dom › Inspiracja › Współczynnik lokalnych strat ciepła. Sieci cieplne i straty ciepła

Współczynnik lokalnych strat ciepła. Sieci cieplne i straty ciepła

VG Chromczenkow, szef laboratorium, G.V. Iwanow, doktorant,
EV Chromczenkowa, studentka,
Zakład "Instalacje ciepłownicze i elektroenergetyczne",
Moskiewski Instytut Energetyki (Politechnika)

W niniejszej pracy podsumowano niektóre wyniki własnych badań odcinków sieci ciepłowniczych (TS) systemu zaopatrzenia w ciepło budownictwa mieszkaniowego i komunalnego wraz z analizą istniejącego poziomu strat ciepła w sieciach ciepłowniczych. Prace prowadzono z reguły w różnych regionach Federacji Rosyjskiej na wniosek kierownictwa usług mieszkaniowych i komunalnych. Znaczna część badań została również przeprowadzona w ramach Departmental Housing Transfer Project związanego z pożyczką z Banku Światowego.

Określenie strat ciepła podczas transportu nośnika ciepła jest ważnym zadaniem, którego wyniki mają poważny wpływ na proces kształtowania taryfy dla energii cieplnej (TE). Znajomość tej wielkości pozwala więc również na prawidłowy dobór mocy urządzeń głównych i pomocniczych elektrociepłowni, a docelowo źródła ciepła. Wartość strat ciepła podczas transportu czynnika chłodniczego może stać się czynnikiem decydującym przy wyborze struktury systemu ciepłowniczego z jego ewentualną decentralizacją, doborze rozkładu temperatur TS itp. Określenie rzeczywistych strat ciepła i porównanie ich z standardowe wartości pozwalają uzasadnić efektywność prac nad modernizacją TS z wymianą rurociągów i/lub ich izolacją.

Często wartość względnych strat ciepła jest przyjmowana bez wystarczającego uzasadnienia. W praktyce wartości względnych strat ciepła są często ustalane jako wielokrotności pięciu (10 i 15%). Należy zauważyć, że ostatnio coraz więcej przedsiębiorstw komunalnych przeprowadza obliczenia standardowych strat ciepła, które naszym zdaniem powinny być określone bezbłędnie. Regulacyjne straty ciepła bezpośrednio uwzględniają główne czynniki wpływające: długość rurociągu, jego średnicę oraz temperaturę chłodziwa i otoczenia. Nie należy brać pod uwagę tylko faktycznego stanu izolacji rurociągów. Normatywne straty ciepła należy obliczyć dla całego HES z określeniem strat ciepła z powodu wycieków chłodziwa oraz z powierzchni izolacji wszystkich rurociągów, którymi ciepło jest dostarczane z istniejącego źródła ciepła. Ponadto obliczenia te powinny być wykonane zarówno w wersji planowej (obliczeniowej), uwzględniającej uśrednione dane statystyczne dotyczące temperatury powietrza zewnętrznego, gleby, czasu trwania okresu grzewczego itp., jak i uszczegółowione na koniec to zgodnie z rzeczywistymi danymi o określonych parametrach, w tym z uwzględnieniem rzeczywistych temperatur chłodziwa w rurociągach do przodu i powrotnych.

Jednak nawet przy prawidłowo określonych średnich stratach normalnych dla całego miejskiego SSE danych tych nie można przenieść na poszczególne jego odcinki, jak to często ma miejsce np. przy określaniu wartości przyłączanego obciążenia cieplnego i doborze zdolności wymiany urządzenia pompujące elektrociepłowni w trakcie budowy lub modernizacji. Konieczne jest ich obliczenie dla tej konkretnej sekcji pojazdu, w przeciwnym razie można uzyskać znaczny błąd. Na przykład przy określaniu normatywnych strat ciepła dla dwóch dzielnic jednego z losowo wybranych przez nas miast regionu krasnojarskiego, przy mniej więcej takim samym obliczonym połączonym obciążeniu cieplnym jednego z nich, wyniosły one 9,8%, a drugie - 27%, tj. okazał się 2,8 razy większy. Przyjęta do obliczeń średnia wartość strat ciepła w mieście wynosi 15%. Tak więc w pierwszym przypadku straty ciepła okazały się 1,8 razy mniejsze, aw drugim - 1,5 razy większe niż średnie standardowe straty. Tak dużą różnicę można łatwo wytłumaczyć, dzieląc ilość ciepła przekazywanego w ciągu roku przez powierzchnię rurociągu, przez który ciepło jest tracone. W pierwszym przypadku wskaźnik ten wynosi 22,3 Gcal/m2, a w drugim tylko 8,6 Gcal/m2, tj. 2,6 razy więcej. Podobny wynik można uzyskać po prostu porównując właściwości materiałowe odcinków sieci ciepłowniczej.

Ogólnie rzecz biorąc, błąd określenia strat ciepła podczas transportu chłodziwa w określonym odcinku TS w porównaniu z wartością średnią może być bardzo duży.

w tabeli. Rysunek 1 pokazuje wyniki badania 5 odcinków Tiumeń TS (oprócz obliczenia standardowych strat ciepła zmierzyliśmy również rzeczywiste straty ciepła z powierzchni izolacji rurociągu, patrz poniżej). Pierwsza sekcja to główna sekcja TS z rurociągami o dużych średnicach

i odpowiednio wysokie koszty wymiany ciepła. Wszystkie inne sekcje pojazdu to ślepe zaułki. Odbiorcami ciepła na odcinku drugim i trzecim są budynki 2- i 3-kondygnacyjne usytuowane wzdłuż dwóch równoległych ulic. Sekcje czwarta i piąta mają również wspólną komorę termiczną, ale jeśli konsumenci w czwartej sekcji są zwartymi stosunkowo dużymi cztero- i pięciopiętrowymi domami, to w piątej sekcji są to prywatne parterowe domy położone wzdłuż jednej długiej ulicy.

Jak widać z tabeli. 1, relatywne rzeczywiste straty ciepła w badanych odcinkach rurociągów wynoszą często prawie połowę przenoszonego ciepła (odcinki nr 2 i nr 3). Na odcinku nr 5, na którym zlokalizowane są domy prywatne, do otoczenia ucieka ponad 70% ciepła, mimo że współczynnik nadwyżki strat bezwzględnych nad wartościami normowymi jest w przybliżeniu taki sam jak na pozostałych odcinkach. Wręcz przeciwnie, przy zwartym układzie stosunkowo dużych odbiorców straty ciepła są znacznie zmniejszone (sekcja nr 4). Średnia prędkość chłodziwa na tym odcinku wynosi 0,75 m/s. Wszystko to sprawia, że rzeczywiste względne straty ciepła na tym odcinku są ponad 6-krotnie mniejsze niż na pozostałych odcinkach ślepych i wyniosły zaledwie 7,3%.

Z kolei na odcinku nr 5 prędkość płynu chłodzącego wynosi średnio 0,2 m/s, a na ostatnich (nieuwzględnionych w tabeli) odcinkach sieci ciepłowniczej, ze względu na duże średnice rur i małe natężenia przepływu chłodziwa, tylko 0,1-0,02 m/s. Ze względu na stosunkowo dużą średnicę rurociągu, a co za tym idzie powierzchnię wymiany ciepła, do gruntu ucieka duża ilość ciepła.

Jednocześnie należy mieć na uwadze, że ilość ciepła traconego z powierzchni rury praktycznie nie zależy od prędkości ruchu wody sieciowej, a jedynie od jej średnicy, temperatury czynnika chłodzącego oraz stan powłoki izolacyjnej. Natomiast jeśli chodzi o ilość ciepła przesyłanego rurociągami,

straty ciepła zależą bezpośrednio od prędkości chłodziwa i gwałtownie rosną wraz z jej spadkiem. W przypadku granicznym, gdy prędkość chłodziwa wynosi centymetry na sekundę, tj. woda praktycznie stoi w rurociągu, większość ogniw paliwowych może zostać utracona do środowiska, chociaż straty ciepła nie mogą przekraczać normatywnych.

Zatem wartość względnych strat ciepła zależy od stanu powłoki izolacyjnej, a także w dużej mierze zależy od długości TS i średnicy rurociągu, prędkości przepływu czynnika chłodzącego przez rurociąg oraz mocy cieplnej podłączonych konsumentów. Dlatego obecność w systemie zaopatrzenia w ciepło małych odbiorców ciepła oddalonych od źródła może prowadzić do wzrostu względnych strat ciepła o kilkadziesiąt procent. Wręcz przeciwnie, w przypadku kompaktowego TS z dużymi odbiornikami względne straty mogą sięgać kilku procent uwalnianego ciepła. O tym wszystkim należy pamiętać przy projektowaniu systemów grzewczych. Na przykład dla omówionego powyżej odcinka nr 5 prawdopodobnie bardziej ekonomiczne byłoby zainstalowanie indywidualnych gazowych generatorów ciepła w domach prywatnych.

