ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ 8
1.1 Обзор способов регулирования 8
1.2 Анализ причин отклонения фактических температурных графиков от
проектных 22
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ НА ВЫБРАННОМ ОБЪЕКТЕ 27
2.1 Определение фактической нагрузки на коллекторах источника
теплоты 27
2.2 Анализ проектного и фактического регулирования отпуска теплоты 30
2.3 Влияние отклонений температурного графика на технико-экономические показатели котельной 37
2.4 Разработка предложений по совершенствованию отпуска теплоты... 42
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ГРАФИКА ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ И ЭФФЕКТА ОТ ЕГО
ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ КОТЕЛЬНОЙ ГУП «ТЭК СПб» 45
3.1 Расчет графика отпуска теплоты 45
3.2 Рекомендации по реконструкции элементов системы теплоснабжения
в связи с переходом на новый режим работы 49
3.3 Оценка эффекта от применения предложенного графика 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
В настоящей выпускной квалификационной работе бакалавра рассматривается обоснование способа регулирования отпуска теплоты от котельной ГУП «ТЭК СПб».
На значительной территории Российской Федерации в течение последних десятилетий характерно отклонение фактических температурных графиков регулирования систем теплоснабжения от проектных. В свое время в СССР системы централизованного теплоснабжения (СЦТ), использующие в качестве источника теплоты ТЭЦ или районную котельную, проектировались с температурным графиком регулирования сезонной нагрузки 150/70 °C. Однако к началу 80-х годов XX века появились отклонения от заданных проектных значений, а в расчетных условиях по температуре наружного воздуха температура теплоносителя снизилась со 150 C до 85...115 C. В то же время работа источников теплоты оформлялась как работа по проектному графику 150/70°С со «срезкой» при пониженной температуре 110. 130°С [1].
На данный момент значительная часть котельных и ТЭЦ продолжает работу по температурному графику со «срезкой», что влечет за собой непроектные режимы работы установок за счет нарушения гидравлических режимов тепловых сетей и снижением фактических температур теплоносителя. Это, в совокупности с инерционностью систем теплоснабжения, достаточно низким уровнем автоматизации теплопотребляющих установок потребителей и недостатками центрального качественного регулирования тепловой нагрузки, нивелирует положительные стороны СЦТ.
В данной работе предпринята попытка обосновать переход на более совершенный способ регулирования теплоотпуска в условиях отклонения фактических тепловых нагрузок от проектных. Таким образом, объектом для работы служит 1-Правобережная котельная ГУП «ТЭК СПб». Предметом же является регулирование отпуска теплоты.
Цель данной работы состоит в обосновании метода регулирования отпуска теплоты. Для ее достижения необходимо решить следующие задачи:
1. Оценить влияние отклонения температуры теплоносителя от проектного значения на качество теплоснабжения.
2. Проанализировать проектные и фактические температурные графики и способы регулирования.
3. Разработать предложения по совершенствованию регулирования отпуска теплоты от котельной.
4. Произвести расчет нового способа регулирования отпуска теплоты и эффекта от его применения.
В результате работы была достигнута ее цель - проведено обоснование метода регулирования отпуска теплоты на примере котельной ГУП «ТЭК СПб». При написании были выполнены все поставленные изначально задачи:
1. Произведена оценка влияния отклонения температуры теплоносителя от проектного значения на качество теплоснабжения, в ходе которой было показано, что фактическая нагрузка потребителей может быть ниже расчетной на величину до 52,81 %. Такой результат позволяет утверждать, что снижение температуры воды в подающей линии тепловых сетей не оказывает негативного влияния на качество теплоснабжения абонентов и позволяет обеспечивать требуемую температуру внутренних помещений.
2. Проанализированы проектные и фактические температурные графики рассматриваемой котельной в совокупности с регулированием отпуска теплоты. Основным результатом анализа является выявление фактической нагрузки подключенных к котельной потребителей, значение которой составило около 56 % от договорной. Действительное регулирование отпуска теплоты несколько отличается от утвержденного по температурному графику со «срезкой» на 110 °C. При этом фактический способ регулирования теплоотпуска, близкий к качественному с точки зрения постоянства расхода теплоносителя, не является оптимальным.
3. Разработаны предложения по совершенствованию регулирования отпуска теплоты от котельной. На основе рекомендаций нормативных документов и произведенного анализа предложено два альтернативных варианта: количественное регулирование при температурном графике 110/70 C и качественно-количественное регулирование с сохранением существующего температурного графика.
