Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ П. ИСАКОВО СОВЕТСКОГО РАЙОНА Г. ЧЕЛЯБИНСКА
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ ИСТОЧНИКА
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ П. ИСАКОВО СОВЕТСКОГО РАЙОНА Г. ЧЕЛЯБИНСКА 9
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 11
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 13
4 РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ П. ИСАКОВО
СОВЕТСКОГО РАЙОНА Г. ЧЕЛЯБИНСКА 16
4.1 Расчет тепловых нагрузок систем отопления и ГВС 17
4.1.1 Сезонная тепловая нагрузка системы отопления 17
4.1.2 Круглогодичная нагрузка системы ГВС 19
4.1.3 Годовой расход теплоты на нужды систем отопления и ГВС и график
продолжительности тепловой нагрузки 20
4.1.4 Расчет температур воды в подающем и обратном трубопроводах и
построение температурного графика 22
4.1.5 Расчет расходов воды на нужды систем отопления и ГВС и построение
графика расходов 24
4.2 Расчет тепловой схемы водогрейной котельной 25
4.3 Тепловой расчет жаротрубно-дымогарного котельного агрегата Buderus
Logano SK-725 29
4.3.1 Расчет объемов продуктов сгорания топлива 30
4.3.2 Расчет энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 31
4.3.3 Расчет теплового баланса котла 32
4.3.4 Расчет топочной камеры 33
4.3.5 Расчет дымогарных труб второго хода дымовых газов 38
4.3.6 Составление поверочного теплового баланса 42
4.4 Тепловой расчет пластинчатого теплообменника 42
4.5 Выбор вспомогательного оборудования котельной 49
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 56
5.1 Актуальность энергосбережения в России 56
5.2 Государственная политика в области энергосбережения в России 56
5.3 Энергосбережение в отопительной котельной 57
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 60
6.1 Расчет массового выброса окислов азота 61
6.2 Расчет объемов продуктов сгорания топлива 61
6.3 Расчет минимальной высоты дымовой трубы 62
7 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 67
7.1 Нормативные требования 67
7.2 Автоматизация котельной 68
8 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 70
8.1 Расчет капитальных затрат по вариантам проектных решений 70
8.2 Расчет текущих затрат по вариантам проектных решений 72
8.3 STEEP-анализ внешних факторов 74
8.4 SWOT-анализ вариантов теплоснабжения 76
8.5 Оценка движущих и сдерживающих факторов изменений 78
8.6 Планирование целей проекта с помощью пирамиды целеполагания 79
8.7 Планирование целей проекта в дереве целей 80
8.8 Планирование мероприятий по реализации проекта 81
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 82
9.1 Выявление опасных и вредных производственных факторов 82
9.2 Безопасность производственных процессов и оборудования 82
9.2.1 Основные требования безопасности 82
9.2.2 Электробезопасность 84
9.2.3 Пожаровзрывобезопасность 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
... ПРИЛОЖЕНИЯ отсутствуют
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ ИСТОЧНИКА
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ П. ИСАКОВО СОВЕТСКОГО РАЙОНА Г. ЧЕЛЯБИНСКА 9
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 11
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 13
4 РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ П. ИСАКОВО
СОВЕТСКОГО РАЙОНА Г. ЧЕЛЯБИНСКА 16
4.1 Расчет тепловых нагрузок систем отопления и ГВС 17
4.1.1 Сезонная тепловая нагрузка системы отопления 17
4.1.2 Круглогодичная нагрузка системы ГВС 19
4.1.3 Годовой расход теплоты на нужды систем отопления и ГВС и график
продолжительности тепловой нагрузки 20
4.1.4 Расчет температур воды в подающем и обратном трубопроводах и
построение температурного графика 22
4.1.5 Расчет расходов воды на нужды систем отопления и ГВС и построение
графика расходов 24
4.2 Расчет тепловой схемы водогрейной котельной 25
4.3 Тепловой расчет жаротрубно-дымогарного котельного агрегата Buderus
Logano SK-725 29
4.3.1 Расчет объемов продуктов сгорания топлива 30
