Метод. Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения мдк 405. 2004

• Название: Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения мдк 405. 2004
• Анкор: Метод
• Дата: 16.01.2023
• Размер: 1.42 Mb.
• Имя файла: Metod_opr_teplo_MDK4-05_2004.doc
• Тип: Документы; #888391
• страница: 7 из 17

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, НЕОБХОДИМОЙ НА ПЛАНИРУЕМЫЙ ПЕРИОД, ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
6.1. Определение количества электрической энергии, необходимой для производства тепловой энергии

6.1.1. Затраты электроэнергии на производство тепловой энергии включают:

- затраты электроэнергии на привод тягодутьевых устройств (дымососы, вентиляторы);

- затраты электроэнергии на привод питательных, циркуляционных насосов, насосов установки химводоподготовки, мазутного хозяйства, вакуумных насосов;

- затраты электроэнергии на привод механизмов транспортировки топлива, топливоподготовки, топливоподачи, шлакозолоудаления (транспортеры, дробилки, углезабрасыватели, скреперные лебедки);

- затраты электроэнергии на вентиляцию здания источника теплоснабжения, освещение.

6.1.2. Затраты электроэнергии на привод технологического оборудования, кВтч, определяются по формуле:

, (46)

где N_i - номинальная мощность i-го электродвигателя, кВт;

Z_i - период функционирования i-го электродвигателя, ч;

K_Ni - коэффициент использования мощности электродвигателей;

_i - КПД i-го электродвигателя;

n - количество функционирующего оборудования.

6.1.3. Мощность электродвигателей, кВт, привода механизмов транспортеров определяются по формулам:

- горизонтальный ленточный транспортер без промежуточных сбрасывателей -

, (47)

где С_тр - производительность транспортера, т/ч;

l_тр - рабочая длина транспортера, м;

_п - КПД передачи.

КПД передачи _п для ременной передачи можно принимать равным 0,85-0,9, для клиноременной передачи - 0,97-0,98, для зубчатой передачи - 0,98, непосредственной передачи, при помощи муфты - 1,0.

- скребковый транспортер и шнеки -

, (48)

где R - коэффициент, учитывающий рост сопротивления материала при пуске транспортера;

K_x - коэффициент сопротивления материала;

l_пер - длина перемещения топлива, м;

h - высота подъема топлива, м.

Значение коэффициента R, учитывающего рост сопротивления материала при пуске транспортера, может быть принято R = 1,2-1,5.

Значение коэффициента K_x может быть принято равным для угля 4,2-4,6, для золы - 4,0.

- ковшовый элеватор -

, (49)

где С_к.эл - производительность ковшового элеватора, т/ч.

6.1.4. Коэффициент использования мощности электродвигателей механизмов транспортеров определяется как отношение активной мощности отдельного электродвигателя или группы электродвигателей к номинальной мощности:

, (50)

где N_a и N_н - активная и номинальная мощность электродвигателя, кВт.

6.1.5. Для группы электродвигателей с различными режимами функционирования целесообразно определять средний коэффициент использования мощности по выражению:

, (51)

где Z_н - планируемый период времени, к которому отнесена средняя мощность электродвигателей, ч;

Z_i - время функционирования каждого электродвигателя за планируемый период, ч.

6.1.6. При отсутствии информации для расчета количество электроэнергии, необходимое на планируемый период для топливоприготовления, топливоподачи и шлакозолоудаления, кВтч, выявляется по формуле:

Э_топл = Э_{уд.топл} Q_пр Z, (52)

где Э_{уд.топл} - удельные затраты электроэнергии на топливоприготовление, топливоподачу и шлакозолоудаление, кВтч/Гкал; можно принимать по таблице 8;

Q_пр - тепловая производительность источника теплоснабжения, Гкал/ч;

Z - продолжительность функционирования оборудования в планируемом периоде, ч.
Удельные затраты электроэнергии на топливоприготовление
Таблица 8.