W powyższym przykładzie określiliśmy wraz z normą rzeczywistą utratę ciepła z powierzchni izolacji rurociągu. Znajomość rzeczywistych strat ciepła jest bardzo ważna, ponieważ. jak pokazało doświadczenie, mogą kilkakrotnie przekraczać wartości normatywne. Takie informacje pozwolą zorientować się w faktycznym stanie izolacji termicznej rurociągów STS, określić obszary o największych stratach ciepła oraz obliczyć ekonomiczną efektywność wymiany rurociągów. Ponadto dostępność takich informacji pozwoli uzasadnić rzeczywisty koszt 1 Gcal dostarczonego ciepła w regionalnej komisji energetycznej. Jeśli jednak straty ciepła związane z wyciekiem chłodziwa można określić na podstawie rzeczywistego uzupełnienia TS, jeśli odpowiednie dane są dostępne na źródle ciepła, a jeśli nie są dostępne, można obliczyć ich wartości standardowe, wówczas określenie rzeczywistych strat ciepła z powierzchni izolacji rurociągu jest zadaniem bardzo trudnym.

Zgodnie z normami, w celu określenia rzeczywistych strat ciepła na badanych odcinkach dwururowej TS Wodociągowej i porównania ich z wartościami normatywnymi, należy zorganizować pierścień cyrkulacyjny składający się z rurociągów bezpośredniego i powrotnego ze zworką pomiędzy nimi . Wszystkie gałęzie i abonenci indywidualni muszą być od niego odłączeni, a natężenie przepływu we wszystkich sekcjach pojazdu musi być takie samo. Jednocześnie minimalna objętość badanych odcinków zgodnie z charakterystyką materiałową musi wynosić co najmniej 20% charakterystyki materiałowej całej sieci, a różnica temperatur czynnika chłodzącego musi wynosić co najmniej 8°C. W ten sposób powinien powstać pierścień o dużej długości (kilka kilometrów).

Biorąc pod uwagę praktyczną niemożność przeprowadzenia badań tą metodą i spełnienie szeregu jej wymagań w warunkach okresu grzewczego, a także złożoność i uciążliwość, zaproponowaliśmy iz powodzeniem stosujemy od wielu lat metodę termicznego testowanie oparte na prostych fizycznych prawach przenikania ciepła. Jej istota polega na tym, że znając spadek („ucieczkę”) temperatury chłodziwa w rurociągu od jednego punktu pomiarowego do drugiego przy znanym i niezmienionym natężeniu przepływu, łatwo obliczyć straty ciepła w danej odcinek TS. Następnie przy określonych temperaturach czynnika chłodniczego i otoczenia, zgodnie z uzyskanymi wartościami strat ciepła, przeliczane są one na warunki średnioroczne i porównywane ze standardowymi, również zredukowanymi do warunków średniorocznych dla danego regionu, biorąc uwzględniając harmonogram temperaturowy dostarczania ciepła. Następnie określa się współczynnik nadwyżki rzeczywistych strat ciepła nad wartościami standardowymi.

Pomiar temperatury nośnika ciepła

Biorąc pod uwagę bardzo małe wartości różnicy temperatur płynu chłodzącego (dziesiąte części stopnia), zwiększone wymagania stawiane są zarówno urządzeniu pomiarowemu (skala powinna być z dziesiątymi częściami OS), jak i dokładności pomiaru same pomiary. Podczas pomiaru temperatury powierzchnia rur musi być oczyszczona z rdzy, a rury w punktach pomiarowych (na końcach odcinka) powinny mieć tę samą średnicę (taką samą grubość). W związku z powyższym należy mierzyć temperaturę nośników ciepła (rurociągów zasilających i powrotnych) w punktach rozgałęzienia STS (zapewniając stały przepływ), tj. w komorach termicznych i studniach.

Pomiar przepływu chłodziwa

Natężenie przepływu chłodziwa należy określić na każdym z nierozgałęzionych odcinków TS. Podczas testów czasami można było użyć przenośnego przepływomierza ultradźwiękowego. Trudność bezpośredniego pomiaru przepływu wody za pomocą urządzenia wynika z faktu, że najczęściej badane odcinki TS znajdują się w nieprzejezdnych kanałach podziemnych, aw studniach termalnych, ze względu na znajdujące się w nich zawory odcinające, nie zawsze jest to możliwe spełnienia wymogu dotyczącego wymaganych długości odcinków prostych przed i po miejscu instalacji urządzenia. Dlatego też, w celu określenia strumieni przepływu nośnika ciepła na badanych odcinkach magistrali ciepłowniczej, wraz z bezpośrednimi pomiarami strumieni, w niektórych przypadkach wykorzystano dane z ciepłomierzy zainstalowanych na budynkach przyłączonych do tych odcinków sieci. używany. W przypadku braku ciepłomierzy w budynku, mierzono natężenia przepływu wody w rurociągach zasilających lub powrotnych za pomocą przenośnego przepływomierza przy wejściach do budynków.

Jeśli nie można było bezpośrednio zmierzyć przepływu wody sieciowej, do określenia natężenia przepływu chłodziwa wykorzystano obliczone wartości.

Zatem znając natężenie przepływu czynnika chłodniczego na wylocie z kotłowni, a także w innych obszarach, w tym w budynkach przyłączonych do badanych odcinków sieci ciepłowniczej, możliwe jest wyznaczenie natężenia przepływu na prawie wszystkich odcinkach sieci ciepłowniczej. TS.

Przykład zastosowania techniki

Należy również zauważyć, że najłatwiej, najwygodniej i dokładniej przeprowadzić takie badanie, jeśli każdy odbiorca, a przynajmniej większość, posiada ciepłomierze. Lepiej jest, jeśli ciepłomierze mają godzinowe archiwum danych. Otrzymawszy od nich niezbędne informacje, łatwo jest określić zarówno natężenie przepływu chłodziwa w dowolnej sekcji TS, jak i temperaturę chłodziwa w kluczowych punktach, biorąc pod uwagę fakt, że z reguły budynki są znajduje się w pobliżu komory termicznej lub studni. W ten sposób przeprowadziliśmy obliczenia strat ciepła w jednej z dzielnic miasta Iżewsk bez udawania się na miejsce. Wyniki okazały się w przybliżeniu takie same jak w badaniu TS w innych miastach o podobnych warunkach - temperatura chłodziwa, żywotność rurociągów itp.

Wielokrotne pomiary rzeczywistych strat ciepła z powierzchni izolacji rurociągów STS w różnych regionach kraju wskazują, że straty ciepła z powierzchni rurociągów eksploatowanych od 10-15 lat lub dłużej, podczas układania rur w nieprzejezdnych kanałów, są 1,5-2,5 razy przekraczają wartości standardowe. Dzieje się tak, jeśli nie ma widocznych naruszeń izolacji rurociągów, nie ma wody w korytkach (przynajmniej podczas pomiarów), a także pośrednich śladów jej obecności, tj. rurociąg jest w widocznym normalnym stanie. W przypadku wystąpienia powyższych naruszeń rzeczywista utrata ciepła może przekroczyć wartości standardowe o 4-6 lub więcej razy.

Na przykład wyniki ankiety jednej z sekcji TS, której ciepło jest dostarczane z elektrociepłowni miasta Włodzimierza (tabela 2) oraz z kotłowni jednej z dzielnic tego miasta (tabela 3), są podane. Łącznie w trakcie prac zbadano około 9 km sieci ciepłowniczej z 14 km, które planowano wymienić na nowe, preizolowane rury w płaszczu z pianki poliuretanowej. Wymienione odcinki rurociągów zasilane były ciepłem z 4 kotłowni miejskich oraz z elektrociepłowni.

Z analizy wyników badań wynika, że straty ciepła na terenach zaopatrywanych w ciepło z elektrociepłowni są 2 i więcej razy większe niż straty ciepła na odcinkach sieci ciepłowniczej związanych z kotłowniami komunalnymi. Wynika to w dużej mierze z faktu, że ich żywotność wynosi często 25 lat i więcej, czyli o 5-10 lat dłużej niż żywotność rurociągów, które są zasilane ciepłem z kotłowni. Drugim powodem lepszego stanu rurociągów jest naszym zdaniem relatywnie niewielka długość odcinków obsługiwanych przez pracowników kotłowni, ich zwarta lokalizacja oraz łatwiejszy monitoring stanu dla kierownictwa kotłowni sieci ciepłowniczej, wykrywać na czas wycieki chłodziwa oraz przeprowadzać prace naprawcze i konserwacyjne. Kotłownie posiadają urządzenia do określania przepływu wody uzupełniającej, aw przypadku zauważalnego wzrostu przepływu „nadawy” możliwe jest wykrycie i usunięcie powstałych nieszczelności.

Tym samym nasze pomiary wykazały, że przeznaczone do wymiany odcinki ST, a zwłaszcza odcinki przyłączone do elektrociepłowni, rzeczywiście są w złym stanie pod względem zwiększonych strat ciepła z powierzchni izolacji. Jednocześnie analiza wyników potwierdziła dane uzyskane podczas innych badań o stosunkowo niskich prędkościach chłodziwa (0,2-0,5 m/s) na większości odcinków ST. Prowadzi to, jak zauważono powyżej, do wzrostu strat ciepła, a jeśli można to jakoś uzasadnić w eksploatacji starych rurociągów, które są w zadowalającym stanie, to przy modernizacji TS (w większości) konieczne jest zmniejszenie średnica rur do wymiany. Jest to tym bardziej istotne, że przy wymianie starych odcinków TS na nowe miały być stosowane rury preizolowane (o tej samej średnicy), co wiąże się z wysokimi kosztami (koszt rur, zaworów, łuki itp.), więc zmniejszenie średnicy nowych rur do optymalnych wartości może znacznie obniżyć koszty ogólne.

