новая папка 1 / 241516
.pdf2628
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИДА ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК И КЛИМАТИЧЕСКОГО РАЙОНА НА ГОДОВОЕ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ
ПРЕДПРИЯТИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе по дисциплинам «Источники и системы теплоснабжения», «Оборудование и эксплуатация систем
теплоснабжения промышленных предприятий» для специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплотехника и теплоэнергетика»,
по дисциплине «Отопление» для специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» направления «Строительство»
Составители: В. А Стерлигов, Т.Г. Мануковская
Кадры для региона.
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»
Липецк Липецкий государственный технический университет
2013
2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИДА ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК И
КЛИМАТИЧЕСКОГО РАЙОНА НА ГОДОВОЕ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе по дисциплинам «Источники и системы теплоснабжения», «Оборудование и эксплуатация систем
теплоснабжения промышленных предприятий» для специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплотехника и теплоэнергетика»,
по дисциплине «Отопление» для специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» направления «Строительство»
Составители: В. А Стерлигов, Т.Г. Мануковская.
Утверждаю к печати |
Проректор по учебной работе |
Объем 0,8 печ.л. |
________________Качановский Ю.П. |
Тираж 50 экз. |
«___»_______________2013 г. |
Липецк Липецкий государственный технический университет
2013
3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИДА ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК И
КЛИМАТИЧЕСКОГО РАЙОНА НА ГОДОВОЕ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе по дисциплинам «Источники и системы теплоснабжения», «Оборудование и эксплуатация систем
теплоснабжения промышленных предприятий» для специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплотехника и теплоэнергетика»,
по дисциплине «Отопление» для специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» направления «Строительство»
Составители: В. А Стерлигов, Т.Г. Мануковская.
Рукопись и графический материал |
Зав.кафедрой ПТЭ |
Утверждаю |
________________Губарев В.Я. |
Объем 0,8 печ.л. |
«___»_______________2013 г. |
Тираж 50 экз |
|
Липецк Липецкий государственный технический университет
2013
4
УДК 697.1.(075.03)
С797
Рецензент А.В.Севостьянов
Стерлигов, В.А.
С797 Исследование влияния вида тепловых нагрузок и климатического района на годовое теплопотребление предприятия [Текст]: методические указания к выполнению лабораторной работы по изучению теплопотребления и работы оборудования предприятий в разных климатических условиях по дисциплинам «Источники и системы теплоснабжения», «Оборудование и эксплуатация систем теплоснабжения предприятий», «Отопление» /сост.:
В. А. Стерлигов, Т.Г. Мануковская. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 13 с.
В методических указаниях приводится расчет на ЭВМ и исследование влияния сезонных и круглогодовых тепловых нагрузок, климатической зоны расположения предприятия на его годовую потребность в теплоте и выбор основного теплового оборудования.
Предназначены для студентов физико-технологического факультета специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплотехника и теплоэнергетика» и инженерно-строительного факультета специальности
«Теплогазоснабжение и вентиляция» направления «Строительство» изучающих
дисциплины |
«Источники и системы теплоснабжения», «Оборудование и |
эксплуатация систем теплоснабжения предприятий», «Отопление». |
|
Табл. |
1. Ил. 1. Библиогр.: 5 назв. |
© ФГБОУ ВПО «Липецкий
государственный технический университет», 2013
5
Цель работы: с помощью ЭВМ изучить влияние соотношения сезонных и круглогодовых тепловых нагрузок, а также климатической зоны расположения предприятия на годовую потребность в теплоте, годовой коэффициент теплофикации, число часов использования максимума тепловой нагрузки и число часов работы пиковых источников.
Правила техники безопасности при работе на компьютере
1.Приступать к работе на компьютере можно только после разрешения преподавателя или лаборанта.
2.Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть.
3.Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается:
а) вешать что-либо на провода; г) выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур.
4. Для исключения поражения электрическим током запрещается: а) часто включать и выключать компьютер без необходимости; б) прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера;
в) работать на средствах вычислительной техники мокрыми руками; г) работать на средствах вычислительной техники, имеющих нарушения
целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания; при наличии признаков электрического напряжения на корпусе;
д) класть на средства вычислительной техники посторонние предметы. 5. При обнаружении неисправности немедленно оповестить об этом
лаборанта. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности.
