Что такое срезка температурного графика
Обоснованное снижение температуры теплоносителя (срезка)
Рубрика: | Экономия топлива При производстве тепловой энергии, Экономия тепловой энергии При транспорте, Экономия тепловой энергии При производстве. |
Классификация технологии: | Научный. |
Статус рассмотрения проекта Координационным Советом: | Не рассматривался. |
Объекты внедрения: | Котельные, РТС, КТС, ТЭЦ, Тепловые сети, в т.ч. системы ГВС. |
Эффект от внедрения: | — для объекта уменьшение расхода топлива и количества избыточно потраченного тепла на 60%; — для муниципального образования уменьшение расхода топлива, уменьшение выбросов в атмосферу, высвобождение мощностей при дефиците, улучшение качества теплоснабжения. |
Метод «Обоснованное снижение температуры теплоносителя» заключается в обоснованной «срезке» температурного графика теплоносителя при качественном регулировании зависимых систем теплоснабжения. Снижение температуры в подающей магистрали позволяет исключить перетопы и снизить потери в тепловых сетях. Возможность подачи теплоносителя с более низкими, чем это требуется по не срезанному температурному графику температурами, обусловлена тем, что однократный воздухообмен, который учитывается при расчете тепловых потерь зданий, в сильные морозы не комфортен. Поэтому он нигде реально не поддерживается, и тепловая мощность отопительных систем при температурах, близких к расчетным, на самом деле, заметно меньше расчетного значения.
Необходима методика расчета аргументированной срезки температурного графика 150/70 0 C на том уровне, на котором мог бы быть обеспечен нормальный температурный режим в отапливаемых помещениях зданий, присоединенных к тепловой сети. Необходимо отметить, что необоснованная срезка недопустима, что должно контролироваться надзорными органами.
Обоснованное снижение температуры теплоносителя
1. Краткое описание предлагаемого метода (технологии) повышения энергоэффективности, его новизна и информированность о нём, наличие программ развития;
Метод заключается в обоснованной «срезке» температурного графика теплоносителя при качественном регулировании систем теплоснабжения. Снижение температуры в подающей магистрали позволяет исключить перетопы и снизить потери в тепловых сетях. Возможность подачи теплоносителя с более низкими, чем это требуется по не срезанному температурному графику температурами, обусловлена тем, что однократный воздухообмен, который учитывается при расчете тепловых потерь зданий, в сильные морозы не комфортен. Поэтому он нигде реально не поддерживается, и тепловая мощность отопительных систем при температурах, близких к расчетным, на самом деле, заметно меньше расчетного значения.
2. Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении и прогноз перерасхода энергоресурсов в масштабах страны или описание других возможных последствий при сохранении существующего положения;
По экспертным оценкам количество избыточно потраченного тепла можно сократить на 60%
3. Перечень групп абонентов и объектов, где возможно применение данной технологии с максимальной эффективностью; необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня;
Применяется при качественном регулировании при зависимом присоединении абонентов.
4. Обозначить причины, по которым предлагаемые энергоэффективные технологии не применяются в массовом масштабе; наметить план действий для снятия существующих барьеров;
Отсутствие строгого контроля за соблюдением температурного графика, отсутствие мотивации в экономии топлива
5. Мер поощрения, принуждения, стимулирования для внедрения предлагаемого метода и необходимость их совершенствования не существует.
6. Наличие технических и других ограничений применения метода на различных объектах; при отсутствии сведений по возможным ограничениям необходимо их определить проведением испытаний;
Метод не применяется при качественно-количественном методе регулирования, при зависимом присоединении через ЦТП (ИТП) с погодным регулированием
7. Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний; темы и цели работ;
Необходима методика расчета аргументированной срезки, а так же программа ее испытаний
8. Наличие постановлений, правил, инструкций, нормативов, требований, запретительных мер и других документов,
9. Необходимость разработки новых или изменения существующих законов и нормативно-правовых актов;
Необходимо привлечение ФАС, для снятия барьеров по п. 9.