Zmiana średnic rurociągów wymaga obliczeń hydraulicznych całego pojazdu.

Obliczenia takie przeprowadzono w odniesieniu do TS czterech kotłowni miejskich, które wykazały, że z 743 odcinków sieci 430 średnic rur można znacznie zmniejszyć. Warunkami brzegowymi obliczeń były stałe ciśnienie dyspozycyjne w kotłowniach (nie przewidziano wymiany pomp) oraz zapewnienie u odbiorców ciśnienia co najmniej 13 m.d.) oraz ograniczenie strat ciepła w wyniku spadek średnicy rury wyniósł 4,7 miliona rubli.

Nasze pomiary strat ciepła na odcinku TS jednej z dzielnic Orenburga po całkowitej wymianie rur na nowe, preizolowane w osłonie z pianki poliuretanowej wykazały, że straty ciepła stali były o 30% niższe od normy.

wnioski

1. Przy obliczaniu strat ciepła w STS konieczne jest wyznaczenie strat standardowych dla wszystkich odcinków sieci zgodnie z opracowaną metodologią.

2. W przypadku małych i oddalonych odbiorców straty ciepła z powierzchni izolacji rurociągu mogą być bardzo duże (kilkadziesiąt procent), dlatego konieczne jest rozważenie możliwości alternatywnego zaopatrzenia w ciepło tych odbiorców.

3. Oprócz określenia normatywnych strat ciepła podczas transportu chłodziwa wzdłuż

Konieczne jest określenie rzeczywistych strat STP na określonych, charakterystycznych odcinkach STP, co pozwoli mieć realny obraz jej stanu, rozsądnie wybrać odcinki wymagające wymiany rurociągów oraz dokładniej obliczyć koszt 1 Gcal ciepła.

4. Praktyka pokazuje, że prędkości chłodziwa w rurociągach TS często mają niskie wartości, co prowadzi do gwałtownego wzrostu względnych strat ciepła. W takich przypadkach, prowadząc prace związane z wymianą rurociągów TS, należy dążyć do zmniejszenia średnicy rur, co będzie wymagało obliczeń hydraulicznych i regulacji TS, ale znacznie obniży koszty zakupu sprzętu i znacznie zmniejszyć straty ciepła podczas pracy TS. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku stosowania nowoczesnych rur preizolowanych. Naszym zdaniem prędkości chłodziwa rzędu 0,8-1,0 m/s są zbliżone do optymalnych.

[e-mail chroniony]

Literatura

1. „Metodologia określania zapotrzebowania na paliwo, energię elektryczną i wodę do produkcji i przesyłu energii cieplnej i nośników ciepła w publicznych systemach ciepłowniczych”, Państwowy Komitet Federacji Rosyjskiej ds. Budownictwa i Mieszkalnictwa oraz Usług Komunalnych, Moskwa. 2003, 79 s.

Sieć ciepłownicza to system rurociągów połączonych spawem, przez który woda lub para dostarcza ciepło mieszkańcom.

Ważne jest, aby pamiętać! Rurociąg jest chroniony przed rdzą, korozją i utratą ciepła przez izolującą konstrukcję, a konstrukcja nośna utrzymuje jego ciężar i zapewnia niezawodną pracę.

Rury muszą być nieprzepuszczalne i wykonane z trwałych materiałów, wytrzymywać wysokie ciśnienia i temperatury oraz wykazywać niski stopień zmiany kształtu. Wewnątrz rury muszą być gładkie, a ściany muszą być stabilne termicznie i zatrzymywać ciepło, niezależnie od zmian właściwości środowiskowych.

Klasyfikacja systemów zaopatrzenia w ciepło

Istnieje klasyfikacja systemów zaopatrzenia w ciepło według różnych kryteriów:

Według mocy - różnią się odległością transportu ciepła i liczbą odbiorców. Lokalne systemy grzewcze znajdują się w tych samych lub sąsiednich pomieszczeniach. Ogrzewanie i przenoszenie ciepła do powietrza są połączone w jednym urządzeniu i umieszczone w piecu. W systemach scentralizowanych jedno źródło zapewnia ogrzewanie kilku pomieszczeń.
Według źródła ciepła. Przydziel zaopatrzenie w ciepło sieciowe i zaopatrzenie w ciepło. W pierwszym przypadku źródłem ciepła jest kotłownia, aw przypadku ogrzewania ciepło zapewnia elektrociepłownia.
Według rodzaju chłodziwa rozróżnia się systemy wodne i parowe.

Czynnik chłodniczy, podgrzewany w kotłowni lub elektrociepłowni, przekazuje ciepło do urządzeń grzewczych i wodociągowych w budynkach i budynkach mieszkalnych.

Wodne systemy termiczne są jedno- i dwururowe, rzadziej wielorurowe. W budynkach wielorodzinnych najczęściej stosuje się układ dwururowy, gdy ciepła woda wpływa do lokalu jedną rurą, a drugą rurą wraca do elektrociepłowni lub kotłowni po oddaniu temperatury. Rozróżnia się otwarte i zamknięte systemy wodne. Przy otwartym typie zaopatrzenia w ciepło konsumenci otrzymują ciepłą wodę z sieci zasilającej. Jeśli woda jest wykorzystywana w całości, używany jest system jednorurowy. Gdy dopływ wody jest zamknięty, chłodziwo wraca do źródła ciepła.

Sieci ciepłownicze muszą spełniać następujące wymagania:

sanitarno-higieniczny - płyn chłodzący nie wpływa niekorzystnie na warunki w pomieszczeniach, zapewniając średnią temperaturę urządzeń grzewczych w zakresie 70-80 stopni;
techniczno-ekonomiczne – proporcjonalny stosunek ceny rurociągu do zużycia paliwa na ogrzewanie;
operacyjny - obecność stałego dostępu w celu zapewnienia regulacji poziomu ciepła w zależności od temperatury otoczenia i pory roku.

Układają sieci ciepłownicze naziemne i podziemne z uwzględnieniem ukształtowania terenu, warunków technicznych, temperaturowych warunków eksploatacji oraz budżetu projektu.

Ważne jest, aby wiedzieć! Jeśli na terenie planowanym pod zabudowę występuje dużo wód gruntowych i powierzchniowych, wąwozów, linii kolejowych lub konstrukcji podziemnych, układane są rurociągi naziemne. Są często stosowane przy budowie sieci ciepłowniczych w przedsiębiorstwach przemysłowych. W przypadku obszarów mieszkalnych stosuje się głównie podziemne rurociągi ciepłownicze. Zaletą podwyższonych rurociągów jest łatwość konserwacji i trwałość.

Wybierając terytorium do ułożenia ciepłociągu, należy wziąć pod uwagę bezpieczeństwo, a także zapewnić możliwość szybkiego dostępu do sieci w razie wypadku lub naprawy. W celu zapewnienia niezawodności sieci ciepłowniczych nie układa się we wspólnych kanałach z gazociągami, rurami doprowadzającymi tlen lub sprężone powietrze, w których ciśnienie przekracza 1,6 MPa.

Straty ciepła w sieciach ciepłowniczych

Do oceny sprawności sieci ciepłowniczej stosuje się metody uwzględniające sprawność, która jest wskaźnikiem stosunku energii otrzymanej do energii zużytej. Odpowiednio, wydajność będzie wyższa, jeśli straty systemu zostaną zmniejszone.

Źródłami strat mogą być odcinki ciepłociągu:

producent ciepła - kotłownia;
rurociąg;
odbiorca energii lub obiekt grzewczy.

Rodzaje strat ciepła

Każda lokalizacja ma swój własny rodzaj zużycia ciepła. Rozważmy każdy z nich bardziej szczegółowo.

Kotłownia

Zainstalowany jest w nim kocioł, który przetwarza paliwo i przekazuje energię cieplną do chłodziwa. Każda jednostka traci część wytworzonej energii z powodu niedostatecznego spalania paliwa, oddawania ciepła przez ścianki kotła, problemów z nadmuchem. Średnio stosowane obecnie kotły mają sprawność 70-75%, podczas gdy nowsze kotły będą miały sprawność 85%, a ich procent strat jest znacznie niższy.

Dodatkowy wpływ na marnotrawstwo energii mają:

brak terminowej regulacji trybów kotła (straty rosną o 5-10%);
rozbieżność między średnicą dysz palnika a obciążeniem jednostki termicznej: zmniejsza się wymiana ciepła, paliwo nie spala się całkowicie, straty rosną średnio o 5%;
niewystarczająco częste czyszczenie ścian kotła - pojawia się kamień i osady, wydajność pracy spada o 5%;
brak środków kontrolno-regulacyjnych – liczników pary, liczników energii elektrycznej, czujników obciążenia cieplnego – lub ich nieprawidłowe ustawienie powoduje obniżenie współczynnika użyteczności o 3-5%;
pęknięcia i uszkodzenia ścianek kotła obniżają sprawność o 5-10%;
zastosowanie przestarzałego sprzętu pompującego zmniejsza koszty naprawy i konserwacji kotła.

