Министерство науки и образования Российской Федерации

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

" ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра теплогазоснабжения, вентиляции и гидромеханики

Расчетно-графическое задание

"Теплоснабжение микрорайонов города"

Преподаватель:

Гребнев Д. В.

Исполнитель:

Студент группы з08ПГС-1

Шатилова И. В.

Оренбург 2011

Введение

1. Задание на проектирование

2. Трассировка тепловых сетей

5.1 Построение графика часовых и годовых расходов теплоты

Введение

Расчетно-графическое задание "Теплоснабжение районов города" выполняется на основании индивидуального задания и состоит из двух частей - графической и пояснительной записки.

В данном РГЗ требуется разработать систему теплоснабжения района города, магистральные тепловые сети.

Теплоносителем является вода, нагреваемая в основных и пиковых подогревателях ТЭЦ.

Все жилые кварталы присоединены к двухтрубным тепловым сетям.

В ходе проработки расчетно-графического задания были изучены практические методы расчета, конструирование узлов систем теплоснабжения, использования норм, технических условий, типовых материалов и новейших достижений техники теплоснабжения.

В результате выполнения расчетно-графического задания получено рациональное и экономичное решение основных вопросов теплоснабжения города. Разработанная система теплоснабжения отвечает действующим нормам на проектирование и техническим условиям на монтаж и эксплуатацию системы.

• Задание на проектирование
• В расчетно-графической работе требуется разработать систему теплоснабжения района города Тула, магистральные тепловые сети, ЦТП микрорайона, t o = - 27°С, t в = -14°С.
• Теплоносителем является вода, нагреваемая в основных и пиковых подогревателях ТЭЦ, T 1 = 120°C, T 2 = 70°С.
• Все жилые кварталы присоединены к двухтрубным тепловым сетям. Прочие исходные данные принимаем из таблицы №1 "Исходные данные"
• Таблица №1 "Исходные данные"

2. Трассировка тепловых сетей

Выбор трассы тепловых сетей и способ прокладки следует принимать в соответствии с данными:

СНиП 11-01-2003 "Инструкции о порядке разработки, утверждения и соответствия проектной документации на строительство зданий, предприятий и сооружений".

СНиП 2.04.07-86* "Тепловые сети"

По своему назначению тепловые сети, соединяющие источник теплоты с тепловым пунктом, делятся на магистральные, распределительные и внутриквартальные.

Магистральные тепловые сети представляют собой участки, которые несут основную нагрузку и соединяют источники теплоты с крупными потребителями.

Распределительные тепловые сети транспортируют теплоту от тепловых магистралей к объектам теплопотребления.

Внутриквартальные сети соответственно транспортируют теплоту от распределительных сетей к тепловым пунктам потребителей теплоты.

По способу прокладки тепловые сети подразделяются на:

Подземные

Наземные

Подземные тепловые сети по способу прокладки подразделяются:

В проходных каналах

В полупроходных каналах

В непроходных каналах

Безканальная прокладка

Водяные системы теплоснабжения применяются двух типов: закрытые (замкнутые) и открытые (разомкнутые). В закрытых системах сетевая вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель, но из сети не отбирается.

В открытых системах сетевая вода частично (редко полностью) разбирается для горячего водоснабжения.

В зависимости от числа водопроводов, используемых для теплоснабжения данной группы потребителей, водяные системы делятся на одно-, двух-, трех- и многотрубные. Минимальное число водопроводов для открытой системы - один, а для закрытой - два.

Для теплоснабжения городов в большинстве случаев применяются двухтрубные водяные системы, в которых тепловая сеть состоит из двух трубопроводов: подающего и обратного. По подающему трубопроводу горячая вода подводится от станции к абонентам, а по обратному трубопроводу охлажденная вода возвращается на станцию.

Преимущественное применение в городах двухтрубных систем объясняется тем, что эти системы по сравнению с многотрубными требуют меньших начальных вложений и дешевле в эксплуатации. Эти системы употребимы в тех случаях, когда всем потребителям района требуется теплота примерно одного потенциала.

В данном расчетно-графическом задании разрабатываются магистральные двухтрубные сети канальной непроходной прокладки

3. Определение расчетных часовых расходов теплоты по видам тепловых нагрузок

Определение тепловых нагрузок производится исходя из величины жилой площади и числа жителей, считая все административно-общественные здания, равномерно распределенные по микрорайонам. Суммарная площадь застраиваемых микрорайонов принимается по заданию. Жилая площадь микрорайонов определяется в зависимости от этажности зданий и рассчитывается по формуле:

где F ж - общая жилая площадь квартала, га, F - площадь квартала по генплану, га, P - плотность жилого фонда, м 2 /га, принимается по /1/ в зависимости от этажности

Для первого квартала: F ж = 5000 · 7 = 35000 м 2 = 35 га

Общую площадь находим по формуле:

где k = 0,7 - коэффициент плотности застройки

Для первого квартала:

Число жителей определяется из условия, что норма жилой площади на одного жителя составляет 10 м 2 /чел, тогда количество жителей определяется по формуле:

где f ж = 10 - норма жилой площади на одного жителя, м 2 /чел.

Для первого квартала:

Определим тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Определение расходов теплоты производят для каждого квартала, но раздельно для каждого вида нагрузок.

Принимая по СНиП 2.04.07-86* №Тепловые сети", по приложению 2 укрупненный показатель максимального теплового потока по отоплению жилых зданий равным q o = 83,4 Вт.

Тогда количество теплоты на отопление рассчитывается по формуле:

где q о - 83,4 Вт/м 2 , показатель максимального теплового потока

А - общая площадь

k 1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток в жилых и общественных зданиях

Максимальный поток на вентиляцию жилых зданий определяем по формуле:

где q о - 69,5 Вт/м 2 , показатель максимального теплового потока, А - общая площадь, k 1 = 0,25 - коэффициент, учитывающий тепловой поток в жилых и общественных зданиях, k 2 = 0,6 - коэффициент, учитывающий тепловой поток в жилых и общественных зданиях на вентиляцию

Принимаем норму расхода воды на горячее водоснабжение в сутки на одного человека, а = 105 л/сут, по /2/, приложение 3 находим укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение q h = 376 Вт.

Тогда количество теплоты на горячее водоснабжение рассчитывается по формуле:

• где q h = 376 Вт/чел - укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение
• m - число жителей
• Аналогичный расчет производится для остальных кварталов. Полученные данные записываются в таблицу №2 "Расчет расходов теплоты".
• Таблица №2 - Расчет расходов теплоты

№ кварталов	Площадь квартала F,га	Плотность жилого фонда	Жилая площадь	Общая площадь	Число жителей	Расходы теплоты, кВт

• При определении расчетных расходов теплоты необходимо учесть потери теплоты в сетях и оборудовании в размере 5% от расхода теплоты, полученные данные заносим в таблицу №3.
• Таблица №3 - Расходы теплоты на отопление, горячее водоснабжение и вентиляцию с учетом потерь

№ квартала	Расходы теплоты, кВт (Q·1,05)

4. Гидравлический расчет магистрали тепловой сети

Перед началом расчета необходимо выбрать трассировку теплосети. При выборе трассы теплосети следует руководствоваться следующим: трассу желательно прокладывать по наименее загруженным городским улицам, чтобы в меньшей степени стеснять уличное движение в период строительства и ремонта. При выборе трассы следует стремиться к минимальной длине трубопровода и колодцев. Находят главную магистраль (наиболее протяженная или наиболее нагруженная линия). Величина гидравлических потерь давления для магистрали является максимальной по сравнению с гидравлическими потерями направлений тепловой сети, поэтому эта величина является для всей тепловой сети расчетной.

Гидравлический расчет начинают с составления монтажной схемы главной магистрали и всех ответвлений. Монтажную схему изображают без масштаба, на ней в виде стрелок наносят ответвления к кварталам, указывают номера расчетных участков, их длины по масштабу генплана, а также расчетные расходы воды на участках и ответвлениях.

4.1 Определение расходов теплоносителя в тепловых сетях

Для гидравлического расчета необходимо рассчитать расходы теплоносителя на каждый квартал: максимальное на отопление и вентиляцию, на горячее водоснабжение, а также суммарные расходы.

Расходы теплоносителя определяются согласно /2/.

Расчетные расходы воды, кг/ч, следует определять по формулам:

1) на отопление

где - расчетный расход сетевой воды на отопление

с - удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4,19 кДж/кг·°С

T 1 - температура в подающем трубопроводе, 120°С

T 2 - температура в обратном трубопроводе, 70°С

2) на вентиляцию

3) на горячее водоснабжение

где ф ` 1 - температура воды после водоподогревателя в подающем трубопроводе, ф ` 1 = 70°С

ф ` 3 - температура воды в обратном трубопроводе, ф ` 3 = 30°С

Суммарный расход теплоносителя определяется по формуле:

где K з - коэффициент не одновременности пользования, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления зависит от мощности системы теплоснабжения K з = 1,2.

Аналогичный расчет производится для остальных кварталов, полученные данные записываются в таблицу №4.

Таблица №4 - Расходы теплоносителя на отопление, горячее водоснабжение и вентиляцию

№ квартала

4.2 Расчет эквивалентной длины

По итогам таблицы №4 рассчитаем расходы воды по участкам сети. Для этого по монтажной схеме определим, сколько расчетных участков (нумерацию производим от источника тепла) и количество кварталов, находящихся на них. Так как на участке 3 считаем расход 3-го и 4-го кварталов, на 2-ом участке уже считаем 3,3,4-го кварталов, на 1 - 1,2,3,4,5.

Для 1-го участка: G 1 = 245,37 т/ч

Аналогично рассчитываем для остальных 2-х.