4.3.2 Расчет энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 31
4.3.3 Расчет теплового баланса котла 32
4.3.4 Расчет топочной камеры 33
4.3.5 Расчет дымогарных труб второго хода дымовых газов 38
4.3.6 Составление поверочного теплового баланса 42
4.4 Тепловой расчет пластинчатого теплообменника 42
4.5 Выбор вспомогательного оборудования котельной 49
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 56
5.1 Актуальность энергосбережения в России 56
5.2 Государственная политика в области энергосбережения в России 56
5.3 Энергосбережение в отопительной котельной 57
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 60
6.1 Расчет массового выброса окислов азота 61
6.2 Расчет объемов продуктов сгорания топлива 61
6.3 Расчет минимальной высоты дымовой трубы 62
7 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 67
7.1 Нормативные требования 67
7.2 Автоматизация котельной 68
8 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 70
8.1 Расчет капитальных затрат по вариантам проектных решений 70
8.2 Расчет текущих затрат по вариантам проектных решений 72
8.3 STEEP-анализ внешних факторов 74
8.4 SWOT-анализ вариантов теплоснабжения 76
8.5 Оценка движущих и сдерживающих факторов изменений 78
8.6 Планирование целей проекта с помощью пирамиды целеполагания 79
8.7 Планирование целей проекта в дереве целей 80
8.8 Планирование мероприятий по реализации проекта 81
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 82
9.1 Выявление опасных и вредных производственных факторов 82
9.2 Безопасность производственных процессов и оборудования 82
9.2.1 Основные требования безопасности 82
9.2.2 Электробезопасность 84
9.2.3 Пожаровзрывобезопасность 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
... ПРИЛОЖЕНИЯ отсутствуют
Основополагающее назначение любой системы теплоснабжения заключается в качественном и бесперебойном обеспечении потребителей тепловой энергией требуемых параметров, требуемой для обеспечения нужд отопления, горячего водоснабжения и вентиляции (для промышленных и общественных зданий).
В состав любой системы теплоснабжения входят три основных элемента: теплоисточник, система транспортировки теплоносителя и непосредственно потребитель тепловой энергии.
По характеру размещения источника теплоты и потребителей системы теплоснабжения подразделяют на:
• централизованные, когда источник теплоты и теплоиспользующие установки потребителей размещены раздельно, зачастую на значительном расстоянии друг от друга. В данной схеме передача тепловой энергии осуществляется по разветвленным тепловым сетям;
• децентрализованные, в данном случае источник теплоснабжения и теплоприемники потребителя расположены так близко, что отсутствуют магистральные тепловые сети.
За 110 лет развития российская система теплоснабжения стала самой большой в мире, на ее долю приходится более 40 % мирового централизованного
производства тепловой энергии. Рынок тепловой энергии - один из самых больших монопродуктовых рынков России. Потребление тепловой энергии в России составляет около 2,3 млрд МВт в год, в том числе от централизованных систем 1,6 млрд МВт. На производство тепловой энергии для систем теплоснабжения расходуется 320 млн т. у. т., что составляет 33% потребления первичной энергии в РФ [5]. Это объясняется продолжительными и суровыми зимами на большей части территории страны. В условиях ограниченности запасов и постоянного роста цен на органическое топливо энергосбережение и рациональное использование топливных ресурсов становится одним из основных направлений в области энергетики.
В малых населенных пунктах выработка тепловой энергии для нужд жилищно-коммунального сектора производится преимущественно в водогрейных котельных. Применение источников теплоснабжения, построенных в ХХ веке, в настоящее врем не рентабельно. Морально устаревшее оборудование имеет высокий износ, низкий коэффициент полезного действия, требует больших эксплуатационных затрат и не обеспечивает качественное теплоснабжение в виду частых аварий.
