Определение количества электрической энергии, необходимой для передачи тепловой энергии

6.2.1. Планируемое значение затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии определяется по мощности электродвигателей насосов, необходимой для нормального функционирования тепловой сети:

· · подпиточных насосов источников теплоснабжения;

· · сетевых насосов источников теплоснабжения;

· · подкачивающих насосов на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети;

· · подмешивающих насосов в тепловой сети;

· · дренажных насосов;

· · насосов отопления и горячего водоснабжения, а также подпиточных насосов тепловой сети отопления (II контур) на центральных тепловых пунктах (ЦТП).

Планируемые значения затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии определяются для характерных значений температуры наружного воздуха на всем протяжении планируемого периода.

Основой для определения планируемых значений затрат электроэнергии являются, кроме планируемых значений расхода теплоносителя, перекачиваемого указанными насосами, значения развиваемого насосами напора, необходимого для нормального функционирования тепловой сети, а также характеристики насосов.

6.2.2. Мощность, кВт, требуемая на валу насоса для перекачки теплоносителя центробежными насосами, определяется по формуле:

(60)

где G - объемный расход теплоносителя, перекачиваемого насосом, м /ч;

ρ - плотность теплоносителя, кг/м³;

Н - напор, развиваемый насосом при расходе G, м;

η_п, η_н - КПД передачи и насоса; при расчетах можно принимать η_п = 0,98.

6.2.3. При определении нормативного значения мощности электродвигателей значение расхода теплоносителя, перекачиваемого насосом, принимается по результатам гидравлического расчета тепловой сети в соответствии с местом установки рассматриваемого насоса в системе теплоснабжения. Напор насоса принимается согласно разработанному гидравлическому режиму функционирования тепловой сети с превышением необходимого значения не более 10 %.

Мощность электродвигателя насоса, определенная по формуле (60), может быть увеличена не более, чем на 20 %.

6.2.4. При определении нормативного значения мощности электродвигателей подпиточных насосов источников теплоснабжения, значение расхода теплоносителя, перекачиваемого этими насосами, должно соответствовать нормативному значению утечки теплоносителя из системы теплоснабжения (раздел 4.1). Требуемое значение напора определяется гидравлическим режимом функционирования тепловой сети.

6.2.5. Если насосная группа состоит из насосов одного типа, расход теплоносителя, перекачиваемого одним из этих насосов, определяется делением среднего за час суммарного значения расхода теплоносителя на количество рабочих насосов.

6.2.6. Если насосная группа состоит из насосов различных типов (или диаметры рабочих колес однотипных насосов различны), для определения расхода теплоносителя, перекачиваемого каждым из установленных насосов, необходимо построить результирующую характеристику насосов, при помощи которой можно определить расход теплоносителя, перекачиваемого каждым из насосов, при известном суммарном расходе перекачиваемого теплоносителя.

6.2.7. При дросселировании напора, развиваемого насосом (в клапане, задвижке или дроссельной диафрагме), значения напора, развиваемого насосом, и его КПД при определенном значении расхода перекачиваемого теплоносителя могут быть определены по результатам испытания насоса или его паспортной характеристике.

6.2.8. В случае регулирования напора и производительности насосов путем изменения частоты вращения их рабочих колес результирующая характеристика насосов насосной группы определяется по результатам гидравлического расчета тепловой сети: определяется расход теплоносителя для насосной группы и требуемый напор насосов, измененный по сравнению с паспортной характеристикой при полученном значении расхода теплоносителя. Найденные значения расхода теплоносителя для каждого из включенных в работу насосов и развиваемого ими при этом напора позволяют определить требуемую частоту вращения рабочих колес насосов:

(61)

где Н ₁ и Н ₂ - напор, развиваемый насосом, при частоте вращения n ₁ и n ₂, м;

G ₁ и G ₂ - расход теплоносителя при частоте вращения n ₁ и n ₂, м³/ч;

n - частота вращения рабочих колес насосов, мин^-1.

