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: 113

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

комическом районе должны рассматриваться с учетом строи­ тельства этой станции.

Определение перспективных уровней теплоэнергопотребления связано с рядом важных и взаимно связанных вопро­ сов: выбор рационального вида энергии и соответственных первичных ТЭР для каждой данной отрасли, выбор всего комплекса теплоэнергетического оборудования, участвующего в рассматриваемом периоде в генерации, транспорте, исполь­ зовании или преобразовании тепловой энергии, оценка уровня использования первичных ТЭР и энергии и т. д. Очевидно,

что весь этот сложный комплекс вопросов может решаться

только путем предварительных упрощающих допущений, ме­ тодами повторных увязок и поэтапного уточнения. В тех же случаях, когда рассмотрение сложного комплекса этих вопро­ сов имеет целью не только определение ожидаемых масшта­ бов энергопотребления, но и, одновременно, изыскание наи­

более целесообразных

источников покрытия

потребности как

в первичных ТЭР,-лак

и в преобразованных

видах энергии,

иначе говоря, когда решается задача по оптимизации тепло­ энергетического хозяйства промышленности или, вообще по развитию энергетики страны, широко используются электрон­ ные цифровые вычислительные машины (ЭЦВМ). Как из­ вестно, у нас в СССР имеется уже значительный опыт опти­ мизации единого топливно-энергетического баланса страны и отдельных крупных районов (Сибирь, Урал и т. д.) с помо­ щью отечественных ЭЦВМ.

Для ориентировочного определения уровней теплоэнерго-

потребления в промышленности, исходными данными могут служить-

а) намечаемые абсолютные объемы производства всех основных видов продукции для перспективных уровней? Для некоторых нетеплоемких и разнономенклатурных отраслей

производства в качестве исходных могут служить данные по суммарному валу;

1

б) предварительная оценка вида энергии и

первичных

расходуемых для каждой данной продукции;

 

 

в) ожидаемые удельные расходы этих видов энергии и

первичных ТЭР.

1

При отсутствии данных по перспективным удельным рас­ ходам ожидаемое годовое потребление энергии Э„ или энер­ горесурса, В„ можно определить следующим образом:


где: Vи — годовой объем продукции для заданного перс­ пективного периода;

э0, Ь0 — удельные расходы энергии и топлива, отнесен­ ные к единице продукции в отчетном периоде;

rJ0, т]п

— соответственно к. п. д. использования энергии

 

в отчетном и перспективном периодах;

К™р, К*э{|

— коэффициенты использования

первичных ТЭР

 

в

отчетном и перспективном

периодах (см.

 

§ 1 - 4 ) .

 

Величины

у}п и

определяются методом экспертной

оценки.

 

 

 

К сожалению, даже для текущих расчетов данные об удельных расходах энергии и топлива оказываются неточны­ ми и часто устаревшими. Явно противоречивые данные, встре­ чающиеся в различных нормативных материалах и литера­ турных источниках, показывают, что пока нет систематичес­ кой и серьезной работы для уточнения и определения этих данных. Как показали наши исследования (на основе дого­

ворных работ для предприятий республики), значения эо и Ьо, полученные методом прямого испытания данного энергопот­ ребляющего оборудования, далеко не всегда можно считать достоверными.

Часто удельные расходы тепла и топлива оказываются низкими не из-за реконструкции и рационализации теплоэнер­ гетического хозяйства предприятий, а только потому, что вследствие больших трудностей с топливоснабжением допу­ щено нарушение температурного режима, иначе говоря, самой технологии (начиная от снижения температуры, вплоть до ис­ ключения отдельных тепловых процессов из технологическо­ го цикла).

Характерно, что имеющиеся данные не отражают влияния «местных» природных факторов на удельные расходы энергии и топлива. До самого последнего времени тезис о полной неза­ висимости промышленного энергопотребления от местных при­ родных условий считался общепринятым.

