- •Раздел I
- •Глава 1
- •1.1. Рост городов и развитие систем жизнеобеспечения
- •1.2. Характеристика систем жизнеобеспечения
- •1.3. Планировочная структура и функциональное зонирование городов
- •1.4.4. Основы архитектурно-строительного проектирования
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2
- •2.1. Классификация улиц и дорог
- •2.3. Конструкция улиц и дорог
- •2.5. Основы проектирования улиц и дорог
- •2.6. Инженерные сети на городских улицах
- •2.7. Освещение городских улиц
- •2.8. Озеленение улиц и дорог
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3 строительство и ремонт улиц и дорог
- •3.1. Основы технологии строительства городских дорог
- •3.2. Дорожностроительные машины и механизмы
- •3.3. Технология укладки асфальтобетонных покрытий
- •3.4. Эксплуатация улиц и дорог
- •Глава 4
- •4.1. Основные задачи санитарного благоустройства городов
- •4.2. Характеристика твердых бытовых отходов
- •4.2.1. Состав твердых бытовых отходов
- •4.4.2. Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов
- •4.5.5. Мусоросжигательные заводы
- •Глава 5 уборка городских улиц и площадей
- •5.1. Организация уборки улиц
- •5.2. Летняя уборка городских территорий
- •Характеристика полнвомоечных машин
- •5.3. Зимняя уборка городских территорий
- •Вопросы к главе 5
- •Библиографический список
- •Раздел II
- •Глава 1 системы и схемы водоснабжения
- •1.1. Классификация систем водоснабжения
- •1.2. Схемы и основные элементы систем водоснабжения
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2 расчетные расходы воды
- •2.1. Нормы недопотребления
- •2.2. Режимы водонотребления
- •Расчетные показатели душевых сеток
- •Глава 3
- •Вопросы к главе 2
- •3.1. Оценка источника водоснабжения
- •3.2. Водозаборные сооружения из поверхностных источников
- •Вопросы к главе 3
- •Глава 4 насосы II насосные станции
- •4.1. Свободные напоры
- •4.2. Классификация водоподъемных устройств. Устройство и принцип действия центробежных насосов
- •4.3. Основные характеристики насосов
- •4.4. Подбор и совместная работа насосов на сеть
- •4.5. Насосные станции
- •Глава 5 улучшение качества питьевой воды
- •5.1. Свойства и качество природных вод
- •5.2. Технологические схемы водоочистных станций
- •I подъема; 2 - смесители; 3 - реагентный цех; 4 - камера хлопьеобразования;
- •Технологические сооружения водоочистной станции
- •5.4. Смесители
- •5.5. Камеры хлопьеобразования
- •5.6. Отстойники
- •5.7. Фильтры
- •Загрузка скорых филы ров
- •5.8. Установки для обеззараживания волы
- •Глава 6 запасные и регулирующие емкости
- •6.1. Классификация и назначение
- •6.2. Водонапорные башни
- •Глава 7 водопроводы и водопроводные сети
- •7.2. Проектирование водопроводных линий
- •7.3. Трассировка водопроводных линий
- •7.4. Выбор схемы питания и подготовка водопроводной сети к расчету
- •7.6. Устройство сетей и сооружений на них
- •Глава 8
- •8.1. Общие понятия. Классификация сточных вод
- •8.2. Системы и схемы канализации
- •8.3. Нормы водоотведения
- •8.4. Основы гидравлического расчета канализационной сети
- •8.5. Канализационные насосные станции
- •Вопросы к главе 8
- •Раздел III городские системы энергообеспечения
- •Глава 1
- •1.2. Рост городов и развитие систем энергоснабжения
- •Глава 2 топливно-энергетические ресурсы
- •2.2. Техническая и энергетическая характеристика топлива
- •2.4. Состав и объем продуктов сгорания
- •2.5. Энтальпия воздуха и продуктов горения
- •2.6. Способы сжигания топлива
- •Глава 3
- •3.1. Потребление электроэнергии на нужды города
- •3.1.1. Характеристика городских потребителей электроэнергии
- •3.2.3. Годовые расходы теплоты
- •Глава 4
- •4.1. Назначение и классификация
- •4.2 Технологический комплекс котельной установки
- •4.3. Характеристика тепловых схем котельных установок
- •4.5. Тепловой баланс н энергетическая характеристика котлоагрегата
- •4.6. Выбор типа и мощности котлоагрегатов
- •4.7. Технико-экономическая оценка котельных установок
- •Вопросы к главе 4
- •Глава 5 электрические станции
- •5.1. Назначение и классификации
- •5.2. Характеристика рабочего процесса тэс
- •5.3. Устройство и принцип действия паровых турбин
- •5.5. Общая технологическая и тепловая схемы электростанции
- •5.6. Электрическая часть электростанций
- •Вопросы к главе 5
- •Глава 6 система теплоснабжения города
- •6.5. Гидравлический и тепловой расчет сети
- •6.6. Способы прикладки и строительные конструкции тепловых сетей
- •6.7. Технико-экономические показатели транспорта теплоты
- •Вопросы к главе 6
- •Глава 7 система электроснабжения городов
- •7.1. Основы построения систем электроснабжения
- •7.1.1. Общая характеристика систем электроснабжения
- •7.2. Схемы и устройства систем электроснабжения