По справочнику /3/ по номограммам (для труб с коэффициентом эквивалентной шероховатости К з = 0,5 мм) в зависимости от расчетных расходов воды на участке и удельных потерь напора подбираем диаметры труб, при условиях:

30 ? R ? 80, где R - удельное сопротивление падению напора, Па/м

3,5 м/с - скорость теплоносителя

Потери напора в местных сопротивлениях при расчете учитываются введением дополнительных эквивалентных длин на участках сети. Эквивалентные длины рассчитываются с учетом местных сопротивлений, которые определяем по монтажной схеме. Например, для участка 1 - по расходу определяем диаметр трубопровода - 300 мм, а по монтажной схеме - местные сопротивления:

Сальниковый компенсатор - 0,3

Резкое сужение - 0,5

Тройник - 1,5

Задвижка - 0,5

Рассчитываем коэффициенты местных сопротивлений при условии, что они равны для:

Задвижки - 1

Компенсатора сальникового - 0,3

Резкое сужение диаметра - 0,5

Тройник - 1,5

Компенсатор П-образный - 7

Следовательно, для участка 1 рассчитываем коэффициенты местных сопротивлений: о = 1·0,5 + 5·0,3 + 1·1,5 + 1·0,5 = 4

Эквивалентная длина определяется как произведение коэффициента местных сопротивлений на l э, определяемое по таблице 7,2 по /4/ для коэффициента шероховатости к = 0,0005 (т.е. рассматриваются новые трубы, без учета загрязнений) в зависимости от размера трубы.

Так для участка 1 с диаметром трубы 300 мм l э = 14 и, следовательно, эквивалентная длина на этом участке: l э = 4·114= 56 м

Аналогично рассчитываем остальные участки, и результаты заносим в таблицу №5.

		Местные сопротивления		Коэффициент местных сопротивлений, о	Эквивалентная длина, l экв, м
		Задвижки Сальниковые компенсаторы Резкое сужение		1·0,5 + 5·0,3 + 1·1,5 + 1·0,5 = 4
		Задвижки Сальниковые компенсаторы Резкое сужение			3,7·16,9 = 62,53
		Задвижки Сальниковые компенсаторы Резкое сужение		1·0,5 + 4·0,3 + 1·1,5 + 1·0,5 = 3,7	3,7·19,8 = 73,26
		Задвижки Сальниковые компенсаторы Резкое сужение		1·0,5 + 4·0,3 + 1·1,5 + 1·0,5 = 3,7	3,7·23,4 = 86,58
		Задвижки П-образный компенсатор		1·0,5 + 7·2,8 = 20,1	20,1·26,5 = 532,65

4.3 Таблица гидравлического расчета

Для первого участка расход воды G 1 = 245,37 т/ч. Условный диаметр (проход) d y , наружный диаметр х толщина стенки d e x s, удельное сопротивление падению напора R и скорость v определяются по номограммам /3/ и равны соответственно для данного участка:

d e x s = 325 х 8 мм

Длина участка l определяется по схеме расположения кварталов микрорайона города. Для 1-го участка l = 600 м.

Длина участка трубопровода с местными сопротивлениями определяется по формуле:

l e = l экв · о

где l экв - эквивалентная длина по таблице 5

о - сумма местных сопротивлений на участке по таблице 5

Для 1-го участка:

l ` = l e + l

Тогда расчетная длина первого участка:

l ` = 56 + 600 = 656 м

Потери давления на трение на участках сети по длине определяется по формуле:

Р л = R · l `

R - удельные потери на трение

l ` - расчетная длина участка

Для рассматриваемого участка:

Р л = 30 · 656 = 19680 Па = 19,68 кПа

Потери напора на участке теплосети определяют как:

где - плотность воды

g - ускорение свободного падения

На первом участке:

Аналогичный расчет производится для остальных участков, полученные данные записываются в таблицу №6

Таблица №6

№ участка

5. Годовой график расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха

магистральный отопление трубопровод теплота

Годовой график продолжительности расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение строится по часовым графикам расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение и по длительности стояния различных температур наружного воздуха в течение отопительного сезона. Число часов стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период приведено в таблице 7.

Часовой график расхода теплоты на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха строится по двум точкам. Первая точка - это расход теплоты при расчетной температуре наружного воздуха; вторая - равная нулю при температуре наружного воздуха, сходной с температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий. Линия графика будет представлять собой прямую линию. Отопление прекращается при температуре +10?С. Расход теплоты при температурах более высоких, чем +10?С, на графике будет показан условно. Аналогично строится часовой график расхода теплоты на вентиляцию. Линия графика будет представлять собой тоже прямую линию.

Часовой график расхода теплоты на горячее водоснабжение для зимнего периода изображается двумя линиями, параллельными оси абсцисс (максимальный и средний расход теплоты). Для летнего периода при t ? +10?С строится только линия максимального летнего расхода теплоты, которая также параллельна оси абсцисс.

В летний период, который в теплоснабжении условно определяется периодом с наружными температурами выше +10?С, работает из трех основных нагрузок только горячее водоснабжение. Нагрузка горячего водоснабжения принимается равной среднему значению соответственно для зимнего и летнего периодов.

По центру листа размещается ось расчетных тепловых нагрузок (ось ординат). По оси абсцисс вправо от оси координат откладывают продолжительность отопительного периода, а влево - температуру наружного воздуха. Рекомендуется следующий порядок построения графика. Вначале строится график отопительной нагрузки справа от оси ординат: по оси ординат при t н.в. откладывается Q. Построение вентиляционной нагрузки производится таким же методом. Линию нагрузки горячего водоснабжения для зимнего периода проводят параллельно оси абсцисс в диапазоне температур от t н.в. до t = +8?С. После построения часовых графиков тепловых нагрузок приступают к построению годового графика. Годовой график продолжительности тепловой нагрузки строится справа от оси ординат. Перед построением графика необходимо заполнить таблицу 7.

Таблица №7 - Время стояния температуры наружного воздуха

Продолжительность стояния n, ч	Температура наружного воздуха

Порядок построения графика следующий. При данной текущей температуре наружного воздуха подняться вертикально вверх до линии суммарного расхода теплоты. Из точки пересечения провести горизонтальную прямую вправо до вертикальной линии, соответствующей?n из таблицы.

5.1 Построение графиков часовых и годовых расходов теплоты

На отопление:

где = +20?С - температура внутренних помещений

На вентиляцию:

На горячее водоснабжение:

где b = 0,8 - коэффициент пользования горячей водой для жилья

Список используемой литературы

1. "Теплоснабжение районов города" - методические указания/Р.Ш.Мансуров, Д.В.Гребнев, - Оренбург; ИПК ГОУ ОГУ, - 2007г. - 36 с.

2. СНиП 2.04.05-86* "Тепловые сети" /Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003, - 44с.

3. Справочник "Наладка и эксплуатация тепловых сетей" В.И.Манюк - 3-е изд., - М.: Стройиздат, 1988. - 430 с.

4. "Теплоснабжение" А.А.Ионин, М.: Стройиздат, 1982. - 336 с.

Подобные документы

Определение для условий г. Воронеж расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города. Построение графиков часовых расходов теплоты и графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки.

курсовая работа , добавлен 22.11.2010


Разновидности централизованного теплоснабжения зданий. Тепловые нагрузки района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты, определение расчетных расходов теплоносителя. Выбор трассы. Механический расчет теплопроводов.

курсовая работа , добавлен 17.05.2016


Оценка мощности потребления тепла для посёлка в черте города Смоленска. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Расчет и построение графика расхода теплоты. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

контрольная работа , добавлен 25.03.2012


Характеристика теплоснабжения жилого района г. Барнаул. Определение годового расхода теплоты. Расчет температур воды на выходе из калориферов систем вентиляции. Гидравлический расчет и монтажная схема водяной тепловой сети. Подбор сетевых насосов.

курсовая работа , добавлен 05.05.2011


Разработка водяной системы централизованного теплоснабжения жилищно-коммунальной застройки города с 2-х трубной прокладкой тепловых сетей. Определение тепловых нагрузок районов города. Расчет расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015


Планировка района теплоснабжения, определение тепловых нагрузок. Тепловая схема котельной, подбор оборудования. Построение графика отпуска теплоты. Гидравлический расчет магистральных трубопроводов и ответвлений, компенсаторов температурных деформаций.

курсовая работа , добавлен 09.05.2012


Основные характеристики газообразного топлива. Определение количества жителей. Расход газа на комунально-бытовые нужды, тепла на отопление, вентиляцию и ГВС жилых и общественных зданий. Гидравлический расчет магистральных газопроводов высокого давления.

курсовая работа , добавлен 15.05.2015


Теплотехнический расчет ограждающих конструкций общежитий. Теплопотери помещений. Расчет расхода теплоты на горячее водоснабжение. Газоснабжение. Расчет основных элементов системы газоснабжения города Немиров. Определение параметров наружного воздуха.

дипломная работа , добавлен 10.04.2017


Построение графика качественного регулирования отпуска теплоты на отопление. Определение расхода сетевой воды, проходящей через калориферы системы вентиляции. График расходов сетевой воды. Расчет ВВП, присоединенного по двухступенчатой смешанной схеме.

дипломная работа , добавлен 15.08.2010


Продолжительность стояния интервалов температуры наружного воздуха согласно климатологическим данным г. Астрахань. Расчёт режимов отопления, теплонасосной установки в режиме системы теплоснабжения. Режим холодоснабжения системы кондиционирования воздуха.

В.А. Чупрынин, генеральный директор ООО «ОргКоммунЭнерго», г. Москва

Журнал «Новости теплоснабжения» № 4 (92), www.ntsn.ru

К 2010 году резко возрастет потребление газа во всех европейских странах, также в Турции и Китае. Естественно, будут увеличиваться поставки газа из России в страны Европы и Азии. Это в условиях рыночной экономики неизбежно должно вести к росту цен на топливо, а значит, и росту тарифов на теплоснабжение внутри страны. В этой связи одним из направлений государственной политики должно быть принятие мер, направленных на снижение этих последствий для населения страны.

Развитие топливно-энергетического комплекса в первой четверти XXI века будет определяться масштабами реализации энергосберегающих технологий как в энергетическом секторе, так и в других секторах экономики.

В России энергосбережение развито весьма слабо и часто энергосберегающие технологии используются не эффективно.

Подавляющее большинство систем теплоснабжения работает с большим перерасходом топлива и электроэнергии. В целом удельное потребление энергоресурсов на одного человека в России превышает среднеевропейские показатели (по теплу в 2-3 раза и по воде в 1,5-2 раза).

Жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) является крупнейшим потребителем топлива и электрической энергии (более 30% от всей потребленной энергии в России), поэтому в этом секторе есть громадные резервы для экономии.

Для роста энергоэффективности и решения ряда других проблем в коммунальном секторе была проведена реформа ЖКХ. Данная реформа не только предполагает 100% оплату населением коммунальных услуг за отопление и горячее водоснабжение (ГВС), но и качественное их предоставление. Например, температура воздуха внутри отапливаемых помещений должна быть 18-20 ?С, температура воды на нужды ГВС 60 ?С.

