Расчет теплоэлектроснабжения предприятий автомобильного транспорта

Государственное учреждение высшего профессионального образования Государственная сибирская автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ) Кафедра: «Теплотехники и тепловых двигателей»

Курсовой проект «Расчет теплоэлектроснабжения предприятий автомобильного транспорта»

Выполнил: студент гр.

Потрашков Д.В.

Руководитель проекта:

Максимов В.В.

Омск 2010

Оглавление

1. Расчет расхода теплоты на горячее водоснабжение предприятия

2. Расчет технологического теплопотребления

3. Расчет расхода теплоты на отопление предприятия

4. Определение расхода теплоты на вентиляцию зданий

5. Построение годового графика тепловой нагрузки предприятия автомобильного транспорта

6. Гидравлический расчет распределительной тепловой сети

7. Тепловой расчет теплопроводов

8. Электроснабжение предприятия Заключение Библиографический список Приложение

Введение

Энергообеспечение предприятий в связи с современной тенденцией развития топливно-энергетического комплекса становится все более и более актуальным. Реорганизация РАО ЕЭС сопровождается дальнейшим ростом тарифов на тепловую и электрическую энергию, что вызовет рост производственных затрат и в конечном счете рост стоимости транспортных услуг на автомобильном транспорте. Поэтому знакомство с методами расчета теплои электропотребления предприятий автомобильного транспорта с учетом существующих энергосберегающих технологий представляется необходимым условием минимизирования затрат при производстве товаров, услуг.

Тепловая нагрузка автотранспортного предприятия состоит из расходов теплоты на отопление, вентиляцию, кондиционирование (сезонное потребление), горячее водоснабжение и работу производственно-технологических систем (круглогодичное). Определение тепловых нагрузок предприятия необходимо производить по отдельным видам потребления с подразделением по теплоносителям и их параметрам.

Теплоснабжение АТП может быть организовано от централизованной системы либо от собственного источника. В последнем случае необходимо учитывать способы доставки энергоносителей, их хранение и использование. Электрическая нагрузка автотранспортного предприятия формируется силовым и осветительным оборудованием, установленным в производственных, административно-бытовых зданиях и на прилегающих к ним территориях.

Силовое и осветительное оборудование предприятий данного профиля работает на трехфазном и однофазном напряжениях до 1 кВ. Теплои электроснабжение предприятия должно быть организовано с учетом современных технологий энергосбережения, предусмотренных стратегией развития энергетики России на период до 2020 г.

1. Расчет расхода теплоты на горячее водоснабжение предприятия

Определение расходов теплоты на горячее водоснабжение сводится к определению расходов горячей воды по нормативам СНиПа по численности и категориям работающих.

1. Определяем среднечасовой расход воды q_t (м³/ч) максимального водопотребления за наиболее многочисленную смену Т (ч) производственной зоны АТП:

(1)

где q_и = 11 л в смену — норма расхода горячей воды потребителем в смену наибольшего водопотребления; и — число потребителей (производственные рабочие); Т = 8 ч — продолжительность рабочей смены.

2. Определяем среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение за отопительный период производственной зоны АТП (кДж/ч):

(2)

где = 1000 кг/м³ — плотность воды; с = 4,186 кДж/кг С; = 55 С — средняя температура водоразборных приборов системы горячего водоснабжения; t_х = 5 С — температура холодной воды (в зимнее время), t_х = 15 С (в летнее время), принимаем в соответствии с заданием на проектирование; _Г = 0,1 0,3 — коэффициент, учитывающий потери теплоты через подающий и циркуляционный трубопроводы.

3. Среднегодовой расход теплоты на горячее водоснабжение производственной зоны АТП (кДж/ч):

(3)

где Ф_ш = 1820 ч — эффективный годовой фонд времени рабочих [3, прил. 3, табл. 3].

4. Определяем численность персонала управления предприятием Р_у в зависимости от мощности предприятия и типа подвижного состава (прил. Б, табл. 1), численность персонала эксплуатационной службы P_э (прил. А, табл. 2), численность персонала производственно-технической службы Р_Т (прил. А, табл. 3) и заносим в табл. 1.

