Реферат: Технико-экономическое обоснование системы теплоснабжения города

Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

Государственный университет управления

Институт государственного управления и права

Кафедра государственного и муниципального управления

Курсовой проект

по дисциплине:

«Энергоснабжение»

на тему:

«Технико-экономическое обоснование системы теплоснабжения города»

Выполнила:

студентка ИГУиП УГХ 4-1

Баладжанова Туркян

Проверил:

Аксенов Ю.В.

Москва 2011 год

Содержание

Введение.. 3

1. Характеристика города(региона) 4

2. Расчет расходов тепловой энергии на бытовые и технологические нужды.. 11

3. Построение графиков расхода тепловой энергии на бытовые и технологические нужды………………………...17

4. Проектирование вариантов схемы централизованного теплоснабжения города. 2 2

5. Технико-экономическое обоснование и выбор рациональной схемы теплоснабжения города. 2 5

Заключение. 29

Список используемой литературы.. 30

Введение.

Современный Тольятти – это около 60 крупных и средних промышленных предприятий, более 2 тысяч предприятий малого и среднего бизнеса. В Тольятти производится больше половины промышленной продукции области, это 2% от общего объёма продукции России. Развитая инфраструктура и стабильность делают Тольятти деловым и промышленным центром Самарской губернии.

Основу экономики города составляет промышленность, представленная 5 отраслями: машиностроительной, химической, стройиндустрии, энергетической, пищевой. Основу экспорта составляют каучук синтетический, минеральные удобрения, сульфат аммония, капролактам, карбомид, аммиак, фосфор, электро-техническое оборудование, автомобили «Лада», «Нива», «Шевроле».

В городе создана широкая сеть муниципальных образовательных учреждений. В городе активно работают 99 муниципальных и 65 ведомственных детских садов; около 100 муниципальных общеобразовательных школ, в том числе 8 гимназий, 9 лицеев, 8 школ с углубленным изучением отдельных предметов, а также 10 негосударственных общеобразовательных учреждений, в том числе православная классическая гимназия.

Три района Тольятти разделены лесным массивом, благодаря этому он раскинулся вдоль Волги на 48 км. Лес занимает 1/3 площади Тольятти – более 8 тысяч гектаров. Пригородный лес часто посещается горожанами. Благодаря лесу на каждого жителя Тольятти приходится 44 кв.м зелени.

Современный Тольятти — это крупный промышленный и экономический центр, играющий существенную роль в экономике как страны, так и региона.

Будущее города будет определяться степенью структурной перестройки его территориально-хозяйственного комплекса, уменьшения влияния на жизнь города сферы материального производства, рост занятости населения в отраслях непроизводственной сферы, развития передовых технологий, наукоемких производств, сферы услуг, электронных средств связи и средств массовой информации, гуманитарной культуры и образования.

Целью курсового проекта является технико-экономическое обоснование системы теплоснабжения города Тольятти.

1.Характеристика города

1.1.Общие сведения

Дата образования города Тольятти: 20 июня 1737год (до 1964 — Ставрополь).

Расположение:

Город расположен в среднем течении реки Волги на её левом берегу в 70 км вверх по течению от Самары. Общая протяжённость границ города — 149 км, на которых он граничит со Ставропольским районом Самарской области и городом Жигулёвском.

Южная граница города примыкает к приплотинному участку Куйбышевского водохранилища. К северу и западу от города расположены сельскохозяйственные поля. К востоку, а также в центре города находятся лесные массивы. На противоположном берегу Волги находятся город Жигулёвск и Жигулёвские горы.

Город расположен непосредственно на границе трёх физико-географических районов: Самарской Луки, Мелекесского низменного Заволжья и лесостепного Заволжья весьма различных между собой по рельефу, флоре, фауне, ведению хозяйства и т. д. Однако все районы в значительной части попадают в зону влияния такого крупного города как Тольятти.

Площадь городской территории равна 31 479 га. В границы города входят: селитебные территории площадью 5270 га (16,7 %); промышленно-коммунально-складские зоны — 5532 га (17,6 %); территория внешнего транспорта — 1032 га (3,3 %); городские леса — 8042 га (25,5 %); земли сельхозиспользования — 724 га (2,3 %).

Плотность населения города Тольятти: 2292,2 чел./км².

Территория города и административно-территориальное деление:

Муниципальное образование городской округ Тольятти, занимает общую площадь 314,8км² с населением 721 752тыс. чел.

Административно город разделён на 3 района (численность населения на 1 января 2009):

- Автозаводский район (или Новый город) — 439 748 жителей;

- Комсомольский район (или Комсомольск) — 109 909 жителей;

- Центральный район (или Старый город) — 157 348 жителей.

