Помощь студентам в учебе
Реконструкция участков тепловой сети административных зданий завода «Станкомаш» с целью увеличения пропускной способности трубопровода
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ, И РЕШЕНИЙ 10
4 РЕКОНСТРУКЦИЯ УЧАСТКОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ ЗАВОДА «СТАНКОМАШ» 12
4.1 Исходные данные 12
4.2 Характеристика места строительства 13
4.3 Тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и ГВС 13
4.4 Годовой расход тепловой энергии 15
4.5 Тепловая нагрузка в отопительный период 17
4.6 Расчет температур теплоносителя 19
4.7 Расчет расходов сетевой воды 23
4.8 Выбор прокладки трубопровода 26
4.8.1 Надземная прокладка тепловых сетей 26
4.8.2 Подземная прокладка 26
4.8.3 Выбор прокладки тепловых сетей 28
4.9 Трубы и их соединения 28
4.10 Арматура тепловой сети 29
4.10.1 Задвижки 30
4.10.2 Вентили 30
4.10.3 Шаровые краны 31
4.10.4 Дисковые затворы 31
4.10.5 Клапаны 32
4.11 Компенсаторы 32
4.12 Опорные конструкции 33
4.13 Тепловая изоляция 34
4.14 Гидравлический расчет тепловой сети 35
4.15 Пьезометрический график 38
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ
ИЗОЛЯЦИИ 41
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА
ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 55
6.1 Контрольно-измерительные приборы 55
6.2 Сигнализация 56
6.3 Регулирование 56
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 58
7.1 Мероприятия по рациональному использованию и охране земельных
ресурсов и почвенного покрова 58
7.2 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 59
7.3 Мероприятия по сбору, использованию, обезвреживанию,
транспортировке размещению опасных
отходов 59
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 61
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬСНОСТИ 64
9.1 Пожаровзрывоопасность 64
9.2 Электробезопасность 64
9.2 Безопасность эксплуатационных процессов и оборудования 65
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЯ 67
10.1 Технико-экономический расчет эффективности проекта
реконструкции участка тепловой магистрали 67
10.1.1 Смета капитальных затрат 67
10.1.2 Смета теущих затрат 69
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта ....73
10.2 Качественный анализ вариантов проектных решений 73
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 75
10.4 График Гранта 77
10.5 Основные технико-экономические показатели проекта 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 80
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ, И РЕШЕНИЙ 10
4 РЕКОНСТРУКЦИЯ УЧАСТКОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ ЗАВОДА «СТАНКОМАШ» 12
4.1 Исходные данные 12
4.2 Характеристика места строительства 13
4.3 Тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и ГВС 13
4.4 Годовой расход тепловой энергии 15
4.5 Тепловая нагрузка в отопительный период 17
4.6 Расчет температур теплоносителя 19
4.7 Расчет расходов сетевой воды 23
4.8 Выбор прокладки трубопровода 26
4.8.1 Надземная прокладка тепловых сетей 26
4.8.2 Подземная прокладка 26
4.8.3 Выбор прокладки тепловых сетей 28
4.9 Трубы и их соединения 28
4.10 Арматура тепловой сети 29
4.10.1 Задвижки 30
4.10.2 Вентили 30
4.10.3 Шаровые краны 31
4.10.4 Дисковые затворы 31
4.10.5 Клапаны 32
4.11 Компенсаторы 32
4.12 Опорные конструкции 33
4.13 Тепловая изоляция 34
4.14 Гидравлический расчет тепловой сети 35
4.15 Пьезометрический график 38
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ
ИЗОЛЯЦИИ 41
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА
ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 55
6.1 Контрольно-измерительные приборы 55
6.2 Сигнализация 56
6.3 Регулирование 56
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 58
7.1 Мероприятия по рациональному использованию и охране земельных
ресурсов и почвенного покрова 58
7.2 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 59
7.3 Мероприятия по сбору, использованию, обезвреживанию,
транспортировке размещению опасных
отходов 59
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 61
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬСНОСТИ 64
9.1 Пожаровзрывоопасность 64
9.2 Электробезопасность 64
9.2 Безопасность эксплуатационных процессов и оборудования 65
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЯ 67
10.1 Технико-экономический расчет эффективности проекта
реконструкции участка тепловой магистрали 67
10.1.1 Смета капитальных затрат 67
10.1.2 Смета теущих затрат 69
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта ....73
10.2 Качественный анализ вариантов проектных решений 73
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 75
10.4 График Гранта 77
10.5 Основные технико-экономические показатели проекта 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 80
Актуальность повышения энергетической и экологической эффективности тепловых сетей следует из концепции устойчивого развития страны. Суть концепции состоит в удовлетворении потребностей нынешнего поколения без ущерба следующим. Применяемые в настоящее время традиционные методы и материалы, используемые в строительстве и ремонте, ведут образованию чрезмерных затрат на капитальные ремонты тепловых сетей. Каждые 10-12 лет требуется полная замена труб и теплоизоляции, что приводит к потерям до 25%транспортируемого тепла [1].
