Проектирование вариантов схем централизованного теплоснабжения городских потребителей

 

    

График 1. Часовые  расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в  зависимости от температуры наружного  воздуха

График 2. Среднемесячный расход теплоты  на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в  течение года

 

4. Проектирование  вариантов схем централизованного  теплоснабжения городских потребителей.

Запроектируем два варианта централизованного теплоснабжения города от котельных установок, различающихся  видом топлива. В первом варианте для бытовых и технологических нужд городских потребителей тепловая энергия отпускается от районной отопительной и промышленных котельных установок, использующих газообразное топливо, а в другом – твердое топливо.

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  принимаются равными 5% от тепловой нагрузки потребителей.

При расчете мощности котельных  установок следует исходить из предпосылок, что бытовая нагрузка городских  потребителей полностью покрывается  от районной отопительной котельной (водогрейные  котлы), а технологическая нагрузка – от промышленных котельных установок (паровые котлы).

Расчет мощности котельных  установок для бытовых нужд:

Расчет мощности котельных  установок для производственных нужд:

4.2 Выбор отопительных  и промышленных  котельных установок.

При выборе водогрейных и  паровых котлов будем руководствоваться  тем, что их суммарная расчетная  теплопроизводительность должна соответствовать требуемой мощности котельных установок, т.е. быть равной или несколько превышать ее.

Тип котла	Количество  котельных	Количество  котлов	Номинальная теплопроизводительность котельной, ГДж/ч
На твердом топливе
Для промышленности
Е-25-С-14	1	4	251,48
ДКВР-10-13	2	4	115,6
ИТОГО	3	12	482,68
Для бытовых нужд
КВТС-20, КВГМ-20	2	3	251,4
КВТС-10, КВГМ-10	2	4	167,6
ИТОГО	4	14	838
На газообразном топливе
Для промышленности
ГМ-50-14	1	1	125,7
Е-35-ГМ-14	1	1	88
ДКВР-10-13	2	по 3 и 4к.	113,1+150,8
ИТОГО	4	9	477,2
Для бытовых нужд
ПТВМ-100	1	2	419
ИТОГО	1	2	838

 

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

В данном разделе необходимо сравнить технико-экономические показатели двух запроектированных вариантов  схемы централизованного теплоснабжения города и выбрать наиболее экономичный  вариант по минимуму приведенных  затрат, которые рассчитываются по формуле:

,

где П – приведенные затраты;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений. Принимается равным 0,15;

К – капиталовложения в строительство;

И_год – годовые издержки производства по котельным установкам (без учета стоимости топлива)

З_т – замыкающие затраты по топливу.

Капиталовложения в строительство  определяются по формуле:

,

где  – удельные капиталовложения в строительство установок;

Q_кот.i – номинальная теплопроизводительность котельной.

Вариант 1 (на твердом  топливе).

Тип котла	Количество котельных	Номинальная теплопроизводительность котельной, ГДж/ч	Удельные капиталовложения в строительство котельной,   тыс. руб./(ГДж/ч)	Всего капиталовложений,   тыс. руб.
Е-25-С-14	1(по 4к)	251,48	33,7	8474,876
ДКВР-10-13	2(по 4к)	115,6	41,1	9502,32
ИТОГО	3			17977,196
КВТС-20, КВГМ-20	2(по 3к)	251,4	34,6	17396,88
КВТС-10, КВГМ-10	2(по 4к)	167,6	46,13	15462,776
ИТОГО	4			32859,656
ВСЕГО				50836,852

 

Вариант 2 (на газообразном топливе).

Тип котла	Количество котельных	Номинальная теплопроизводительность котельной, ГДж/ч	Удельные капиталовложения в строительство котельной,   тыс. руб./(ГДж/ч)	Всего капиталовложений,   тыс. руб.
ГМ-50-14	1	125,7	11,2	1382,7
Е-35-ГМ-14	1	88	10,5	924
ДКВР-10-13	2 (по 3 и 4к)	113,1 и 150,8	32,9 и 39,2	9632,35
ИТОГО	4			11939,05
ПТВМ-100	1 (2к)	419	12,13	5083,86
ИТОГО				5083,86
ВСЕГО				17022,95

 

 

Таким образом, капиталовложения на строительство котельных установок  в первом варианте равны 50836,852 тыс. руб., а во втором – 17022,95 тыс. руб.

Годовые издержки производства по котельным установкам рассчитываются по формуле:

,

где И_ам – затраты на амортизацию. Принимаются равными 5% от капиталовложений для бытовых котельных установок и 6% для промышленных;

И_т.р. – расходы на текущий ремонт. Составляют 20% от затрат на амортизацию;

И_з.п. – издержки на заработную плату обслуживающего персонала;

И_пр – прочие эксплуатационные издержки. 30% от суммарных годовых расходов на амортизацию, текущий ремонт, заработную плату персонала.

