Расчет теплоэлектроснабжения предприятий автомобильного транспорта

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/м³×ч×°С):

 

                 (17)

 

где t_в = 16 °С – температура воздуха внутри части здания, где производится ТО и ТР; m₁ – коэффициент инфильтрации для части здания, где производится ТО и ТР.

Теплопотери части здания, занятого цехами и участками (кДж/м³×ч×°С):

,       (18)

где t_в = 16 °С – температура воздуха внутри части здания, где расположены цеха и участки; m₂ – коэффициент инфильтрации для части здания, где расположены цеха и участки.

Теплопотери административно-бытовым  зданием (кДж/м³×ч×°С):

,        (19)

где m₃ – 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 N– номинальная (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

 

 

где –расчетный 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/м³×ч°С.

Для промышленных зданий:

V_зд = 5 – 10 тыс. м³; q_в = 0,692 – 0,519 кДж/м³×ч°С.

Для административно-бытовых  зданий:

V_зд = 2 – 5 тыс. м³; q_в = 0,484 – 0,415 кДж/м³×ч°С;

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.

1. Подающая труба:

2. Обратная труба:

Тепловое сопротивление  теплопровода определяем отдельно для подающей и обратной магистралей.

Затем вычисляем условную величину:

 

  ,         (33)

 

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

Коэффициент теплопроводности изоляции λ_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.

1. Подающая туба:

 

2. Обратная труба:

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

 

           (34)

1. Подающая труб: 

2. Обратная труба 

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

1. Подающая труба:

;

2. Обратная труба:

.

 

 

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.