СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ОТОПИТЕЛЬНОЙ КОТЕЛЬНОЙ П. ПЕРВОМАЙСКИЙ АГАПОВСКОГО РАЙОНА
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ П. ПЕРВОМАЙСКИЙ 6
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 7
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ ГАЗОВЫХ ВОДОГРЕЙНЫХ ЖАРОТРУБНЫХ КОТЛОВ 9ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ П. ПЕРВОМАЙСКИЙ 6
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 7
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ ГАЗОВЫХ ВОДОГРЕЙНЫХ ЖАРОТРУБНЫХ КОТЛОВ 9
4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ 12
4.1 Расчет тепловых нагрузок потребителей 12
4.2 Выбор типа котельного агрегата 17
4.3 Состав и количество продуктов сгорания 18
4.4 Расчет конструкции котельного агрегата 22
4.5 Тепловой баланс котла и расчет расхода топлива 25
4.6 Поверочный расчет топки 26
4.7 Поверочный расчет поворотной камеры 29
4.8 Поверочный расчет дымогарных труб второго хода 30
4.9 Расчет невязки теплового баланса водогрейного котла 32
4.10 Расчет тепловой схемы котельной 33
4.11 Тепловой расчет пластинчатого теплообменного аппарата 36
4.12 Выбор вспомогательного оборудования 48
5 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 52
5.1 Жаротрубный котел 53
5.2 Жаротрубные водогрейные котлы в сравнении с водотрубными 54
5.3 Особенности водного режима при эксплуатации современных
жаротрубных водогрейных котлов 54
5.4 Водоподготовка для жаротрубных котельных агрегатов 55
5.5 Способ химической очистки накипи и отложений в котлах 58
5.6 Устройство для импульсной очистки поверхностей нагрева жаротрубных и
газотрубных котлов 60
5.7 Расчетное определение потерь тепла в зависимости от толщины накипи на
поверхностях нагрева котла 62
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 68
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 72
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 77
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 80
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 85
10.1 Смета капитальных затрат на совершенствование тепловой схемы
отопительной котельной п. Первомайский 85
10.2 Расчет срока окупаемости проекта 86
10.3 Модель ранжирования проблем теплоэнергетики и теплотехники 88
10.4 Модель причинно-следственной диаграммы 89
10.5 Качественный анализ вариантов проектных решений 89
10.6 Модель поля сил реализации проекта 91
10.7 Планирование целей проекта в дереве 92
10.8 Планирование мероприятий по реализации проекта (график Ганта) 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
БИБЛИОГРАФИЧЕСИЙ СПИСОК 96
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ П. ПЕРВОМАЙСКИЙ 6
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 7
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ ГАЗОВЫХ ВОДОГРЕЙНЫХ ЖАРОТРУБНЫХ КОТЛОВ 9ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ П. ПЕРВОМАЙСКИЙ 6
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 7
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ ГАЗОВЫХ ВОДОГРЕЙНЫХ ЖАРОТРУБНЫХ КОТЛОВ 9
4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ 12
4.1 Расчет тепловых нагрузок потребителей 12
4.2 Выбор типа котельного агрегата 17
4.3 Состав и количество продуктов сгорания 18
4.4 Расчет конструкции котельного агрегата 22
4.5 Тепловой баланс котла и расчет расхода топлива 25
4.6 Поверочный расчет топки 26
4.7 Поверочный расчет поворотной камеры 29
4.8 Поверочный расчет дымогарных труб второго хода 30
4.9 Расчет невязки теплового баланса водогрейного котла 32
4.10 Расчет тепловой схемы котельной 33
4.11 Тепловой расчет пластинчатого теплообменного аппарата 36
4.12 Выбор вспомогательного оборудования 48
5 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 52
5.1 Жаротрубный котел 53
5.2 Жаротрубные водогрейные котлы в сравнении с водотрубными 54
5.3 Особенности водного режима при эксплуатации современных
жаротрубных водогрейных котлов 54
5.4 Водоподготовка для жаротрубных котельных агрегатов 55
5.5 Способ химической очистки накипи и отложений в котлах 58
5.6 Устройство для импульсной очистки поверхностей нагрева жаротрубных и
газотрубных котлов 60
5.7 Расчетное определение потерь тепла в зависимости от толщины накипи на
поверхностях нагрева котла 62
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 68
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 72
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 77
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 80
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 85
10.1 Смета капитальных затрат на совершенствование тепловой схемы
отопительной котельной п. Первомайский 85
10.2 Расчет срока окупаемости проекта 86
10.3 Модель ранжирования проблем теплоэнергетики и теплотехники 88
10.4 Модель причинно-следственной диаграммы 89
10.5 Качественный анализ вариантов проектных решений 89
10.6 Модель поля сил реализации проекта 91
10.7 Планирование целей проекта в дереве 92
10.8 Планирование мероприятий по реализации проекта (график Ганта) 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
БИБЛИОГРАФИЧЕСИЙ СПИСОК 96
Челябинская область находится в холодных климатических условиях. Зимой температуры могут достигать -40o C. Именно поэтому энергетический комплекс занимает очень важное место в жизни региона. На отопление и коммунально - бытовые услуги используется четверть тепловой энергии производимой в Челябинской области. Согласно стратегии социально-экономического развития Челябинской области до 2020 года предприняты следующие шаги развития энергетики: внедрение ресурсосберегающих технологий, внедрение
прогрессивных материалов, установку современной регулирующей аппаратуры, установку современного оборудования и приборов учета.
Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном - снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Местное теплоснабжение - снабжение теплом одного или несколько домов. Централизованные сети теплоснабжения имеют ряд преимуществ: снижение расходов топлива и сокращение затрат, использование низкосортного топлива, улучшение санитарного состояния жилых районов. Система централизованного теплоснабжения включает в себя источник тепловой энергии (котельная), тепловую сеть и теплопотребляющие установки. Именно такой вид теплоснабжения существует в поселке Первомайский. Источником тепловой энергии является котельная. Поселок расширялся, и вследствие этого возник дефицит тепла на отопление.
Рост централизации теплоснабжения, увеличение единичной мощности теплоисточников и протяженности тепловых сетей усложняют задачу обеспечения надежного, качественного теплоснабжения. Связывая источник теплоты с большим количеством потребителей, тепловые сети должны обеспечивать согласованную работу всех звеньев системы централизованного теплоснабжения.
Система централизованного теплоснабжения с момента ввода в эксплуатацию постоянно развивается за счет подключения к ней новых потребители и строительства новых участков тепловых сетей. В связи с этим на каждый конкретный отопительный сезон следует рассчитывать или корректировать эксплуатационные режимы, учитывающие фактическое состояние системы теплоснабжения.
Режимы работы тепловой сети подразделяют на тепловой и гидравлический. Тепловой режим сети определяет метод регулирования отпуска теплоты и задает соответствующий график температур в тепловой сети и системах теплопотребления. На основе температурных графиков определяют потребные расходы теплоносителя в системах теплопотребления зданий и в сетях. Гидравлический режим определяет требуемые давления в тепловых сетях и условия по созданию расчетной циркуляции теплоносителя и его распределению по всем подключенным потребителям. В отопительной котельной п. Первомайский применяется тепловой режим работы тепловой сети.
прогрессивных материалов, установку современной регулирующей аппаратуры, установку современного оборудования и приборов учета.
Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном - снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Местное теплоснабжение - снабжение теплом одного или несколько домов. Централизованные сети теплоснабжения имеют ряд преимуществ: снижение расходов топлива и сокращение затрат, использование низкосортного топлива, улучшение санитарного состояния жилых районов. Система централизованного теплоснабжения включает в себя источник тепловой энергии (котельная), тепловую сеть и теплопотребляющие установки. Именно такой вид теплоснабжения существует в поселке Первомайский. Источником тепловой энергии является котельная. Поселок расширялся, и вследствие этого возник дефицит тепла на отопление.
Рост централизации теплоснабжения, увеличение единичной мощности теплоисточников и протяженности тепловых сетей усложняют задачу обеспечения надежного, качественного теплоснабжения. Связывая источник теплоты с большим количеством потребителей, тепловые сети должны обеспечивать согласованную работу всех звеньев системы централизованного теплоснабжения.
Система централизованного теплоснабжения с момента ввода в эксплуатацию постоянно развивается за счет подключения к ней новых потребители и строительства новых участков тепловых сетей. В связи с этим на каждый конкретный отопительный сезон следует рассчитывать или корректировать эксплуатационные режимы, учитывающие фактическое состояние системы теплоснабжения.
Режимы работы тепловой сети подразделяют на тепловой и гидравлический. Тепловой режим сети определяет метод регулирования отпуска теплоты и задает соответствующий график температур в тепловой сети и системах теплопотребления. На основе температурных графиков определяют потребные расходы теплоносителя в системах теплопотребления зданий и в сетях. Гидравлический режим определяет требуемые давления в тепловых сетях и условия по созданию расчетной циркуляции теплоносителя и его распределению по всем подключенным потребителям. В отопительной котельной п. Первомайский применяется тепловой режим работы тепловой сети.
В выпускной квалификационной работе было предложено решение вопроса по совершенствованию тепловой схемы отопительной котельной п. Первомайский Агаповского района. Был произведен сравнительный анализ котельного агрегата I.V.A.R SuperRac 1220 и котлоагрегата КВ-ГМ-1,5-115Н в силу всех выявленных преимуществ целесообразна установка котельного агрегата I.V.A.R SuperRac 1220. Также был произведен расчет тепловых нагрузок на отопление жителей п. Первомайский. Суммарная тепловая нагрузка на отопление потребителей п. Первомайский составила 4,75651 МВт. По тепловой нагрузке обосновано, выбран котельный агрегат. По основным геометрическим размерам рассчитана площадь сечения жаровой трубы, объем жаровой трубы, сечение дымогарных труб второго хода, поверхность нагрева дымогарных труб. Произведен поверочный тепловой расчет котельного агрегата SuperRac 1220, величина невязки составила 0,45%.