10. Наличие внедрённых пилотных проектов, анализ их реальной эффективности, выявленные недостатки и предложения по совершенствованию технологии с учётом накопленного опыта;
Внедрена в течение отопительного сезона 2006-2007 в Киеве аргументированная срезка температурного графика 150/70 0 C на том уровне, на котором мог бы быть обеспечен нормальный температурный режим в отапливаемых помещениях зданий, присоединенных к тепловой сети.
11. Возможность влияния на другие процессы при массовом внедрении данной технологии (изменение экологической обстановки, возможное влияние на здоровье людей, повышение надёжности энергоснабжения, изменение суточных или сезонных графиков загрузки энергетического оборудования, изменение экономических показателей выработки и передачи энергии и т.п.)
Возможно высвобождение мощностей при их дефиците, экономия топлива
12. Предполагаемые способы внедрения:
финансирования не требует (осуществляется в рамках текущей деятельности предприятия).
Здесь мы можем разместить контактную информацию о Вашей компании и ссылку на Ваш сайт
Как разместить контактную информацию
Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог».
Скачать опросник
Основной рубрикатор
Экономия тепловой энергии
Экономия электрической энергии
Энергетические обследования (энергоаудит), составление энергетических паспортов
Что такое срезка температурного графика
Группа: New
Сообщений: 14
Регистрация: 26.1.2015
Пользователь №: 257429
Здравствуйте.
Что такое начало срезки температурного графика?
Допустим температура наружного воздуха 4 градуса.
Температурный график:
8 65
7 65
6 65
5 65
4 65
3 65
2 65
1 65
0 66,39
Начало срезки значит будет 8 градусов или 1 градус?
И если это 8 градусов, то где это законодательно можно подтвердить? Или в учебнике где-то есть это?
Группа: Участники форума
Сообщений: 1515
Регистрация: 15.7.2011
Из: наладка ИТП
Пользователь №: 115423
Точка излома графика, так ее еще называют.
Нижняя срезка 65С необходима для работы горячего водоснабжения, не ниже 60 у потребителя. У вас при 1С на улице график начинает уклон на подъем, как и должно быть. При положительных температурах на улице для отопления не нужно 65С, без регуялтора это вынужденный перетоп. По нормальному график отопления начинается примерно с точки (+10,+35) в справочной литературе есть точнее, например «Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения».
Идеально график температуры отопления выглядит прямой линией с небольшой кривизной, описанный одной функцией, и без крутых изломов.
+8 начало графика, может помните «если среднесуточная температура на улице в течении сколько то там дней держится ниже +8, то начинается отопительный сезон» забыл где написано, но каждый год это предложение повторяют. может что поменялось, слышал муниципалитет может не ждать несколько суток, а частные потребители вообще не ждать. сейчас почти везде приборы учета.
у нас график от +10
может так нагляднее.. как тут доказывать что излом это излом если так видно что это излом)
Коммунальный комплекс России
Ежемесячный деловой журнал
Свежий номер
Готовится к выпуску
Номер: 12 (210), декабрь 2021
Размещение рекламы
Баннеры
КОРРЕКТИРОВКА ТЕМПЕРАТУРНЫХ ГРАФИКОВ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА
Вот уже более полувека на рабочем столе любого уважающего себя теплотехника, в числе постоянно востребованных материалов, неизменно лежит книга профессора Е.Я.Соколова, гуру теплоэнергетики – «Теплофикация и тепловые сети» [1]. Это настоящая «библия теплотехника». С 1956 года, когда она вышла впервые в ее нынешнем виде, и по сей день в нашей стране, как и во всем мире, кардинально изменилось многое, но причина актуальности этой книги не изменилась: Россия – холодная северная страна с огромной территорией и высокой степенью урбанизации, которая в принципе не может обойтись без централизованного теплоснабжения. А значит, этому фундаментальному труду предстоит еще очень долгая жизнь. Математический аппарат, сформулированный Е.Я.Соколовым, не претерпел никаких изменений по сей день и признан классическим.
Применив к этому аппарату современные средства компьютерного анализа и моделирования на платформе CityCom, специалисты ИВЦ «Поток» разработали и апробировали методику для оптимизации эксплуатационного температурного графика любого конкретного теплоисточника в увязке с фактическим состоянием теплосетей, присоединенных нагрузок и требованиями, предъявляемыми к качеству теплоснабжения как услуги.
