Ing. Miroslav Vítek, CSc

Sylabus pÍednášek z pÍedm tu: Dopravní energetické systém y (DES) Katedra: Ekonom iky, m anažerství a hum anitních vd, K316 rozsah: 2 + 2 zakonení: zápoet a zkouška PÍednášející:

1.

Ing. Miroslav Vítek, CSc.

Systémy dopravy elektÍiny, tepla, plynu, ropy a uhlí.

Historie rozvoje spotÍeby energie a systém ç pro její dopravu a distribuci. Infrastruktura - systém hrom adné obsluhy územ í prostÍednictvím inženýrských sítí. Vodovod - AsyÍané, Íecko a Ìím . U nás Jizerka na Vyšehrad- 1333. Plynovod - Londýn 1813, PaÍíž 1829 (svítiplyn), Karlín 1847. ElektÍina - 1873 paÍížská výstava Fontain, KÍižík 1889. CZT - Lockport, Karlín 1904. Celosvtová spotÍeba energie 1990 - 357 EJ, 2010 - 472 EJ. Energetický zdroj (prvotní form a energie) je taková form a energie, která pÍi souasné úrovni techniky m çže být využita v národním hospodáÍství. Form a energie je dána druhem a nositelem energie. Rozeznávám e tyto druhy energie: - jadernou - chem ickou - tepelnou - m echanickou - elektrickou. Každý druh energie je vázán na uritého nositele (m édium ), kterým m ohou být: - tuhé látky - kapalné látky - plynné látky - pole (záÍení). Energetický systém je soubor prvkç - energetických zaÍízení - a vazeb m ezi nim i. Tento systém slouží k uskuteÁování - energetických procesç - a je urený k zásobování odbratelç rçzným i form am i energie. Energetické zaÍízení je takové technické (technologické) zaÍízení, které je zÍízeno a provozováno za úelem uskuteÁování energetických procesç. Energetický proces je proces získávání (tžby, dobývání), úprav, zušlechÙování, pÍem n, dopravy a konené spotÍeby urité form y energie. Konená spotÍeba je poslední pÍem na energie v Íetzci pÍem n energie probíhající u spotÍebitele (odbratele) ve spotÍebii, jenž je zÍízen a provozován za jiným úelem než energetické zaÍízení. Zde zm na form y energie není cílem , nýbrž prostÍedkem k dosažení jiného úelu. Energetický dopravní systém jako podsystém (subsystém ) energetického systém u je souhrnem všech technických zaÍízení sloužících k doprav energie rçzných forem . 1/ 2/ 3/ 4/ 5/

1/ 2/ 3/ 4/ 5/ 6/ 7/

Energetické subsystém y: systém tžby, zpracování, dopravy a spotÍeby tuhých paliv systém tžby, dopravy, zpracování a spotÍeby kapalných paliv systém tžby (výroby) plynných paliv, jeho dopravu, skladování a spotÍebu elektroenergetický systém - tj. výrobu, pÍenos, distribuci a spotÍebu elektÍiny; systém centralizovaného zásobování teplem , tj. výrobu tepla ve výtopnách, teplárnách a elektrárnách s odbrem tepla, jeho pÍenos napájei, rozvod tepelným i sítm i a jeho spotÍebu.

Hlavní technické druhy dopravy jsou: železniní doprava (vlaková) silniní doprava (autom obilová) vodní doprava (nám oÍní a Ííní) potrubní doprava pásová a lanopásová doprava doprava elektrické energie po vedení manipulaní a pÍekládací stroje (jeÍáby)

Sylabus pøednášek DES

-1-

Miroslav Vítek K316 FEL ÈVUT

2.

Kvalitativní parametry dodávky rçzných forem energie.

