Помощь студентам в учебе
Повышение эффективности системы теплоснабжения станции Чурилово ПМС - 42 г. Челябинска
|
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 9
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ КОТЕЛЬНЫХ
АГРЕГАТОВ 12
4 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 16
4.1 Тепловой расчёт жаротрубного котла Logano S825-25002500 18
4.1.1 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 19
4.1.2 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам..20
4.1.3 Расчёт энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 21
4.1.4 Расчет теплового баланса котла 22
4.1.5 Т епловой расчет топки 24
4.1.6 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 28
4.2 Теплообменник пластинчатый «Ридан» НН №47 37
4.2.1Выбор теплообменника 37
4.2.2 Расчет теплообменника 38
4.3 Насосы циркуляционные 43
4.3.1 Насос циркуляционный котлового контура WiloIL 125/190 - 4/4 43
4.3.2 Насос циркуляционный сетевого контура WiloIL 80/160 - 11/4 44
4.3.3 Насос подпиточный WiloМР 304 3 45
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 47
5.1 Актуальность энергосбережения в России и мире 47
5.2 Общие принципы энергосбережения для промышленных предприятий 48
5.3 Экономия тепла на котельной 49
5.4 Экономия тепла при транспортировке 50
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 53
6.1 Расчет выбросов и концентраций загрязняющих веществ при сжигании
Экибастузского каменного угля 54
6.2 Расчет выбросов и концентраций загрязняющих веществ при сжигании
природного газа «Бухара-Урал» 58
6.4 Поверочный расчет дымовой трубы для отопительной котельной,
работающей на природном газе 62
7 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 63
7.1 Общие сведения 64
7.2 Контрольно-измерительные приборы и автоматика котельного агрегата... 65
7.3 Условные обозначения приборов и средств автоматики 70
8 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 71
8.1 Сравнительный анализ проектных решений реконструкции системы
теплоснабжения с. Чурилово 71
8.2 Оценка движущих и сдерживающих сил и ресурсов АБМКУ с.Чурилово..73
8.3 Планирование целей АБМКУ ст. ПМС-42 74
8.4 Автоматическая блочно-модульная котельная, работающая на газовом
топливе 75
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 79
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 79
9.2 Безопасность производственных процессов и оборудования 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК 87
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спецификация оборудования на АБМКУ г. Челябинск, пос. Чурилово, ст. ПМС-42
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Дерево целей строительства отопительной котельной ст. ПМС-42
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 9
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ КОТЕЛЬНЫХ
АГРЕГАТОВ 12
4 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 16
4.1 Тепловой расчёт жаротрубного котла Logano S825-25002500 18
4.1.1 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 19
4.1.2 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам..20
4.1.3 Расчёт энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 21
4.1.4 Расчет теплового баланса котла 22
4.1.5 Т епловой расчет топки 24
4.1.6 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 28
4.2 Теплообменник пластинчатый «Ридан» НН №47 37
4.2.1Выбор теплообменника 37
4.2.2 Расчет теплообменника 38
4.3 Насосы циркуляционные 43
4.3.1 Насос циркуляционный котлового контура WiloIL 125/190 - 4/4 43
4.3.2 Насос циркуляционный сетевого контура WiloIL 80/160 - 11/4 44
4.3.3 Насос подпиточный WiloМР 304 3 45
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 47
5.1 Актуальность энергосбережения в России и мире 47
5.2 Общие принципы энергосбережения для промышленных предприятий 48
5.3 Экономия тепла на котельной 49
5.4 Экономия тепла при транспортировке 50
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 53
6.1 Расчет выбросов и концентраций загрязняющих веществ при сжигании
Экибастузского каменного угля 54
6.2 Расчет выбросов и концентраций загрязняющих веществ при сжигании
природного газа «Бухара-Урал» 58
6.4 Поверочный расчет дымовой трубы для отопительной котельной,
работающей на природном газе 62
7 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 63
7.1 Общие сведения 64
7.2 Контрольно-измерительные приборы и автоматика котельного агрегата... 65
7.3 Условные обозначения приборов и средств автоматики 70
8 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 71
8.1 Сравнительный анализ проектных решений реконструкции системы
теплоснабжения с. Чурилово 71
8.2 Оценка движущих и сдерживающих сил и ресурсов АБМКУ с.Чурилово..73
8.3 Планирование целей АБМКУ ст. ПМС-42 74
8.4 Автоматическая блочно-модульная котельная, работающая на газовом
топливе 75
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 79
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 79
9.2 Безопасность производственных процессов и оборудования 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК 87
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спецификация оборудования на АБМКУ г. Челябинск, пос. Чурилово, ст. ПМС-42
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Дерево целей строительства отопительной котельной ст. ПМС-42
Низкая эффективность физически и морально устарелого оборудования существующих систем централизованного теплоснабжения от
теплоэлектроцентралей, а также большие потери тепла во время его
транспортировки к потребителю, по разветвленным многокилометровым и недостаточно теплоизолированным подземным и надземным теплотрассам - все это существенно влияет на конечную стоимость тепловой энергии. А она с каждым годом растет с повышением цен на топливо.