6.2.9. Мощность электродвигателей, кВт, требуемая для перекачки теплоносителя центробежными насосами, с учетом измененной по сравнению с первоначальной частотой вращения их рабочих колес определяется по формуле (60) с подстановкой соответствующих значений расхода перекачиваемого теплоносителя, напора, развиваемого насосом, и КПД преобразователя частоты (последний - в знаменатель формулы).

6.2.10. Нормативное значение суммарной мощности электродвигателей каждой насосной группы определяется суммированием значений требуемой мощности электродвигателей только рабочих насосов.

6.2.11. Нормативное значение требуемой мощности электродвигателей насосов дренажных подстанций, оборудованных на тепловых сетях, ориентировочно можно выявить по мощности электродвигателей рабочих дренажных насосов и продолжительности их функционирования в сутки. Среднее часовое за сутки нормативное значение мощности электродвигателей этих насосов может быть определено по выражению:

, кВт, (62)

где N - мощность электродвигателя дренажного насоса, кВт;

n - продолжительность функционирования дренажного насоса в сутки, ч.

6.2.12. Нормативное значение суммарной мощности электродвигателей насосов, требуемой для перекачки теплоносителя на ЦТП, должно быть определено для подкачивающих и циркуляционных насосов систем горячего водоснабжения, подпиточных и циркуляционных насосов систем отопления при независимом присоединении их к тепловой сети, а также иных насосов, установленных на трубопроводах тепловой сети.

6.2.13. При определении нормативного значения мощности электродвигателей значение расхода горячей воды, перекачиваемой циркуляционными насосами системы горячего водоснабжения, определяется по средней часовой за неделю тепловой нагрузке горячего водоснабжения и поэтому постоянно на протяжении сезона (отопительного или неотопительного периодов).

6.2.14. При определении нормативного значения мощности электродвигателей подпиточных и циркуляционных насосов отопительных систем, подключенных к тепловой сети через теплообменники, значения расхода теплоносителя, перекачиваемого этими насосами, определяются емкостью этих систем и их теплопотреблением для каждого из характерных значений температуры наружного воздуха.

6.2.15. При определении нормативного значения мощности электродвигателей подкачивающих и подмешивающих насосов на ЦТП значения расхода теплоносителя, перекачиваемого этими насосами, и развиваемый ими напор определяются принципиальной схемой коммутации ЦТП, а также принципами их автоматизации.

6.2.16. Планируемые значения затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии, кВт·ч, определяются как произведение значения суммарной нормативной мощности электродвигателей рабочих насосов, необходимой для нормального функционирования тепловой сети, на продолжительность их функционирования в рассматриваемом планируемом периоде с учетом коэффициентов спроса (таблица 6.3 Приложения 6):

(63)

где Σ N - суммарная нормативная мощность электродвигателей рабочих насосов, необходимая для нормального функционирования тепловой сети, кВт.

6.2.17. Планируемое значение удельных затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии, кВт·ч/Гкал, для каждого из характерных значений температуры наружного воздуха определяется как отношение нормативного значения затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии к нормативному значению отпуска тепловой энергии источниками теплоснабжения в тепловую сеть при одном и том же значении температуры наружного воздуха:

(64)

где Σ Э - планируемое среднесуточное значение затрат электроэнергии в тепловой сети при ее нормальном функционировании для определенного характерного значения температуры наружного воздуха, кВт·ч;

Q_ист - нормативное значение среднесуточного расхода теплоты, отпускаемой источниками теплоснабжения в тепловую сеть единой системы теплоснабжения при том же значении температуры наружного воздуха, Гкал (ГДж).

Значение удельных затрат электроэнергии на передачу тепловой энергии, кВт·ч/Гкал, можно представить и как соотношение средней часовой мощности электродвигателей, кВт, необходимой для нормального функционирования тепловой сети, и среднего часового расхода тепловой энергии, Гкал/ч, отпускаемой источниками теплоснабжения в тепловую сеть.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВОДЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ПЛАНИРУЕМЫЙ ПЕРИОД

7.1. Потребность в воде, м³, для производства и передачи тепловой энергии складывается из количества воды, необходимого для разового наполнения трубопроводов тепловых сетей и систем теплопотребления, затрат воды на подпитку системы теплоснабжения, а также на собственные нужды источников теплоснабжения:

(65)

где V_тс - количество воды, необходимой для заполнения трубопроводов тепловой сети, м³;

V_c.т.i - количество воды, необходимой для заполнения i -той системы теплопотребления, м³;

n - количество систем теплопотребления;

V_подп - количество воды, необходимой для подпитки тепловой сети, м³;

V_сн - количество воды, необходимой для покрытия собственных нужд источника теплоснабжения, м³.

7.2. Количество воды, необходимой для заполнения трубопроводов тепловой сети, м³, определяется по указаниям раздела 4.1.

7.3. Количество воды, необходимой для заполнения систем теплопотребления, м³, определяется по указаниям раздела 4.1.

7.4. Количество воды, необходимой для подпитки тепловой сети, м³, определяется в зависимости от вида системы теплоснабжения - закрытая или открытая.

7.4.1. В закрытых системах теплоснабжения количество воды, необходимой для подпитки тепловых сетей, м³, обусловлено только технически неизбежными в процессе передачи и распределения тепловой энергии потерями теплоносителя через неплотности в арматуре и трубопроводах тепловых сетей, а также систем теплопотребления в регламентированных Правилами [4] пределах, т.е. нормируемой утечкой теплоносителя. Определяется по указаниям раздела 4.1 в зависимости от периода времени функционирования системы теплоснабжения в планируемый период.

7.4.2. В открытых системах теплоснабжения количество воды, необходимой для подпитки тепловых сетей, м³, кроме компенсации потерь теплоносителя, указанных в п. 7.4.1, включает также и количество воды, отбираемой на водоразбор непосредственно из трубопроводов тепловых сетей. Определяется также в зависимости от периода времени функционирования системы теплоснабжения в планируемый период:

· · отопительный период -

(66)

· · неотопительный период -

(66а)

где Q_hm, - средняя часовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения в отопительный и неотопительный периоды, Гкал/ч;

с - теплоемкость воды, подаваемой на горячее водоснабжение, ккал/°С·м³;

t_h - температура воды, подаваемой на горячее водоснабжение, °С;

t_c, - температура исходной воды, поступающей на источник теплоснабжения в отопительный и неотопительный период, °С.

7.5. Количество воды, необходимой для покрытия собственных нужд источника теплоснабжения, м³, складывается из количеств воды, требуемой для продувки паровых котлов, для функционирования установки водоподготовки, на хозяйственно-питьевые нужды и на обмывку котлов.

7.5.1. Расход воды на продувку паровых котлов, кг/ч, определяется по формуле:

(67)

где G_к - расход конденсата, возвращаемого в котельную, кг/ч;

G_x - расход добавляемой химически очищенной воды, кг/ч;

K_к, K_х - характеристика (щелочность или сухой остаток) конденсата и добавляемой химически очищенной воды, г-экв/кг или г/кг;

K_кв - характеристика установленной концентрации в котловой воде, г-экв или г/кг.

Допускается определять расход воды на продувку по формулам:

(68)

где D - расход пара, кг/ч (принимается по испытаниям или технической характеристике котла).

(69)

(70)

где K_п - характеристика (щелочность или сухой остаток) пара, г-экв/кг или г/кг;

b - количество отсепарированного пара в долях расхода продуваемой воды.

Коэффициенты K_к, K_n и b определяются теплотехническими испытаниями котлоагрегата.

(71)

где D_пер и D_нас - производительность котла по перегретому и насыщенному пару, кг/ч;

S_пв, S_n, S_кв - солесодержание или щелочность питательной воды, пара и котловой воды, мг-экв/л; определяется в результате химического анализа.

При отсутствии информации расход воды на продувку можно ориентировочно определить по формуле:

(72)

где K_пр - коэффициент продувки, учитывающий затраты теплоты на продувку; принимается по таблице 11;

Q_к - номинальная производительность котельной, Гкал/ч;

i_кв и i_пв - энтальпия котловой воды при температуре насыщения и питательной воды, ккал/кг.

Таблица 10