Пособие к МДК 4-03.2001 Определение нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения

РОССИЙСКАЯ АССОЦИАЦИЯ "КОММУНАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА"
им. ЭДУАРДА ХИЖА

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "РОСКОММУНЭНЕРГО"


ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
СИСТЕМ КОММУНАЛЬНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

(пособие к Методике определения нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения)


В 2001 году закрытым акционерным обществом "Роскоммунэнерго" при участии Российской ассоциации "Коммунальная энергетики" разработана и Госстроем России утверждена (приказ от 01.10.2001 №225) "Методика определения нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения", предназначенная для использовании коммунальными теплоснабжающими организациями.
В помощь персоналу теплоснабжающих предприятий, выполняющему разработку энергетических характеристик функционирования тепловых сетей, ЗАО "Роскоммунэнерго" составило в качестве практического материала настоящее Пособие.
Пособие представляет собой конкретный расчет условного примера с определением нормативных значений всех показателей функционирования водяных тепловых сетей системы коммунального теплоснабжения, предусмотренных утвержденной Методикой.
Понятия, а также условные обозначения и символы, используемые в Пособии, соответствуют принятым в Методике.
При подготовке Пособия учтены предложения и замечания инж. Байбурина А.Р. и Шмырева Е.М. (Центр энергосбережения, теплофикации и топливоиспользования РАО "ЕЭС России") и к.т.н. Карасева Ю.А. (Энергохолдинг "МЭИ-Интехэнерго")

Замечания и предложения направлять по адресу:
109004, г. Москва, ул. Воронцовская, 11; тел. (095) 911 2390, 911 2264;
Факс:(095)911 3016.
E-mail: roskom@cea.ru
http:// www.roskomen.ru


ВВЕДЕНИЕ

Правилами технической эксплуатации (ПТЭ) тепловых энергоустановок, (п.п. 2.5.1 и 2.5.6), предусмотрена разработка энергетических характеристик водяных тепловых сетей.
Правилами технической эксплуатации (ПТЭ) электрических станций и сетей Российской Федерации, .(п.п.1.4.1 - 1.4.3), также предусмотрено составление энергетических характеристик водяных тепловых сетей систем централизованного теплоснабжения.
Энергетические характеристики предназначены для эффективной эксплуатации, а также сравнительного анализа режимов функционирования тепловых сетей и систем теплоснабжения в целом, оценки эффективности мероприятий, осуществляемых для повышения уровня эксплуатации, расчета затрат при определении тарифов на тепловую энергию и должны отражать реально достижимую энергоэффективность функционирования тепловых сетей и систем теплоснабжения.
"Методика определения нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения", утвержденная приказом Госстроя России 01.10.2001 №225 (далее - Методика), предназначена для использования коммунальными теплоэнергетическими организациями при разработке нормативных значений показателей функционирования тепловых сетей.
В Методике приведены способы и порядок разработки нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения, обеспечивающие единый подход к определению технически обоснованных значений нормируемых эксплуатационных потерь и затрат, а также объективный анализ функционирования тепловых сетей.
Характеристики, определяемые по Методике, подразделяются на:
1) характеристики по показателям технологически обоснованных затрат и потерь при передаче и распределении тепловой энергии, к которым относятся:
- потери и затраты теплоносителя в процессе передачи и распределения тепловой энергии;
- потери тепловой энергии, обусловленные потерями теплоносителя;
- потери тепловой энергии теплопередачей через изоляционные конструкции трубопроводов тепловых сетей;
2) характеристики по показателям режимов функционирования тепловых сетей, к которым относятся:
- расход тепловой энергии (тепловой поток) в тепловой сети;
- температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети;
- разность значений температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах или температура теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети;
- расход теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети;
- удельный среднечасовой расход теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети;
- затраты электроэнергии на передачу тепловой энергии, включая затраты насосными группами источников теплоснабжения;
- удельные затраты электроэнергии на передачу тепловой энергии, включая затраты насосными группами источников теплоснабжения.
Нормативные значения указанных показателей определяют соответствующую нормативную характеристику функционирования тепловой сети.
Энергетические характеристики режимов функционирования тепловых сетей разрабатываются для тепловых сетей в целом на предстоящий расчетный период при ожидаемых значениях температуры наружного воздуха и позволяют сопоставить действительные значения показателей режимов функционирования тепловых сетей и систем теплоснабжения с их нормативными значениями.
Пособие по расчету нормативных значений показателей функционирования водяных тепловых сетей составлено в помощь соответствующему персоналу теплоснабжающих предприятий, занятому разработкой энергетических характеристик тепловых сетей.
Пособие основано на примере расчета условной тепловой сети, исходная информация о которой приведена ниже.

ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ.

Источником теплоснабжения является районная котельная. Система теплоснабжения - закрытая.
Магистральные и распределительные трубопроводы тепловой сети находятся на балансе муниципального предприятия тепловых сетей города. Трубопроводы тепловой сети проложены в основном в непроходных каналах, имеются участки трубопроводов, проложенных надземно.
В качестве материала для теплоизоляционной конструкции трубопроводов тепловой сети применена минеральная вата (марки 150), покровный слой - штукатурка.
Присоединенная тепловая нагрузка (по договорам теплоснабжения) составляет Qтп = 237,8 Гкал/ч, в том числе: расчетная часовая тепловая отопительно-вентиляционная нагрузка Qот.р = 211,5 Гкал/ч, средняя за неделю часовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения Qг.ср = 26,3 Гкал/ч (определена в соответствии с количеством пользователей горячим водоснабжением в каждом из зданий, оборудованных системой горячего водоснабжения, с учетом тепловых потерь в них и затрат тепловой энергии на отопление ванных комнат).
Утвержденный температурный график регулирования отпуска тепловой энергии - качественный, с параметрами теплоносителя при температуре наружного воздуха, расчетной для проектирования отопления, 150/70°С, со срезкой при температуре теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети t1 = 132,5°С и спрямлением при температуре теплоносителя в этом трубопроводе t1и = 70°С (точка излома температурного графика).
Продолжительность отопительного периода - 203 суток (n = 4872 ч), расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования отопления tн.р = 30°С; среднее значение температуры наружного воздуха за отопительный период tн.ср = 5,2°С.
Значения температуры теплоносителя и окружающей среды (принятые по информации гидрометеорологического центра как многолетние за последние 5 лет) приведены в таблице 1 приложения 2.
Характеристика тепловой сети на балансе муниципального предприятия тепловых сетей по диаметрам трубопроводов и виду прокладки представлена в таблице 2 приложения 2.
Емкость трубопроводов тепловой сети составляет Vтс = 5782,83 м3.
Емкость систем отопления, присоединенных к тепловой сети, составляет Vсо = 1184,4 м3.
Емкость систем горячего водоснабжения, присоединенных к тепловой сети с помощью водо-водяных теплообменников, при определении емкости системы теплоснабжения не учитывается, поскольку такие системы гидравлически связаны не с тепловыми сетями, а с городским водопроводом.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПОТЕРЬ
ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.

1.1. Нормирование эксплуатационных потерь и затрат теплоносителя.
1.1.1. Нормативные значения годовых потерь теплоносителя, м3, обусловленных утечкой теплоносителя, определяются по формуле (2) Методики:
Mу.н = a Vгод nгод/100 = mу.год.н nгод,
где а - норма среднегодовой утечки теплоносителя, м3/чм3, установленная ПТЭ [1] в пределах 0,25% среднегодовой емкости трубопроводов тепловой сети и подключенных к ней систем теплопотребления в час;
Vгод - среднегодовая емкость тепловой сети и систем теплопотребления, м3;
nгод - продолжительность функционирования тепловой сети и систем теплопотребления в течение года, ч;
mу.год.н - среднечасовая норма потерь теплоносителя с утечкой, м3/ч.
Значение среднегодовой емкости, м3, тепловых сетей и присоединенных к ним систем теплопотребления определяется формулой (3) Методики:
Vгод = (Voтnот + Vлnл)/(nот + nл) = (Vотnот + Vлnл)/nгод,
где Vот и Vл - емкость трубопроводов тепловой сети и систем теплопотребления в отопительном и неотопительном периодах, м3;
nот и nл - продолжительность функционирования тепловой сети в отопительном и неотопительном периодах, ч.
При определении емкости систем теплопотребления учитываются все системы, покрывающие различные виды тепловой нагрузки, независимо от схемы их присоединения к тепловым сетям, за исключением систем горячего водоснабжения, подключенных с помощью водо-водяных теплообменников.
Значение емкости трубопроводов тепловой сети и подключенных к ним систем теплопотребления в отопительный период составит:
Vот = Vтс + Vсо = 5782,83 + 1184,4 = 6967,23 м3.
Значение емкости трубопроводов тепловой сети в неотопительный период (без учета вывода в ремонт отдельных участков трубопроводов тепловой сети) составляет Vл = Vтc= 5782,83 м3.
Значение среднегодовой емкости тепловых сетей и присоединенных к ним систем теплопотребления по формуле (3) составляет:
Vгод = (6967,23·203·24 + 5782,83·147·24) / 350·24 = 6469,78 м3.
Таким образом, нормативное значение годовых потерь теплоносителя с утечкой по формуле (2) составляет:
Mу.н = (0,25·6469,78·350·24) / 100 = 135865,4 м3.
Средняя норма утечки теплоносителя mу.год.н составляет 16,17 м3/ч.
Сезонные нормы утечки теплоносителя (для отопительного и неотопительного периодов) определятся по формулам (4) и (5) Методики:
mу.н.от = (0,25·6967,23·203·24) / 100·350·24 = 10,1 м3/ч;
mу.н.л = (0,25·5782,83·147·24) / 100·350·24 = 6,07 м3/ч.
Сезонные нормы утечки теплоносителя могут быть уточнены в соответствии со средним значением рабочего давления в тепловой сети в отопительном и неотопительном периодах по формулам (4а) и (5а) Методики.
1.2. Нормирование тепловых потерь, обусловленных потерями теплоносителя.
1.2.1. Нормативные значения годовых эксплуатационных тепловых потерь, обусловленных утечкой теплоносителя, определяются по формуле (7) Методики для каждого вида прокладки и назначения трубопроводов в зависимости от средних значений температуры теплоносителя в них согласно температурному графику регулирования тепловой нагрузки, принятому в системе теплоснабжения:
Qун = mу.н.год год c[at1год + (1 - a)t2год - tх.год]nгод10 6 =
= 16,17·982,73·1,0[0,75·79,1 +(1 - 0,75)42,9 - 9,2]350·24·10 6 = 8122,395 Гкал.
Среднегодовое значение температуры холодной воды, подаваемой на источник теплоснабжения для подпитки тепловой сети, определено по формуле (8) Методики; при этом значения температуры холодной воды в отопительный и неотопительный периоды приняты: tсо = 5°C, tcs = 15°С.
tх.год = (tсоno + tcsns) / (no + ns) = (5·203 + 15·147) / (203
...