Помощь студентам в учебе
Модернизация котельного агрегата ПТВМ-30М на предприятии АО «Сигнал» г. Челябинска с целью повышения эффективности его работы
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ВКР 7
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ РАЗРАБОТОК РЕШЕНИЙ 9
3 МОДЕРНИЗАЦИЯ КОТЛА ПТВМ-30М 12
3.1 Технические характеристики котла ПТВМ-30М 12
3.2 Выбор горелочных устройств 12
3.3 Поверочный тепловой расчет котла 13
3.3.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 14
3.3.2 Характеристика и энтальпии продуктов сгорания 16
3.3.3 Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива 19
3.3.4 Поверочный расчет топки 21
3.3.5 Расчет фестона 24
3.3.6 Расчет конвективного пучка 28
3.4 Аэродинамический расчет котельного агрегата 32
3.4.1 Аэродинамический расчет воздушного тракта котельного агрегата 33
3.4.2 Аэродинамический расчет газового тракта котельного агрегата... 37
3.5 Расчет горелочных устройств котельного агрегата 42
3.6 Расчет экономии топлива 45
3.7 Выбор вспомогательного оборудования котельной 46
3.8 Описание системы химводоочистки котельной 48
4 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 52
4.1 Актуальность энергосбережения в России и мире 52
4.2 Мероприятия по энергосбережению в котельных 53
5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ 54
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 62
6.1 Расчет выбросов окислов азота 62
6.2 Поверочный расчет дымовой трубы 64
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 69
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 71
8.1 Характеристика рабочего места 71
8.2Требования безопасности, предъявляемые к горелочным устройствам... 72
8.3 Обеспечение безопасных условий эксплуатации котлов 73
8.4 Требования к размещению котлов и вспомогательного оборудования 73
8.5 Требования охраны труда при монтаже и демонтаже тепловы
энергоустановок 74
8.6 Пожаробезопасность 75
8.7 Средства пожаротушения 77
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 79
9.1 Смета капитальных затрат 79
9.2 Расчет текущих затрат котельной до модернизации 80
9.3 Расчет текущих затрат котельной после модернизации 82
9.4 Расчет срока окупаемости проекта модернизации котельной 84
9.5 SWOT-анализ вариантов технических решений 85
9.6 Построение дерева целей проекта модернизации котельной 86
9.7 Оценка движущих и сдерживающих сил при разработке проекта
модернизации котельной 88
9.8 График Ганта реализации проекта модернизации котельной 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ВКР 7
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ РАЗРАБОТОК РЕШЕНИЙ 9
3 МОДЕРНИЗАЦИЯ КОТЛА ПТВМ-30М 12
3.1 Технические характеристики котла ПТВМ-30М 12
3.2 Выбор горелочных устройств 12
3.3 Поверочный тепловой расчет котла 13
3.3.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 14
3.3.2 Характеристика и энтальпии продуктов сгорания 16
3.3.3 Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива 19
3.3.4 Поверочный расчет топки 21
3.3.5 Расчет фестона 24
3.3.6 Расчет конвективного пучка 28
3.4 Аэродинамический расчет котельного агрегата 32
3.4.1 Аэродинамический расчет воздушного тракта котельного агрегата 33
3.4.2 Аэродинамический расчет газового тракта котельного агрегата... 37
3.5 Расчет горелочных устройств котельного агрегата 42
3.6 Расчет экономии топлива 45
3.7 Выбор вспомогательного оборудования котельной 46
3.8 Описание системы химводоочистки котельной 48
4 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 52
4.1 Актуальность энергосбережения в России и мире 52
4.2 Мероприятия по энергосбережению в котельных 53
5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ 54
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 62
6.1 Расчет выбросов окислов азота 62
6.2 Поверочный расчет дымовой трубы 64
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 69
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 71
8.1 Характеристика рабочего места 71
8.2Требования безопасности, предъявляемые к горелочным устройствам... 72
8.3 Обеспечение безопасных условий эксплуатации котлов 73
8.4 Требования к размещению котлов и вспомогательного оборудования 73
8.5 Требования охраны труда при монтаже и демонтаже тепловы
энергоустановок 74
8.6 Пожаробезопасность 75
8.7 Средства пожаротушения 77
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 79
9.1 Смета капитальных затрат 79
9.2 Расчет текущих затрат котельной до модернизации 80
9.3 Расчет текущих затрат котельной после модернизации 82
9.4 Расчет срока окупаемости проекта модернизации котельной 84
9.5 SWOT-анализ вариантов технических решений 85
9.6 Построение дерева целей проекта модернизации котельной 86
9.7 Оценка движущих и сдерживающих сил при разработке проекта
модернизации котельной 88
9.8 График Ганта реализации проекта модернизации котельной 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
Теплоэнергетика в настоящее время является ведущей отраслью мировой энергетики, и ее развитие в России является важной составляющей развития экономики. [23].