О чем вообще эта статья и какова задача?
Оказывается, перейти на «более низкий» температурный график или даже просто на несколько градусов снизить температуру теплоносителя без нанесения серьезного ущерба теплоснабжению – вовсе не так просто, как это может показаться. В следующей главе будет достаточно подробно объяснено, почему. Квалифицированным теплотехникам и тем, кому это скучно – можно ее пропустить, перейдя сразу от вопроса «кто виноват?» к вопросу «что делать?»
Что такое «температурный график» и почему это так важно?
Житейское: если вода из смесителя на кухне недостаточно горяча, мы прикрываем вентиль холодной воды и сильнее открываем вентиль горячей – вплоть до полного закрытия первого и полного открытия второго (при этом счетчик ГВС крутится быстрее).
Ровно то же самое в более широком смысле делает любой объект теплопотребления. Разница лишь в том, что сетевая вода является средством транспортировки тепла – она не расходуется физически (исключение — ГВС по «открытой» схеме), а отдает свою тепловую энергию, нагревая водопроводную воду или воздух в теплообменных приборах. И чем ниже температура сетевой воды, тем больше и с большей скоростью ее нужно «прокачать» через теплообменную установку для отбора одного и того же требуемого количества теплоты. Так, если у вас в доме холодно, то вы открываете регулятор на батарее отопления до отказа, а если слишком жарко – наоборот, «прикручиваете» этот регулятор, тем самым изменяя расход теплоносителя.
Отсюда очевидный вывод: добиться отбора требуемого количества тепловой энергии можно тремя способами: (а) изменяя расход теплоносителя – «количественное регулирование», (б) изменяя его температуру – «качественное регулирование», (в) комбинируя изменение температуры с изменением расхода – «качественно-количественное регулирование». Запомним это.
Давление в подающем трубопроводе всегда должно быть выше, чем в обратном трубопроводе (по которому охлажденный теплоноситель возвращается обратно к теплоисточнику). Этой разницей давлений обеспечивается «проталкивание» теплоносителя через тепловые приборы потребителей, где он остывает, отдавая свое тепло благодарным людям. Разница давлений в подающем и обратном трубопроводах в точках подключения потребителей называется «располагаемый напор». Чем он выше, тем больше возможности для регулирования потребляемой тепловой энергии есть у объекта теплопотребления. Нет располагаемого напора, или он слишком мал, чтобы преодолеть сопротивление внутренних систем потребителя – нет теплоснабжения (услуга не оказана). Это тоже запомним.
Казалось бы, чего проще – поставить на источнике такие сетевые насосы, чтобы они создавали располагаемый напор, которого заведомо хватит всем потребителям, а теплоноситель нагреть до достаточно высокой температуры. И пусть каждый возьмет себе столько тепла, сколько ему нужно, регулируя расход на своих теплообменных установках и в отопительных приборах. Но нет, так не работает. И вот почему.
Из законов физики следует, что располагаемый напор снижается пропорционально квадрату увеличения расхода. Это очень сильное влияние, и к тому же неравномерное: при увеличении расхода в магистрали располагаемый напор потребителей этой магистрали очень быстро снижается по мере удаления от источника, они могут вовсе лишиться возможности получать свое тепло и замерзнут. При этом потребители, расположенные ближе к источнику, почти ничего не заметят и могут спать зимой с открытыми окнами. Это классический случай «разрегулировки» сетей, приводящий к большому количеству жалоб, избыточным затратам на выработку тепла и даже к авариям. Вот главная причина, по которой количественное регулирование в системах централизованного теплоснабжения не применяется: при существенно переменных расходах практически невозможно обеспечить устойчивый гидравлический режим для равномерного обеспечения тепловой энергией всех потребителей.
Поэтому обычно используется качественное регулирование отпуска тепла, к которому в отдельные «тяжелые» по гидравлике слишком холодные или слишком теплые дни добавляется количественное регулирование в небольшом заранее рассчитанном диапазоне допустимых расходов. Для практического обеспечения такого регулирования и служит Его Величество Температурный График.
