|
| |
|
Главная -> Экология
Расчет тепловых потерь. Переработка и вывоз строительного мусораАлексей Кокорин, Координатор Климатической программы Российского Представительства Всемирногофонда дикой природы (WWF) Принятые 26 июня 2000 г. на заседанииПравительства РФ Основные направлениясоциально- экономической политикиПравительства Российской Федерации надолгосрочную перспективу задаютсоциальные и макроэкономические ориентирыразвития страны на 10 лет. Планпервоочередных мер на 2000 - 2001 годы и Приоритетныезадачи Правительства РФ на 2000 - 2001 гг. конкретизируют эти цели на ближайшие 2 года. К сожалению в Основных Направленияхотсутствует раздел, посвященный охранеприроды. То есть специального рассмотренияклиматических проблем и снижения выбросовпарниковых газов в документе нет. Однакофактически Основные Направления содержатвесьма амбициозную программу развитиятопливно-энергетического комплексе (ТЭК), итем самым, программу резкого сниженияудельных выбросов парниковых газов. Подчеркивается, что в работе ТЭК имеетсямасса негативных моментов, среди которых:высокая нагрузка на окружающую среду, ТЭКдает 48% выбросов загрязняющих веществ ватмосферу и до 70% общего объема парниковыхгазов. Первопричиной такой ситуацииявляется высокая энергоемкость экономики в3,5 раза большая, чем в развитых странах,ценовые диспропорции и субсидирование,износ основных производственных фондов и т.п. Планы Правительства предполагают рост ВВПк 2010 году в 1,7 раза от уровня 1999 года. Однаковнутреннее потребление топливно-энергетическихресурсов должно возрасти только на 9%, чтодолжно быть достигнуто за счет сниженияэнергоемкости ВВП на 36%. Очевидно, что этовозможно только при коренной перестройкепромышленности с резким снижением долиэнергоемких производств. Таким образом, в Основных Направленияхфактически определена цель Правительствапо снижению удельных выбросов СО2 и, темсамым, задан потенциально возможный потолок роста выбросов. В данномконтексте Киотский Протокол становитсядополнительным механизмом привлеченияинвестиций и стимулом неукоснительноговыполнения планов Правительства поэнергосбережению и ростуэнергоэффективности. Энергосберегающий путь развития долженбыть реализован за счет следующих основныхмер: Увеличение цен на топливно-энергетические ресурсы до уровня, стимулирующего проведение энергосберегающих мероприятий Государственное стимулирование организационных мер по энергосбережению Ужесточение экологических нормативов Повышение общей инвестиционной привлекательности российской экономики.Энергосбережение подразумевает проведениегосударственной энергосберегающейполитики, включающей административные иэкономические меры. Обязательный энергоаудит, прежде всего, для предприятий, финансирующихся из госбюджета. Стимулирование создания энергосервисных компаний. Поддержка соответствующих научно-исследовательских работ и широкое распространение информации. Численные краткосрочные цели - задания по экономии топлива для регионов и страны в целом, обязательный мониторинг их выполнения. Инвестирование краткосрочных энергосберегающих проектов с окупаемостью до 3-х лет.Краткосрочный план Правительства поразвитию ТЭК предполагает три видадеятельности: Сокращение списка организаций, не подлежащих ограничению или прекращению отпуска топливно-энергетических ресурсов за неуплату. Постановление Правительства, Федеральный Закон, Внесение поправок в Гражданский кодекс РФ (2000 г.) Разработка и реализация антимонопольных мер в нефтяном секторе, равный доступ на рынки сбыта. Гарантии недискриминационного доступа к нефтепроводам. Постановление Правительства, Федеральный Закон (2000 г.) Экспертиза инвестиционных программ ТЭК. Постановление Правительства, Нормативные акты Федеральной Энергетической Комиссии, Решения Советов директоров соответствующих организаций (2001 г.)После вступления в силу и развертыванияпроектов Киотский Протокол должен статьдополнительным механизмом привлеченияинвестиций. Отметим, что Россия играетключевую роль в запуске протокола, фактически США и Россия вместе имеют блокирующий пакет . Поэтомупредставляется особенно важнымэкологически грамотно подойти к реализацииположений высказанных в совместномЗаявлении президентов России и США,принятом на встрече в Москве в июне 2000г. При успешном выполнении планов у России недолжно никаких проблем и с выполнениемобязательств по ограничению и снижениювыбросов на более дальнюю перспективу. К 2010году выбросы СО2 будут на 20% меньше базовогоуровня 1990 года (что намного ниже, чем вбольшинстве развитых стран), а энергоэффективностьроссийской экономики уже будет близка кпоказателям развитых стран. С другой стороны, невыполнение плановПравительства по энергосбережению прибыстром росте ВВП приведет ккатастрофическому невыполнению Киотскогопротокола. То есть если экономика Россиибудет развиваться по чисто экстенсивномупути, то рано или поздно это приведет еще и кэколого-климатической проблеме. Следуетотметить, что у России здесь еще имеетсядостаточно большой запас прочности .