Подавляющее большинство теплоснабжающих организаций не может предоставить качественные услуги, при этом температура воздуха внутри отапливаемых помещений, колеблется от 16 до 25 ?С, а температура горячей воды от 40 до 100 ?С, в зависимости от схемы ГВС.

Основные проблемы теплоснабжения

Можно выделить следующие основные проблемы в области теплоснабжения:

1. Возраст большинства источников тепла (ТЭЦ и котельные) больше 30 лет или приближаются к этому рубежу. Например, г. Северодвинск c самой современной промышленностью снабжается теплом от двух ТЭЦ с почтенным возрастом: одной - 30 лет, а второй - 70 лет.
2. Тепловые сети ветхие, более 70% от всех сетей, находящихся в эксплуатации, подлежат замене. Но даже очень скромный план капитального ремонта не выполняется, коммуникации стареют из года в год.
3. Потери тепла в тепловых сетях достигают 30%, т.к. из-за периодического или постоянного затопления сетей тепловая изоляция нарушена и пришла в негодность.
4. Потери тепла через «дырявые» окна составляет до 70% от общих тепловых потерь зданий.
5. В подавляющем большинстве индивидуальных и центральных тепловых пунктов отсутствует автоматика на отопление и ГВС.
6. К сожалению, централизация теплоснабжения, особенно в крупных городах, достигла такого уровня, что режимами трудно или практически невозможно управлять.
7. Подавляющее большинство систем теплоснабжения разрегулировано и обеспечение потребителей теплом и горячей водой сопряжено с большими перерасходами топлива и электроэнергии.
8. Сокращение персонала на предприятиях (как инженерного, так и рабочего) привело к тому, что системы теплоснабжения не эксплуатируются, а только поддерживается их жизнедеятельность, другими словами «латаются дыры».
9. В малых городах, наряду с указанными проблемами, очень остро ощущается недостаток квалифицированного персонала, как на руководящих должностях среднего звена, так и рабочего персонала.

О разработке программы энергосбережения в области теплоснабжения

Все выше перечисленные проблемы в теплоснабжении усугубляются ведомственной разобщенностью и корпоративными интересами, которые идут в разрез с интересами населения городов страны.

По самым скромным подсчетам только за счет разрегулировки систем теплоснабжения (а это мы считаем ключевым вопросом) в России перерасход тепла и электроэнергии за один отопительный сезон достигает гигантских размеров и в денежном выражении составляет не менее 60 млрд руб., т.е. порядка 8% от всех расходов на теплоснабжение. За счет экономии, полученной за один отопительный сезон от оптимизации режимов систем теплоснабжения по всей стране, можно практически полностью отопить потребителей Московской области. Но, к сожалению, на вопросы оптимизации режимов у теплоснабжающих организаций как раньше средств не было, так и нет теперь. Все имеющиеся средства направляются на оплату долгов, топлива, электроэнергии, а остаток на крайне необходимые ремонтные работы.

Исходя из проблем, которые присутствуют в теплоснабжении, должна быть принята государственная программа энергосбережения с государственной финансовой поддержкой. Целесообразно на решение вопросов, связанных с энергосбережением и оптимизацией режимов систем теплоснабжения, выдавать льготные кредиты с тем, чтобы в короткие сроки повысить надежность и экономичность работы систем централизованного теплоснабжения. Это достаточно выгодно потому, что окупаемость технологии оптимизации режимов работы системы теплоснабжения по оценкам ООО «ОргКоммунЭнерго» в разных городах России составляет 3 (максимум 4) мес. отопительного сезона. Конечной целью государственной программы энергосбережения должно явиться снижение себестоимости и смягчение для населения бремени оплаты коммунальных услуг.

На период реализации программы энергосбережения считаем необходимым «заморозить» тарифы или повысить их только для покрытия инфляции. Средства, которые можно будет получить от повышения экономичности систем теплоснабжения, должны направляться на реконструкцию и автоматизацию системы теплоснабжения. По мере повышения экономичности систем теплоснабжения тарифы непременно должны снижаться.

Нами выполнена оптимизация и наладка систем теплоснабжения гг. Петрозаводск, Псков, Инта, Сыктывкар и др. (всего более 80 крупных и не очень крупных городов, в которых нами достигнуты устойчивые гидравлический и тепловой режимы).

В Ярославской области нами проводились работы по оптимизации и наладке систем теплоснабжения г. Рыбинска от всех городских котельных.

Экономия топлива (энергетических ресурсов) за счет проведения работ по оптимизации режимов систем теплоснабжения в среднем составила:

Тепла в пределах 8-13% от отпущенного за отопительный сезон;

Электроэнергии в пределах 50%. В ряде систем теплоснабжения таких, как г. Электроугли Московской области и г. Питкяранта Республики Карелия, экономия электроэнергии была выше и составила около 100% от израсходованной на теплоснабжении за отопительный сезон.

Как правило, в существующих системах централизованного теплоснабжения имеют место следующие недостатки:

Источники тепла загружены нерационально: одни перегружены и работают с большим дефицитом тепла, другие недогружены и имеют значительный резерв тепловой мощности.

Тепловые сети разрегулированы. При этом располагаемые напоры у потребителей, близко расположенных к источнику тепла, избыточные, а у далеко расположенных от источников тепла - крайне недостаточные. Поэтому, у первых происходит большой перерасход топлива, у вторых - значительный недогрев и жалобы на неудовлетворительное качество теплоснабжения. Часто для оживления циркуляции через отопительные системы сетевая воды сливается в канализацию. Системы теплоснабжения работают при повышенных расходах сетевой воды, циркулирующей в тепловой сети, значительно превышающие проектные.

Имеют место повышенные тепловые потери в тепловых сетях, особенно, во внутриквартальных, из-за нарушения тепловой изоляции в связи с периодическим их затоплением паводковыми, ливневыми и канализационными водами.

Отсутствует автоматизация тепловых сетей, в т.ч.: регуляторы температуры как на отопительные системы, так и на системы горячего водостабжения. Практически отсутствует учет тепла.

О работах, проведенных ООО «ОргКоммунЭнерго»

В процессе проведения работ по оптимизации режимов, во всех городах удается сблизить интересы организаций, занимающихся выработкой, передачей и распределением тепловой энергии для более качественного и кондиционного снабжения теплом и горячей водой населения.

ООО «ОргКоммунЭнерго» проведены работы по оптимизации режимов сложнейшей многокольцевой системы теплоснабжения г. Твери, где семь источников тепла работают на одну сеть. Схема ГВС в г. Твери смешанная (открытая и закрытая), нами разработаны стратегические направления в кардинальном улучшении теплоснабжения города. Завершена разработка оптимальных режимов и уже выполнена регулировка сети от одного источника тепла (Южной котельной). Учитывая достигнутые хорошие результаты, Администрацией г. Твери принимается решение о продолжении работ по регулированию системы теплоснабжения от остальных источников тепла (см. «Новости теплоснабжения» №8, 2005 г. или на сайте: www.okenergo.ru).

Проведены энергетические обследования в системах теплоснабжения гг. Иваново, Йошкар-Ола, Северодвинск и др.

В ходе энергетических обследований этих городов было выяснено следующее:

Системы теплоснабжения указанных городов разрегулированы и работают по сниженному против проектного температурному графику отпуска тепла и при повышенных расходах сетевой воды.

В г. Йошкар-Ола работают две ТЭЦ, хотя подключенную тепловую нагрузку может обеспечить одна современная ТЭЦ (ТЭЦ-2), но при условии оптимизации гидравлического режима тепловых сетей. При этом на ТЭЦ-1 предложено оставить в работе только группу сетевых насосов в режиме насосной подкачивания, а неэкономично работающее оборудование ТЭЦ-1 должно быть выведено из работы.

В г. Северодвинске подлежит расширению угольная ТЭЦ, хотя возраст ее преклонный (более 30 лет), а ТЭЦ, работающая на мазуте, из-за дороговизны мазута должна сократить выработку тепла. В связи с этим необходимо проведение работ по разработке оптимальных как зимнего, так и летнего режимов работы тепловых сетей с перераспределением подключенных нагрузок.

За многие годы работы наша организация разработала поэтапную программу повышения экономичности систем централизованного теплоснабжения городов. В этом ключе мы и проводим работы.

1 этап - экспресс-энергетическое обследование: обследование фактического состояния оборудования и режимов всех звеньев систем теплоснабжения (источника тепла, тепловых сетей, тепловых пунктов и отопительных систем) для определения уровня эффективности системы теплоснабжения. В результате разрабатывается концепция или стратегия развития теплоснабжения города.

По результатам экспресс-обследования определяются приоритеты, т.е. очередность вложения средств для получения максимальной экономии. Это энергоаудит только в минимально необходимом виде и с минимальными затратами.

2 этап - оптимизация режима: проводится более углубленное обследование всех звеньев источника тепла. Уточняется схема сети и тепловые нагрузки. Составляется схема сети в электронном виде. Проводится разработка оптимального режима с рациональной загрузкой источников тепла или выводом из работы не рентабельных и последующим непременным внедрением разработанных режимов.

Кроме этого, разрабатываются необходимые мероприятия, выполнение которых позволяет повысить эффективность работы системы теплоснабжения в дальнейшем.

По завершению второго этапа Заказчик фактически получает «инструмент», с помощью которого он длительные годы надежно и экономично может эксплуатировать систему теплоснабжения.

3 этап - автоматизация и диспетчеризация тепловых сетей, оснащение приборами учета.

В процессе проведения этих этапов проводится ремонт сетей и оборудования источников тепла и тепловых пунктов, а также промывка отопительных систем, утепление окон и зданий.

Выводы:

В принципе в каждом городе при казалось бы общих проблемах подходы могут быть совершенно разные, но все сводится к тому, что в начале необходимо непременно выполнить квалифицированно разработку оптимальных режимов работы тепловых сетей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Факультет инженерно-экологических систем и сооружений

КАФЕДРА ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

на тему: «Теплоснабжение микрорайона города»

Выполнил Алгацкова О.В.

студент гр. 317

Руководитель Волкова И.В.