В связи с этим, в настоящее время происходит активный отказ от неэффективных источников теплоснабжения. Наибольшее распространение в данной отрасли получили котельные, основным оборудованием которых являются жаротрубно-дымогарные водогрейные котлы, использующие в качестве топлива природный газ, коэффициент полезного действия которых превышает 90%. Системы погодозависимой автоматики этих теплогенерирующих установок не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала, обеспечивают качественное теплоснабжение согласно температурному графику, позволяя экономить топливо, не допуская перетопа. Чаще всего присоединение происходит к существующим тепловым сетям, в связи с этим выбирают независимую схему подключения, когда контур котельной отделяется от контура теплосети пластинчатыми теплообменными аппаратами. Данный способ подключения обуславливается защитой котельного оборудования от заносов загрязнений из тепловой сети и отопительных приборов потребителей, защитой от
гидравлических ударов, а так же позволяет в полной мере обеспечить
погодозависимое регулирование. Эти котельные получили широкое
распространение так же в связи с коротким сроком окупаемости, не превышающим 4 лет, короткими сроками монтажа и наладки, а также низкой себестоимостью генерации тепловой энергии.
В работе выполнена разработка источника теплоснабжения для п. Исаково Советского района г. Челябинска, предусматривающего установку двух водогрейных жаротрубно-дымогарных котлов Buderus Logano SK-725 (Г ермания) суммарной теплопроизводительностью 1,74 МВт, работающих на природном газе.
В состав любой системы теплоснабжения входят три основных элемента: теплоисточник, система транспортировки теплоносителя и непосредственно потребитель тепловой энергии.
По характеру размещения источника теплоты и потребителей системы теплоснабжения подразделяют на:
• централизованные, когда источник теплоты и теплоиспользующие установки потребителей размещены раздельно, зачастую на значительном расстоянии друг от друга. В данной схеме передача тепловой энергии осуществляется по разветвленным тепловым сетям;
• децентрализованные, в данном случае источник теплоснабжения и теплоприемники потребителя расположены так близко, что отсутствуют магистральные тепловые сети.
За 110 лет развития российская система теплоснабжения стала самой большой в мире, на ее долю приходится более 40 % мирового централизованного
производства тепловой энергии. Рынок тепловой энергии - один из самых больших монопродуктовых рынков России. Потребление тепловой энергии в России составляет около 2,3 млрд МВт в год, в том числе от централизованных систем 1,6 млрд МВт. На производство тепловой энергии для систем теплоснабжения расходуется 320 млн т. у. т., что составляет 33% потребления первичной энергии в РФ [5]. Это объясняется продолжительными и суровыми зимами на большей части территории страны. В условиях ограниченности запасов и постоянного роста цен на органическое топливо энергосбережение и рациональное использование топливных ресурсов становится одним из основных направлений в области энергетики.
В малых населенных пунктах выработка тепловой энергии для нужд жилищно-коммунального сектора производится преимущественно в водогрейных котельных. Применение источников теплоснабжения, построенных в ХХ веке, в настоящее врем не рентабельно. Морально устаревшее оборудование имеет высокий износ, низкий коэффициент полезного действия, требует больших эксплуатационных затрат и не обеспечивает качественное теплоснабжение в виду частых аварий.
В связи с этим, в настоящее время происходит активный отказ от неэффективных источников теплоснабжения. Наибольшее распространение в данной отрасли получили котельные, основным оборудованием которых являются жаротрубно-дымогарные водогрейные котлы, использующие в качестве топлива природный газ, коэффициент полезного действия которых превышает 90%. Системы погодозависимой автоматики этих теплогенерирующих установок не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала, обеспечивают качественное теплоснабжение согласно температурному графику, позволяя экономить топливо, не допуская перетопа. Чаще всего присоединение происходит к существующим тепловым сетям, в связи с этим выбирают независимую схему подключения, когда контур котельной отделяется от контура теплосети пластинчатыми теплообменными аппаратами. Данный способ подключения обуславливается защитой котельного оборудования от заносов загрязнений из тепловой сети и отопительных приборов потребителей, защитой от
гидравлических ударов, а так же позволяет в полной мере обеспечить
погодозависимое регулирование. Эти котельные получили широкое
распространение так же в связи с коротким сроком окупаемости, не превышающим 4 лет, короткими сроками монтажа и наладки, а также низкой себестоимостью генерации тепловой энергии.
В работе выполнена разработка источника теплоснабжения для п. Исаково Советского района г. Челябинска, предусматривающего установку двух водогрейных жаротрубно-дымогарных котлов Buderus Logano SK-725 (Г ермания) суммарной теплопроизводительностью 1,74 МВт, работающих на природном газе.
