Введение 8
1. Анализ режима работы системы теплоснабжения. Обоснование перспективного
температурного графика 10
2. Расчет максимальных тепловых нагрузок и годового потребления 16
2.1. Расчетные тепловые нагрузки 16
2.1.1. Отопительная нагрузка 16
2.1.2. Тепловая нагрузка на вентиляцию 17
2.1.3. Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение 18
2.2. Пример расчета тепловых нагрузок по видам потребления для корпуса №428 19
2.2.1. Отопительная нагрузка 19
2.2.2. Тепловая нагрузка на вентиляцию 19
2.2.3. Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение 20
3. Расчет расхода теплоносителя при температурном графике 130/80, 0 С 21
3.1. Методика расчета расходов теплоносителя 21
3.1.1. Расчет расходов теплоносителя на отопление 21
3.1.2. Расчет расходов теплоносителя на вентиляцию 21
3.1.3. Расчет расходов теплоносителя на ГВС 22
3.1.4. Расчет общих расходов сетевой воды 22
3.2. Пример расчета расходов по видам потребления и общих расходов сетевой воды
для корпуса № 428 22
3.2.1. Расчет расходов теплоносителя на отопление 22
3.2.2. Расчет расходов теплоносителя на вентиляцию 23
3.2.3. Расчет расходов теплоносителя на ГВС 23
3.2.4 Расчет общих расходов сетевой воды 24
4. Энергетическое обследование объектов теплопотребления ООО “Томскнефтехим” .... 26
4.1. Описание парка приборов 26
4.2. Программа энергетического обследования объектов ООО “Томскнефтехим” 27
4.3. Результаты энергетического обследования 30
5. Моделирование тепловых режимов приточных вентиляционных камер 36
5.1. Методика инженерного расчета вентиляционных камер 36
5.1.1. Определение расчетной теплопроизводительности калориферной установки
при заданной температуре воды в обратном трубопроводе 36
5.1.2. Определение расчетной температуры обратной воды от калориферной
установки при заданной ее теплопроизводительности 41
5.2. Методика автоматизированного расчета вентиляционных камер 48
5.2.1. Текст программы для определения расчетной теплопроизводительности
отопительно-вентиляционного агрегата при заданной температуре воды в обратном трубопроводе 48
5.2.2. Текст программы для определения расчетной температуры обратной воды
отопительно-вентиляционного агрегата при заданной теплопроизводительности установки 50
5.2.3. Инструкция по формированию файла с исходными данными для определения
расчетной теплопроизводительности отопительно-вентиляционного агрегата 54
5.2.4. Инструкция по формированию файла с исходными данными для определения расчетной температуры обратной воды по известной теплопроизводительности
установки 55
5.3. Пример расчета вентиляционных камер для корпуса 420 приточная установка П-1 .. 56
6. Гидравлический расчет тепловой сети 65
6.1. Методика инженерного расчета 65
6.1.1. Расчетные зависимости 66
6.1.2. Поверочный гидравлический расчет двухтрубной водяной сети 69
6.1.3. Построение пьезометрического графика 72
6.2. Методика автоматизированного расчета 73
6.2.1. Текст программы для гидравлического расчета двухтрубных тупиковых
водяных тепловых сетей 76
6.2.2. Инструкция по формированию файла с исходными данными для
гидравлического расчета двухтрубных тупиковых водяных тепловых сетей 77
6.3. Гидравлический расчет магистрального участка тепловой сети
ООО “Томскнефтехим” 78
7. Разработка рекомендации по реконструкции тепловых узлов 87
7.1. Варианты реконструкции тепловых узлов 87
7.1.1. Реконструкция с применением элеваторной схемы присоединения системы
отопления 87
7.1.2. Реконструкция с применением дроссельной диафрагмы 89
7.1.3. Реконструкция с применением балансировочного клапана 91
7.2. Примеры расчета вариантов реконструкции тепловых узлов 96
7.2.1. Реконструкция теплового узла корпуса номер 417 с применением элеватора 96
7.2.2. Реконструкция теплового узла корпуса номер 414 с применением дроссельной
шайбы 97
7.2.3. Реконструкция узла корпуса номер 1113 с применением балансировочного
клапана 98
8. Технико-экономический расчет 100
9. Автоматизированные системы контроля и регулирования температуры 106
9.1. Краткое описание технологического оборудования 106
9.2. Постановка задачи автоматического контроля и регулирования (АКиР) объекта 106
9.3. Разработка функциональной схемы контроля и автоматического регулирования
объекта 107
9.4. Выбор средств измерений и регулирования и составления заказной
спецификации 108
10. Производственная экологическая безопасность при монтаже и эксплуатации
ИТП 110
10.1. Производственная безопасность 110
10.2. Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 113
10.3. Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 120
10.4. Экологическая безопасность 123
10.5. Безопасность чрезвычайных ситуаций 124
10.6. Расчет искусственного освещения ИТП 126
Заключение 129
Список литературы 131
ООО «Томскнефтехим» является дочерним предприятием СИБУРа и одним из крупнейших российских производителей полимеров - полипропилена и полиэтилена высокого давления. «Томскнефтехим» - первое производство в России, где освоен выпуск титанмагниевого катализатора, который по целому ряду параметров превосходит традиционно применяемые на производствах полипропилена каталитические системы.