Централизованные системы снабжения тепловой энергии сегодня не в состоянии удовлетворить требования всех потребителей тепла.
Основным видом топлива, используемым на отопительных котельных большой мощности в настоящее время, является природный газ — один из более экономных, самых дешевых и экологически чистых энергоносителей. Однако его часть в топливном балансе государства составляет около 50%. Ведь до сих пор в некоторых районах России и, в частности, Челябинской области в качестве топлива используют твердое топливо, а именно различные виды угля. В настоящий момент затраты на производство 1 Гкал тепла в России равняются — 185-190 кг условного топлива, в то время как в странах Западной Европы — 145-150 кг. Поэтому уменьшение объемов тепловых энергозатрат на нужды теплоснабжения и повышение эффективности и энергосбережения отапливаемых систем - одни из самых важных сегодняшних проблем.
Решением такой проблемы может послужить строительство блочно-модульных автоматических котельных сравнительно небольшой мощности, достаточной для покрытия тепловых нагрузок микрорайона или поселка. Повсеместно на таких котельных в качестве основного топлива используется природный газ, при сжигании которого количество выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду по сравнению с угольными котельными минимально.
Блочно-модульные котельные завоевывают в системе энергетики все большую популярность.
Газовая модульная котельная предназначена для обеспечения быстрого обогрева жилых и промышленных зданий при неблагоприятных условиях и в случае возникновения аварийной ситуации. Их конструкция позволяет подключить станцию к существующей системе отопления всего за несколько дней.
Модули не требуют особых условий для транспортировки, поэтому их достаточно легко перевозить с места на место с помощью грузового автотранспорта, железнодорожных перевозок и т.д. после доставки оборудование легко монтируется. Блочно-модульные котельные завоевывают в системе энергетики все большую популярность. Достоинств у этого типа котельных очень много.
Во-первых, не нужно тратить средства на строительство стационарного здания котельной. Модульно-котельная установка (далее - МКУ) состоит из готовых модулей, собранных в заводских условиях, готовых к монтажу и имеющих всё необходимое оборудование для запуска в работу.
Во-вторых, небольшие габариты позволяют выбрать рациональное место для размещения, тем самым сократить протяженность теплотрасс, а, следовательно, снизить теплопотери и себестоимость производства тепла.
В-третьих, сборка узлов котельной в заводских условиях гарантирует высокое качество всего оборудования. Заводы-изготовители МКУ работают в тесном сотрудничестве с заказчиком и проектируют и изготавливают блок-модули в соответствии с конкретными условиями и требованиями заказчика.
Блочно-модульные котельные дают возможность получать автономное тепло и не зависеть от теплоцентралей.
По виду теплоносителя котельные подразделяются на:
• водогрейные;
• паровые;
• комбинированные;
• на диатермическом масле.
Водогрейные котельные используются для отопления и горячего водоснабжения жилых, административных, общественных и коммерческих объектов. Большинство водогрейных АБМКУ имеет диапазон мощности от 100 кВт до 30 МВт. Температура воды на выходе +95 °С, на входе +70 °С.
Паровые блочно-модульные котельные вырабатывают пар для обеспечения технологических процессов в пищевой, текстильной, табачной, химической промышленности, производстве строительных материалов и других отраслях. Производительность таких котельных может составлять от 0,2 до 30 тонн пара в час, температура пара 440 °С, давление - 6,3 МПа.
