Проект замещения 1-ой очереди электрокотельной «Левобережная»
|
Введение 7
1 Расчет теплового потребления 8
1.1 Нормативно-техническая документация 8
1.2 Общая характеристика систем теплоснабжения 8
1.3 Сведения о электрокотельной «Левобережная» 9
1.4 Варианты реконструкции 11
1.5 Климатические и метеорологические условия района 13
1.5.1 Расчетные зимние параметры наружного воздуха 13
1.5.2 Средние месячные температуры наружного воздуха 14
1.5.3 Продолжительность стояния температур наружного воздуха 14
1.5.4 Грунтовые условия 14
1.6 Выбор источников теплоснабжения, назначение параметров
теплоносителя 15
1.7 Обоснование системы теплоснабжения по способам присоединения
инженерных систем зданий к тепловым сетям 15
1.8 Тепловые потоки на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение.. 16
1.9 Построение графика зависимости тепловой нагрузки от tH 17
1.10 Построение графика изменения полной тепловой нагрузки по месяцам
года 19
1.11 Построение графика продолжительности сезонной тепловой нагрузки 20
2 Гидравлический расчет тепловой сети 21
2.1 Определение расчетных расходов теплоносителя 22
2.2 Построение расчетной схемы тепловой сети 24
2.3 Расчет потокораспределения (расходы на расчетных участках) 27
2.4 Подбор диаметров расчетных участков. Определение суммарных потерь
давления от источника до потребителей 28
2.5 Построение пьезометрического графика 34
3 Технико-экономическая характеристика проектируемых линейных
объектов 39
4 Индивидуальное задание 45
4.1 Выбор и расчет тепловой изоляции трубопроводов 46
4.1.1 Обоснование конструкции теплоизоляции 46
4.1.2 Расчет толщины тепловой изоляции 47
4.2 Расчет трубопроводов на прочность и компенсацию температурных
удлинений 53
4.2.3 Расчет Г-образного участка на самокомпенсацию 53
4.2.4 Выбор сальниковых компенсаторов 59
5 Монтаж тепловой сети 59
5.1 Расчет подземной прокладки в непроходных каналах 59
5.2 Конструкция теплопроводов 64
5.3 Расчет и выбор неподвижных опор 65
5.4 Реконструкция тепловой камеры 68
5.5 Монтажно-сборочные работы 70
5.6 Теплоизоляционные работы 71
5.7 Гидроизоляционные работы 72
5.8 Гидравлические испытания 73
5.9 Мероприятия по предотвращению коррозии в тепловых сетях 74
5.10 Промывка и дренаж трубопроводов 75
Заключение 76
Список использованных источников 78
1 Расчет теплового потребления 8
1.1 Нормативно-техническая документация 8
1.2 Общая характеристика систем теплоснабжения 8
1.3 Сведения о электрокотельной «Левобережная» 9
1.4 Варианты реконструкции 11
1.5 Климатические и метеорологические условия района 13
1.5.1 Расчетные зимние параметры наружного воздуха 13
1.5.2 Средние месячные температуры наружного воздуха 14
1.5.3 Продолжительность стояния температур наружного воздуха 14
1.5.4 Грунтовые условия 14
1.6 Выбор источников теплоснабжения, назначение параметров
теплоносителя 15
1.7 Обоснование системы теплоснабжения по способам присоединения
инженерных систем зданий к тепловым сетям 15
1.8 Тепловые потоки на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение.. 16
1.9 Построение графика зависимости тепловой нагрузки от tH 17
1.10 Построение графика изменения полной тепловой нагрузки по месяцам
года 19
1.11 Построение графика продолжительности сезонной тепловой нагрузки 20
2 Гидравлический расчет тепловой сети 21
2.1 Определение расчетных расходов теплоносителя 22
2.2 Построение расчетной схемы тепловой сети 24
2.3 Расчет потокораспределения (расходы на расчетных участках) 27