В состав мощностей предприятия входит производство мономеров — этилена и пропилена установленной мощностью 300 тысяч тонн и 150 тысяч тонн в год, соответственно, которые полностью обеспечивают сырьем производство полимеров.
На предприятии действуют производство полипропилена (мощность — свыше 115 тыс. тонн в год), полиэтилена высокого давления (мощность — свыше 240 тыс. тонн в год), а также установки по выпуску формалина и карбамидных смол.
Производственная инфраструктура «Томскнефтехима» включает в себя современный товарно-сырьевой парк, разгрузо-погрузочный комплекс, предназначенный для работы с крупнотоннажными контейнерами, и систему паллетирования сырья и готовой продукции. Транспортировку сырья и готовой продукции предприятия обеспечивает железнодорожный и автотранспортный парк.
На базе «Томскнефтехима» функционирует ремонтно-механический комплекс, который позволяет осуществлять полноценный производственный цикл проведения ремонтных работ от поступления материала, изготовления запасных частей до их последующего применения для ремонта технологического оборудования. Также на базе предприятия действует научно-исследовательский и конструкторский центр, чьим направлением деятельности является разработка новой продукции, совершенствование технологических процессов и участие в разработке перспективных программ развития предприятия.
Основным направлением деятельности «Томскнефтехима» является переработка широкой фракции легких углеводородов с повышенным содержанием этана и производство полимеров.
Поставки сырья осуществляются по продуктопроводу с Южно- Балыкского газоперерабатывающего комплекса СИБУРа. Широкая фракция легких углеводородов поступает на пиролизные установки по выработке мономеров — этилена и пропилена, которые следуют на полимерные производства «Томскнефтехима». Конечная продукция поступает на внутренний рынок и экспорт. Поставки полипропилена также осуществляются на «Ортон» — предприятие СИБУРа в Кемерове, которое производит геосинтетический материал «Канвалан».
Номенклатура продукции «Томскнефтехима» из полипропилена насчитывает свыше 60 наименований, в том числе композиционные материалы на основе полипропилена и его сополимера с этиленом. Перечень готовой продукции из полиэтилена высокого давления содержит свыше 25 его наименований и композиций на его основе. Попутные продукты производства (бутилен-бутадиеновая фракция, фракция жидких продуктов пиролиза и тяжелая смола пиролиза) используются для производства синтетического каучука, ароматических углеродов (бензол) и техуглеродов.
Так как ООО «Томскнефтехим» является самым крупным промышленным предприятием в области и для обеспечения его работы потребляется большое количество энергоресурсов, следует отметить, что энергетическая эффективность систем производства, транспортировки и потребления энергоресурсов (в частности тепловых сетей) играет важную роль в работе предприятия.
Так же стоит отметить, что Томский нефтехимический комплекс, а стало быть, и система теплоснабжения предприятия, эксплуатируется уже более тридцати лет, что не может не повлиять на ее техническое состояние и энергоэффективность негативно. Исходя из вышеизложенного, сделан вывод о необходимости проведения обследования системы теплоснабжения на объекте, с целью повышения уровня его энергоэффективности.
Данная выпускная квалификационная работа является продолжением работ в рамках энергетического обследования, проведенного компанией ООО «ЦКЭСТ».
В данной выпускной квалификационной работе (ВКР) приведены способы разработки и реализации мероприятий по повышению уровня энергоэффективности системы теплоснабжения ООО «Томскнефтехим».
В данной выпускной квалификационной работе, в рамках проведенного ранее компанией ООО «ЦКЭСТ» энергетического обследования, был проведен анализ режима работы системы теплоснабжения ООО «Томский нефтехимический комбинат» и разработаны мероприятия по повышению энергоэффективности этой системы. Результатом анализа является заключение о низкой эффективности действующего режима работы системы теплоснабжения объекта и существенное отклонение фактических параметров теплоносителя от проектных значений.
Был предложен и обоснован альтернативный фактическому, более эффективный, температурный график (Рисунок 1.2.), и произведен расчет максимальных нагрузок для каждого корпуса-абонента, подключенного к сети теплоснабжения предприятия. При расчете нагрузок на отопление и вентиляцию использовался метод укрупненных показателей по наружному объему зданий. Для определения средней нагрузки ГВС использовались нормативные расходы горячей воды.
Анализ расчетных значений расходов показал, что на обеспечение нужд систем вентиляции приходится значительное количество теплоносителя и, в совокупности с тем фактором, что вентиляция на предприятии играет ключевую роль в процессе обеспечения безопасности работников, позволил сделать вывод о необходимости проведения поверочного расчета вентиляционных систем, расположенных в корпусах- абонентах тепловой сети. Для оптимизации, повышения надежности расчетов и их ускорения был предложен метод автоматизированного расчета с применением ЭВМ посредством программы, разработанной в среде Turbo Pascal (Раздел 5.). Так же анализ суммарного расчетного значения расхода теплоносителя и сравнение его с фактическим значением, показал, что при наладке системы теплоснабжения и приведении системы в расчетный режим работы будет возможно отключение одного из насосов, что в свою очередь позволит сэкономить до 900 тыс. кВт ч электроэнергии.
Проведенное инструментальное обследование на вводах в ТУ абонентов сети, выявило существенные отклонения параметров теплоносителя от нормативных значений, было установлено, что температура воды в обратной линии многих корпусов недопустимо завышена, что говорит о низкой эффективности отдачи тепла потребителю и наличии «недотопа».
Так же, проведенное инструментальное обследование начального магистрального участка сети теплоснабжения выявило наличие значительных потерь напора. Был произведен гидравлический расчет проблемного участка, построен пьезометрический график (Рисунок 6.4.), с целью установления причины столь высоких потерь, и сделано заключение о необходимости проверки участка на наличие нарушений в технологии прокладки и, при необходимости, замене трубопровода на данном участке. Для проведения гидравлического расчета, как и в случае с поверочным расчетом приточных установок, был предложен метод автоматизированного расчета с применением ЭВМ посредством программы, разработанной в среде Turbo Pascal.
Для решения проблемы ненормативных значений теплоносителя на выходе из систем отопления абонентов тепловой сети, были предложены различные варианты реконструкции ИТП. Для улучшения теплоотдачи в системах отопления и снижения расходов теплоносителя были предложены варианты реконструкции с применением элеваторов, балансировочных клапанов, дроссельных шайб. Так же в работе приведена методика расчета (подбора) данных устройств. (Раздел 7.) Реконструкция ТУ с применением предложенных решений позволит установить требуемые расчетные параметры и уровень расхода теплоносителя, что в свою очередь позволит осуществить экономию энергоресурсов.
В технико-экономических расчетах представлены локальная смета по проектированию и прокладке заменяемого магистрального участка трубопровода (таблица 8.1.) и сводный сметный расчет (таблица 8.3.).
В разделе «Производственная и экологическая безопасность при монтаже и эксплуатации ИТП» рассмотрены возможные вредные и опасные производственные факторы, приведены меры по их устранению или уменьшению до предельно допустимых норм. Рассмотрены возможные влияния на состояние окружающей среды, произведен расчет искусственного освещения помещения ИТП.
В качестве объекта автоматического регулирования была выбрана подающая линия на вводе в корпус №440. Цель регулирования - поддержание заданной температуры воды подающей линии путем подмешивания теплоносителя из обратной линии посредством балансировочного клапана.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