Главой местного самоуправления в Тольятти является мэр, избираемый жителями один раз в четыре года всеобщим тайным голосованием.

Районами города руководят назначаемые мэром главы администрации.

Проектная численность населения 721 800 человек

Средняя жилищная обеспеченность 20,8 м² / чел

Среднесуточный расход горячей воды.

Максимально-часовой расход тепла в городе составляет по горячей воде – 896,2 Гкал/ч, в т.ч.

- промышленности – 162,7 Гкал/ч

- жилищно-коммунальному сектору – 735,5 Гкал/ч

Цена топлива в городе

а) твердого

Розничные цены в рублях за 1 тонну:

Уголь рядовой - 2150

б) газообразного

Промышленность и инфраструктура:

Современный Тольятти – это около 60 крупных и средних промышленных предприятий, более 2 тысяч предприятий малого и среднего бизнеса. В Тольятти производится больше половины промышленной продукции области, это 2% от общего объёма продукции России. Развитая инфраструктура и стабильность делают Тольятти деловым и промышленным центром Самарской губернии.

Основу экономики города составляет промышленность, представленная 5 отраслями: машиностроительной, химической, стройиндустрии, энергетической, пищевой. Основу экспорта составляют каучук синтетический, минеральные удобрения, сульфат аммония, капролактам, карбомид, аммиак, фосфор, электро-техническое оборудование, автомобили «Лада», «Нива», «Шевроле».

Градообразующим предприятием является ОАО «АВТОВАЗ». Также в городе расположен автомобильный завод компании «GM-АВТОВАЗ» и множество предприятий по производству автокомпонентов и материалов, крупнейшими из которых являются «АвтоВАЗагрегат» и «ВазИнтерСервис»

Источниками электрической и тепловой электроэнергии Тольятти являются две ТЭЦ: Тольяттинская ТЭЦ и ТЭЦ Волжского автозавода, которые обеспечивают энергией все промышленные предприятия города и его население. Обе тепловые электростанции входят в состав Волжской территориальной генерирующей компании. Расположенная в соседнем Жигулёвске гидроэлектростанция, входящая в состав ОАО «РусГидро», является генерирующей компанией оптового рынка электроэнергии России.

В процентном соотношении по видам промышленного производства ситуация в городе складывается следующим образом:

- Производство транспортных средств оборудования — 75,9 %; из них:

· отгрузка легковых автомобилей — 71,5 %:

· отгрузка частей и принадлежностей автомобилей и их двигателей — 28,2 %;

- Химическое производство — 18,1 %;

- Пищевая промышленность — 1,8 %;

- Производство электрооборудования — 1,2 %;

- Производство резиновых и пластмассовых изделий — 0,6 %;

- Производство минеральных продуктов — 0,6 %;

- Производство машин и оборудования — 0,6 %;

Остальные производства не превышают 0,5 % и в сумме составляют 1,2 процента.

Объем отгруженных товаров собственного производства, выполнено работ и услуг собственными силами по обрабатывающим производствам за 2009 год 155 млрд рублей, в том числе производство транспортных средств оборудования — 66,2 %.

В Тольятти насчитывается примерно 12,6 тыс. индивидуальных предпринимателей, большинство из которых (70 %) оказывает услуги в сфере оптовой и розничной торговли, а также ремонте автотранспортных средств и бытовой техники. Также насчитывается 8,4 тыс. предприятий малого бизнеса, доля которых в общем количестве организаций составляет 32,4 %.

В среднем на 1000 жителей приходится 12 малых предприятий. Численность постоянно работающих на них составляет 54,1 тыс. человек. В среднем, одно малое предприятие даёт 6 рабочих мест. За первое полугодие 2007 года отгрузка малыми предприятиями товаров (работ, услуг) собственного производства составила 9,6 % от общего объёма по городу.

Оборот розничной торговли в первом полугодии 2007 года составил 126 911 млн рублей, удельный вес розничной торговли Тольятти в объёме торговли Самарской области составляет 40 %. По объёму розничного товарооборота на душу населения Тольятти опережает административный центр области Самару. Оказано услуг населению на 19 797 млн. рублей.

Жители Тольятти по основным возрастным группам(%):

1.2 Климатические условия

В Тольятти континентальный климат с жарким летом и холодной зимой. Однако он заметно смягчается Куйбышевским водохранилищем, непосредственно влияющим на территории на расстоянии 1-3 км (Комсомольский и Автозаводский районы города, Центральный район только в районе Портпосёлка). Значительно влияют на климат особенности планировки города, состоящего из обособленных районов, разделённых лесными массивами. Влияние рельефа на микроклимат несущественное из-за его слабой выраженности.