6
6.При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом лаборанту, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.
7.После окончания работы необходимо обесточить все средства вычислительной техники.
1. Методика и алгоритм расчетов
При проектировании систем теплоснабжения для расчета годовой потребности в теплоте, выбора оборудования источников теплоснаб жения и определения других показателей работы системы строят годовые графики продолжительности тепловых нагрузок [1] (рис.1).
Рис. 1. Годовые графики продолжительности тепловых нагрузок
Обычно годовые графики строятся с использованием данных о продолжительности различных наружных температур [1, 2].
С помощью ЭВМ для анализа влияния соотношения сезонных нагрузок Qс (отопления Qо и вентиляции Qв) и круглогодовых нагрузок Qкг
(технологической Qт и горячего водоснабжения Qг в) на годовое теплопотребление используется приближенное аналитическое описание годового графика изменения нагрузки [3]. С этой целью вся территория страны условно разделена на несколько климатических районов, отличающихся не
7
только расчетной температурой наружного воздуха tно и продолжительностью отопительного периода nот, но и соотношением относительно «холодных» и «теплых» дней отопительного периода, что учитывается климатическими коэффициентами a, b [3] (приложение 1).
Относительная величина сезонной тепловой нагрузки с использованием климатических коэффициентов за n часов отопительного периода определяется зависимостью
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
c 1 a n î ò , |
(1) |
|
|
|
|
|
Qc |
/ Qc' ; Qc Qî |
Qâ |
|
|
||||
где |
Qc |
- текущее значение сезонной нагрузки, |
МВт; |
|||||||||
Q' |
Q' Q' |
- |
расчетная |
величина сезонной тепловой нагрузки, |
МВт; |
|||||||
ñ |
|
î |
|
â |
|
|
|
|
|
|
|
|
nî ò |
|
n / nî ò |
- |
относительная |
продолжительность использования тепловой |
нагрузки; a – коэффициент, учитывающий снижение сезонной нагрузки в конце отопительного периода; b – коэффициент, учитывающий «кривизну» годового графика сезонной нагрузки.
С учетом приведенного выше текущее значение суммарной нагрузки за n часов отопительного периода определяется зависимостью
Qs Qc Qêã (1 a n î ò )Qc' Qêã' . |
(2) |
Годовой расход теплоты на сезонные нагрузки – отопление и вентиляцию |
|
(ГДж) определяется зависимостью |
|
Qñãî ä (1 à /(b 1))Qc' nî ò 3, 6 . |
(3) |
на круглогодовую нагрузку (без учета летнего
|
Qêããî ä Qêã' 8760 3, 6 , |
где Qêã' Qò' |
Qãñð.ç - расчетная круглогодовая наргузка, МВт. |
Суммарное годовое теплопотребление предприятия, ГДж:
Qsãî ä Qñãî ä Qêããî ä .
(4)
(5)
8
Число часов использования максимума тепловой нагрузки
nmax Qsãî ä /(Qs' 3.6) . |
(6) |
При проектировании систем теплоснабжения |
для выбора мощности, |
типоразмера и числа теплофикационных турбин ТЭЦ и пиковых источников рекомендуется принимать оптимальное с экономической точки зрения значение коэффициента теплофикации по нагрузке:
|
|
|
ò Qî' ò á / Qs' òî ï ò , |
|
|
(7) |
||
где |
Q' |
|
– расчетная нагрузка из отборов турбин ТЭЦ, МВт; Q' Q' |
Q' |
- |
|||
|
î ò á |
|
|
s |
c |
êã |
|
|
суммарная расчетная нагрузка, МВт. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
Оптимальное значение ò .î ï ò |
зависит от соотношения сезонных и |
|||||
круглогодовых нагрузок, от климатических и экономических факторов [1, 3]. |
|
|||||||
|
|
Для принятого значения ò |
продолжительность |
работы |
пиковых |
источников nпк и годовой расход тепла из отборов турбин Qîãîòäá определяются в
зависимости от |
|
диапазона |
|
ò |
и доли сезонной нагрузки |
ñ Qc' / Qs' |
и |
|||||||||
круглогодовой нагрузки êã |
Qêã' |
/ Qs' : |
|
|
|
|||||||||||
1) |
при êã |
ò |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
nï ê |
8760 ; Qîãîòäá |
Qs' ò |
8760 3, 6; òãî ä |
ò ; |
|
|
|||||||||
2) |
при êã |
ò |
êã (1 à) ñ |
|
|
|
|
|
||||||||
|
nï ê |
