Министерство  образования и науки Российской Федерации

    Государственный университет управления 

    Институт  государственного управления и права

    Кафедра государственного и муниципального управления 
 
 
 
 
 
 
 

    Курсовой  проект 

    по  дисциплине:

    «Энергоснабжение городов» 

    на  тему:

    «Технико-экономическое  обоснование системы  теплоснабжения города» 
 
 
 
 
 

                                                          Выполнил:

      Студент ИГУиП  УГХ 4-1

    Горев И.А. 
 
 

    Проверил:

    Аксенов Ю.В. 
 
 

    Москва 2011

     Содержание

Введение

    Жилищно-коммунальное хозяйство в условиях развитой инфраструктуры среды обитания человека является важнейшей  отраслью государства. В России в  городах и поселках городского типа проживает около 75% населения.

    Условия современного города требуют обеспечения  населения благоустроенным жильем с соответствующим набором коммунальных услуг, включающим обеспечение тепловой энергией для отопления и горячего водоснабжения, электроэнергией и  системами водоснабжения и водоотведения.

    В условиях России, когда на большинстве  территорий отопительный период длится 6-8 месяцев, совершенно очевидно, что  это хозяйство требует значительных финансовых ресурсов.

    До 1991 года большая часть отрасли  находилась в ведении предприятий, на балансе которых находилось более 60% жилого фонда и более 50% объектов его обслуживающих. За счет предприятий финансировалось около 75% затрат на ЖКХ и только 25 процентов расходов приходилось на бюджеты всех уровней.

    Переход к формированию рыночных отношений в экономике и либерализация цен привели к целому ряду проблем, для решения которых были приняты ряд законодательных и нормативных актов федерального уровня.

    Прежде  всего, в рамках разграничения собственности  было определено, что объекты жилищно-коммунального хозяйства предприятий должны были быть переданы в ведение органов местного самоуправления, что предполагало существенное снижение себестоимости продукции и повышение ее конкурентоспособности и в конечном итоге повышение эффективности экономики.

     Раздел 1. Характеристика города Читы Забайкальского края

    1.1.Общие  сведения.

    Забайкальский край — субъект Российской Федерации, расположенный в восточном Забайкалье. Входит в состав Сибирского федерального округа.

    Забайкальский край располагается в Восточной Сибири, в восточной половине Забайкалья. Наибольшая протяжённость края с севера на юг отмечается на меридиане 117°08' в. д. и достигает почти 1000 км, с запада на восток по параллели 50° с. ш. протяженность составляет немногим более 850 км. Высшая точка на территории Забайкальского края является пик БАМ, высота которого составляет 3073 метров.

    Территория  — 431 892 км², что составляет 2,53% площади России. По этому показателю край занимает 12-е место в стране.

    Численность населения — 1 106 600 человек (2010 год).

    Образован 1 марта 2008 года в результате объединения Читинской области и Агинского Бурятского АО.

    Граничит  с Амурской и Иркутской областями, республиками Бурятия и Якутия, имеет внешнюю границу с Китаем и Монголией.

    Чита – административный центр Забайкальского края, расположенный на месте впадения реки Читы в Ингоду (бассейн Амура). Находится в 6 198 км по железной дороге от Москвы (до станции Чита-2). Территория города — 534 км², население на 1 февраля 2011 года — 325 300 человек (316 643 чел. — 2002). 

    Административно-территориальное  деление.

    В настоящее время Забайкальский край делится на 31 муниципальный район и 4 городских округа.

    Проектная численность населения – 340 тыс. чел.

    Средняя жилищная обеспеченность – 20, 1 м²./чел.

    Среднесуточный  расход горячей воды (норматив) – 114 л./чел.

    Плотность населения – 609 чел./км² 

    Цена  топлива в городе:

    а) твердого (каменный уголь): 650-800 руб./т.

    б) газообразного: 25,78 руб/кг 

    Доминирующей  промышленностью является энергетика, представителем которой в Чите является компания ТГК-14, в которую входят, в том числе Читинская ТЭЦ-1 и Читинская ТЭЦ-2. Имеется также машиностроительный завод, занимающийся поставкой охладительного оборудования. В советскую эпоху был хорошо развит Камвольно-Суконный Комбинат или КСК. Сейчас КСК полностью разрушен и заброшен.

    В настоящее время промышленность охарактеризована развитием строительства. Частично обновлен облик города. Построен Кафедральный храм на Привокзальной площади, появилась гостиница «Визит» на театральной площади, обновлен вид художественного театра. 

     Климатические условия

    Чита  расположена у пересечения 52-й  северной параллели с восточным  меридианом 113º30' в Читино-Ингодинской  впадине и на склонах хребтов Яблоновый (с запада) и Черского (с востока), при впадении р. Чита в р. Ингода.

