Технико-экономические расчеты при проектировании тепловой сети

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУВПО  «ВГТУ») 

АВИАЦИОННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ 

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

По дисциплине “Экономика и управление промышленными  предприятиями”

Тема: “Технико-экономические расчеты при проектировании тепловой

               сети ”

Расчетно-пояснительная  записка 
 

Выполнил студент  ПТ-071                                                       Сидельникова Е.И.  

                                                 группа                    подпись                        дата               фамилия, инициалы

Руководитель                                                                             Рощупкина И.В.

                                                                   подпись                              дата                      фамилия, инициалы

Нормоконтроль                                                                          Рощупкина И.В.

                                                                    подпись                             дата                       фамилия, инициалы 
 

Защищен_________________              Оценка___________________

                                        дата

 
 
 
 
 

2011

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 
 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУВПО  «ВГТУ») 

Кафедра инженерной экономики 

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу 

по дисциплине «Экономика и управление промышленными предприятиями» 

Тема работы «Технико-экономические расчеты при проектировании тепловой сети » 

Студент группы ПТ-071               

Ф.И.О.

Номер варианта   28

Технические условия:

1. Источник теплоснабжения – тепловая сеть

2. Потребители тепла: Жилой поселок-23 тыс. чел., хлебозавод– 38 тыс.т/год, завод сельскохозяйственных машин -150 млн.р./год, трубопрокатный завод -80 млн.т/год.

3. Наименование  энергосистемы - Волгоградэнерго

4. Месторасположение  предприятия – г. Волгоград

Содержание и  объем работы  (графические работы, расчеты и прочее):

  расчет потребности  в тепле на коммунально-бытовые  и промышленные  нужды, гидравлический расчет, определение годовой выработки тепла ; расчет капитальных вложений; расчет численности персонала; расчет себестоимости тепла; графические работы (форматА4): сетевой график ремонта тепловой сети, линейный график сетевой модели, график движения рабочей силы.

Сроки выполнения : с 09/09/11     по    09/12/11.  

Срок защиты курсового проекта: 09/12/11

Руководитель  курсовой работы                                   А.Б. Шивцова

      Подпись, дата

Задание принял студент                                  

                     Подпись, дата 

 

Замечания руководителя 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

Задание на курсовой проект                                                                                 2

Замечания руководителя                                                                                       3

Введение                                                                                                                 5

1 Технико-экономические расчеты                                                                      6

2 Гидравлический расчет тепловых сетей                                                           12

           2.1 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей                            12

           2.2 Определение материальной характеристики сети                            17                                 

3 Определение статей расходов в систему теплоснабжения                            17

           3.1 Расчет капитальных вложений в тепловые сети                              17

           3.2 Расчет капитальных вложений в абонентские установки               17

4 Определение затрат на производство тепла                                                    18

           4.1 Расчет затрат на амортизацию                                                           18

           4.2 Расчет затрат на капитальный ремонт                                               18

           4.3 Расчет затрат на текущий ремонт                                                      19

           4.4 Расчет затрат на электроэнергию                                                       19

           4.5 Расчет стоимости тепловых потерь                                                   20

           4.6 Расчет затрат на оплату труда                                                           21

           4.7 Расчет прочих затрат                                                                          22

           4.8 Определение суммарных  годовых затрат                                         22

           4.9 Расчет себестоимости 1 ГДж тепла                                                   22

5 Расчет параметров сетевого графика и его оптимизация                              23

Заключение                                                                                                            30

Список используемой литературы                                                                      31

Приложение А – Сетевой график до оптимизации                                          32

Приложение Б  – Сетевой график после оптимизации                                     33

Приложение В – Линейный график                                                                   34

Приложение Г  – График движения рабочей силы                                           35 

 

Введение 

          Теплоснабжение является одной из основных подсистем энергетики.

Основным  направлением совершенствования этой подсистемы являются концентрация и  комбинирование производства теплоты  и централизация теплоснабжения .

           Для организации рационального  энергоснабжения страны большое  значение имеет теплофикация, являющаяся  наиболее совершенным методом  централизованного теплоснабжения  и одним из основных путей  снижения удельного расхода топлива  на выработку энергетической энергии и теплоты.

Централизация может быть осуществлена при использовании  не только ТЭЦ,

но и  других источников (крупных котельных  или промышленных теплоутилизационных установок ). Централизация теплоснабжения ведет к экономии топлива, несмотря на дополнительные потери теплоты по длине сетей. Централизация теплоснабжения способствует благоустройству теплоснабжаемых  зданий, позволяет уменьшить затраты на обслуживание теплового хозяйства городов и промышленности, облегчает использование низкосортного топлива.

