Федеральное агентство по образованию 

Российской  Федерации

Государственный университет управления

Институт  государственного управления и права

Кафедра государственного и  муниципального управления

Курсовой  проект

 

по дисциплине:

«Энергоснабжение» 

на тему:

«Технико-экономическое  обоснование системы  теплоснабжения города Тамбова» 
 
 
 

                                                      Выполнил:

 Студент  УГХ  4-1 

Проверил: 
 
 
 

Москва 2010 год

Содержание

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Введение 

   Жилищно-коммунальное хозяйство страны является составной частью социально-трудовой сферы России, так как работа отрасли напрямую связана с интересами всех россиян, возможностью реализации ими конституционного права на жилище. Хотя в работе отрасли фокусируются проблемы естественных монополий, структурные и ценовые деформации нашей экономики, вопросы межбюджетных отношений и т.д., она носит далеко не только экономический характер. Именно в сфере жилищно-коммунального хозяйства сосредоточены повседневные интересы людей.

   Жилищно-коммунальная сфера - это крупнейшая система жизнеобеспечения. В современных условиях отсутствие воды, тепла, санитарной очистки и благоустройства населенных мест, достойного жилья даже в незначительных масштабах является социальной катастрофой.

   Работа  коммунального хозяйства влияет не только на социальную сферу, но и на состояние дел во всей экономике государства (промышленность, уровень обороноспособности страны). Жилищно-коммунальное хозяйство оказывает огромное влияние на макроэкономическую ситуацию в стране, так как потребность в расходах на жилищно-коммунальное хозяйство в бюджетах городов колеблется от 35 до 45%. Фактически финансирование, как правило, осуществляется на 50-70 процентов от потребности, что еще больше осложняет обеспечение устойчивого функционирования жилищно-коммунального хозяйства на местах.

   Жилищно-коммунальное хозяйство является одной из основных отраслей экономики, от функционирования которых непосредственно зависит  жизнедеятельность населения. Деятельность предприятий и организаций данной сферы имеет исключительную социальную направленность, так как услуги ЖКХ определяют благосостояние граждан.

   Жилищно-коммунальное хозяйство - одна из основных отраслей экономики, призванная обслуживать  материально-бытовые потребности  населения в жилье и коммунальных услугах. ЖКХ представляет собой важнейшую часть территориальной инфраструктуры, а его деятельность в значительной степени формируют соответствующее качество жизни населения, отражая степень цивилизованности общества, культуры его быта и образ жизни, но и служат одной из важнейших предпосылок развития экономического потенциала территорий. 
 
 
 
 
 

1. Характеристика  города (региона)

    1.1.Общие  сведения по региону

    ТАМБОВ, город в Российской Федерации, центр  Тамбовской области, расположен в центральной  части Окско-Донской (Тамбовской) равнины, на левом берегу реки Цна (бассейн реки Волга), при впадении в нее реки Студенец, в 480 км к юго-востоку от Москвы. Основан в 1636 году. Узел железнодорожных линий и автомобильных дорог. Аэропорт.

Площадь территории тыс. км²: Тамбов – 0,091, Тамбовская область – 34,5.

Население: 279,8 тыс. жителей (оценка на 1 января 2008 год), плотность населения(чел на 1 км²): Тамбов -3074,8 , Тамбовская область – 32,1.

В 2008 году на территории области насчитывалось 352 муниципальных образования, в том числе 23 административных района, 8 городов, 12 поселков городского типа и 309 сельских администраций. Крупные города: Тамбов – 279,8 тыс. жителей, Мичуринск - 90,2 тыс., Рассказово - 44,4 тыс., Моршанск - 41,9 тыс., Котовск - 32,5 тыс., Уварово - 27,1 тыс., Кирсанов - 18 тыс., жителей.