    Наивысшая отметка рельефа в черте города — 1039 м. (гора Чита), наименьшая — 632 м. (в долине р. Ингода между пос. Песчанка и пгт. Атамановка). В черте города расположена гора Титовская сопка (780 м) — вулканическая постройка, формирование которой началось в верхнем палеозое.

    По  геологическому строению присутствуют песчаники, алевролиты, местами эффузивы и граниты.

    На  территории города расположены озера Кенон и Угдан (в настоящее время высохло) — остатки озёрного бассейна плейстоценовой эпохи. В пределах городской черты сохраняются участки естественных ландшафтов, в том числе приречные луга, островки степей и лесостепей, а также значительный массив горной тайги (расположенный северо-восточнее телецентра вплоть до автомагистрали Чита — Хабаровск). Антропогенные ландшафты города включают в себя, кроме кварталов городской застройки, дачные массивы, пашни, сенокосы и несколько озер на месте бывших шахт (в окрестностях посёлка Черновские Копи).

    Климат  в районе Читы резко континентальный. Зима малоснежная, лето тёплое, более влажное во второй половине. Для зимнего периода характерны температурные инверсии, смог.

    Средняя температура воздуха в январе — −28ºС при минимальном значении − 49,9ºС (январь 1935), среднеиюльская температура воздуха составляет +19ºС при максимальном значении +38ºС (июль 1939) и +40,6ºС (август 1936).

    Годовое количество осадков в среднем 326 мм, из них 80% выпадает в тёплый период года.

    Снежный покров толщиной в среднем до 10 сантиметров держится с конца октября до середины апреля.

    Господствующие  ветры имеют западное и северо-западное направления.

    Продолжительность отопительного сезона (n)  – с 15 сентября по 20 мая – 247 суток. 

    Расчетные температуры наружного воздуха:

                     а) для систем отопления (t^p_н.о.): - 31ºС;

               б) вентиляции (t^p_н.в.): 5ºС

     1.2.Данные для расчета  курсового проекта

    Таблица 1. Исходные данные к курсовому проекту.

    Таблица 2. Среднемесячная температура наружного воздуха в течение отопительного периода

2. Расчет расходов тепловой энергии на бытовые и технологические нужды городских потребителей.

    2.1. Расчет максимального часового расхода тепловой энергии на отопление в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) целесообразно начинать с определения количества жителей города, пользующихся теплоснабжением от централизованных источников – ТЭЦ и районных котельных установок. Это количество жителей определяется на основе исходных данных о проектной численности города с учетом коэффициентов охвата жилого фонда централизованным отоплением и горячим водоснабжением. Максимально-часовой расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий следует определять по удельным теплопотерям на 1м наружного объема этих зданий по формуле 

Q^р_о = (V_ж*q_ж + V_о*q_о)*(t^р_в – t^р_н.о.)*10^-6 ГДж/ч, (1)

где:

         q_ж, q_о – отопительная характеристика соответственно жилых и

                    общественных зданий, кДж/м³ч⁰С (исх. Данные).

                    q_ж = 2,1 кДж/м³ч⁰С(исх. Данные),

                    q_о = 1,7 кДж/м³ч⁰С(исх. Данные). 

         t^р_в – расчетная температура воздуха внутри помещения, равна 18⁰С.

         t^р_н.о. - расчетная температура наружного воздуха, равна -31⁰С

         V_ж – кубатура жилых зданий, отапливаемых источников

                  теплоснабжения, м³.            

    V_ж = N*f*k*m_o

    V_ж = 340000*20,1*5,8*0,9 = 35673480 м³ 

    N - проектная численность населения.

    f - средняя жилищная обеспеченность

    K - объемный коэффициент для жилых зданий

    m_o - коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных источников:

    Для отопления вычисляем V_ж  

      V_о - кубатура общественных зданий, м³.

                    Принимаем 20% кубатуры жилых зданий.

      Вычисляем V_о = 35673480*0,2 = 7134696 м³ 

    Таким образом, Максимально-часовой расход теплоты на отопление жилых и  общественных зданий 

    Q^р_о = 4265,121269 ГДж/ч 

    2.2. Расчет максимального часового расхода тепловой энергии на вентиляцию помещений рассчитывается только для общественных зданий, оборудованных механическими системами вентиляции. В жилых зданиях расход теплоты для проветривания помещений учитывается в отопительной характеристике q_ж.

    Расчет  максимально-часового расхода тепловой энергии для вентиляции общественных Q^Р_в осуществляется по формуле: 

Q^Р_в = V_в*m*c_в*(t^р_в – t^р_н.в.)*10^-6 ГДж/ч, (2)

где:

      V_в – объем вентилируемых зданий, м³. Принимается 80% от объема общественных зданий (V_о –расчет выше).