           Важным звеном теплофикационной  системы являются тепловые сети, по которым транспортируется  теплота от источника теплоснабжения до потребителя. Значение тепловых сетей в будущем намного увеличится из-за

расширения  городов, роста развития промышленности, строительстве новых заводов за чертой города и как следствие увеличение расстояний сетей, повышение чистоты воздушного бассейна городов.  
 
 
 
 
 

      1 Технико-экономические расчеты.

      Потребителями тепла от системы теплоснабжения являются объекты жилищно-коммунального хозяйства и промышленные предприятия.

      Для жилищно-коммунальных объектов используется тепло на отопление, бытовое горячее водоснабжение, для промышленных предприятий – на технологию.

      Расчетные тепловые нагрузки на отопление коммунально-бытовых предприятий  Qгод, ГДж/год и Qчас, ГДж/час определяются по максимальным годовой и часовой потребностям в тепле и рассчитываются по формулам: 

                                                                                               (1.1)

                                                        ,                                                              (1.2) 

где q – нормы удельных расходов тепла, ГДж/год [1];

      n – число жителей, чел.;

      Кохв – коэффициент охвата централизованным теплоснабжением [1];

      hм – число часов использования максимума соответствующей нагрузки, ч/год [1].

      Расчет  сводится в Таблицу 1. 

Таблица 1 – Потребность в тепле и  максимальные нагрузки коммунально-бытовых  предприятий.

Наименование  потребителей n, чел Кохв q,

Qгод ,

ГДж/год

 hм ,

ч/год

 Qчас ,

ГДж/час

Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий 23000 0,6 11 151800 2450 61,959
ГВС 23000 0,5 8,3 94450 3500 27,271
Прачечные 23000 0,4 1,14 10488 5000 2,098
Предприятия бытового обслуживания и общественного питания 23000 0,2 1,18 5428 1650 3,29
Итого:

-на  месте потребления;

-на  месте производства с учетом потерь 4%

 – – – 263166 – 97,618
– – – 273692,6 – 98,403
 
           

     Потребление тепла на технологические нужды  по пару производственных параметров промышленными предприятиями , ГДж/год и , ГДж/час рассчитывается по формулам: 

                                              

                                    (1.3)

                                              

,                                   (1.4) 

где qтехн – норма удельного расхода тепла на технологические нужды промышленных предприятий (единицу продукции), ГДж/ед. [1];

      П – объем производства определенного  вида продукции (в натуральном  или денежном выражении);

      – годовое число часов использования максимальной технологической нагрузки по пару производственных параметров, ч/год [1].

      Расчеты сводятся в Таблицу 2.

Хлебозавод:

Трубопрокатный  завод:

 

      Таблица 2 – Потребность в технологическом  тепле и максимальные нагрузки промышленных потребителей.

Потребители Объем производства П Технологические нужды
Ед.

изм.

 Кол-во qтехн,

ГДж/ед.
,

ГДж/год
,

ч/год
,

ГДж/час

Хлебозавод т/год 38000 2,514 95532 8200 11,65
Трубопрокатный  завод т/год 80000 0,257 20560 7400 2,778
Итого:

-на  месте потребления;

-на  месте производства с учетом потерь 4%

 – – – 116092 – 14,429
– – – 120735,68 – 15,006
 

      Аналогично  ведется подсчет потребности  в тепле на отопление промышленных предприятий , ГДж/год и , ГДж/час :

                                                                                    (1.5)

                                              ,                                        (1.6)  

где qотоп – норма удельного расхода тепла на отопительные нужды промышленных предприятий (единицу продукции), ГДж/ед. [1];

      П – объем производства определенного  вида продукции (в натуральном  или денежном выражении);

      – годовое число часов использования максимальной отопительной нагрузки по пару отопительных параметров, ч/год [1].

      Расчеты сводятся в Таблицу 3.

Хлебозавод:

Завод сельскохозяйственных машин:

Трубопрокатный завод:

      Суммарные годовой и часовой расходы  тепла потребителями определяется суммированием расходов теплоэнергии по отдельным потребителям , ГДж/год и , ГДж/час : 

                           

, Гкал/год                                   (1.7)

                           

, Гкал/час,                                   (1.8) 

где , – годовые/часовые расходы тепла на отопление коммунально-бытовых предприятий, технологическое теплопотребление по пару производственных параметров и на отопление промышленных предприятий, ГДж/год , ГДж/час. 

 

      Таблица 3 – Потребность в тепле на отопление и максимальные нагрузки промышленных потребителей.

Потребители Объем производства П Отопительные  нужды
Ед.

изм.

