Совершенствование системы утилизации теплоты уходящих газов ГПА
Guascor SFGM-560 АО «ЧОКЭ» Копейские электротепловые сети с
целью повышения эффективности его работы
АННОТАЦИЯ 2
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ 12
4 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 17
4.1 Описание газопоршневого агрегата 17
4.2 Тепловой расчет рабочего процесса ДВС 18
4.3 Тепловой баланс двигателя 27
4.4 Расчет системы охлаждения 29
4.5 Расчет котла-утилизатора T ermoj et 33
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ 36
5.1 Описание установки 36
5.2 Расчет системы охлаждения с хладагентом - антифриз Coolstream.. 37
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 45
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 49
8 КИП И АВТОМАТИКА 55
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 59
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 68
10.1 Смета капитальных и текущих затрат 68
10.2 Срок окупаемости 71
10.3 Качественный анализ вариантов проектных решений 72
10.4 Оценка движущих и сдерживающих сил модернизации ГПА 73
10.5 Планирование целей проекта 75
10.6 График Ганта 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 78
АО «Челябоблкоммунэнерго» является крупным предприятием и имеет в своем составе 5 филиалов и 6 участков. АО «Челябоблкоммунэнерго» эксплуатирует огромное по масштабам и социальной значимости энергетическое хозяйство. Протяженность тепловых сетей достигает 332 км. Предприятие имеет в своем составе 120 котельных, которые вырабатывают 1,25 млн. Гкал тепловой
двадцатого столетия со сбора воедино бесхозяйного городского и сельского энергетического хозяйства, энергоустановок, тепловых и электрических сетей, разбросанных по городам и районам области.
Данное предприятие является конкурентными и выполняет все функции гарантирующего энергоснабжение
и сочетанием государственного регулирования видов деятельности по передаче энергии и ее сбыту. Главные черты предприятия - ответственность и способность воздействия на сокращение всех видов потерь, включая коммерческие, технологическое единство производственных служб эксплуатации сетей, средств измерения и учета.
Сегодня АО «Челябоблкоммунэнерго» готово и имеет возможность:
- обслуживать внутренние системы электро- и тепло- снабжения без всякой прибыли для себя, но имея в виду внедрение энергосберегающих технологий в будущем;
производить строительство миникотельных;
- осуществлять отладку и реконструкцию систем теплоснабжения в городах и поселках области;
- составлять программы на 5-10 лет по повышению эффективности эксплуатации существующих котельных и сетевых комплексов по всех имеющихся филиалах [46].
АО «Челябоблкоммунэнерго» развивалось вместе с экономикой страны и прошло несколько этапов реорганизации и преобразований. Уникальность компании состоит в том, что она, являясь субъектом ЖКХ, разрабатывает стратегию модернизации собственного бизнеса, включая проектирование, строительство «под ключ» котельных и тепловых сетей, наладку объектов теплоснабжения и их дальнейшую эксплуатацию.
Миссия АО «Челябоблкоммунэнерго» заключается в обеспечении потребителей электрической и тепловой энергией и обеспечении акционеров компании справедливыми доходами.
В своей деятельности АО «Челябоблкоммунэнерго» всегда руководствуется следующими принципами ответственного ведения бизнеса:
- Построение отношений на основе уважения, взаимного и долгосрочного сотрудничества с властью, обществом, потребителями.
- Стремится к рациональному использованию всех видов ресурсов для достижения целей.
- Минимизирует воздействия на окружающую среду, создает безопасные условия труда, заботится о жизни и здоровье персонала.
Большая часть активного фонда в теплоэнергетике, примерно 50-60% устарела как физически, так и морально. Отечественное оборудование, которое составляло основу теплоэнергетики, требует не только поддержания стабильного и бесперебойного режима работы, но так же и модернизацию, то есть обновления и улучшения режимов работы, потому как уступает современным требованиям[1].
В выпускной квалификационной работе был предложен вариант повышения энергоэффективности газопоршневой установки Guascor SFGM-560 на ОА «ЧОКЭ» КЭТС путем замены хладагента в системе охлаждения двигателя. Был произведен тепловой расчет рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, в котором были определены основные размеры двигателя, а именно: литровая мощность Vh = 3,28 л, диаметр поршня D = 180 мм, ход поршня
S = 235 мм, скорость поршня Ст = 11,7 м/с. Индикаторный КПД для газового двигателя Д, = 0,43, литровая мощность двигателя Ил = 19,5 кВт/л.
Из теплового баланса двигателя был произведён расчёт тепла, эффективного для эффективной работы двигателя, для газовых топлив, а также было посчитано тепло, унесенное с охлаждающим агентом, тепло, унесенное выпускными газами, тепло, потерянное от неполноты сгорания топлива. Рассчитана система охлаждения двигателя, а так же котел-утилизатор.
В научной часть рассматривается вопрос повышения энергоэффективности котельной, при замене антифриза. Рассчитана система охлаждения двигателя с новым антифризом и количество теплоты, которое снимается им с двигателя. Соответственно, большее количество теплоты утилизируется, идя в котел утилизатор. Так же повышается температура воды в обратном трубопроводе, что позволяет снизить затраты топлива на подогрев теплоносителя в котельной, а так же затраты на электроэнергию.
В разделе энергосбережение были рассмотрены способы повышения энергоэффективности котельной.
Кроме того, для обеспечения экологической безопасности работы станции был выполнен поверочный расчет дымовой трубы, в результате которого было
выявлено, что установленная дымовая труба не выполняет свою функцию, то есть
выбросы в атмосферу.
В разделе «КИП и автоматика» рассмотрена автоматика газопоршневой установки, контрольно-измерительные приборы, а так же регулирование процессов. Разработана функциональная схема автоматизации.
В разделе «Экономика и управление» рассчитаны текущие затраты, а также капитальные затраты на модернизацию ГПУ. Был рассчитан срок окупаемости проекта, который составил 3,4 года.
В Графической части представлено 7 листов чертежей формата А1, план АО «ЧОКЭ» Копейские электротепловые сети, разрез двигателя Guascor SFGM-560, тепловая схема МИНИ-ТЭЦ, котел-утилизатор, демонстрационный лист по научной части, функциональная схема автоматизации и демонстрационный лист по экономико-управленческой части работы. Чертежи выполнены с применением системы автоматизированного проектирования «КОМПАС».