Parametry energetických dopravních systémç jsou ty jejich vlastnosti, které um ožÁují pÍenést (dopravit) nositele energie z jednoho m ísta do druhého tak, aby byla dosažena potÍebná kvalita a kvantita dopravované form y energie v cílovém (odbrném , pÍedacím ) bod systém u. Parametry pÍepravované formy energie (respektive param etry jejího nositele) jsou zpravidla pÍedepsány technickou norm ou. Na územ í R platí norm y SN, které jsou do znané m íry sjednoceny s evropským i norm am i EEN. Výbr (sestava) param etrç form y energie, které je vhodné norm ativn pÍedepisovat závisí, pÍedevším na druhu nositele dané form y energie.

Tab. I - Normované parametry rçzných forem energie . . Forma energie

elektÍina

Parametr

Normované hodnoty

naptí

kolísání ± 5% na NN

frekvence

50 Hz ± 0,5 Hz

zabezpeenost

max.15 min.výpadek (z = v

0,999)

teplota CZ teplem

kolísání v záv.na typu

tlak

dtto

zabezpeenost

max. 5 hod. výpadek

tlak plyn

kolísání v záv. na typu

složení

výhÍevnost, bez kyslíku

zabezpeenost uhlí (pevná paliva) stlaený plyn


složení (výhÍevnost)

obsah síry, popele, vody

tlak

kolísání ± 30 %

-2-


Tab.

II

-

Dimenzované

parametry

druh systému

dopravních

energetických

systémç

dimenzovaný parametr

elektøina

prùøez vedení s ohledem na dovolený úbytek naptí, dovolené oteplení, dovolené mechanické namáhání a odolnost proti zkratu elektrická izolace s ohledem na pÍeptí

CZ teplem

svìtlost potrubí s ohledem na tlakové ztráty a dodržení pÍepravovaného množství (pÍepravní rychlost) tlouška stìny potrubí s ohledem na tlak a mechanické namáhání díky tepelné roztažnosti a zavšení potrubí tepelná izolace s ohledem na dodržení tepelného spádu

Obr. 1 - Schéma elektrizaní soustavy R


-3-


3.

PÍenos a distribuce elektÍiny.

Elektrické parametry stejnosmrných a stÍídavých vedení Rodpor, rezistance, jednotka [S], ve výpotech vedení se uvažuje vždy, m rný odpor [Sm m 2/m ] XL induktivní reaktance BC kapacitní adm itance G inný svod zpçsobený prçsakem izolací, koronou a dielektrickým i ztrátam i. NapÙové hladiny: pÍenosová soustava, 400 + 200 kV j=1 distribuní soustava 110 kV (vvn) j=3, 22 kV (vn) j=5, 0,4 kV (nn) j=7 Úbytek naptí a ztráty výkonu a práce vycházím e z Ohm ova zákona:

kde

U je naptí [V] I proud [A] R inný odpor [S] a s obou Kirchhofových zákonç (souet proudç v uzlu a souet naptí ve sm yce je roven nule). U sériového Íazení odporç se výsledný odpor rovná soutu tchto jednotlivých odporç a naptí se na odpory rozdlí v pÍím ém pom ru k odporçm . U paralelního Íazení odporç se výsledný odpor rovná soutu pÍevrácených hodnot, tedy je m enší než nejm enší odpor vtve. Celkový proud se rozdlí také v nepÍím ém pom ru odporç jednotlivých vtví.

(2)

Maxim ální úbytek naptí na ss vedení konstantního prçÍezu s více odbry napájeném z jedné strany vzniká na konci vedení u posledního odbratele a vypoítá se: )U m axim ální úbytek naptí (na konci vedení u posledního odbru) [V] D m rný odpor vodie [Sm m 2/m ] s prçÍez vodie [m m 2] li délka i-tého úseku vedení (m ezi odbry) [m ] Ij j-tý odbr [A] Ztráty výkonu Joulovým teplem se vypoítají analogicky, pouze úsekové proudy se um ocní na druhou: kde

(3)