Средняя температура января −10,6 °C, средняя температура июля +20,9 °C. Абсолютный максимум температуры зафиксирован 2 августа 2010 г. и равнялся +40,5 °C. Предыдуший рекорд составлял +39 °C (июль 1984 г.). Абсолютный минимум −43,4 °C (1 января 1979 г.). Среднегодовая температура — +5,1 °C. Разница между температурой в городе и на прилегающих территориях в среднем составляет 1,2 °C и 4,5 °C зимой.

Количество солнечных часов (дней) в году — 2113 часов (285 дней).

Время ледостава на водоёмах города — ноябрь, декабрь. Время вскрытия льда — начало апреля. Продолжительность периода с постоянным снежным покровом — 143 дня. Средняя высота снежного покрова достигает 33 сантиметров, рекордной была зима 1975—1976 годов, когда толщина снежного покрова достигала 88 см. Заморозки возможны до середины мая.

Среднее количество осадков — 492 мм в год, из которых треть приходится на холодное время года. Характерны большие колебания годовых (от 355 мм 1965 году до 615 мм в 1966 году) и месячных сумм осадков, частые засушливые периоды, случаются засухи. Всё это позволяет отнести территорию города к зоне рискованного земледелия.

В городе из-за загрязнения атмосферы туманы встречаются вдвое чаще, чем в окрестностях, на 20-30 мм выше уровень осадков, но относительная и абсолютная влажность на 5-10 % ниже (выпавшая влага быстрее испаряется с асфальта или удаляется ливневой канализацией). В целом влажность воздуха в Тольятти составляет 80-85 % зимой и 55-70 % в тёплый период.

Роза ветров города характеризуется следующим образом: в холодный период года преобладают ветра южного и юго-западного направления, в тёплый — западного и северо-западного. Среднегодовая скорость ветра около 3,9 м/с. Среднемесячные скорости ветра изменяются от 3,2-3,5 м/с (июнь — август месяцы) до 4,6 м/с (октябрь месяц). Среднегодовая повторяемость штилей составляет 13 %, ветров до 1 м/сек. — 27 %, а повторяемость ветров в 7 м/с и выше составляет 5 %.

Продолжительность отопительного сезона : 4872 часов (203 суток).

Расчетные температуры наружного воздуха:

а) для систем отопления (t^p _н.о. ) -26˚С

б) вентиляции (t^p _{н.в .} ) -14˚С

Таблица 2. Среднемесячная температура наружного воздуха в течение отопительного периода

Тип рельефа :

Рельеф городской территории определяется нахождением города в Среднем Заволжье (часть Русской равнины). Согласно тектонической схеме Тольятти находится в пределах Ставропольской депрессии, по структурно-тектоническому признаку в соответствии со схемой регионального инженерно-геологического районирования Русской платформы рассматриваемая территория входит в пределы Уральской антеклизы.

Волга в течение миллионов лет, подчиняясь закону Бэра, смещается в западном направлении, подмывая Жигулёвские горы. Таким образом на левом берегу реки образовалась серия аккумулятивных террас. I и II подпойменные террасы затоплены Куйбышевским водохранилищем. III подпойменная терраса в рельефе выражена слабо, её условно отмечают в южной части Комсомольского района. В основном город расположен на поверхности IV (Хазарской) и V (Бакинской) надпойменных террас. Третья терраса Четвёртая надпойменная терраса шириной 12-15 км относительно ровная с уклоном в сторону Волги, сложена суглинками, глинами, песками. В районе водохранилища береговой склон сильно изрезан оврагами. Пятая надпойменная терраса вытянута вдоль Волги полосой шириной до 30 км. Сложена в основном песчано-супесчаными отложениями, с прослоями суглинков.

Преобладающий тип почв: песчаные почвы

Растительность: Тольятти расположен на границе лесостепной и степной зон. Все три района города окружены лесами: преимущественно сосновыми на западе, дубовыми, осиновыми, берёзовыми, липовыми на юге.

В Жигулёвских горах растут уникальные растения: гвоздика волжская молочай жигулёвский, тимьян жигулёвский и десятки других.

Из-за особенностей геологической истории и своеобразных почвенно-климатических условий в Жигулёвских горах сформировались необычные природные сообщества, включающие не только лесостепные, но и таёжные, степные а также азиатские виды растений и животных.

Полезные ископаемые:

Месторождений полезных ископаемых на территории Тольятти не зарегистрировано.

1.2.Данные для расчета курсового проекта

Таблица 1. Исходные данные к курсовому проекту.

