- Водоканал Московской области

ПРОГРАММА
Инвестиционных мероприятий по изоляции
тепловых сетей
г. Котельники Московской области
2012 год
1. Паспорт программы работ по теплоизоляции тепловых сетей.
Наименование
программы
Основание для
разработки
программы
Разработчик
Цель программы
Задачи
программы
Инвестиционные мероприятия по изоляции тепловых
сетей
-Федеральный закон от 27.07.2010 №190-ФЗ «О
теплоснабжении»,
- Федеральный закон Российской Федерации от 23
ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о
повышении энергетической эффективности и о
внесении изменений в отдельные законодательные
акты Российской Федерации"
ОАО «Водоканал Московской области»
Повышение энергоэффективности производства
- бесперебойное обеспечение теплоснабжением
населения и предприятий;
- обеспечение соответствия требуемым показателям
качества услуг;
- снижение тепловых потерь теплоносителя в сетях
теплоснабжения;
- увеличение срока службы трубопроводов;
-снижение показателей аварийности на объектах
теплоснабжения;
- снижение себестоимости оказываемых услуг;
- снижение затрачиваемых энергоресурсов.
Сроки
реализации
2012-2013 г.
программы
Объем
финансирования 35 799,53 тыс. рублей
программы
Источники
финансирования
Кредитные заимствования
Экономический
эффект
Окупаемость 3,67 года
Исполнитель
ОАО «Водоканал Московской области»
2. Экономическое обоснование выполнения работ.
3.1 Краткое описание
ОАО «Водоканал Московской области» в 2011 г. принял на баланс
около 450 км. тепловых сетей в двухтрубном исчислении. Часть сетей
наружной прокладки оборудованы ветхой теплоизоляцией. В связи с
неудовлетворительным
состоянием
изоляционного
покрытия
сетей,
температура теплоносителя поступающего к потребителям не соответствует
нормативным требованиям. Замена существующей ветхой теплоизоляции на
пенополиуретановую, с низкой теплопроводностью и большим сроком
эксплуатации, позволит получить существенное снижение потерь тепловой
энергии в сетях.
3. 2. Описание расчетов потерь теплоносителя в изолированных и
неизолированных трубопроводах.
Потери тепловой энергии на «оголенном» участке трубопровода
рассчитается по формуле:
Q = αп π Dп L ( Tп – Tв) / 1000,
Где для прямой трубы:
Q= потери тепла (Ккал/час);
αп= коэффициент полной теплоотдачи (ккал/(час м2 °С))
Dп = внешний диаметр трубы (мм);
L=длина трубопровода (м)
Tп = температура наружной поверхности трубопровода (95°С)прям.,
(70°С)обрат.
Tв= средняя температура воздуха отопительного периода,(-3,4°С)
Общий
коэффициент
теплоотдачи
определяется
коэффициентов конвективной и лучистой теплоотдачи:
αп = αк + αл
как
сумма
Коэффициент конвективной теплоотдачи зависит от скорости воздуха
и направления потока по отношению к оси трубопровода, диаметра
трубопровода, теплофизических характеристик воздуха. В общем случае
выражение для определения коэффициента теплоотдачи на наружной
поверхности трубопровода при поперечном обдувании потоком воздуха
будет:
при ламинарном режиме движения воздуха (критерий РейнольдсаRe
меньше 1000)
αк = 0,43 βφ Re0,5λв / Dn
При переходном и турбулентном режиме движения воздуха (критерий
РейнольдсаRe равен или больше 1000)
αк = 0,216 βφ Re0,6λв / Dn,
где
Re — критерий Рейнольдса, вычисляемый по наружному диаметру
трубопровода и скорости движения воздуха, определяемой с
учетом высоты расположения трубопровода над землей и
характера рельефа местности.
λв — коэффициент теплопроводности воздуха, ккал/(ч м °С);
βφ — поправочный коэффициент, учитывающий направление
воздушного потока по отношению к оси трубопровода.
Re = U βuDn/ vв,
где
U
βu
vв
— расчетная скорость движения воздуха;
— поправочный
коэффициент,
учитывающий
высоту
расположения трубопровода над землей и характер рельефа
— местности.
коэффициент кинематической вязкости воздуха, определяемый
при температуре наружного воздуха, м2/с.
Среднее значение расчетной скорости ветра U можно определять по
фактическим данным скоростей ветра за рассматриваемый период на
основании
значениям.
метеорологических
наблюдений
или
по
среднемесячным
Значение поправочного коэффициента βu может быть определено на
основании данных по поправкам на ветровое давление.
Соотношение между поправочным коэффициентом на скорость
воздуха и поправкой на ветровое давление достаточно простое:
βu =
βp,
Значения поправочного коэффициента на скорость ветра приведены в
таблице 1.