Таблица 1. Численность персонала

5. Определяем площадь административно-бытовых помещений согласно санитарным требованиям от числа работающего в них персонала (при численности персонала до 100 человек удельная площадь s_уд на одного работающего составит 15 — 20 м² [2, с. 77]:

(4)

6. Определяем расход горячей воды (м³/ч) через умывальники со смесителями, установленными в туалете, расположенном в административно-бытовом корпусе:

(5)

где =40 л/ч (СНиП 2.04.01−85); n = 1 — число точек водоразбора.

7. Определяем часовой расход горячей воды (м³/ч) через мойки, установленные в предприятиях общественного питания (столовая, буфет):

(6)

где = 220 л/ч (СНиП 2.04.01−85); = 2 — число точек водоразбора.

8. Определяем часовой расход горячей воды (м³/ч) в душевой, бытовых помещениях в смену наибольшего водопотребления. Количество производственных рабочих на одну душевую сетку d рекомендуется для производственных процессов, осуществляемых в помещениях, в которых избытки явного тепла незначительны и отсутствуют значительные выделения влаги, пыли, особо загрязняющих веществ, — от 6 до 16 человек.

(7)

где =270 л/сетку в смену;m = и/d — число душевых сеток, m = 90/15=6.

9. Определяем часовой расход теплоты на горячее водоснабжение (кДж/ч) в административно-бытовом корпусе:

(8)

10. Определяем среднегодовой расход теплоты на горячее водоснабжение (кДж/год) в административно-бытовом корпусе:

(9)

2. Расчет Технологического теплопотребления

Промышленные предприятия на технологические нужды потребляют различные количества тепла с разнообразными параметрами применяемых теплоносителей и режимами теплопотребления. Так, максимально часовые технологические нагрузки отдельных крупных предприятий составляют 10−1000 МВт и более. Давление применяемого пара изменяется от 0,2−0,3 до 3,4−3,9 МПа. На отдельных предприятиях для технологических нужд используют горячую воду. Число часов использования максимума технологической тепловой нагрузки в год на различных промышленных предприятиях составляет 500−8000.

На автотранспортных предприятиях наиболее характерным потребителем технологической теплоты являются моечные участки и установки. Для мойки автомобилей используется оборотная вода с добавлением свежей технической на ополаскивание в количестве до 10−15% от нормативного расхода. Ее температура должна находиться в пределах 5−40 С. Трудоемкости ежедневного обслуживания (ЕО) предусматривают выполнение уборочно-моечных работ с применением комплексной механизации 1 раз в рабочие сутки независимо от рабочих смен при числе дней работы в году для грузовых автомобилей — 305, для автобусов и такси — 365 и коэффициенте выпуска на линию _в = 0,85.

1. Суточный расход оборотной воды для мойки автомобилей составит

(10)

где — норма расхода воды, м³/сут; = 0,26 м³ — легковые автомобили; = 0,3 м³ — автобусы; = 1,05 м³ — грузовые автомобили [3]; А_и — списочное количество автомобилей; = 0,85 — коэффициент выпуска автомобилей на линию.

2. Суточный расход теплоты на нагревание оборотной воды (кДж/сут) для мойки автомобилей составит

. (11)

3. Часовой расход теплоты на нагревание оборотной воды (кДж/ч) для мойки составит:

(12)

4. Годовой расход теплоты на нагревание оборотной воды (кДж/год) для мойки автомобилей составит

(13)

где Д_р.г = 305 дней для грузовых автомобилей, Д_р.г = 365 дней для автобусов и такси.

3. Расчет расхода теплоты на отопление предприятия

Отопительная нагрузка составляет значительную часть в общей тепловой нагрузке многих промышленных предприятий. Так как в течение отопительного периода внутри помещения нужно поддерживать температуру более высокую, чем температура наружного воздуха, то для этого требуется приток тепла в количестве, равном тепловым потерям этого помещения в окружающую среду. Предполагается, что строительные ограждения помещения и заключенный в нем воздух уже прогреты до температуры, соответствующей установившемуся тепловому режиму. Если такой режим не достигнут, то в тепловом балансе помещения возникает расход тепла на разогрев воздуха и строительных конструкций. Максимальная расчетная потребность в тепле для отопления зданий определяется при условной расчетной температуре наружного воздуха, в качестве которой принимается регламентируемая строительными нормами и правилами средняя температура наиболее холодной пятидневки.