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, (1)

где:

q _{ж, о} – отопительная характеристика соответственно жилых и

общественных зданий, кДж/м³ ч⁰ С

q_ж = 2,1 кДж/м³ ч⁰ С(исх. Данные),

q_о = 1,7 кДж/м³ ч⁰ С(исх. Данные).

t ^р _в – расчетная температура воздуха внутри помещения, равна 18⁰ С.

t ^р _н.о. - расчетная температура наружного воздуха, равна -26⁰ С.

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 централиз-х источников:

V _ж = 721800 человек * 20,8 м² жил.пл./чел * 5,8 м³ /м² жил.пл. * 0,9= 78370156,8 м³

V _о - кубатура общественных зданий, м³ .

V _о = 78370156,8 м³ * 0,2 = 15674031,36 м³

Следовательно,

Q ^р _о = (78370156,8 м³ * 2,1 кДж/м³ ч⁰ С + 15674031,36м³ * 1,7 кДж/м³ ч⁰ С) * (18⁰ С+26 ⁰ С)*10^-6 ГДж/ч = 8413,8 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, (2)

где:

V _в – объем вентилируемых зданий, м³ .

V _в =0,8* V _о

m – Кратность обмена воздуха в помещении 1/ч. Принимается от 0,8 до 1 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 -14 ˚С

Получается, максимально-часовой расход теплоты для вентиляции общественных зданий

Q ^р _в = 12539225,1 м³ * 1/ч * 1,3 кДж/м^{3 0} С * (18⁰ С +14˚С) *10^-6 ГДж/ч = 521,6

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 ,(3)

где:

а – среднесуточный удельный расход горячей воды, равный 100 л/чел.(таб. 1)

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 0,6

с – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/кг⁰ С.

t _г – температура горячей воды, равна 65⁰ С.

t _х.з. – температура холодной водопроводной воды в зимний период,

равна 5⁰ С.

Q ^ср _г.з. = (100 л/чел*721800 человек*0,6*4,2 кДж/кг⁰ С*(65⁰ С-5⁰ С)) /24*10^-6 ГДж/ч =454,7 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 15⁰ С.

Принимаем 60%

Q ^ср _г..л. = 0,6* Q^ср _{г.з .} = 0,6*454,7ГДж/ч = 272,8 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 (табл.1).

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

Q ^р _о.с = Q ^р _о +(0,1-0,15) Q ^р _о

Q ^р _о.п. = 10%
Q ^р _о.с = 8413,8 ГДж/ч +0,1*8413,8 ГДж/ч = 9255 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. + (0,3-0,4) Q ^ср _г.л

Q ^ср _г.п. = 40%

Q ^ср _г.л.с = 272,8ГДж/ч + 0,4* 272,8ГДж/ч = 382 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 +(0,3-0,4) Q^ср _г.з

Q^ср _г.п. = 40%

Q ^ср _г.з.с = 454,7ГДж/ч+0,4*454,7 ГДж/ч = 636,6 ГДж/ч

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

Q ^р _в.с = Q ^р _в +(0,3-0,4) Q ^р _в

Q ^р _в.п. = 30%

Q ^р _в.с = 521,6 ГДж/ч +0,3* 521,6 ГДж/ч = 678,1 ГДж/ч

2.4. Среднемесячные расходы теплоты для бытовых нужд городских потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) рассчитываются по формулам:

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 _{г j} ,гДж ( г.л. –горячее водоснабжение в летний период) (9)

где:

Q ^ср _г.л.с - Среднечасовой расход тепловой энергии в летний период на горячее водоснабжение с учетом промышленных предприятий,

n _{г j} - 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.

Рассчитывается Q_j на каждый летний месяц.

Q _май = 382 ГДж/ч* 24*31= 284208 ГДж/ч

Q _июнь = 382 ГДж/ч* 24*15= 137520 ГДж/ч

Q _июль = 382 ГДж/ч* 24*31= 284208 ГДж/ч

Q _авг. = 382 ГДж/ч* 24*30= 275040,0 ГДж/ч

Q _сент. = 382 ГДж/ч* 24*31= 284208 ГДж/ч

2.4.2. Среднемесячные расходы теплоты для бытовых нужд городских потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) для зимнего отопительного периода:

Q_j = ( Q ^р _о.с * ( t^p _в - t^p _{ср. j .} )/( t^p _в - t^p _н.о ))* n _{о j} + ( Q ^р _в.с *( t^p _в - t^p _{ср. j .} ) /( t^p _в - t^p _н.в ))* n _{в j} + Q ^ср _г.з.с * n _{г j} ,

где:

Q ^р _о.с - Среднечасовой расход тепловой энергии на отопление с учетом пром предприятий.