Промышленность является главным потребителем энергоресурсов. Цель промышленного производства - это выработка продукции в запланированном количестве, соответствующая требуемому качеству, с максимальной экономичностью [56].
Каждое промышленное предприятие имеет собственное энергетическое хозяйство, то есть совокупность энергоустановок и вспомогательных устройств, которые снабжают предприятия разными видами энергии и видами таких энергоносителей, как: тепловая энергия, электроэнергия, вода, воздух, пар и кислород. Большая часть тепловой энергии вырабатывается на тепловых электрически станциях (ТЭС), доля которых - 36% в производстве тепловой энергии в России, и в централизованных котельных установках доля составляет 46%. Остальная тепловая энергия вырабатывается в автономных источниках теплоты, ядерных, геотермальных, солнечных источниках, а также на установках утилизации теплоты вторичных энергетических ресурсов [56].
Существует взаимосвязь и взаимозависимость между загрязнением окружающей среды и ростом производства энергии, так как при сжигании топлива (в особенности органического) образуется большое количество вредных соединений, которые выбрасываются в атмосферу с отходящими газами. Энергосбережение предоставляет возможность сократить выбросы вредных веществ в окружающую среду и улучшить жизнь населения страны [48].
Износ фондов (старое оборудование), истощение запасов органического топлива, увеличение цены на энергоносители, осложнение экологической ситуации приводит к проблеме рационального использования энергии. В связи с этим возникает необходимость проведения государственной энергосберегающей политики. Распоряжением правительства РФ утверждена Энергетическая стратегия России на период до 2030 года». Ее цель: эффективность использования природных энергетических ресурсов и потенциала энергетической отрасли для роста экономики, повышения качества жизни населения страны и содействия укреплению ее внешнеэкономических позиций. Поддержка и стимулирование стратегических инициатив в энергетике являются основой для реализации крупных энергетических проектов в будущем [1].
Для улучшения работы котельной, повышения КПД оборудования, уменьшения вредных выбросов в атмосферу производится модернизация котельной с заменой основного или вспомогательного оборудования на более эффективное. Главной задачей модернизации является использование накопленного опыта и более широкое применение новых технологий, благодаря которым можно поднять надежность и эффективность производства тепловой энергии на котельных.
За последние годы в России накоплен значительный опыт повышения эффективности работы систем теплоснабжения с использованием новейших технологий, который нужно максимально применять при модернизации и строительстве котельных.
Важной целью развития теплоэнергетики является дальнейшее
технологическое усовершенствование промышленности с целью повышения надежности, экономичности, экологической чистоты производства тепловой энергии [23].
Объектом исследования ВКР является котельный агрегат ПТВМ-30М на предприятии АО «Сигнал» города Челябинска, существующие горелочные устройства которого физически и морально устарели.
Целью работы является предложения варианта модернизации
рассматриваемого котельного агрегата путем замены горелочных устройств.
Задачи работы:
- изучение тепловой схемы и оборудования котельной АО «Сигнал»;
- предложение схемы модернизации;
- выполнение теплового и аэродинамического расчетов котла;
- расчет установленных горелочных устройств;
- поверочный расчет дымовой трубы;
- расчет экономии топлива;
- разработка технологического решения с целью повышения эффективности работы котла;
- определение экономической эффективности предлагаемой модернизации и расчета срока окупаемости.
Промышленность является главным потребителем энергоресурсов. Цель промышленного производства - это выработка продукции в запланированном количестве, соответствующая требуемому качеству, с максимальной экономичностью [56].
Каждое промышленное предприятие имеет собственное энергетическое хозяйство, то есть совокупность энергоустановок и вспомогательных устройств, которые снабжают предприятия разными видами энергии и видами таких энергоносителей, как: тепловая энергия, электроэнергия, вода, воздух, пар и кислород. Большая часть тепловой энергии вырабатывается на тепловых электрически станциях (ТЭС), доля которых - 36% в производстве тепловой энергии в России, и в централизованных котельных установках доля составляет 46%. Остальная тепловая энергия вырабатывается в автономных источниках теплоты, ядерных, геотермальных, солнечных источниках, а также на установках утилизации теплоты вторичных энергетических ресурсов [56].
Существует взаимосвязь и взаимозависимость между загрязнением окружающей среды и ростом производства энергии, так как при сжигании топлива (в особенности органического) образуется большое количество вредных соединений, которые выбрасываются в атмосферу с отходящими газами. Энергосбережение предоставляет возможность сократить выбросы вредных веществ в окружающую среду и улучшить жизнь населения страны [48].