Из расчета тепловой схемы котельной определены расходы теплоносителя через котельные агрегаты, расход воды на собственные нужды, расход тепла на отопление и вентиляцию котельного зала. Невязка расчета тепловой схемы котельной составила 0,59 %. В тепловом расчете пластинчатого теплообменного аппарата определены размеры теплообменных аппаратов. Выбрано дополнительное вспомогательное оборудование для работы котельной по двухконтурной схеме, а именно: циркуляционные насосы Wilo IL 125/160/3/4, и теплообменные аппараты «ALVA LAVAL» M10.
В научно-исследовательской части рассмотрены конструкции жаротрубных котельных агрегатов, особенности водного режима при эксплуатации современных жаротрубных котлов, водоподготовка для жаротрубных котельных агрегатов, также рассмотрены два способа очистки накипи и отложений с поверхностей нагрева жаротрубных котлов. При проведении расчета по определению потерь тепла в зависимости от толщины накипи на поверхностях нагрева. Снижение КПД котельного агрегата SuperRac 2100 составило 9,9 %.
В разделе энергосбережение рассматриваются стратегические цели развития теплоснабжения, основные направления энергосбережения в теплоснабжении.
Рассчитан перерасход природного газа при забитом котле отложениями и чистом котле, который составил АВ=154.291 тыс.м3/год.
Кроме того, для обеспечения экологической безопасности работы котельной выполнен расчет дымовой трубы, установленной на котельной. На основании расчет можно сделать вывод, что дымовая труба обеспечивает нормы ПДК.
В разделе автоматизации рассмотрена автоматизация производственных процессов, решения по функциональной структуре системы, решения по информационному обеспечению, решения по техническому обеспечению.
В разделе экономика и управление рассматривается 2 варианта дальнейшей работы котельной п. Первомайский организация двухконтурной тепловой схемы с
ЮУрГУ-13.04.01.2018.246.06 ПЗ Лист
94
Ли Изм. № докум. Подп. Дат
помощью установки теплообменных аппаратов типа «труба в трубе» или с помощью установки пластинчатых теплообменных аппаратов.
Срок окупаемости проекта составил 1.24 года.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены мероприятия по обеспечению комфортных условий труда для оператора котельной. Основные мероприятия, обеспечивающие безопасность технологических процессов, и технические средства безопасности.
В графической части выпускной квалификационной работы представлено 5 листов чертежей формата А1, 2 демонстрационных листа формата А1.
Чертежи выполнены с применением системы автоматизированного
проектирования «КОМПАС».
Из расчета тепловой схемы котельной определены расходы теплоносителя через котельные агрегаты, расход воды на собственные нужды, расход тепла на отопление и вентиляцию котельного зала. Невязка расчета тепловой схемы котельной составила 0,59 %. В тепловом расчете пластинчатого теплообменного аппарата определены размеры теплообменных аппаратов. Выбрано дополнительное вспомогательное оборудование для работы котельной по двухконтурной схеме, а именно: циркуляционные насосы Wilo IL 125/160/3/4, и теплообменные аппараты «ALVA LAVAL» M10.
В научно-исследовательской части рассмотрены конструкции жаротрубных котельных агрегатов, особенности водного режима при эксплуатации современных жаротрубных котлов, водоподготовка для жаротрубных котельных агрегатов, также рассмотрены два способа очистки накипи и отложений с поверхностей нагрева жаротрубных котлов. При проведении расчета по определению потерь тепла в зависимости от толщины накипи на поверхностях нагрева. Снижение КПД котельного агрегата SuperRac 2100 составило 9,9 %.
В разделе энергосбережение рассматриваются стратегические цели развития теплоснабжения, основные направления энергосбережения в теплоснабжении.
Рассчитан перерасход природного газа при забитом котле отложениями и чистом котле, который составил АВ=154.291 тыс.м3/год.
Кроме того, для обеспечения экологической безопасности работы котельной выполнен расчет дымовой трубы, установленной на котельной. На основании расчет можно сделать вывод, что дымовая труба обеспечивает нормы ПДК.
В разделе автоматизации рассмотрена автоматизация производственных процессов, решения по функциональной структуре системы, решения по информационному обеспечению, решения по техническому обеспечению.
В разделе экономика и управление рассматривается 2 варианта дальнейшей работы котельной п. Первомайский организация двухконтурной тепловой схемы с
ЮУрГУ-13.04.01.2018.246.06 ПЗ Лист
94
Ли Изм. № докум. Подп. Дат
помощью установки теплообменных аппаратов типа «труба в трубе» или с помощью установки пластинчатых теплообменных аппаратов.
Срок окупаемости проекта составил 1.24 года.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены мероприятия по обеспечению комфортных условий труда для оператора котельной. Основные мероприятия, обеспечивающие безопасность технологических процессов, и технические средства безопасности.
В графической части выпускной квалификационной работы представлено 5 листов чертежей формата А1, 2 демонстрационных листа формата А1.
Чертежи выполнены с применением системы автоматизированного
проектирования «КОМПАС».