Расчетную тепловую нагрузку на отопление Q_O принимают по данным проектов отопления соответствующих зданий, а при отсутствии таковых рассчитывают по формуле где — теплопотери через наружное ограждение, Вт (Дж/с); - теплопотери инфильтрацией из-за поступления холодного воздуха в помещение через неплотности наружных ограждений Вт (Дж/с); - внутренние тепловыделения, Вт (Дж/с).

Определение теплопотерь зданиями главного производственного и административно-бытового корпуса АТП

Теплоту, теряемую зданием, можно определить, приближенно пользуясь удельной отопительной характеристикой. Удельная отопительная характеристика — это количество теплоты в кДж, теряемое 1 м³ объема здания (по наружному обмеру) за 1 ч при разности внутренней и наружной температур в 1С.

Удельная отопительная характеристика здания зависит от конструкции наружных ограждений, а также от конфигурации и объема здания. Конструкции наружных ограждающих поверхностей промышленных зданий очень разнообразны и отличаются типом зданий, способами их соединения и зависят от расчетной наружной температуры. Чем выше последняя, тем большая теплоотдача наружных ограждений допустима по условиям предотвращения конденсации влаги на их внутренних поверхностях.

Удельная отопительная характеристика q₀ при объеме производственных зданий по наружному обмеру V_н:

V_н= 5 — 10 тыс. м³, соответствует = 2,076 — 1,730 кДж/м³ ч С.

Для административно-бытовых при объеме здания:

V_н = 0,5 — 1000 м³; = 2,076 — 1,557 кДж/м³ ч С.

Для определения объема здания выбираем сетку колонн для зоны ТО и ТР и цехов и участков отдельно. Для зоны ТО и ТР наиболее предпочтительна сетка колонн 9×12 м, для цехов и участков — 6×12 м, для административно-бытового корпуса — 6×6 м. Высота помещений для цехов и участков — не ниже 2,8 м. Принимаем 4 м. Высота части здания для зоны ТО и ТР определяется маркой автомобиля и выбирается по [3, табл. 11]. Высота административно-бытового корпуса принимается 3,3 м. После выбора сетки колонн принятая площадь зоны ТО и ТР участков и цехов административно-бытового корпуса не должна отличаться от расчетной более чем на 10%.

Определяем объем части здания по наружному обмеру V_{ТО и ТР} (м³), где расположены цеха и зоны ТО и ТР, объем части здания V_циу (м³), где расположены цеха и участки, и объем административно-бытового корпуса V_адм (м³):

;

;

.

Теплопотери здания (кДж/ч) рассчитываются по формуле

Q₀ = (1+) q_о V_н (t_в — t_н.о), (14)

где Q₀ — удельная отопительная характеристика здания, кДж/м³чС; V_н — объем здания по наружному обмеру, м³; t_в — расчетная температура воздуха внутри здания, t_в = 16 С; t_н.о — расчетная температура наружного воздуха, С, для проектирования систем отопления (для г. Омска t_н.о = - 37 С, прил. А, табл. 4, 6; прил. Г, табл. 1); - коэффициент инфильтрации,

(15)

здесь b — постоянная инфильтрации, для промышленных и административных зданий b = 0,035 — 0,040 с/м; g — ускорение свободного падения, м/с²; L — свободная высота здания, м. Для общественных и административных зданий принимается равной высоте этажа (принимается максимальная высота здания, выбранная в соответствии с типом подвижного состава); W_в — средняя скорость ветра наиболее холодного месяца (прил. Г, табл. 1), для г. Омска W_в = 5,1 м/с.

Расчетная температура воздуха в преобладающих помещениях здания одинакового назначения принимается по прил. А, табл. 4. Для зоны ТО и ТР цехов и участков t_в = 16 С.

