Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
топливоснабжения. В этом смысле наиболее важной экономи ческой категорией являются удельные расчетные затраты на топливо, определяемые через капитальные вложения и экс плуатационные расходы на его добычу и транспорт, кд.т и Эд.т согласно выражения:
З т = Эд.щ ---------’ ру бjin у т.
где т — срок окупаемости капиталовложений.
Если стоимость топлива действительно соответствует удельным расчетным затратам, то она превращается в важ ный экономический фактор, сильно влияющий на выбор опти мальной схемы теплоснабжения и тем самым на оптимизацию топливно-энергетического хозяйства.
В настоящей работе под стоимостью топлива ст понима ются удельные расчетные затраты з т- Обе они будут использо ваны как эквивалентные понятия.
Энергетическая эффективность централизации теплоснаб жения фактически приводит к экономии того топлива, которое по экономическим соображениям является менее желатель ным для данного периода времени и, таким образом, вытесняясь первым, з а м ы к а е т топливно-энергетический баланс страны или экономического района.
Появление такого замыкающего топлива обусловлено ог раниченностью наиболее экономичных энергоресурсов.
Основными показателями замыкающего топлива являют ся не только сравнительно высокие расчетные затраты на его добычу и транспорт, но и наличие таких его запасов и качест
венных характеристик, которые позволили бы увеличить, сверх предусмотренного топливным балансом, размеры добычи и удовлетворить нужды наиболее крупных потребителей (при чем и за пределами района месторождения топлива).
В связи с этим, а также учитывая, что одновременно могут существовать несколько источников замыкающего топлива, предлагается [Л. 24] в перспективных энергоэкономических расчетах, касающихся, в частности, и оптимизации схем энер госнабжения, использовать м е т о д з а м ы к а ю щ и х з а
т р а т на т о п л и в о и э л е к т р о э н е р г и ю .
Замыкающие затраты на топливо определяются на осно вании действительных схем топливных потоков и представ ляют из себя дополнительные расчетные затраты по всему топливно-энергетическому хозяйству, вызванные увеличением размеров потребления топлива. Они дифференцируются по видам топлива (с учетом режима топливопотребления), тер ритории и этапам расчетного периода.
В простейшем случае замыкающие затраты на топливо Фт определяются выражением [Л. 24]
66
? т = ( j k ~ з?и _ з ™ ) + |
" V ^ + 3 ? ) ’ руб1т у т ' (2 ~ |
2) |
|||
где з;и, з3и |
— |
удельные затраты на топливоиспользовани-з |
|||
|
|
при работе замыкающих потребителей на |
|||
|
|
рассматриваемом |
(т) и замыкающем |
(з) |
|
|
|
топливах, руб/т у.т.; |
|
||
г)т и и3 |
— |
соответствующие к.п.д. замыкающих потре |
|||
|
|
бителей; |
|
|
|
з3 + з.3= |
Ф3 — затраты |
на добычу |
и транспорт замыкаю |
||
|
|
щего топлива, руб/т у.т. |
|
||
Замыкающий |
потребитель— это |
потребитель, у которого |
.замыкающее топливо используется в последнюю очередь и с минимальным экономическим эффектом.
Учитывая, что замыкающие затраты на топливо и элек
троэнергию являются более |
о б о б щ е н н ы м и |
э к о н о м и |
ч е с к и м и п о к а з а т е л я м и , |
чем, например, |
ранее приня |
тые расчетные затраты на замыкающее топливо, |
целесообраз* |
но было под величинами чт и и3 понимать не просто к.п.д. потребителей, а интегральные коэффициенты использования рассматриваемого и замыкающего топлива у замыкающих
потребителей, К тгэр, К315рПоследние, как известно |
(§ 1—4), |
учитывают все потери, связанные с использованием |
данного |
топлива, начиная с его добычи и кончая генерацией конечной энергии.
По данным [Л. 24], для Закавказского экономического района замыкающие затраты на топливо в 1973—1979 гг. со
ставят (в |
руб/т у.т.) для сортового энергетического |
угля— |
|
21 — 23,5 |
(по Союзу 11 —23,5), мазута — 20 —23 (по Союзу |
||
14 — 24), |
природного газа |
в среднем (круглогодовые) — |
|
21 — 23,5 |
(по Союзу 16,5 —24,5). |
1980 г. |
|
Таким |
образом, но этим |
данным Закавказье до |
является районом дорогого топлива.
В соответствии с изложенной методикой стоимость сэко номленного в связи с централизацией теплоснабжения топли
ва |
следует определить по замыкающим затратам |
реально |
|
используемых видов топлива, т. |
е. в соответствии |
с уравне |
|
нием: |
|
|
|
|
д 3 = Т.щ Вдд — фцВц , |
(2—3) |
|
где |
АЗ — годовая экономия расчетных затрат, руб/год; |
||
Тдц’ |
?ц — замыкающие затраты |
на топливо, используемое |
|
|
в данном районе для |
децентрализованных и цен |
|
|
трализованных источников тепла, руб/т у.т.; |
67
Вц — годовой расход топлива, соответственно прк
децентрализованном и централизованном теп лоснабжении, т/год.
Если в данном районе все источники теплоснабжения используют один и тот же вид топлива, то Д З=Д В <ртруб/год.
При заданных величинах расчетных тепловых нагрузок Q р и теплоплотности q для данного города или его отдельных районов выбор оптимальной степени централизации тепло
снабжения сводится часто к выбору числа и мощности источ ников теплоснабжения.
Если ориентировочно считать, что для данной системы теп лоснабжения уровень теплоиспользования и затраты, связан ные с непосредственным потреблением тепла у абонентов, не зависят от степени централизации теплоснабжения, то эконо мически целесообразная величина последней будет опреде ляться сравнением расчетных затрат на источники тепла и тепловые сети. Между последними имеется известная связь. Для оптимальной теплоснабжающей системы эта связь выра
жается величиной |
ц е л е с о о б р а з н о г о р а д и у с а т е п |
л о с н а б ж е н и я |
R, который в свою очередь непосредствен |
но зависит от расчетных тепловых нагрузок Qp и теплоплот ности q. При более или менее равномерной в территориальном отношении тепловой нагрузке, обычно чем больше значение Q p при заданной теплоплотности, тем большим оказывается и радиус теплоснабжения R и, наоборот, чем больше значение q при заданной Q p, тем меньшей будет величина R. Обычноудельные капиталовложения теплоснабжающей системы, от несенные к 1 Гкал/ч расчетной тепловой нагрузки, снижаются с увеличением мощности источника тепла (котельные, ТЭЦ) и,, наоборот, повышаются с увеличением величины R, т. е. с раз витием тепловых сетей. Поэтому оптимальная мощность ис точника теплоснабжения определяется минимизацией сум
марных удельных затрат на сооружение этого источника |
зк0т |
и тепловых сетей з тс, т. е. из условия зКот+ 3TC= 3 v z i |
мин., |
(рис. 2—1). Таким образом, оптимальная мощность источника
тепла и целесообразный |
радиус теплоснабжения являются |
в з а и м о с в я з а н н ы м и |
величинами, характеризующими |
оптимальность выбранной теплоснабжающей системы в целом. Затраты, связанные с сооружением источника теплоснаб жения, слабо зависят от местных природных условий. Можно,, например, полагать, что в условиях теплого климата имеются' большие возможности для сооружения котельных открытой компановки. Затраты на сооружение тепловых сетей в значи тельной степени зависят от природных и вообще местных ус
ловий (см. § 2—4).
Влияние климатических факторов в первую очередь отра жается через величины теплоплотности и числа часов исполь-
68
зования максимума тепловой нагрузки Ьц. Строительство
многоэтажных и высотных зданий, широкое внедрение легких ограждающих конструкций, развитие горячего водоснабже ния, а в ближайшем будущем и кондиционирования воздуха на базе тепловой энергии, значительно повышают перспектив ность централизации теплоснабжения в условиях теплого климата.