Straty w rurociągach

Wydajność magistrali grzewczej określają następujące wskaźniki:

Wydajność pomp, za pomocą których płyn chłodzący przepływa przez rury;
jakość i sposób układania rurki cieplnej;
prawidłowe ustawienia sieci ciepłowniczej, od której zależy dystrybucja ciepła;
długość rurociągu.

Przy odpowiednim zaprojektowaniu trasy cieplnej standardowe straty energii cieplnej w sieciach ciepłowniczych nie przekroczą 7%, nawet jeśli odbiorca energii znajduje się w odległości 2 km od miejsca produkcji paliwa. W rzeczywistości dziś w tym odcinku sieci straty ciepła mogą sięgać 30 procent lub więcej.

Straty przedmiotów konsumpcji

Możliwe jest określenie nadmiernego zużycia energii w ogrzewanym pomieszczeniu, jeśli jest licznik lub licznik.

Przyczynami tego rodzaju strat mogą być:

nierównomierny rozkład ogrzewania w całym pomieszczeniu;
poziom ogrzewania nie odpowiada warunkom pogodowym i porze roku;
brak recyrkulacji zaopatrzenia w ciepłą wodę;
brak czujników kontroli temperatury na kotłach ciepłej wody;
brudne rury lub wewnętrzne wycieki.

Ważny! Wydajność strat ciepła w tym obszarze może osiągnąć 30%.

Obliczanie strat ciepła w sieciach ciepłowniczych

Metody obliczania strat ciepła w sieciach ciepłowniczych określa Rozporządzenie Ministerstwa Energii Federacji Rosyjskiej z dnia 30 grudnia 2008 r. „W sprawie zatwierdzenia procedury określania norm strat technologicznych w przesyłaniu energii cieplnej, płynu chłodzącego” oraz wytyczne SO 153-34.20.523-2003, część 3.

a - średni wskaźnik wycieku chłodziwa rocznie ustalony przez zasady konserwacji sieci elektrycznych;

V rok - średnioroczna objętość ciepłociągów w eksploatowanej sieci;

n rok - czas eksploatacji rurociągów w ciągu roku;

m ut.rok - średnia utrata płynu chłodzącego z powodu wycieku rocznie.

Objętość rurociągu na rok oblicza się według następującego wzoru:

V z i Vl - wydajność w sezonie grzewczym i poza sezonem grzewczym;

n z i nl - czas trwania sieci grzewczej w sezonie grzewczym i poza sezonem grzewczym.

W przypadku chłodziw parowych wzór jest następujący:

Pp - gęstość pary przy średnich temperaturach i ciśnieniach nośnika ciepła;

Vp.year - średnia objętość drutu parowego sieci grzewczej na rok.

W ten sposób zbadaliśmy, w jaki sposób można obliczyć straty ciepła i ujawniliśmy koncepcje strat ciepła.

Ministerstwo Edukacji Republiki Białoruś

instytucja edukacyjna

„Białoruski Narodowy Uniwersytet Techniczny”

ABSTRAKCYJNY

Dyscyplina „Efektywność energetyczna”

na temat: „Sieci ciepłownicze. Straty energii cieplnej podczas transmisji. Izolacja cieplna."

Ukończone przez: Schreider Yu.A.

Grupa 306325

Mińsk, 2006

1. Sieć ciepłownicza. 3

2. Straty energii cieplnej podczas transmisji. 6

2.1. Źródła strat. 7

3. Izolacja cieplna. 12

3.1. Materiały termoizolacyjne. 13

4. Spis wykorzystanej literatury. 17

1. Sieci cieplne.

Sieć ciepłownicza to system trwale i ściśle połączonych ze sobą uczestników rurociągów ciepłowniczych, przez które ciepło jest transportowane ze źródeł do odbiorców ciepła za pomocą nośników ciepła (pary lub gorącej wody).

Głównymi elementami sieci ciepłowniczych są rurociąg składający się z rur stalowych połączonych spawaniem, konstrukcja izolacyjna zaprojektowana w celu ochrony rurociągu przed korozją zewnętrzną i utratą ciepła oraz konstrukcja nośna, która odbiera ciężar rurociągu i siły powstające podczas jego operacja.

Najbardziej krytycznymi elementami są rury, które muszą być wystarczająco mocne i szczelne przy maksymalnych ciśnieniach i temperaturach czynnika chłodzącego, mieć niski współczynnik odkształceń termicznych, małą chropowatość powierzchni wewnętrznej, wysoką odporność termiczną ścianek, co przyczynia się do zachowania ciepła i niezmienności właściwości materiału podczas długotrwałego wystawienia na działanie wysokich temperatur i ciśnień.

Zaopatrzenie w ciepło odbiorców (ogrzewanie, wentylacja, systemy zaopatrzenia w ciepłą wodę i procesy technologiczne) składa się z trzech powiązanych ze sobą procesów: przekazywania ciepła do nośnika ciepła, transportu nośnika ciepła oraz wykorzystania potencjału cieplnego nośnika ciepła. Systemy zaopatrzenia w ciepło są klasyfikowane według następujących głównych cech: moc, rodzaj źródła ciepła i rodzaj chłodziwa.

Pod względem mocy systemy zaopatrzenia w ciepło charakteryzują się zakresem wymiany ciepła oraz liczbą odbiorców. Mogą być lokalne lub scentralizowane. Lokalne systemy grzewcze to systemy, w których trzy główne ogniwa są połączone i znajdują się w tym samym lub sąsiednim lokalu. Jednocześnie odbiór ciepła i jego przekazywanie do powietrza w pomieszczeniach są połączone w jednym urządzeniu i znajdują się w ogrzewanych pomieszczeniach (piecech). Scentralizowane systemy, w których ciepło dostarczane jest z jednego źródła ciepła do wielu pomieszczeń.

W zależności od rodzaju źródła ciepła systemy ciepłownicze dzielą się na ciepłownictwo miejskie i ciepłownictwo miejskie. W systemie ciepłowniczym źródłem ciepła jest kotłownia miejska, ciepłownia miejska-CHP.

W zależności od rodzaju nośnika ciepła systemy zaopatrzenia w ciepło dzielą się na dwie grupy: wodną i parową.

Nośnik ciepła to medium, które przenosi ciepło ze źródła ciepła do urządzeń grzewczych systemów ogrzewania, wentylacji i ciepłej wody użytkowej.

Nośnik ciepła odbiera ciepło w kotłowni okręgowej (lub CHPP) i poprzez zewnętrzne rurociągi, zwane sieciami cieplnymi, wchodzi do systemów grzewczych, wentylacyjnych budynków przemysłowych, publicznych i mieszkalnych. W urządzeniach grzewczych znajdujących się wewnątrz budynków czynnik chłodniczy oddaje część zgromadzonego w nim ciepła i jest odprowadzany specjalnymi rurociągami z powrotem do źródła ciepła.

W systemach podgrzewania wody nośnikiem ciepła jest woda, aw systemach parowych para wodna. Na Białorusi systemy podgrzewania wody są stosowane w miastach i obszarach mieszkalnych. Para jest wykorzystywana w obiektach przemysłowych do celów technologicznych.

Systemy rurociągów ciepłowniczych mogą być jednorurowe i dwururowe (w niektórych przypadkach wielorurowe). Najczęściej spotykany jest dwururowy system zaopatrzenia w ciepło (ciepła woda dostarczana jest do odbiorcy przez jedną rurę, a schłodzona woda wraca do elektrociepłowni lub kotłowni przez drugą, powrotną). Rozróżnij otwarte i zamknięte systemy grzewcze. W systemie otwartym realizowany jest „bezpośredni pobór wody”, tj. ciepła woda z sieci zasilającej jest demontowana przez konsumentów na potrzeby gospodarstwa domowego, sanitarne i higieniczne. Przy pełnym wykorzystaniu ciepłej wody można zastosować system jednorurowy. System zamknięty charakteryzuje się prawie całkowitym powrotem wody sieciowej do elektrociepłowni (lub kotłowni osiedlowej).

Nośnikom ciepła sieci ciepłowniczych stawia się następujące wymagania: sanitarno-higieniczne (nośnik ciepła nie powinien pogarszać warunków sanitarnych w pomieszczeniach zamkniętych – średnia temperatura powierzchni urządzeń grzewczych nie może przekraczać 70-80), techniczne i ekonomiczne (aby koszt rurociągów przesyłowych jest najniższy, masa urządzeń grzewczych – niska i zapewnia minimalne zużycie paliwa do ogrzewania pomieszczeń) i eksploatacyjnych (możliwość centralnej regulacji wymiany ciepła układów odbiorczych ze względu na zmienne temperatury zewnętrzne).

Kierunek rurociągów ciepłowniczych dobierany jest zgodnie z mapą cieplną terenu, z uwzględnieniem materiałów geodezyjnych, planu istniejących i planowanych obiektów nadziemnych i podziemnych, danych o charakterystyce gruntów itp. Kwestia wyboru o rodzaju ciepłociągu (nadziemny lub podziemny) decyduje się z uwzględnieniem lokalnych uwarunkowań oraz uzasadnień techniczno-ekonomicznych.