    V_в =0,8* V_о

    V_в = 28538784 м³ 

    m – Кратность обмена воздуха в помещении 1/ч. Принимается от 0,8 до 1 раз в час. m = 0,9

    с_в – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,3 кДж/м^{3  0}С;

t^р_н.в – расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции, равна 5⁰С 

    Находим максимально-часовой расход теплоты для вентиляции общественных зданий

    Q^р_в = 434,075 ГДж/ч 

    2.3 Расчет тепловых нагрузок на бытовые нужды городских потребителей (население) горячего водоснабжения (ГВС) города.

      При расчете тепловых нагрузок, составляющих основу для проектирования схемы теплоснабжения города, сначала рассчитывают (учитывается) среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение потребителей. Он условно делится на:

• Зимний;
• Летний.

    2.3.2 Среднечасовой расход тепловой энергии (на бытовые нужды) на горячее водоснабжение в зимний период. Этот расход теплоты в жилищно-коммунальном хозяйстве принимается постоянным в течение зимнего периода и определяется по формуле: 

    Q^ср_г.з. = (а*N_г*c*(t_г – t_х.з.))/24*10^-6 ГДж/ч,(3)  
(Г.З – горячее водоснабжение зимой)

    где:

      а – среднесуточный удельный расход горячей воды, равный 114 л/чел.

      N_г=N*m_г – количество жителей, пользующихся горячим водоснабжением от  централизованных источников, чел.

      N_г= 204000 чел. ,

      m_г – коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных источников для горячего водоснабжения, принимается 0,6

      с – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/кг⁰С.

      t_г – температура горячей воды, равна 65⁰С.

      t_х.з. – температура холодной водопроводной воды в зимний период,

              равна 5⁰С. 

    Q^ср_г.з. = 244,188 ГДж/ч 

    2.3.3 Среднечасовой расход тепловой энергии (на бытовые нужды) на горячее водоснабжение в летний период меньше зимнего на 30-40%.Это вызвано уменьшением численности  населения города в летний период, снижением расхода горячей воды и повышением температуры холодной водопроводной воды до 15⁰С.

Принимаем 60%

    Q^ср_г.л. = 0,6* Q^ср_г.з.= 146,5128 ГДж/ч (г.л. –горячее водоснабжение летом)(4) 

    2.3.4 С учетом промышленных предприятий. Расчетно-часовые расходы тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в курсовом проекте необходимо определить по городу в целом с учетом промышленных потребителей.

    Среднечасовой расход тепловой энергии на отопление с учетом промышленных предприятий будет равен:

    Q^р_о.с = Q^р_о +0,1*Q^р_о (5)

    Q^р_о.с = 4691,633396 ГДж/ч 

    Среднечасовой расход тепловой энергии в летний период на горячее водоснабжение  с учетом промышленных предприятий будет равен

    Q^ср_г.л.с = Q^ср_г.л.+ 0,4*Q^ср_г..л   (6) 

    Q^ср_г.л - среднечасовой расход тепловой энергии в летний период на горячее водоснабжение

    Q^ср_г.л.с = 205,11792 ГДж/ч 
 

         Среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение по городу в целом (с учетом промышленных предприятий) в зимний период, ГДж/ч

    будет

    Q^ср_г.з.с =  Q^ср_г.з + 0,4*Q^ср_г.з  (7)

    Q^ср_г.з.с = 341,8632 ГДж/ч 
 

    Среднечасовой расход тепловой энергии на вентиляцию с учетом промышленных предприятий будет равен:

    Q^р_в.с = Q^р_в + 0,3*Q^р_в (8)

    Q^р_в.с = 564,297376 ГДж/ч 

    2.4. Среднемесячные расходы теплоты для бытовых нужд городских потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) рассчитываются по формулам: 

    2.4.1. Среднемесячные расходы теплоты для бытовых нужд городских потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) для летнего периода (летом только горячее водоснабжение с учетом промышленных предприятий):

    Q_j = Q^ср_{г.л. с}*n_гj , гДж  (г.л. – горячее водоснабжение в летний период) (9)

    где:

    Q^ср_г.л.с - среднечасовой расход тепловой энергии в летний период на горячее водоснабжение с учетом промышленных предприятий, 

    n_гj - продолжительность работы систем горячего водоснабжения в течение каждого j-го месяца, ч. Принимается для систем отопления и горячего водоснабжения круглосуточная работа, а для вентиляции - в среднем 12 часов в сутки. В июне регламент – 15 дней.

    Рассчитывается Q_j на каждый летний месяц. 

    Q_май = 31*24*205,11792 = 152608 гДж

    Q_июнь = 15*24*205,11792 =73842 гДж

    Q_июль = 31*24*205,11792 =152608 гДж