Нижний Новгород 2016

Исходные данные

Введение

Пояснительная записка

3. Схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения

5. Выбор метода регулирования отпуска теплоты

6. Тепловые сети

7. Разработка расчетной схемы тепловой сети

Расчётная часть

2. Построение часовых и годового графиков расхода теплоты

5. Предварительный гидравлический расчет

6. Окончательный гидравлический расчет тепловой сети

7. Подбор сетевого и подпиточного насосов

8. Подбор водоструйного насоса (элеватора)

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

тепловой отопление водоснабжение вентиляция

Исходные данные

1. Проектируемый микрорайон находится в г. Ижевск.

2. Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

3. Расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции.

4. Источник теплоты - котельная.

5. Система теплоснабжения - закрытая четырёхтрубная.

6. Расчётные параметры теплоносителя, .

7. Вид прокладки - подземная.

Введение

Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений. Надёжная работа систем теплоснабжения имеет большое народно-хозяйственное значение, поскольку от неё в значительной степени зависит создание комфортных условий для труда и проживания людей и оптимальных условий для различных технологических процессов.

Системы теплоснабжения разделяют на централизованные, децентрализованные и, как разновидность децентрализованных, - местные системы.

В централизованных системах выработка теплоты осуществляется в отдельных источниках (ТЭЦ или котельных), а подача теплоносителя в системы теплопотребления происходит по специальным трубопроводам, называемым тепловыми сетями. Тепловые сети при этом имеют значительные протяжённость и диаметры, оборудованы тепловыми пунктами, насосными станциями, автоматикой и системой управления.

Система теплоснабжения, не имеющая развитых тепловых сетей, в которой источник теплоты расположен непосредственно вблизи объектов, потребляющих теплоту, называется децентрализованной.

И, наконец, если тепловой агрегат обеспечивает теплоснабжение одного небольшого здания, система будет называться местной.

В современных городах теплоснабжение различных потребителей осуществляется в основном от централизованных систем. Однако в последнее время во многих городах России всё большее значение начинает приобретать теплоснабжение вновь строящихся объектов на базе автономных источников. Наибольший эффект применение автономных источников теплоты даёт при строительстве объектов, проводимом в порядке уплотнения существующей застройки. Себестоимость вырабатываемой теплоты в них может быть в несколько раз ниже, чем в централизованных системах.

В данном проекте спроектирована и рассчитана централизованная система теплоснабжения микрорайона с выработкой теплоты в котельной.

Пояснительная часть

1. Метод определения тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Разработка проекта теплоснабжения начинается с определения тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Тепловые потоки рассчитываются различными способами в зависимости от конкретных условий: стадии проектирования, масштаба и степени детализации изображения на генплане.

Т. к. на генплане нанесены отдельные здания и указаны их назначения и характеристики, то расчёт ведётся по удельным тепловым характеристикам зданий по соответствующим формулам. Определённые по этим формулам тепловые потоки являются расчётными, т. е. максимальными, т. к. они рассчитаны при расчётной наружной температуре.

Расход теплоты на вентиляцию в жилых зданиях не превышает 5-10% от расхода на отопление, поэтому для жилых зданий он не рассчитывается, а только для общественных зданий.

2. Выбор системы теплоснабжения и теплоносителей

Выбор системы теплоснабжения следует производить на основании технико-экономических расчётов с учётом качества исходной воды, степени обеспеченности ею и поддержания требуемого качества горячей воды у потребителей. В небольших городах или посёлках при наличии котельной, предназначенной для теплоснабжения жилищно-коммунального сектора при радиусе действия такой котельной до 1,2 км, экономически обосновано сооружение закрытых 4-х трубных тепловых сетей, что и предусмотрено данным проектом. При этом вода для горячего водоснабжения готовится в источнике теплоты и подаётся абонентам по самостоятельным трубопроводам. Центральный тепловой пункт получается в таком случае как бы сблокированным с источником теплоты.

В качестве теплоносителя в системах централизованного теплоснабжения для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий в качестве теплоносителя следует принимать воду. Следует также проверять возможность применения воды как теплоносителя для технологических процессов.

3. Схема присоединения водоподогревателей

При закрытых системах теплоснабжения в зависимости от соотношения максимальных тепловых потоков на горячее водоснабжение и на отопление присоединение водоподогревателей горячего водоснабжения следует принимать:

Последовательную двухступенчатую схему (смешанную).

Отличительной особенностью этой схемы состоит в том, что в период максимальной нагрузки на горячее водоснабжение снижается расход теплоты на отопление. Реализуется такое решение путём так называемого связанного регулирования. С помощью регулятора расхода, установленного на абонентском вводе, поддерживается постоянный расход сетевой воды на удовлетворение суммарной тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение.

4. Суммарный часовой и годовой графики расхода теплоты

Для решения целого ряда вопросов централизованного теплоснабжения, а именно: определения годового расхода теплоты теплоиспользующими объектами, выбора оборудования источника теплоты, режима его загрузки и ремонта и др., используются графики повторяемости часовых расходов теплоты в течение года.

Чем больше часов использования максимальной тепловой нагрузки, тем более равномерно в течение года потребляется выработанная теплота, тем более эффективно используется оборудование системы теплоснабжения.

5. Регулирование отпуска теплоты

Регулирование отпуска теплоты предусматривается: централизованное - на источнике теплоты, групповое - в узлах регулирования или в ЦТП, индивидуальное в ИТП.

Для водяных тепловых сетей следует принимать, как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

Централизованное качественное регулирование отпуска теплоты ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе, необходимыми для подогрева воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей (для закрытых систем теплоснабжения - не менее 70 0 С).

Вырабатываемая и передаваемая системой теплоснабжения теплота, используется у потребителей на различные нужды: отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха зданий, горячее водоснабжение.

Тепловая нагрузка абонентов не постоянна. Она изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости ветра, инсоляции, режимов расхода воды на горячее водоснабжение и работы технологического оборудования, ряда других факторов. Для обеспечения экономичной работы системы и высокого качества теплоснабжения применяют регулирование отпуска теплоты.

Данный проект предусматривает центральное качественное регулирование отпуска теплоты. Центральное качественное регулирование заключается в поддержании в источнике теплоты температурного графика, обеспечивающего в течение всего отопительного периода заданную температуру внутреннего воздуха отапливаемых помещений при постоянном расходе сетевой воды.

6. Тепловые сети

тепловые сети следует размещать в пределах поперечных профилей улиц и дорог - под тротуарами или разделительными полосами. На улицах, не имеющих разделительных полос, допускается размещение сетей под проезжей частью при условии размещенияих в каналах.

Допускается пересечение разводящими сетями диаметром до 300 мм жилых и общественных зданий при условии прокладки сетей в технических подпольях, коридорах и тоннелях высотой не менее 1,8 м.

Уклон тепловых сетей независимо от направления движение теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0,002. Уклон к отдельным зданиям при подземной прокладке должен приниматься от здания к ближайшей тепловой камере.

Диаметры трубопроводов, прокладываемых в кварталах по условиям безопасности должны быть не более 500мм, а их трасса не должна проходить в местах возможного скопления населения.

Выбор способа и конструкций прокладки трубопроводов обуславливается диаметром трубопроводов, требованиями надежности, экономичностью и способом производства работ.

В данном проекте предусмотрена подземная прокладка тепловых сетей в непроходных каналах.

7. Разработка расчетной схемы

После того как трасса тепловой сети размещена на генплане, разрабатывают схему трубопроводов.

В начальной стадии намечают места установки запорной арматуры, неподвижных опор, компенсирующих устройств. После выполнения гидравлического расчета и построения пьезометрического графика может определиться необходимость устройства каких-либо сооружений (подкачивающих станций, предохранительных или замерных устройств).

Неподвижные опоры следует размещать в следующих местах:

На выходе их источника, на входе и выходе ЦТП, насосных подстанций и др. сооружений (для снятия усилий на оборудование и арматуру);

В местах ответвлений от тепловой сети (для устранения взаимного влияния участков, идущих в перпендикулярных направлениях);

На поворотах трассы (для устранения влияния изгибающих и крутящих моментов, возникающих при естественной компенсации).

В результате указанной расстановки неподвижных опор трасса разбивается на прямолинейные участки, имеющие различные длины и диаметры трубопроводов.

Для каждого из указанных участков выбирают тип и количество компенсаторов, в зависимости от которого определяется количество неподвижных промежуточных опор (на одно меньше, чем компенсаторов).

8. Гидравлический расчет тепловых сетей

Гидравлический расчёт является одним из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловых сетей.

При проектировании в результате гидравлического расчета определяют:

· диаметр трубопроводов;

· падение давления (напора) на участках;

· давления (напоры) в различных точках системы;

· выполняют увязку давлений в различных точках системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

Результаты гидравлического расчёта дают исходный материал для решения следующих задач:

· определения капиталовложений в строительство тепловых сетей, расхода металла (труб, проката) и основных объёмов работ по строительству теплосети;

· установления характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;

· определения условий работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских установок к тепловой сети;

· выбора автоматических регуляторов, устанавливаемых на сооружениях тепловой сети и абонентских вводах.

Для проведения гидравлического расчета должны быть разработаны схема и профиль тепловой сети, указаны размещение источника теплоты и потребителей, расчетные нагрузки и длины участков.

Согласно удельные потери давления на трение при гидравлических расчетах водяных тепловых сетей следует определять на основании технико-экономических расчетов. Рекомендуется принимать следующие значения удельных потерь давления на трение:

· для основного расчетного направления (магистрали) от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя - до 80 Па/м;

· для остальных участков - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.

Скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3,5 м/с.

После проведения предварительного расчёта для каждого участка выбирают тип и требуемое количество компенсаторов, в зависимости от которого определяется количество промежуточных неподвижных опор.

Выполняя уточненный расчет ответвлений, определяем расчетные потери давления в ответвлении. Приэтом, как правило, ввиду ограниченности сортамента труб не удается добиться точного соответствия потерь давления в ответвлении располагаемому напору. В таких случаях следует поступать следующим образом. Если величина невязки составляет меньше 25%, расчет можно считать законченным. Незначительный избыточный напор может быть погашен задвижками, устанавливаемыми на ответвлении. При большей величине невязки необходимо подобрать дроссельную диафрагму.

9. Гидравлический режим работы тепловой сети

С целью обеспечения безопасных условий работы системы теплоснабжения и необходимых давлений в различных точках системы, обеспечивающих расчётный режим системы теплоснабжения, разрабатывают гидравлический режим тепловых сетей.