SS vedení napájené ze dvou stran Nejprve je tÍeba urit napájecí proudy z obou napájecích bodç. Proud z levé strany se vypoítá jako podíl proudového m om entu vedení poítaného z pravé strany lom eno celkovou délkou vedení. Druhý proud (proud z prava) pak dopoítám e jako rozdíl celkového proudu dovedení m én proud z levé strany. Po té urím e proudy tekoucí v jednotlivých úsecích vedení postupným odeítáním zátží od napájecího proudu z jedné strany. U té zátže, kde se stékají proudy z prava a z leva, vedení pom ysln rozÍíznem e a poítám e úbytek naptí klasicky jako u vedení napájené z jedné strany. Kontrola správnosti výpotu úbytek naptí z prava se m usí rovnat úbytku naptí z leva. Vedení s odstupÁovaným prçÍezem Metoda konstantní proudové hodnoty - m inim alizuje ztráty na vedení. Metoda m inim ální váhy (objem u) vedení - m inim alizuje spotÍebu m ateriálu. Pro ob dv m etody platí om ezení, že m axim ální úbytek naptí nesm í být vtší než dovolený: ) U # ) U dov. Transfigurace hvzdy na trojúhelník a opan


-4-


Obecná teorie uzlu Pro Íešení složitých uzavÍených sítí. Náhradní elektrická schémata a fázorové diagramy vedení nn, pÍi výpotech uvažujem e pouze R; dlouhé vedení nn a krátké vn (R + X L); dlouhé vn (nebo kabelové vn) nebo krátké vvn, uvažujem e s R, X L a B; dlouhé vvn nebo zvn, uvažujem e s R, X L, B a G. Výpoet provozních parametrç vedení vvn. PÍesná m etoda - Blondelovy konstanty. Náhradní lánky T a (. Breitfeldova m etoda. Stabilita pÍenosu Statická a dynam ická stabilita vedení inný pÍenášený výkon v jedné fázi: P = (U 1 U 2 sin*)/X Jalový pÍenášený výkon v jedné fázi: Q = (U 1 U 2 cos*)/X - U 22/X kde U 1, U 2 je abs. hodnota fázoru fázového naptí na zaátku resp. na konci vedení * fázový úhel posunu m ezi naptím na zaátku a na konci vedení X induktivní reaktance vedení Ferrantiho jev a pÍirozený výkon vedení. U nezatíženého vedení, vlivem kapacitního proudu a úbytku naptí na odporu vedení je fázor naptí na konci vedení absolutn vtší než na zaátku. PÍirozený výkon vedení je takový pÍenášený výkon pÍi jehož pÍenosu se vzájem n kom penzuje vliv indukce a kapacity vedení a dochází tím k m inim álním ztrátám pÍenášeného výkonu. S pÍ = U sdr2/Z vl Z vl je vlnová ipedance vedení a je to odm ocnina z pomru induktivní reaktance ku kapacitní adm itanci pÍi zanedbání inných složek pom r Z vl = %(L/C)


-5-


4.

OceÁování ztrát elektÍiny.

Diagramy zatížení Závislost zatížení na ase, tÍi asové periody - den, týden, rok. Diagram trvání zatížení - trvání urité hodnoty výkonu nebo vtší. Dané zatížení se souhrnn v roce vyskytuje, tak dlouho, jak ukazuje kÍivka trvání výkonu. Diagram trvání zatížení je tedy m onotónn klesající funkce P = f(t). Entropicky (obsahem inform ace) je m nohem chudší než diagram zatížení, protože digram trvání zatížení je m ožno odvodit z diagram u zatížení nikoliv však opan. Prçbh ztraceného výkonu (diagram ztrát) zvyšuje diagram zatížení odbratele a m á tendenci jej "zešpiaÙovat". Tzn. diagram zatížení u zdrojç (elektráren) je díky ztrátám , které kvadraticky závisí na zatížení m nohem špiatjší než diagram zatížení u odbratelç. Doba využití maxima je doba, za kterou by se pÍi m axim álním výkonu spotÍebovalo, resp. vyrobilo stejné m nožství elektrické energie jako pÍi prom nlivém zatížení bhem sledovaného období. Lze ji vypoíst dle vztahu:

