Помощь студентам в учебе
Реконструкция котла-утилизатора после печи обжига извести на металлургическом предприятии АО «ЧЭМК» совместно с установкой дополнительных поверхностей нагрева в газоходе котла
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ КОМБИНАТА И ЦЕХА 8
1.1 Организация производства и виды выплавляемой продукции 9
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ПОЛЕЗНОМУ
ИСПОЛЬЗОВАНИЮ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ПЕЧИ ОБЖИГА ИЗВЕСТИ. 11
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ 13
4 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ: «РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ПЕЧИ ОБЖИГА ИЗВЕСТИ 15
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 20
5.1 Энергосбережение в промышленных котельных предприятия 20
5.2 Меры по энергосбережению на паровом котле 21
5.3 Энергосбережение в тепловых сетях предприятия 21
6 ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ 23
6.1 Принцип работы котлов утилизаторов 23
6.2 Газотрубные и водотрубные котлы-утилизаторы 24
6.3 Котлы-утилизаторы в коксохимической промышленности 25
6.4 Котлы-охладители конверторных газов 25
6.5 Котлы-утилизаторы, используемые в парогазовых и когенерационных
установках 26
6.6 Описание работы котла-утилизатора в тепловой схеме 27
7 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА 30
7.1 Описание установки котла-утилизатора КУ-50 30
7.2 Тепловой расчет котла-утилизатора КУ-50 30
7.2.1 Расчет 1 испарительного пакета 36
7.2.2 Расчет пароперегревателя 39
7.2.3 Расчет испарительной части 42
7.2.4 Расчет водяного экономайзера 44
7.2.5 Проверка сходимости баланса котлоагрегата 46
8 ВЫБОР КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И
АВТОМАТИКИ, ПРИБОРОВ УЧЕТА И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ ИХ
РАБОТЫ 48
8.1 Защиты котельных 48
8.2 Технологическая сигнализация на котельных 49
8.3 Контрольно-измерительные приборы котельных 49
8.3.1 Приборы для измерения температуры 49
8.3.2 Вторичные приборы для измерения температуры 50
8.3.3 Приборы для измерения давления и разряжения 50
8.3.4 Приборы для измерения расхода 50
8.3.5 Приборы для измерения уровня 51
9 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ
9.1 Поверочный расчет дымовой трубы
9.1.1 Расчет концентраций загрязняющих веществ
9.1.2 Объемы газов, объемные доли трехатомных газов
9.1.3 Расчет выбросов двуокиси азота
9.1.4 Расчет объема продуктов сгорания
9.1.5 Расчет концентраций загрязняющих веществ
9.2 Высота дымовой трубы
9.3 Расчет рассеивания вредных примесей
9.4 Расчет и выбор электрофильтра
9.4.1 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 40 кВ
9.4.2 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 50 кВ
9.4.3 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 60 кВ
9.4.4 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 70 кВ
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
10.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов
10.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса
10.2.1 Воздух рабочей зоны
10.2.2 Освещение рабочей зоны
10.2.3 Виброакустические факторы
10.2.4 Электромагнитный излучения, электростатические поля и
другие виды излучений
10.2.5 Тяжесть и напряженность трудового процесса
10.3 Безопасность производственных процессов и оборудования
10.4 Электробезопасность
10.5 Пожаровзрывобезопасность
10.6 Эргономика и производственная эстетика
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
11.1 Технико-экономический расчет
11.1.1 Смета капитальных затрат
11.1.2 Расчет текущих затрат
11.2 Модель SWOT-анализа исполнения проектных решений
11.3 Планирование целей предприятия АО «ЧЭМК» и проекта
11.3.1 Планирование целей предприятия с помощью модели пирамиды
целеполагания
11.3.2 Планирование целей предприятия с помощью модели дерева
целей
11.3.3 Модель поля сил эффективности реализации проекта
11.3.4 Ленточный график Ганта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ КОМБИНАТА И ЦЕХА 8
1.1 Организация производства и виды выплавляемой продукции 9
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ПОЛЕЗНОМУ
ИСПОЛЬЗОВАНИЮ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ПЕЧИ ОБЖИГА ИЗВЕСТИ. 11
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ 13
4 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ: «РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ПЕЧИ ОБЖИГА ИЗВЕСТИ 15
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 20
5.1 Энергосбережение в промышленных котельных предприятия 20
5.2 Меры по энергосбережению на паровом котле 21
5.3 Энергосбережение в тепловых сетях предприятия 21
6 ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ 23
6.1 Принцип работы котлов утилизаторов 23
6.2 Газотрубные и водотрубные котлы-утилизаторы 24
6.3 Котлы-утилизаторы в коксохимической промышленности 25
6.4 Котлы-охладители конверторных газов 25
6.5 Котлы-утилизаторы, используемые в парогазовых и когенерационных
установках 26
6.6 Описание работы котла-утилизатора в тепловой схеме 27
7 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА 30
7.1 Описание установки котла-утилизатора КУ-50 30
7.2 Тепловой расчет котла-утилизатора КУ-50 30