Даже если рост энергосбережения будетвсего 5%, а рост ВВП будет в 2 раза меньшезапланированного, то у нас не будет проблемни с выполнением Протокола ни спривлечением инвестиций под снижениевыбросов. Однако, безусловно,что у России не будет столь большогоколичество свободных квот на выбросы, чтобыих можно было продавать без оглядки набудущее. К сожалению, пока еще не яснонасколько успешно удастся выполнятьнамеченные планы. Увы, российский опытвыполнения планов не всегда был успешен. Вэтих условиях принципиально важнодостаточно осторожно подходить кфорвардной торговле квотами на выбросы иторговать от достигнутого , то естьпродавать только результаты внедряемых мерпо энергосбережению и энергоэффективности.Тем самым, будут и создаватьсядополнительные стимулы и появлятьсядополнительные средства для таких мер.Именно такой подход к торговле, который какочевидно не ведет к глобальному ростувыбросов, Всемирный фонд дикой природы (WWF)считает единственно верным и экологическиграмотным. Таким образом, можно заключить, чторатификация и экологически грамотнаяреализация Киотского Протокола полностьюотвечает планам Правительства РФ. Болеетого эти два документа: ОсновныеНаправления и Киотский Протокол фактическипреследуют одну и ту же цель - перевестиэкономику страны на энергосберегающий иэнергоэффективный путь развития.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Содержание Введение 1. Теоретические основы расчета тепловых потерь неизолированными трубопроводами при надземной прокладке 2. Особенности расчета потерь теплоты длинными участками неизолированных теплопроводов 3. Практическая методика расчета тепловых потерь 4. Пример расчета теплопотерь трубопровода Приложение А. Теплофизические характеристики сухого воздуха Введение В настоящем документе рассмотрены особенности расчета тепловых потерь неизолированными трубопроводами тепловых сетей при надземной прокладке и предложена практическая методика выполнения расчета. Расчет тепловых потерь изолированными трубопроводами должен выполняться в соответствии с методиками, изложенными в действующих нормативных документах /1, 2/. Характерным для данной ситуации является то, что тепловой поток в основном определяется термическим сопротивлением тепловой изоляции. При этом коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности покровного слоя мало влияет на величину тепловых потерь и поэтому может быть принят по средним значениям. Работа трубопровода тепловой сети без тепловой изоляции является нетиповой ситуацией, так как, согласно нормам, все теплопроводы должны иметь тепловую изоляцию во избежание значительных тепловых потерь. Именно поэтому ни в каких нормативных документах не приводятся методики расчета теплопотерь трубопроводов для данного случая. Тем не менее, при эксплуатации тепловых сетей могут возникать и возникают ситуации, когда отдельные участки трубопроводов лишены тепловой изоляции. Для обеспечения возможности расчета потерь тепла такими трубопроводами и разработано настоящая методика. Она базируется на наиболее общих теоретических зависимостях по теплоотдаче трубопровода в условиях вынужденной конвекции, которые приводятся в учебной и справочной литературе. В соответствии с требованием заказчика все формулы и расчетные величины приводятся не в международной системе единиц, а применительно к измерению теплопотерь в ккал/час. 1. Теоретические основы расчета тепловых потерь неизолированными трубопроводами при надземной прокладке Трубопровод тепловой сети представляет из себя горизонтально расположенную нагретую трубу, обдуваемую ветром или находящуюся в спокойном воздухе. Поэтому теплоотдачу такого трубопровода можно определять по известным зависимостям с использованием коэффициента теплопередачи через стенку трубы: Q = Fп · ( Tп – Tв ) / К , (1.1) К = 1 / (1/ п + м/ м + 1/ w), (1.2) где Q п Fп Tп Tв К п м м w Tп — — — — — — — — — — — теплоотдача трубопровода, ккал/час; коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности трубопровода, ккал/(час м2 °С); площадь наружной поверхности трубопровода, м2; температура наружной поверхности трубопровода, °С; температура наружного воздуха, °С. коэффициент теплопередачи через стенку рассматриваемого трубопровода, ккал/(час м2 °С); коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности трубопровода, ккал/(час м2 °С); толщина металлической стенки трубы, м; теплопроводность материала стенки трубы, ккал/(ч м °С); коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности трубопровода, ккал/(час м2 °С); температура наружной поверхности трубопровода, °С; В качестве расчетных температур следует брать средние температуры за рассматриваемый период. При этом, температуру поверхности трубопровода можно принимать равной температуре воды в трубопроводе, так как термическое сопротивление стенки трубы м/ м и сопротивление теплоотдаче на внутренней поверхности 1/ w для чистой трубы во много раз