(6)

kde

T m je T

doba využití m axim a [h] sledované období, za které se doba využití m axim a poítá, nejastji rok (8760 hodin) [h] P(t) okam žité zatížení v ase t ve sledovaném období [kW ] Pm m axim ální zatížení ve sledovaném období [kW ] WT celkov spotÍebovaná resp. vyrobená el. práce ve sledovaném období Doba plných ztrát je doba, za kterou by se pÍi m axim álním pÍenášeném výkonu ztratilo ve vedeních stejné m nožství elektrické energie jako pÍi prom nlivém zatížení bhem sledovaného období. Je dána analogicky jako doba využití m axim a podílem celkových ztrát k m axim álním u ztrátovém u výkonu.

(7)

Klasifikace odbratelç Odbratele je m ožno rozdlit do tyÍ skupin podle charakteru (pÍedevším cyklinosti) odbru: 1/ sezónní odbratelé jejichž odbr je závislý na období v roce a m çže m ít i týdenní a denní cykly. Jedná se napÍ. o cukrovar, pouliní osvtlení, elektrické vytápní, sušiku obilí, lyžaÍský vlek apod., 2/ odbratelé pracující s týdenním cyklem a nepravideln, tj. odbratele u kterých se nedá najít závislost zatížení na období v roce, m ohou m ít týdenní a denní cykly, jsou charakteristití svým "nejhorším " denním diagram em zatížení v pracovní den. Jako pÍíklad lze uvést dom ácnosti, rçzné prçm yslové provozy, elektrickou trakci, provozovny služeb, úÍady, školy, spoje atd., 3/ odbratelé odebírající pouze s denním cyklem zatížení m ající stejný DDZ po celý rok. Do této kategorie patÍí napÍ. elektrický ohÍev teplé užitkové vody, nepÍetržité provozy tžkého strojírenství, vlastní spotÍeba el. stanic apod., 4/ typití odbratelé m ající DDZ podobný DDZ ES, tzn. že m axim ální zatížení m ají ve špikových pásm ech DDZ ES, m inim a v provalech zatížení DDZ ES. S uritým zjednodušením jsou to všechny bžné prçm yslové provozy, ztráty na vedeních a transform átorech vyšších naptí apod. Klasifikace zdrojç Zdroje v ES dlím e rovnž na tyÍi základní typy podle jejich funkce v ES, regulovatelnosti a charakteru Íetzce pÍem n forem energie v daném typu zdroje elektÍiny: 1/ zdroje základní, neregulované bhem dne (aÙ už z technických i ekonom ických dçvodç); vyrábjící elektÍinu pÍem nou z prim ární form y energie, napÍ. z paliva a kryjící konstantní zatížení bhem dne. Zpravidla m ají nízké prom nné provozní náklady a vysoké investiní náklady (JE, prçtoné vodní elektrárny, apod.). 2/ Zdroje pološpikové, regulovatelné pom alu a v om ezeném rozsahu, kryjící pološpikové zatížení ES a vyrábjící elektÍinu také pÍem nou z prim ární form y energie (napÍ. uhelné kondenzaní elektrárny - KE, m oderní uhelné bloky - MUB (PCB), s paroplynovým cyklem - PPE (CCGT)). 3/ Zdroje špikové, pružn regulovatelné (rychle a ve velkém výkonovém rozsahu), vyrábjící elektÍinu rovnž pÍem nou z prim ární form y energie, pÍiem ž kryjí špikové zatížení ES (akum ulaní vodní elektrárny - AVE, elektrárny s plynovým i spalovacím i turbínam i - PE (SCGT), Sylabus pøednášek DES

-6-


4/

atd.). Zpravidla m ají vysoké prom nné provozní náklady (palivové) a nízké investiní náklady (krom AVE). Akumulátory, pružn regulovatelné zdroje-spotÍebie, které ovšem prakticky nejsou schopny "nov" vyrobit elektrickou energii, pouze tuto energii "pÍesunují" z období pÍebytku do období nedostatku bhem periody "pÍebití" (pÍeerpání) která je om ezena jejich kapacitou (hlavn PVE).