В выпускной квалификационной работе был предложен вариант разработки
источника теплоснабжения для п. Исаково Советского района г. Челябинска.
В результате расчета тепловых нагрузок была определена максимальная
нагрузка систем отопления и ГВС
Q 1,57 МВт .
При расчете тепловой схемы котельной была определена расчетная мощность
котельной с учетом собственных нужд и потерь при транспортировке
теплоносителя, которая составила Qp=1,728 МВт.
На основе расчета тепловой схемы котельной к установке были выбраны 2
котельных агрегата Buderus Logano SK-725, теплопроизводительность каждого
0,87 МВт. В ходе теплового расчета был определен КПД установки η=91,995%, а
также расход природного газа на один котел, который составил В=0,026 м3
/с.
В результате теплового расчета пластинчатого теплообменника была
определена требуемая площадь теплообмена Fa=51,606 м2
.
На основе расчете тепловой схемы и теплообменника к установке было
выбрано вспомогательное оборудование котельной производителей Grundfos, Alfa
Laval и Hydrotech.
В разделе энергосбережения была рассмотрена актуальность проблем
энергосбережения в России и нормативная правовая база. Перечислены основные
ресурсо- и энергосберегающие технологии, примененные в данной работе.
В вопросах экологии был рассчитан массовый выброс оксидов азота,
составляющий для одного котла
0,088 NO2
М
г/с. Была определена
максимальная приземная концентрация вредных веществ, для зимнего и летнего
периода, оставляющая соответственно 0,015 мг/м3 и 0,014 мг/м3
.
В разделе автоматики рассмотрены основные нормативные требования,
предъявляемые к автономным источникам теплоснабжения. Разработана и
описана функциональная схема автоматики котельной.
В экономико-управленческой части произведен выбор оптимального варианта
разработки источника теплоснабжения, которым оказалась газовая котельная.
Произведен расчет капитальных и текущих затрат, составляющих для газовой
котельной соответственно 5,979 млн руб. и 2,158 млн руб./год.
В разделе безопасность жизнедеятельности выявлены опасные и вредные
производственные факторы, рассмотрены вопросы безопасности
производственных процессов и оборудования
источника теплоснабжения для п. Исаково Советского района г. Челябинска.
В результате расчета тепловых нагрузок была определена максимальная
нагрузка систем отопления и ГВС
Q 1,57 МВт .
При расчете тепловой схемы котельной была определена расчетная мощность
котельной с учетом собственных нужд и потерь при транспортировке
теплоносителя, которая составила Qp=1,728 МВт.
На основе расчета тепловой схемы котельной к установке были выбраны 2
котельных агрегата Buderus Logano SK-725, теплопроизводительность каждого
0,87 МВт. В ходе теплового расчета был определен КПД установки η=91,995%, а
также расход природного газа на один котел, который составил В=0,026 м3
/с.
В результате теплового расчета пластинчатого теплообменника была
определена требуемая площадь теплообмена Fa=51,606 м2
.
На основе расчете тепловой схемы и теплообменника к установке было
выбрано вспомогательное оборудование котельной производителей Grundfos, Alfa
Laval и Hydrotech.
В разделе энергосбережения была рассмотрена актуальность проблем
энергосбережения в России и нормативная правовая база. Перечислены основные
ресурсо- и энергосберегающие технологии, примененные в данной работе.
В вопросах экологии был рассчитан массовый выброс оксидов азота,
составляющий для одного котла
0,088 NO2
М
г/с. Была определена
максимальная приземная концентрация вредных веществ, для зимнего и летнего
периода, оставляющая соответственно 0,015 мг/м3 и 0,014 мг/м3
.
В разделе автоматики рассмотрены основные нормативные требования,
предъявляемые к автономным источникам теплоснабжения. Разработана и
описана функциональная схема автоматики котельной.
В экономико-управленческой части произведен выбор оптимального варианта
разработки источника теплоснабжения, которым оказалась газовая котельная.
Произведен расчет капитальных и текущих затрат, составляющих для газовой
котельной соответственно 5,979 млн руб. и 2,158 млн руб./год.
В разделе безопасность жизнедеятельности выявлены опасные и вредные
производственные факторы, рассмотрены вопросы безопасности
производственных процессов и оборудования
