Сравнение методов подключения объекта к централизованной системе отопления и создание автономной котельной
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
В настоящее время состояние систем коммунальной инфраструктуры Санкт-Петербурга находится в неоднозначном положении: с одной стороны – новые районы города обрастают современными системами теплоснабжения, вкупе с прокладкой трубопроводов, отвечающим всем проектным требования с учетом роста населения в данных районах и необходимости в тепловой энергии; с другой стороны – также имеет место быть строительство новых объектов в старых частях города, системы коммунальной инфраструктуры в которых были заложены многими годами ранее. Система коммунальной инфраструктуры является одним из самых важных элементов жизнеобеспечения города. Под системой коммунальной инфраструктуры понимается комплекс технологически связанных между собой объектов и инженерных сооружений, предназначенных для осуществления поставок товаров и оказания услуг в таких сферах, как: теплоснабжения; электроснабжения; газоснабжения; водоснабжения; очистки сточных вод до точек подключения (технологического присоединения) ко всем инженерным системам, перечисленным ранее. Система коммунальной инфраструктуры старых частей Санкт-Петербурга переживала на протяжении многих лет сокращение инвестиционных программ, а также нехватку финансирования на реконструкцию и модернизацию, что в свою очередь приводило к росту тарифов на передачу тепловой энергии. Тем не менее, в последние годы произошел положительный рост качества предоставляемых жилищно-коммунальных услуг за счет увеличения объема частных инвестиций. На сегодняшний день доля внебюджетных средств на реализацию инвестиционных программ по организации инженерно-энергетического комплекса составляет более 70% от общего объема инвестиций, что свидетельствует о большой активности частных компаний в данной отрасли. Высокий уровень износа городских сетей, невозможность обеспечения нужного объема тепловой энергии, а также затраты на подключение к государственным энергоснабжающим организациям заставляют задуматься о такой альтернативе, как обеспечение тепло- и электроэнергией посредством автономных источников, каковыми являются блочно-модульные автоматические котельные, достаточные для покрытия тепловых нагрузок небольшого района. По типу используемого топлива различают газовые, жидко- и твердотопливные топливные блочно-модульные котельные установки. Из-за высокого КПД (до 93-95%) и низкого загрязнения окружающей среды, самое высокое распространение получили газовые котельные. В качестве твердого топлива используются дрова, уголь, торф, пеллеты, жидкого – мазут, ДТ, отработанное масло. По типу исполнения различают следующие типы котельных: Отдельностоящие – используют для теплоснабжения нескольких зданий (как правило) и располагают от них в определенном расстоянии. Пристроенные – размещают вплотную стене здания. Крышные – располагаются на крыше многоквартирного дома. Последний вариант исполнения набирает популярность из-за свих технико-экономических преимуществ, лучших характеристик по безопасности и экологии. Цель магистерской работы – выполнить технико-экономическое обоснование и сравнение централизованной системы теплоснабжения и строительства блочно-модульной крышной котельной. В данной работе будет рассмотрена задача обеспечить тепловой энергией жилой дом двумя вариантами подключения: к централизованной системе отопления, а также создание автономной котельной, расположенной на крыше здания. В соответствии с поставленной целью планируется решение следующих задач: - расчет теплопотребления абонентом; - разработка принципиальной схемы ИТП и автономной котельной; - подбор основного и вспомогательного оборудования; - расчет капитальных затрат на индивидуальный источник теплоснабжения и подключение к централизованным тепловым сетям; -расчет экономического эффекта и срока окупаемости оптимального варианта теплоснабжения.
Расчет потребности в тепловой энергии и топливе на нужды отопления
Расход тепла на отопление: Определение максимальной величины теплового потока на отопление [13]: (1.1) A – жилая площадь здания, 12940 м2; qо – удельный тепловой поток на отопление 1 м2. k1 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление обще...
Расчет потребности в тепловой энергии и топливе на нужды вентиляции
Расход тепла на вентиляцию: Определение максимальной величины теплового потока на вентиляцию: (1.6) A – жилая площадь зданий, 129400 м2; qо – удельный тепловой поток на отопление 1 м2, при расчетной температуре вентиляции для г. Санкт-Петербурга tв=...
Регулирование отпуска тепловой энергии
В данном случае мы используем качественное регулирование – изменение температуры теплоносителя на входе в прибор при сохранении постоянного расхода теплоносителя, подаваемого в регулируемую установку. Рассматриваемая система является двухтрубной, зак...
Открыть главуХарактеристика централизованной системы теплоснабжения Санкт-Петербурга
В настоящее время на территории Санкт-Петербурга наблюдается активное строительство жилых площадей. Из анализа темпов ввода в эксплуатацию жилых зданий на территории города за 2013-2017 гг. следует отметить, что фактические показатели ввода жилой зас...
Индивидуальный тепловой пункт
Централизованное теплоснабжение обеспечивает подачу теплоты многим потребителям, расположенным вне места его выработки. Система централизованного теплоснабжения состоит из источника тепловой энергии, тепловой сети центрального теплового пункта (ЦТП) ...
Подбор оборудования индивидуального теплового пункта
Принципиальная схема индивидуального теплового пункта представлена на рисунке 2.1. Рисунок 2.1 – Принципиальная схема теплового пункта: 1 – запорная арматура; 2 – обратный клапан; 3 – калорифер системы вентиляции; 4 – приточный вентилятор; 5 – регуля...
Открыть главуТеплоснабжение от автономной котельной
Проектируемая котельная, расположенная по адресу: Санкт-Петербург, ул. Грибалёвой, д.9, лит. В и предназначена для теплоснабжения систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения многофункционального жилого комплекса. В соответствии с СП 41-104-...
Открыть главуОписание тепловой схемы котельной
В схеме котельной предусмотрено два контура циркуляции теплоносителя с расчетными параметрами воды 95 – 70°С: - первый контур включает в себя: котлы, систему трубопроводов, запорно-регулирующую арматуру, котловые насосы, гидравлический разделитель, -...
Открыть главуВыбор насосов
Расход воды внутреннего контура котловыми насосами определим по формуле: (3.1) Расход воды внутреннего контура котловыми насосами равен . Гидравлическое сопротивление котлового контура - (принимаем). В качестве насосов котлового контура выборам нас...
Открыть главуСистема газоснабжения котельной
Газоснабжение котельной осуществляется от газопровода-ввода низкого давления диаметром 159х4,5, прокладываемого по фасаду котельной. Для расчетов принят газ, имеющий следующую характеристику: - Теплотворная способность - 8000 ккал/м3 при стандартных...
Открыть главуСистема автоматизации котельной
Предусматривается автоматическая работа оборудования котельной без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Проектом автоматизации предусмотрены следующие контуры регулирования: - контур регулирования котловыми установками «Viessmann» и газо...
Открыть главуТехнико-экономическое обоснование перехода к автономному источнику теплоснабжения
Для оценки эффективности перехода к автономному источнику теплоснабжения – крышной котельной для жилого дома, требуется определить капитальные и годовые эксплуатационные затраты на систему теплоснабжения, а также простой и дисконтированный сроки окуп...
Открыть главуЗатраты на электроэнергию
Электроприёмники котельной относятся ко второй категории надежности электроснабжения. Точками присоединения являются вводимые в помещение котельной кабельные линии от двух независимых взаимнорезервируемых источников электроэнергии. Питание ВРУ котель...
Открыть главуАмортизационные отчисления
Амортизационные отчисления могут быть определены по установленным нормам от первоначальной стоимости основных фондов. Для расчета амортизационных отчислений используется линейный способ амортизации, когда годовые амортизационные отчисления рассчитыв...
Суммарные годовые эксплуатационные затраты на выработку тепловой энергии
Представим годовую смету затрат в виде таблицы 4.2. Таблица 4.2 – Годовая смета затрат на производство тепловой энергии Статьи затрат Обозначение Сумма, тыс. руб. Удельный вес, % 1. Затраты на материалы Sм 51,4 0,8 2. Затраты на топливо Sт 5033,0 76...
Открыть главуОпределение срока окупаемости инвестиционного проекта
Прибыль реализации тепловой энергии можно определить по формуле: Ппр = Т∙𝑄потр −𝑆кот (4.8) где Т - тариф на тепловую энергию при теплоснабжении от централизованной сети, руб/Гкал, 𝑄потр - тепловая энергия, потребленная потребителями за год, Гк...
Открыть главуОценка стоимости подключения к централизованному источнику теплоснабжения
Произведём оценку капитальных затрат на подключение дома к централизованному источнику теплоснабжения. Для этого требуется оценить капитальные затраты на ИТП и стоимость прокладки наружных теплосетей. Капитальные затраты на ИТП приведены в таблице 4....
Открыть главуЗаключение
На первоначальной этапе производится расчет потребности в тепловой энергии для абонента. Расход тепла на нужды отопления составил 1284 кВт, вентиляции – 906, ГВС – 201 кВт. Построен график теплопотребления, в левой части которого зависимость теплопотребления от наружной температуры, в правой – число часов стояния наружных температур. Для регулирования тепловой нагрузки применяется качественное регулирование – изменение температуры теплоносителя на входе в прибор при сохранении постоянного расхода теплоносителя, подаваемого в регулируемую установку. Представлена зависимость температур теплоносителя от температуры наружного воздуха. Далее производится подбор оборудования централизованной системы теплоснабжения. К преимуществам централизованной системы теплоснабжения можно отнести: Разработана принципиальная схема индивидуального теплового пункта. Для нужд отопления принимаем к установке теплообменник НН-19-16/3-69-ТМTL, для нужд горячего водоснабжения - теплообменники НН-04-16/1-17-TL в количестве 2 шт . Произведён подбор насосного оборудования: - на нужды горячего водоснабжения насос Grundfos CR 3-5 (1 рабочий, 1 резервный) - на нужды отопления насос Grundfos TPE-65-240 (1 рабочий, 1 резервный) Далее производим разработку индивидуального источника теплоснабжения – крышной котельной. Разработана принципиальная схема котельной. В схеме котельной предусмотрено два контура циркуляции теплоносителя с расчетными параметрами воды 95 – 70°С: - первый контур включает в себя: котлы, систему трубопроводов, запорно-регулирующую арматуру, котловые насосы, гидравлический разделитель, - второй контур включает в себя: гидравлический разделитель, систему трубопроводов, запорно-регулирующую арматуру, сетевые циркуляционные насосы, приборы учета теплоносителя. Водогрейные котлы работают в режиме отпуска тепла по температурному графику с расчетными параметрами 95/70°С при помощи автоматики каскадного регулирования. Приготовление теплоносителя осуществляется в трех водогрейных котлах Vitoplex 300 TX3A фирмы «Viessmann» (Германия) тепловой мощностью 1000 кВт. Котлы оборудованы горелками, а также системой автоматики контроля, регулирования и безопасности. Циркуляция теплоносителя в котельной осуществляется насосами фирмы «Wilo» (Германия): - котловой насос марки IL 80/170-2,2/4 - насосы сетевого контура марки BL 80/160-15/2. С целью достижения нормативного уровня по показателям используемой воды, вода, предназначенная для подпитки, будет обработана специальным комплексным реагентом Jurby Soft 12. Газоснабжение котельной осуществляется от газопровода-ввода низкого давления диаметром 159х4,5, прокладываемого по фасаду котельной. Для расчетов принят газ, имеющий следующую характеристику: - Теплотворная способность - 8000 ккал/м3 при стандартных условиях. - Плотность - 0,68 кг/м3. - Абсолютное давление в газопроводе в точке подключения 0,10612 МПа. Точка подключения - надземный газопровод по стене перед вводом в здание. Схема газоснабжения тупиковая. Расход газа на котельную: 1) Максимальный расход газа –350,54 м3/ч; 2) Минимальный расход газа – 34,7 м3/ч (по минимальной мощности горелки). Производится подбор оборудования и расчет системы газоснабжения. Предусматривается автоматическая работа оборудования котельной без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Проектом автоматизации предусмотрены следующие контуры регулирования: - контур регулирования котловыми установками «Viessmann» и газовыми горелками. Регулирования температуры котловой воды этих установок, каскадное управление котлами Viessmann управляется котловыми контроллерами Vitotronic 100 и контроллером Vitotronic 300; - регулирования температуры подачи воды сетевого контура осуществляется посредством запрограммированного погодозависимого (по датчику наружной температуры) контроллера Vitotronic 300; - регулирование температуры воздуха в помещении котельной осуществляется вентилятором и калориферами посредством контроллера 2ТРМ-1А фирмы «ОВЕН». На основании принятых проектных решений производится технико-экономическое обоснование принятой схемы для альтернативных вариантов. Рассчитаны капиталовложения на оборудование ИТП и прокладку теплосети, на систему автоматизации ИТП. С учетом стоимости проектных работ и СМР капиталовложения на прокладку трубопроводов и сооружение ИТП составят 57 млн.руб, из которых 55,8 млн. – на прокладку теплосети от возможной точки врезки до объекта. Далее производится подробный расчет капиталовложений в проект котельной. С учетом всех статей затрат совокупные инвестиционные затраты (величина капиталовложений) в проект котельной составляют 31222 тыс. руб. Суммарный годовой расход тепла составит 6439 Гкал, суммарные эксплуатационные расходы – 6611 тыс.руб. Себестоимость производимой энергии – 1026,7 руб/Гкал. Действующий тариф на тепловую энергию для г. Санкт-Петербург по состоянию на 2019 г. составит 1775,45 руб/Гкал. Таким образом, можно сделать вывод, что сооружение индивидуального источника теплоснабжения выгоднее как с позиции меньших капиталовложений, так и с позиции меньшего тарифа на тепловую энергию от собственного источника теплоснабжения. Капитальные затраты на централизованную систему теплоснабжения составляют 58 млн.руб, на автономную котельную – 33 млн.руб. Действующий тариф на тепловую энергию от централизованных тепловых сетей – 1775,45 руб/Гкал, себестоимость производимой энергии – 1026,7 руб/Гкал. Дисконтированный срок окупаемости инвестиций в котельную – 9 лет, простой срок окупаемости – 5,5 лет, что допустимо для автономных источников теплоснабжения.
Список литературы
1.СП131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99» 2.СП50.13330.2012 «Тепловая зашита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» 3.СП56.13330.2011 «Производственные здания. Актуализированная редакция СНиП 31-03-2001» 4.СП60.13330.2012 «Отопление, вентиляция, кондиционирование. Актуализированная редакция СНиП 41 -01-2003» 5. СП 30.13330.2016 «Внутренний водопровод и канализация зданий» 6. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М., «Энергия», 1973. 7. Баклушин П.А. Автоматизация теплоэнергетических установок / А.П. Баклушин, И.К. Киселев, Л.И. Кубасова. М.: Госэнергоиздат, 1960. -352 с. 8. Баклушина И.В. Проблемы энергосбережения в системах теплоснабжения. // Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах: сборник трудов IX Международной научно-практической конференции. Пенза, 2008. - 57 -59 с 9. Берсенев И.С. Автоматика отопительных котлов и агрегатов / И.С. Берсенев, М.А. Волков, Ю.С. Давыдов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1979. - 376 е., ил. 10. Бузников Е.Ф. Производственные и отопительные котельные / Е.Ф. Бузников, К.Ф. Роддатис, Э.Я. Берзиньш. 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1984. 11. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. (Учебное пособие). 2-е изд. М., Стройиздат, 1973, 248 с. 12. Двойнишников В.А. Конструкция и расчет котлов и котельных установок: Учебник для техникумов по специальности «Котлостроение» / В.А. Двойнишников, Л.В. Деев, М.А. Изюмов. М.: Машиностроение, 1988. -264 е.: ил. 13. Ионин A.A. Теплоснабжение / А. А. Ионин, Б. М. Хлыбов, В. Н. Братенков, Е. Н. Терлецкая. Под редакцией А. А. Ионина. Москва, издательство "Стройиздат", 1982 год, 336 с. 14. Манюк В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / Манюк В.И., Каплинский Я.И., Хиж Э.Б. и др. М.: Стройиздат, 1988 432 с. 15. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов. / В семи разделах. Под общей редакцией д.т.н. O.JI. Данилова, П.А. Костюченко, 2006, 668 с. 16. Расчет потерь тепла в котлоагрегате с уходящими газами / Аудитнорма / Электронный ресурс. / Режим доступа: auditnorma.ru/raschet-poter-tepla-s-uxodyashhimi-gazami 17. Расчет потерь тепла в окружающую среду / Аудитнорма / Электронный ресурс. / Режим доступа: auditnorma.ru/raschet-poter-tepla-v-kotloagregate-cherez-ograzhdayushhie-konstrukcii-v-okruzhayushhuyu-sredu 18. Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация: учебник для нач. проф. образования / Б.А. Соколов. 2-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 432 с. 19. Сорокин Р.В. Тепловая и экономическая эффективность модульных котельных систем децентрализованного теплоснабжения: автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Воронеж, 2014. - 15 с. 20. Казаков М.Ю., Гринкруг М.С., Ткачева Ю.И. Выбор мощностей котлов на котельной из условия минимизации годового расхода топлива. // Научнотехнический вестник Поволжья. №5 2012г. Казань: Научно-технический вестник Повольжья, 2012, стр 206-214 21. Электронный ресурс www.wilo-select.com 22. https://viessmann-rus.ru/product/oil/vitoplex301/ 23. Электронный ресурс https://proteplo.org/nasosy/wilo-cronoline-il-80-150-1%2C1-4 24. Электронный ресурс http://xn--80aafzh1amp.xn--p1ai/index.php?ukey=product&productID=3113 25. Электронный ресурс https://adl.ru/truboprovodnaya-armatura/strelki-gidravlicheskie-flexbalance-f-plus.html 26. Электронный ресурс https://sosnab.ru/catalog/rasshiritelnye-baki/dlya-zakrytykh-sistem-otopleniya/reflex-ng-250.html 27. Электронный ресурс https://vodorazdel.com/ 28. Электронный ресурс https://dn.ru/ 29. Электронный ресурс https://xn----8sbasxdgadc0aamofuj.xn--p1ai/truba_stalnaya_cena_za_metr_truba/ 30. Электронный ресурс http://www.peterburgregiongaz.ru/informatsiya-dlya-naseleniya/sankt-peterburg/tseny-i-normativy/roznichnye-tseny/20194 31. Электронный ресурс https://energovopros.ru/spravochnik/elektrosnabzhenie/tarify-na-elektroenergiju/sankt-peterburg/29447/ 32.Электронный ресурс https://kvartplata.info/rates/ 33. Электронный ресурс https://msk.ecovita.ru/catalog/himicheskaja_obrabotka_vody/himikaty_dlja_parovyh_i_vodogrejnyh_kotlov/jurbysoft_12.html 34. Электронный ресурс http://base.garant.ru/7949811/ 35. Электронный ресурс https://www.gov.spb.ru/gov/terr/reg_admiral/rajonnoe-hozyajstvo/tarify-na-2018-god/ 36. Электронный ресурс http://economy.gov.ru/minec/activity/sections/macro/prognoz/doc20130325_06