Marginální náklady jsou obecn náklady na zvýšení produkce o jednotku diferenciáln resp. diferenn:

(8) kde

MC jsou m arginální náklady na zvýšení výroby TC celkové náklady (total cost) závislé na objem u výroby Q

[K/jednotka produkce] [K/jednotka produkce] [jednotka produkce]

objem výroby

Pokud chce firm a m axim alizovat zisk, m usí vyrábt a prodávat takové m nožství produkce, pÍi níž se rovnají m arginální náklady m arginálním tržbám firm y. Výrobní náklady elektÍiny v elektrizaní soustav:

(9) kde

Nv Np a Nw Pm Wr

jsou výrobní náklady stálá a prom nná složka výrobních nákladç roní m axim ální zatížení odebraná elektrická energie za rok

[K] [K] [kW ] [kW h]

Prçm rné m rné výrobní náklady elektÍiny n v pak jsou:

(10)

Krátkodobé marginální náklady na elektÍinu jsou v podstat pom rným pÍírçstkem prom nných nákladç v ES, vycházejících ze zm ny palivových nákladç provozn nejdražších elektráren, jež jsou podle pravidel pro optim ální krytí diagram u zatížení zaÍazovány naposledy, tedy pro dodávku energie v odbrových špikách. V krátkodobých m arginálních nákladech se neobjevuje stálá složka nákladç (náklady na opatÍení a údržbu výkonu), protože se nem ní park zdrojç elektÍiny. V širším slova sm yslu krátkodobé m arginální náklady krom zm ny palivových nákladç zahrnují i zm nu nákladç nedodávky elektrického výkonu a práce (ztráty a škody u dodavatelç i odbratelç elektÍiny plynoucí z výpadkç dodávky) vyplývající z urité úrovn zabezpeenosti m enší než jedna. Dlouhodobé marginální náklady na elektÍinu krom zm ny prom nných nákladç ješt zm ny nákladç stálých, protože v dlouhém období je m ožné m nit skladbu zdrojç elektÍiny výstavbou nových a rekonstrukcí i vyÍazováním dosavadních. PÍi ideálním rozvoji soustavy dochází k rovnosti dlouhodobých a krátkodobých nákladç. Dlouhodobé m arginální náklady vypotené m etodou reprezentantç jsou vlastn m rné výrobní náklady závrných elektráren a sítí:

(11) kde

n mr kz km k vs kr n iE n iS

... ... ... ... ... ... ...

a TžE a TžS

... ...


roní dlouhodobé m arginální náklady [K/kW ] koeficient ztrát v sítích soustavy [-] koeficient úasti m axim a odbratele na m axim u soustavy [-] koeficient vlastní spotÍeby elektráren [-] koeficient zálohy výkonu v závrných elektrárnách [-] m rné investiní náklady nových (závrných) elektráren [K/kW ] m rné investiní náklady nových (závrných) elektrických sítí pro dopravu elektrického výkonu od výroben k novém u odbrateli [K/kW ] asová pom rná anuita za dobu ekonom ické životnosti závrných elektráren asová pom rná anuita za dobu ekonom ické životnosti T ž závrných sítí

-7-


(12)

kde

q r Tž

... ... ...