Przy wysokim poziomie wód gruntowych i zewnętrznych, zagęszczeniu istniejącej zabudowy podziemnej na trasie projektowanego ciepłociągu, który jest mocno poprzecinany wąwozami i torami kolejowymi, w większości przypadków preferowane są ciepłociągi naziemne. Są również najczęściej stosowane na terenie przedsiębiorstw przemysłowych przy wspólnym układaniu rurociągów energetycznych i technologicznych na wspólnych wiaduktach lub wysokich podporach.

Na obszarach mieszkalnych, ze względów architektonicznych, zwykle stosuje się podziemne układanie sieci ciepłowniczych. Warto powiedzieć, że naziemne sieci ciepłownicze są trwałe i łatwe w utrzymaniu w porównaniu z podziemnymi. Dlatego pożądane jest znalezienie przynajmniej częściowego wykorzystania podziemnych ciepłociągów.

Przy wyborze trasy ciepłociągu należy kierować się przede wszystkim warunkami niezawodności dostaw ciepła, bezpieczeństwem pracy obsługi i ludności oraz możliwością szybkiego usuwania awarii i awarii.

Ze względu na bezpieczeństwo i niezawodność dostaw ciepła sieci nie układa się we wspólnych kanałach z rurociągami tlenowymi, gazociągami, rurociągami sprężonego powietrza o ciśnieniu powyżej 1,6 MPa. Projektując podziemne ciepłociągi pod kątem obniżenia kosztów początkowych należy dobierać minimalną liczbę komór, budując je tylko w miejscach montażu armatury i urządzeń wymagających konserwacji. Ilość wymaganych komór zmniejsza się przy zastosowaniu kompensatorów mieszkowych lub soczewkowych, a także kompensatorów osiowych o dużym skoku (kompensatory podwójne), naturalna kompensacja odkształceń temperaturowych.

Na jezdni bezjezdniowej dopuszczalne są stropy komór i szybów wentylacyjnych wystające do powierzchni gruntu na wysokość 0,4 m. Dla ułatwienia opróżniania (drenażu) rurociągów ciepłowniczych układa się je ze spadkiem do horyzontu. W celu zabezpieczenia rurociągu parowego przed przedostaniem się kondensatu z rurociągu kondensatu podczas wyłączenia rurociągu parowego lub spadku ciśnienia pary, za odwadniaczami należy zamontować zawory zwrotne lub zasuwy.

Wzdłuż trasy sieci ciepłowniczej buduje się przekrój podłużny, na który nanosi się oznaczenia planistyczne i istniejące, poziom wód gruntowych stojących, istniejące i projektowane uzbrojenie podziemne oraz inne obiekty przecięte przez ciepłociąg, wskazując pionowe oznaczenia tych obiektów.

2. Straty energii cieplnej podczas przesyłu.

Aby ocenić wydajność dowolnego systemu, w tym ciepła i energii, zwykle stosuje się uogólniony wskaźnik fizyczny - współczynnik wydajności (COP). Fizyczne znaczenie wydajności to stosunek ilości użytecznej pracy (energii) otrzymanej do kwoty wydanej. Ta ostatnia z kolei jest sumą otrzymanej pracy użytecznej (energii) i strat, które występują w procesach systemowych. Tym samym zwiększenie sprawności układu (a co za tym idzie zwiększenie jego sprawności) można osiągnąć jedynie poprzez zmniejszenie ilości strat nieprodukcyjnych, które występują podczas eksploatacji. To jest główne zadanie oszczędzania energii.

Głównym problemem, który pojawia się przy rozwiązywaniu tego problemu, jest zidentyfikowanie największych składowych tych strat i wybór optymalnego rozwiązania technologicznego, które może znacznie ograniczyć ich wpływ na efektywność. Ponadto każdy konkretny obiekt (cel jakim jest oszczędność energii) ma szereg charakterystycznych cech konstrukcyjnych, a składowe jego strat ciepła są różnej wielkości. A jeśli chodzi o poprawę sprawności urządzeń ciepłowniczych (np. ciepłowniczych), przed podjęciem decyzji o zastosowaniu jakiejkolwiek innowacji technologicznej konieczne jest szczegółowe zbadanie samego systemu i zidentyfikowanie najbardziej znaczące kanały utraty energii. Rozsądną decyzją byłoby zastosowanie tylko takich technologii, które znacznie zmniejszą największe pozaprodukcyjne składowe strat energii w systemie i przy minimalnych kosztach znacznie zwiększą efektywność jego pracy.

2.1 Źródła strat.

Każdy system ciepłowniczy i elektroenergetyczny do celów analizy można podzielić na trzy główne sekcje:

1. miejsce produkcji energii cieplnej (kotłownia);

2. odcinek transportu energii cieplnej do odbiorcy (rurociągi sieci ciepłowniczych);

3. obszar zużycia ciepła (obiekt ogrzewany).

Domagano się zwrotu strat w postaci kosztów strat ciepła. Jak wynika z akt sprawy, pomiędzy organizacją zaopatrzenia w ciepło a konsumentem została zawarta umowa na dostawę ciepła, do której organizacja zaopatrzenia w ciepło (zwana dalej powodem) zobowiązała się dostarczać konsumentowi (zwanemu dalej pozwanym) za pośrednictwem podłączonej sieci przedsiębiorstwa transportowego na granicy bilansowej własności energii cieplnej w ciepłej wodzie, a pozwany - terminowo za nią płaci i wypełnia inne zobowiązania wynikające z umowy. Granicę podziału odpowiedzialności za utrzymanie sieci ustalają strony w aneksie do umowy - w akcie rozgraniczenia bilansowej własności sieci ciepłowniczych i odpowiedzialności eksploatacyjnej stron. Zgodnie z pozwaną ustawą punktem dostawy jest kamera termowizyjna, a odcinek sieci od tej kamery do obiektów pozwanego jest w jej eksploatacji. W pkt. 5.1 umowy strony ustaliły, że ilość otrzymanej energii cieplnej i zużytego nośnika ciepła ustalana jest na granicach majątku bilansowego ustalonego aneksem do umowy. Straty energii cieplnej na odcinku sieci ciepłowniczej od styku do stacji pomiarowej obciążają pozwanego, natomiast wielkość strat ustalana jest zgodnie z aneksem do umowy.

Zaspokajając roszczenia sądy niższej instancji ustaliły: wysokość strat to koszt strat energii cieplnej na odcinku sieci od komory cieplnej do obiektów pozwanego. Biorąc pod uwagę, że ten odcinek sieci znajdował się w eksploatacji pozwanego, obowiązek zapłaty za te straty przez sądy został słusznie na niego przypisany. Argumenty pozwanego sprowadzają się do braku ustawowego obowiązku naprawienia szkód, które powinny być uwzględnione w taryfie. Tymczasem pozwany dobrowolnie przyjął na siebie taki obowiązek. Sądy odrzucając ten zarzut pozwanego uznały również, że w taryfie powoda nie uwzględniono kosztów usług przesyłu energii cieplnej, a także kosztów strat na spornym odcinku sieci. Organ wyższej instancji potwierdził, że sądy słusznie uznały, że nie ma podstaw do przyjęcia, że sporny odcinek sieci jest bezwłasnościowy, a co za tym idzie, nie ma podstaw do zwolnienia pozwanego z zapłaty za utraconą w jego sieci energię cieplną.

Z powyższego przykładu widać, że konieczne jest rozróżnienie między bilansową przynależnością sieci ciepłowniczych a odpowiedzialnością operacyjną za utrzymanie i obsługę sieci. Bilansowa przynależność niektórych systemów zaopatrzenia w ciepło oznacza, że właścicielowi przysługuje prawo własności do tych obiektów lub inne prawo rzeczowe (np. prawo zarządu gospodarczego, prawo zarządu operacyjnego lub prawo dzierżawy). Z kolei odpowiedzialność eksploatacyjna powstaje dopiero na podstawie umowy w postaci zobowiązania do utrzymywania i utrzymywania sieci ciepłowniczych, punktów ciepłowniczych i innych obiektów w sprawnym technicznie stanie. W rezultacie w praktyce często zdarzają się przypadki, gdy w sądzie konieczne jest rozstrzygnięcie sporów powstałych między stronami przy zawieraniu umów regulujących stosunki w zakresie dostaw ciepła do odbiorców. Poniższy przykład może służyć jako ilustracja.

Zapowiedział rozstrzygnięcie sporów powstałych przy zawieraniu umowy o świadczenie usług przesyłania energii cieplnej. Stronami umowy są organizacja zaopatrzenia w ciepło (zwana dalej powodem) oraz organizacja sieci ciepłowniczych jako właściciel sieci ciepłowniczych na podstawie umowy dzierżawy nieruchomości (zwana dalej pozwanym).

Powód, zwracając się do, zaproponował, aby paragraf 2.1.6 umowy brzmiał następująco: „Rzeczywiste straty energii cieplnej w rurociągach pozwanego są określane przez powoda jako różnica między ilością energii cieplnej dostarczonej do sieci ciepłowniczej oraz ilości energii cieplnej pobieranej przez przyłączone odbiorniki prądu odbiorców.Przed przeprowadzeniem przez pozwanego audytu energetycznego sieci ciepłowniczych i uzgodnieniem jego wyników z powodem w odpowiedniej części, rzeczywiste straty w sieciach ciepłowniczych zakłada się, że pozwany stanowi 43,5% całkowitych rzeczywistych strat (rzeczywistych strat na rurociągu parowym powoda oraz w sieciach wewnątrz kwartału pozwanego)”.

