Материал: Инженерные системы и сооружения

15.Petrikeeva, N.. The study of the condensation of products of combustion of heatgenerating installations of heating systems/ N.. Patrikeeva, O. S. Tsukanov, D. A. Writing// Scientific journal. Engineering systems and structures. – Voronezh: VGASU, 2009. - No. 1. - P. 75.

16.Sotnikova, O. A. Mathematical model of the processes of condensation of water vapor on heat transfer surfaces/ O. A. Sotnikova, N.. Patrikeeva, S. V. Turbin// proceedings of the Tula state University. A series of "Construction, architecture and restoration. - Voronezh, 2006. – № 10.- S. 159.

17.Petrikeeva, N.. Methodology of the feasibility study of the schemes of heat-generating installations with pressure exchangers/ N.. Patrikeeva, Turbin V. S.// Bulletin of Voronezh state technical University. - Voronezh, 2006. - No. 7. - P. 120.

18.Sotnikova O. A., Bulygina, S. G. Environmental safety of ventilated premises of restaurant facilities// Scientific Herald of the Voronezh state University of architecture and construction. Building and architecture. 2012. No. 1. S. 154-163.

19.Turbines S. V., Sotnikova O. A., Petrikeeva N.A. Development of a mathematical model of the heat transfer in the heat exchanger of pressure // Vestnik Voronezh state technical University. 2005. Vol. 1. No. 6. P. 79.

20.Sotnikova K. N. Development of a model for the synthesis of the composition of traditional systems of heat supply using renewable energy sources // Scientific Herald In Rosickeho state University of architecture and construction. Building and architecture. 2009. No. 3. S. 25-31.

21.Babich A. S., Khirnova M. A., Sotnikova K. N. Development of algorithm optimization of fuel consumption by the heat source // Scientific journal. Engineering systems and built-niya. 2009. No. 1. P. 125-131.

21

Научный журнал

УДК 697.511

А.А. ТЕРЕШКО, Д.А. КОРНЕВА, А.С. ПЕТРЕНКО

РАСЧЕТ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ПАРОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ

С использованием в качестве исходных данных собранных материалов по фактическим характеристикам паровых котельных, работающих на газообразном топливе, на территории городского округа город Воронеж, проведены расчеты значений собственных нужд и получены осредненные значения. Выполнено сравнение полученных опытно-расчетных данных с ориентировочными, рекомендуемыми нормативно-технической литературой. Установлена нелинейная зависимость коэффициента собственных нужд от паропроизводительности котельных, позволяющая при минимальных затратах времени получать достоверные результаты.

A. A. TERESHKO, D. A. KORNEVA, A. S. PETRENKO

THE CALCULATION OF THE OWN NEEDS OF STEAM BOILER

Using as input materials collected on the actual characteristics of the steam boiler, operating on gaseous fuel, in the territory of the urban district of the city of Voronezh, the calculations of the values of their own needs and obtained average values. The comparison of experimental and calculated data of standard, recommended specifications and technical literature. The nonlinear dependence of their own needs from the steam boiler, which allows with minimal time to get reliable results.

Ключевые слова: теплогенерирующие установки, собственные нужды, паровые котельные, затраты теплоты, нормирование

Keywords: heat-generating plants, own needs, steam boiler, heat expenditure, rationing

Введение

К собственным нуждам относят затраты связанные с работой теплогенерирующего оборудования [1,4]. Долю собственных нужд относят к энергетическим показателям теплогенерирующих установок, характеризующим степень использования тепла топлива и тепловую экономичность.

Доля расхода тепловой энергии на собственные нужды котельной Kсн, является важным показателем, участвующим в расчете нормативных расходов топлива на отпущенную тепловую энергию потребителям [1,2], запасов топлива на источниках тепловой энергии, а также при тарифном регулировании. Неадекватный расчет собственных нужд может стать причиной ошибочного планирования расходов топлива котельной [5], несоблюдения графика подачи тепловой энергии потребителю [9], нарушения в поставках тепловой энергии.

Нормативная доля расхода тепловой энергии на собственные нужды котельной Kсн, определяется расчетным или опытным методами. Для проведения расчетов необходимо большое количество исходной информации, содержащей технико-экономические показатели котельных за предыдущие периоды с горизонтом в несколько лет. Сбор подобной информации является трудной и долговременной задачей. В ряде случаев для получения информации приходится проводить экспресс-энергообследования [8]. Предоставляемая информация от котельных часто характеризуется неполнотой, недостоверностью, а часто - отсутствует. В подобных условиях приходится пользоваться ориентировочными, приближенными показателями, которые часто не соответствуют действительным. Анализ реальных значений исходных данных для расчета собственных нужд, поиск оптимальных методик, систематизация данных и получение на их основе осредненных значений собственных нужд является актуальной задачей на сегодняшний день [7].

22

Расчет собственных нужд

На начальном этапе исследований были собраны исходные данные по котельным: тип котлов и виды используемой продувки; количество тепловой энергии, произведенное каждым котлом за расчетный период; количество котлов; средняя за время работы производительность i-го котла; продолжительность работы i-го котла; температуры пара используемого для обдувки и питательной воды; состав оборудования и параметры системы химводоочистки; общая жесткость исходной воды; средний расход воды на ХВО в расчетном периоде; продолжительность работы ХВО в расчетном периоде; количество душевых сеток, установленных в котельных; численность работающих человек в сутки; количество растопок из горячего и холодного состояния в расчетном периоде; объемы помещений котельной Vi, параметры установленных баков с горячей водой.

В табл. 1 представлены основные выражения используемой методики расчета собственных нужд котельных [1,3]

Таблица 1

Расчетные статьи собственных нужд, Гкал

При расчетах затрат на отопление, сумма потерь теплоты баками и котлоагрегатами получалась больше, чем необходимые затраты на отопление верхней зоны котельной, и итоговое значение затрат принималось равным необходимой теплоте для нижней зоны [3].

Результаты расчетов и анализ полученных данных

Были проведены расчеты всех статей затрат на собственные нужды для рассмотренных котельных города Воронеж и определен коэффициент собственных нужд Kсн, показы-

23

Научный журнал

вающий какую часть выработанной теплоты котельной составляют затраты на собственные нужды. Из результатов расчетов следует, что доля собственных нужд Kсн для паровых котельных городского округа город Воронеж, работающих на гозообразном топливе, находится

винтервале 3,06≤Kсн≤4,43%, а среднее значение составляет Kсн=3,64%.

Втаблице 2 представлены итоговые результаты расчета собственных нужд, диапазоны возможных изменений и среднее значение. На рис. 1 представлена диаграмма, отображающая средние значения статей собственных нужд.

Таблица 2

Итоговые значения расчета значений собственных нужд

Рис. 1. Средние значения собственных нужд котельных

Из табл. 2 и рис.1 следует: наибольшие затраты в собственных нуждах котельных связаны с системой химводоподготовки 38,9%, а наименьшие - с хозяйственно-бытовыми нуждами 2,3%; значительный вклад вносят затраты с продувкой паровых котлов 28,1%; сопоставимы между собой затраты на отопление котельной 13,9% и на растопку котлов 11,2%. Подобная ситуация объясняется тем, что рассматриваемые котельные являются паровыми, работающими в большинстве случаев на технологические нужды. У таких котельных доля возвращаемого конденсата может быть менее 0,5. Значения продувки котлов (периодическая или непрерывная) может достигать 15%. Требуется большое количество подпиточной воды, прошедшей химводоочистку.

При отсутствии данных для определения расходов теплоты на собственные нужды, можно использовать нормативы расхода теплоты по элементам затрат [1,4]. В табл. 3 представлены ориентировочные значения собственных нужд и точные расчетные.

24

Таблица 3 Сравнение рекомендуемых ориентировочных значений собственных нужд с расчет-

ными

По данным табл. 3 можно заключить, что ориентировочные значения долей расхода тепловой энергии на собственные нужды котельной, принимаемые при отсутствии данных, являются заниженными. Ориентировочные значения, связанные с продувкой, растопкой котлов, нуждами ХВО, являются заниженными, а прочие затраты (отопление, хозяйственные нужды котельной, потери с излучением теплоты паропроводами и т.д.) являются завышенными по сравнению с точными расчетными.

На рис.2 представлены значения коэффициентов собственных нужд Ксн , рассматриваемых в работе котельных при соответствующих значениях номинальной паропроизводительности Д, т/ч.

Методом наименьших квадратов на плоскости [10] было получено уравнение регрессии, позволяющее рассчитать коэффициент собственных нужд в зависимости от паропроизводительности котельной с коэффициентом детерминации r2=0,995:

На рис.2 изображена нелинейная зависимость, описываемая полиномом четвертой степени [6]. Полученное уравнение достаточно точно для инженерных расчетов позволяет определять коэффициент собственных нужд Ксн,% в зависимости от паропроизводительности котельной Д,т/ч. Полученное уравнение позволяет значительно сократить время расчета и определить искомый показатель при отсутствии или неполноте исходных данных.

25