Таблица 1— Поправочные коэффициенты на ветровое давление и
скорость воздуха
Поправка на Поправка
Тип местности
ветровое
на скорость
давление βp воздуха βu
Открытая — побережья морей и озер,
0,75
0,866
пустыни, степи, лесостепи, тундра
Пересеченная — городские территории,
0,5
0,707
лесные массивы и др., с препятствиями
высотой до 10 м
Городская — городские районы с застройкой
0,4
0,632
зданиями высотой более 20 м
Значение поправки на угол обдувания трубопровода βφ, приравниваем
к среднему значению 0,821
Данные по зависимости коэффициента кинематической вязкости vв и
коэффициента теплопроводности λв воздуха приведены в таблицах 2, 3:
Таблица 2 — Коэффициенты теплопроводности воздуха λв·102
Tв
>0
Tв< 0
Tв,°С
-40
-30
-20
-10
0
0
10
0
1,820
1,890
1,960
2,030
2,100
2,100
2,160
1
1,813
1,883
1,953
2,023
2,093
2,106
2,167
2
1,806
1,876
1,946
2,016
2,086
2,112
2,174
3
1,799
1,869
1,939
2,009
2,079
2,118
2,181
4
1,792
1,862
1,932
2,002
2,072
2,124
2,188
5
1,785
1,855
1,925
1,995
2,065
2,13
2,195
6
1,778
1,848
1,918
1,988
2,058
2,136
2,202
7
1,771
1,841
1,911
1,981
2,051
2,142
2,209
8
1,764
1,834
1,904
1,974
2,044
2,148
2,216
9
1,757
1,827
1,897
1,967
2,037
2,154
2,223
2,230 2,237 2,244 2,251 2,258 2,265 2,272 2,279 2,286 2,293
2,300 2,307 2,314 2,321 2,328 2,335 2,342 2,349 2,356 2,363
2,370 2,376 2,382 2,388 2,394 2,400 2,406 2,412 2,418 2,424
20
30
40
Таблица 3 — Коэффициенты кинематической вязкости воздуха vв·106
Тв,°С
-40
-30
-20
-10
0
0
10
20
30
40
Tв> 0
Tв< 0
0
10,04
10,80
11,79
12,43
13,28
13,28
14,16
15,06
16,00
16,96
1
9,959
10,72
11,69
12,37
13,20
13,37
14,25
15,15
16,10
17,06
2
9,878
10,65
11,59
12,30
13,11
13,46
14,34
15,25
16,19
17,16
3
9,797
10,57
11,49
12,24
13,03
13,54
14,43
15,34
16,29
17,26
4
9,716
10,50
11,39
12,17
12,94
13,63
14,52
15,44
16,38
17,36
5
9,635
10,42
11,30
12,11
12,86
13,72
14,61
15,53
16,48
17,46
6
9,554
10,34
11,20
12,05
12,77
13,81
14,70
15,62
16,58
17,55
7
9,473
10,27
11,10
11,98
12,69
13,90
14,79
15,72
16,67
17,65
8
9,392
10,19
11,00
11,92
12,60
13,98
14,88
15,81
16,77
17,75
9
9,311
10,12
10,90
11,85
12,52
14,07
14,97
15,91
16,86
17,85
Коэффициент лучистой теплоотдачи зависит от температуры воздуха
и температуры поверхности трубопровода, а так же от степени черноты
поверхности трубопровода εп.
αл = εп С0 ((( Tп + 273)/100)4 – (( Tв+ 273)/100) 4 ) / ( Tп – Tв)
(1.10)
где
С0
— коэффициент излучения абсолютно черного тела.
С0= 4,97ккал/(час м2 (°К)4)
Оголенная стальная труба теплопровода, находящаяся в атмосферных
условиях, имеет окисленную или сильно окисленную поверхность, для
которых степень черноты εплежит в пределах от0,8 до 0,98. Поэтому, примем
среднее значение εп= 0,9
Расчет теплопотерь
теплоизоляции.
в
трубопроводе
Расчет тепло потерь трубопровода.
при
использовании
ППУ
Пояснения к формуле
Q - тепловые потери, Вт
L - длина трубы, м
D - наружный диаметр трубы с изоляцией, м
Тr - температура среды внутри трубы, Сo
d - диаметр трубы без изоляции, м
Тu - наружная температура, Сo
П - число "Пи" (3,14)
КТП - коэффициент теплопроводности изоляции,Вт/м·С
1.1.
Расчет срока окупаемости изоляции теплосетей
Табл.4 Длины участков ТС для замены
Длина
(в пересчете на однотрубное исп.),
м
Наружный диаметр,
мм
Ø 57
Ø 76
Ø 89
Ø 108
Ø 133
Ø 159
Ø 219
Ø 273
Ø325
Ø 426
Ø 530
ИТОГО:
555,3
1566,9
792,7
1319
494
3855,8
8354,2
1748,8
682
94
282
19744,7
Табл.5 Тепловые потери на участке сети
длина
Потери в
изоляции
Расчет для участков трубопроводов с ветхой изоляцией
ппу
м
Вт
9872,35
573906,5
прямая труба
Re
αк
αл
αп
Q
обратная труба
Qпериод
αл
αп
59551 12,3 4,97 17,28 7535119 69029,21 4,65 16,96
Q
5968247
Табл.6 Эквивалентная стоимость потерь тепловой энергии в сети
потери в
ППУ
изоляции
Гкал
2523,07663
потери без
изоляции (с
учетом остатка
изоляции = 60%)
Гкал
27611,68286
разница,
потери
общая протяженность
теплосетей в 2 трубном
исполнении
эквивалентная
стоимость
Гкал
25088,61
м
9872,35
тыс. руб.
9740,28242
С учетом существующего состояния сети, общие потери в теплотрассе,
по результатам расчетов, составляют 25088,606 Гкал за отопительный сезон.
Эквивалентная стоимость сжигаемого топлива составляет 9 740,28 тыс. руб.*.
Стоимость работ по теплоизоляции, с учетом стоимости материалов
составляет 35 799,53 тыс. руб.
Срок окупаемости:
T=
35799,53
= 3,67 года
9740,28
*- при стоимости газа 3,3 рубля за м3.
Разработчики:
Должность
Заместитель главного
инженера
Начальник плановоэкономического отдела
Ф.И.О.
Егоров Д. И
Данилова И. В.
Подпись
Ведущий инженер
технологического
отдела
Тамашков С. О.