I instancja przyjęła klauzulę 2.1.6 zmienionej przez pozwanego umowy, zgodnie z którą „rzeczywiste straty ciepła – rzeczywiste straty ciepła z powierzchni izolacji rurociągów sieci ciepłowniczych oraz straty przy faktycznym wycieku czynnika chłodniczego z rurociągów pozwanego sieci ciepłownicze na okres rozliczeniowy ustala powód w porozumieniu z pozwanym w drodze kalkulacji zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa.” Instancje apelacyjna i kasacyjna zgodziły się z konkluzją sądu. Odrzucając sformułowania powoda w wymienionym punkcie, sądy wyszły z faktu, że rzeczywistych strat nie można ustalić metodą proponowaną przez powoda, gdyż końcowi odbiorcy energii cieplnej, którymi są wielomieszkaniowe budynki mieszkalne, nie mają wspólnych metrów domu. Zaproponowana przez powoda wielkość strat ciepła (43,5% całkowitej wielkości strat ciepła w całości sieci do odbiorców końcowych) została uznana przez sądy za nieuzasadnioną i zawyżoną.

Organ nadzoru stwierdził, że decyzje podjęte w sprawie nie są sprzeczne z normami przepisów prawa regulujących stosunki w zakresie przesyłania energii cieplnej, w szczególności z ust. 5 ust. 4 art. 17 ustawy o zaopatrzeniu w ciepło. Powód nie kwestionuje, że sporna pozycja określa wysokość strat nie normatywnych branych pod uwagę przy zatwierdzaniu taryf, ale straty nadmierne, których wielkość lub zasada ustalania musi być potwierdzona dowodami. Ponieważ takie dowody nie zostały przedstawione sądom pierwszej i drugiej instancji, paragraf 2.1.6 ugody został słusznie przyjęty w wersji zmienionej przez pozwanego.

Analiza i uogólnienie sporów związanych z odzyskiwaniem strat w postaci kosztów strat energii cieplnej wskazuje na konieczność ustalenia bezwzględnie obowiązujących zasad regulujących tryb pokrywania (zwrotu) strat powstałych w procesie przesyłania energii do odbiorców. Pod tym względem porównanie z detalicznymi rynkami energii elektrycznej ma charakter orientacyjny. Obecnie zasady ustalania i dystrybucji strat w sieciach elektroenergetycznych na detalicznych rynkach energii elektrycznej regulują zatwierdzone Zasady niedyskryminacyjnego dostępu do usług przesyłania energii elektrycznej. Dekret Rządu Federacji Rosyjskiej z dnia 27 grudnia 2004 r. N 861, Zamówienia Federalnej Służby Taryfowej Rosji z dnia 31 lipca 2007 r. N 138-e / 6, z dnia 6 sierpnia 2004 r. N 20-e / 2 „Po zatwierdzeniu Wytycznych w sprawie kalkulacji taryf regulowanych i cen energii elektrycznej (cieplnej) na rynku detalicznym (konsumenckim).

Począwszy od stycznia 2008 r. odbiorcy energii elektrycznej zlokalizowani na terytorium odpowiedniego podmiotu Federacji i należący do tej samej grupy, niezależnie od resortowej przynależności sieci, płacą za usługi przesyłu energii elektrycznej według tych samych taryf, które podlegają obliczeniu metodą kotłową. W każdym podmiocie Federacji organ regulacyjny ustanawia „taryfę jednego kotła” dla usług przesyłu energii elektrycznej, zgodnie z którą konsumenci płacą organizacji sieci, do której są podłączeni.

Można wyróżnić następujące cechy „zasady kotła” ustalania taryf na detalicznych rynkach energii elektrycznej:

- przychody organizacji sieciowych nie zależą od ilości energii elektrycznej przesyłanej przez sieć. Innymi słowy, zatwierdzona taryfa ma na celu zrekompensowanie organizacji sieciowej kosztów utrzymania sieci elektroenergetycznych w stanie roboczym i ich eksploatacji zgodnie z wymogami bezpieczeństwa;
- rekompensacie podlega tylko standard strat technologicznych w ramach zatwierdzonej taryfy. Zgodnie z paragrafem 4.5.4 Rozporządzenia Ministerstwa Energii Federacji Rosyjskiej, zatwierdzone. Dekretem rządu Federacji Rosyjskiej z dnia 28 maja 2008 r. N 400 Ministerstwo Energetyki Rosji jest upoważnione do zatwierdzania standardów strat technologicznych energii elektrycznej i wdraża je poprzez świadczenie odpowiedniej usługi publicznej.

Należy wziąć pod uwagę, że normatywne straty technologiczne, w przeciwieństwie do strat rzeczywistych, są nieuniknione i w związku z tym nie zależą od prawidłowego utrzymania sieci elektrycznych.

Nadwyżki energii elektrycznej (wielkość przekraczająca rzeczywiste straty ponad normę przyjętą przy ustalaniu taryfy) stanowią straty organizacji sieci, która dopuściła te przekroczenia. Nietrudno zauważyć, że takie podejście zachęca organizację sieci do prawidłowego utrzymania obiektów sieciowych.

Dość często zdarzają się przypadki, gdy w celu zapewnienia procesu przesyłu energii konieczne jest zawarcie kilku umów o świadczenie usług przesyłu energii, ponieważ odcinki przyłączonej sieci należą do różnych organizacji sieciowych i innych właścicieli. W takiej sytuacji organizacja sieciowa, do której przyłączeni są konsumenci, jako „posiadacz kotła”, jest zobowiązana do zawierania umów o świadczenie usług przesyłania energii ze wszystkimi swoimi odbiorcami z obowiązkiem uregulowania stosunków ze wszystkimi innymi organizacjami sieciowymi i innymi właściciele sieci. Aby każda organizacja sieciowa (a także inni właściciele sieci) otrzymywała z tego powodu niezbędny ekonomicznie uzasadniony dochód brutto, organ regulacyjny wraz z „taryfą jednego kotła” zatwierdza indywidualną taryfę wzajemnego rozliczania dla każdej pary organizacji sieciowych, zgodnie z którymi organizacja sieciowa – „posiadacz kotła” musi przekazywać innemu ekonomicznie uzasadnionemu przychodowi za usługi przesyłu energii poprzez swoje sieci. Innymi słowy, organizacja sieciowa – „posiadacz kotła” jest zobowiązana do rozdzielenia otrzymanej od konsumenta opłaty za przesyłanie energii elektrycznej pomiędzy wszystkie organizacje sieciowe uczestniczące w procesie jej przesyłania. Kalkulacja zarówno „taryfy jednokotłowej” przeznaczonej do kalkulacji odbiorców posiadających organizację sieciową, jak i taryf indywidualnych regulujących wzajemne rozliczenia między organizacjami sieciowymi i innymi właścicielami, odbywa się zgodnie z zasadami zatwierdzonymi Rozporządzeniem FTS z dnia Rosja 6 sierpnia 2004 r. N 20-e / 2. 23/01/2014 19:39 23/01/2014 18:19

__________________

Ministerstwo Edukacji Republiki Białoruś

instytucja edukacyjna

„Białoruski Narodowy Uniwersytet Techniczny”

ABSTRAKCYJNY

Dyscyplina „Efektywność energetyczna”

na temat: „Sieci ciepłownicze. Straty energii cieplnej podczas transmisji. Izolacja cieplna."

Ukończone przez: Schreider Yu.A.

Grupa 306325

Mińsk, 2006

1. Sieci cieplne. 3

2. Straty energii cieplnej podczas przesyłu. 6

2.1. Źródła strat. 7

3. Izolacja termiczna. 12

3.1. Materiały termoizolacyjne. 13

4. Spis wykorzystanej literatury. 17

1. Sieci cieplne.

W zależności od rodzaju nośnika ciepła systemy zaopatrzenia w ciepło dzielą się na dwie grupy: wodną i parową.

Nośnik ciepła - medium, które przenosi ciepło ze źródła ciepła do urządzeń grzewczych systemów ogrzewania, wentylacji i ciepłej wody użytkowej.

2. Straty energii cieplnej podczas przesyłu.

2.1 Źródła strat.

Każdy system ciepłowniczy i elektroenergetyczny do celów analizy można podzielić na trzy główne sekcje:

1. miejsce produkcji energii cieplnej (kotłownia);

2. odcinek transportu energii cieplnej do odbiorcy (rurociągi sieci ciepłowniczych);

3. obszar zużycia ciepła (obiekt ogrzewany).

Każda z powyższych sekcji ma charakterystyczne straty nieprodukcyjne, których ograniczenie jest główną funkcją oszczędzania energii. Rozważmy każdą sekcję osobno.

1. Działka pod produkcję energii cieplnej. istniejąca kotłownia.

Głównym ogniwem w tej sekcji jest jednostka kotłowa, której funkcjami jest konwersja energii chemicznej paliwa na energię cieplną i przekazywanie tej energii do chłodziwa. W kotle zachodzi szereg procesów fizycznych i chemicznych, z których każdy ma swoją własną wydajność. A każdy kocioł, bez względu na to, jak doskonały jest, z konieczności traci część energii paliwa w tych procesach. Uproszczony schemat tych procesów pokazano na rysunku.