Q ^р _{в.с -} Среднечасовой расход тепловой энергии на вентиляцию с учетом пром предприятий.

Q ^ср _{г.з.с -} Среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение по городу в целом (с учетом промышленных предприятий) в зимний период,

t^р _в - расчетная температура воздуха внутри помещения, равная 18°С;

t^р _{н.о .} - расчетная температура наружного воздуха для систем отопления, равна -26⁰ С;

t ^р _н.в – расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции, равна -14⁰ С;

t^p _{ср. j} – среднемесячная температура наружного воздуха за каждый месяц отопительного сезона (Таблица 2.);

n _{о j} , n _{в j} , n _{г j} - продолжительность работы систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения в течение каждого j-го месяца, ч. Для систем отопления и горячего водоснабжения – 24 часа, а для вентиляции – 12 часов в сутки.

Q = (9255 ГДж/ч * (18°С –(- 10,6°С))/( 18°С –(- 26⁰ С)))*24*31 + (678,1ГДж/ч *(18°С –(-10,6°С) /(18°С –(-14⁰ С)))*12*31 + 636,6 ГДж/ч *24*31= 5174799,7ГДж

Q = (9255 ГДж/ч * (18°С –(- 10,1°С))/( 18°С –(- 26С)))*24*28 + (678,1

ГДж/ч *(18°С –(-10,1°С) /(18°С –(-14⁰ С)))*12*28 + 636,6 ГДж/ч *24*28= 4599778,1ГДж

Q =( 9255 ГДж/ч * (18°С –(- 4°С))/( 18°С –(- 26 ⁰ С)))*24*31 + (678,1ГДж/ч *(18°С –(-4°С) /(18°С –(-14⁰ С)))*12*31 + 636,6 ГДж/ч *24*31=4089914,51ГДж

Q =( 9255 ГДж/ч * (18°С –6,8°С))/( 18°С –(-26⁰ С)))*24*30 + (678,1ГДж/ч *(18°С –6,8°С) /(18°С –(-14⁰ С)))*12*30 + 636,6 ГДж/ч *24*30=2239981,7ГДж

Q =(9255 ГДж/ч * (18°С –5,4°С))/( 18°С –(- 26⁰ С))*24*31 + (678,1ГДж/ч *(18°С –5,4°С) /(18°С –(-14⁰ С)))*12*31 + 636,6 ГДж/ч *24*31= 2544774,9ГДж

Q = (9255 ГДж/ч * (18°С –(-2,3°С))/( 18°С –(- 26⁰ С))*24*30 + (678,1ГДж/ч *(18°С –(-2,3°С)) /(18°С –(-14⁰ С)))*12*30 + 636,6 ГДж/ч *24*30= 3687555,8ГДж

Q = (9255 ГДж/ч * (18°С –(-7,4°С))/( 18°С –(- 26⁰ С))*24*31+ (678,1ГДж/ч *(18°С –(-7,4°С)) /(18°С –(-14⁰ С)))*12*31 + 636,6 ГДж/ч *24*31=4648794,7ГДж

2.5.Годовой расход энергии определяется как сумма среднемесячных расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

∑Q = ∑ Qj=284208+137520+284208+284208+275040 +ГДж/ч+5174799,7ГДж+

4599778,1ГДж+4089914,51ГДж+4648794,7ГДж+2544774,9ГДж +3687555,8ГДж+

2239981,7ГДж = 28250783,4ГДж

2.6. Годовой расход тепловой энергии на технологические нужды промышленных предприятий рассчитывается по формуле:

Q ^р _пром. = Q ^р _т * h ^т _max

Q ^р _т -тепловые нагрузки промышленных предприятий: максимальная для технологии производства (таб 1);

h ^т _max -число часов работы в году с максимальной нагрузкой технологии производства (таб 1);

Q ^р _пром. = 590 ГДж/ч * 5600 ч = 3304000 ГДж

3. Построение графиков расхода тепловой энергии на бытовые и технологические нужды.

В данном задании необходимо построить 2 графика:

а) график часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха;

б) график среднемесячных расходов теплоты в течение года;

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

Для построения графика часовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий необходимо определить, помимо максимальных нагрузок Q ^Р _в и Q ^р _о , расходы теплоты при разных текущих температурах наружного воздуха в течение отопительного сезона. Начало отопительного сезона соответствует среднемесячной температуре наружного воздуха, t_н = 8⁰ C.