2.4 Подбор диаметров расчетных участков. Определение суммарных потерь
давления от источника до потребителей 28
2.5 Построение пьезометрического графика 34
3 Технико-экономическая характеристика проектируемых линейных
объектов 39
4 Индивидуальное задание 45
4.1 Выбор и расчет тепловой изоляции трубопроводов 46
4.1.1 Обоснование конструкции теплоизоляции 46
4.1.2 Расчет толщины тепловой изоляции 47
4.2 Расчет трубопроводов на прочность и компенсацию температурных
удлинений 53
4.2.3 Расчет Г-образного участка на самокомпенсацию 53
4.2.4 Выбор сальниковых компенсаторов 59
5 Монтаж тепловой сети 59
5.1 Расчет подземной прокладки в непроходных каналах 59
5.2 Конструкция теплопроводов 64
5.3 Расчет и выбор неподвижных опор 65
5.4 Реконструкция тепловой камеры 68
5.5 Монтажно-сборочные работы 70
5.6 Теплоизоляционные работы 71
5.7 Гидроизоляционные работы 72
5.8 Гидравлические испытания 73
5.9 Мероприятия по предотвращению коррозии в тепловых сетях 74
5.10 Промывка и дренаж трубопроводов 75
Заключение 76
Список использованных источников 78
Красноярская теплотранспортная компания осуществляет передачу и распределение тепловой энергии подключенным потребителям тепла, а также эксплуатацию, техническое обслуживание, ремонт тепломеханического и электротехнического оборудования и тепловых сетей.
Предприятие образовано 22 февраля 1958 г. на базе цеха тепловых сетей Красноярской ТЭЦ-1. Тогда на балансе предприятия «Теплосеть Красноярскэнерго» состояло всего 23,9 км трубопроводов, к которым были подключены 250 домов вокруг ТЭЦ-1.
В 2006 году Красноярская теплосеть стала филиалом ОАО «Енисейская ТГК (ТГК-13)». А 28 апреля 2012 г. в ходе реорганизации группы «Сибирская генерирующая компания» (СГК) Красноярская теплосеть вместе со
сбытовыми подразделениями Енисейской ТГК была выделена из ОАО «Енисейская ТГК (ТГК-13)» в отдельное акционерное общество ОАО «Красноярская теплотранспортная компания» (КТК).
За 55-летнюю историю зона ответственности предприятия увеличилась почти в 40 раз. Тепловые сети, эксплуатируемые Красноярской теплотранспортной компанией, расположены в г. Красноярске. По ним тепло и горячую воду получают около 800 тысяч человек в краевом центре и пригородах. Самым крупным потребителем тепловой энергии является жилищно-коммунальный сектор, крупные потребители тепловой энергии в виде пара - ОАО «Енисейский ЦБК», ОАО «Завод синтетического каучука».
В составе проекта планируется выполнить проектирование участков тепловых сетей от ул. Лесопарковая и далее вдоль ул. Бильского в Октябрьском районе г. Красноярск для замещения 1-й очереди э/к «Левобережная» (расчетная тепловая нагрузка - 75 Гкал/ч) тепловой энергией от ТЭЦ-2.
Согласно схеме теплоснабжения г. Красноярск до 2033 года, документу «Предложения по строительству и реконструкции тепловых сетей и сооружений на них», разделу 8 «Обоснование предлагаемых для перевода в пиковый режим работы котельных по отношению к источникам тепловой энергии с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии», предлагается перевести э/к «Левобережная» в пиковый режим, а нагрузку переключить на Красноярскую ТЭЦ-2, так как при переключении нагрузки на ТЭЦ снижается себестоимость одной Гкал, что безусловно говорит об актуальности данной работы.
В составе проекта проектирование участков тепловых сетей от ул. Лесопарковая и далее вдоль ул. Бильского в Октябрьском районе г. Красноярск для замещения 1-й очереди э/к «Левобережная» (расчетная тепловая нагрузка - 75 Гкал/ч) тепловой энергией от ТЭЦ-2.
