Некоторые вопросы оптимизации систем отопления с газовыми излучающими горелками
Как уже отмечалось выше, технико-экономические характеристики систем получены на основе обобщения проектных решений. Естественно, что при этом в технико-экономических характеристиках отражены применяемые типы горелок, методы разводки газа, управления горелками и т. д. Установлено, что основным фактором, определяющим капитальные вложения и эксплуатационные расходы, является число излучающих горелок.
Полученные технико-экономические характеристики могут быть уточнены путем предварительной оптимизации систем. Однако и без предварительной оптимизации они могут быть использованы при выборе целесообразных областей применения излучающих горелок, когда речь идет о сравнении технико-экономических показателей проектируемой системы с ГИГ и других систем отопления. При этом следует иметь в виду, что полученные характеристики вследствие их однозначности и независимости от варьирования основных параметров систем газового лучистого отопления не могут быть использованы при решении задач оптимизации систем. Для этих целей необходимы более дифференцированные характеристики.
Задача выбора оптимального варианта или параметра какой- либо системы или установки всегда имеет место, когда наблюдаются противоположные тенденции. При этом часть затрат с изменением данного параметра убывает, а другая часть растет.
Одним из характерных параметров систем и установок отопления с ГИГ является единичная мощность горелки. Известно, что при увеличении единичной мощности какого-либо энергетического агрегата удельные капитальные вложения и эксплуатационные расходы обычно снижаются. Можно предположить, что аналогичная картина будет наблюдаться при изменении единичной мощности горелки.
Анализ капитальных вложений в горелки в зависимости от их. единичной мощности, как показано выше, позволил выразить Кг=f(N) [см. формулу (8.4)]. Как видим, стоимость горелки растет в функции ее мощности по линейной зависимости. При этом часть ее стоимости не зависит от мощности, вследствие чего удельные капитальные вложения с увеличением тепловой мощности горелки уменьшаются (РИС. 8.1).
С учетом изложенного можно было бы прийти к выводу, что целесообразно принимать возможно большую единичную мощность горелки. При этом затраты на газовую разводку и АДУ по мере увеличения единичной мощности имеют тенденции к снижению.
Однако в этом случае наблюдается противоположная тенденция: с увеличением единичной мощности горелки возрастает необходимая высота подвеса горелок в связи с допустимой дозой максимального прямого облучения и соблюдением заданной неравномерности облучения. При увеличении высоты подвеса почти всегда возрастает установочная мощность системы, а значит, увеличиваются капитальные затраты на нее, расход газа, а вместе с ним и эксплуатационные расходы. Размеры экономии капитальных вложений и эксплуатационных расходов при увеличении единичной мощности горелки будут, можно считать, одного порядка для различных производственных помещений.
Перерасход на эксплуатацию, связанный с увеличением расхода газа, зависит от многих факторов (параметров наружного воздуха, требуемых санитарно-гигиенических условий, конструктивных особенностей и теплотехнических характеристик ограждений, высоты помещений и т. д.) и будет индивидуален для каждого отапливаемого помещения. Кроме того, следует иметь в виду, что, как правило, если по тем или иным соображениям требуется единичная мощность горелки больше 14,8 кВт, то такую горелку компонуют в блок из отдельных излучателей меньшей единичной мощности. Естественно, что при этом удельные капитальные вложения в блок можно принимать равными удельным капитальным вложениям в горелки, из которых скомпонован блок. При этом, чем меньше единичная мощность горелки блока, тем больше удельные капитальные вложения в блок.
Вышеизложенное свидетельствует, что оптимальная единичная мощность ГИГ может быть различной в каждом конкретном случае.
Вариант конкретного решения считается оптимальным, если приведенные затраты при нем минимальны:
При минимуме приведенных затрат искомая переменная X (рис. 8.2) будет оптимальной. Однако во многих случаях реализовать в проекте оптимальную величину не удается [45]. При оптимизации систем отопления с ГИГ, можно указать следующие причины:
а) несовпадение оптимальной установочной мощности горелки с мощностью выпускаемых промышленностью горелок;
б) превышение технических параметров, установленных санитарными нормами (например, температуры излучающей поверхности) ;
в) резкое увеличение протяженности газовой разводки при оптимальной единичной мощности излучателя;
г) конструктивные особенности отапливаемого помещения (малая высота), не позволяющие разместить горелку оптимальной мощности, невозможность достигнуть заданной равномерности облучения при этом.
Нахождение точки оптимума носит вероятностный характер так как некоторые показатели, принимаемые в расчет, являются определенными приближенно (капитальные затраты на горелки, не выпускаемые серийно, затраты на энергоресурсы и др.). В случае, если приведенные затраты по вариантам различаются не более чем на 5—10%, варианты следует считать равноэкономичными. В таких условиях окончательный выбор варианта диктуется возможностью более простого технического решения, наличием или отсутствием серийного выпуска оборудования, конструктивными особенностями отапливаемого помещения, обеспеченностью энергоресурсами, продолжительностью строительства, меньшими затратами труда и дефицитных материалов. При прочих равных условиях предпочтителен тот вариант, который обеспечивает повышенные санитарно-гигиенические характеристики и охрану окружающей среды.
Можно задачу выбора окончательного варианта решить более строго. Для этого обратимся к интервалу экономически допустимых решений — отрезку кривой n = f(X), ограниченному по горизонтали значениями l,05/7min или l,l/7mln (рис. 8.2). Расширение интервала экономически допустимых решений (переход от точки оптимума к экономическому интервалу) позволяет значительно расширить диапазон принимаемых экономически возможных вариантов, практически исключая волевые решения.