Гидравлический режим разрабатывают при динамическом состоянии системы, т. е. при работающих циркуляционных (сетевых) насосах и при статическом состоянии системы (гидростатический режим), когда циркуляционные насосы не работают. В результате определяют линии максимальных давлений в подающем и обратном трубопроводах из условия механической прочности элементов системы и линии минимальных давлений из условия предотвращения вскипания высокотемпературного теплоносителя и образования вакуума в элементах системы. Линии давления проектируемой системы не должны выходить за эти крайние границы.

9.1 Построение пьезометрического графика

Для учета взаимного влияния рельефа местности, высоты абонентских систем, потерь давления в тепловых сетях и предъявляемых требований в процессе разработки гидравлического режима тепловой сети строят пьезометрический график. На пьезометрических графикахвеличины гидравлического потенциала выражены в единицах напора.

На пьезометрическом графике в определенном масштабе наносят рельеф местности, высоту присоединенных зданий, величины напоров в сети.

На горизонтальной оси графика откладывают длину сети, а на вертикальной напоры (см. прил. Г).

9.2 Сетевой и подпиточный насосы

По полученным значениям производительности и напора с учетом допускаемых температуры перекачиваемой воды и напора на входе в насос, по соответствующим таблицам подбирается необходимый насос.

Принимаем к установке один сетевой насос и один подпиточный.

9.3 Водоструйные насосы (элеваторы)

Поскольку температура воды в тепловой сети, как правило, выше требуемых для систем отопления, последние присоединяются к тепловой сети через смесительные устройства, обеспечивающие требуемый коэффициент подмешивания обратной воды после системы отопления в подающий трубопровод местной системы отопления. Смесительные устройства помимо основного назначения создают также необходимый для циркуляции воды в системе напор.

В качестве смесительных устройств наибольшее распространение получили водоструйные насосы - элеваторы.

Наиболее совершенен по конструкции элеватор ВТИ-Теплосети Мосэнерго.

Расчетная часть

1. Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Максимальный тепловой поток на отопление здания:

Удельная теплопотеря здания, принимаемая по ;

V н - наружный объём здания, м 3 , определяемый по генплану, задаваясь определённой высотой этажа (3 м);

t в - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, о С, ;

t н.о. - расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления, о С, , ;

- поправочный коэффициент к удельным потерям зданий q o , зависящий от температуры наружного воздуха, .

Расчёт тепловых потоков на отопление сводим в таблицы 1 и 2.

Таблица 1

Определение расчётных тепловых потоков на отопление жилых зданий

Таблица 2

Определение расчётных тепловых потоков на отопление общественных зданий

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий:

Удельный расход теплоты на вентиляцию, принимаемый по ;

t н.в. - расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции.

Расчёт тепловых потоков на вентиляцию сводим в таблицу 3.

Таблица 3

Определение расчётных тепловых потоков на вентиляцию

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение определяется по разным формулам в зависимости от назначения здания:

Жилые дома

m - количество жителей или потребителей, чел;

а а= 100 л/чел;

t г - расчётная температура на горячее водоснабжение, о С, (+60 о С);

t х - температура холодной воды в зимний период, о С, (+5 о С);

с - удельная теплоёмкость воды, с = 4,19;

24 - число часов потребления горячей воды в сутки.

Прачечные, детские сады, школы

Т - число часов работы в смену (7 ч);

а - норма потребления горячей воды, л/чел, по принимаем а= 27 л/чел для детских садов и а= 24 л/чел для школ.

Расчёт тепловых потоков на горячее водоснабжение сводим в таблицу 4.

Таблица 4

Определение расчётных тепловых потоков на горячее водоснабжение

2. Построение часового и годового графиков расхода теплоты

Для построения годового графика вначале выписываем из климатологических таблиц число часов стояния различных наружных температур для географического пункта, соответствующего расположению зданий. Выписку ведём с интервалом температур 5 о С, включая в интервал длительность стояния данной температуры и ниже её в часах.

Часовой и годовой графики расхода теплоты приведены в прил. А.

3. Построение графика регулирования температуры теплоносителя

Температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети определяется по формуле:

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети определяется по формуле:

t в - усреднённая внутренняя температура для микрорайона, о С ();

Любая заданная температура наружного воздуха, о С;

Усредненная температура нагревательного прибора, о С, при расчётных температурах, :

Расчётный перепад температуры воды в теплосети, о С;

Задаваясь, считаем температуры, и по полученным значениям строим график температур воды в подающем и обратном трубопроводе. Из графика определяем температуру точки излома.

График температур воды в обратном трубопроводе систем вентиляции строится отдельно для каждого из трех диапазонов температур наружного воздуха,на которые разбивают отопительный период.

Первый диапазон - от начала отопительного периода до точки излома отопительного графика. В этом диапазоне тепловая вентиляционная нагрузка переменна (растёт), а температура воды в подающем трубопроводе постоянна. При этом количество воздуха, поступающего в калориферы систем вентиляции постоянно, а регулирование количества теплоты осуществляется регуляторами, устанавливаемыми на подающем трубопроводе к калориферам по температуре воздуха на выходе из калориферов. Температуру обратной воды после калориферов в этом диапазоне определяют по следующему уравнению:

Температура воды в подающем и обратном трубопроводе, о С, при любой заданной температуре;

На данном диапазоне любая заданная температура, о С;

Температура воды в подающем и обратном трубопроводе, о С, при.

Второй диапазон - от точки излома отопительного графика до температуры наружного воздуха, соответствующей расчётной для проектирования вентиляции. В этом диапазоне имеют место переменный расход теплоты на вентиляцию и переменная температура воды в подающем трубопроводе. Количество воздуха, поступающего в калориферы, постоянно, однако, в этом диапазоне тепловая нагрузка растет пропорционально росту температуры воды в тепловой сети. На этом диапазоне температура воды в обратном трубопроводе после системы вентиляции совпадает с температурой воды в обратном трубопроводе после системы отопления.

Третий диапазон - от температуры наружного воздуха, соответствующей расчётной вентиляционной, до расчётной отопительной. В третьем диапазоне температура воды в подающем трубопроводе переменна, а расход теплоты на вентиляцию постоянный. Поддержание постоянного количества теплоты при понижении температуры наружного воздуха осуществляется за счет включения и изменения рециркуляции воздуха.

Температуру воды после калориферов систем вентиляции определяют по следующему уравнению:

Значения и берутся из отопительного графика температур воды при t н.в. . Приведённые уравнения решаются методом подбора, задаваясь значениями определяемой величины.

График температур воды в обратном трубопроводе после калорифера вентиляционной системы приведён в прил. Б.

4. Определение расчетных расходов теплоносителя

Расход сетевой воды на отопление рассчитывается по формуле:

Расход сетевой воды на вентиляцию рассчитывается по формуле:

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение рассчитывается по формуле:

Принимаем.

Расчёты расходов теплоносителя сводим в таблицу 5.

Таблица 5

Определение расходов теплоносителя

По полученным значениям строим график расхода теплоносителя. График расхода теплоносителя приведен в приложении В.

5. Предварительный гидравлический расчёт

Расчёт ведём по допустимым удельным потерям, Па/м, .

Приведённая длина участка, м:

Длина участка по плану, м;

Эквивалентная длина участка, учитывающая местные сопротивления, м:

Расчетную схему для гидравлического расчета см. в прил. Г.

Предварительный гидравлический расчет сводим в таблицу 6. Определяем невязку и результат сводим в таблицу 7.

Таблица 6

Предварительный гидравлический расчёт теплосети

Таблица 7

Увязывание участков

6. Окончательный гидравлический расчёт

Расчёт производим отдельно для:

· Т 1 , Т 2 - трубопроводы на отопление и вентиляцию;

· Т 3 - трубопровод на горячее водоснабжение;

· Т 4 - циркуляционный трубопровод.

Расчёт ведётся по тем же формулам, что и в предварительном расчёте, только значение рассчитывается по формуле:

Коэффициент местных сопротивлений, принимаемый по ;

Эквивалентная длина местных сопротивлений при, принимаемая по .

Расчёты сводим в таблицы 8-11.

Таблица 8

Расчет эквивалентных длин тепловой сети

Таблица 9

Окончательный гидравлический расчёт трубопроводов на отопление и вентиляцию

10231,87 Па 8298,99 Па

Устанавливаем шайбу:

G - расчётный расход воды через дроссельную шайбу, т/ч;

Напор, дросселируемый диафрагмой, м, который находят как разность между располагаемым напором перед ответвлением и гидравлическим сопротивлением ответвления.

Таблица 10

Окончательный гидравлический расчёт трубопроводов горячего водоснабжения

Подобные документы

Определение для условий г. Воронеж расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города. Построение графиков часовых расходов теплоты и графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки.

курсовая работа , добавлен 22.11.2010


Определение тепловых нагрузок микрорайона на отопление, вентиляцию. Выбор схемы включения подогревателя ГВС к тепловой сети. Тепловой и гидравлический расчет кожухотрубных и пластинчатых водоподогревателей с целью разработки системы отопления микрорайона.

курсовая работа , добавлен 11.11.2013


Оценка мощности потребления тепла для посёлка в черте города Смоленска. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Расчет и построение графика расхода теплоты. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

контрольная работа , добавлен 25.03.2012


Вычисление расходования теплоты городом и гидравлический расчет тепловой сети. Потребление тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построение магистрали ответвления и охвата квартир газоснабжением. Расход газа на коммунально-бытовые нужды.

курсовая работа , добавлен 29.05.2012


Разработка водяной системы централизованного теплоснабжения жилищно-коммунальной застройки города с 2-х трубной прокладкой тепловых сетей. Определение тепловых нагрузок районов города. Расчет расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015


Внутренние системы горячего водоснабжения. Определение расчетных расходов воды и теплоты. Гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов системы горячего водоснабжения. Особенности подбора оборудования абонентских вводов и тепловых пунктов.

курсовая работа , добавлен 20.12.2009


Разработка магистральных двухтрубных сетей: определение часовых расходов теплоты на отопление и вентиляцию зданий, расчет эквивалентной длины трубопровода. Составление графика расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха.