Рассчитаем затраты на амортизацию и текущий ремонт.

Вариант 1.

Тип котла	Всего капиталовложений, тыс. руб.	Амортизация	Затраты на текущий ремонт
Е-25-С-14	8474,876	508,49
ДКВР-10-13	9502,32	570,14
ИТОГО	17977,196	1078,6	215,72
КВТС-20, КВГМ-20	17396,88	869,8
КВТС-10, КВГМ-10	15462,776	773,13
ИТОГО	32859,656	1642,93	328,5
ВСЕГО	50836,852	2721,5	544,3

 

Вариант 2.

Тип котла	Всего капиталовложений, тыс. руб.	Амортизация	Затраты на текущий ремонт
ГМ-50-14	1382,7	82,96
Е-35-ГМ-14	924	55,4
ДКВР-10-13	9632,35	577,94
ИТОГО	11939,05	716,3	142,26
ПТВМ-100	5083,86	254,19
ИТОГО	5083,86	254,19	50,8
ВСЕГО	17022,95	970,493	193,098

 

Издержки на заработную плату  обслуживающего персонала рассчитывается по формуле:

,

где р_i – штатный коэффициент по персоналу;

Р – среднегодовой фонд заработной платы (25 000 руб.).

Вариант 1. 

Тип котла	Количество котельных	Номинальная теплопроизводительность котельной, ГДж/ч	Штатный коэффициент по персоналу, чел./(ГДж/ч)	Всего заработная плата
Е-25-С-14	1(по 4к)	251,48	0,14	880,18
ДКВР-10-13	2(по 4к)	115,6	0,28	809,2
КВТС-10, КВГМ-10	2(по 4к)	167,6	0,41	1717,9
КВТС-20, КВГМ-20	2(по 3к)	251,4	0,20	1257
Всего				4664,28

 

Вариант 2.

Тип котла	Количество котельных	Номинальная теплопроизводительность котельной, ГДж/ч	Штатный коэффициент по персоналу, чел./(ГДж/ч)	Всего заработная плата
ГМ-50-14	1	125,7	0,10	314,25
Е-35-ГМ-14	1	88	0,13	286
ДКВР-10-13	2 (по 3 и 4к)	113,1 и 150,8	0,19	2507,05
ПТВМ-100	1 (2к)	419	0,05	523,75
Всего				3631,05

 

 

Суммарные годовые эксплуатационные расходы составляют:

Вариант	Амортизация	Издержки на текущий ремонт	Издержки на з/п персонала	Итого	Прочие эксплуатационные расходы	Всего, тыс. руб.
1	2721,500	544,30	4664,28	7930,08	2379,02	10309,104
2	970,493	193,09	3631,05	4794,63	1438,39	6233,02

 

Замыкающие затраты по топливу определяются на основе данных о его годовом расходе на выработку  тепловой энергии и средней цене топлива.

Расход топлива в котельных  установках определяется по формуле:

,

где  Q_быт, Q_тех – соответственно годовая выработка тепловой энергии на бытовые и технологические нужды, ГДж;

в_пар, в_вод – соответственно удельный расход топлива на выработку тепловой энергии водогрейными и паровыми котлами, кг.у.т./ГДж.

в_вод. = 42 кг.у.т./ГДж  в_пар. = 45 кг.у.т./ГДж

Таким образом:

Вариант	Капиталовложения	Издержки	Затраты на топливо	Приведенные затраты, тыс. руб.
1	50836,852	10309,104	4837,911	65983,867
2	17022,95	6233,02	7652,880	30908,850

Заключение.

В первом разделе данного  курсового проекта представлена характеристика Калужской области, на территории которой находится исследуемый город, ее географическое расположение и климатические характеристики.

Во втором разделе проводится расчет расхода тепловой энергии  на бытовые и технологические  нужды городских потребителей. Сначала  рассчитывается максимально-часовой  расход энергии на отопление, вентиляцию и среднечасовой расход энергии  на горячее водоснабжение в зимний и летний период. Затем производится расчет среднемесячного расхода  теплоты для отопительного и  летнего периода для нужд городского населения и среднегодового расхода  теплоты на технологические и  бытовые нужды.

На основе ранее выполненных  расчетов в третьем разделе строим два графика – расходы тепловой энергии на бытовые нужды города:

1. часовые расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха.
2. среднемесячные расходы теплоты в течение года.

В четвертом разделе мы проектируем два варианта схем централизованного  теплоснабжения города: от котельных  установок на твердом и газообразном топливе. Для обоих вариантов  определяется необходимая мощность теплогенерирующих установок (с  учетом потери тепла в сетях) и выбирается основное оборудование: паровые и водогрейные котлы.