Температурный график – это точно рассчитанная зависимость абсолютной температуры теплоносителя на выходе из источника от температуры наружного воздуха. Каждой среднесуточной температуре воздуха соответствует строго определенная температура сетевой воды в подающей и (для контроля) обратной магистралях. Идея, закладываемая в расчет температурного графика, состоит в том, чтобы на всем диапазоне наружных температур в течение отопительного периода в системе трубопроводов, транспортирующих теплоноситель от источника к потребителям, расходы оставались постоянными (ну или почти постоянными). Заложенное в температурный график постоянство расходов позволяет при проектировании системы теплоснабжения и в процессе ее эксплуатации рассчитывать и осуществлять «наладочные мероприятия» – установку на абонентских вводах специальных простых гидравлических устройств (дроссельных шайб и сопел элеваторов), обеспечивающих ровный и устойчивый гидравлический режим во всей системе теплоснабжения. Существенное изменение расходов, как уже отмечалось выше, ведет к эффекту «разрегулировки» сети. Для новых значений установившихся расходов и давлений эти устройства необходимо рассчитывать и устанавливать заново (т.е. «осуществлять переналадку»).
Рис.1. Классический температурный график 150/70 со срезками – «нижняя» 70°С и «верхняя» 115°С
Так в чем, собственно, проблема, и как ее решить?
Рис.2. Электронная модель производственного назначения (ЭМПН) на платформе «CityCom-ТеплоГраф»
Подход к решению
При проектировании систем теплоснабжения всегда используется классический температурный график – со срезками или без. Это продиктовано самим «проектным» подходом, при котором известно гипотетическое (проектное) теплопотребление по видам тепловой нагрузки, а характеристики трубопроводной сети выбираются исходя из предполагаемой по расчету (проектной) гидравлики.
С течением времени в силу естественных причин изменяются гидравлические характеристики трубопроводов, абсолютные величины и соотношения видов тепловых нагрузок, характеристики оборудования абонентских вводов и т.д. Поэтому при фактической эксплуатации существующей системы теплоснабжения параметры режима в сетях всегда отличаются от проектных, и это совершенно нормально. В то же время диспетчерские службы имеют обратную связь в виде жалоб от потребителей в те моменты, когда режим фактического отпуска тепловой энергии с источника или гидравлический режим в сети не обеспечивают надлежащего качества теплоснабжения.
Как правило, на централизованных источниках тепла ведутся журналы, в которых ежесуточно фиксируются измеряемые значения расходов, давлений и температур в подающем, обратном и подпиточном трубопроводах, а также среднесуточная температура наружного воздуха. Оказалось, что, анализируя данные такого журнала на большом временном промежутке (желательно за несколько лет), можно статистически с большой степенью достоверности идентифицировать фактические абсолютные нагрузки по видам теплопотребления, а также тепловые потери, и их реальные соотношения на различных интервалах температур наружного воздуха. Последующий пересчет полученных ежедневных «мгновенных» нагрузок в так называемые «расчетные» (т.е. максимальные проектные на температуру наружного воздуха самой холодной пятидневки) дает основания для пересчета температурного графика. Интересное наблюдение: расчетные нагрузки, полученные на основании анализа фактических режимов, как правило, оказываются существенно ниже проектных, даже с учетом тепловых потерь, что позволяет предполагать возможность разработки и обоснования пониженного температурного графика для теплоисточника.
Далее, вместо использования «предопределенного» классического графика, мы задаемся лишь характерными для него расчетными константами (чтобы исключить необходимость переналадки сетей) и требуемой температурой в отапливаемых помещениях, и для каждой температуры наружного воздуха на всем диапазоне температур отопительного периода решается полная система уравнений «имени Е.Я.Соколова» [1] (рис.3). Если в качестве изменяемого параметра использовать расход и характер его изменений в допустимых пределах, то можно получить несколько вариантов новых температурных графиков, приемлемых для эксплуатации, из которых выбирается наиболее подходящий с точки зрения диспетчерской службы и/или экономических соображений (рис.4). Адекватность гидравлики для каждого из вариантов нового графика в обязательном порядке должна быть проверена на откалиброванной электронной модели – ЭМПН [4] (рис.2). Варианты, неприемлемые по «гидравлическим» соображениям, либо сразу отклоняются, либо сопровождаются необходимыми мероприятиями по модернизации (перекладке) критических участков сетей.