Проживая в умеренных широтах, где основная часть года холодная, необходимо обеспечить теплоснабжение зданий: жилых домов, офисов и других помещений. Теплоснабжение обеспечивает комфортное проживание, если это квартира или дом, продуктивную работу, если это офис или склад.
Теплоснабжение — это снабжение систем отопления здания горячей водой либо паром. Привычным источником теплоснабжения являются ТЭЦ и котельные. Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном - снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Для эффективной работы централизованной сети теплоснабжения, её строят, разделяя на уровни, работа каждого элемента заключается в выполнении одной задачи. С каждым уровнем задача элемента уменьшается. 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 (ТЭЦ), тепловой сети и теплопотребляющих установок. ТЭЦ комбинированно вырабатывает тепло и энергию. Источниками местного теплоснабжения являются печи, котлы, водонагреватели.
Системы теплоснабжения отличаются различными температурами и давлением воды. Это зависит от требований потребителей и экономических соображений. При увеличении расстояния, на которое необходимо «передать» тепло, увеличиваются экономические затраты. В настоящее время расстояние передачи тепла измеряется десятками километров. Системы теплоснабжения делятся по объёму тепловых нагрузок. Системы отопления относят к сезонным, а системы горячего водоснабжения - к постоянным.
Необходимость повышения энергетической эффективности установлена законом Российской Федерации № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности». Законом определены способы улучшения и повышения надежности тепловых сетей, общая протяженность которых в Российской Федерации на сегодняшний день составляет более 172 тысяч км [1].
Неполное соответствие указанным факторам среды определяет следующие проблемы ресурсосбережения в тепловых сетях: недостаточная пропускная способность тепловой сети и, соответственно, увеличение тепловых потерь; устарев-шая система автоматизации и несовершенство контроля многих участков тепловой сети; повышенное загрязнение среды, связанное с утечками в тепловых трубах.
Нерешенность проблем определила цель работы: изучить современные энер- го-и ресурсосберегающие теплотехнологии и разработать технические и организационно-плановые мероприятия по повышению энергетической, экологической и экономической эффективности тепловых сетей методами совершенствования средств контроля и рационализации методики тепловых расчетов.
Для достижения цели определены две группы задач: выявление проблем и обоснование методов повышения энергетической и экологической эффективности ресурсосберегающей технологии на основе устранения утечек и сокращения загрязнения окружающей среды; разработка усовершенствованной тепловой схемы на основе моделирования процессов и теплового расчета сетей, планирования целей проекта и мероприятий по реализации результатов.
Объектом реконструкции является тепловая сеть предприятия ООО «СТАНКОМАШ».
Предметом исследования является разработка решения по определению оптимальной толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов участков тепловой сети.
Задачи, которые решаются в ВКР: изучение существующего трубопровода; определение тепловых нагрузок на нужды потребителей; необходимые расчеты для реконструкции участка тепловой сети; рассмотрение способов повышения энергоэффективности тепловой сети; изучение экономической выгоды разрабатываемого проекта; оценка эффективности сети после модернизации; анализ вопросов безопасности жизнедеятельности при работе с новым оборудованием.
Выполнение этих задач позволит разработать вариант решения для повышения работы тепловых сетей.
Проживая в умеренных широтах, где основная часть года холодная, необходимо обеспечить теплоснабжение зданий: жилых домов, офисов и других помещений. Теплоснабжение обеспечивает комфортное проживание, если это квартира или дом, продуктивную работу, если это офис или склад.
Теплоснабжение — это снабжение систем отопления здания горячей водой либо паром. Привычным источником теплоснабжения являются ТЭЦ и котельные. Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном - снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Для эффективной работы централизованной сети теплоснабжения, её строят, разделяя на уровни, работа каждого элемента заключается в выполнении одной задачи. С каждым уровнем задача элемента уменьшается. 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 (ТЭЦ), тепловой сети и теплопотребляющих установок. ТЭЦ комбинированно вырабатывает тепло и энергию. Источниками местного теплоснабжения являются печи, котлы, водонагреватели.
Системы теплоснабжения отличаются различными температурами и давлением воды. Это зависит от требований потребителей и экономических соображений. При увеличении расстояния, на которое необходимо «передать» тепло, увеличиваются экономические затраты. В настоящее время расстояние передачи тепла измеряется десятками километров. Системы теплоснабжения делятся по объёму тепловых нагрузок. Системы отопления относят к сезонным, а системы горячего водоснабжения - к постоянным.
Необходимость повышения энергетической эффективности установлена законом Российской Федерации № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности». Законом определены способы улучшения и повышения надежности тепловых сетей, общая протяженность которых в Российской Федерации на сегодняшний день составляет более 172 тысяч км [1].
Неполное соответствие указанным факторам среды определяет следующие проблемы ресурсосбережения в тепловых сетях: недостаточная пропускная способность тепловой сети и, соответственно, увеличение тепловых потерь; устарев-шая система автоматизации и несовершенство контроля многих участков тепловой сети; повышенное загрязнение среды, связанное с утечками в тепловых трубах.
Нерешенность проблем определила цель работы: изучить современные энер- го-и ресурсосберегающие теплотехнологии и разработать технические и организационно-плановые мероприятия по повышению энергетической, экологической и экономической эффективности тепловых сетей методами совершенствования средств контроля и рационализации методики тепловых расчетов.