Предприятие образовано 22 февраля 1958 г. на базе цеха тепловых сетей Красноярской ТЭЦ-1. Тогда на балансе предприятия «Теплосеть Красноярскэнерго» состояло всего 23,9 км трубопроводов, к которым были подключены 250 домов вокруг ТЭЦ-1.
В 2006 году Красноярская теплосеть стала филиалом ОАО «Енисейская ТГК (ТГК-13)». А 28 апреля 2012 г. в ходе реорганизации группы «Сибирская генерирующая компания» (СГК) Красноярская теплосеть вместе со
сбытовыми подразделениями Енисейской ТГК была выделена из ОАО «Енисейская ТГК (ТГК-13)» в отдельное акционерное общество ОАО «Красноярская теплотранспортная компания» (КТК).
За 55-летнюю историю зона ответственности предприятия увеличилась почти в 40 раз. Тепловые сети, эксплуатируемые Красноярской теплотранспортной компанией, расположены в г. Красноярске. По ним тепло и горячую воду получают около 800 тысяч человек в краевом центре и пригородах. Самым крупным потребителем тепловой энергии является жилищно-коммунальный сектор, крупные потребители тепловой энергии в виде пара - ОАО «Енисейский ЦБК», ОАО «Завод синтетического каучука».
В составе проекта планируется выполнить проектирование участков тепловых сетей от ул. Лесопарковая и далее вдоль ул. Бильского в Октябрьском районе г. Красноярск для замещения 1-й очереди э/к «Левобережная» (расчетная тепловая нагрузка - 75 Гкал/ч) тепловой энергией от ТЭЦ-2.
Согласно схеме теплоснабжения г. Красноярск до 2033 года, документу «Предложения по строительству и реконструкции тепловых сетей и сооружений на них», разделу 8 «Обоснование предлагаемых для перевода в пиковый режим работы котельных по отношению к источникам тепловой энергии с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии», предлагается перевести э/к «Левобережная» в пиковый режим, а нагрузку переключить на Красноярскую ТЭЦ-2, так как при переключении нагрузки на ТЭЦ снижается себестоимость одной Гкал, что безусловно говорит об актуальности данной работы.
В составе проекта проектирование участков тепловых сетей от ул. Лесопарковая и далее вдоль ул. Бильского в Октябрьском районе г. Красноярск для замещения 1-й очереди э/к «Левобережная» (расчетная тепловая нагрузка - 75 Гкал/ч) тепловой энергией от ТЭЦ-2.
Согласно схеме теплоснабжения, г. Красноярск до 2033 года, предлагается перевести э/к «Левобережная» в пиковый режим, а тепловую нагрузку 75 Гкал/ч переключить на Красноярскую ТЭЦ-2, так как при переключении нагрузки на ТЭЦ снижается себестоимость одной Гкал с 1617 до 1370 руб/Гкал, повышается надежность и экономичность работы системы теплоснабжения, что безусловно говорит об актуальности данной работы.
Для рассмотрения возможности реализации данной идеи проанализированы источники теплоснабжения. Установленная тепловая мощность э/к - 158,2 Гкал/ч, установленная тепловая мощность ТЭЦ-2 - 1310 Гкал/ч, мощность занятая на сегодняшний день ТЭЦ-2 составляет 1207,2 Гкал/ч , тогда запас по тепловой мощности при переводе потребителей 1 -ой очереди, составит 27,8 Гкал.
На основании тепловых нагрузок потребителей, схемы тепловой сети 1¬ой очереди э/к, а также климатических условий по СП «Строительная климатология» в программе Zulu Thermo была построена модель переключаемой тепловой сети.
Для поиска варианта реконструкции были рассмотрены два варианта переключения.
В качестве первого варианта предлагается переключение нагрузки э/к «Левобережная» через перемычку от тепловой камеры ТК-П2721 по ул. Лесопарковая по кратчайшему расстоянию до ТК-1105-01.