Рис.3. Система уравнений (классические соотношения предметной области) [1]
Рис.4. Пониженный график (условное название – «115/55 нелинейный»), рассчитанный на основании анализа фактических режимов и предложенный к применению вместо графика «150(115)/70» (Рис.1)
Для того, чтобы были основания для утверждения полученного графика в качестве эксплуатационного, необходимо временно принять его к исполнению в качестве «диспетчерского» внутренним распорядительным документом, и отработать на нем не менее одного полного отопительного сезона (Рис.5), тщательно фиксируя как параметры режима на источнике, так и (по возможности) температуры в отапливаемых помещениях хотя бы по нескольким характеристическим потребителям, а также отслеживая и фиксируя поступающие жалобы, если они будут.
Рис.5. Мониторинг и анализ фактических температур при работе по пониженному графику в течение отопительного сезона
В случае удовлетворительной отработки отопительного сезона по новому графику его можно утверждать в качестве эксплуатационного графика в схеме теплоснабжения. Заметим, что «проектный» график при этом никуда не девается, он остается в качестве такового для целей проектирования и новых присоединений.
Хотите попробовать?
Все, что написано выше – результат большой научно-исследовательской и практической работы на протяжении нескольких лет. На результаты получено положительное экспертное заключение ОАО «ВТИ», объект внедрения – реальная система теплоснабжения крупного российского города, запитанная от ТЭЦ, с населением территории покрытия в несколько сотен тысяч жителей. Получены хорошие результаты, приобретен необходимый опыт и отработаны инструментарий и методология, которыми наверняка заинтересуются многие теплоснабжающие предприятия, и которыми наша компания, ИВЦ «Поток», готова делиться к взаимной выгоде и на благо отрасли.
О температурных графиках
А.И. Миргородский, ведущий инженер, ООО «Ивтеплоналадка», г. Иваново (приводится в сокращении. С полной версией статьи можно ознакомиться на сайте РосТепло.ру).
В статье обобщается информация из учебников и справочников по теплоснабжению и приводятся основополагающие данные для расчётов графиков регулирования отпуска и потребления тепла.
Обобщая опыт работы теплоснабжающих организаций (ТСО) в более чем 50 крупных городах России, можно сделать вывод, что в среднестатистической ТСО технические специалисты и их руководители не знают, как рассчитывается температурный график, почему он именно такой и на что и как влияет его изменение. Технические руководители некоторых ТСО своим решением изменяют температурные графики совершенно произвольным образом: изменяют угол наклона, выгибают дугой, вводят ступени на линии температур воды в подающем трубопроводе, поднимают линию температур воды в обратном трубопроводе приближая её к фактическим температурам.
Температурный график – это не эмпирическая зависимость температуры сетевой воды от температуры наружного воздуха. Температурные графики рассчитываются по формулам. В их основе лежат уравнения теплопередачи. Но обо всем по порядку, с начала нужно разобраться со способами регулирования тепловой нагрузки.
Способы регулирования тепловой нагрузки
Существует три основных способа регулирования тепловой нагрузки:
ü качественный – изменением температуры сетевой воды при постоянном её расходе;
ü количественный – изменением расхода сетевой воды при постоянной её температуре;
ü качественно-количественное – одновременное изменение температуры и расхода сетевой воды.
Для большинства источников тепловой энергии (а для некоторых и единственным) основным видом тепловой нагрузки является отопление. Доля других видов тепловой нагрузки, ГВС (средняя) и вентиляции в период отопительного сезона существенно ниже отопительной и, как правило, не превышает 30%. Поэтому, в основу центрального регулирования закладывается закон изменения отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха – график качественного регулирования тепловой нагрузки по отоплению.