Для достижения цели определены две группы задач: выявление проблем и обоснование методов повышения энергетической и экологической эффективности ресурсосберегающей технологии на основе устранения утечек и сокращения загрязнения окружающей среды; разработка усовершенствованной тепловой схемы на основе моделирования процессов и теплового расчета сетей, планирования целей проекта и мероприятий по реализации результатов.
Объектом реконструкции является тепловая сеть предприятия ООО «СТАНКОМАШ».
Предметом исследования является разработка решения по определению оптимальной толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов участков тепловой сети.
Задачи, которые решаются в ВКР: изучение существующего трубопровода; определение тепловых нагрузок на нужды потребителей; необходимые расчеты для реконструкции участка тепловой сети; рассмотрение способов повышения энергоэффективности тепловой сети; изучение экономической выгоды разрабатываемого проекта; оценка эффективности сети после модернизации; анализ вопросов безопасности жизнедеятельности при работе с новым оборудованием.
Выполнение этих задач позволит разработать вариант решения для повышения работы тепловых сетей.
В выпускной квалификационной работе была рассмотрена реконструкция участков тепловой сети административных зданий завода «Станкомаш» с целью увеличение пропускной способности. Были проведены следующие исследования и расчеты:
Приведена актуальность реконструкции и были сравнены между собой отечественные и зарубежные решения.
Выполнен теплотехнический расчет, по результатам которого была установлена максимальная суммарная тепловая нагрузка на отопление вентиляцию и ГВС-2,318 МВт, суммарный годовой расход тепловой энергии 18559,81 МВт-ч, Тепловая нагрузка в зависимости от температуры наружного воздуха приведена на графически на рисунке 4.1 и в таблице 4.5.
Выбрано качественное регулирование тепловой нагрузки района по отопительной нагрузке. Также были определены температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от температуры наружного воздуха и условия, что температура в подающем трубопроводе не может быть ниже 65°С из-за наличия нагрузки на ГВС. Данные сведены в таблицу 4.6и отражены графически на температурном графике (рисунок 4.3).
Произведен выбор прокладки трубопровода, его соединения, изоляции, арматуру, опор, а также компенсаторов для трубопроводов. Приведены решения по энергосбережению, основными мероприятиями которого являются применение 1П1У изоляции.
Определены расходы теплоносителя в отопительный период. Максимальный расход-59,21 кг/с, график расходов сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 4.3.
Проведено исследование оптимальной толщины изоляции трубопровода по результатам гидравлического расчета. Потери давления составили 13,312 мв.ст.
Приведено описание контрольно-измерительных приборов тепловой сети, принцип работы.
В работе определены основные требования по охране труда при проведении строительных, сварочных работ, мероприятия по электро-и пожаробезопасности. Произведен анализ вредных и опасных факторов.
Рассмотрены мероприятие по защите окружающей среды и установлены мероприятие по восстановлению ее после проведения реконструкции.
По экономическим расчетам срок окупаемости реконструкции участка тепловой сети составит 2,04 года, что является достаточно хорошим показателем, поскольку целью любого проекта, является извлечение прибыли в кратчайшие сроки.
Приведена актуальность реконструкции и были сравнены между собой отечественные и зарубежные решения.
Выполнен теплотехнический расчет, по результатам которого была установлена максимальная суммарная тепловая нагрузка на отопление вентиляцию и ГВС-2,318 МВт, суммарный годовой расход тепловой энергии 18559,81 МВт-ч, Тепловая нагрузка в зависимости от температуры наружного воздуха приведена на графически на рисунке 4.1 и в таблице 4.5.
Выбрано качественное регулирование тепловой нагрузки района по отопительной нагрузке. Также были определены температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от температуры наружного воздуха и условия, что температура в подающем трубопроводе не может быть ниже 65°С из-за наличия нагрузки на ГВС. Данные сведены в таблицу 4.6и отражены графически на температурном графике (рисунок 4.3).
Произведен выбор прокладки трубопровода, его соединения, изоляции, арматуру, опор, а также компенсаторов для трубопроводов. Приведены решения по энергосбережению, основными мероприятиями которого являются применение 1П1У изоляции.
Определены расходы теплоносителя в отопительный период. Максимальный расход-59,21 кг/с, график расходов сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 4.3.
Проведено исследование оптимальной толщины изоляции трубопровода по результатам гидравлического расчета. Потери давления составили 13,312 мв.ст.
Приведено описание контрольно-измерительных приборов тепловой сети, принцип работы.
В работе определены основные требования по охране труда при проведении строительных, сварочных работ, мероприятия по электро-и пожаробезопасности. Произведен анализ вредных и опасных факторов.
Рассмотрены мероприятие по защите окружающей среды и установлены мероприятие по восстановлению ее после проведения реконструкции.
По экономическим расчетам срок окупаемости реконструкции участка тепловой сети составит 2,04 года, что является достаточно хорошим показателем, поскольку целью любого проекта, является извлечение прибыли в кратчайшие сроки.