Теплопотери части здания, занятого зоной ТО и ТР (кДж/м³чС):

(17)

где t_в = 16 С — температура воздуха внутри части здания, где производится ТО и ТР; ₁ — коэффициент инфильтрации для части здания, где производится ТО и ТР.

Теплопотери части здания, занятого цехами и участками (кДж/м³чС):

(18)

где t_в = 16 С — температура воздуха внутри части здания, где расположены цеха и участки; ₂ — коэффициент инфильтрации для части здания, где расположены цеха и участки.

Теплопотери административно-бытовым зданием (кДж/м³чС):

(19)

где ₃ — коэффициент инфильтрации для административно-бытовых зданий; - удельная отопительная характеристика административно-бытового здания; t_в = 18 С — температура воздуха внутри помещений административно-бытового здания.

Определение теплопоступлений от технологического оборудования

При определении расчетной тепловой нагрузки отопления необходимо учитывать промышленные тепловыделения. Это позволяет снизить расчетный отпуск теплоты от внешнего источника и включить в работу системы отопления промышленных зданий при более низких температурах наружного воздуха.

Теплопоступления возникают при переходе электрической энергии в тепловую и определяются по формуле

(20)

где Nноминальная (установленная) мощность оборудования, кВт; п₁ — коэффициент использования установленной мощности электроэнергии (0,7−0,9); n₂ — коэффициент загрузки — отношение величины среднего потребления мощности к максимально необходимой (0,5−0,8); n₃ — коэффициент одновременности работы электродвигателей (0,5−1); п₄ — коэффициент, характеризующий, какая часть израсходованной электрической энергии превратилась в тепловую и осталась в помещении (принимается в пределах от 0,1 до 1).

Установленную мощность электропотребителей можно определить по удельным нормам (прил. А, табл. 5) и мощности АТП:

(21)

где d — удельная норма установленной мощности, кВт/1 автомобиль; К_Э1 — коэффициент корректирования удельной нормы от мощности АТП; К_Э2 — коэффициент корректирования от типа подвижного состава; К_Э3 — коэффициент корректирования от наличия прицепа (прил. А, табл. 6, 7, 8).

Установленная мощность электропотребителей, отнесенная к электродвигателям, составляет

(22)

где E = 0,9 — коэффициент, учитывающий долю мощности, отнесенной к электродвигателям.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ЗДАНИЙ

водоснабжение вентиляция отопление Для оздоровления воздуха внутри производственных помещений необходимо вводить свежий наружный взамен отводимого загрязненного. Подача свежего воздуха производится для удаления различных вредных газов, паров, пыли и избыточных тепловыделений. Подогрев и перемещение воздуха осуществляются при помощи калориферных агрегатов. В отдельных случаях свежий воздух в кондиционерах подогревают или охлаждают, увлажняют или подсушивают. Расчетный расход тепла на вентиляцию определяют по проектным данным по формуле гдерасчетный расход тепла на вентиляцию, кДж; - расчетная температура наружного воздуха для вентиляции, °С; р — кратность обмена воздуха в 1 ч в вентилируемых помещениях; m — отношение вентилируемого объема к наружному объему здания; с — объемная теплоемкость воздуха, кДж/(м³ • град).

Расчетная температура наружного воздуха для вентиляции совпадает с расчетной наружной температурой для отопления в тех случаях, когда по санитарным условиям не допускается рециркуляция воздуха или когда имеются местные отсосы у мест вредных выделений. Для всех других случаев расчетную температуру наружного воздуха определяют по строительным нормам и правилам. Очевидно, что при наружных температурах ниже расчетных температур наружного воздуха расход тепла на вентиляцию остается равным расчетному, а кратность обмена воздуха должна быть снижена обратно пропорционально изменению величины подогрева воздуха.

Длительность периодов работы вентиляционных устройств зависит от режима работы производственных цехов. В течение суток вентиляционная нагрузка может значительно изменяться. Суточные графики вентиляционных нагрузок весьма разнообразны и по характеру и по времени наступления минимума нагрузки. Для подсчета годового расхода тепла на вентиляционные нужды необходимо знать суточные графики работы установок и число рабочих суток предприятия в году.