При наличии нагрузки ГВС в температурный график вводят ограничение минимального значения температуры воды в подающем трубопроводе для обеспечения необходимой температуры воды систем ГВС. Это ограничение называется «спрямление на ГВС». При включении подогревателей ГВС по последовательной схеме применяется график качественного регулирования по совмещённой нагрузке отопления и ГВС. В этом случае к значениям температур воды в подающем трубопроводе вводится надбавка, которая рассчитывается, исходя из соотношения нагрузки ГВС и отопления. Но такие системы теплоснабжения встречаются не часто.
Случаев применения количественного или качественно-количественного регулирования для теплоснабжения городов автору не известно.
Расчёт температурного графика качественного регулирования
Формулы расчёта температурного графика выводятся из совместного решения трёх уравнений теплопередачи.
Первое уравнение. Тепловой поток на компенсацию тепловых потерь зданием (теплопотери через ограждающие конструкции здания)
где tвн – температура воздуха в отапливаемом здании, °С; tн – температура наружного воздуха, °С; ∑(ki ∙ Fi)зд – сумма произведений коэффициентов теплопередачи отдельных ограждающих конструкций здания на их поверхности.
В безразмерном виде первое уравнение можно представить, как:
(2)
, (3)
где – относительная разность температур внутреннего и наружного воздуха.
Надстрочные индексы «р» здесь и далее обозначают значение при расчётной температуре наружного воздуха.
Второе уравнение. Тепловой поток, выделяемый нагревательными приборами
, (4)
где t3 – температура теплоносителя на входе в отопительный прибор, °С; t2 – то же на выходе, °С; ∑(ki ∙ Fi)пр – сумма произведений коэффициентов теплопередачи отдельных нагревательных приборов на их поверхности.
Коэффициент теплопередачи нагревательного прибора не является постоянной величиной и зависит от температурного напора отопительного прибора ∆t:
, (5)
, (6)
где А – постоянная, зависящая от типа прибора, места, способа установки и ряда других факторов; n – постоянная, также зависящая от типа нагревательного прибора. Для систем отопления, оборудованных наиболее распространёнными типами конвективно-излучающих нагревательных приборов, n = 0,25;
Комплекс ∑(ki ∙ Fi)пр также можно выразить через расчётные значения тепловой нагрузки и температурного напора:
, (7)
где ∆t р температурный напор отопительного прибора при расчётном режиме (при расчётной температуре наружного воздуха):
. (8)
В безразмерном виде второе уравнение теплового потока будет выглядеть следующим образом:
(9)
. (10)
Третье уравнение. Тепловой поток, сообщаемый теплоносителем нагревательным приборам:
где с – теплоёмкость теплоносителя, Вт/(м 3 ·°С); G – расход теплоносителя, м 3 ;
u – коэффициент смешения на тепловом узле; t1 – температура теплоносителя до узла смешения, °С.
Коэффициент смешения рассчитывается по формуле:
. (13)
Расход теплоносителя G можно также выразить через расчетные значения тепловой нагрузки и разности температур теплоносителя:
(14)
, (15)
где g – относительный расход – параметр, характеризующий соответствие расхода теплоносителя при фактической температуре наружного воздуха расчётному значению. Для систем отопления с качественным регулированием значение параметра g = 1;
– расчётный перепад температур тепловой сети:
;
– расчётный перепад температур теплоносителя в нагревательных приборах:
.
В безразмерном виде третье уравнение теплового потока будет выглядеть следующим образом:
(16)
. (17)
Таким образом три уравнения теплового потока образуют систему уравнений:
. (18)
При решении системы уравнений относительно температур теплоносителя t1, t2 и t3 получаются уравнения отопительного температурного графика качественного регулирования:
, (19)
, (20)
. (21)
, (22)
. (23)
Выбор температурного графика
Сразу нужно сделать оговорку: в данном разделе не будет описания выбора температурного графика для вновь строящихся (проектируемых) систем теплоснабжения. Речь пойдёт о выборе оптимального температурного графика.
В последние 5-7 лет на различных конференциях, форумах, посвящённых теплоснабжению, а также при обсуждении схем теплоснабжения перед их утверждением, РСО все чаще поднимают вопрос о «правильности» действующего в ТСО температурного графика и регулярно высказываются предложения по его снижению, вплоть до уровня 95/70°С. В качестве аргумента высказывается следующее: большинство действующих систем теплоснабжения спроектировано и построено еще в 60-70-е годы прошлого века, исходя из экономических особенностей того периода. Сейчас всё по-другому. Проверим, а по-другому ли на примере среднестатистической ТЭЦ.