W miejscu produkcji ciepła podczas normalnej pracy kotła zawsze występują trzy główne rodzaje strat: z niedopalaniem paliwa i spalin (zwykle nie więcej niż 18%), stratami energii przez wymurówkę kotła (nie więcej niż 4%) i strat z odsaleniem oraz na potrzeby własne kotłowni (ok. 3%). Podane wartości strat ciepła są w przybliżeniu zbliżone do normalnego, nie nowego, domowego kotła (o sprawności około 75%). Bardziej zaawansowane nowoczesne kotły mają rzeczywistą sprawność około 80-85% i te standardowe straty są mniejsze. Mogą jednak jeszcze wzrosnąć:

· Jeśli regulacja reżimu jednostki kotłowej z inwentaryzacją szkodliwych emisji nie zostanie przeprowadzona terminowo i jakościowo, straty przy niedopalaniu gazu mogą wzrosnąć o 6-8%;

· Średnica dysz palników zainstalowanych w kotle średniej wielkości zwykle nie jest przeliczana na rzeczywiste obciążenie kotła. Jednak obciążenie podłączone do kotła różni się od tego, dla którego zaprojektowany jest palnik. Ta rozbieżność prowadzi zawsze do zmniejszenia wymiany ciepła z palników na powierzchnie grzewcze i wzrostu strat o 2-5% z powodu chemicznego niedopalania paliwa i spalin;

· Jeśli powierzchnie kotłów są czyszczone z reguły raz na 2-3 lata, to zmniejsza to sprawność kotła z zanieczyszczonymi powierzchniami o 4-5% z powodu wzrostu strat ze spalinami o tę wielkość. Dodatkowo niewystarczająca skuteczność układu chemicznego uzdatniania wody (CWT) prowadzi do powstawania osadów chemicznych (kamień kotłowy) na wewnętrznych powierzchniach kotła, co znacznie obniża efektywność jego pracy.

· Jeśli kocioł nie jest wyposażony w kompletny zestaw urządzeń kontrolno-regulacyjnych (liczniki pary, ciepłomierze, systemy kontroli procesu spalania i obciążenia cieplnego) lub jeśli środki kontroli zespołu kotła nie są ustawione optymalnie, to średnio dalej zmniejsza jego wydajność o 5%.

W przypadku naruszenia integralności wymurówki kotła dochodzi do dodatkowych zasysań powietrza do paleniska, co zwiększa straty z niedopalaniem i spalinami o 2-5%

· Zastosowanie nowoczesnych urządzeń pompowych w kotłowni pozwala dwu- lub trzykrotnie obniżyć koszty energii elektrycznej na potrzeby własne kotłowni oraz obniżyć koszty ich naprawy i konserwacji.

· Na każdy cykl „Start-Stop” kotła zużywana jest znaczna ilość paliwa. Idealną opcją do obsługi kotłowni jest jej ciągła praca w zakresie mocy określonym przez mapę reżimu. Zastosowanie niezawodnych zaworów odcinających, wysokiej jakości urządzeń automatyki i sterowania pozwala zminimalizować straty wynikające z wahań napięcia i sytuacji awaryjnych w kotłowni.

Powyższe źródła dodatkowych strat energii w kotłowni nie są oczywiste i przejrzyste dla ich identyfikacji. Na przykład jeden z głównych składników tych strat – straty z niedopalaniem, można określić jedynie za pomocą analizy chemicznej składu spalin. Jednocześnie wzrost tego składnika może być spowodowany kilkoma przyczynami: niezachowaniem prawidłowego stosunku mieszanki paliwowo-powietrznej, niekontrolowanymi zasysaniami powietrza do paleniska kotła, pracą palnika w trybie nieoptymalnym itp.

Tym samym stałe ukryte dodatkowe straty dopiero podczas produkcji ciepła w kotłowni mogą osiągnąć wartość 20-25%!

2. Utrata ciepła w obszarze jego transportu do konsumenta. Istniejące rurociągi ciepłowniczeOsieci.

Zwykle energia cieplna przekazywana do nośnika ciepła w kotłowni wchodzi do magistrali grzewczej i podąża do obiektów konsumenckich. Wartość sprawności tej sekcji jest zwykle określana przez:

· Wydajność pomp sieciowych zapewniających ruch chłodziwa wzdłuż magistrali grzewczej;

· straty energii cieplnej na długości sieci ciepłowniczych związane ze sposobem układania i izolowania rurociągów;

· straty energii cieplnej związane z prawidłowym rozprowadzeniem ciepła pomiędzy obiektami użytkowymi, tzw. konfiguracja hydrauliczna magistrali grzewczej;

· Okresowo występujące w sytuacjach awaryjnych i awaryjnych wycieki płynu chłodzącego.

Przy rozsądnie zaprojektowanym i hydraulicznie regulowanym systemie ciepłowniczym odległość odbiorcy końcowego od miejsca produkcji energii rzadko przekracza 1,5-2 km, a całkowita strata zwykle nie przekracza 5-7%. Jednakże:

· stosowanie domowych pomp sieciowych o dużej mocy i niskiej sprawności prawie zawsze prowadzi do znacznych przekroczeń nieproduktywnej energii.

· przy dużej długości rurociągów sieci ciepłowniczych, jakość izolacji termicznej sieci ciepłowniczej nabiera istotnego wpływu na wielkość strat ciepła.

· hydrauliczna regulacja magistrali grzewczej jest podstawowym czynnikiem decydującym o sprawności jej pracy. Obiekty zużywające ciepło podłączone do sieci ciepłowniczej muszą być odpowiednio rozmieszczone, aby ciepło było równomiernie na nich rozprowadzane. W przeciwnym razie energia cieplna przestaje być efektywnie wykorzystywana w obiektach odbiorczych i powstaje sytuacja z powrotem części energii cieplnej rurociągiem powrotnym do kotłowni. Oprócz obniżenia sprawności kotłów powoduje to pogorszenie jakości ogrzewania w najbardziej oddalonych budynkach wzdłuż sieci ciepłowniczej.

Jeżeli woda do systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę (CWU) jest podgrzewana w pewnej odległości od obiektu zużycia, wówczas rurociągi tras CWU muszą być wykonane zgodnie ze schematem cyrkulacji. Obecność ślepego obiegu CWU faktycznie oznacza, że około 35-45% energii cieplnej zużywanej na potrzeby CWU jest marnowane.

Zazwyczaj straty energii cieplnej w sieci ciepłowniczej nie powinny przekraczać 5-7%. Ale w rzeczywistości mogą osiągnąć wartości 25% lub więcej!

3. Straty na obiektach odbiorców ciepła. Instalacje grzewcze i ciepłej wody użytkowej istniejących budynków.

Najbardziej znaczącymi składnikami strat ciepła w systemach ciepłowniczych i elektroenergetycznych są straty w obiektach odbiorczych. Obecność takiego nie jest przezroczysta i można ją stwierdzić dopiero po pojawieniu się licznika ciepła w ciepłowni budynku, tzw. licznik ciepła. Doświadczenie z ogromną liczbą domowych systemów grzewczych pozwala nam wskazać główne źródła nieproduktywnych strat energii cieplnej. W najczęstszym przypadku są to straty:

· w systemach grzewczych związanych z nierównomiernym rozkładem ciepła w obiekcie zużycia i nieracjonalnością wewnętrznego schematu cieplnego obiektu (5-15%);

· w instalacjach grzewczych związanych z rozbieżnością pomiędzy charakterem ogrzewania a aktualnymi warunkami pogodowymi (15-20%);

· w systemach CWU z powodu braku recyrkulacji ciepłej wody użytkowej dochodzi do strat do 25% energii cieplnej;

· w instalacjach CWU z powodu braku lub niesprawności regulatorów CWU na kotłach CWU (do 15% obciążenia CWU);

· w kotłach rurowych (szybkoobrotowych) ze względu na występowanie nieszczelności wewnętrznych, zanieczyszczenie powierzchni wymiany ciepła oraz trudności w regulacji (do 10-15% obciążenia CWU).

Całkowite ukryte straty nieprodukcyjne w miejscu poboru mogą sięgać nawet 35% obciążenia cieplnego!

Główną pośrednią przyczyną występowania i wzrostu powyższych strat jest brak liczników ciepła w obiektach ciepłowniczych. Brak przejrzystego obrazu zużycia ciepła przez obiekt powoduje wynikające z tego niezrozumienie wagi podejmowania na nim działań energooszczędnych.

3. Izolacja termiczna

Izolacje termiczne, termoizolacje, termoizolacje, ochrona budynków, termicznych instalacji przemysłowych (lub ich poszczególnych zespołów), lodówek, rurociągów i innych rzeczy przed niepożądaną wymianą ciepła z otoczeniem. I tak np. w budownictwie i energetyce cieplnej izolacja termiczna jest niezbędna do ograniczenia strat ciepła do otoczenia, w chłodnictwie i technice kriogenicznej – do ochrony urządzeń przed napływem ciepła z zewnątrz. Izolację termiczną zapewnia urządzenie specjalnych ogrodzeń wykonanych z materiałów termoizolacyjnych (w postaci muszli, powłok itp.) i utrudniających przenoszenie ciepła; same te środki ochrony termicznej nazywane są również izolacją termiczną. Przy przeważającej konwekcyjnej wymianie ciepła do izolacji termicznej stosuje się ogrodzenia zawierające warstwy materiału nieprzepuszczającego powietrza; z promieniującym przenoszeniem ciepła - konstrukcje wykonane z materiałów odbijających promieniowanie cieplne (na przykład z folii, metalizowanej folii lavsan); z przewodnością cieplną (główny mechanizm wymiany ciepła) - materiały o rozwiniętej strukturze porowatej.