Расход теплоты на вентиляцию принимается по проекту местных систем вентиляции или по типовым проектам зданий и для действующих установок по эксплуатационным данным. При ориентировочных расчетах расход теплоты на вентиляцию может быть определен по укрупненным показателям.

Для промышленных и административно-бытовых зданий расчетный (максимальный) расход теплоты на вентиляцию (кДж/ч) определяется по формуле

(23)

где q_в — удельная вентиляционная характеристика здания, зависящая от строительного объема здания по наружному обмеру и его назначения, кДж/м³чС.

Для промышленных зданий:

V_зд = 5 — 10 тыс. м³; q_в = 0,692 — 0,519 кДж/м³чС.

Для административно-бытовых зданий:

V_зд = 2 — 5 тыс. м³; q_в = 0,484 — 0,415 кДж/м³чС;

t_н.в — расчетная температура наружного воздуха для вентиляции (прил. Г, табл. 1), t_н.в = -23 С.

;

;

.

5. ПОСТРОЕНИЕ ГОДОВОГО ГРАФИКА ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗГУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Все результаты расчетов теплопотребления отдельными абонентами сводим в прил. Б.

Суммарный часовой расход тепла (кДж/ч) отдельным абонентом (предприятием) определяется по формулам

;

=;

;(24)

= .

;

=;

=

В результате будет определен расчетный (максимальный) часовой расход теплоты при температуре t_н.о, однако с изменением температуры наружного воздуха в течение года будет изменяться расход теплоты абонента. Такая зависимость показана на графике годовой тепловой нагрузки, который состоит из двух частей. В левой части стоится график часовых расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха, начиная с температуры t_н.о и заканчивая температурой конца отопительного периода t_к.о. По оси ординат при температуре t_н.о откладываются. При температуре t_н.в откладывается значение, при температуре t_к.о откладываются значения .

Минимальные расходы теплоты на отопление и вентиляцию (кДж/ч) при температуре t_к.о определяются расчетом:

;

где t_к.о — температура наружного воздуха в конце отопительного периода, t_к.о = +8 С.

Минимальные и максимальные значения расходов теплоты на отопление соединяются прямой линией при температуре t_н.в от точки пересечения прямой расходов теплоты на отопление с лучом, проходящим параллельно оси ординат через точку t_н.в, на оси абсцисс откладывается вверх значение. Точки и соответствующие значениям температур t_н.о t_н.в и t_к.о соединяются, полученный график характеризует изменение суммарной часовой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха.

Подсчет годового расхода теплоты производится суммированием площадей прямоугольников, заключенных внутри правой части графика, с учетом выбранного масштаба. Определение суммарных часовых и годовых расходов теплоты предприятием выполняется с использованием табл. 1, 2 прил. Г. График годовой тепловой нагрузки предприятия приведен в прил. В.

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Для расчета транспортировки теплоносителя (воды) от источника теплоты к индивидуальному тепловому узлу принимается двухтрубная тепловая сеть надземной прокладки. В подающей линии тепловой сети рекомендуется принимать температуру теплоносителя в пределах ^ОС, в обратной линии — в пределах ^ОС.

Расчетный расход теплоты в теплосети (кг/с):

(25)

где — суммарный расход тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологическое тепло АТП, кДж/ч; с — теплоемкость воды, с =1,163•10^-3 кВт ч/(кг•град); - коэффициент, учитывающий утечки воды из сети, k_р = 1,005.

(кг/с) Гидравлический расчет разделяется на два этапа — предварительный и проверочный.

Предварительный расчет. Так как на этапе проектирования трудно заранее определить количество местных сопротивлений (задвижек, поворотов, переходных диаметров и т. д.), то местные сопротивления предварительно оцениваются по средней доле местных потерь:

(26)

где z — постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя, для воды z = 0,03 — 0,05.

Предварительное удельное линейное падение давления (Па/м) можно определить из выражения

(27)

где l — длина (суммарная подающей и обратной линий магистральной тепловой сети); ?P_ТС — суммарное падение давления в прямой и обратной линиях, Па, зависит от номера сетевой воды на ТЭЦ и схемы присоединения абонентов к тепловой сети; рекомендуется предварительно принимать в пределах 75•10⁴-80•10⁴ Па.

