Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ ООО «УРАЛ СТ ИНВЕСТ»
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ ИСТОЧНИКА
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ ООО «УРАЛ СТ
ИНВЕСТ» 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ 12
4 РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 14
4.1 Расчет теплового потребления 14
4.1.1 Расчет тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и
гвс 14
4.1.2 Годовой расход тепловой энергии 16
4.1.3 Расчет температур теплоносителя в зависимости от температур
наружного воздуха 17
4.1.4 Расход теплоносителя в зависимости от температуры наружного
воздуха 18
4.2 Тепловой расчет котельного агрегата 20
4.2.1 Исходные данные для теплового расчета 21
4.2.2 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 21
4.2.3 Расчёт энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 23
4.2.4 Тепловой расчет
топки 27
4.2.5 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 31
4.3 Расчет тепловой схемы
котельной 37
4.3.1 Описание тепловой схемы котельной 38
4.3.2 Расчет тепловой схемы
котельной 39
4.4 Выбор основного и вспомогательного оборудования
котельной 43
4.4.1 Выбор котельного
агрегата 43
4.4.2 Выбор горелки для котельного
агрегата 44
4.4.3 Выбор насоса рециркуляции
котла 45
4.4.4 Выбор сетевого
насоса 46
4.4.5 Выбор насоса циркуляции
ГВС 47
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ 50
5.1 ема КЕСАФЛЕКС 51
5.2 Система изопрофлекс 52
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ КИПИА 58
6.1 Комплексная автоматизация котельной 56
6.2 Автоматизация котельного агрегата ICI REX
40 59
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 63
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 69
8.1 Энергосбережение за счет использования преобразователя частоты
сетевого насоса 70
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 73
9.1 Физические
факторы 71
9.2 Химические факторы 72
9.3 Требования пожарной безопасности 73
9.4 Электробезопасность
котельной 74
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 78
10.1 Смета капитальных
затрат 76
10.2 Текущие
затраты 78
10.3 Сравнение вариантов проектных решений 80
10.4 Качественный анализ проектных
решений 80
10.5 Планирование целей проекта в дереве целей
проекта 82
10.6 Планирование мероприятий по реализации проекта (график
Ганта) 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ ИСТОЧНИКА
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ ООО «УРАЛ СТ
ИНВЕСТ» 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ 12
4 РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 14
4.1 Расчет теплового потребления 14
4.1.1 Расчет тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и
гвс 14
4.1.2 Годовой расход тепловой энергии 16
4.1.3 Расчет температур теплоносителя в зависимости от температур
наружного воздуха 17
4.1.4 Расход теплоносителя в зависимости от температуры наружного
воздуха 18
4.2 Тепловой расчет котельного агрегата 20
4.2.1 Исходные данные для теплового расчета 21
4.2.2 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 21
4.2.3 Расчёт энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 23
4.2.4 Тепловой расчет
топки 27
4.2.5 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 31
4.3 Расчет тепловой схемы
котельной 37
4.3.1 Описание тепловой схемы котельной 38
4.3.2 Расчет тепловой схемы
котельной 39
4.4 Выбор основного и вспомогательного оборудования
котельной 43
4.4.1 Выбор котельного
агрегата 43
4.4.2 Выбор горелки для котельного
агрегата 44
4.4.3 Выбор насоса рециркуляции
котла 45
4.4.4 Выбор сетевого
насоса 46
4.4.5 Выбор насоса циркуляции
ГВС 47
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ 50
5.1 ема КЕСАФЛЕКС 51
5.2 Система изопрофлекс 52
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ КИПИА 58
6.1 Комплексная автоматизация котельной 56
6.2 Автоматизация котельного агрегата ICI REX
40 59
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 63
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 69
8.1 Энергосбережение за счет использования преобразователя частоты
сетевого насоса 70
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 73
9.1 Физические
факторы 71
9.2 Химические факторы 72
9.3 Требования пожарной безопасности 73
9.4 Электробезопасность
котельной 74
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 78
10.1 Смета капитальных
затрат 76
10.2 Текущие
затраты 78
10.3 Сравнение вариантов проектных решений 80
10.4 Качественный анализ проектных
решений 80
10.5 Планирование целей проекта в дереве целей
проекта 82
10.6 Планирование мероприятий по реализации проекта (график
Ганта) 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
Климатические особенности Российской Федерации характеризуются продолжительными и достаточно суровыми зимами. Для поддержания микроклимата помещения необходимо снабжение тепловой энергией. В настоящее время источниками тепловой энергии в России являются: теплоэлектростанции (ТЭЦ); тепловые конденсационный станции (КЭС); гидроэлектростанции (ГРЭС); различные виды котельных, которые вырабатывают около 80% тепловой энергии.