Skuteczność izolacji termicznej w przekazywaniu ciepła przez przewodzenie ciepła określa opór cieplny (R) konstrukcji izolacyjnej. Dla struktury jednowarstwowej R=d/l, gdzie d jest grubością warstwy materiału izolacyjnego, l jest jego przewodnością cieplną. Zwiększenie efektywności izolacji termicznej uzyskuje się poprzez zastosowanie materiałów o dużej porowatości oraz montaż konstrukcji wielowarstwowych ze szczelinami powietrznymi.

Zadaniem ocieplenia budynków jest ograniczenie strat ciepła w okresie zimowym oraz zapewnienie względnej stałości temperatury w pomieszczeniach w ciągu dnia przy wahaniach temperatury zewnętrznej. Dzięki zastosowaniu skutecznych materiałów termoizolacyjnych do ocieplenia możliwe jest znaczne zmniejszenie grubości i ciężaru przegród budowlanych, a tym samym zmniejszenie zużycia podstawowych materiałów budowlanych (cegła, cement, stal itp.) oraz zwiększenie dopuszczalnych wymiarów elementów prefabrykowanych .

W ciepłowniczych instalacjach przemysłowych (piece przemysłowe, kotły, autoklawy itp.) izolacja termiczna zapewnia znaczną oszczędność paliwa, zwiększa moc agregatów cieplnych i zwiększa ich sprawność, intensyfikuje procesy technologiczne, zmniejsza zużycie podstawowych materiałów. Efektywność ekonomiczna izolacji termicznej w przemyśle jest często oceniana za pomocą współczynnika oszczędności ciepła h= (Q1 - Q2)/Q1 (gdzie Q1 to straty ciepła instalacji bez docieplenia, a Q2 z dociepleniem). Izolacja termiczna instalacji przemysłowych pracujących w wysokich temperaturach przyczynia się również do stworzenia prawidłowych warunków sanitarno-higienicznych pracy personelu utrzymania ruchu w gorących sklepach oraz zapobiegania urazom przemysłowym.

3.1 Materiały termoizolacyjne

Główne obszary zastosowania materiałów termoizolacyjnych to izolacja przegród budowlanych, urządzeń technologicznych (piece przemysłowe, agregaty cieplne, lodówki itp.) oraz rurociągów.

Od jakości konstrukcji izolacyjnej rury cieplnej zależą nie tylko straty ciepła, ale także ich trwałość. Przy odpowiedniej jakości materiałów i technologii wykonania izolacja termiczna może jednocześnie pełnić rolę zabezpieczenia antykorozyjnego zewnętrznej powierzchni rurociągu stalowego. Takimi materiałami są poliuretan i pochodne na jego bazie - polimerobeton i bion.

Główne wymagania dotyczące konstrukcji termoizolacyjnych są następujące:

niska przewodność cieplna zarówno w stanie suchym, jak iw stanie naturalnej wilgotności;

· mała nasiąkliwość i mała wysokość podciągania kapilarnego wilgoci cieczy;

niska aktywność korozyjna;

Wysoka odporność elektryczna

alkaliczny odczyn podłoża (pH > 8,5);

Wystarczająca wytrzymałość mechaniczna.

Główne wymagania dotyczące materiałów termoizolacyjnych do rurociągów parowych elektrowni i kotłowni to niska przewodność cieplna i wysoka stabilność termiczna. Takie materiały charakteryzują się zwykle dużą zawartością porów powietrznych i małą gęstością nasypową. Ta ostatnia jakość tych materiałów determinuje ich zwiększoną higroskopijność i nasiąkliwość.

Jednym z głównych wymagań stawianych materiałom termoizolacyjnym do podziemnych rurociągów ciepłowniczych jest niska nasiąkliwość. Dlatego wysokowydajne materiały termoizolacyjne z dużą zawartością porów powietrznych, które łatwo pochłaniają wilgoć z otaczającej gleby, generalnie nie nadają się do podziemnych rurociągów ciepłowniczych.

Istnieją sztywne (płyty, bloki, cegły, muszle, segmenty itp.), elastyczne (maty, materace, wiązki, sznury itp.), sypkie (granulowane, sypkie) lub włókniste materiały termoizolacyjne. W zależności od rodzaju głównych surowców dzieli się je na organiczne, nieorganiczne i mieszane.

Organiczne z kolei dzielą się na organiczne naturalne i organiczne sztuczne. Organiczne materiały naturalne obejmują materiały uzyskane w wyniku przetwarzania niekomercyjnego drewna i odpadów z obróbki drewna (płyty pilśniowe i wiórowe), odpadów rolniczych (słoma, trzcina itp.), torfu (płyty torfowe) i innych lokalnych surowców organicznych. Te materiały termoizolacyjne z reguły charakteryzują się niską wodoodpornością i bioodpornością. Te niedociągnięcia są pozbawione organicznych sztucznych materiałów. Bardzo obiecującymi materiałami z tej podgrupy są pianki otrzymywane przez spienianie żywic syntetycznych. Tworzywa piankowe mają małe, zamknięte pory, co różni się od tworzyw piankowych - również tworzywa piankowe, ale z porami łączącymi i dlatego nie są stosowane jako materiały termoizolacyjne. W zależności od receptury i charakteru procesu produkcyjnego pianki mogą być sztywne, półsztywne i elastyczne z porami o wymaganej wielkości; produktom można nadać pożądane właściwości (na przykład zmniejszona palność). Cechą charakterystyczną większości organicznych materiałów termoizolacyjnych jest niska ognioodporność, dlatego zazwyczaj stosuje się je w temperaturach nieprzekraczających 150°C.

Bardziej ognioodporne materiały o mieszanym składzie (fibrolit, drewnobeton itp.) Uzyskane z mieszanki spoiwa mineralnego i wypełniacza organicznego (zrębki, trociny itp.).

materiały nieorganiczne. Przedstawicielem tej podgrupy jest folia aluminiowa (alfol). Jest stosowany w postaci arkuszy falistych układanych z utworzeniem szczelin powietrznych. Zaletą tego materiału jest jego wysoki współczynnik odbicia, który zmniejsza promieniowanie ciepła, co jest szczególnie zauważalne w wysokich temperaturach. Innymi przedstawicielami podgrupy materiałów nieorganicznych są włókna sztuczne: wełna mineralna, żużlowa i szklana. Średnia grubość wełny mineralnej to 6-7 mikronów, średni współczynnik przewodzenia ciepła to l=0,045 W/(m*K). Materiały te są niepalne, nieprzejezdne dla gryzoni. Mają niską higroskopijność (nie więcej niż 2%), ale wysoką absorpcję wody (do 600%).

Beton lekki i komórkowy (głównie gazobeton i pianobeton), szkło piankowe, włókno szklane, produkty z ekspandowanego perlitu itp.

Materiały nieorganiczne stosowane jako materiały montażowe wykonane są na bazie azbestu (karton azbestowy, papier, filc), mieszanek azbestu i spoiw mineralnych (azbest okrzemkowy, azbestowo-wapniowo-krzemionkowy, wyroby azbestowo-cementowe) oraz na bazie ekspandowanych skały (wermikulit, perlit).

Do izolowania urządzeń i instalacji przemysłowych pracujących w temperaturach powyżej 1000°C (np. pieców hutniczych, grzewczych i innych, pieców, kotłów itp.) stosuje się tzw. wyroby jednostkowe (cegły, bloczki o różnych profilach). Obiecujące jest również zastosowanie włóknistych materiałów termoizolacyjnych z włókien ogniotrwałych i spoiw mineralnych (ich współczynnik przewodzenia ciepła w wysokich temperaturach jest 1,5–2 razy niższy niż tradycyjnych).

Tym samym istnieje duża liczba materiałów termoizolacyjnych, z których można dokonać wyboru w zależności od parametrów i warunków pracy różnych instalacji wymagających ochrony termicznej.

4. Spis wykorzystanej literatury.

1. Andryushenko A.I., Aminov R.Z., Chlebalin Yu.M. „Ciepłownie i ich wykorzystanie”. M.: Wysz. szkoła, 1983r.

2. Isachenko V.P., Osipova VA, Sukomel A.S. „Przenikanie ciepła”. M.: wydawnictwo energetyczne, 1981.

3. RP Grushman „Co powinien wiedzieć izolator ciepła”. Leningrad; Strojizdat, 1987.

4. Sokolov V. Ya „Ciepłownictwo i sieci ciepłownicze” Wydawnictwo M.: Energia, 1982.

5. Urządzenia cieplne i sieci ciepłownicze. GA Arseniev i inni M.: Energoatomizdat, 1988.

6. „Przenikanie ciepła” V.P. Isachenko, V.A. Osipowa, A.S. Sukomel. Moskwa; Energoizdat, 1981.

Popularne w kategorii: