ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ТРЕБУЕМОЙ НА ВЫРАБОТКУ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

 

4.1. Расход электрической энергии на производственные нужды условно можно разделить на технологические, связанные непосредственно с выработкой и транспортировкой тепловой энергии от котельной до потребителя, и вспомогательные (например, производственных мастерских, складов топлива и т.п.).

Расходы электрической энергии на вспомогательные нужды не учитываются в расчетах, поскольку не связаны непосредственно с количеством вырабатываемой и потребляемой электроэнергии.

4.2. Расходы на технологические нужды включают в себе расходы электроэнергии на тягодутьевые устройства (вентиляторы, дымососы); насосы питательные, циркуляционные, системы ХВО, мазутные, вакуумные; привод механизмов для транспортирования топлива в котельных, для нужд топливоподготовки, топливоподачи и шлакоудаления (дробилки, углезабрасыватели, транспортеры, скреперные лебедки и пр.).

4.3.

(4.1)

Суммарное количество электрической энергии за планируемый период определяют по формуле (кВт×ч):

	­­- для технологического оборудования, имеющего электропривод,
	- на транспортирование теплоносителя от источника до потребителя,
	- на перекачку теплоносителя в насосных станциях при получении тепловой энергии со стороны
	- на собственные нужды котельной (на освещение, вентиляцию, потери в сетях, на подъемно-транспортные, вспомогательные механизмы и пр.).

где

 

4.4. Количество электрической энергии на привод технологического оборудования определяют по формуле (кВт×ч):

(4.2)

	­­- номинальная мощность i -го двигателя, принимается из паспортных данных, кВт;
	- полезное время работы i -го оборудования;
	- коэффициент использования мощности оборудования;
	- КПД i - го электрооборудования;
	- количество оборудования.

где

 

Коэффициент использования мощности электрооборудования определяется практическим путем как отношение активной мощности отдельного приемника (или группы их) к ее номинальному (паспортному) значению:

(4.3)

­­- соответственно средняя активная и номинальная мощность, кВт.

где

 

 

(4.4)

	­­- средневзвешенная номинальная мощность группы электроприемников, кВт;
	- период времени, к которому отнесены средние величины мощности (месяц, квартал, год), ч;
	- полезное время работы каждого элемента электрооборудования за планируемый период, ч.

где

 

4.5.

(4.5)

Количество электрической энергии, требуемое на топливоприготовление, топливоподачу и золошлакоудаление, при отсутствии данных определяют по формуле (кВт×ч):

 

	­­- удельный расход электрической энергии на топливоприготовление, топливоподачу и золошлакоудаление, принимается по [Приложение 5, таб.5.1], кВт×ч/Гкал;
	- теплопроизводительность котельной, Гкал/ч;
	- продолжительность работы оборудования в планируемом периоде, ч.

где

 

4.6. Требуемая мощность электродвигателя для привода вентиляторов и дымососов определяют по формуле (кВт):

(4.6)

 

	­­- производительность вентилятора (дымососа), м3/ч, кг/с;
	- полное расчетное давление, создаваемое вентилятором (дымососом), мм. Вод. ст.;
	- КПД установки, принимается по паспортным данным.
	- в случае выбора единицы измерения [м3/ч], при определении количества воздуха дутьевыми устройствами, необходимо перевести 1 час в секунды;
	- переводной коэффициент 1 кВт=102 кГС·м/с.

где

 

 

4.7. Количество воздуха, на которое рассчитывается дутьевое устройство определяют по формулам, м³/ч, (кг/с):

(4.7)

для вентилятора

 

(4.8)

для дымососа

 

	- теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 м3 (1 кг) топлива при 0° и 760 мм рт.ст., принимается по [Приложение 5, таб.5,2], м3/кг;
	- теоретический объем продуктов сгорания, принимается по [Приложение 5, таб.5.2], нм3/кг;
	- коэффициенты избытка воздуха соответственно в топке и уходящих газах, принимают по [Приложение 5, таб.5.3];
	- температура холодного воздуха, принимается равной 20°С;
	- температура уходящих газов, °С;
	- максимальный расход топлива, кг/с;
	- барометрическое давление в районе расположения котельной, мм рт.ст.
	- плотность газов при средней температуре, кг/м3.

где

 

 

4.8. При отсутствии данных о количестве электрической энергии на привод электродвигателей тягодутьевых машин, расход электрической энергии можно определить по формуле, (кВт·ч):

(4.9)

для вентилятора

(4.10)

для дымососа

и	­- удельный расход электрической энергии соответственно на подачу воздуха дутьевыми вентиляторами и на удаление уходящих газов дымососами, принимаются по [Приложение 5, таб.5.6], кВт×ч/1000 м3.

 

где

 

4.9. Мощность электродвигателя для привода насоса определяют по формуле, (кВт):

(4.11)

 

	­­- расход теплоносителя, м3/с;
	- напор, создаваемый насосом, м;
	- плотность воды, кг/м3;
	- ускорение свободного падения, равно 9,81 м/с2;
	- КПД насосной установки.

где

 

 

4.10. Мощность электродвигателя для привода компрессора определяют по формуле (кВт):

(4.12)

	­­- производительность компрессора, м3/с;
	- работа сжатия 1 м3 газа от 1 кгс/см2 до конечного давления, кгс/см2;
	- КПД компрессорной установки.

где

 

4.11. Мощность электродвигателей для привода механизмов транспортеров определяют по формулам (кВт):

горизонтального ленточного транспортера без промежуточных сбрасывателей:

(4.13)

 

	­­- производительность транспортера, т/ч;
	- рабочая длина транспортера, м;
	- КПД передачи, принимается равной для ременной 0,85 – 0,9; клиноременной 0,97 – 0,98; зубчатой – 0,98; при помощи муфты (непосредственно) – 1,0;

где

 

скребковых транспортеров и шнеков:

(4.14)

	- коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при пуске, принимается равным 1,2 – 1,5;
	- коэффициент сопротивления материала, принимается равным для угля 4,2 –1,6, для золы 4,0;
	- длина перемещения груза, м;
	- высота подъема груза, м;

где

 

 

ковшового элеватора

(4.15)

:

­­- производительность ковшового элеватора, т/ч.

где

 

 

4.12. Количество электрической энергии, необходимое для освещения помещений котельной определяют по числу и мощности установленных светильников и продолжительности горения электрических ламп по формуле (кВт×ч):

(4.16)

	­­- мощность i -го установленного светильника, кВт;
	- число часов использования осветительного максимума (при отсутствии данных принимается для непрерывной работы при наличии естественного освещения равным 4800 ч, при отсутствии естественного освещения - 7700 ч), ч;
	- количество светильников.

где

 

4.13. При отсутствии данных для расчета количество электрической энергии на прочие нужды (рециркуляция воды в контуре, подпитка тепловой сети, освещение котельной, потери в распределительной сети и силовых трансформаторах, работа устройств КИПиА) определяют по укрупненному расчету по формуле (кВт×ч):

 

(4.17)

	­­- удельный расход электрической энергии на выработку и транспортирование тепловой энергии принимается по [Приложение 5, таб.5.5], кВт×ч/Гкал;
	- расчетный расход отпуска тепловой энергии с коллекторов котельной, Гкал/ч;
	- продолжительность использования максимума тепловой нагрузки, ч.

 

где

 

4.14. Предельные значения удельных расходов электрической энергии на выработку тепловой энергии котельной приведены в [Приложение 5, таб.5.1, 5.8, 5.9].

(4.18)

4.15. Количество электрической энергии на отпуск тепловой энергии от ЦТП определяют по формуле (кВт×ч):

	­­- удельный расход электрической энергии в ЦТП, кВт×ч/Гкал;
	- тепловая мощность ЦТП, Гкал/ч;
	- время использования электрической энергии за планируемый период, ч.

где

 

Удельный расход электрической энергии принимают равным 2,32 – для ЦТП, обеспечивающего горячее водоснабжение и отопление зданий по зависимой и независимой схемам; 0,76 – для ЦТП, обеспечивающего горячее водоснабжение и отопление по элеваторной схеме; 1,56 – для ЦТП (бойлерной, насосной), обеспечивающего отопление по зависимой схеме с насосами смешения и горячее водоснабжение по независимой схеме с циркуляционными насосами.

4.16. Количество электрической энергии, требуемое на освещение ЦТП, определяют по формуле (кВт×ч):

	­­- удельный расход электрической энергии на освещение, принимается равным 0,009 кВт/м2;
	- площадь ЦТП, м2;
	- продолжительность работы осветительной нагрузки за планируемый период, ч.

(4.19)

где

 

4.17. Количество электрической энергии, потребляемой приборами автоматического регулирования, определяют (кВт×ч):

(4.20)

	­­- мощность i -го прибора, принимается равным 0,065 кВт;
	- продолжительность действия прибора в течение рассматриваемого периода, ч
	- количество приборов.

где

 

 

(4.21)

4.18. Для ориентировочных расчетов количества электрической энергии, потребляемого электрооборудованием можно определить по формуле (кВт×ч):

 

	­­- расчетная электрическая нагрузка i -го электроприемника, кВт, определяется по формуле (4.22);
	- число часов использования максимума мощности за планируемый период, ч;
	- количество электроприемников.

где

 

(4.22)

	­­- установленная (паспортная) мощность электроприемника, кВт;
	- коэффициент спроса, определяется опытным путем, ориентировочные значения для различного оборудования приведены в [Приложение 5, таб.5.10], для водогрейных котельных (данные ВНИПИ Энергопром) в [Приложение 5, таб.5.8].

 

где

 

Коэффициент спроса (К_с≤1) – отношение расчетной или потребляемой мощности к номинальной (установленной) мощности:

(4.23)

 

	­­- потребляемая мощность электроприемника, кВт;
	- номинальная мощность приемника, кВт.