Суммирование в масштабе экономического района, рес­ публики и т. п. топливопотребления (в единицах условного топлива) не вызывает каких-либо затруднений. Суммирование же потребляемой энергии (иногда фигурирующее в таких раз­ работках) принципиально неверно, независимо от того, речь идет о преобразованных или непосредственно используемых видах энергии. Отдельные виды энергии резко отличаются по качеству и поэтому простое их с у м м и р о в а н и е может исказить картину развития энергетики вообще. С этой точки

25


зрения целесообразнее пользоваться понятием э к с е р г и и* и вообще з к с е р г е т и ч е с к и м и методами. Эксергетчиеский баланс суммирует ту часть энергии, которая может быть прев­ ращена в другие формы, т. е. части, соответствующие работо­

способности данного вида энертии. Таким образом, электриче­ ская и механическая энергии в эксергетический баланс войдут полностью, а тепловая энергия частично (часть равной ее эксергии). При ориентировочных расчетах для определения перс­ пективного уровня суммарного потребления данного конечно­

го вида энергии: электрической, тепловой (различных

потен­

циалов)

и т. д.— можно пользоваться зависимостями

типа

(1 — 19 -f

1 —20). Так, например, суммирование технологиче­

ского энергопотребления для заданного перспективного уров­

ня и заданного вида конечной энергии

согласно (1 —19) будет

иметь такой вид:

l^n j=m

 

rl°-i )

 

 

V,,.; Эо.;

(1- 21)

 

= 2

2

где Vп, j и т)п.7- —

i=l

j— \

 

 

* 1п. /

 

ожидаемый объем j-ой продукции в данной

(i-ой) отрасли промышленности

и к. п. д.

 

использования энергии для соответствую­

э0.j и у}0. j

щего технологического процесса;

 

удельный

расход

и к. п. д. использования

энергии, достигнутые для данного j-ro вида

продукции в отчетном периоде.

 

Для определения потребности

в энергии подсобных про­

цессов промышленности: отопления, вентиляции, горячего во­ доснабжения, кондиционирования воздуха, освещения и т. д. в

качестве исходных данных должны

служить число рабочих и

служащих предприятий, отраслей

и всей промышленности, а

также кубатура производственных

и административных зда­

ний. Потребность энергии для этих нужд в первую очередь за­

висит

от объема,

назначения

и характера здания

и может

быть ориентировочно определена по формуле:

 

 

 

 

1—n j=m

 

1—и j=m

 

 

 

 

2

2 v n.3|4 «

+ 2

2 v a.3: тУД

( 1-

22)

 

 

i—1

1=7

J

i=i

^а.з;

 

 

где Vn3.

и V a 3.

— объемы производственных и администра­

 

 

 

тивных зданий в данной i-ой отрасли про­

 

 

 

мышленности, м3;

 

 

 

*

Эксергия или

т е х н и ч е с к а я

р а б о т о с п о с о б н о с т ь

(мак­

симальная

удельная

полезная работа

кДж/кг

или кГм/кг) характеризует

к а ч е с т в о

энергии. Она представляет ту

часть энергии, которую

воз­

можно превратить в другие формы. Эксергия измеряется количеством п о л- н о с т ь ю п р е в р а щ а е м о й энергии (электрической или механической), которую можно получить от данной системы, когда она из начального сос­ тояния с помощью о б р а т и м ы х процессов достигает равновесия с ок­ ружающей средой.

26


уд

уд

— соответствующие им удельные расходы энер­

Чп.зу-

и Ча.зj

 

 

гии по j-y процессу (отопление, вентиляция,

 

 

кондиционирование, освещение), усреднен­

 

Расход

ные для данной отрасли, Гкал/мг-год.

 

тепла на горячее водоснабжение определяется

аналогичным образом, он зависит от числа рабочих и служа­ щих и принятых норм расхода тепла на каждого рабочего и служащего, Гкал! чел . год.