контрольная работа , добавлен 14.11.2011


Характеристика теплоснабжения жилого района г. Барнаул. Определение годового расхода теплоты. Расчет температур воды на выходе из калориферов систем вентиляции. Гидравлический расчет и монтажная схема водяной тепловой сети. Подбор сетевых насосов.

курсовая работа , добавлен 05.05.2011


Планировка района теплоснабжения, определение тепловых нагрузок. Тепловая схема котельной, подбор оборудования. Построение графика отпуска теплоты. Гидравлический расчет магистральных трубопроводов и ответвлений, компенсаторов температурных деформаций.

курсовая работа , добавлен 09.05.2012


Методика расчета индивидуальных тепловых пунктов для систем отопления и горячего водоснабжения с помощью энергосберегающих подогревательно-аккумуляторных установок со скоростными и трехконтурными теплообменниками; схема присоединения систем отопления.

Важнейшей отраслью городского хозяйства является система энергоснабжения города, к которой относятся теплоснабжающие и электроснабжающие хозяйства.

Система энергоснабжения включает комплекс энергетических установок и сетей, обеспечивающих потребителей в городе тепловой и электрической энергией.

Наибольшую сложность для городских властей представляет организация систем теплоснабжения, так как они требуют значительных капиталовложений в теплотехническое оборудование и тепловые сети, непосредственно влияют на экологическое и санитарное состояние окружающей среды, а так же имеют многовариантное решение.

Теплоснабжение – самый энергоемкий и самый энергорасточительный сегмент национальной экономики. При этом так как главным потребителем тепловой энергии является население, теплоснабжение является социально значимым сектором энергетического комплекса России. Целью системы теплоснабжения является удовлетворение потребностей населения в услугах отопления, горячего водоснабжения (подогрев воды) и вентиляции.

При организации системы теплоснабжения города необходимо учитывать классификацию этих систем по следующим признакам:

источнику приготовления тепла;

степени централизации;

роду теплоносителя;

способу подачи воды на горячее водоснабжение и отопление;

количеству трубопроводов тепловых сетей;

способу обеспечения потребителей тепловой энергией и др.

1 По источнику приготовления тепла и степени централизации теплоснабжения различают три основных вида систем теплоснабжения:

1) высокоорганизованное централизован­ное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепла и электроэнергии на ТЭЦ - теплофикация;

2) централизованное теплоснабжение от районных отопительных и промышленно-отопительных котельных;

3) децентрализованное теплоснабжение от мелких котельных, индивидуальных отопительных приборов и печей и т. п.

В целом в России теплоснабжение обеспечивают около 241 ТЭЦ общего пользования, 244 ТЭЦ промышленного пользования, 920 котельных средней мощности, 5570 котельных ниже средней мощности, 1820020 котельных малой мощности, около 600 тыс. автономных индивидуальных теплогенераторов, 3 специализированных ядерных источников тепла. Суммарная реализация тепла в стране составляет около 2100 млн Гкал/год, в том числе жилищный сектор и бюджетная сфера потребляют около 1100 млн Гкал в год, промышленность и прочие потребители – почти 1000 млн Гкал. На теплоснабжение расходуется более 400 миллионов тонн условного топлива в год.

В стране развита теплофикация: на ТЭЦ в наиболее экономичном теплофикационном режиме вырабатывается 75% от общей выработки тепловой энергии.

2 По роду теплоносителя различают водяные и паровые системы теплоснабжения.

Водяные системы теплоснабжения применяют в основном для снабжения тепловой энергией сезонных потребителей и для горячего водоснабжения, а в некоторых случаях и для технологических процессов. Паровые системы используются в основном для технологических целей в промышленности, и для нужд городского хозяйства в следствие повышенной опасности при их эксплуатации практически не используются. В нашей стране водяные системы теплоснабжения составляют по протяженности более половины всех тепловых сетей.

3 По способу подачи воды на горячее водоснабжение водяные системы теплоснабжения делятся на закрытые и открытые.

В закрытых водяных системах теплоснабжения воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в подогревателях по­верхностного типа водопроводной воды, поступающей затем в местную систему горячего водоснабжения. В открытых водяных системах теплоснабжения горячая вода к водоразборным прибо­рам местной системы горячего водоснабжения поступает непосред­ственно из тепловых сетей.

4 По количеству трубопроводов различают однотрубные и 2х и много-трубные системы теплоснабжения.

5 По способу обеспечения потребителей тепловой энергией различаются одноступенчатые и многоступенчатые системы теплоснабжения в зависимости от схем присоединения абонентов (потребителей) к тепловым сетям.

Узлы присоединения потребителей тепла к тепловым сетям назы­вают абонентскими вводами. На абонентском вводе каждого зда­ния устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расходов теплоносителя по мест­ным отопительным и водоразборным приборам. Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом (МТП). Если абонентский ввод сооружается для отдельного объекта, то его называют индивидуальным те­пловым пунктом (ИТП).

При организации одноступенчатых систем теплоснабжения абоненты потребители теп­ла присоединяют непосредственно к тепловым сетям. Такое непосредственное присоединение отопительных приборов огра­ничивает пределы допустимого давления в тепловых сетях, так как высокое давление, необходимое для транспорта теплоносителя к конечным потребителям, опасно для радиаторов отопления. В силу этого одноступенчатые системы применяют для теплоснаб­жения ограниченного числа потребителей от котельных с небольшой длиной тепловых сетей.

В многоступенчатых системах между источником тепла и потребителями размещают центральные тепловые пункты (ЦТП) или контрольно-распределительные пункты (КРП), в ко­торых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными и водонагревательными установками, регулирующей и предохрани­тельной арматурой, контрольно-измерительными приборами, пред­назначенными для обеспечения группы потребителей в квартале или районе тепловой энергией необходимых параметров. С помощью насос­ных или водонагревательных установок магистральные трубопро­воды (первая ступень) соответственно частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей (вторая ступень). Из ЦТП или КРП теплоноситель с допустимыми или установленными параметрами для местных потребителей по об­щим или отдельным трубопроводам второй ступени подается в МТП каждого здания. При этом в МТП производятся лишь эле­ваторное подмешивание обратной воды из местных отопительных установок, местное регулирование расхода воды на горячее водо­снабжение и учет расхода тепла.

Организация полной гидравлической изоляции тепловых сетей первой и вто­рой ступени является важнейшим мероприятием повышения на­дежности теплоснабжения и увеличения дальности транспорта тепла. Многоступенчатые системы теплоснабжения с ЦТП и КРП позволяют в десятки раз уменьшить число местных подогревателей горячего водоснабжения, циркуляционных насосов и регуляторов температуры, устанавливаемых в МТП при одноступенчатой системе. В ЦТП возможна организация обработки местной водопроводной воды для предупреждения коррозии систем горячего водоснабжения. Наконец, при сооружении ЦТП и КРП сокращаются в значительной мере удельные эксплуатационные затраты и затраты на содержание персонала для обслуживания оборудования в МТП.

Централизованное теплоснабжение в первую очередь получило развитие в городах и районах с преимущественно многоэтажной застройкой.

Таким образом, современная централизованная система теплоснабжениясостоит из следующих основных элементов: источника тепла, тепловых сетей и местных систем потребления - систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Для организации централизованного теплоснабжения используются два типа источников тепла: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и районные котельные (РК) различной мощности.

Районные котельные большой мощности сооружают для обеспечения теплом крупного комплекса зданий, нескольких микрорайонов или района го­рода. Тепловая мощность современных районных котельных составляет 150-200 Гкал/ч. Такая концентрация тепловых нагрузок позволяет использовать крупные агрегаты, современное техническое оснащение котельных, что обеспечивает высокие показатели использования топлива и КПД теплотехнического оборудования.

Этот вид систем теплоснабжения имеет ряд преимуществ перед тепло­снабжением от котельных малой и средней мощности. К ним относится:

более высокий коэффициент полезного действия котельной установки;

меньшее загрязнение атмосферного воздуха;

меньший расход топлива на единицу тепловой мощности;

большие возможности механизации и автоматизации;

меньший штат обслуживающего персонала и т.д.

Следует учитывать, что при теплофикации капитальные вложения в ТЭЦ и тепловые сети оказываются больше в централизованные системы теплоснабжения от РК, поэтому ТЭЦ экономически целесообразно сооружать лишь при больших тепловых нагрузках более 400 Гкал/ч.

На ТЭЦ организуется и осуществляется комбинированная выработка тепла и электроэнергии, обеспечивающая существенное снижение удельных расходов топлива при получении электроэнергии. При этом сначала тепло рабочего тепло-водяного пара используется для получения электроэнергии при расширении пара в турбинах, а за тем оставшееся тепло отработанного пара используется для нагрева воды в теплообменниках, которые составляют теплофикационное оборудование ТЭЦ. Горячая вода применяется для теплоснабжения. Таким образом, на ТЭЦ тепло высокого потенциала используется для выработки электроэнергии, а тепло низкого потенциала – для теплоснабжения. В этом состоит энергетический смысл комбинированной выработки тепла и электроэнергии.

Тепловая энергия в виде горячей воды или пара транспортируется от ТЭЦ или котельной к потребителям (к жилым домам, общественным зданиям и промышленным предприятиям) по специальным трубопрово­дам, называемым тепловыми сетями. Трасса тепловых сетей в городах и других населенных пунктах должна предусматриваться в отведенных для инженерных сетей технических полосах.

Современные тепловые сети городских систем представляют собой сложные инженерные сооружения. Протяженность тепловых сетей от источника до крайних потребителей составляет десятки километров, а диаметр магистралей достигает 1400мм. В состав тепловых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах или павильонах; насосные станции; районные тепловые пункты (РТП) и тепловые пункты (ТП).

Тепловые сети разделяются на магистральные, прокладываемые на главных направле­ниях населенного пункта, распределительные - внутри квартала, мик­рорайона - и ответвления к отдельным зданиям и абонентам.

Схемы тепловых сетей применяют, как правило, лучевые. Во избежание перерывов в снабжении теплом потребителя предусмат­ривают соединение отдельных магистральных сетей между собой, а так­же устройство перемычек между ответвлениями. В больших городах при наличии нескольких крупных источни­ков тепла сооружают более сложные тепловые сети по кольцевой схеме.