Оптимальный температурный график – это такой график, при котором обеспечивается минимум затрат РСО на «доставку» потребителям тепловой энергии, т.е. минимум совокупных затрат на производство и на транспорт тепловой энергии.
Затраты (удельные) на транспорт (передачу) тепловой энергии складываются из расхода тепла на компенсацию тепловых потерь и расхода электроэнергии на циркуляцию сетевой воды. Также в этой группе будем учитывать сетевые насосы источника теплоты. По этому показателю (удельно) очень удобно сравнивать эффективность работы систем теплоснабжения между собой. Также его расчёт входит в состав нормативных энергетических характеристик тепловых сетей, которые должны разрабатываться не реже чем 1 раз в 5 лет для каждой системы теплоснабжения с присоединённой нагрузкой 50 Гкал/ч и более.
Для целей определения оптимального температурного графика абсолютные значения расхода топлива (удельного) не имеют практического значения, важно лишь его изменение в зависимости от того, по какому температурному графику производится отпуск тепла с источника. Для котельных удельный расход топлива практически не зависит от выбранного температурного графика, а вот для ТЭЦ всё индивидуально и определяется составом основного оборудования.
Именно поэтому п. 7.2 Свода правил СП 124.13330.2012 «Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003» требует проведения технико-экономических расчётов для выбора температурного графика.
Далее приведен расчёт расходов на транспорт (передачу) тепловой энергии для среднестатистической системы теплоснабжения от ТЭЦ. В основу расчёта приняты усреднённые данные из утверждённых Схем теплоснабжения городов в Центре, Приволжье и на Урале.
Таблица 1. Исходные данные для расчёта расходов на транспорт (передачу) тепловой энергии
для среднестатистической системы теплоснабжения от ТЭЦ.
Показатель | Размерность | Значение |
Расчётная температура наружного воздуха | °С | –32 |
Средняя продолжительность отопительного периода | час | 5 222 |
Средняя протяжённость тепловых сетей на 100 Гкал/ч присоединённой тепловой нагрузки в 2-х трубном исчислении (без учёта сетей ГВС) | м | |
Средний по материальной характеристике диаметр трубопроводов тепловых сетей (без учёта сетей ГВС) | м | 0,251 |
Напор сетевых насосов ТЭЦ / насосной станции | м. в.ст. | 80/40 |
Величина расходов на топливо, отнесённых на 1 Гкал тепловой энергии, отпускаемой в виде воды от источника тепловой энергии | руб./Гкал без НДС | 650 |
Тариф на электрическую энергию для собственных нужд ТЭЦ, без НДС | руб./кВт∙ч | 1,2 |
Тариф на электрическую энергию при покупке из сети | руб./кВт∙ч без НДС | 4,7 |
При расчёте сделаны следующие допущения:
1. Система теплоснабжения существующая: диаметры трубопроводов тепловых сетей приняты одинаковыми для всех температурных графиков;
2. Расчёт тепловых потерь выполнен по нормам плотности теплового потока для тепловой изоляции, спроектированной до 1989 г.;
3. При расчёте расхода электроэнергии на транспорт теплоносителя учтена одна насосная станция на одном из трубопроводов тепловой сети, через которую проходит половина от общего расхода сетевой воды;
4. Стоимость тепловых потерь определена по топливной составляющей тарифа;
5. Средние за отопительный период температуры теплоносителя определены для каждого температурного графика по фактическим среднесуточным температурам наружного воздуха за 2009-2017 гг.
Результаты расчёта стоимости транспорта тепловой энергии на 100 Гкал/ч присоединенной тепловой нагрузки для существующей системы теплоснабжения при различных температурных графиках представлены в табл. 2 и на рисунке.
Таблица 2. Расчёт стоимости транспорта тепловой энергии на 100 Гкал/ч присоединённой тепловой нагрузки для существующей системы теплоснабжения при различных температурных графиках
Составляющая расчёта | Температурный график | ||||||||||||
95 | 105 | 115 | 125 | 130 | 135 | 140 | 145 | 150 | 155 | 160 | 170 | 180 | |
Расход сетевой воды, т/ч | 4 340 | 3 182 | 2 538 | 2 128 | 1 975 | 1 845 | 1 733 | 1 637 | 1 552 | 1 478 | 1 411 | 1 299 | 1 207 |
Средняя за ОЗП температура сетевой воды в подающем трубопроводе, °С | 70,1 | 71,3 | 73,3 | 75,5 | 77,0 | 78,5 | 79,9 | 81,4 | 82,9 | 84,3 | 85,8 | 89,0 | 92,3 |
Средняя за ОЗП температура сетевой воды в обратном трубопроводе, °С | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 | 47,1 |
Потребление ЭЭ сетевыми насосами ТЭЦ, млн. кВт∙ч | 8,61 | 6,31 | 5,04 | 4,22 | 3,92 | 3,66 | 3,44 | 3,25 | 3,08 | 2,93 | 2,80 | 2,58 | 2,39 |
Потребление ЭЭ насосами насосной станции, млн. кВт∙ч | 2,15 | 1,58 | 1,26 | 1,06 | 0,98 | 0,92 | 0,86 | 0,81 | 0,77 | 0,73 | 0,70 | 0,64 | 0,60 |
Стоимость ЭЭ, млн руб. без НДС | 20,5 | 15,0 | 12,0 | 10,0 | 9,3 | 8,7 | 8,2 | 7,7 | 7,3 | 7,0 | 6,7 | 6,1 | 5,7 |
Тепловые потери за ОЗП, тыс. Гкал | 24,6 | 24,9 | 25,3 | 25,9 | 26,2 | 26,5 | 26,9 | 27,2 | 27,5 | 27,9 | 28,2 | 29,0 | 29,7 |
Стоимость ТП, млн руб. без НДС | 16,0 | 16,2 | 16,5 | 16,8 | 17,0 | 17,2 | 17,5 | 17,7 | 17,9 | 18,1 | 18,3 | 18,8 | 19,3 |
Всего стоимость, млн руб. без НДС | 36,46 | 31,18 | 28,43 | 26,84 | 26,33 | 25,94 | 25,63 | 25,40 | 25,22 | 25,08 | 24,99 | 24,94 | 25,00 |
Рисунок. Себестоимость транспорта тепловой энергии на 100 Гкал/ч присоединённой тепловой нагрузки.
Как видно из представленного графика совокупная стоимость транспорта тепловой энергии с ростом температурного графика снижается. При этом повышение температурного графика выше чем 150/70°С практически не влияет на стоимость транспорта.
Стоимость тепловых потерь (ТП) мало зависит от температурного графика вне зависимости от состояния и года проектирования тепловой изоляции. Наибольшее же влияние оказывает расход электроэнергии (ЭЭ) на перекачку теплоносителя.
Из результатов расчёта следует, что оптимальным температурным графиком регулирования тепловой нагрузки в большинстве случаев является график 150/70°С.
Литература
1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. 7-е изд., стереот. М.: Издательство МЭИ, 2001. 472 с.: ил.
2. Манюк В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник. 3-е изд., М.: Стройиздат, 1988. 432 с.: ил.
3. Утвержденные схемы теплоснабжения городов Владимир, Воронеж, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Казань, Киров, Москва, Нижний Новгород, Орёл, Оренбург, Пенза, Пермь, Самара, Саранск, Саратов, Тамбов, Тюмень, Челябинск.
4. Решения РСТ о утверждении тарифов на отпуск тепловой энергии с коллекторов источников тепловой энергии на 2018 год для ПАО «Квадра», ПАО «Мосэнерго», ПАО «Т Плюс», ПАО «Фортум».
А.И. Миргородский, О температурных графиках
Коментарии
ВМС, РУП «Белнипиэнергопром» [ 15:12:51 / 26.12.2018]
1. А как же зависимость выработки электроэнергии на тепловом потреблении ТЭЦ от температурного графика? Выше температурный график меньше выработка электроэнергии на ТЭЦ.