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
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