Помощь студентам в учебе
МОДЕРНИЗАЦИЯ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ПК-14 НА ПРЕДПРИЯТИИ ООО ЧФ «МЕЧЕЛ-ЭНЕРГО» ПУТЕМ ЗАМЕНЫ ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ «МОДЕРНИЗАЦИЯ
КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ПК-14 НА ПРЕДПРИЯТИИ ООО ЧФ «МЕЧЕЛ-
ЭНЕРГО» ПУТЕМ ЗАМЕНЫ ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ»» 7
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 8
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.. ..10
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ПК-14 12
4.1 Краткое описание котельного агрегата ПК-14 12
4.1.1 Исходные данные и состав топлива 12
4.1.2 Расчет теплоты сгорания, объемов воздуха и продуктов сгорания....13
4.1.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 19
4.1.4 Расчет расхода топлива и теплового баланса 21
4.1.5 Поверочный расчет топочной камеры 22
4.1.6 Поверочный расчет фестона котла ПК-14 25
4.1.7 Расчет П ступени пароперегревателя котла ПК-14 28
4.1.8 Расчет I ступени пароперегревателя котла ПК-14 30
4.1.9 Расчет П ступени экономайзера котла ПК-14 32
4.1.10 Расчет П ступени воздухоподогревателя котла ПК-14 34
4.1.11 Расчет I ступени экономайзера котла ПК-14 37
4.1.12 Расчет I ступени воздухоподогревателя котла ПК-14 39
4.2 Расчет горелочных устройств НПО ЦКТИ 43
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ СЖИГАНИЯ СМЕСИ ГАЗОВ В
КОТЛЕ 46
5.1 Расчет расхода топлива и теплового баланса 52
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 57
6.1 Контрольно-измерительные приборы 57
6.1.1 Датчики температур 57
6.1.2 Датчики давления 57
6.1.3 Расходомеры 57
6.2 Сигнализация 58
6.3 Регулирование 58
6.3.1 Регулирование питания 58
6.3.2 Регулирование топлива 59
6.3.3 Регулирование воздуха 59
6.3.4 Регулирование разряжения в топке 59
6.3.5 Регулирование температуры перегретого пара 59
6.3.6 Регулирование давления пара 60
6.3.7 Регулирование уровня воды в барабане 60
6.4 Защиты и блокировки 61
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 65
Расчет выбросов оксидов азота и окиси углерода
1.2 Поверочный расчет дымовой трубы 67
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 71
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 73
9.1 Выявление опасных и вредных производственных факторов при
эксплуатации теплотехнического оборудования 73
9.2 Требования охраны труда и организации работ при проведении
модернизации котельного агрегата 74
9.3 Освещение помещений производственных и складских зданий 75
9.4 Электробезопасность 75
9.5 Пожаровзрывоопасность 76
9.6 Средства пожаротушения в котельном цехе 78
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 79
10.1 Технико-экономический расчет вариантов повышения энергетической
эффективности проекта по модернизации котельного агрегата 79
10.1.1 Смета капитальных затрат на проведение модернизации
котельного агрегата 79
10.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам технических решений 81
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта модернизации котла 86
10.1.4 Расчет себестоимости 1 Гкал теплоты 87
10.2 SWOT-анализ вариантов проектных решений 89
10.3 Планирование целей проекта повышения энергетической
эффективности котельного агрегата 92
10.3.1 Планирование целей проекта в древе целей 92
10.3.2 Ленточный график Гранта по реализации
мероприятий проекта 92
10.4 Основные технико-экономические показатели проекта 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 95
ПРИЛОЖЕНИЕ А 98
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 99
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ «МОДЕРНИЗАЦИЯ
КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ПК-14 НА ПРЕДПРИЯТИИ ООО ЧФ «МЕЧЕЛ-
ЭНЕРГО» ПУТЕМ ЗАМЕНЫ ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ»» 7
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 8
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.. ..10
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ПК-14 12
4.1 Краткое описание котельного агрегата ПК-14 12