- •7.2.1. Категория электроприемников по надежности электроснабжения
- •7.2.3. Линии электропередачи
- •7.3.3. Выбор сечения проводов и кабелей
- •7.4. Режимы работы электрических сетей
- •7.4.1. Качество электроэнергии
- •Раздел IV городская транспортная система
- •Глава 1 схемы и элементы транспортной сети
- •1.1. Транспортная классификация городов
- •1.2. Принципы формирования городской транспортной системы
- •1.3. Схемы транспортных сетей
- •Глава 2
- •2.2. Пропускная способность многополосной проезжей части
- •2.4. Пропускная способность регулируемых пересечений в одном уровне
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3 передвижения населения в городе
- •3.1. Цели передвижений населения в городе
- •3.2. Подвижность населения
- •3.3. Характер расселения жителей города
- •3.4. Затраты времени на передвижения
- •Максимальная дальность поездки
- •Глава 4 городской пассажирский транспорт
- •4.2. Требования, предъявляемые к городскому пассажирскому транспорту
- •4.4. Устройство подвижного состава городского транспорта
- •Глава 5
- •5.1. Состав и содержание проекта
- •5.4. Построение картограмм пассажиропотоков
- •5.5. Выбор вила транспорта и определение потребности в подвижном составе
- •5.6. Обследования пассажирских потоков
- •12 3 4 Баллы
- •Результаты обследования пассажиропотока на автобусном маршруте
- •Глава 6
- •6.1. Особенности маршрутного обслуживания населения
- •6.4. Принципы формирования рациональной маршрутной системы
- •6.6. Корректировка маршрутов
- •6.7. Обустройство маршрутов и парков
- •Глава 7
- •7.2. Разработка маршрутного расписания
- •7.5. Оценка качества обслуживания пассажиров
- •7.6. Технико-экономические показатели городского пассажирского транспорта
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Рост городов и развитие систем жизнеобеспечения 6
- •Глава 6. Система теплоснабжении города 330
- •Раздел IV Городская транспортная система
- •Глава 1. Схемы и элементы транспортной сети 380
- •Глава 7. Организация работы городского пассажирского транспорта 468
4.5. Тепловой баланс н энергетическая характеристика котлоагрегата
Тепловой баланс котла выражает закон сохранения энергии и представляет собой равенство между подводимой и отводимой теплотой. Расчет энергобаланса основывается на равновесии рабочих средств по газовому и водопаровому тракту.
Количество теплоты, внесенное в топку топливом
Приходная часть энергобаланса определяет количество энергии, поступившей в котлоагрегат с химической энергией сжигаемого топлива (QРН), с физической теплотой топлива (ОТ) и воздуха (QВ), а также внесенное в топку с паром (QФ) при паровом распыле топлива:
где В - расход топлива, кг/с;
с, - теплоемкость топлива, ккал/(кгтрад);
tT - температура топлива, °С.
Теплота, внесенная в топку с воздухом, нагретым вне котлоаг-
регата
QВ =VBCВtВ (4.11)
где VB - объем воздуха, необходимый для горения топлива, м3;
Св - объемная теплоемкость воздуха, ккал/(м3-град);
tВ - температура воздуха, °С.
Теплота, внесенная в топку с паровым дутьем или паром, подаваемым на распыл жидкого топлива в форсунки
где i - энтальпия насыщенного или перегретого пара, ккал/кг; iпв - энтальпия питательной воды, ккал/кг;
Д - паропроизводительность котлоагрегата, кг/ч.
Наибольшую составляющую потерь теплоты с уходящими газами принято определять по разности энтальпии продуктов сгорания (Jух) и холодного воздуха, подаваемого на горение топлива (Jхв):
Q2 = (Jух – Jхв) KQ4 (4.16)
i - энтальпия пара, ккал/кг.
При отсутствии подогрева топлива и воздуха вне котлоагрега-та и расхода пара на распыл топлива и дутье
Расходная часть энергетического баланса включает в себя теплоту, полезно использованную на производство пара или горячей воды (Q1), и потери с уходящими газами (Q2) вследствие химического (Q3) и механического (Q4) недожога топлива в окружающую среду (Q5) с физической теплотой удаляемых шпаков (Q6):
Когда котел вырабатывает теплоноситель в виде горячей воды, подводимая теплота полезно расходуется на подогрев питательной (сетевой) воды от температуры (tхв), которую она имеет на входе, до расчетной (tгв) на выходе
Q1 = G(tгв - tхв) (4.14)
где G - расход воды через котел, кг/ч.
В паровых котлоагрегатах полезно использованное количество теплоты расходуется на подогрев питательной воды до температуры насыщения и на превращение ее в насыщенный или перегретый пар:
Здесь Jух = Vух Cух tух - энтальпия уходящих газов, которая зависит от состава, объема (Vyx), теплоемкости (Сух) и температуры (tух) уходящих из котла газов;
Jхв = Vв Cв tв - теплосодержание холодного воздуха, которое зависит от объема (Vв), теплоемкости (Cв) и температуры (tв) воздуха;
KQ4 = (1 - 0,01q4) - коэффициент, учитывающий потери от механического недожога твердог о топлива.