где

 

 

Пример 1. Определить требуемое количество электрической энергии для привода дымососа ДН-9 на котле, работающем на жидком топливе с максимальным расходом топлива 200 кг/ч. Полное давление, создаваемое дымососом 78,4 мм. Рт. Ст., КПД – 0,69. Продолжительность работы 8400 ч. Производительность котла 1,72 Гкал/ч. Температура уходящих газов 180°С.

Определяем теоретический объем продуктов сгорания по табл. 5.2 равным 11,48 нм³/кг; по табл. 5.3 Приложения 4 коэффициент избытка воздуха в уходящих газах 1,4.

Определить производительность дымососа по формуле (4.8):

м³/час

Определяем мощность электродвигателя по формуле (4.6):

N_д=5333,8×78,4:(3600×102× 0,69)=1,65 кВт.

Определяем количество электрической энергии, потребляемой дымососом по формуле (4.21), (4.22) с учетом коэффициента спроса, определяемого по табл. 5.10:

Э = 1,65× 8400× 0,75 = 10395 кВт×ч.

Пример 2. Определить потребляемую мощность и количество электрической энергии за отопительный период для сетевого насоса 3К45-30, если производительность насоса 49,1 т/ч, напор 30,5 м, коэффициент полезного действия насоса 0,7. Продолжительность отопительного периода 6672 ч.

Определяем мощность насоса по формуле (4.11):

Количество электрической энергии за отопительный период определяем по формулам (4.21) и (4.22) с учетом табл. 5.10:

Пример 3. Определить годовую потребность в электрической энергии отопительно-производственной котельной с четырьмя котлами ДЕ 4-14 ГМ. Котельная работает на нужды отопления, горячего водоснабжения и технологические нужды.

В котельной установлены: 4 дымососа ДН-9 с электродвигателями мощностью 6,7 кВт, работающие в отопительный период, в летний период – 2 дымососа; 4 дутьевых вентилятора ВДН-8 с электродвигателями мощностью 5,7 кВт, режим работы в году, как у дымососов; вентилятор отделения декарбонизации Ц4-70 N3 с электродвигателем 1,5 кВт; сетевой насос ЦНС 60-9Э с электродвигателем мощностью 30 кВт; насос блока приготовления исходной воды с электродвигателем мощностью 7 кВт; насос декарбонизированной воды ЭКМ-6 с электродвигателем мощностью 17 кВт; насос промывочной воды водород – катионовых фильтров 2К-20/18 с электродвигателем 1,5 кВт; насос перекачки крепкого раствора соли ХВ-13-Л1-52 с электродвигателем мощностью 3 кВт; перекачивающий насос 2КМ-20/30 с электродвигателем мощностью 3 кВт; насос горячего водоснабжения ЦНС 38-44 с электродвигателем мощностью 7 кВт; подпиточный насос 2КМ-20/30 с электродвигателем мощностью 4 кВт; питательный насос ЦНСГ 38-176 с электродвигателем мощностью 30 кВт; компрессор СО7А с электродвигателем мощностью 4 кВт. Котельная освещается 12 светильниками мощностью 0,1 кВт каждый.

Длительность отопительного периода 6648 ч. Число часов работы насосов: сетевого - 6648, горячего водоснабжения, подпиточного, питательного, декарбонизированной воды, исходной воды – 8400, перекачки соляного раствора, промывки и взрыхления фильтров - 600, перекачивающего – 2600. Продолжительность работы вентилятора Ц4-70 N3 – 8400, компрессора – 1800 ч.

Продолжительность максимума осветительной нагрузки 4800 ч.

Расчет ведем по формулам (4.21), (4.22). Результаты расчетов сводим в таблицу.

Оборудование	Мощность электрод-вигателя, кВт	Коэффи-циент спроса, Кс	Расчет-ная мощнос-ть, N×Кс	Продолжи-тельность работы, ч	Расход электроэнергии, кВт× ч
Дымосос	5,7х2	0,75	8,55	8400	71820
				3480	29754
Вентилятор ВДН-8	5,7х2	0,75	8,55	8400	71820
				3480	29754
Вентилятор Ц4-70 N3	1.5	0,7	1,05	8400	8820
Насос: сетевой	30	0,8	24	6648	159552
исходной воды	7	0,8	5,6	8400	47040
декарбонизированной воды	17	0,8	13,6	8400	114240
промывочной воды	1,5	0,7	1,05	600	630
перекачки соляного раствора	3	0,8	2,4	600	1440
перекачивающий	3	0,8	2,4	2600	6240
горячего водоснабжения	7	0,8	5,6	8400	47040
подпиточный	4	0,8	3,2	8400	26880
питательный	30	0,8	24	8400	201600
Компрессор	4	0,7	2,8	1800	5040
ИТОГО:

Определяем количество электрической энергии на освещение по формуле (4.16):

Э_ОСВ = 0,1 × 12 × 8400 = 5760 кВт× ч.

Определим общее количество электрической энергии, потребляемое котельной за год:

Э = 8575842,8 + 5760 = 881602,8 кВт× ч.