4.1.1 Исходные данные и состав топлива 12
4.1.2 Расчет теплоты сгорания, объемов воздуха и продуктов сгорания....13
4.1.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 19
4.1.4 Расчет расхода топлива и теплового баланса 21
4.1.5 Поверочный расчет топочной камеры 22
4.1.6 Поверочный расчет фестона котла ПК-14 25
4.1.7 Расчет П ступени пароперегревателя котла ПК-14 28
4.1.8 Расчет I ступени пароперегревателя котла ПК-14 30
4.1.9 Расчет П ступени экономайзера котла ПК-14 32
4.1.10 Расчет П ступени воздухоподогревателя котла ПК-14 34
4.1.11 Расчет I ступени экономайзера котла ПК-14 37
4.1.12 Расчет I ступени воздухоподогревателя котла ПК-14 39
4.2 Расчет горелочных устройств НПО ЦКТИ 43
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ СЖИГАНИЯ СМЕСИ ГАЗОВ В
КОТЛЕ 46
5.1 Расчет расхода топлива и теплового баланса 52
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 57
6.1 Контрольно-измерительные приборы 57
6.1.1 Датчики температур 57
6.1.2 Датчики давления 57
6.1.3 Расходомеры 57
6.2 Сигнализация 58
6.3 Регулирование 58
6.3.1 Регулирование питания 58
6.3.2 Регулирование топлива 59
6.3.3 Регулирование воздуха 59
6.3.4 Регулирование разряжения в топке 59
6.3.5 Регулирование температуры перегретого пара 59
6.3.6 Регулирование давления пара 60
6.3.7 Регулирование уровня воды в барабане 60
6.4 Защиты и блокировки 61
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 65
Расчет выбросов оксидов азота и окиси углерода
1.2 Поверочный расчет дымовой трубы 67
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 71
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 73
9.1 Выявление опасных и вредных производственных факторов при
эксплуатации теплотехнического оборудования 73
9.2 Требования охраны труда и организации работ при проведении
модернизации котельного агрегата 74
9.3 Освещение помещений производственных и складских зданий 75
9.4 Электробезопасность 75
9.5 Пожаровзрывоопасность 76
9.6 Средства пожаротушения в котельном цехе 78
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 79
10.1 Технико-экономический расчет вариантов повышения энергетической
эффективности проекта по модернизации котельного агрегата 79
10.1.1 Смета капитальных затрат на проведение модернизации
котельного агрегата 79
10.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам технических решений 81
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта модернизации котла 86
10.1.4 Расчет себестоимости 1 Гкал теплоты 87
10.2 SWOT-анализ вариантов проектных решений 89
10.3 Планирование целей проекта повышения энергетической
эффективности котельного агрегата 92
10.3.1 Планирование целей проекта в древе целей 92
10.3.2 Ленточный график Гранта по реализации
мероприятий проекта 92
10.4 Основные технико-экономические показатели проекта 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 95
ПРИЛОЖЕНИЕ А 98
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 99
В настоящее время в России комбинированное производство электроэнергии и тепла осуществляется в основном на ТЭЦ общего пользования и на промышленных ТЭЦ, которые работают в составе промышленных предприятий с частичным отпуском тепла на городские тепловые сети. По данным Г оскомстата суммарная установленная мощность всех электростанций России составляет 213,3 ГВт. На сегодняшний день располагаемая мощность электростанций общего пользования составляет 163,5 ГВт, а используемая - 140 ГВт. Это объясняется фактором физического износа. Сегодня в России действуют 163 тепловых электростанций.
В дипломной работе рассматривается такое теплоэнергетическое оборудование как: котельный агрегат ПК-14, изготовленный на заводе им. Орджоникидзе в городе Подольск, и горелочное устройство НПО ЦКТИ
Котел ПК-14 представляет собой двух барабанный парогенератор со ступенчатым испарением. Имеет естественную циркуляцию котловой воды, камерную топку с вертикальными гладкотрубными экранами. В котле расположено 12 трехтопливных горелок, которые используются для сжигания доменного, природного и коксового газов.