В комбинированных блочно-модульных котельных задачи тепло- и пароснабжения решаются одновременно размещением как водогрейных, так и паровых котлов.
В котельной на диатермическом масле вместо воды или пара используются высокотемпературные органические жидкости, температура теплоносителя может достигать до 300 °С.
Любая котельная может состоять из одного и более модульных блоков в зависимости от требуемой мощности.
Блочно-модульные котельные могут работать на любом типе топлива:
• на газовом: природном и сжиженном газе, биогазе, попутном нефтяном газе;
• на жидком: мазуте, нефти, дизельном топливе;
• на твердом: различных сортах угля, отходах деревообрабатывающей промышленности (сучья, стружка, опилки), на торфе, на сельскохозяйственных отходах в виде брикетов или пеллет).
...
теплоэлектроцентралей, а также большие потери тепла во время его
транспортировки к потребителю, по разветвленным многокилометровым и недостаточно теплоизолированным подземным и надземным теплотрассам - все это существенно влияет на конечную стоимость тепловой энергии. А она с каждым годом растет с повышением цен на топливо.
Централизованные системы снабжения тепловой энергии сегодня не в состоянии удовлетворить требования всех потребителей тепла.
Основным видом топлива, используемым на отопительных котельных большой мощности в настоящее время, является природный газ — один из более экономных, самых дешевых и экологически чистых энергоносителей. Однако его часть в топливном балансе государства составляет около 50%. Ведь до сих пор в некоторых районах России и, в частности, Челябинской области в качестве топлива используют твердое топливо, а именно различные виды угля. В настоящий момент затраты на производство 1 Гкал тепла в России равняются — 185-190 кг условного топлива, в то время как в странах Западной Европы — 145-150 кг. Поэтому уменьшение объемов тепловых энергозатрат на нужды теплоснабжения и повышение эффективности и энергосбережения отапливаемых систем - одни из самых важных сегодняшних проблем.
Решением такой проблемы может послужить строительство блочно-модульных автоматических котельных сравнительно небольшой мощности, достаточной для покрытия тепловых нагрузок микрорайона или поселка. Повсеместно на таких котельных в качестве основного топлива используется природный газ, при сжигании которого количество выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду по сравнению с угольными котельными минимально.
Блочно-модульные котельные завоевывают в системе энергетики все большую популярность.
Газовая модульная котельная предназначена для обеспечения быстрого обогрева жилых и промышленных зданий при неблагоприятных условиях и в случае возникновения аварийной ситуации. Их конструкция позволяет подключить станцию к существующей системе отопления всего за несколько дней.
Модули не требуют особых условий для транспортировки, поэтому их достаточно легко перевозить с места на место с помощью грузового автотранспорта, железнодорожных перевозок и т.д. после доставки оборудование легко монтируется. Блочно-модульные котельные завоевывают в системе энергетики все большую популярность. Достоинств у этого типа котельных очень много.
Во-первых, не нужно тратить средства на строительство стационарного здания котельной. Модульно-котельная установка (далее - МКУ) состоит из готовых модулей, собранных в заводских условиях, готовых к монтажу и имеющих всё необходимое оборудование для запуска в работу.
Во-вторых, небольшие габариты позволяют выбрать рациональное место для размещения, тем самым сократить протяженность теплотрасс, а, следовательно, снизить теплопотери и себестоимость производства тепла.
В-третьих, сборка узлов котельной в заводских условиях гарантирует высокое качество всего оборудования. Заводы-изготовители МКУ работают в тесном сотрудничестве с заказчиком и проектируют и изготавливают блок-модули в соответствии с конкретными условиями и требованиями заказчика.
Блочно-модульные котельные дают возможность получать автономное тепло и не зависеть от теплоцентралей.
По виду теплоносителя котельные подразделяются на:
• водогрейные;
• паровые;
• комбинированные;
• на диатермическом масле.
Водогрейные котельные используются для отопления и горячего водоснабжения жилых, административных, общественных и коммерческих объектов. Большинство водогрейных АБМКУ имеет диапазон мощности от 100 кВт до 30 МВт. Температура воды на выходе +95 °С, на входе +70 °С.