Для городов и промышленных узлов южных районов бо лее целесообразным может оказаться создание источников теплоснабжения со смешанной тепловой нагрузкой. Такие теп лоснабжающие системы, одно
временно удовлетворяющие |
и |
|
||||
промышленных |
и |
жилищно- |
|
|||
коммунальных |
потребителей |
|
||||
тепла, обычно базируются на |
|
|||||
промышленных |
котельнях. |
В |
|
|||
этом случае |
к уже |
действую |
|
|||
щей или расширяемой промыш |
|
|||||
ленной |
котельной присоединя |
|
||||
ются и ближайшие жилые мас |
Рис. 2—1. Определение опти |
|||||
сивы. |
Централизация тепло |
мальной мощности источника |
||||
снабжения |
часто |
принимает |
теплоснабжения. |
|||
|
такой характер в районах южных городов с преобладающей промышленной нагрузкой.
В некоторых случаях сооружаются специальные производ ственно-отопительные котельные для отдельных микрорайо нов города. Объединение промышленных и жилищно-комму нальных потребителей тепла в общую теплоснабжающую сис
тему, целесообразно особенно в тех случаях, когда в промыш ленной тепловой нагрузке доминируют процессы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Однако в этих слу чаях степень централизации теплоснабжения обычно ограни чена территориальными рамками промышленного и промыш ленно-жилого микрорайонов.
Отметим также наконец, что результаты расчетов приво дят иногда к парадоксальному выводу, а именно— эффектив ность централизованного теплоснабжения от котельных ока зывается не зависящей от климатических и других местных условий. Такой результат является следствием наличия фак торов, оказывающих взаимно-противоположное влияние на эффективность централизованного теплоснабжения. Поэтому
отрицание на основании таких расчетов влияния местных фак торов является ошибочным.
69
§ 2—3. Надежность и качество централизованного теплоснабжения
Ожидаемые энерго-экономические показатели централи зации теплоснабжения оказываются реальными только в том
случае, |
если одновременно достигаются высокие н а д е ж |
н о с т ь |
и к а ч е с т в о работы всей теплоснабжающей сис |
темы.
Так как минимально-необходимые условия нормальной жизнедеятельности человека в первую очередь связаны с теп лоснабжением, то наиболее высокой надежностью должны об ладать именно теплоснабжающие системы. Требования к на дежности работы теплоснабжающей системы различны з зависимости как от внешних климатических условий, так и от мощности этих систем.
Очевидно, наиболее высокие требования к надежности должны быть предъявлены для районов сравнительно суро вого климата и при высокой степени централизации тепло снабжения. Однако и в районах теплого климата создание и развитие крупных теплоснабжающих систем значительной протяженности резко повышают требования к их надежной работе.
Недостаточная надежность таких систем может привести к резкому снижению качества теплоснабжения, частым пере рывам теплоснабжения или даже к полному его срыву для части или всех потребителей тепла.
Наиболее уязвимыми с точки зрения надежности важ ными узлами таких систем являются тепловые сети. Меры, направленные на повышение качества изготовления и монта жа отдельных элементов и узлов тепловых сетей, как и опти мальное резервирование последних, должны опираться на сравнительные расчеты надежности, выполняемые на всех стадиях проектирования. Таким образом, действительная оп тимизация тепловых сетей (выбор их схемы, диаметров тру бопроводов и других параметров), как и всей сложной тепло снабжающей системы в целом, невозможна без расчета надеж ности. Однако применяемые сейчас многовариантные методы определения надежности тепловых сетей (с использованием ЭЦВМ), опирающиеся только на гидравлические расчеты [Л. 25, 26, 27], не могут удовлетворительно решить эту зада чу, особенно для сложных многокольцевых тепловых сетей. Сложность проблемы заключается в том, что п е р е р ы в ы теплоснабжения (отказы), вызванные авариями и поврежде ниями в различных узлах системы теплоснабжения, в том чис ле и резервных, являются с о б ы т и я м и с л у ч а й н о г о х а р а к т е р а . По этой причине оценка надежности отдель ных узлов или системы теплоснабжения в целом требует ис пользования в е р о я т н о с т н ы х методов расчета. В этом
70