Износ фондов (старое оборудование), истощение запасов органического топлива, увеличение цены на энергоносители, осложнение экологической ситуации приводит к проблеме рационального использования энергии. В связи с этим возникает необходимость проведения государственной энергосберегающей политики. Распоряжением правительства РФ утверждена Энергетическая стратегия России на период до 2030 года». Ее цель: эффективность использования природных энергетических ресурсов и потенциала энергетической отрасли для роста экономики, повышения качества жизни населения страны и содействия укреплению ее внешнеэкономических позиций. Поддержка и стимулирование стратегических инициатив в энергетике являются основой для реализации крупных энергетических проектов в будущем [1].
Для улучшения работы котельной, повышения КПД оборудования, уменьшения вредных выбросов в атмосферу производится модернизация котельной с заменой основного или вспомогательного оборудования на более эффективное. Главной задачей модернизации является использование накопленного опыта и более широкое применение новых технологий, благодаря которым можно поднять надежность и эффективность производства тепловой энергии на котельных.
За последние годы в России накоплен значительный опыт повышения эффективности работы систем теплоснабжения с использованием новейших технологий, который нужно максимально применять при модернизации и строительстве котельных.
Важной целью развития теплоэнергетики является дальнейшее
технологическое усовершенствование промышленности с целью повышения надежности, экономичности, экологической чистоты производства тепловой энергии [23].
Объектом исследования ВКР является котельный агрегат ПТВМ-30М на предприятии АО «Сигнал» города Челябинска, существующие горелочные устройства которого физически и морально устарели.
Целью работы является предложения варианта модернизации
рассматриваемого котельного агрегата путем замены горелочных устройств.
Задачи работы:
- изучение тепловой схемы и оборудования котельной АО «Сигнал»;
- предложение схемы модернизации;
- выполнение теплового и аэродинамического расчетов котла;
- расчет установленных горелочных устройств;
- поверочный расчет дымовой трубы;
- расчет экономии топлива;
- разработка технологического решения с целью повышения эффективности работы котла;
- определение экономической эффективности предлагаемой модернизации и расчета срока окупаемости.
В специальной части бакалаврской работы проведены тепловой и аэродинамической расчет котельного агрегата и расчет горелочных устройств. В результате проведения теплового расчета котла невязка теплового баланса не превысила 0,5%. По итогам аэродинамического расчета определены сопротивления воздушного и газового тракта котельного агрегата ПТВМ-30М. В расчете горелочных устройств определены основные параметры газа и воздуха, глубина проникновения газовых струй в поток воздуха, диаметр расширившейся струи. А так же рассчитана экономия топлива, полученная в результате проведения реконструкции.
В разделе энергосбережение представлены мероприятия энергосбережения и повышения энергоэффективности в котельных.
В разделе вопросы экологии рассчитана максимальная приземная концентрация окислов азота содержащихся в дымовых газах, полученные значения не превысили предельно допустимых значений.
В седьмой главе описана автоматизация котельного агрегата ПТВМ-30М.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены возможные причины пожара, определены требования безопасности производственного оборудования, требования безопасности, предъявляемые к горелочным устройствам, требования к безопасным условиям эксплуатации котлов, требования охраны труда при монтаже и демонтаже тепловых энергоустановок.
В экономико-управленческой части произведен расчет капитальных затрат проведения модернизации котельной, которые составили 938,00 тыс. руб. Также определены текущие затраты котельной до и после модернизации , которые составили соответственно 242307,30 тыс. руб/год и 239064,97 тыс. руб./год. Срок окупаемости проекта реконструкции составил 3,3 месяца.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы - повышение энергоэффективности котельного агрегата и энергосбережение, достигнута. В результате проведения модернизации снизился расход топлива на горелки и повысился коэффициент полезного действия котельного агрегата.
В разделе энергосбережение представлены мероприятия энергосбережения и повышения энергоэффективности в котельных.
В разделе вопросы экологии рассчитана максимальная приземная концентрация окислов азота содержащихся в дымовых газах, полученные значения не превысили предельно допустимых значений.
В седьмой главе описана автоматизация котельного агрегата ПТВМ-30М.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены возможные причины пожара, определены требования безопасности производственного оборудования, требования безопасности, предъявляемые к горелочным устройствам, требования к безопасным условиям эксплуатации котлов, требования охраны труда при монтаже и демонтаже тепловых энергоустановок.
В экономико-управленческой части произведен расчет капитальных затрат проведения модернизации котельной, которые составили 938,00 тыс. руб. Также определены текущие затраты котельной до и после модернизации , которые составили соответственно 242307,30 тыс. руб/год и 239064,97 тыс. руб./год. Срок окупаемости проекта реконструкции составил 3,3 месяца.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы - повышение энергоэффективности котельного агрегата и энергосбережение, достигнута. В результате проведения модернизации снизился расход топлива на горелки и повысился коэффициент полезного действия котельного агрегата.