В качестве второго вариант реконструкции предлагается строительство участков тепловых сетей от ТК-П2721 по ул. Лесопарковая до ТК-1105-01 далее к ТК-1103 От ТК-1103 теплоноситель поступает в насосную группу электрокотельной.
Для определения диаметра трубопровода была составлена функция затрат включающая в себя амортизационные затраты, затрат на тепловые потери, а также затраты на электроэнергию потребляемую насосным оборудованием. Затраты на амортизацию рассчитываются с помощью ФЕР- 2001 с учетом индекса перевода цен Красноярского края на 2018 год. Затраты на тепловые потери рассчитываются с помощью норм тепловых потерь по СП «Тепловая изоляция трубопровода». Затраты на электроэнергию потребляемую насосным оборудованием рассчитываются с учетом удельных потерь давления в трубопроводе. Оптимальный диаметр определяется по минимальному значению функции затрат. По ассортименту была выбрана труба условный диаметр которой составил 400 мм
Для проверки обеспечения всех потребителей тепловой энергией был произведен гидравлический расчет, на основании этого расчета построен пьезометрический график.
Пьезометрический график первого варианта показывает необходимость установки дополнительных насосов, для поднятия напора в подающем трубопроводе.
Пьезометрический график второго варианта показывает что установленного на котельной насосного оборудования достаточно для обеспечения бесперебойного снабжения потребителей тепловой энергией.
На котельной установлены циркуляционные насосы марки СЭ-1250-140, которые служат для поднятия напора в тепловой сети, в случае нехватки тепловой энергии для обеспечения всех потребителей можно использовать водогрейные электрокотлы.
Для выбора варианта реконструкции было произведено сравнения двух вариантов по капитальным затратам. Для сравнения учитывали капитальные затраты на прокладку трубопровода, а также строительство ЦТП. Стоимость ЦТП выбиралось с учетом подобранного насосного оборудования и экстраполяции цен на строительство самой ЦТП. В качестве насосов были выбраны насосы марки 6 НДВ, которые должны быть включены параллельно. Сравнение указывает что разница капитальных затрат весьма существенная, что позволяет сделать выбор в пользу второго варианта реконструкции.
После выбора основного варианта реконструкции согласно СП «Тепловые сети» была выбрана канальная прокладка трубы в непроходных железобетонных каналах, так как трубопровод прокладывается в густонаселенном месте. Профиль сети изображается с учетом заглубления тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия, которое составляет 0,5 метров. Для уменьшения тепловых потерь была выбрана тепловая изоляция марки МТПЭ-2-1 и рассчитана её толщина 0,018. Также был произведен расчет подвижных и неподвижных опор.
Для компенсации температурных расширений был произведен расчет г- образных и сильфонных компенсатор. Для организации переключения тепловой нагрузки были предложены варианты реконструкции тепловых камер ТК-П2721, ТК-1105-01, ТК-1103.
Для расчета экономической эффективности проекта было определено годовое количество тепловой энергии необходимое потребителям электрокотельной «Левобережная». Количество тепловой энергии определялось по интегральным показателям сезонной тепловой нагрузки.
После определения критериев оценки эффективности проекта можно сделать следующие выводы: проект является эффективным, так как NPV > 0, умеренно рисковым, так как резерв безопасности по проекту составляет 10,62 %. С простым сроком окупаемости составил 2 года и 6 месяцев и дисконтированный - 3 лет.
По результатам экономической оценки проект можно считать инвестиционное привлекательным.
Для рассмотрения возможности реализации данной идеи проанализированы источники теплоснабжения. Установленная тепловая мощность э/к - 158,2 Гкал/ч, установленная тепловая мощность ТЭЦ-2 - 1310 Гкал/ч, мощность занятая на сегодняшний день ТЭЦ-2 составляет 1207,2 Гкал/ч , тогда запас по тепловой мощности при переводе потребителей 1 -ой очереди, составит 27,8 Гкал.