7.2.1 Расчет 1 испарительного пакета 36
7.2.2 Расчет пароперегревателя 39
7.2.3 Расчет испарительной части 42
7.2.4 Расчет водяного экономайзера 44
7.2.5 Проверка сходимости баланса котлоагрегата 46
8 ВЫБОР КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И
АВТОМАТИКИ, ПРИБОРОВ УЧЕТА И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ ИХ
РАБОТЫ 48
8.1 Защиты котельных 48
8.2 Технологическая сигнализация на котельных 49
8.3 Контрольно-измерительные приборы котельных 49
8.3.1 Приборы для измерения температуры 49
8.3.2 Вторичные приборы для измерения температуры 50
8.3.3 Приборы для измерения давления и разряжения 50
8.3.4 Приборы для измерения расхода 50
8.3.5 Приборы для измерения уровня 51
9 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ
9.1 Поверочный расчет дымовой трубы
9.1.1 Расчет концентраций загрязняющих веществ
9.1.2 Объемы газов, объемные доли трехатомных газов
9.1.3 Расчет выбросов двуокиси азота
9.1.4 Расчет объема продуктов сгорания
9.1.5 Расчет концентраций загрязняющих веществ
9.2 Высота дымовой трубы
9.3 Расчет рассеивания вредных примесей
9.4 Расчет и выбор электрофильтра
9.4.1 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 40 кВ
9.4.2 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 50 кВ
9.4.3 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 60 кВ
9.4.4 Расчет параметров электрофильтра при напряжении 70 кВ
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
10.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов
10.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса
10.2.1 Воздух рабочей зоны
10.2.2 Освещение рабочей зоны
10.2.3 Виброакустические факторы
10.2.4 Электромагнитный излучения, электростатические поля и
другие виды излучений
10.2.5 Тяжесть и напряженность трудового процесса
10.3 Безопасность производственных процессов и оборудования
10.4 Электробезопасность
10.5 Пожаровзрывобезопасность
10.6 Эргономика и производственная эстетика
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
11.1 Технико-экономический расчет
11.1.1 Смета капитальных затрат
11.1.2 Расчет текущих затрат
11.2 Модель SWOT-анализа исполнения проектных решений
11.3 Планирование целей предприятия АО «ЧЭМК» и проекта
11.3.1 Планирование целей предприятия с помощью модели пирамиды
целеполагания
11.3.2 Планирование целей предприятия с помощью модели дерева
целей
11.3.3 Модель поля сил эффективности реализации проекта
11.3.4 Ленточный график Ганта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Современный уровень производства котлов, систем автоматизации, трубопроводов для тепловых сетей, нормативная база и состояние дел с потреблением энергоносителей дают возможность развития различных систем теплоснабжения. На современном этапе наиболее прогрессивно и динамично развивается местное теплоснабжение, в том числе автономные котельные, в то время как централизованное теплоснабжение приходит в упадок. Действующие системы централизованного теплоснабжения спроектированы и построены несколько десятилетий назад. За прошедшее с тех пор время многие заложенные в основу проектов теплоисточников, систем транспорта теплоты и теплоиспользующих систем концептуальные технические и технологические решения устарели, более половины отечественных систем централизованного теплоснабжения находятся в кризисном состоянии, что обусловлено использованием устаревшего оборудования, износом тепловых сетей, низким уровнем культуры эксплуатации и практически полным отсутствием финансирования на реновацию.
Строительство новых промышленных объектов сопряжено с большими трудностями, если вообще строительство возможно. Но в любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности, без развития которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения. К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения, как в быту, так и на производстве.
Последние исследования показали экономическую целесообразность сохранения значительной доли участия мелких производственных котельных установок в покрытии общего потребления тепловой энергии.
Котел-утилизатор - это паровой котел, не имеющий собственной топки и использующий тепло отводящих газов промышленной или энергетической установки. Температура газов, поступающих в котел-утилизатор колеблется от 350-400°С (при установке котла-утилизатора за двигателями внутреннего сгорания) до 900-1500°С (за отражательными, рафинировочными и цементными печами) [8]. Крупные котлы утилизаторы имеют все элементы котлоагрегата, за исключением топочных и других устройств, связанных сжиганием топлива. Для малых производительностей и низких давлений применяется котлы-утилизаторы газотрубные либо с многократной принудительной циркуляцией, реже - прямоточные сепараторные и барабанные котлы-утилизаторы с естественной циркуляцией. В некоторых случаях котлы-утилизаторы на столько сращиваются с элементами технологического оборудования, что не могут быть выделены как самостоятельные агрегаты (устройство для испарительного охлаждения мартеновских печей, химических установок и т.д.). Котлы-утилизаторы широко применяются в химической, нефтехимической, пищевой, текстильной и других отраслях промышленности.