Для снабжения тепловой энергией используются несколько типов котельных: районные, групповые, квартальные и индивидуальные. Районные котельные сооружаются в тех случаях, когда объектам теплоснабжения требуется относительно большое количество тепла и малое - электроэнергии. Вышеуказанный источник тепловой энергии относится к централизованным системам теплоснабжения [23].
Строительство групповых и квартальных котельных предусматривается в тех случаях, когда требуемые расходы тепловой энергией небольшие и объекты потребления тепла рассредоточены по отдельным участкам местности [27]. Если вблизи объекта, требующего обеспечение тепловой энергией, нет источников теплоснабжения, либо существующие котельные не имеют резервной мощности и их реконструкция или расширение невозможно, то целесообразно строительство собственной котельной. Выбор индивидуальной котельной для теплоснабжения группы объектов позволит спроектировать ее таким образом, чтобы вырабатываемая мощность могла покрывать необходимые тепловые нагрузки потребителя. Учитывая возможную перспективу развития района постройки, необходимо предусматривать запас дополнительной мощности котельной.
Широкое распространение для теплоснабжения небольших населенных пунктов или групп зданий и объектов получили автономные блочно-модульные водогрейные котельные (АБМКУ). Такие котельные имеют диапазон мощности от 100 кВт до 60 МВт.
По виду получаемого теплоносителя котельные делятся на водогрейные, паровые и комбинированные. Водогрейные котельные предназначены для обеспечения тепловой энергией жилых, общественных и административных зданий. Паровые котельные предназначены для выработки пара для обеспечения технологических процессов в промышленных отраслях. Комбинированные блочно-модульные котельные одновременно вырабатывают пар для отпуска на технологические нужды, а также нагреваю воду. Для этого используются водогрейные и паровые котельные установки.
Постоянной присутствие персонала на котельных данного типа не предусматривается, так как оборудование котельной работает в автоматическом режиме. Главным достоинством блочно-модульных котельных является легкость ввода в эксплуатацию, низкая себестоимость и экономичное содержание.
Для снабжения тепловой энергией используются несколько типов котельных: районные, групповые, квартальные и индивидуальные. Районные котельные сооружаются в тех случаях, когда объектам теплоснабжения требуется относительно большое количество тепла и малое - электроэнергии. Вышеуказанный источник тепловой энергии относится к централизованным системам теплоснабжения [23].
Строительство групповых и квартальных котельных предусматривается в тех случаях, когда требуемые расходы тепловой энергией небольшие и объекты потребления тепла рассредоточены по отдельным участкам местности [27]. Если вблизи объекта, требующего обеспечение тепловой энергией, нет источников теплоснабжения, либо существующие котельные не имеют резервной мощности и их реконструкция или расширение невозможно, то целесообразно строительство собственной котельной. Выбор индивидуальной котельной для теплоснабжения группы объектов позволит спроектировать ее таким образом, чтобы вырабатываемая мощность могла покрывать необходимые тепловые нагрузки потребителя. Учитывая возможную перспективу развития района постройки, необходимо предусматривать запас дополнительной мощности котельной.
Широкое распространение для теплоснабжения небольших населенных пунктов или групп зданий и объектов получили автономные блочно-модульные водогрейные котельные (АБМКУ). Такие котельные имеют диапазон мощности от 100 кВт до 60 МВт.
По виду получаемого теплоносителя котельные делятся на водогрейные, паровые и комбинированные. Водогрейные котельные предназначены для обеспечения тепловой энергией жилых, общественных и административных зданий. Паровые котельные предназначены для выработки пара для обеспечения технологических процессов в промышленных отраслях. Комбинированные блочно-модульные котельные одновременно вырабатывают пар для отпуска на технологические нужды, а также нагреваю воду. Для этого используются водогрейные и паровые котельные установки.
Постоянной присутствие персонала на котельных данного типа не предусматривается, так как оборудование котельной работает в автоматическом режиме. Главным достоинством блочно-модульных котельных является легкость ввода в эксплуатацию, низкая себестоимость и экономичное содержание.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы было приведено обоснование выбора источника теплоснабжения, произведен обзор литературных источников, необходимых для написания выпускной квалификационной работы, а также приведено сравнение отечественных и зарубежных котельных агрегатов.
При выборе источника теплоснабжения были рассчитаны тепловые нагрузки, необходимые для снабжения производственной базы ООО «Урал СТ Инвест». Суммарный годовой отпуск теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжения составил 4,485-106 МВт. Был произведен расчет и построен график зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха.
По полученным данным расчета теплового потребления сделан выбор основного и вспомогательного оборудования котельной. В результате сравнения отечественных и зарубежных котельных агрегатов был выбран итальянский водогрейный котел фирмы ICI REX 40 мощностью 0,4 МВт.
Для котла ICI REX 40 произведен выбор горелочного устройства. Необходимым характеристикам соответствует газовая горелка NG550 M.PR.A.0.32 фирмы «CIB UNIGAS».
Для обеспечения движения теплоносителя было выбрано необходимое насосное оборудование котельной. Для рециркуляции котловой воды был выбран насос TOP-S-30/4 фирмы «Wilo» с производительностью 4,5 м3 /с и напором 4 метра. Для циркуляции сетевой воды выбран сетевой насос IL 40/150-3/2 «Wilo» с производительностью 22 м3 /с и напором 24 метра. Циркуляцию воды для системы горячего водоснабжения будет обеспечивать насос циркуляции ГВС MHI 403 3 «Wilo» с производительностью 4 м3 /с и напором 25 метра.
В расчетной части выпускной квалификационной работы, также был произведен тепловой расчет котельного агрегата фирмы ICI REX 40 мощностью 0,4 МВт и расчет тепловой схемы котельной.
В главе «Энергосбережение» рассмотрены возможные потери тепловой энергии на участках производства, транспортировки и непосредственно у потребителя. Были предложены мероприятия по их снижению.
В главе «Вопросы экологии» были рассмотрены мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ, при которой концентрация содержания оксидов азота в дымовых газах не превышает максимально разовую, равную 0,085 мг/м3 . В результате расчета высота дымовой трубы равна 16,8 метров, и концентрация окислов азота при данной высоте трубы 0,047 мг/м3, что не превышает максимально лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 90 13.03.01.2017.089.12 ПЗ разовой концентрации.
Для работы котельной в автоматическом режиме было подобрано необходимое оборудование и разработана схема автоматизации водогрейного котла фирмы ICI REX 40.
Для безопасной эксплуатации водогрейной котельной в главе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены факторы, которые могут оказать отрицательное воздействие на обслуживающие персонал. Также были рассмотрены такие вопросы как требования пожарной безопасности и электробезопасность.
В девятой главе приведен технико-экономический анализ строительства водогрейной котельной, который включает в себя сравнения двух типов котельных, одна из которых работает на каменном угле, а другая на природном газе. В результате сравнения капитальные и текущие затраты строительства водогрейной котельной, работающей на природном газе получились меньше, чем котельной, работающей на каменном угле. В ходе проведения качественного анализа проектных решений, который включает в себя оценку сильных и слабых сторон проекта, а также возможности и угрозы его реализации, оказалось, что эффективным и экономически целесообразным является вариант строительства котельной, работающей на природном газе. Также было построено дерево целей проекта, поле движущих и сдерживающих сил, воздействующих на реализацию проекта. Для наглядного планирования мероприятий по реализации проекта был построен график Ганта.
В графической части выпускной квалификационной работе представлены: план котельной на отметке 0,000 и разрезы; продольный и поперечный разрез водогрейного котла фирмы ICI REX 40; тепловая схема котельной; схема автоматизации водогрейного котла ICI REX 40; плакат по экономической части работы.
При выборе источника теплоснабжения были рассчитаны тепловые нагрузки, необходимые для снабжения производственной базы ООО «Урал СТ Инвест». Суммарный годовой отпуск теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжения составил 4,485-106 МВт. Был произведен расчет и построен график зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха.
По полученным данным расчета теплового потребления сделан выбор основного и вспомогательного оборудования котельной. В результате сравнения отечественных и зарубежных котельных агрегатов был выбран итальянский водогрейный котел фирмы ICI REX 40 мощностью 0,4 МВт.
Для котла ICI REX 40 произведен выбор горелочного устройства. Необходимым характеристикам соответствует газовая горелка NG550 M.PR.A.0.32 фирмы «CIB UNIGAS».
Для обеспечения движения теплоносителя было выбрано необходимое насосное оборудование котельной. Для рециркуляции котловой воды был выбран насос TOP-S-30/4 фирмы «Wilo» с производительностью 4,5 м3 /с и напором 4 метра. Для циркуляции сетевой воды выбран сетевой насос IL 40/150-3/2 «Wilo» с производительностью 22 м3 /с и напором 24 метра. Циркуляцию воды для системы горячего водоснабжения будет обеспечивать насос циркуляции ГВС MHI 403 3 «Wilo» с производительностью 4 м3 /с и напором 25 метра.
В расчетной части выпускной квалификационной работы, также был произведен тепловой расчет котельного агрегата фирмы ICI REX 40 мощностью 0,4 МВт и расчет тепловой схемы котельной.
В главе «Энергосбережение» рассмотрены возможные потери тепловой энергии на участках производства, транспортировки и непосредственно у потребителя. Были предложены мероприятия по их снижению.
В главе «Вопросы экологии» были рассмотрены мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ, при которой концентрация содержания оксидов азота в дымовых газах не превышает максимально разовую, равную 0,085 мг/м3 . В результате расчета высота дымовой трубы равна 16,8 метров, и концентрация окислов азота при данной высоте трубы 0,047 мг/м3, что не превышает максимально лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 90 13.03.01.2017.089.12 ПЗ разовой концентрации.
Для работы котельной в автоматическом режиме было подобрано необходимое оборудование и разработана схема автоматизации водогрейного котла фирмы ICI REX 40.
Для безопасной эксплуатации водогрейной котельной в главе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены факторы, которые могут оказать отрицательное воздействие на обслуживающие персонал. Также были рассмотрены такие вопросы как требования пожарной безопасности и электробезопасность.
В девятой главе приведен технико-экономический анализ строительства водогрейной котельной, который включает в себя сравнения двух типов котельных, одна из которых работает на каменном угле, а другая на природном газе. В результате сравнения капитальные и текущие затраты строительства водогрейной котельной, работающей на природном газе получились меньше, чем котельной, работающей на каменном угле. В ходе проведения качественного анализа проектных решений, который включает в себя оценку сильных и слабых сторон проекта, а также возможности и угрозы его реализации, оказалось, что эффективным и экономически целесообразным является вариант строительства котельной, работающей на природном газе. Также было построено дерево целей проекта, поле движущих и сдерживающих сил, воздействующих на реализацию проекта. Для наглядного планирования мероприятий по реализации проекта был построен график Ганта.
В графической части выпускной квалификационной работе представлены: план котельной на отметке 0,000 и разрезы; продольный и поперечный разрез водогрейного котла фирмы ICI REX 40; тепловая схема котельной; схема автоматизации водогрейного котла ICI REX 40; плакат по экономической части работы.