(Па/м) Ориентировочный внутренний диаметр (м) трубопровода (прил. Д, табл. 1):

(28)

(м) Проверочный расчет. Уточненное значение удельного линейного падения давления (Па/м):

(29)

Уточненное значение суммарного падения давления в тепловой сети (Па/м):

(30)

Насосы, работающие на тепловую сеть, должны обеспечивать перепад давления

(31)

где — потери давления вне станции, рекомендуется принимать =(15 — 20)•10⁴ Па; - потери давления в узле присоединения абонентов, примерно =(2 — 10)•10⁴, Па.

7. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОПРОВОДОВ

Расчет выполняется для подающей и обратной линий отдельно. Толщина изоляции устанавливается исходя из действующих норм потерь тепла. Норма потери тепла 1 м теплопровода q_е определяется по прил. Д, табл. 3 в зависимости от наружного диаметра трубопровода и среднегодовой температуры теплоносителя.

Тепловое сопротивление теплопровода (м•град/Вт):

(32)

где t_т — температура теплоносителя, °С; t_n — среднегодовая температура охлаждающей среды, °С; m — суммарное значение термических сопротивлений защитного покрытия и изоляции при теплоотдаче от наружной поверхности изоляции к окружающему воздуху (прил. Д, табл. 3), м•град/Вт.

Тепловое сопротивление теплопровода определяем отдельно для подающей и обратной магистралей.

Затем вычисляем условную величину:

(33)

где л_из — коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции, Вт/(м.град) (прил. Д, табл. 4).

Коэффициент теплопроводности изоляции л_из определяется зависимостью от средней температуры изоляционного слоя t_из, которая приведена в табл. 2. Используя график определения толщины изоляции по условной величине К принимаем толщину основного слоя теплоизоляции трубопроводов теплотрассы.

Действительные тепловые потери вычисляем отдельно для подающего и обратного трубопроводов (Вт/м):

(34)

Толщина изоляции, мм Потерю тепла (Вт) всем участком теплотрассы вычисляем отдельно для подающего и обратного трубопроводов:

(35)

где в — коэффициент местных потерь тепла, в = 1,2; l — длина

.

8. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

Силовые электрические сети напряжением до 1кВ выполняют посредством кабелей и изолированных проводов, прокладываемых непосредственно на строительных элементах и элементах технологического оборудования в коробках, лотках и трубах. Электропроводка прокладывается с учетом требований электробезопасности и пожаробезопасности, оболочка и изоляция проводов соответствуют способу прокладки и условиям окружающей среды.

Воздушные линии напряжением до 1 кВ, использующиеся главным образом в качестве сетей наружного освещения и для питания отдельных маломощных потребителей, выполняются самонесущим изолированным проводом (СИП).

Приемники электрической энергии питаются от сети низкого напряжения (380/220В — основного на предприятии). По величине и режиму потребления электроэнергии автопредприятия относят к группе промышленных потребителей (наиболее энергоемкая). Суточный график электрических нагрузок имеет ярко выраженный максимум в период работы наиболее загруженной первой смены. Летние и зимние графики электрических нагрузок как по осветительным, так и по силовым составляющим совпадают с графиками промышленных предприятий подобного профиля, работающих в одну смену.

Электроустановки предприятия обязательно подключаются к заземляющим устройствам либо по схеме с изолированной нейтралью, либо по схеме с заземленной нейтралью. Силовой трансформатор, обеспечивающий передачу и распределение электроэнергии по потребителям трехфазного переменного тока, выбирается по суммарным расчетным нагрузкам и бывает в «сухом» исполнении или с масляным охлаждением.

При наличии на предприятии сетей постоянного тока, например для элекрохимических установок или для электроприводов постоянного тока, применяются преобразовательные установки различных типов. Для управления трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором применяются магнитные пускатели с кнопочными постами управления, переключателями, командоаппаратами.

Краткая характеристика потребителей электрической энергии

Электрическая энергия предприятий АТ потребляется на осуществление технологического процесса — ЕО, ТО и ТР, капитального ремонта узлов и агрегатов подвижного состава, освещения производственных и других площадей и помещений административно-бытового корпуса и привод отопительных установок систем отопления, вентиляции и других производственных нужд.

Определение расчетных нагрузок предприятия

«Указания по расчету электрических нагрузок систем электроснабжения» (РТН 36.18.32.0.1−89) допускают следующий метод определения нагрузок по установленной мощности Р_н и коэффициенту спроса К_с.

Установленная (номинальная) активная мощность силовых приемников электроэнергии автопредприятия определяется по удельным нормам (прил. А, табл. 5) с использованием корректирующих коэффициентов К_э1 в зависимости от мощности предприятия (прил. А, табл. 6). К_э2 — от типа подвижного состава (прил. А, табл. 6). К_э3 — от наличия прицепов (прил. А, табл. 7).

Р_н =А_и Р_н табл К_э1 К_э2 К_{э3 ,} (37)

Р_н =190 41,110,9=752,4 (кВт) Расчетная активная нагрузка силовых приемников предприятия определится из соотношения P_P = К_с Р_н, кВт, коэффициент спроса К_с принимается по прил. А, табл. 5.

P_P = 0,45 752,4=338,6(кВт)

Расчетная реактивная нагрузка силовых приемников предприятия определится по формуле

Q_р = Р_Р tg, (38)

где tg — коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности cos, характерному для приемников данного предприятия.

Q_р = 338,6 0,75=253,9

Расчетная нагрузка осветительных приемников предприятия может быть определена по установленной мощности P_ро и коэффициенту спроса К_со = 0,95 для освещения. В качестве электрических источников света на промышленных предприятиях используются лампы различных типов.

Расчетную нагрузку осветительных приемников предприятия (кВт) определяют по удельной нагрузке Р_уд.он на единицу площади пола, по площадям производственных и административно-бытовых помещений и коэффициенту спроса К_со осветительной нагрузки.

Р_ро = К_со Р_уд.он F, (39)

Для ламп накаливания tg_он = 0, т. е. реактивная мощность отсутствует.

Р_ро = К_со Р_уд.он F_ТОиТР ;

Р_ро = К_со Р_уд.он F_адм ;

Р_ро = 0,95 0,02 640=12,1(кВт);

Р_ро = 0,95 0,02 420=7,98(кВт).

Полная расчетная мощность силовых и осветительных приемников (кВт) предприятия S_р определяется по формуле

(40)

Активные суммарные и реактивные нагрузки потребителей 0,4 кВ по предприятию определяются суммированием соответствующих нагрузок производственного и административно-бытовых корпусов.

Т.к. трансформатор главного производственного корпуса не выбран, то потери активной Р_т и реактивной Qт мощностей (кВт) в нем можно принимать по следующим соотношениям:

Р_т = 0,02 S_р ;

Q_т = 0,1 S_р ;

Р_т = 0,02 439=8,78(кВт),

Р_т = 0,1 439=43,9(кВт).

Необходимая мощность компенсирующих устройств по предприятию (квар) определится из выражения

Q_ку = Р_сг (tg_ест.г — tg_н), (41)

где Р_сг — активная среднегодовая нагрузка предприятия, кВт; tg_ест.г соответствует средневзвешенному естественному коэффициенту активной мощности за год; cos_ест.г = 0,76; tg_ест.г = 0,86; tg_н соответствует нормативному значению коэффициента мощности.

Q_ку = 378,7 (0,86- 0,33)=200,7

Активная среднегодовая нагрузка предприятия определяется по формуле:

(42)

здесь Т_max — число часов использования максимальной нагрузки (номинальный годовой фонд времени при работе в одну смену); Т_дг — действительное годовое число часов работы потребителей электроэнергии, определяется исходя из фондов времени работы оборудования.

Принимаем нормативное значение коэффициента мощности cos_н = 0,95 и соответствующий ему tg_н = 0,33.

Некомпенсированные мощности на стороне высокого напряжения трансформаторной подстанции:

Q = Q_Р — Q_ку, (43)

Q = 285,1 — 200,7=84,4(кВт) где Q_Р — расчетная реактивная мощность предприятия, отнесенная к шинам ВН трансформаторной подстанции с учетом коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки.