Горелочное устройство НПО ЦКТИ - низкотоксичное газо-мазутное горелочное устройство
Для любого теплоэнергетического предприятия, повышение эффективности работы оборудования, является достаточно важной и актуальной задачей. Эффективность сжигания топлива в котельном агрегате является показателем того, насколько эффективно калорийность топлива преобразуется в полезную тепловую энергию. Предприятие всегда нуждается в более эффективной работе оборудования. В дипломной работе будет рассмотрен один из методов повышения эффективности, что является весьма актуальным вопросом в современных реалиях.
Цель дипломной работы - расчет и замена горелочных устройств, для достижения более эффективного сжигания коксового и природного газов.
Задачи дипломной работы - изучение и подбор горелок с целью увеличения доли сжигаемого коксового газа. Долю сжигания природного газа, соответственно, снизить. При этом обеспечить надежную работу вспомогательных элементов котла, а также изменить по ярусам горелок тепловыделения, максимально нагрузив топливом нижние горелки.
В результате работы были выполнены: тепловой расчет котельного агрегата ПК-14, определены изменения основных параметров котельного агрегата при разных объемах сжигания коксового и природного газов, рассмотрено воздействие вредных выбросов на окружающую среду, определена эффективность всего проекта.
В дипломной работе рассматривается такое теплоэнергетическое оборудование как: котельный агрегат ПК-14, изготовленный на заводе им. Орджоникидзе в городе Подольск, и горелочное устройство НПО ЦКТИ
Котел ПК-14 представляет собой двух барабанный парогенератор со ступенчатым испарением. Имеет естественную циркуляцию котловой воды, камерную топку с вертикальными гладкотрубными экранами. В котле расположено 12 трехтопливных горелок, которые используются для сжигания доменного, природного и коксового газов.
Горелочное устройство НПО ЦКТИ - низкотоксичное газо-мазутное горелочное устройство
Для любого теплоэнергетического предприятия, повышение эффективности работы оборудования, является достаточно важной и актуальной задачей. Эффективность сжигания топлива в котельном агрегате является показателем того, насколько эффективно калорийность топлива преобразуется в полезную тепловую энергию. Предприятие всегда нуждается в более эффективной работе оборудования. В дипломной работе будет рассмотрен один из методов повышения эффективности, что является весьма актуальным вопросом в современных реалиях.
Цель дипломной работы - расчет и замена горелочных устройств, для достижения более эффективного сжигания коксового и природного газов.
Задачи дипломной работы - изучение и подбор горелок с целью увеличения доли сжигаемого коксового газа. Долю сжигания природного газа, соответственно, снизить. При этом обеспечить надежную работу вспомогательных элементов котла, а также изменить по ярусам горелок тепловыделения, максимально нагрузив топливом нижние горелки.
В результате работы были выполнены: тепловой расчет котельного агрегата ПК-14, определены изменения основных параметров котельного агрегата при разных объемах сжигания коксового и природного газов, рассмотрено воздействие вредных выбросов на окружающую среду, определена эффективность всего проекта.
В выпускной квалификационной работе представлен вариант модернизации котельного агрегата ПК-14 на предприятии ООО «Мечел-Энерго» путем замены горелочных устройств.
В результате теплового поверочного расчет котельного агрегата ПК-14 была определена теплота сгорания 24808 кДж/м3 смеси природного и коксового газа, с тепловыми долями 0,65 и 0,35. Вычислен КПД котельного агрегата равный 92,58%. Расход топлива равен 7,438 м3/с.
В научной части выпускной квалификационной работы были рассмотрены параметры работы котельного агрегата для двух различных вариантов соотношения природного и коксового газов. Первый вариант: qnz = 0,65, qKZ = 0,35, второй вариант: qnz = 0,5, qKZ = 0,5. По результатам расчетов был выбран второй вариант соотношения природного и коксового газов, так как при этом варианте наблюдается значительная экономия годовой стоимости топлива 549794,082 тыс.руб./год.