 Кол-во qотоп,

ГДж/ед.
,

ГДж/год
,

ч/год
,

ГДж/час

Хлебозавод т/год 38000 2,095 79610 8200 9,709
Завод с/х машин руб/год 150∙106 0,0001 15000 5800 2,586
Станкостроительный завод т/год 80000 1,0056 80448 7400 10,871
Итого:

-на  месте потребления;

-на  месте производства с учетом потерь 4%

 – – – 175058 – 23,166
– – – 182060,32 – 24,093
 

      По  результатам расчетов составляется сводная таблица теплопотребления промышленного района. 
 
 
 
 

Таблица 8 – Показатели расходной части  баланса тепла промышленного  района

Потребление тепла На месте  потребления На месте  производства
1. Пар  производственных параметров:

- годовой расход  тепла, ГДж/год

- максимальная  нагрузка, ГДж/час

  
116092

14,429

  
120735,68

15,006

2. Пар  отопительных параметров:

- годовой расход  тепла на отопительные нужды  промышленных предприятий, ГДж/год

- Максимальная  нагрузка на отопление промышленных предприятий, ГДж/час

- годовой расход  тепла на коммунально-бытовые предприятия и жилой район, ГДж/год

- максимальная  тепловая нагрузка на коммунально-бытовые предприятия и жилой район, ГДж/час

  
175058 

23,166 

263166 

94,618

  
182060,32 

24,093 

273692,64 

98,403

Итого:

годовой расход тепла по котельной, ГДж/год

  
554316		  
576488,64
 
 

       2 Гидравлический расчет тепловых сетей

     2.1 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей

В качестве исходных данных для гидравлического расчета тепловых сетей являются план-схема района с тепловыми сетями (рис. 1), максимальная, тепловая нагрузка каждого потребителя Qi, Вт приведена в таблице 9.

                900                 400           300         500         250             1250

                                      500         200            550       200 

Рис. 1  Рисунок водяных тепловых сетей.

1. Хлебозавод:

 Q1 = 95532+79610= 175142 ГДж/год  = 5553,72 кВт; 

2. Посёлок:

Q2 = 263166  ГДж/год = 8344,94  кВт; 

3. Завод сельскохозяйственных машин:

Q3 = 15000  ГДж/год = 475,65 кВт; 

4. Трубопрокатный завод:

  Q4 = 20560+80448= 101008 ГДж/год = 3202,94 кВт. 

Тепловая  нагрузка всех потребителей , кВт: 

= 5553,72+475,65+3202,94+8344,94=17577,25 

       Суммарный расход теплоносителя для потребителей Gмах, кг/с рассчитывается   по формуле:

                                                    

                                                  (2.1) 

где – теплоемкость воды,

       Δt - расчетный температурный перепад в тепловых сетях, . 

 

                  Расход теплоносителя для каждого потребителя Gi, кг/с рассчитывается   по формуле:

        (2.2) 
 

1. Хлебозавод:

G1=

;

2. Посёлок:

G2=

;

3. Завод сельскохозяйственных  машин:

G3=

;

4. Трубопрокатный  завод:

G4=

. 

    Определяем  расходы воды на участках , используя первый закон Кирхгофа.

 

    Задаемся  перепадом давлений на главной магистрали. Согласно рекомендациям источник [1] 200000 Па.

    Определяем  коэффициенты местных потерь для каждого участка по формуле: 

                                                             (2.3) 

где – расход теплоносителя в начале магистрали, кг/с;

       – эмпирический коэффициент  (для воды  ). 

 

Определяем приведенную  длину каждого участка  по формуле: 

                                                       (2.4) 

где – коэффициент местных потерь;

        – длина трубопровода неизменного диаметра, м. 

    

    

    

    

 

    Определяем  удельные линейные потери на главной  магистрали по формуле:

                       (2.5) 

 

    Расчет  участка А-В

    Рассчитываем  внутренние диаметры трубопроводов  , м на всех участках по формуле:

           , (2.6) 

где Gi - расход воды на участке, кг/с;

    - удельные   линейные   потери   давления   на  участке, Па/м. 

=
. 

     Полученные  значения округляем до ближайших  стандартных диаметров, используя таблицу 1 приложение 4 [2]: мм.

     Для полученного стандартного диаметра определяем линейные потери давления на трение по формуле: 

                                   (2.7)

     

 

     Определяем  действительные падения давления на участках главной магистрали

                                                   (2.8) 

Для всех остальных  участков расчет проводим аналогично. Результаты расчетов сведены в Таблицу 9. 

 

Таблица 9 – Результаты гидравлического расчета водяной  тепловой сети