4. Произведен расчет графиков отпуска теплоты и проанализирован эффект от их применения. Наиболее перспективным оказалось использование качественно-количественного регулирования по существующему температурному графику со «срезкой» на 97 °C в случае подключения новых потребителей и количественное по температурному графику 110/70 C - в случае сохранения существующей нагрузки.
Стоит отметить, что в дальнейшем возможно осуществление более подробного рассмотрения данной проблемы с приведением значительно лучше проработанного технико-экономического анализа и оценкой большего числа факторов, влияющих на теплоснабжение в целом и на котельные в частности.
1) Петрущенков, В. А. Обоснование пониженного температурного графика регулирования централизованных систем теплоснабжения / В. А. Петрущенков. - Текст : непосредственный // Новости теплоснабжения. - 2015. - № 8 (180) - С. 30-37.
2) Исследование систем теплоснабжения: монография / Л. С. Попырин, К. С. Светлов, Г. М. Беляева [и др.] ; под общей редакцией Ю. А. Юдиной ; Академия наук СССР, Научный совет по комплексным проблемам энергетики, Государственный научно-исследовательский энергетический институт им Г. М. Кржижановского. - Москва : Наука, 1989. - 215 с. - Авт. Указаны на обороте тит. л. - Библиогр.: с. 210-213. - 1300 экз. - ISBN 5-02-006538-2. - Текст : непосредственный.
3) Теория и практика создания автоматизированных систем управления теплоснабжением: монография / В. А. Седнин ; Белорусский национальный технический университет. - Минск: БНТУ, 2005. - 190 с., [1] с., [2] л. : ил. ; 20 см. - Библиогр.: с. 148-150 - 200 экз. - ISBN 985-479-357-5. Текст : непосредственный.
4) Седнин, В. А. Тенденции развития систем централизованного теплоснабжения / В. А. Седнин, А. В. Седнин. - Текст : непосредственный // Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности: Седьмая Международная научно-техническая конференция, 21-22 апреля 2017 г.: сборник научных трудов / главный редактор В. И. Шарапов ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ульяновский государственный технический университет». - Ульяновск : УлГТУ, 2017. - С. 55-58.
5) СП 131.13330.2018 «СНИП 23-01-99* Строительная климатология». Строительная климатология = Building climatology : официальное издание : утвержден Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 28 ноября
2018 г. № 763/пр : дата введения 2019-05-29 / разработан Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук» (ФГБУ ГГО НИИСФ РААСН). - Москва : Стандартинформ, 2019. - 110 с., табл. - Текст : непосредственный.
6) ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях = Residential and public buildings. Microclimate parameters for indoor enclosures : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2012 г. N 191-ст: введен впервые : дата введения 2013-01-01 / разработан ОАО «СантехНИИпроект», ОАО «ЦНИИПромзданий». - Москва : Стандартинформ, 2013. - 12 с. ; 29 см. - Текст : непосредственный.
7) Соколов, Е. Я. Теплофикация и тепловые сети : учебник для вузов / под редакцией В. А. Малафеева, Е. А. Улановской. - 9-е издание, стереотипное. - Москва : Издательский дом МЭИ, 2009. - 472 с.: ил. - Текст : непосредственный.
8) Копко, В. М. Теплоснабжение: курс лекций для студентов специальности 1-70 04 02 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» высших учебных заведений / В. М. Копко. - Москва : Изд-во АСВ, 2012. - 336 с. - Текст : непосредственный.
9) СП 124.13330.2012 Тепловые сети = Thermal networks. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003 : официальное издание : утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 30 июня 2012 г. № 280 : дата введения 2013-01-01 / разработан ОАО «ВНИПИэнергопром», ОАО «МТК». - Москва : Минрегион России, 2012. - 74 с., табл. - Текст : непосредственный.
10) Ротов, П. В. Способы регулирования тепловой нагрузки систем теплоснабжения. Перспективы развития. / П. В. Ротов. - Текст : непосредственный // Новости теплоснабжения. - 2007. - № 2 (78) - С. 30-35.
11) Шарапов, В. И. Технологии обеспечения пиковой мощности систем теплоснабжения / В. И. Шарапов, М. Е. Орлов, П. В. Ротов. - Текст : непосредственный // Новости теплоснабжения. - 2008. - № 5 (93) - С. 32-40.
12) СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика : издание официальное : утверждены постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 21 июля 1982 г. № 188 : дата введения 1984-01-01 / разработаны НИИСФ , ПНИИИС, НИИОСП им Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. Дальневосточным Промстройниипроектом Минстроя СССР, МГУ им. М.В. Ломоносова, МИСИ им В.В. Куйбышева Минвуза СССР при участии ГГО им. А.И. Воейкова Госкомгидромета. - Москва : Стройиздат, 1983. - 136 с., табл. - Текст : непосредственный.
13) СП 54.13330.2016 Здания жилые многоквартирные = Multicompartment residential buildings. Актуализированная редакция СНиП 31¬01-2003 (с изменениями N 1,2, 3) : издание официальное : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 3 декабря 2016 г. № 883/пр : дата введения 2017-06-04 / разработан АО «ЦНИИпромзданий», ОАО «Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова», АО «ЦНИИЭП жилища - институт комплексного проектирования жилых и общественных зданий», ОАО «Центр методологии нормирования и стандартизации в строительстве», ООО «Верхне-Волжский Институт Строительной Экспертизы и Консалтинга». - Москва : Стандартинформ, 2017. - 31 с., табл. - Текст : непосредственный.
14) Самарин, О. Д. Теплофизика. Энергосбережение.
Энергоэффективность : монография / О. Д. Самарин. - Москва : Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), 2009. - 296 с. : схем., табл. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-93093-665-0. - Текст : электронный.
15) Об утверждении Методических указаний по разработке схем теплоснабжения : приказ Министерства энергетики Российской федерации от 5 марта 2019 года № 212. - URL: http://www.consultant.ru (дата обращения:
26.03.2020). - Режим доступа: КонсультантПлюс : [справ.-правовая система], свободный.
16) Обосновывающие материалы. Схема теплоснабжения Санкт- Петербурга на период до 2033 года (актуализация на 2020г.): в 18 главах. - Санкт-Петербург, 2019. - Текст : электронный.
Глава 4. Существующие и перспективные балансы тепловой мощности источников тепловой энергии и тепловой нагрузки потребителей. - 2019. - 129 с. : ил., табл.
17) МДК 4-05.2004. Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения : утверждена заместителем председателя Госстроя России 12.08.2003 / разработана Закрытым акционерным обществом «Роскоммунэнерго» при участии Российской ассоциации «Коммунальная энергетика» и Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова. - Москва : ФГУП ЦПП, 2004. - 76 с. : ил., табл. - Текст - непосредственный.
18) Петрущенков, В. А. Анализ режимов работы системы отопления с элеваторным смешением: монография / В. А. Петрущенков - Санкт-Петербург : ООО «Страта», 2016. - 64 с.
19) СП 89.13330.2016 Котельные установки = Boiler installations. Актуализированная редакция СНиП II-35-76 : издание официальное : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 16 декабря 2016 г. № 944/пр : дата введения 2016-03-17 / разработан ООО "СанТехПроект", ОАО НТЦ "Промышленная безопасность", ФГБОУ ВО НИУ МГСУ, ПКБ ООО "Теплоэнергетика". - Москва : Стандартинформ, 2017. - 74 с., табл. - Текст : непосредственный.
20) Российская Федерация. Законы. О промышленной безопасности опасных производственных объектов : Федеральный закон № 116-ФЗ : [принят Государственной думой 20 июня 1997 года : с изменениями на 29 июля 2018
года]. - URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 09.04.2020). - Режим доступа: КонсультантПлюс : [справ.-правовая система], свободный.
21) Обосновывающие материалы. Схема теплоснабжения Санкт- Петербурга на период до 2033 года (актуализация на 2020г.): в 18 главах. - Санкт-Петербург, 2019. - Текст : электронный.
Глава 1. Существующее положение в сфере производства, передачи и потребления тепловой энергии для целей теплоснабжения. Том 4 (части 5, 6, 7, 8, 9). Приложение К. - 2019. - 179 с. : ил.
22) Афанасьев, А. В. Применение ЧРП для повышения энергоэффективности насосной установки. / А. В. Афанасьев, Л. М. Беккер, И. Б. Твердохлеб - Текст : электронный // XIII Международная научно¬техническая конференция «ГЕРВИКОН-2011», 6-9 сентября 2011 / Сумский государственный университет (СумГУ). - Сумы, 2011.
23) Обосновывающие материалы. Схема теплоснабжения Санкт- Петербурга на период до 2033 года (актуализация на 2020г.): в 18 главах. - Санкт-Петербург, 2019. - Текст : электронный.
Глава 1. Существующее положение в сфере производства, передачи и потребления тепловой энергии для целей теплоснабжения. Том 3 (части 3, 4). Приложение А. - 2019. - 226 с.
24) Обосновывающие материалы. Схема теплоснабжения Санкт- Петербурга на период до 2033 года (актуализация на 2020г.): в 18 главах. - Санкт-Петербург, 2019. - Текст : электронный.
Глава 8. Предложения по строительству и реконструкции тепловых сетей. Приложение А. Том 2. - 2019. - 218 с. : табл.