Q_Р = Q_р К_рн + Q_т ,(44)

где К_{рн =} 0,95.

Q_Р = 253,90,95+43,9=285,1(кВт) В качестве компенсирующих устройств принимаем батареи статических конденсаторов.

Определяем потери активной мощности (кВт) в них:

Р_ку = Р_уд Q_ку, (45)

где Р_уд — удельные потери активной мощности, кВт, составляют 0,2% от Q_ку.

Р_ку = 0,002 200,7=0,4(кВт) .

Общая активная мощность (кВт) с учетом потерь в компенсирующих устройствах на шинах подстанции будет равна Р = Р_Р + Р_ку ,

Р = 367,5+0,4=367,9(кВт) где Р_р — расчетная активная мощность предприятия (кВт), отнесенная к шинам ВН трансформаторной подстанции с учетом коэффициента разновременности максимума силовой нагрузки.

Р_р = Р_Р К_рм + Р_о + Р_т ;

где К_рм = 0,95.

Р_р = 338,6 0,95 + 20,08 + 8,78=367,5(кВт) Расчетная нагрузка (кВт) на шинах трансформаторной подстанции с учетом компенсации реактивной мощности:

(46)

Предполагаем, что предприятие будет питаться от главной распределительной подстанции, обслуживающей группу предприятий, тогда потери мощности трансформаторов ГРП (кВт) составят Полная расчетная мощность предприятия (кВт) на стороне высокого напряжения ГРП определится по формуле

(47)

.

Полученные расчетные данные заносятся в табл. 3 и 4 (* - эти графы заполняются студентами).

Таблица 3. Расчетные силовые нагрузки 0,4 кВ по установленной мощности коэффициента спроса

Таблица 4. Расчетная, осветительная и суммарная нагрузки по предприятию

Заключение

Выполненный расчет теплои электроснабжения предприятия на данном этапе проектирования позволяет оценить предполагаемые тепловые и электрические нагрузки. На его основании может быть принято решение о присоединении сетей теплои электропотребления предприятия к соответствующим генерирующим мощностям населенного пункта, города, региона. В случае отсутствия резервов генерирующих мощностей необходимо предусматривать их проектирование, строительство или установку на территории предприятия.

На основании экономических прогнозов развития данной территории можно предусмотреть в расчете возрастающие тепловые и электрические нагрузки предприятия при его расширении.

Библиографический список

1. Краткий автомобильный справочник / НИИАТ. — М.: Транспорт, 1994.

2. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания / Г. М. Напольский. — М., 1994.

3. ОНТП-01−91. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта. — М., 1991.

4. Сотникова О. А. Теплоснабжение: учебное пособие / О. А. Сотникова, В. Н. Мелькумов. — М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. — 288 с.

5. Полонский В. Н. Энергосбережение: учебное пособие / В. Н. Полонский, М. С. Трутнева. — М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. — 435 с.

6. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов: учеб. для средних профессиональных учебных заведений / Е. А. Конюхова. — М.: Изд-во «Политика», 2003. — 398 с.

7. Волков М. М. Справочник работника газовой промышленности / М. М. Волков, А. Л. Михеев, К. А. Конев. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1989. — 286 с.

8. Бухаркин Е. Н. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома: справочное пособие / Е. Н. Бухаркин, Ю. П. Соснин. — М.: Стройиздат, 1993. — 384 с.

9. СНиП 41−01−2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование: утв. Гос. строит. ком. РФ: ввод в действие с 2004. — М., 2004. — 51 с.

10. СНиП 23−01−99*.: Строительная климатология: утв. Гос. строит. ком. РФ: ввод в действие с 2000. — М., 2003. — 84 с.

11. СНиП 42−01−2002. Газораспределительные системы: утв. Гос. Строит. ком. РФ: взамен СНиП 2.04.08−87: ввод в действие с 2003. — М., 2003. — 85 с.

12. СНиП 41−02−2003. Тепловые сети: утв. Госстроем РФ: ввод в действие с 2003. — М., 2004. — 43 с.

Приложение

Расчет теплопотребления предприятием