úroitel q = 1 + r úroková m íra (diskontní sazba) doba ekonom ické životnosti [rok]

p psE

...

p psS n wE

... ...

roní pom rné stálé provozní náklady závrných elektráren (m zdy, m ateriál, nakupované služby, údržba, režie) [-] roní pom rné stálé provozní náklady závrných sítí [-] m rné prom nné náklady výroby elektÍiny v závrné elektrárn [K/kW h]

Pro ocenní odbratele (ztrát) odebírajícího podle uritého DDZ periodicky celý rok za pÍedpokladç kom binace jaderné elektrárny a pÍeerpávací vodní elektrárny jako závrných zdrojç (JE+PVE) platí vzorec:

(13) kde

p A je pV

podíl JE na krytí m axim a zatížení odbratele, pro typického odbratele v eské ES platí p A = 0,0462 T m/365 pro T m # 2555 h p A = 0,0448 + 0,0398 T m/365 pro T m > 2555 h podíl PVE na krytí m axim a zatížení odbratele, pro typického odbratele platí, že p V = 1-p A


-8-


5. 6. 7. 8. 9.

Hospodárný prçÍez elektrického vedení. Závislost investiních nákladç a nákladç na ztráty elektÍiny na prçÍezu vedení. Postup návrhu prçÍezu elektrického vedení. Ekonom ické kritérium a technická om ezení. Zkraty a pÍeptí. Optimalizace provozu a návrhu transformovny. Závislost nákladç na zatížení, pÍechodový výkon, klasifikace elektrických stanic, koordinace izolace, mÍící a jisticí pÍístroje v elektrických stanicích. Hospodárná kom penzace úiníku. Zpçsoby a úel kom penzace úiníku a zachování harm onické kÍivky. Navrhování distribuních rozvodných soustav. Podnikání v rozvodu elektÍiny, kriteria efektivnosti podnikatelských zám rç. Elektrizaní zákon.


-9-


10.

Návrh hospodárné svtlosti potrubí tepelných napájeç.

Systém y CZT se Íeší v zásad bu jako jednostupÁové (bez pÍedávacích stanic), nebo dvoustupÁové (s pÍedávacím i stanicem i). Tepelné sít se dlí a/ podle druhu nositele tepla na parní nebo vodní b/ podle potu potrubí na jednotrubkové, dvoutrubkové a tÍítrubkové c/ podle pçdorysného uspoÍádání na sít paprskové i okružní d/ podle um ístní na nadzem ní nebo podzem ní. vody: vtší m rná teplárenská výroba elektrické energie zachování kondenzátu v teplárn m ožnost centrální regulace zm nou teploty nebo hydraulických stavç vyšší úinnost, tím že odpadnou ztráty kondenzátu i páry a m enším hydraulickým odporem v potrubí vyšší akum ulaní schopnost vodní soustavy. Nevýhody: vtší spotÍeba elektrické práce na erpání vtší ztráty teplonosné látky pÍi poruše trubky (dané m rnou hm otností), pÍi m alé poruše m ohou parní sít zçstat v provozu, kdežto vodní se m usí odstavit velká hm otnost teplonosné látky a její nestlaitelnost je spojena s nebezpeím poruch zpçsobeným velkým i rozdíly tlakç v soustav (v terénu s velkým i výškovým i rozdíly a zvlášÙ pÍi rychlých pÍechodných jevech, regulaci apod.). Výhody -

Prçtok tekutiny potrubím, rovnice kontinuity.

(14)

kde

M h je hm otnostní tok teplonosné látky (m édia) [kg/s] Qh tepelný tok (tepelný výkon) [W ] )i rozdíl entalpií m édia (tepelného obsahu jednotky hm oty) v pÍívodním a vratném potrubí [kJ/kg] c tepelná jím avost m édia [kJ/kgEK] )t rozdíl teplot m édia v pÍívodním a vratném potrubí [EK]

Bernouliho rovnice (pro proudní kapalin, které jsou nestlaitelné):

(15)

kde

M je k

hm otnostní tok hustota

[kg/s] [kg/m 3]

integrální tvar pro technickou praxi v tlakových jednotkách:

