственно, МВт; 350 – число часов работы системы в году.
Определяем суммарный годовой тепловой поток
Qгод Qгод Qгод Qгод |
(4.7) |
||
0 |
в |
ГСВ |
|
15