Из приведенного соотношения (4.16) видно, что уменьшить потери с уходящими газами можно за счет поддержания оптимального коэффициента избытка воздуха и повышения температуры воздуха.
Потери теплоты вследствие химической неполноты горения определяются по концентрации (наличию) в уходящих газах горю чих компонентов топлива СО, Н и СН4:
где VCT - объем сухих газов, м;
СО, Н и СН4 - содержание в уходящих газах окиси углерода, водорода и метана, %;
30,2; 25,8 и 85,6 - объемная теплота сгорания соответствующих газов, ккал/м .
Эти потери зависят от вида топлива, совершенства топливо-сжигающих устройств и коэффициента избытка воздуха.
Потери теплоты вследствие механического недожога топлива обусловлены наличием невыгоревшего топлива в шлаке (Q4 шл), провале (Q4 пр) и уносе (Q4 ун)
Потери теплоты в окружающую среду зависят от конструкции ограждения котла, степени экранирования топки, температуры газов в топке и других факторов:
Q5 =F k (tнn – tхв), (4.19)
где F- общая наружная поверхность котла, м2;
к - коэффициент теплопередачи через ограждающие конструкции котла, ккал/(м3-град);
tнn , tхв - температура соответственно наружной поверхности и окружающего воздуха, °С.
Потери с физической теплотой шлаков характерны только для процесса сжигания твердых тоилив:
где ашя - доля золы в шлаке,
Сшл - средняя теплоемкость шлаков в интервале температур от 0°С до tШЛ, ккал/(кг-град);
Ар - зольность рабочей массы топлива, %.
Отношение полезно использованной теплоты к подведенной определяет коэффициент полезного действия котла (брутто):
Расчет КПД но прямому балансу требует определения расхода топлива и выработки теплоты, что не всегда выполнимо в эксплуатационных условиях. Поэтому на практике используют метод обратного баланса, все составляющие которого отнесены .к располагаемому количеству теплоты Qp:
где q2, q3, q4, q5, q6 - относительные потери теплоты в долях от располагаемой теплоты.
Тогда КПД котла (брутто):
Таким образом, по величине потерь теплоты можно рассчитать КПД котлоагрегата, зная который можно определить и расход топлива при той или иной производительности котла:
абсолютный
удельный
Тепловой баланс отражает статическую характеристику котлоагрегата. Однако в процессе эксплуатации тепловая нагрузка изменяется, и в соответствии с этим изменяются все показатели, характеризующие эффективность функционирования котлоагрегатов (рис. 4.5). Поэтому для расчетов и выбора режима работы котлоагрегатов и котельных установок необходимо знать энергетические характеристики оборудования, отражающие зависимость расхода топлива от нагрузки В = f(Q).
Кроме расходных характеристик, важную роль играют характеристики удельных расходов b = f(Q), относительных приростов dB / dQ, коэффициента избытка воздуха α = f(Q) и отдельных составляющих потерь теплоты qi = f(Q), температура перегрева пара tne = f(Q) и уходящих газов tух = f(Q),
Энергетические характеристики строят по результатам испытаний котлоагрегатов. На основании анализа этих характеристик делают выводы и дают рекомендации для выбора оборудования, режима эксплуатации, повышения надежности и эффективности работы котельных установок.
Рис. 4.5. Энергетическая характеристика котлоагрегата, отражающая зависимости: 1) расхода топлива В = f(Q), потери тепла с уходящими газами q2 = f(Q) и q5 = f(Q) в окружающую среду; 3) температуры дымовых газов tух = f(Q) и коэффициента избытка воздуха α = f(Q);
4) температуры питательной воды tпв = f(Q) и коэффициента полезного действия η = f(O) от теплопроизводительности Q
снабжения с учетом затрат по источнику теплоты, тепловым сетям и установкам потребителей. В городских (коммунальных) системах теплоснабжения экономически выгодно использовать в качестве теплоносителя горячую воду под давлением с температурой до 180°С.-В промышленных системах при небольшой нагрузке отопления и вентиляции рекомендуется использование пара.
Тепловой мощностью котельной считается максимальный часовой отпуск теплоты потребителям (Q) по всем видам теплоносителя. Поэтому тепловая мощность промышленно-отопительных котельных определяется суммой максимально-часовых расходов теплоты на технологические цели (QT), на отопление п вентиляцию при максимальнозимнем режиме Q 0+B и среднечасовых расходов теплоты на горячее водоснабжение (Q 'гвс) - при открытых и максимально-часовых (Q "гвс) при закрытых системах теплоснабжения, с учетом расхода теплоты на собственные нужды (QCH) и потери в тепловых сетях (Q П):
Кроме того, различают установленную, рабочую и резервную мощность котельной. Установленной мощностью (Qy) считается суммарная мощность котельной при номинальной нагрузке (мощ- ности QH) всех установленных котлоагрегатов: