Помощь студентам в учебе
Техническое перевооружение котельной Челябинского ЛПУМГ
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ 10
4 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ КОТЕЛЬНОЙ ЧЕЛЯБИНСКОГО
ЛПУМГ 13
4.1 Расчет тепловых нагрузок на отопление , ГВС и вентиляцию 13
4.1.1 Сезонная нагрузка 14
4.1.2 Годовой расход тепловой нагрузки 17
4.1.3 Тепловая нагрузка в отопительный период 18
4.1.4 Расчет и построение температурного графика 20
4.1.5. Расчет расходов теплоносителя 24
4.2 Расчет тепловой схемы 25
4.3 Т епловой расчет котла ЭНТРОРОС Т ермотехник ТТ -100-1500 26
4.3.1 Описание котла 26
4.3.2 Исходные данные для теплового расчета котла 27
4.3.3 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 27
4.3.4 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по
газоходам 29
4.3.5 Расчёт энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 30
4.3.6 Расчет теплового баланса котла 31
4.3.7 Тепловой расчет топки 33
4.3.8 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 37
4.3.9 Расчет второго хода 38
4.3.10 Расчет третьего хода 44
4.4 ... Выбор вспомогательного оборудования 50
4.4.1.. Выбор сетевого насоса 50
4.4.2.. Выбор подпиточного насоса 51
4.4.3.. Выбор горелочного оборудования 52
5 СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ХИМВОДОПОДГОТОВКИ 54
5.1 Химводоподготовка котельной Челябинского ЛПУМГ 54
5.1.1 Грубая механическая очистка 54
5.1.2 Автоматическая установка умягчения 54
5.2 ...Химводоподготовка с применением системы обратного осмоса 55
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 59
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 63
7.1 Расчёт дымовой трубы 64
8 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 68
8.1 Система защиты оборудования котла 68
8.2 Сигнализация 68
Автоматическое регулирование 69
8.4 Контрольно-измерительные приборы 70
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 72
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при работе
с водогрейным котлом 72
9.2 Безопасность производственных процессов и оборудования
Пожаровзрывобезопасность 72
9.3 Требования пожарной безопасности при эксплуатации котельных 73
9.4 Электробезопасность в котельных 73
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЯ 75
10.1Технико-экономический расчет вариантов повышения энергетической эффективности 75
10.1.1 Смета капитальных затрат на проведение техническое перево -
ружение котельной 75
10.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам технических решений 77
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта 83
10.2 SWOT -анализ вариантов технических решений по повышению
энергетической эффективности котельной 83
10.3 Планирование целей проекта повышения энергетической эффектив
ности котельной 85
10.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей ...86
10.3.2 Ленточный график Ганта по реализации целей проекта ....88
10.4 Основные технико-кономические показатели проекта 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ 10
4 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ КОТЕЛЬНОЙ ЧЕЛЯБИНСКОГО
ЛПУМГ 13
4.1 Расчет тепловых нагрузок на отопление , ГВС и вентиляцию 13
4.1.1 Сезонная нагрузка 14
4.1.2 Годовой расход тепловой нагрузки 17
4.1.3 Тепловая нагрузка в отопительный период 18
4.1.4 Расчет и построение температурного графика 20
4.1.5. Расчет расходов теплоносителя 24
4.2 Расчет тепловой схемы 25
4.3 Т епловой расчет котла ЭНТРОРОС Т ермотехник ТТ -100-1500 26
4.3.1 Описание котла 26
4.3.2 Исходные данные для теплового расчета котла 27
4.3.3 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 27
4.3.4 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по
газоходам 29
4.3.5 Расчёт энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 30
4.3.6 Расчет теплового баланса котла 31
4.3.7 Тепловой расчет топки 33
4.3.8 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 37
4.3.9 Расчет второго хода 38
4.3.10 Расчет третьего хода 44
4.4 ... Выбор вспомогательного оборудования 50
4.4.1.. Выбор сетевого насоса 50
4.4.2.. Выбор подпиточного насоса 51
4.4.3.. Выбор горелочного оборудования 52
5 СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ХИМВОДОПОДГОТОВКИ 54
5.1 Химводоподготовка котельной Челябинского ЛПУМГ 54
5.1.1 Грубая механическая очистка 54
5.1.2 Автоматическая установка умягчения 54
5.2 ...Химводоподготовка с применением системы обратного осмоса 55
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 59
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 63
7.1 Расчёт дымовой трубы 64
8 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 68
8.1 Система защиты оборудования котла 68
8.2 Сигнализация 68
Автоматическое регулирование 69
8.4 Контрольно-измерительные приборы 70
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 72
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при работе
с водогрейным котлом 72
9.2 Безопасность производственных процессов и оборудования
Пожаровзрывобезопасность 72
9.3 Требования пожарной безопасности при эксплуатации котельных 73
9.4 Электробезопасность в котельных 73
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЯ 75
10.1Технико-экономический расчет вариантов повышения энергетической эффективности 75
10.1.1 Смета капитальных затрат на проведение техническое перево -
ружение котельной 75
10.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам технических решений 77
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта 83
10.2 SWOT -анализ вариантов технических решений по повышению
энергетической эффективности котельной 83
10.3 Планирование целей проекта повышения энергетической эффектив
ности котельной 85
10.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей ...86
10.3.2 Ленточный график Ганта по реализации целей проекта ....88
10.4 Основные технико-кономические показатели проекта 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
К техническому перевооружению действующих предприятий относят комплекс мероприятий по повышению технико -экономического уровня отдельных производств, цехов и участков на основе:
- Внедрения передовой техники и технологий;
- Автоматизации производства;
- Модернизации технологического оборудования;
- Замены устаревшего и физически изношенного оборудования новым более производительным.
Переход к более современному, автоматизированному производственному предприятию имеет огромные преимущества, но достичь этого не так просто. Большинство компаний работают по крайней мере с некоторыми устаревшими системами, разработанными без учета возможностей сетевого взаимодействия, промышленной безопасности, автоматизации управления технологическими процессами, мониторинга и анализа данных.
В условиях быстрого развития технологий производствам нужна помощь в разработке и реализации плана по техническому перевооружению, чтобы вывести их на следующий уровень - снизить расходы на работу системы, повысить энергоэффективность производства.
Вопросы разработки энергосберегающих технологий и оборудования всегда занимали значительное место в теоретических и прикладных исследованиях наших учёных и инженеров, но на практике в энергетику передовые технические решения внедрялись недостаточно активно.
Исходя из этого, можно достоверно утверждать, что тематика организации оптимальной работы объектов теплоснабжения является в высшей степени актуальной.
Среди факторов, увеличивающих расход топлива в котельных можно выделить:
- физический и моральный износ котельных установок;
- отсутствие или плохую работу системы автоматики;
- несвоевременную наладку теплового режима котлов;
- образование отложений на поверхностях нагрева;
- плохую теплоизоляцию;
- неоптимальную тепловую схему;
- не плотности газоходов.
Повышение эффективности работы котельных может быть достигнуто следующими мероприятиями:
- применение более современного и экономичного оборудования с высоким КПД;
- применение высокоэффективного тепловосприятия поверхностей нагрева (труб с малыми диаметрами, продольным и поперечным оребрениями, турбулизаторами газовой среды);
- разработка и освоение высокоэффективных способов очистки поверхностей нагрева от наружных отложений технологического уноса (акустическая, инфразвуковая ударно-волновая);
- расширение применения труб с покрытием поверхностного слоя элементами, надежно работающими в условиях воздействия коррозионно-эрозионных сред;
- применение систем автоматического проектирования;
Т ема настоящей выпускной квалификационной работы - «Проект технического перевооружения котельной с заменой водогрейных котлов».
Объект исследования данной работы - Водогрейная котельная Челябинского ЛПУМГ.
Цель работы состоит в организации оптимального с точки зрения финансовых затрат и полученных результатов проекта технического перевооружения котельной с заменых водогрейных котлов.
Для достижения указанной цели выпускной квалификационной работы необходимо разрешение следующих задач:
- анализ объекта исследования, расчёт тепловой нагрузки района обслуживания котельной;
- обоснование необходимости технического перевооружения котельной;
- анализ теоретической базы исследования и литературных источников;
- исследование эффективности работы действующих водогрейных котлов;
- поиск аналогов для замены действующих водогрейных котлов;
- разработка мероприятий по обеспечению энергосбережения;
- внедрение систем автоматизации работы котельной;
- расчет технико-экономических показателей проекта;
- обеспечения безопасности жизнедеятельности сотрудников и экологичности проекта.
- Внедрения передовой техники и технологий;
- Автоматизации производства;
- Модернизации технологического оборудования;
- Замены устаревшего и физически изношенного оборудования новым более производительным.
Переход к более современному, автоматизированному производственному предприятию имеет огромные преимущества, но достичь этого не так просто. Большинство компаний работают по крайней мере с некоторыми устаревшими системами, разработанными без учета возможностей сетевого взаимодействия, промышленной безопасности, автоматизации управления технологическими процессами, мониторинга и анализа данных.
В условиях быстрого развития технологий производствам нужна помощь в разработке и реализации плана по техническому перевооружению, чтобы вывести их на следующий уровень - снизить расходы на работу системы, повысить энергоэффективность производства.
Вопросы разработки энергосберегающих технологий и оборудования всегда занимали значительное место в теоретических и прикладных исследованиях наших учёных и инженеров, но на практике в энергетику передовые технические решения внедрялись недостаточно активно.
Исходя из этого, можно достоверно утверждать, что тематика организации оптимальной работы объектов теплоснабжения является в высшей степени актуальной.
Среди факторов, увеличивающих расход топлива в котельных можно выделить:
- физический и моральный износ котельных установок;
- отсутствие или плохую работу системы автоматики;
- несвоевременную наладку теплового режима котлов;
- образование отложений на поверхностях нагрева;
- плохую теплоизоляцию;
- неоптимальную тепловую схему;
- не плотности газоходов.
Повышение эффективности работы котельных может быть достигнуто следующими мероприятиями:
- применение более современного и экономичного оборудования с высоким КПД;
- применение высокоэффективного тепловосприятия поверхностей нагрева (труб с малыми диаметрами, продольным и поперечным оребрениями, турбулизаторами газовой среды);
- разработка и освоение высокоэффективных способов очистки поверхностей нагрева от наружных отложений технологического уноса (акустическая, инфразвуковая ударно-волновая);
- расширение применения труб с покрытием поверхностного слоя элементами, надежно работающими в условиях воздействия коррозионно-эрозионных сред;
- применение систем автоматического проектирования;
Т ема настоящей выпускной квалификационной работы - «Проект технического перевооружения котельной с заменой водогрейных котлов».
Объект исследования данной работы - Водогрейная котельная Челябинского ЛПУМГ.
Цель работы состоит в организации оптимального с точки зрения финансовых затрат и полученных результатов проекта технического перевооружения котельной с заменых водогрейных котлов.
Для достижения указанной цели выпускной квалификационной работы необходимо разрешение следующих задач:
- анализ объекта исследования, расчёт тепловой нагрузки района обслуживания котельной;
- обоснование необходимости технического перевооружения котельной;
- анализ теоретической базы исследования и литературных источников;
- исследование эффективности работы действующих водогрейных котлов;
- поиск аналогов для замены действующих водогрейных котлов;
- разработка мероприятий по обеспечению энергосбережения;
- внедрение систем автоматизации работы котельной;
- расчет технико-экономических показателей проекта;
- обеспечения безопасности жизнедеятельности сотрудников и экологичности проекта.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы было приведено обоснование технического перевооружения котельной, произведен обзор литературных источников, необходимых для написания выпускной квалификационной работы, а также приведено сравнение отечественных и зарубежных котельных агрегатов.
При техническом перевооружение были рассчитаны тепловые нагрузки, необходимые для снабжения производственной базы Челябинского ЛПУМГ 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 российский водогрейный котел фирмы ЭНТРОРОС мощностью 1,5 МВт.
Для котла Т ермотехник ТТ-100 был произведен выбор горелочного устройства Необходимым характеристикам соответствует газовая горелка Novanta R92A M- .MD.S.RU.A.8.50.EA фирмы «CIB UNIGAS».
Для обеспечения движения теплоносителя было выбрано необходимое насосное оборудование котельной. Для циркуляции сетевой воды выбран сетевой насос Д-315-50 с производительностью 22 м3 /с и напором 24 метра. Циркуляцию подпиточной воды будет обеспечивать насос ВК-26/6 «ЛивГидроМаш» с производительностью 6 м3 /с и напором 26 метра.
В расчетной части выпускной квалификационной работы, также был произведен тепловой расчет котельного агрегата Термотехник ТТ-100 фирмы ЭНТРОРОС мощностью 1,5 МВт и расчет тепловой схемы котельной.
В главе о научно-исследовательской работе было произведенного сравнение способов химводоподготовки котельных. Сравнивались методы ионкатионирова- ния и обратного осмоса.
По результатам исследования можно сказать что метод ионкатионирования используемый в котельной Челябинского ЛПУМГ является лучшим вариантом из -за относительной дешевизны комплектующих элементов и простоты схемы самой установки.
В главе «Энергосбережение» описаны действия по улучшению энергоэффективности. Благодаря замене старых водогрейных котлов КСВ-2 на новые Термотехник ТТ-100 -1500 увеличиться общее КПД котельной.Так же улучшением в энергосбережении котельной станет установка новых, эффективных котловых газовых горелок CIB UNIGAS Novanta R92A M-.MD.S.RU.A.8.50.EA. Все выше изложенные в данном разделе мероприятия значительно улучшат рассматриваемую котельную в сфере энергосбережения.
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 16,9 метров, и концентрация окис- лов азота при данной высоте трубы 0,047 мг/м3, что не превышает максимально разовой концентрации.
Для работы котельной в автоматическом режиме было подобрано необходимое оборудование и разработана схема автоматизации котельной.
Для безопасной эксплуатации водогрейной котельной в главе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены факторы, которые могут оказать отрицательное воздействие на обслуживающие персонал. Т акже были рассмотрены такие вопросы как требования пожарной безопасности и электробезопасность.
В десятой главе приведен технико -экономический анализ технического перево
оружения котельной, который включает в себя сравнения двух вариантов технических решений, работа котельной до и после технического перевооружения. 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 котельной после технического перевооружения. Также было построено дерево целей 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; тепловая схема котельной; схема автоматизации котельной; плакат по экономической части работы; разрезы газоходов котельной; продольный и поперечный разрез водогрейного котла Термотехник ТТ-100-1500; плакат по научно-исследовательской части работы.
При техническом перевооружение были рассчитаны тепловые нагрузки, необходимые для снабжения производственной базы Челябинского ЛПУМГ 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 российский водогрейный котел фирмы ЭНТРОРОС мощностью 1,5 МВт.
Для котла Т ермотехник ТТ-100 был произведен выбор горелочного устройства Необходимым характеристикам соответствует газовая горелка Novanta R92A M- .MD.S.RU.A.8.50.EA фирмы «CIB UNIGAS».
Для обеспечения движения теплоносителя было выбрано необходимое насосное оборудование котельной. Для циркуляции сетевой воды выбран сетевой насос Д-315-50 с производительностью 22 м3 /с и напором 24 метра. Циркуляцию подпиточной воды будет обеспечивать насос ВК-26/6 «ЛивГидроМаш» с производительностью 6 м3 /с и напором 26 метра.
В расчетной части выпускной квалификационной работы, также был произведен тепловой расчет котельного агрегата Термотехник ТТ-100 фирмы ЭНТРОРОС мощностью 1,5 МВт и расчет тепловой схемы котельной.
В главе о научно-исследовательской работе было произведенного сравнение способов химводоподготовки котельных. Сравнивались методы ионкатионирова- ния и обратного осмоса.
По результатам исследования можно сказать что метод ионкатионирования используемый в котельной Челябинского ЛПУМГ является лучшим вариантом из -за относительной дешевизны комплектующих элементов и простоты схемы самой установки.
В главе «Энергосбережение» описаны действия по улучшению энергоэффективности. Благодаря замене старых водогрейных котлов КСВ-2 на новые Термотехник ТТ-100 -1500 увеличиться общее КПД котельной.Так же улучшением в энергосбережении котельной станет установка новых, эффективных котловых газовых горелок CIB UNIGAS Novanta R92A M-.MD.S.RU.A.8.50.EA. Все выше изложенные в данном разделе мероприятия значительно улучшат рассматриваемую котельную в сфере энергосбережения.
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 16,9 метров, и концентрация окис- лов азота при данной высоте трубы 0,047 мг/м3, что не превышает максимально разовой концентрации.
Для работы котельной в автоматическом режиме было подобрано необходимое оборудование и разработана схема автоматизации котельной.
Для безопасной эксплуатации водогрейной котельной в главе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены факторы, которые могут оказать отрицательное воздействие на обслуживающие персонал. Т акже были рассмотрены такие вопросы как требования пожарной безопасности и электробезопасность.
В десятой главе приведен технико -экономический анализ технического перево
оружения котельной, который включает в себя сравнения двух вариантов технических решений, работа котельной до и после технического перевооружения. 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 котельной после технического перевооружения. Также было построено дерево целей 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; тепловая схема котельной; схема автоматизации котельной; плакат по экономической части работы; разрезы газоходов котельной; продольный и поперечный разрез водогрейного котла Термотехник ТТ-100-1500; плакат по научно-исследовательской части работы.