Административно-территориальное  деление города Тамбова:

27.02.1938 образованы три городских района: 1.Ленинский 2.Промышленный 3.Центральный

16.04.1940 упразднен Промышленный район  (преобразован в город Котовск) [2]

19.02.1953 образован Промышленный район  [3]

11.03.1959 упразднен Центральный район  [2]

      1960 вместо Промышленного района  образован Октябрьский район  [2]

1.02.1963 образован Советский район [3]

           3 района: 1.Ленинский 2.Октябрьский 3.Советский

Основные  отрасли промышленности: химическое и электротехническое машиностроение (заводы «Ревтруд», «Электроприбор»); производство кузнечно-прессового оборудования (ПО «Тамбовмаш»); химическая (ПО «Пигмент»); легкая и пищевая промышленность. Производство стройматериалов. Химический завод, завод асбестовых и резиновых технических изделий.

Климатические условия

   Климатические условия Тамбова определяются его  географическим положением. Климат умеренно-континентальный, в нём хорошо выражены все времена года. Средняя температуры самого холодного месяца (января) составляет около −9 °C, самого тёплого (июля) — около +20 °C. Годовое количество осадков колеблется от 350 до 700 мм, более половины их (около 300 мм) выпадает в тёплый период года. Продолжительность тёплого периода составляет 154 дня. В районе города преобладают ветры южных, юго-западных и частично северо-западных направлений.

• Среднегодовая температура — +5,7 C°
• Среднегодовая скорость ветра — 3,4 м/с
• Среднегодовая влажность воздуха — 75 %

 

Таблица 2. Среднемесячная температура наружного воздуха в течение отопительного периода

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1. Исходные данные к курсовому проекту.

                                                                                                          

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) 

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, 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 минус 26⁰С.

       

Q^р_о=(33008566*2,1+6601713*1,7)*(18-(-26))*10^-6=3543,8 

         V_ж – кубатура жилых зданий, отапливаемых источников

                  теплоснабжения, м³.            

V_ж = N*f*k*m_o

N -Проектная численность населения. 

f- Средняя жилищная обеспеченность

K -Объемный коэффициент для жилых зданий

m_o - Коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централиз-х источников:

Для отопления  вычисляем  

V_ж = 279800*22,6*5,8*0,9= 33008566 
 

  V_о - кубатура общественных зданий, м³.

                 Принимаем 20%  кубатуры жилых зданий.

   Вычисляем 

V_о = 33008566*0,2=6601713 
 

2.2. Расчет максимального  часового расхода  тепловой энергии  на вентиляцию  помещений 

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

       Vв = 0,8*6601713=5281370 
 

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

      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 -1⁰С 

Получается, максимально-часовой расход теплоты  для вентиляции общественных зданий 

Q^р_в = 5281370*0,8*1,3*(18-(-1))* 10^-6=104,3599 
 

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

    Он  условно делится на:

• Зимний;
• Летний.

 

2.3.2 Среднечасовой расход тепловой энергии (на бытовые нужды) на горячее водоснабжение в зимний период.

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

где:

      а – среднесуточный удельный расход горячей воды, равный 100 л/чел.(таб. 1)

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

N_г=279800*0,6=167880 чел

Q^ср_г.з. = (100*167880*4,2*(65-5))/24*10^-6=176,274 
 
 

    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.= (г.л. –горячее водоснаб. Летом)(4) 

Q^ср_г..л. = 0,6*176,274=105,7644 

    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. Данные о размерах тепловых нагрузок промышленных предприятий приводятся в задании к курсовому проекту (табл.1).

    Среднечасовой расход тепловой энергии  на отопление с учетом промышленных предприятий будет

    Q^р_о.с = Q^р_о +0,1*Q^р_о (5)

Q^р_о.с=3543,8+0,1*3543,8=3898,18 

Среднечасовой расход тепловой энергии в летний период на горячее водоснабжение с учетом пром пред будет

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

Q^ср_г..л.с =105,76+0,4*105,76=148,07 

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

     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     (таб 1) (7)

Q^ср_г.з.с = 176,274 + 0,4*176,274 =246,784 

Среднечасовой расход тепловой энергии на вентиляцию с учетом пром предприятий будет

Q^р_в.с = Q^р_в +0,3* Q^р_в ( таб 1)  (8)