меньше, чем сопротивление теплоотдаче на наружной поверхности 1/ п. Такое допущение позволяет значительно упростить расчет и уменьшить число необходимых исходных данных, так как тогда не требуется знать скорость воды в трубе, толщину стенки трубы, степень загрязнения стенки на внутренней поверхности. Погрешность расчета, связанная с таким упрощением, невелика и значительно меньше погрешностей, связанных с неопределенностью других расчетных величин. Площадь наружной поверхности трубопровода определяется его длиной и диаметром: Fп = Dп L, (1.3) где Q Dп L — — — — теплоотдача трубопровода, ккал/час; константа, равная 3,141; наружный диаметр трубопровода, м; длина трубопровода, м. С учетом выше изложенного выражение (1) можно преобразовать к виду: Q = п Dп L ( Tп – Tв ), (1.4) Наиболее важным при расчете тепловых потерь является правильное определение коэффициентов теплоотдачи на наружной поверхности трубопровода. Вопрос теплоотдачи от одиночной трубы хорошо изучен, и расчетные зависимости приводятся в учебных пособиях и справочниках по теплообмену. Согласно теории, общий коэффициент теплоотдачи определяется как сумма коэффициентов конвективной и лучистой теплоотдачи: п = к + л (1.5) 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 Рейнольдса Re меньше 1000) к = 0,43 Re0,5 в / Dn (1.6) При переходном и турбулентном режиме движения воздуха (критерий Рейнольдса Re равен или больше 1000) к = 0,216 Re0,6 в / Dn , (1.7) где Re в — — — критерий Рейнольдса, вычисляемый по наружному диаметру трубопровода и скорости движения воздуха, определяемой с учетом высоты расположения трубопровода над землей и характера рельефа местности. коэффициент теплопроводности воздуха, ккал/(ч м °С); поправочный коэффициент, учитывающий направление воздушного потока по отношению к оси трубопровода. Re = U uDn / vв , (1.8) где U u 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. Выбор расчетной скорости ветра U является ответственной задачей, так как этот параметр в существенной степени влияет на значение коэффициента конвективной теплоотдачи. Сложность выбора заключается в том, что скорость ветра является сильно переменной и трудно предсказуемой величиной, поэтому в расчете неизбежно приходится ориентироваться на некоторые средние значения скорости. Среднее значение расчетной скорости ветра U можно определять по фактическим данным скоростей ветра за рассматриваемый период на основании метеорологических наблюдений или по среднемесячным значениям по данным /6, 7/. При этом первый вариант явно предпочтительнее, так как данные СНиП и климатологических справочников являются результатом осреднения за очень большой период многолетних наблюдений и не могут учитывать особенностей климата в конкретный расчетный год. Значение поправочного коэффициента u может быть определено на основании данных по поправкам на ветровое давление, приводимым в /4/. Соотношение между поправочным коэффициентом на скорость воздуха и поправкой на ветровое давление достаточно простое: u = p, (1.9) Высота расположения трубопровода над землей обычно не превышает 5 м, поэтому значения поправочного коэффициента на скорость ветра определены только для такой ситуации и приведены в таблице 1. Таблица 1— Поправочные коэффициенты на ветровое давление и скорость воздуха Тип местности Поправка на ветровое давление p Поправка на скорость воздуха u Открытая — побережья морей и озер, пустыни, степи, лесостепи, тундра 0,75 0,866 Пересеченная — городские территории, лесные массивы и др., с препятствиями высотой до 10 м 0,5 0,707 Городская — городские районы с застройкой зданиями высотой более 20 м 0,4 0,632 Данные по зависимости коэффициента кинематической вязкости vв и коэффициента теплопроводности в от температуры для воздуха с интервалом в 10 градусов приведены в /1, 2, 3/. В приложении 1 приводятся результаты интерполяции этих данных с шагом 1 градус для непосредственного использования при расчете. В /1/ приводится зависимость поправочного коэффициента от угла обдувания трубопровода. Эти данные представлены в таблице 2. Таблица 2 — Поправочные коэффициенты на от угол обдувания , град. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 1 1 0,98 0,95 0,87 0,77 0,67 0,60 0,55 Учитывая, что направление движения воздуха по отношению к ориентации трубопровода обычно неизвестно, поправочный коэффициент на угол обдувания следует принимать как среднее значение в диапазоне изменения угла направления потока от 90 градусов (перпендикулярно оси трубопровода) до 0 (параллельно оси трубопровода). Согласно данным таблицы 2, среднее значение равно 0,821. Коэффициент лучистой теплоотдачи зависит от температуры воздуха и температуры поверхности трубопровода, а так же от степени черноты поверхности трубопровода п . л = п С0
Ежегодное послание президента ре. Концепция энергоэффективности жи. Мировой опыт повышения эффективности работы пароконденсатных систем. Газ в обмен на электричество. Нормативно. Главная -> Экология 
|