Тепловая производительность источника теплоснабжения, Гкал/ч	Удельные затраты электроэнергии на топливоприготовление, топливоподачу и шлакозолоудаление, кВтч/Гкал
	Жидкое топливо	Твердое топливо
до 5	1,1	7,0
5-10	1,06-1,1	6,8-7,0
10-20	1,0-1,06	6,6-6,8
20-30	0,95-1,0	6,4-6,6
более 30	0,6-0,95	4,0-6,4

6.1.7. Электроэнергия, потребляемая электродвигателем вентилятора или дымососа, кВтч, определяется по формуле:

, (53)

где L - производительность вентилятора (дымососа), м³/с;

P - полное давление, создаваемое вентилятором, мм вод.ст.;

_в, _дв - КПД вентилятора и электродвигателя.

6.1.8. При отсутствии информации для расчетов количество электроэнергии на привод тягодутьевых машин, кВтч, можно определять:

, (54)

где L - удельная производительность тягодутьевых установок, м³/Гкал;

Э_уд - удельные затраты электроэнергии на привод тягодутьевых машин, кВтч/10³ м³.

Удельные затраты электроэнергии на привод тягодутьевых машин, кВтч/10³ м³, можно принимать по таблице Приложения 6.

6.1.9. Удельная производительность тягодутьевых машин, м³/Гкал, определяется по формулам:

- для вентиляторов -

, (55)

- для дымососов -

, (55a)

где В - затраты топлива, кг;

V_ов - теоретический удельный объем воздуха, необходимый для полного сгорания топлива, нм³/м³ (нм³/кг);

V_o - теоретический удельный объем продуктов сгорания, нм³/м³ (нм³/кг);

a_m, a_yx - коэффициент избытка воздуха в топке и уходящих газах;

t_хв, t_ух - температура холодного воздуха и уходящих газов, °С;

р_бар - барометрическое давление, КПа.

Теоретический удельный объем воздуха, необходимого для полного сгорания топлива, а также теоретический удельный объем продуктов сгорания, нм³/м³ (нм³/кг), можно принимать по таблице Приложения 7.
Коэффициенты избытка воздуха в топке и уходящих газах

Таблица 9.

Вид топлива	Коэффициент избытка воздуха
	в топке am	в отходящих газах ayx
Мазут, природный газ	1,1	1,4
Твердое топливо	1,2-1,25	1,55-1,6

Значение температуры холодного воздуха t_хв можно принимать 20 °С.

6.1.10. Затраты электроэнергии на привод насоса, кВтч, определяются по формуле:

, (56)

где G - расход воды, кг/ч;

H - напор, развиваемый насосом, м;

 - плотность перекачиваемой воды, кг/м³;

_н - КПД насоса.

6.1.11. Затраты электроэнергии на привод компрессора, кВтч, определяются по формуле:

, (57)

где L_к - производительность компрессора, м³/с;

A - удельная работа сжатия от 1 кгс/см² до конечного давления, кВт;

_к - КПД компрессора.

6.1.12. Количество электроэнергии, необходимое для освещения помещений источника теплоснабжения, кВтч, определяется по количеству, мощности установленных светильников и продолжительности их функционирования за планируемый период по формуле:

, (58)

где N_освi - мощность i-го светильника, кВт;

Z - продолжительность использования осветительного максимума, ч;

n - количество светильников.

При отсутствии достоверной информации для расчета можно принимать Z = 4800 ч при наличии естественного освещения и Z = 7700 ч - при его отсутствии.

6.1.13. Количество электроэнергии, необходимое для функционирования приборов автоматического регулирования, кВтч, определяется по формуле:

, (59)

где N_прi - мощность i-того прибора, кВт;

Z_прi - продолжительность функционирования i-того прибора, ч;

n - количество приборов авторегулирования.

Мощность отдельного прибора может быть принята 0,065 кВт.

6.2. Определение количества электрической энергии, необходимой для передачи тепловой энергии

6.2.1. Планируемое значение затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии определяется по мощности электродвигателей насосов, необходимой для нормального функционирования тепловой сети:

- подпиточных насосов источников теплоснабжения;

- сетевых насосов источников теплоснабжения;

- подкачивающих насосов на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети;

- подмешивающих насосов в тепловой сети;

- дренажных насосов;

- насосов отопления и горячего водоснабжения, а также подпиточных насосов тепловой сети отопления (II контур) на центральных тепловых пунктах (ЦТП).

Планируемые значения затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии определяются для характерных значений температуры наружного воздуха на всем протяжении планируемого периода.

Основой для определения планируемых значений затрат электроэнергии являются, кроме планируемых значений расхода теплоносителя, перекачиваемого указанными насосами, значения развиваемого насосами напора, необходимого для нормального функционирования тепловой сети, а также характеристики насосов.

6.2.2. Мощность, кВт, требуемая на валу насоса для перекачки теплоносителя центробежными насосами, определяется по формуле:

, (60)

где G - объемный расход теплоносителя, перекачиваемого насосом, м³/ч;

 - плотность теплоносителя, кг/м³;

H - напор, развиваемый насосом при расходе G, м;

_п, _н - КПД передачи и насоса; при расчетах можно принимать _п = 0,98.

6.2.3. При определении нормативного значения мощности электродвигателей значение расхода теплоносителя, перекачиваемого насосом, принимается по результатам гидравлического расчета тепловой сети в соответствии с местом установки рассматриваемого насоса в системе теплоснабжения. Напор насоса принимается согласно разработанному гидравлическому режиму функционирования тепловой сети с превышением необходимого значения не более 10%.

Мощность электродвигателя насоса, определенная по формуле (60), может быть увеличена не более чем на 20%.

6.2.4. При определении нормативного значения мощности электродвигателей подпиточных насосов источников теплоснабжения, значение расхода теплоносителя, перекачиваемого этими насосами, должно соответствовать нормативному значению утечки теплоносителя из системы теплоснабжения (раздел 4.1). Требуемое значение напора определяется гидравлическим режимом функционирования тепловой сети.

6.2.5. Если насосная группа состоит из насосов одного типа, расход теплоносителя, перекачиваемого одним из этих насосов, определяется делением среднего за час суммарного значения расхода теплоносителя на количество рабочих насосов.

6.2.6. Если насосная группа состоит из насосов различных типов (или диаметры рабочих колес однотипных насосов различны), для определения расхода теплоносителя, перекачиваемого каждым из установленных насосов, необходимо построить результирующую характеристику насосов, при помощи которой можно определить расход теплоносителя, перекачиваемого каждым из насосов, при известном суммарном расходе перекачиваемого теплоносителя.

6.2.7. При дросселировании напора, развиваемого насосом (в клапане, задвижке или дроссельной диафрагме), значения напора, развиваемого насосом, и его КПД при определенном значении расхода перекачиваемого теплоносителя могут быть определены по результатам испытания насоса или его паспортной характеристике.

6.2.8. В случае регулирования напора и производительности насосов путем изменения частоты вращения их рабочих колес результирующая характеристика насосов насосной группы определяется по результатам гидравлического расчета тепловой сети: определяется расход теплоносителя для насосной группы и требуемый напор насосов, измененный по сравнению с паспортной характеристикой при полученном значении расхода теплоносителя. Найденные значения расхода теплоносителя для каждого из включенных в работу насосов и развиваемого ими при этом напора позволяют определить требуемую частоту вращения рабочих колес насосов:

, (61)

где H₁ и H₂ - напор, развиваемый насосом, при частоте вращения n₁ и n₂, м;

G₁ и G₂ - расход теплоносителя при частоте вращения n₁ и n₂, м³/ч ;

n - частота вращения рабочих колес насосов, мин^-1.

6.2.9. Мощность электродвигателей, кВт, требуемая для перекачки теплоносителя центробежными насосами, с учетом измененной по сравнению с первоначальной частотой вращения их рабочих колес определяется по формуле (60) с подстановкой соответствующих значений расхода перекачиваемого теплоносителя, напора, развиваемого насосом, и КПД преобразователя частоты (последний - в знаменатель формулы).

6.2.10. Нормативное значение суммарной мощности электродвигателей каждой насосной группы определяется суммированием значений требуемой мощности электродвигателей только рабочих насосов.

6.2.11. Нормативное значение требуемой мощности электродвигателей насосов дренажных подстанций, оборудованных на тепловых сетях, ориентировочно можно выявить по мощности электродвигателей рабочих дренажных насосов и продолжительности их функционирования в сутки. Среднее часовое за сутки нормативное значение мощности электродвигателей этих насосов может быть определено по выражению:

, кВт, (62)

где N - мощность электродвигателя дренажного насоса, кВт;

n - продолжительность функционирования дренажного насоса в сутки, ч.

6.2.12. Нормативное значение суммарной мощности электродвигателей насосов, требуемой для перекачки теплоносителя на ЦТП, должно быть определено для подкачивающих и циркуляционных насосов систем горячего водоснабжения, подпиточных и циркуляционных насосов систем отопления при независимом присоединении их к тепловой сети, а также иных насосов, установленных на трубопроводах тепловой сети.

6.2.13. При определении нормативного значения мощности электродвигателей значение расхода горячей воды, перекачиваемой циркуляционными насосами системы горячего водоснабжения, определяется по средней часовой за неделю тепловой нагрузке горячего водоснабжения и поэтому постоянно на протяжении сезона (отопительного или неотопительного периодов).

6.2.14. При определении нормативного значения мощности электродвигателей подпиточных и циркуляционных насосов отопительных систем, подключенных к тепловой сети через теплообменники, значения расхода теплоносителя, перекачиваемого этими насосами, определяются емкостью этих систем и их теплопотреблением для каждого из характерных значений температуры наружного воздуха.

6.2.15. При определении нормативного значения мощности электродвигателей подкачивающих и подмешивающих насосов на ЦТП значения расхода теплоносителя, перекачиваемого этими насосами, и развиваемый ими напор определяются принципиальной схемой коммутации ЦТП, а также принципами их автоматизации.

6.2.16. Планируемые значения затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии, кВтч, определяются как произведение значения суммарной нормативной мощности электродвигателей рабочих насосов, необходимой для нормального функционирования тепловой сети, на продолжительность их функционирования в рассматриваемом планируемом периоде с учетом коэффициентов спроса (таблица 6.3 Приложения 6):

, (63)

где N - суммарная нормативная мощность электродвигателей рабочих насосов, необходимая для нормального функционирования тепловой сети, кВт.

6.2.17. Планируемое значение удельных затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии, кВтч/Гкал, для каждого из характерных значений температуры наружного воздуха определяется как отношение нормативного значения затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии к нормативному значению отпуска тепловой энергии источниками теплоснабжения в тепловую сеть при одном и том же значении температуры наружного воздуха:

, (64)

где Э - планируемое среднесуточное значение затрат электроэнергии в тепловой сети при ее нормальном функционировании для определенного характерного значения температуры наружного воздуха, кВтч;

Q_ист - нормативное значение среднесуточного расхода теплоты, отпускаемой источниками теплоснабжения в тепловую сеть единой системы теплоснабжения при том же значении температуры наружного воздуха, Гкал (ГДж).

Значение удельных затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии, кВтч/Гкал, можно представить и как соотношение средней часовой мощности электродвигателей, кВт, необходимой для нормального функционирования тепловой сети, и среднего часового расхода тепловой энергии, Гкал/ч, отпускаемой источниками теплоснабжения в тепловую сеть.