Как уже отмечалось, современные централизованные системы теплоснабжения представляют собой сложный комплекс, включающий источники тепла, тепловые сети с насосными станциями и тепловыми пунктами и абонентские вводы потребителей, оснащенные системами автоматического управления. Для организации обеспечения надежного функционирования таких систем необходимо их иерархическое построение, при котором всю систему расчленяют на ряд уровней, каждый из которых имеет свою задачу, уменьшающуюся по значению от верхнего уровня к нижнему. Верхний иерархический уровень составляет источники тепла, следующий уровень - магистральные тепловые сети с РТП, нижний - распределительные сети с абонентскими вводами потребителей. Источники тепла подают в тепловые сети горячую воду заданной температуры и заданного давления, обеспечивают циркуляцию воды в системе и поддержанием в ней должного гидродинамического и статического давления. Они имеют специальные водоподготовительные установки, где осуществляется химическая очистка и дезаэрация воды. По магистральным тепловым сетям транспортируются основные потоки теплоносителя в узлы теплопотребления. В РТП теплоноситель распределяется по районам и в сетях районов поддерживаются автономный гидравлический и тепловой режимы.

Организация иерархического построения систем теплоснабжения обеспечивает их управляемость в процессе эксплуатации.

Для управления гидравлическими и тепловыми режимами системы теплоснабжения ее автоматизируют, а количество подаваемого тепла регулируют в соответствии с нормами потребления и требованиями абонентов. Наибольшее количество тепла расходуется на отопление зданий. Отопительная нагрузка изменяется с изменением наружной температуры. Для поддержания соответствия подачи тепла потребителям в нем применяют центральное регулирование на источниках тепла. Добиться высокого качества теплоснабжения, применяя только центральное регулирование, не удается, поэтому на тепловых пунктах и у потребителей применяют дополнительное автоматическое регулирование. Расход воды на горячее водоснабжение непрерывно изменяется, и для поддержания устойчивого теплоснабжения гидравлический режим тепловых сетей автоматически регулируют, а температуру горячей воды поддерживают постоянной и равной 65 С.

Эксплуатацией систем теплоснабжения и управлением технологическими процессами и теплотехническим оборудованием занимаются специализированные организации, организуемые в основном в форме муниципальных унитарных предприятия и акционерных обществ.

Организационная структура управления предприятием теплоснабжения состоит из органов управления протекающими технологическими процессами, связанных с выработкой и доставкой тепловой энергии потребителям, а так же органов управления предприятием в целом и включает следующие основные подразделения: административно-управленческий аппарат, производственные отделы и службы, эксплуатационные районы. Именно эксплуатационные районы являются основными производственными подразделениями предприятия теплоснабжения.

Примерная организационная структура управления муниципальным предприятием теплоснабжения представлена на рис.7

Но несмотря на преимущества централизованных систем теплоснабжения городов, они обладают рядом недостатков, например, значительной протяженностью тепловых сетей, необходимости крупных капиталовложений при модернизации и реконструкции элементов, что к настоящему времени привело к снижению эффективности работы предприятий теплоснабжения городов.

К числу основных системных проблем, осложняющих организацию эффективного механизма функционирования теплоснабжения современных города можно отнести следующие:

Значительный физический и моральный износ оборудования систем теплоснабжения;

высокий уровень потерь в тепловых сетях;

массовое отсутствие приборов учета тепловой энергии и регуляторов отпуска тепла у жителей;

завышенные оценки тепловых нагрузок у потребителей;

несовершенство нормативно-правовой и законодательной базы.

Оборудование предприятий теплоэнергетики и тепловых сетей имеют в среднем по России высокую степень износа, достигшую 70 %.

В общем числе отопительных котельных преобладают мелкие, малоэффективные, процесс ликвидации и реконструкции которых протекает очень медленно. Прирост тепловых мощностей ежегодно

отстает от возрастающих нагрузок в два раза и более. Из - за систематических перебоев в обеспечении котельных топливом во многих городах ежегодно возникают серьезные трудности в теплоснабжении жилых кварталов и домов. Пуск систем отопления осенью растягивается на несколько месяцев, недогревы жилых помещений в зимний период стали нормой, а не исключением; темпы замены оборудования снижаются, и, собственно, увеличивается количество оборудования, находящегося в аварийном состоянии. Это предопределило резкий десятикратный рост аварийности систем теплоснабжения.

Другая причина «недотопов»- катастрофические потери тепловой энергии при ее транспортировке в теплосетях. В среднем по стране аварийность тепловых сетей составляет 0,9 случая на 1 километр в год для трубопроводов максимальных диаметров и 3 случая - для трубопроводов диаметром 200 мм и менее. Из-за аварий на теплотрассах, более 80% которых нуждаются в замене и капитальном ремонте в трубопроводах систем централизованного теплоснабжения потери достигают почти 31 % произведенного тепла, что эквивалентно годовому перерасходу первичных энергоресурсов более 80 миллионов тонн условного топливо в год.

Проблема роста аварийности в системах теплоснабжения в ближайшие годы будет обостряться. Высокая степень изношенности и отказа оборудования тепловых станций и котельных установок, тепловых сетей, внутридомовых сетей, дефицит топлива, а также экстремальные климатические события являются причинами частых аварий и порождаемых ими отключений потребителей.

Кроме того острой проблемой роста энергоемкости систем теплоснабжения являются значительные потери тепла в жилых домах со сниженными тепловыми характеристиками. Для всего жилищного фонда, построенного до 1995 года, характерны потери тепла в 3 раза более высокие, чем установленные в 2001 году Строительными Нормами и Правилами для новых зданий. К сожалению, такие жилые строения сегодня составляют большую часть жилищного фонда городов. В современных условиях, когда потери тепла и цена энергии многократно выросли, они стали энергетически и экономически неэффективными.

Одной из насущных проблем энергорасточительности и неэкономичности систем централизованного теплоснабжения является массовое отсутствие приборов учета и регуляторов расхода тепловой энергии у потребителей.

В настоящее время в существующих жилых зданиях и квартирах практически полностью отсутствуют какие-либо регуляторы работы систем отопления, и потребитель лишен возможности регулировать затраты тепла для отопления и горячего водоснабжения.

Так, например в жилищном секторе, жители получают тепло в процессе оказания услуги. В качестве критерия качества оказания услуги принимается температура в помещении. Если температура соответствует критерию «не ниже 18 °C», то услуга считается оказанной и должна быть оплачена по действующему нормативу. Тогда как, температура внутри помещения не может быть использована для оценки количества поставляемого тепла. В разных зданиях для отопления одной и той же площади может расходоваться различное количество тепловой энергии – различия могут составлять до 40–60 % только за счет различных тепловых характеристик зданий. Следует также принять во внимание укоренившуюся привычку регулировать температуру форточками и повсеместное разбалансирование систем отопления.

Регулирование параметров работы централизованных систем отопления зданий ведется, как правило, на центральных тепловых пунктах. Потребитель (житель) в таких условиях может только предъявить претензии в тех случаях, когда температура воздуха в его жилище недостаточна. Решение проблемы «перетопа» помещений совсем не зависит от потребителя, хотя именно в этом случае возможна значительная экономия тепла. В существующих условиях в большинстве зданий (до 30-35% их общего числа) потребления тепла для отопления здания выше нормативного и жители никак не может влиять на его потребление в целях экономии своих средств и энергоресурсов страны.

Население оплачивает отопление и горячую воду, как правило, не прямо за 1 Гигакалорию фактически потребленного тепла, а по нормам расхода, которые устанавливаются органами власти в каждом субъекте Российской Федерации. При этом руководствуясь принципом соблюдения социальной справедливости, тариф на отопление устанавливается единым не только для целых городов, но и целых областей. Тепловая энергия не воспринимается жителями как товар, который нужно покупать. Тепло рассматривается как некоторая данность – своеобразное приложение к квартире.

По оценкам экспертов Минэнерго, из-за невозможности контролировать реальные объемы поступающего из систем центрального отопления тепла потребители вынуждены ежегодно переплачивать за недопоставленное им тепло около 3,8 млрд долл., в том числе население – около 1,7 млрд долл.

Таким образом, в системах центрального отопления экономическая нагрузка постоянно переносится на социальных потребителей тепла – население городов. Основная часть оплаты приходится на энергетическое обслуживание жилищ. Роль оплаты тепла населением в перспективе будет постоянно возрастать как источник средств для обеспечения функционирования и развития теплоснабжения.

При этом, очевидно, что плата населения за тепловую энергию никак не связана с объемом и качеством услуг теплоснабжения. В результате несоответствия объема и режима поставляемого тепла его необходимому количеству возникает целый ряд негативных последствий. Например:

население переплачивает за ненужное либо за недопоставленное ему тепло и в этом случае расходует дополнительные средства на электроэнергию для обогрева квартир;

завоз лишнего топлива в город перегружает транспортные коммуникации;

ухудшается экология городов из-за дополнительных выбросов и отходов теплоснабжающих установок.

Порядок в учете и контроле количества и параметров качества тепловой энергии, которое расходует население, в настоящее время отсутствует. Поэтому одной из насущных задач совершенствования организации теплоснабжения должно стать наведение порядка в нормативных расходах тепла на отопление (в соответствии с теплотехническими и другими характеристиками жилых зданий) и горячее водоснабжение (на основе объективно определенных санитарно-гигиенических данных). В качестве первоочередных мер необходимо организовать установку общедомовых приборов учета горячей воды и тепловой энергии во всех жилых зданиях города.

Это мероприятие позволит заменить действующую до сих пор систему оплаты тепла в соответствии с тепловой нагрузкой, рассчитанной по относительным показателям теплоснабжающей организацией, оплатой в соответствии тепловой нагрузкой, рассчитанной по среднему фактическому потреблению тепловой энергии. Таким образом, исключается возможность включать стоимость тепловых потерь в сетях в выставляемые счета жителям.

В последующем необходим переход на повсеместную установку внутриквартирных приборов учета потребляемой тепловой энергии. До сих пор основными препятствиями для массового применения квартирного учета были сравнительно низкие цены на тепло (по сравнению с мировыми), дотации на коммунальные услуги, отсутствие организационных механизмов и нормативно-законодательной базы.

Законодательство, регулирующее деятельность предприятий теплоснабжения, практически отсутствует. Качество теплоснабжения федеральные органы управления никак не регулируют, нет нормативных документов, определяющих критерии качества. Надежность систем теплоснабжения регулируется только через технические надзорные органы. Но так как взаимодействие между ними и тарифными органами ни в одном нормативном документе не закреплено, оно часто отсутствует. Технический надзор по существующим нормативным документам сводится к контролю отдельных технических узлов, причем тех, по которым существует больше правил. Система во взаимодействии всех ее элементов не рассматривается, не выявляются мероприятия, дающие наибольший общесистемный эффект.