nî ò ; |
Qîãîòäá [ ò nî ò |
êã (8760 nî ò |
)]Qs' 3.6 ; |
|
|
|||||||||
3) |
при ò |
êã (1 a) c |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1/ b |
|
|
|
|
|
|||
|
nï ê |
|
|
|
1 |
|
ò |
|
êã |
nî ò . |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
a |
|
|
1 êã |
|
|
|
|
|
|
Годовой коэффициент теплофикации для сезонной нагрузки
ñãî ä 1 |
b(1 |
ò |
)(1 b ) /b |
; |
(8) |
|
1/ b |
(1 a b) |
|||||
|
a |
|
|
|||
Qîãîòäá ñãî äQñãî ä êãQs' |
8760 3.6 . |
(9) |
9
Годовой коэффициент теплофикации òãî ä |
для всех значений ò |
||
находится по соотношению |
|
|
|
ãî ä Qãî ä |
/ Qãî ä . |
(10) |
|
ò |
î ò á |
s |
|
Расход тепла за год из пиковых источников |
|
||
Qãî ä Qãî ä |
Qãî ä . |
(11) |
|
ï ê |
s |
î ò á |
|
Программа расчета составлена на основе приведенных зависимостей на языке Бейсик (GWBASIC) для персональных ЭВМ. Обозначения величин и идентификаторы приведены в приложении 2.
В программе предусмотрено определение Qс и Qs при заданной доле сезонной нагрузки ñ в цикле для
nî ò = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0
ирасчеты годовых показателей в цикле для
ñ = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0.
2. Порядок выполнения работы
До начала работы на ЭВМ студенты должны изучить описание лабораторной работы и получить у преподавателя исходные данные: одно значение суммарной расчетной тепловой нагрузки Qs' , МВт и 2…3 региона РФ размещения предприятия (название города). По таблицам климатических
характеристик нужно найти значения |
t |
í î |
, |
tî ò .ñð , |
n |
, а по приложению 1 – |
|
|
|
í |
î ò |
|
значения климатических коэффициентов a, b. Для расчета годовых показателей нужно задаться значением коэффициента теплофикации ò по нагрузке.
Исходные данные занести в таблицу, пример которой приведен ниже.
На занятии в классе персональных ЭВМ после включения ЭВМ и ввода с дискеты программы «Годовое теплопотребление» («GOD») студенты приступают к выполнению расчетов вводом команды RUN. При этом студенты по указанию соответствующих операторов вводят значения кооэффициентов а,
10
b, продолжительности отопительного периода nî ò (ч), суммарной расчетной
тепловой нагрузки Qs' |
(МВт), коэффициента теплофикации ò . |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1. |
||
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Город |
|
tí î , |
tíî ò .ñð , |
nî ò , |
Зона |
Коэффициент |
Qs' , |
|
ò |
|
|
|
п/п |
|
оС |
оС |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
ч |
|
a |
b |
МВт |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Липецк |
|
-27 |
-3,4 |
4848 |
II-В |
0,77 |
0,5 |
12 |
|
0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Челябинск |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Краснодар |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вначале выполняются все расчеты для одной климатической зоны (одного города). По окончании расчетов для одного города необходимо начать новые расчеты командой RUN с введения данных для другого города.
3. Обработка и анализ результатов
На основании полученных результатов студенты должны построить годовые графики продолжительности тепловых нагрузок для различной доли
сезонной нагрузки ñ и каждого климатического района (города), например, как
показано на рис. 1. Затем на основе данных о годовых показателях работы системы нужно построить графики зависимости годового теплопотребления
предприятия Qãî ä , числа часов использования максимума нагрузки n |
, годового |
||||
|
s |
|
|
max |
|
коэффициента теплофикации òãî ä |
и продолжительности работы |
пиковых |
|||
источников nï ê от доли сезонной нагрузки ñ . |
|
|
|||
На |
основе |
полученных |
зависимостей |
студенты |
должны |
проанализировать влияние соотношения сезонной и круглогодовой нагрузок, а также климатического района на показатели работы систем теплоснабжения и объяснить причины такого влияния.
11