Исследование эффективности использования тепловой энергии промышленными и бытовыми потребителями с внедрением ИТП
Достоверность научных положений и результатов исследования подтверждается сопоставлением результатов расчетов с многочисленными экспериментальными данными и экспертными оценками, а также опытом эксплуатации ИТП блочного типа, внедренными ЗАО Hi 111 «Омэнергопром» в тепловых пунктах ряда потребителей г. Омска. Результаты исследований по определению срока окупаемости внедрения автоматического… Читать ещё >
Исследование эффективности использования тепловой энергии промышленными и бытовыми потребителями с внедрением ИТП (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание
- ГЛАВА 1. СТРУКТУРА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В РОССИИ И В
- КРУПНОМ ГОРОДЕ НА ПРИМЕРЕ Г. ОМСКА
- 1. 1. Анализ степени покрытия тепловых нагрузок от разноведомственных источников тепловой энергии
- 1. 2. Характеристика действующих систем передачи тепла потребителям
- 1. 3. Анализ эффективности использования тепловой энергии бытовыми потребителями
- ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Системы передачи тепловой энергии
- 2. 2. 1. Разработка конструкций прокладок тепловых сетей и изоляционных конструкций теплопроводов
- 2. 2. 2. Методы борьбы с коррозией трубопроводов
- 2. 2. 3. Выбор расчетных температур теплоносителя. Режимы теплоснабжения от источников тепловой энергии
- 2. 2. 4. Разработка схем тепловых сетей
- 2. 3. Развитие систем теплопотребления
- 2. 3. 1. Определение тепловых нагрузок подключаемых потребителей
- 2. 3. 2. Выбор схем присоединения потребителей
- 3. 1. Методика определения величины перерасхода тепловой энергии за отопительный сезон при эксплуатации элеваторных узлов присоединения систем отопления
- 3. 1. 1. Определение температуры наружного воздуха в точках излома температурных графиков центрального качественного регулирования для климатических условий городов РФ
- 3. 1. 2. Определение величины перерасхода тепловой энергии за отопительный сезон при присоединении систем отопления с помощью элеваторов
- 3. 1. 3. Ранжирование населенных пунктов по величине перерасхода тепловой энергии на 1 ГДж/ч присоединенной отопительной нагрузки
- 3. 2. Методика подбора оборудования автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов
- 3. 2. 1. Анализ технических факторов влияющих на выбор схемного решения индивидуального теплового пункта
- 3. 2. 2. Алгоритм выбора схемного решения увязки оборудования теплового пункта
- 3. 2. 3. Анализ технических факторов влияющих на выбор типоразмеров оборудования теплового пункта
- 3. 2. 4. Алгоритм подбора оборудования теплового пункта
- 3. 2. 5. Разработка программы выбора схемы и состава оборудования теплового пункта
- 4. 1. Определение состава оборудования блока присоединения систем отопления по зависимой схеме в зависимости от расчетной отопительной нагрузки и температурных графиков регулирования тепловой нагрузки
- 4. 2. Определение сроков окупаемости при внедрении автоматизации отопительной нагрузки при реконструкции тепловых пунктов потребителей
- 4. 3. Расчет окупаемости мероприятий по комплексному внедрению автоматизации отопительной нагрузки
Актуальность исследования. В соответствии с федеральным законом РФ № 261 -ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности. «от 23 ноября 2009 г. сокращение потребления тепловой энергии во всех отраслях деятельности человека является в настоящее время приоритетной задачей. Основным инструментом повышения эффективности является:
1) обязательное создание энергопаспортов для энергоемких потребителей;
2) обязательный учет всех потребляемых энергоресурсов;
3) внедрение дифференцированных тарифов на энергоресурсы;
4) ужесточение норм энергоэфективности для строящихся и реконструируемых объектов.
Одним из основных способов повышения энергоэффективности в системах теплопотребления, и что подчеркивает его актуальность, является переход на местное качественно-количественное регулирование путем установки автоматических регуляторов.
На начальном этапе развитие автоматизации теплового потребления промышленных и бытовых потребителей в РФ происходило на базе центральных тепловых пунктов (ЦТП) с суммарной расчетной нагрузкой (12−20 ГДж/ч), далее с середины 90-х годов XX века присоединение вновь строящихся потребителей к тепловым сетям производится с обязательным внедрением автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) с суммарной расчетной нагрузкой до 8 ГДж/ч, обеспечивающих не только экономичность при переходе на количественное регулирование, но и создание комфортных условий для проживания жителей.
Снижение удельного потребления тепловой энергии в целом по жилищно-коммунальной отрасли возможно лишь с комплексным внедрением автоматизированных ИТП, однако практика их эксплуатации показывает различную экономическую и энергетическую эффективность, механизм определения которых в настоящее время еще не выработан.
Целью настоящего исследования является определение зоны экономически эффективного внедрения автоматизации теплового потребления в реконструируемых отопительных системах в зависимости от их расчетных тепловых нагрузок, температурных графиков центрального качественного регулирования, а также климатических факторов.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) проведена качественная оценка существующего состояния в теплоснабжении крупных городов;
2) выполнен анализ предпосылок формирования существующих систем транспорта теплоты и теплопотребления;
3) разработана методика определения величины перерасхода тепловой энергии за отопительный сезон при эксплуатации элеваторных установок присоединения систем отопления к тепловой сети по сравнению с внедрением установок автоматического регулирования теплового потребления при насосном смешении;
4) разработан алгоритм, на основе которого выполнен программный продукт для выбора схемы обвязки оборудования автоматизированного теплового пункта, а также типоразмера используемого оборудования;
5) определена степень экономической эффективности внедрения автоматического регулирования в узлах присоединения систем отопления.
Объектом исследования были тепловые пункты потребителей, оборудованные погодозависимыми регуляторами температуры теплоносителя и насосами смешения.
Методы исследования. Теоретическая часть работы основана на использовании метода статистического моделирования связи на основе корреляционно-регрессионного анализа, гидравлических расчетов при турбулентном движении жидкости, а также методов экономического анализа.
Научная новизна диссертации состоит в создании научно-практических основ повышения эффективности теплопотребления у абонентов. В работе получены следующие основные результаты:
1) разработана методика, позволяющая определять аналитически величину перерасхода тепловой энергии при эксплуатации отопительных систем с элеваторными узлами смешения, по сравнению с системами, оснащенными автоматическим регулированием отопительной нагрузки;
2) на основе действующей нормативно-технической документации разработан алгоритм и программный продукт выбора схемного решения обвязки оборудования автоматизированного ИТП, его типоразмера с выбором оборудования;
3) определена экономическая эффективность внедрения автоматического регулирования отопительной нагрузки в тепловых пунктах реконструируемых потребителей.
Достоверность научных положений и результатов исследования подтверждается сопоставлением результатов расчетов с многочисленными экспериментальными данными и экспертными оценками, а также опытом эксплуатации ИТП блочного типа, внедренными ЗАО Hi 111 «Омэнергопром» в тепловых пунктах ряда потребителей г. Омска.
Автор защищает:
1) методику определения величины перерасхода тепловой энергии при эксплуатации отопительных систем с элеваторными узлами смешения по сравнению с системами, оснащенными автоматическим регулированием отопительной нагрузки;
2) результаты исследований по предложенной методике в зависимости от местных условий;
3) разработанный алгоритм и программный продукт по выбору схемного решения обвязки оборудования тепловых пунктов, а также определению его типоразмера;
4) результаты исследований по определению срока окупаемости внедрения автоматического регулирования отопительной нагрузки в тепловых пунктах потребителей в зависимости от величины тепловой нагрузки, температурных графиков регулирования источников теплоснабжения, а также климатических факторов.
Практическая ценность и реализация результатов исследований состоит во внедрении разработанного алгоритма и соответственно программного продукта при выборе схемы и оборудования автоматизированного теплового пункта, при энергетических обследованиях систем теплопотребления, при проектировании тепловых пунктов.
Разработанный программный продукт апробирован в ЗАО HI 111 «Омэнергопром» при внедрении ИТП.
Личный вклад автора определяется тем, что он, по существу излагаемых в диссертации вопросов, лично разработал концепцию по определению потерь тепловой энергии при использовании элеваторных схем присоединения систем отопления, прогнозировал эти потери не только в отдельном регионе, но и в целом по России. Эффективность регулирования тепловой нагрузки потребителей изложена в статьях и научных сборниках, подтверждена опытом эксплуатации ИТП в системах теплоснабжения.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на всероссийских научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергои ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» (Екатеринбург, 2006), «Проблемы теплоэнергетики» (Челябинск, 2007, 2009) — научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии для транспортного комплекса» (Омск, 2010) — на расширенных заседаниях кафедры «Теплоэнергетика» ОмГУПСа (Омск, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ (из них одна статья — в изданиях, рекомендованных ВАКом).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 101 наименования, 12 приложений и содержит 165 страниц основного текста, 50 рисунков и 52 таблицы.