Паровые блочно-модульные котельные вырабатывают пар для обеспечения технологических процессов в пищевой, текстильной, табачной, химической промышленности, производстве строительных материалов и других отраслях. Производительность таких котельных может составлять от 0,2 до 30 тонн пара в час, температура пара 440 °С, давление - 6,3 МПа.
В комбинированных блочно-модульных котельных задачи тепло- и пароснабжения решаются одновременно размещением как водогрейных, так и паровых котлов.
В котельной на диатермическом масле вместо воды или пара используются высокотемпературные органические жидкости, температура теплоносителя может достигать до 300 °С.
Любая котельная может состоять из одного и более модульных блоков в зависимости от требуемой мощности.
Блочно-модульные котельные могут работать на любом типе топлива:
• на газовом: природном и сжиженном газе, биогазе, попутном нефтяном газе;
• на жидком: мазуте, нефти, дизельном топливе;
• на твердом: различных сортах угля, отходах деревообрабатывающей промышленности (сучья, стружка, опилки), на торфе, на сельскохозяйственных отходах в виде брикетов или пеллет).
...
В результате выпускной квалификационной работы были рассмотрены
тепловые нагрузки по поселку. С учетом покрытия собственных нужд котельной,
тепловых потерь по длине трубопровода и 20% запасом, в расчете на
подключение новых потребителей, тепловая нагрузка по поселку составила
QΣ=4,42МВт (3,8Гкал/ч). По этим данным были выбраны и рассчитаны
водогрейные жаротрубные котлы Buderus Logano S825L-2500 мощностью
2,5 МВт каждый.
По данным, предоставленным МУП «ЧКТС», были выбраны насосы
циркуляционные Wilo IL 125/190 – 4/4 и Wilo IL 80/160 – 11/4 котлового и
сетевого контуров соответсвенно и подпиточные насосы Wilo МР 304 3~.
В выпускной квалификационной работе, также рассчитан и выбран
пластинчатый теплообменник «Ридан» НН№47 в соответствии с расчетной
поверхностью теплообмена S=125м2
.
В результате экономического расчета был вычислен срок окупаемости
строительства и подключения к сетям газовой котельной, который составил 1,5
гола, а также себестоимость 1Гкал/ч при внедрении данного проекта 243,91 руб.
Произведен поверочный расчет дымовой трубы с габаритами d=0,5м и h=21м,
в результате которого была вычислена величина максимальной приземистой
концентрации выбросов оксидов азота в окружающую среду 3 (NO ) 0,00094 мг/м
x э См.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» описаны меры пожарной
безопасности, а в разделе «КИП и автоматика» разработана схема автоматизации котла.
тепловые нагрузки по поселку. С учетом покрытия собственных нужд котельной,
тепловых потерь по длине трубопровода и 20% запасом, в расчете на
подключение новых потребителей, тепловая нагрузка по поселку составила
QΣ=4,42МВт (3,8Гкал/ч). По этим данным были выбраны и рассчитаны
водогрейные жаротрубные котлы Buderus Logano S825L-2500 мощностью
2,5 МВт каждый.
По данным, предоставленным МУП «ЧКТС», были выбраны насосы
циркуляционные Wilo IL 125/190 – 4/4 и Wilo IL 80/160 – 11/4 котлового и
сетевого контуров соответсвенно и подпиточные насосы Wilo МР 304 3~.
В выпускной квалификационной работе, также рассчитан и выбран
пластинчатый теплообменник «Ридан» НН№47 в соответствии с расчетной
поверхностью теплообмена S=125м2
.
В результате экономического расчета был вычислен срок окупаемости
строительства и подключения к сетям газовой котельной, который составил 1,5
гола, а также себестоимость 1Гкал/ч при внедрении данного проекта 243,91 руб.
Произведен поверочный расчет дымовой трубы с габаритами d=0,5м и h=21м,
в результате которого была вычислена величина максимальной приземистой
концентрации выбросов оксидов азота в окружающую среду 3 (NO ) 0,00094 мг/м
x э См.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» описаны меры пожарной
безопасности, а в разделе «КИП и автоматика» разработана схема автоматизации котла.