Часовой расход тепловой энергии для текущей температуры наружного воздуха можно определить по формулам:

- для отопления:

Q _о = ( Q ^р _о.с * ( t^p _в – t _н. )/( t^p _в - t^p _н.о ))* Q ^р _оп *1,05

- для вентиляции :

Q _в = ( Q ^р _в.с * ( t^p _в – t _н. )/( t^p _в - t^p _н.в ))* Q ^р _вп *1,05,

где:

Q _о , Q _в - часовой расход теплоты соответственно на отопление и

вентиляцию при текущей температуре наружного воздуха, ГДж/ч.

Q ^р _{о.с ,} Q ^р _в.с Среднечасовой расход теплоты соответственно на отопление и вентиляцию, рассчитанные в 2.1и 2.2

Q ^р _оп , Q ^р _вп – коэффициенты тепловой нагрузки, соответственно для отопления и вентиляции Q ^р _оп =1,1, Q ^р _вп =1,3 (см. таб 1)

t _н. – текущая температура наружного воздуха, ⁰ C.(рассчитываем для линейки температур с некоторым произвольным интервалом) от -10,6⁰ С до + 5,4⁰ С.

1,05- потери в сетях.

t^p _в - расчетная температура воздуха внутри помещения. Принимается 18°С;

t ^р _н.о. - расчетная температура наружного воздуха, равна -26 °С

t ^р _н.в – расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции равна -14 ⁰ С

Рассчитываем:

Q _о = ( Q ^р _о.с * ( t^p _в – t _н. )/( t^p _в - t^p _н.о ))* Q ^р _оп *1,05

Рассчитываем:

Q _в = ( Q ^р _в.с * ( t^p _в – t _н. )/( t^p _в - t^p _н.в ))* Q ^р _вп *1,05,

Часовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение (ГВС) в течение всего отопительного сезона принимается постоянным и равным

Q _гвс (зим) = Q ^ср _г..з.с *1,05

1,05 – потери в сетях

Q _гвс (зим) = 636,6 ГДж/ч * 1,05 = 668,5 ГДж/ч

а в летний период

Q _гвс (летний) = Q ^ср _г..л.с *1,05

1,05 – потери в сетях

Q _гвс (летний) = 382,0 ГДж/ч *1,05= 401,1 ГДж/ч

Q _гвс (зим) и Q _гвс (летний) на графике – горизонтальная черта.

Часовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение в течение всего отопительного сезона принимается постоянным и равным Q^ср _г.з , а в летний период - Q^ср _г.л . При построении графика часовых расходов по оси абсцисс откладывается температура наружного воздуха от 8 °С до расчетной температуры для систем отопления t^р _н.о , а по оси ординат - величина суммарных тепловых нагрузок городских потребителей для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в зависимости от изменения этих температур.

При построении графика среднемесячных расходов теплоты на бытовые нужды города по оси абсцисс откладываются месяцы года, а по оси ординат - величина рассчитанных в разделе II проекта суммарных месячных расходов тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение городских потребителей.

Б) Построение графика среднемесячных расходов теплоты в течение года.

Для построения графика составим таблицу, в которой будет указаны суммарные среднемесячные расходы на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение за каждый месяц.

Таблица 3. Суммарные среднемесячные расходы по месяцам.

4. Проектирование вариантов схемы централизованного теплоснабжения города.

В курсовом проекте осуществляется проектирование двух вариантов схемы централизованного теплоснабжения города от котельных установок, различающих видом применяемого топлива.

В одном варианте для бытовых и технологических нужд городских потребителей тепловая энергия запускается из районных отопительных и промышленных котельных, используемых газообразное топливо, а в другом твердое топливо.

Для обоих вариантов следует определить необходимую мощность теплогенерирующих установок и выбрать основное оборудование: паровые или водогрейные котлы.

4.1. Расчет требуемой мощности котельных.

В основе определения требуемой мощности теплогенерирующих установок лежат расчетно-часовые расходы тепловой энергии с учетом покрытия тепловых потерь в сетях, которые можно оценить в размере 5% от тепловой нагрузки потребителей. Причем для технологических нужд используются паровые котлы, а для бытовых водогрейные котлы.

Расчетно-часовые расходы тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение по городу в целом с учетом промышленных предприятий будут равны:

Q ^{р.города} _быт = 1,1* Q ^р _о + 1,3* Q ^р _в + 1,4* Q ^ср _г..з. + 1,4* Q ^ср _г..л

Q ^{р.города} _быт = 1,1* 8413,8ГДж/ч + 1,3* 521,6ГДж/ч + 1,4* 454,7ГДж/ч + 1,4* 272,8

ГДж/ч = 10951,9ГДж/ч.