На основании тепловых нагрузок потребителей, схемы тепловой сети 1¬ой очереди э/к, а также климатических условий по СП «Строительная климатология» в программе Zulu Thermo была построена модель переключаемой тепловой сети.
Для поиска варианта реконструкции были рассмотрены два варианта переключения.
В качестве первого варианта предлагается переключение нагрузки э/к «Левобережная» через перемычку от тепловой камеры ТК-П2721 по ул. Лесопарковая по кратчайшему расстоянию до ТК-1105-01.
В качестве второго вариант реконструкции предлагается строительство участков тепловых сетей от ТК-П2721 по ул. Лесопарковая до ТК-1105-01 далее к ТК-1103 От ТК-1103 теплоноситель поступает в насосную группу электрокотельной.
Для определения диаметра трубопровода была составлена функция затрат включающая в себя амортизационные затраты, затрат на тепловые потери, а также затраты на электроэнергию потребляемую насосным оборудованием. Затраты на амортизацию рассчитываются с помощью ФЕР- 2001 с учетом индекса перевода цен Красноярского края на 2018 год. Затраты на тепловые потери рассчитываются с помощью норм тепловых потерь по СП «Тепловая изоляция трубопровода». Затраты на электроэнергию потребляемую насосным оборудованием рассчитываются с учетом удельных потерь давления в трубопроводе. Оптимальный диаметр определяется по минимальному значению функции затрат. По ассортименту была выбрана труба условный диаметр которой составил 400 мм
Для проверки обеспечения всех потребителей тепловой энергией был произведен гидравлический расчет, на основании этого расчета построен пьезометрический график.
Пьезометрический график первого варианта показывает необходимость установки дополнительных насосов, для поднятия напора в подающем трубопроводе.
Пьезометрический график второго варианта показывает что установленного на котельной насосного оборудования достаточно для обеспечения бесперебойного снабжения потребителей тепловой энергией.
На котельной установлены циркуляционные насосы марки СЭ-1250-140, которые служат для поднятия напора в тепловой сети, в случае нехватки тепловой энергии для обеспечения всех потребителей можно использовать водогрейные электрокотлы.
Для выбора варианта реконструкции было произведено сравнения двух вариантов по капитальным затратам. Для сравнения учитывали капитальные затраты на прокладку трубопровода, а также строительство ЦТП. Стоимость ЦТП выбиралось с учетом подобранного насосного оборудования и экстраполяции цен на строительство самой ЦТП. В качестве насосов были выбраны насосы марки 6 НДВ, которые должны быть включены параллельно. Сравнение указывает что разница капитальных затрат весьма существенная, что позволяет сделать выбор в пользу второго варианта реконструкции.
После выбора основного варианта реконструкции согласно СП «Тепловые сети» была выбрана канальная прокладка трубы в непроходных железобетонных каналах, так как трубопровод прокладывается в густонаселенном месте. Профиль сети изображается с учетом заглубления тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия, которое составляет 0,5 метров. Для уменьшения тепловых потерь была выбрана тепловая изоляция марки МТПЭ-2-1 и рассчитана её толщина 0,018. Также был произведен расчет подвижных и неподвижных опор.
Для компенсации температурных расширений был произведен расчет г- образных и сильфонных компенсатор. Для организации переключения тепловой нагрузки были предложены варианты реконструкции тепловых камер ТК-П2721, ТК-1105-01, ТК-1103.
Для расчета экономической эффективности проекта было определено годовое количество тепловой энергии необходимое потребителям электрокотельной «Левобережная». Количество тепловой энергии определялось по интегральным показателям сезонной тепловой нагрузки.
После определения критериев оценки эффективности проекта можно сделать следующие выводы: проект является эффективным, так как NPV > 0, умеренно рисковым, так как резерв безопасности по проекту составляет 10,62 %. С простым сроком окупаемости составил 2 года и 6 месяцев и дисконтированный - 3 лет.
По результатам экономической оценки проект можно считать инвестиционное привлекательным.