Q^р_в.с=104,36+0,3*104,36=135,668 
 

    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 пром 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 = 148,07*24*31=110164,199

Q_июнь = 148,07*24*15=53305,2576

Q_июль = 148,07*24*31=110164,199

Q_авг.  = 148,07*24*31=110164,199

Q_сент. = 148,07*24*30=106610,5152 
 

    2.4.2. Среднемесячные расходы  теплоты для бытовых  нужд городских  потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) для зимнего отопительного периода:

          Отопление                                             вентиляция           

Q_j = (Q^р_о.с* (t^p_в - t^p_ср.j.)/(t^p_в - t^p_н.о))*n_оj + (Q^р_в.с*(t^p_в - t^p_ср.j.) /(t^p_в –  

               в зимний период гор. вода             

t^p_н.в))*n_вj + Q^ср_г.з.с*n_гj,

где:

Q^р_о.с - Среднечасовой расход тепловой энергии на отопление с учетом пром предприятий.

Q^р_{в.с -}Среднечасовой расход тепловой энергии на вентиляцию с учетом пром предприятий.

Q^ср_{г.з.с -} Среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение по городу в целом (с учетом промышленных предприятий) в зимний период,

t^р_в - расчетная температура воздуха внутри помещения. Принимается 18°С;

t^р_н.о. - расчетная температура наружного воздуха для систем отопления, -28°С.

         t^р_н.в – расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции, равна -3,1⁰С;

         t^p_ср.j– среднемесячная температура наружного воздуха за каждый месяц  отопительного сезона (Таблица 2.);

      n_оj, n_вj, n_гj  - продолжительность работа систем отопления, вентиляции,  горячего водоснабжения в течение каждого j-го месяца, ч.    Для систем отопления и горячего водоснабжения – 24 часа,  а для вентиляции – 12 часов в сутки. 
 

Q_янв= (3898,18* (18 – (-8,6)/(18 – (-26))*24*31 + (135668*(18 – (-8,6) /(18 –(-1))*12*31 + 246,784*24*31=2007593,104 

Q = (3898,18* (18 – (-8,4)/(18 – (-26))*24*29 + (135668*(18 – (-8,4) /(18 –(-1))*12*29 + 246,784*24*29=1865241,573 

Q =(3898,18* (18 – (-2,9)/(18 – (-26))*24*31 + (135668*(18 – (-2,9) /(18 –(-1))*12*31 + 246,784*24*31=1616738,938 

 Q =(3898,18* (18 – 7,4/(18 – (-26))*24*30 + (135668*(18 – 7,4 /(18 –(-1))*12*30 + 246,784*24*30=881088,9719 

Q =(3898,18* (18 – 5,3/(18 – (-26))*24*31 + (135668*(18 – 5,3 /(18 –(-1))*12*31 + 246,784*24*31=1054457,507 

Q =(3898,18* (18 – (-1,8)/(18 – (-26))*24*30 + (135668*(18 – (-1,8) /(18 –(-1))*12*30 + 246,784*24*30=1491591,234 

Q = (3898,18* (18 – (-6,3)/(18 – (-26))*24*31 + (135668*(18 – (-6,3) /(18 –(-1))*12*31 + 246,784*24*31=1849880,019 
 
 
 

        2.5.Годовой расход энергии определяется как сумма среднемесячных расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

∑Q = ∑ Q_j= 11228081,05 

    2.6. Годовой расход  тепловой энергии  на технологические  нужды промышленных  предприятий рассчитывается  по формуле: 

Q^р_пром. = Q^р_т* h^т_max 

Q^р_т  -тепловые нагрузки промышленных предприятий:  а) максимальная для технологии производства (см.таб 1); 

h^т_max -число часов работы в году с максимальной нагрузкой технологии

производства(таб 1); 

Q^р_пром.=590*5600=3304000 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Построение графиков расхода тепловой энергии на бытовые и технологические нужды.

 

Необходимо построить 2  графика:

    а) график часовых расходов теплоты  на отопление, вентиляцию и горячее  водоснабжение в зависимости  от температуры наружного воздуха;