3.5. Выбор оптимальной толщины изоляции тепловых сетей Необходимо определить оптимальную толщину тепловой изоляции трубопровода диаметром 3258 мм при воздушной прокладке. Теплоноситель – вода, среднегодовая температура которой равна 900С. Расчет необходимо провести для 3-х типов изоляции. Рекомендуется в I-ом варианте принять изоляцию трубопровода матами минераловатными прошивными по ГОСТ 21880-86 марки 100, с защитным покрытием из стеклопластика рулонного для теплоизоляции РСТ ТУ 6-11-145-80 с коэффициентом теплопроводности п = 0,08 Вт/м 0С толщиной п = 25 мм. С увеличением толщины тепловой изоляции в двух других вариантах стоимость ее возрастает, но одновременно уменьшаются потери тепла в окружающую среду.
В соответствии с п. 11.6 СНиП 41-02-2003 [17] выбор конструкции теплопровода следует производить по экономическому оптимуму суммарных капиталовложений в тепловые сети и эксплуатационных затрат, в качестве которого с некоторыми допущениями можно использовать показатель среднегодового денежного потока (минимума приведённых затрат (П)):
(3.13)
где Ен – коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаемый на уровне социальной или коммерческой нормы дисконта (принять равным 0,12);
Ки – стоимость тепловой изоляции, р./м;
С – эксплуатационные расходы, р./годм;
Sтп – стоимость тепловых потерь теплопроводом, р./годм. Стоимость тепловой изоляции Ки, р./м, определяется по формуле:
(3.14)
где – удельная стоимость соответственно изоляции, р./м3, и защитного покрытия, р./м2, принимаются по Сборнику сметных цен на материалы, изделия и конструкции для базового района страны (Московская область) [20], с учетом коэффициента изменения стоимости СМР Кt;
dн – наружный диаметр изолируемого трубопровода, м;
– толщина изоляции, м. Эксплуатационные расходы определяются по формуле:
(3.15)
где ри – годовые отчисления на амортизацию, текущий ремонт и обслуживание от стоимости изоляции в долях от единицы, 1/год, равные 0,08. Стоимость тепловых потерь трубопроводом Sтп, р./годм, определяется по формуле:
(3.16)
где qтп – удельные тепловые потери трубопровода, Вт/м;
сТ – стоимость тепловой энергии, р./МВтч;
n – число часов работы тепловой сети, ч/год. Удельные тепловые потери трубопровода qтп, Вт/м, определяются по формуле:
(3.17)
где tw – расчетная температура теплоносителя, 0С, принимается равной средней за год температуре воды для водяных сетей по п.11.7 СНиП 41-02-2003 [17], п.6.1.6 СНиП 41-03-2003 [18];
tе – температура окружающей среды, 0С, принимается равной среднегодовой для сетей, работающих в течение года, для надземной прокладки, в соотв. с п. 6.1.5 СНиП 41-03-2003 [18];
rtot – сопротивление теплопередачи на 1 м длины теплоизоляционной конструкции, м 0С /Вт, определяется по формуле (термическим сопротивлением теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубопровода и термическим сопротивлением стенки трубопровода можно пренебречь):
(3.18)
где – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, Вт/м2 0С, принимается по прил. 13 СНиП 2.04.07-86 [12];
– толщина соответственно изоляции и защитного покрытия, м;
– коэффициент теплопроводности соответственно изоляции и защитного покрытия, Вт/ м 0С, принимается по прил. 1 и 2 СНиП 2.04.14-88 [13]. Задаваясь различной толщиной изоляции (40, 60, 80, 100, 120 мм), определяют величины Ки, rtot, qтп, Sтп, С, П, результаты сводятся в табл. 3.10.
Таблица 3.10
Изменение приведенных затрат в зависимости
от толщины изоляции
Величины
| Толщина изоляции , мм
| Ки, р./м
|
|
|
|
| rtot, м0С /Вт
|
|
|
|
| qтп, Вт/м
|
|
|
|
| Sтп, р./годм
|
|
|
|
| С, р./годм
|
|
|
|
| П, р./годм
|
|
|
|
| По результатам расчетов строится график зависимости приведенных затрат в зависимости от толщины изоляции (рис. 3.1), по которому определяется оптимальная толщина изоляции , мм.
Рис. 3.1. Зависимость приведенных затрат от толщины тепловой изоляции трубопровода
|