Курсовая работа: Технико-экономическая оптимизация систем теплогазоснабжения (ТЭО)
Термические сопротивления трубопроводов определяются по формулам:
, (1.3.6)
, (1.3.7)
где , - теплопроводность теплоизоляции и грунта, Вт/(м К);
h – глубина заложения трубопровода , м;
s – шаг между трубами, м.
Подставляя вышеприведенные выражения в целевую функцию получим (1.3.8)
Задаваясь рядом значений 1 ,2 , …n вычислим затраты З1, З2, …Зn . Условию З=min соответствует оптимальная толщина тепловой изоляции .
Определим оптимальную толщину тепловой изоляции 2х трубного теплопровода водяной теплосети при исходных данных:
1. Прокладка трубопровода – бескональная.
2. Тип тепловой изоляции – битумоперлит.
3. Наружный диаметр трубопровода, dн = 0,219м.
4. Глубина заложения трубопровода , м.
5. Шаг между трубами, ,м.
6. Теплопроводность изоляции, λиз= 0,12 Вт/мк.
7. Теплопроводность грунта, λгр=1,7 Вт/мк.
8. средне годовая температура грунта , = 5ºС.
9. Среднегодовая температура теплоносителя, =90, =50ºС.
10. Годовое число часов работы тепловой сети , τ= 6000 ч/год.
11. Удельная стоимость тепловой изоляцию, Сиз=1330 руб/м3 .
12. Удельная стоимость тепловой энергии, СТ=348·руб/(Вт ч).
13. Доля годовых отчислений на эксплуатацию теплоизоляции φ=0,093 1/год.
14. Коэффициент эффективности кап вложений Е=0,12 1/год.
Все расчеты производятся на ЭВМ и результаты заносятся в таблицу 1.
З, руб/год | 431 | 372 | 339 | 322 | 314 | 313 | 317 | 325 | 336 | 350 | 367 | 386 | 408 | 431 |
,м | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,10 | 0,12 | 0,14 | 0,16 | 0,18 | 0,20 | 0,22 | 0,24 | 0,26 | 0,28 | 0,30 |
Минимальному значению удельных приведенных затрат Зmin= 321 руб/(год·м) соответствует оптимальная толщина изоляции = 134 мм. Выявим зону экономической неопределенности управляющего параметра . Для этого примем минимальную погрешность определения расчетных затрат ± 3%. Как видно из графика, наличие погрешности ±ΔЗ обуславливает зону экономической неопределенности управляющего параметра от =86 мм до =192 мм, в пределах которой все значения являются равноэкономичными. Критерию минимума затрат в тепловую изоляцию соответствует =86 мм. Критерию минимума теплопотерь =192 мм.
2. ТЭО СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ.
Выбор оптимальной трассировки межпоселкового распределительного газопровода.
Выбор оптимального варианта трассы сводится к выявлению такого положения головной магистрали, при котором суммарная металлоемкость ответвлений к потребителям имеет минимальное значение. С математической точки зрения, задачи сводятся к нахождению уравнения прямой линии, расположенной на минимальном расстоянии от нескольких случайных точек.
Суть метода заключается в следующем. На генеральном плане местности наносится координатная сетка, на которой фиксируются координаты отдельных потребителей. Поскольку общая металлоемкость ответвлений прямо пропорциональна их суммарной длине и среднему диаметру, при выборе оптимального варианта трассировки головной магистрали необходимо учитывать не только количество и положение потребителей, но их нагрузки.
Для определения расчетных координат головной магистрали распределительного трубопровода используется следующее выражение:
y=a+b·x·Gm , (2.1.1)
где x, y – расчетные координаты магистрали;
a, b – искомые параметры прямой.
Задача заключается в нахождении наименьшей суммы квадратов отклонений расчетных значений координат по уравнению
, (2.1.2)