(16)

kde

)p je

rozdíl tlakç v trubce o prçÍezu 1 oproti tlaku v trubce o prçÍezu 2 zpçsobený tlakovým i ztrátam i díky proudní

Tlakové ztráty v potrubí kruhového prçÍezu:

(17)


- 10 -


)p je tlaková ztráta l délka trubky d prçm r trubky 8 souinitel hydraulického tÍení Pro lam inární proudní je 8=64/Re Odhad prçm ru potrubí z rovnice kontinuity: kde

[Pa] [m ] [m ]

(18)

kde M je prçtoné m nožství Výpoet svtlosti trubky z dané hodnoty tlakové ztráty:

[t/h]

(19) kde

)p je L d 8 V M w

tlaková ztráta ekvivalentní (úhrnná) délka potrubí prçm r trubky souinitel hydraulického tÍení objem ové prçtoné m nožství hm otnostní prçtoné m nožství rychlost proudní

[Pa] [m ] [m ] [m 3/s] [kg/s] [m /s]

Závislost investiních a provozních nákladç napájee na svtlosti potrubí. Technická om ezení.


- 11 -


11.

Optimalizace tloušÙky tepelné izolace potrubí tepelných sítí.

Tepelná vodivost, problem atika vlhkosti, ztráty tepla. Závislost investiních a provozních nákladç na tloušÙce tepelné izolace.


- 12 -


12.

Dimenzování plynovodních potrubí z ekonomického hlediska. Proudní plynç potrubím , stavová rovnice plynu, Bernouliho rovnice pro páry a plyny. Rovnice kontinuity:

(20) rovnice pro izoterm ický prçtok potrubím :

(21)

rovnice tlakových ztrát v diferenciálním tvaru:

(22)

kde

s je w p D 8 l d

vnitÍní prçÍez potrubí [m 2] rychlost proudní plynu potrubím (nízkotlak 3-15 m /s, stÍedotlak 5-20 m /s) [m /s] tlak plynu v potrubí [kPa] hustota plynu [kg/m 3] souinitel hydraulického tÍení (u svítiplynu a zem ního plynu lze uvažovat ve výši 0,024) délka potrubí [m ] vnitÍní prçm r (svtlost) trubky [m ]

Slouením tchto rovnic dostanem e:

(23)

Po integraci a dosazení okrajových podm ínek: l1 = 0 a l2 = l dostanem e:

(24)

Z této rovnice lze urit prçbh rychlostí a tlaku v trubce v závislosti na délce potrubí a lze s ní urit i tlakovou ztrátu v urité vzdálenosti od zaátku. Levou stranu (55) lze upravit rozkladem rozdílu tvercç:

(25)

Rovnice ? bude m ít pak po dosazení (57) tvar pro iteraci:

(26)

kde

)p z jsou ps

tlakové ztráty plynu v potrubí o délce l stÍední tlak plynu v potrubí

[kPa] [kPa]

Návrh vnitÍního prçm ru (dim enze) plynového potrubí se dlá na základ urení m axim álního prçtoného m nožství plynu:


- 13 -


(27)

kde

Q mp je q pi ni k mp i m

m axim ální výpotová hodnota prçtoku plynu specifická (jm enovitá) hodnota spotÍeby plynu odbrné jednotky i-tého typu poet jednotek i-tého typu souinitel soudobosti pro i-tý typ odbrné jednotky poet typç odbrných jednotek

[m 3/h] [m 3/h]

Dim enze u nízkotlaku:

kde

k = 0,0182 pro svítiplyn k = 0,192 pro zem ní plyn l délka potrubí m ezi body 1 a 2

u stÍedotlaku:

(29)

kde

k p je k vz

hustota plynu hustota vzduchu (pÍi 0EC a tlaku 0,101325 MPa je 1,293 kg/m 3)


- 14 -

[kg/m 3]


13.

Doprava kapalných paliv.