Промышленное энергопотребление, кроме всего прочего, характеризуется также:

а) структурой и режимом потребления энергии и первич­ ных ТЭР;

б) концентрацией и плотностью; в) ожидаемыми коэффициентами использования первич­

ных ТЭР; Структура энергопотребления, иначе говоря,— структура

расходной части энергобаланса отражает распределение ис­ пользованной энергии по основным ее видам, потенциалам и процессам. Так, например, структура промышленного теплопотребления характеризуется:

а) соотношением технологической и отопительно-бытовой нагрузки;

б) соотношением нагрузок по высокотемпературным и низкотемпературным процессам или по энергоносителям: горя­ чая вода, пар, продукты горения и т. д.

Структура промышленного энергопотребления непосред­ ственно влияет на структуру расходной части первичных ТЭР. Сама она зависит от многих факторов и, в том числе, от харак­ тера промышленности, ее отраслевой структуры, ТЭБ страны и т. д. Определенное влияние оказывают и внешние климатиче­ ские условия. При всех остальных равных условиях в районах теплого климата доля подсобных процессов в суммарном теплопотреблении снижается.

В качестве режимных показателей, характеризующих не­ равномерность потребления энергии и первичных ТЭР по вре­ мени, обычно используют отношение между максимальными

(Q макс)>

средними (Qcp)

и минимальными (Qmhh)

расходами

(нагрузками). Наиболее

общепринятым

является

величина

Qms

:К„, называемая

коэффициентом

неравномерности и,

Q.ср

 

соответствующее ему число часов использования

особенно,

 

 

,

8760

 

 

максимума нагрузки п0 = —&— •

 

 

Кн

27


Режимы потребления энергии и первичных ТЭР зависят от очень многих взаимосвязанных факторов, в том числе и от характера каждой данной отрасли промышленности, от струк­ туры энергопотребления от режима и условий работы пред­ приятий и, наконец, от внешних климатических условий. По­ этому, как правило, любой график промышленного энерго- и топливопотребления обладает той или иной степенью неравно­ мерности [Л. 12]. Сравнительно меньшей неравномерностью обладают годичные графики суммарного теплопотребления, особенно в наиболее энергоемких отраслях промышленности с непрерывным или трехсменным режимом работы. Оценку ре­ жимов теплопотребления только коэффициентами неравно­ мерности без учета абсолютных значений этой неравномерно­ сти нельзя считать достаточной. Так, в наиболее теплоемких отраслях промышленности при значительно меньшей неравно­ мерности (значение Кн близко к 1,0) технологического тепло­ потребления неравномерность в абсолютных величинах может достичь размеров, пренебречь которыми не всегда возможно. Для сравнительной оценки этой неравномерности следует

вместе

с величиной

Кн использовать

также соотношение

Омане

QcP ; оценивающее каждый процент этой неравномео-

Кн

 

 

 

ности в единицах используемой энергии

(или ТЭР). Неравно­

мерность суммарного

промышленного

потребления энергии

или энергоресурсов в годичном разрезе тесно связана с харак­ тером самого производства. Чем меньше доля технологической нагрузки, очевидно, тем резче выражена эта неравномерность (например, некоторые отрасли машиностроительной и легкой промышленности). С увеличением доли сезонной отопительно­ вентиляционной нагрузки годичная неравномерность значи­ тельно возрастает. Таким образом, для одних и тех же отрас­ лей промышленности эта неравномерность зависит от местных климатических условий. Так, поданным [Л. 13], коэффициент неравномерности газопотребления (в годичном разрезе) по отдельным отраслям промышленности колеблется в северных

районах страны в пределах Кн =

1,25 -Г 1,6 (в среднем 1,4),

а в южных районах — (1,05 — 1,27)

(в среднем 1,15).

Значительная годичная неравномерность энергопотребле­ ния в южных и особенно жарких районах страны, кроме всего прочего, указывает также на неудовлетворительные условия комфорта в промышленности (особенно в производственных зданиях летом), т. е. на отсутствие кондиционирования возду­ ха, а иногда даже и вентиляционных установок. Должное развитие кондиционирования воздуха, а также горячего водо­ снабжения не только резко уменьшит неравномерность энерго­ потребления, но даже может изменить ее характер вплоть до

28