С учетом 5% потерь требуемая мощность котельных составит:

Q ^р _быт ^{по городу с 5%} = 1,05 * 10951,9ГДж/ч = 11499,5 ГДж/ч.

Для технологических нужд

Q ^р _пром. ^{с 5%} = Q^р _т * 1,05= 1,05*590 = 619,5 ГДж/ч.

4.2. Выбор котельного оборудования.

На основе полученных данных и приведенных в таблице основных технико-экономических характеристик промышленных и отопительных установок проводится анализ, позволяющий выявить какое оборудование необходимо приобрести, в каком количестве и как его размести по котельным. При выборе котлов определяются показатели, позволяющие удовлетворить потребность населения и промышленных предприятий в тепловой энергии на 100% + 10-12%.

Таблица 4 Основные технико-экономические характеристики промышленных и отопительных котельных установок (цифровые данные ориентировочные и могут служить справочным материалом лишь для данного курсового проекта)

Таблица5. Выбор котлов, работающих на твердом топливе.

Таблица5. Выбор котлов, работающих на газе.

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

В этом разделе курсового проекта сравниваются технико-экономические показатели двух запроектированных вариантов схемы централизованного теплоснабжения города и выбирается наиболее экономичный вариант по минимуму приведенных затрат. При расчете приведенных затрат необходимо обеспечить сопоставимость сравниваемых вариантов, то есть, прежде всего, уравнять их по полезному отпуску энергии потребителям.

Затраты по комбинированной и раздельной схемам энергоснабжения города складываются из:

Капиталовложений (К),

Ежегодных эксплуатационных расходов (И_год ) ,

Затрат по топливу (Зт).

5.1.Капиталовложение

Капиталовложение в строительстве котельных установок определяется по удельным капиталовложениям и установленной мощности выборных котлов по формуле:

К = ∑( К_i *Q_{кот. i} )

Где: К_i – Удельное капиталовложение в строительстве котельных установок(тыс.руб./ГДж/ч) ( из таб. 4)

Q_{кот. i} –Мощность котлов (ГДж/ч)

5.1.1. На твердом топливе

К₁ = К_быт + К_пром = 400128,24тыс. руб + 21180,45 тыс. руб = 421308,69 тыс. руб

5.1.2. На газе (аналогично):

К₂ = К_быт + К_пром = 213522,4 тыс.руб + 21117,6 тыс.руб =234640тыс.руб

5.2.Ежегодные эксплуатационные расходы

складываются из затрат на амортизацию, текущий ремонт, заработную плату обслуживающего персонала и прочих издержек.

И_год = И_ам + И_т.р. + И_з.п. + И_пр.

на амортизацию, текущий ремонт, заработную плату

Прочие эксплуатационные издержки при укрупненных расчетах принимаются 30% от суммарных годовых эксплуатационных расходов на заработную плату обслуживающего персонала, амортизацию и текущий ремонт. То есть:

И_год = 1,3*(И_ам + И_т.р. + И_з.п. )

5.2.1. На твердом топливе:

В данном варианте принимаем:

· - для бытовых котельных установок размер амортизационных отчислений (α) будет равен -5% от капиталовложений в сооружения,

- для промышленных котельных установок – 6%.

И_ам1 = 0,05* К_быт + 0,06* К_пром

И_ам1 = 0,05* 400128,24+ 0,06* 21180,45 = 20006,41+1270,83=21277,24 тыс.руб

Годовые эксплуатационные расходы по текущему ремонту, как правило, принимаются в размере 20% от расходов на амортизацию. Таким образом:

И_т.р.1 = 0,2* И_ам1 = 0,2*21277,24 =4255,45 тыс.руб

· Расходы на содержание обслуживающего персонала определяются в зависимости от его численности и среднегодового фонда заработной платы одного работника по формуле:

И_з.п.1 = ∑(p_i * Q_{кот. i} )*P

где:

p_i – штатный коэффициент, (чел./ГДж/ч) (из таб. 4);

Q_{кот. i} – мощность котлов(ГДж/ч)

Р – среднегодовой фонд заработной платы = 30 тыс. руб

И_{з.п .1} = (87,99+ 2312,88)*30=72026,1 тыс. руб.

Итого затраты при твердом топливе

И_год1 = 1,3 * (21277,24 + 4255,45 + 72026,1) = 97558,79 тыс. руб

5.2.2. На газе:

И_ам2 = 0,05* К_быт + 0,06* К_пром = 0,05*213522,4 +0,06* 21117,6 =10676,12+1267,06=11943,18 тыс.руб

И_т.р.2 = 0,2* И_а =11943,18 *0,2=2388,64 тыс. руб

И_{з.п .2} = (62,85+586,6)*30=19483,5 тыс.руб .