В разделе «Автоматизация котельного агрегата ПК-14» рассмотрены основные требования, предъявляемые к котельным агрегатам, а также была описана функциональная схема приборов автоматики, установленных на котельном агрегате ПК- 14.
В разделе «Вопросы экологии» был рассчитан массовый выброс окислов азота, величина которого составила 134,133 г/с. Был рассчитан массовый выброс окиси углерода, величина которого составила 553,41 г/с. Произведен поверочный расчет дымовой трубы, высота которой составляет 100 м, а диаметр устья 6 м. В результате этого расчета были определены максимальные значения приземленных концентраций окиси углерода и окислов азота, величины которых составляют 0,275 мг/м3 и 0,067 мг/м3.
В разделе «Энергосбережение» была описана нормативно-правовая база, а также рассмотрены основные технологии, направленные на энергосбережение в котельном цехе.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» были определены опасные и вредные факторы, встречающиеся при работе в котельном цехе, рассмотрены вопросы безопасности различных производственных процессов и оборудования. Рассмотрены варианты обеспечения пожаровзрыво- и электробезопасности.
В разделе «Экономика и управление» произведен расчет капитальных затрат проведения реконструкции котла, которые составили 6 413,50 тыс. руб. Также определены текущие затраты котельного цеха до и после модернизации, которые составили соответственно 1 130 472,53 тыс. руб/год и 1 218 287,99 тыс. руб./год.
Вычислена себестоимость 1 Гкал теплоты, которая составляет 1,11 тыс.руб./Гкал.
В результате теплового поверочного расчет котельного агрегата ПК-14 была определена теплота сгорания 24808 кДж/м3 смеси природного и коксового газа, с тепловыми долями 0,65 и 0,35. Вычислен КПД котельного агрегата равный 92,58%. Расход топлива равен 7,438 м3/с.
В научной части выпускной квалификационной работы были рассмотрены параметры работы котельного агрегата для двух различных вариантов соотношения природного и коксового газов. Первый вариант: qnz = 0,65, qKZ = 0,35, второй вариант: qnz = 0,5, qKZ = 0,5. По результатам расчетов был выбран второй вариант соотношения природного и коксового газов, так как при этом варианте наблюдается значительная экономия годовой стоимости топлива 549794,082 тыс.руб./год.
В разделе «Автоматизация котельного агрегата ПК-14» рассмотрены основные требования, предъявляемые к котельным агрегатам, а также была описана функциональная схема приборов автоматики, установленных на котельном агрегате ПК- 14.
В разделе «Вопросы экологии» был рассчитан массовый выброс окислов азота, величина которого составила 134,133 г/с. Был рассчитан массовый выброс окиси углерода, величина которого составила 553,41 г/с. Произведен поверочный расчет дымовой трубы, высота которой составляет 100 м, а диаметр устья 6 м. В результате этого расчета были определены максимальные значения приземленных концентраций окиси углерода и окислов азота, величины которых составляют 0,275 мг/м3 и 0,067 мг/м3.
В разделе «Энергосбережение» была описана нормативно-правовая база, а также рассмотрены основные технологии, направленные на энергосбережение в котельном цехе.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» были определены опасные и вредные факторы, встречающиеся при работе в котельном цехе, рассмотрены вопросы безопасности различных производственных процессов и оборудования. Рассмотрены варианты обеспечения пожаровзрыво- и электробезопасности.
В разделе «Экономика и управление» произведен расчет капитальных затрат проведения реконструкции котла, которые составили 6 413,50 тыс. руб. Также определены текущие затраты котельного цеха до и после модернизации, которые составили соответственно 1 130 472,53 тыс. руб/год и 1 218 287,99 тыс. руб./год.
Вычислена себестоимость 1 Гкал теплоты, которая составляет 1,11 тыс.руб./Гкал.