В данной выпускной квалификационной работе разрабатывается проект реконструкции парового котла-утилизатора КУ-50 после печи обжига извести на АО “ЧЭМК”. Котельная установка предназначена для снабжения паром производственных цехов металлургического предприятия.
Котлы-утилизаторы в качестве источника тепла используют уходящие газы после печи обжига извести с температурами от 750-850 °C. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: произвести расчет, рассчитать тепловую схему котельной, рассчитать тепловой расчет котла, произвести расчет теплообменника, произвести расчет дымовой трубы, рассчитать экономическую эффективность предложенного проекта, рассмотреть безопасность жизнедеятельности проекта.
Строительство новых промышленных объектов сопряжено с большими трудностями, если вообще строительство возможно. Но в любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности, без развития которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения. К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения, как в быту, так и на производстве.
Последние исследования показали экономическую целесообразность сохранения значительной доли участия мелких производственных котельных установок в покрытии общего потребления тепловой энергии.
Котел-утилизатор - это паровой котел, не имеющий собственной топки и использующий тепло отводящих газов промышленной или энергетической установки. Температура газов, поступающих в котел-утилизатор колеблется от 350-400°С (при установке котла-утилизатора за двигателями внутреннего сгорания) до 900-1500°С (за отражательными, рафинировочными и цементными печами) [8]. Крупные котлы утилизаторы имеют все элементы котлоагрегата, за исключением топочных и других устройств, связанных сжиганием топлива. Для малых производительностей и низких давлений применяется котлы-утилизаторы газотрубные либо с многократной принудительной циркуляцией, реже - прямоточные сепараторные и барабанные котлы-утилизаторы с естественной циркуляцией. В некоторых случаях котлы-утилизаторы на столько сращиваются с элементами технологического оборудования, что не могут быть выделены как самостоятельные агрегаты (устройство для испарительного охлаждения мартеновских печей, химических установок и т.д.). Котлы-утилизаторы широко применяются в химической, нефтехимической, пищевой, текстильной и других отраслях промышленности.
В данной выпускной квалификационной работе разрабатывается проект реконструкции парового котла-утилизатора КУ-50 после печи обжига извести на АО “ЧЭМК”. Котельная установка предназначена для снабжения паром производственных цехов металлургического предприятия.
Котлы-утилизаторы в качестве источника тепла используют уходящие газы после печи обжига извести с температурами от 750-850 °C. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: произвести расчет, рассчитать тепловую схему котельной, рассчитать тепловой расчет котла, произвести расчет теплообменника, произвести расчет дымовой трубы, рассчитать экономическую эффективность предложенного проекта, рассмотреть безопасность жизнедеятельности проекта.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы был рассчитан проект реконструкции котла - утилизатора на АО “ЧЭМК”.
В работе принята закрытая тепловая схема, работающая по закрытой схеме. Далее приводится расчет тепловой схемы котельной. На основе вышеперечисленных расчетов приводиться обоснование выбора типа устанавливаемого котла, а именно принято котел КУ-50. Максимальный расход воды через котел.
Далее приводиться тепловой расчет данного котла, составляется тепловой баланс котельного агрегата.
Также рассматриваются вопросы экологии, а именно приводиться расчеты дымовой трубы, расчет концентрации вредных веществ, который показал, что максимальная концентрация вредных веществ у земной поверхности при опасных метеорологических условиях при зимнем режиме достигается на расстоянии равном 354 м по оси факела.
Технико-экономический расчет показал, что реализация данного проекта является экономически эффективной.
В работе принята закрытая тепловая схема, работающая по закрытой схеме. Далее приводится расчет тепловой схемы котельной. На основе вышеперечисленных расчетов приводиться обоснование выбора типа устанавливаемого котла, а именно принято котел КУ-50. Максимальный расход воды через котел.
Далее приводиться тепловой расчет данного котла, составляется тепловой баланс котельного агрегата.
Также рассматриваются вопросы экологии, а именно приводиться расчеты дымовой трубы, расчет концентрации вредных веществ, который показал, что максимальная концентрация вредных веществ у земной поверхности при опасных метеорологических условиях при зимнем режиме достигается на расстоянии равном 354 м по оси факела.
Технико-экономический расчет показал, что реализация данного проекта является экономически эффективной.