И_год2 = 1,3*(11943,18 +2388,64 +19483,5) = 33815,32 тыс. руб.

5.3. Затраты по топливу Зт

определяются на основе данных о его расходе на годовую выработку тепловой и электрической энергии по каждому варианту схемы энергоснабжения города и удельных замыкающих затрат.

З_т = С * В_год

Где: С – цена топлива, тыс. руб.

В_год –годовой расход топлива, т.у.т- тонн условного топлива.

Годовой расход топлива можно определить по формулам:

В_год = (Q_быт *в_вод + Q_тех *в_пар )*1,13*10^-3 , т.у.т.

где:

Q_быт ,Q_тех –годовая выработка тепловой энергии на бытовые(сумма среднемесячных расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение ) и технологические (годовой расход тепловой энергии на технологические нужды промышленных предприятий) нужды соответственно(ГДж/г).

в_вод , в_пар – удельные расходы топлива на выработку тепловой энергии соответственно водогрейными и паровыми котлами(кг у.т./ГДж). Принимаем для расчетов условно:

в_вод =42 кг у.т./ГДж

в_пар =45 кг у.т./ГДж

1,13 – коэффициент, учитывающий естественные потери твердого топлива при его транспортировке и подготовке к сжиганию.

5.3.1. На твердом топливе:

Вгод1 = (Q_быт * в_вод + Q_тех * в_вод )*1,13*10^-3

Вгод1 = (28250783,4 * 42 + 3304000 *45)*1,13*10^-3 = 1508790,6 тыс.руб

Зт1 = Ств * Вгод1*10-3=4726,74 * 1508790,6 *10^-3 = 7131253,4 тыс.руб

5.3.2. На газе:

В_год2 = (Q_быт *в_вод + Q_тех *в_пар )* 10^-3

Вгод1 = (28250783,4 * 42 + 3304000*45) *10^-3 = 1335212,9 тыс.руб..

Зт2 = Сгаз * Вгод2*10^-3

Зт2 = 3723,84* 1335212,9 *10^-3 = 4972119,2 тыс.руб

5.4. Приведенные затраты.

Приведенные затраты по комбинированной и раздельной схемам энергоснабжения города можно определить по следующим формулам:

П = Е_н *К + И_год +З_т

где:

Е_н – нормативный коэффициент капиталовложений (ставка рефинансирования). Принимается равным 0,15;

К –капиталовложение в строительство котельных установок,т.р.

И_год – соответственно ежегодовые эксплуатационные расходы по котельным установкам, тыс.руб.

З_т - затраты по топливу, тыс. руб.

5.4.1. На твердом топливе:

П₁ = Е_н * К₁ + И_год1 +З_т1 = 0,15*421308,69 +97558,79 +7131253,4 = 7292008,49 тыс. руб

5.4.2. На газе:

П₂ = Е_н * К₂ + И_год2 +З_т2 =0,15*234640+33815,32 + 4972119,2 =5041130,52 тыс.руб

Сравним приведенные затраты, рассчитанные для схем теплоснабжения города:

На твердом топливе: 7292008,49 тыс. руб.

На газе: 5041130,52 тыс. руб.

6.Заключение

После проведенных расчетов, можно сделать вывод:

Для г. Тольятти наиболее подходящей по всем параметрам будет система теплоснабжения, работающая на газе; т.к. приведенные затраты и количество необходимого топлива значительно меньше, чем для системы теплоснабжения, работающая на твердом топливе при тех же объемах предоставляемых потребителя тепловой и электрической энергии.

Список используемой литературы:

1. Ю.М. Варфоломеев, О.Я. Кокорин, Отопление и тепловые сети, Учебник, М., Инфра, 2007

2. Г.Ф. Быстрицкий, Основы энергетики, Учебник, М., Инфра-М, 2006

3. Ф.Г. Тагиз-заде, Энергоснабжение городов, М. Стройиздат, 1980

4. Портал мэрии городского округа Тольятти.

http://portal.tgl.ru/

5. Сайт ОАО РАО ''ЕЭС России'' http://www.rao-ees.ru/

6. Сайт Информационной системы по энергоснабжению «Ростепло» http://www.rosteplo.ru/

7. Рейтинговое агентство «Эксперт» http://www.raexpert.ru/database/regions/krasnodar/

8. Сайт Региональной энергетической комиссии — департамент цен и тарифов Самарской области http://old.samara.ru/news/9/31.07.2002/75349/

9. Информационный Интернет портал

newtariffs.ru