Пути решения проблем организации эффективного теплоснабжения городов известны и очевидны. В отдельных городах России предпринимаются попытки внедрения новых технологий, организации коммерческого учета, децентрализации теплоснабжения. Однако, в большинстве случаев, попытки эти носят демонстративный, не системный характер, и к коренному изменению ситуации не приводят. Крайне необходимо проведения комплексной реформа всей существующей системы теплоснабжения городов. Реформирование теплоснабжения должно способствовать заинтересованности всех субъектов процесса выработки, транспорта и потребления тепла в повышении надежности, минимизации издержек, организации точного учета количества и качества тепловой энергии и повышении энергоэффективности.

Таким образом, теплоснабжение – отрасль городского хозяйства, в которой не работают привычные рыночные схемы и чрезвычайно затруднена конкуренция. Действуют часто взаимоисключающие интересы государства, муниципалитетов, естественных монополий и контрольных органов. Поэтому организация эффективного управления деятельности такой отрасли является насущно и трудной задачей.

Не менее важной отраслью городского хозяйства является электроснабжение.

Электроснабжением называется процесс обеспечения потребителей электрической энергией.

Электроэнергия является наиболее универсальным видом энергии и широкое внедрение ее во все области жизни человека (быт, промышленность, транспорт и т.д.) объясняется относительной простотой ее производства, распределения и превращения в другие виды энергии: световую, тепловую, механическую и другие.

Муниципальное хозяйство городов является крупным потребителем электроэнергии и на его долю приходится почти четверть вырабатываемой в стране электрической энергии.

Повышение уровня благоустройства городов и значительное увеличение количества используемых электробытовых приборов населением способствуют постепенному росту электропотребления. В ближайшей перспективе суммарная мощность электробытовых приборов для средней трех-, четырехкомнатной квартиры составит 5 кВт, а с учетом электроплиты, электроводонагревателя и кондиционера - 20 кВт.В этих условиях особую актуальность приобретают проблемы рациональной организации системы электроснабжения потребителей и повышения эффективности работы электроснабжающих предприятий.

Системой электроснабжения называется совокупность электроустановок электрических станций (генерирующих мощностей), электрических сетей (включая подстанции и линии электропередач различных типов и напряжений) и приемников электроэнергии, предназначенная для обеспечения потребителей электроэнергией.

Для организации надежного обеспечения потребителей электроэнергией созданы региональные энергосистемы, таких, например, Единая энергетическая система (РАО ЕЭС).

Энергетической системой (энергосистемой) называется совокупность электростанций, электрических сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии при общем управлении этим режимом.

Как правило, городские системы электроснабжения не имеют значительных собственных генерирующих мощностей (электростанций), а используют покупную электроэнергию, что определяет состав и особенности организации электроснабжения городов.

Система электроснабжения города состоит из сети внешнего электроснабжения, высоковольтной (35 кВт и выше) сети города и сетевых устройств среднего и низкого напряжения с соответствующими трансформирующими установками.

На территории города размещаются электрические сети различного назначения: сети электроснабжения для коммунально-бытовых и производственных нужд высокого и низкого напряжений; сети наружного освещения улиц, площадей, парков и пр.; сети электротранспорта и слабого тока.

Принцип организации высоковольтной сети крупного города заключается в создании на его периферии высоковольтного кольца с подстанциями, соединенными с соседними энергосистемами. От высоковольтной сети устраиваются глубокие вводы для электроснабжения жилых и промышленных районов с расположением понизительных трансформаторных подстанций в центрах электрических нагрузок.

В настоящее время на большей части территории ЕЭС РФ продавцами электроэнергии являются региональные энергосистемы (АО-энерго), а так же Муниципальные (городские и районные) предприятия электрических сетей и подразделения энергосбыта, которые, в свою очередь, перепродают электроэнергию конечным потребителям.

Основными видами деятельности муниципальных предприятий электроснабжения городов являются:

покупка, производство, передача, распределение и перепродажа электрической энергии;

эксплуатация внешних и внутренних систем электроснабжения жилых помещений, объектов соцкультбыта и коммунального хозяйства;

проектирование, строительство, монтаж, наладка, ремонт оборудования, зданий и сооружений электрических сетей, объектов коммунальной электроэнергетики, электроэнергетического оборудования;

соблюдение режимов энергоснабжения и энергопотребления.

Финансирование производственно-хозяйственной деятельности муниципальных предприятий электроснабжения происходит за счет оплаты потребленной электроэнергии абонентами, а также за счет средств городского бюджета, выделяемых по следующим статьям:

на возмещение разницы между утвержденным тарифом за 1 кВт*час электроэнергии и льготным тарифом для населения;

оплату работ и услуг, финансирование которых осуществляется из бюджета муниципального образования включая:

внутридомовое обслуживание жилого фонда,

уличное освещение города,

праздничная иллюминация города,

проведение капитального и других видов ремонта внутригородских линий электропередач, трансформаторных подстанций и другого оборудования.

В настоящее время главная причина существующих финансовых затруднений и первооснова большинства проблем в электроэнергетике - неоплата потребителями отпущенной им электрической энергии. Неплатежи потребителей ведут к недостатку оборотных средств, росту дебиторской задолженности энергокомпаний. Увеличиваются затраты, снижается экономическая эффективность работы предприятия.

Наряду с неплатежами имеют место недостатки в тарифной политике. Несмотря на переход к двухставочным тарифам (на покупку и продажу электрической энергии и мощности) на оптовом рынке, положительно повлиявший на эффективность его функционирования, уровень тарифов, ограниченный Федеральной энергетической комиссией рентабельностью не более 10-18 % , не позволяет электроэнергетике в полной мере обеспечить инвестиционный процесс.

Кроме того, тарифные ставки по отдельным группам потребителей сегодня не соответствуют реальным размерам затрат на производство, транспортирование и распределение электрической и тепловой энергии. Тариф на электроэнергию для населения по-прежнему более чем в 5 раз ниже, чем для промышленности.

При этом цены на электроэнергию устанавливаются органами государственного регулирования в форме тарифов. Сложившаяся к настоящему времени ситуация в системе электроснабжения городов имеет ряд серьезных недостатков:

У продавцов электроэнергии нет стимулов к повышению эффективности и качества оказываемых ими услуг и снижению цен на свои услуги;

Хозяйственная деятельность субъектов розничного рынка абсолютно не прозрачна;

Для потребителей не созданы стимулы к рационализации потребления электроэнергии и внедрению энергосберегающих мероприятий.

Все это требует серьезных изменений для успешного и эффективного функционирования системы энергоснабжения муниципальных образований и, в частности, улучшения деятельности самих предприятий электроснабжения на городском уровне.

Современные города являются крупнейшими потребителями сетевого газа как наиболее дешевого, экономичного и экологически чистого вида топлива.

Основными потребителями газа в городах являются:

жилищно-коммунальное хозяйство (теплоэнергетика);

население, проживающее в газифицированных квартирах;

промышленные предприятия.

Газоснабжение городов и поселков организуют исходя из суммарных максимальных потребностей потребителей и проектируют на основе схем и проектов районных планировок, генеральных планов городов, поселков и сельских населенных пунктов с обязательным учетом их развития на перспективу.

Системы газификации городов представляют собой комплекс магистральных газопроводов, под­земных газохранилищ и кольцевых газопроводов, обеспечивающих надежное газоснабжение районов. Система газоснабжения крупного города - это сети различного давления в сочетании с газохранилищами и необходимыми сооружениями, обеспечивающими транспортировку и распределение газа.

Газ подается к городу по нескольким магистральным газопроводам, которые заканчи­ваются газорегуляторными станциями (ГРС). После газорегуляторной станции газ поступает в сеть высокого давления, которая закольцована вокруг города, и от нее к потребителям через головные газорегуляторные пункты (ГРП). Городскими магистральными газопроводами являются газопроводы, идущие от ГРС или других источников, обеспечивающих подачу газа, до ГРП. Распределительными счита­ются газопроводы, идущие от ГРП или газовых заводов, обеспечивающих газоснабжение населенных пунктов, до вводов, то есть уличные, внутриквартальные, дворовые газопроводы. Ввод - это участок газопровода от места присоединения к распределительному газопроводу до здания, включая отключающее устройство на вводе в здание, или до вводного газопровода. Вводным газопроводом считается участок газопровода от отключающего устройства на вводе в здание (при установке его снаружи здания) до внутреннего газопровода, включая газопровод, проложенный через стену здания. Городские газовые сети для обеспечения надежности газоснабжения обычно сооружаются кольце­выми и лишь в редких случаях - тупиковыми.

Городские газопроводы различаются по давлению газа в сетях (кгс/см 2): низкого (до 0,05атм.); среднего (от 0,05 до 3); высокого (от 3 до 12). Жилые, общественные здания и ком­мунально-бытовые потребители получают газ низкого давления, а промышленные предприятия, теплоэлектроцентрали и котельные - газ среднего или высокого давления.

При организации и проектировании газоснабжения городов разрабатывают и применяют следующие системы распределения газа по давлению:

одноступенчатую с подачей всем потребителям газа одного давления;

двухступенчатую с подачей потребителям по газопроводам газа двух давлений: среднего и низкого, высокого (до 6 кгс/см) и низкого, высокого (до 6 кгс/см 2) и среднего;

трехступенчатую с подачей газа потребителям по газопроводам газа трех давлений: высокого (до 6 кгс/см 2), среднего и низкого;

многоступенчатую, при которой предусматривается подача по газопроводам газа четырех давлений: высокого (до 12 кгс/см 2), высокого (до 6 кгс/см 2), среднего и низкого.

Связь между газопроводами различных давлений, обеспечивающими газоснабжение города, осуществляется через газорегуляторные пункты (ГРП) или газорегуляторные установки (ГРУ). ГРП сооружается на территории городов и на территории промышленных, коммунальных и других предприятий, а ГРУ монтируют в помещениях, где расположены газопотребляющие установки.

Эксплуатацией систем газоснабжения городов, а так же отпуском газа потребителям занимаются специализированные предприятия.