- 15 -


14. M rné dopravní náklady železniní, silniní a lodní dopravy energie. Trakní práce

(30) kde

A je trakní práce Q tíha vlaku l délka trat p jízdní odpor

[t.km ] [MN] [km ] [kN/MN]

m rná spotÍeba paliva

(31)

kde

m pal je m rná spotÍeba paliva q pal výhÍevnost paliva 0 úinnost p jízdní odpor

[kg/1000.km ] [kJ/kg] [km ] [kN/MN]

pom rné užitené vytížení vlakç:

(32)

kde

A u je užitená trakní práce Ac celková trakní práce Q tíha M hm otnost hm otnostní výkon:

[t.km ] [t.km ] [MN] [t]

(33)

kde

P h je Pt

hm otnostní výkon výkon

[kW /t] [kW ]

m rná spotÍeba energie:

(34)

kde

[J/10 3.km ] [km /h]

s pal je m rná spotÍeba energie v rychlost

Porovnání systém ç pom ocí mrných dopravních nákladç.


- 16 -


Literatura: Klím a J., Jarolím ek M.: Ekonom ika pÍenosu elektrické energie I. Skriptum VUT FEL, Praha 1980. Majer P.: Energetické dopravní systém y II. Skriptum VUT FEL, Praha 1984. Šrytr P. a kol.: Inženýrské sít. Skriptum VUT FSv, Praha 1992. Pavlovský B.: Elektrické sít v m stech a sídlištích. SNTL Praha 1975. Riedl R.: HospodaÍení s energiem i. SNTL Praha 1971. Cikhart J. a kol.: Soustavy centralizovaného zásobování teplem . SNTL Praha 1989. VLACH V. a kol.: Zásobování teplem a teplárenství. SNTL Praha 1989. MATNA Š a kol.: Výroba a rozvod el. energie. SNTL Praha 1978.


- 17 -


Curicculum of lectures of subject

Energy Transport Systems (DES) Field: econom ics Year: 5 Volum e: 2+2 Lecturer: Ing. M iroslav Vítek, CSc. W eek

Sem estr: w inter School Year: 1997/98

Type of Subj.: S

Content

1.

Transport system s of electricity, heat, gas, oil and coal. Classification.

2.

Quality param eters of supply of various form s of energy.

3.

Calculation of voltage decrease and electricity losses. Operation param etres of long electrical lines.

4.

Appriciation of electricity losses.

5.

Econom ical cross-section of electrical line.

6.

Order of desing of cross-section of electrical line.

7.

Optim ization of operation and desing of transform er station.

8.

Econom ical com pensation of reactive power

9.

Desing of power distribution system s

10.

Desing of econom ical inside diam eter of pipe for heating supply lines

11.

Optim ization of thikness of heat isolation of pipe heating networks

12.

Dim ensing of gas pipe from econom ical point of wiev

13.

Transport of liquid fuels

14.

Unit transport cost of railway, autom obil and ship sort of transport energy

Literature Chevalier, J.M., Barbat, P., Benzoni, L.: Économ ie de l'Energie. Paris, La Fondation Nationale des Siences Politiques & Dallor 1986. Majer P.: Energetické dopravní systém y II. Skriptum VUT FEL, Praha 1984. Šrytr P. a kol.: Inženýrské sít. Skriptum VUT FSv, Praha 1992. Horák K.: Výpoet elektrických sítí. SNTL Praha 1980. Pavlovský B.: Elektrické sít v m stech a sídlištích. SNTL Praha 1975. Riedl R.: HospodaÍení s energiem i. SNTL Praha 1971. Cikhart J. a kol.: Soustavy centralizovaného zásobování teplem . SNTL Praha 1989. VLACH V. a kol.: Zásobování teplem a teplárenství. SNTL Praha 1989. Marsch W .D.: Econom ics of Electric Utility Power Generation, Clarendon press, OXFORD, New-York 1980.


- 18 -


Ing. Miroslav Vítek, CSc

Recommend Documents