Разработка блочно-модульной котельной микрорайона №6 г.Трехгорный Челябинской области
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ
КОТЕЛЬНОЙ В Г.ТРЕХГОРНЫЙ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 9
2 РАЗРАБОТКА КОТЕЛЬНОЙ 10
2.1 Исходные данные 10
2.2 Сезонная нагрузка на отопление 10
2.3 Круглогодичная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение .. 11
2.4 Расчет годового потребления теплоты 13
2.5 Расчет и построение температурного графика 13
2.5 Расчет расходов теплоносителя 17
2.6 Расчет тепловой схемы 18
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО
КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 24
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА ЭНТРОРОС ТТ100 27
4.1 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов
по газоходам 28
4.2 Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания 30
4.3 Расчет теплового баланса котла 31
4.4 Расчет топочной камеры 34
4.5 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 40
4.5.1 Расчет второго хода 40
4.5.2 Расчет третьего хода 45
4.5.3 Тепловой расчет жаровой трубы 49
4.5.4 Тепловой расчет поворотной камеры 53
4.5.5 Расчетная невязка теплового баланса 56
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ 58
5.1 Расчет термогидравлического распределителя 58
5.2 Устройство гидрострелки 58
5.3 Принцип работы гидравлического разделителя 59
5.4 Расчет распределителя 59
5.5 Расчет и подбор пластинчатого теплообменника 60
5.6 Расчет затрат при установке распределителя 60
5.7 Расчет затрат при установке теплообменника 61
5.8 Анализ экономической выгоды 63
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 64
6.1 Расчет дымовой трубы 64
6.2 Расчёт объема дымовых газов 65
6.2.1 Зимний период 65
6.2.2 Летний период 65
6.3 Расчёт выброса оксидов азота 66
6.3.1 Зимний период 66
6.3.2 Летний период 66
6.4 Расчёт минимальной высоты дымовой трубы 66
6.4.1 Зимний период 67
6.4.2 Летний период 71
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 73
7.1 Общие сведения 73
7.2 Автоматизация технологических решений 73
7.3 Сигнализация 74
7.4 Автоматизация систем учета тепла 75
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 77
8.1 Пожаровзрывобезопасность 77
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 77
9.1 Расчет сметы капитальных затрат на строительство котельной
с российским котельным агрегатом 82
9.2 Расчет сметы капитальных затрат на строительство котельной
с зарубежным котлоагрегатом Bosh UT-16 83
9.3 Смета текущих затрат по варианту сооружения котельной
с российским котлоагрегатом ТТ-100 84
9.4 Смета текущих затрат по варианту сооружения котельной
с зарубежным котлоагрегатом 86
9.5 Сравнение вариантов проектных решений 87
9.6 SWOT-анализ вариантов технических решений 88
9.7 Модель дерева целей проекта 90
9.8 Модель поля сил реализации проекта 92
9.9 Планирование мероприятий по реализации проекта
(план-график Ганта) 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 97
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ
КОТЕЛЬНОЙ В Г.ТРЕХГОРНЫЙ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 9
2 РАЗРАБОТКА КОТЕЛЬНОЙ 10
2.1 Исходные данные 10
2.2 Сезонная нагрузка на отопление 10
2.3 Круглогодичная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение .. 11
2.4 Расчет годового потребления теплоты 13
2.5 Расчет и построение температурного графика 13
2.5 Расчет расходов теплоносителя 17
2.6 Расчет тепловой схемы 18
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО
КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 24
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА ЭНТРОРОС ТТ100 27
4.1 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов
по газоходам 28
4.2 Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания 30
4.3 Расчет теплового баланса котла 31
4.4 Расчет топочной камеры 34
4.5 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 40
4.5.1 Расчет второго хода 40
4.5.2 Расчет третьего хода 45
4.5.3 Тепловой расчет жаровой трубы 49
4.5.4 Тепловой расчет поворотной камеры 53
4.5.5 Расчетная невязка теплового баланса 56
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ 58
5.1 Расчет термогидравлического распределителя 58
5.2 Устройство гидрострелки 58
5.3 Принцип работы гидравлического разделителя 59
5.4 Расчет распределителя 59
5.5 Расчет и подбор пластинчатого теплообменника 60
5.6 Расчет затрат при установке распределителя 60
5.7 Расчет затрат при установке теплообменника 61
5.8 Анализ экономической выгоды 63
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 64
6.1 Расчет дымовой трубы 64
6.2 Расчёт объема дымовых газов 65
6.2.1 Зимний период 65
6.2.2 Летний период 65
6.3 Расчёт выброса оксидов азота 66
6.3.1 Зимний период 66
6.3.2 Летний период 66
6.4 Расчёт минимальной высоты дымовой трубы 66
6.4.1 Зимний период 67
6.4.2 Летний период 71
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 73
7.1 Общие сведения 73
7.2 Автоматизация технологических решений 73
7.3 Сигнализация 74
7.4 Автоматизация систем учета тепла 75
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 77
8.1 Пожаровзрывобезопасность 77
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 77
9.1 Расчет сметы капитальных затрат на строительство котельной
с российским котельным агрегатом 82
9.2 Расчет сметы капитальных затрат на строительство котельной
с зарубежным котлоагрегатом Bosh UT-16 83
9.3 Смета текущих затрат по варианту сооружения котельной
с российским котлоагрегатом ТТ-100 84
9.4 Смета текущих затрат по варианту сооружения котельной
с зарубежным котлоагрегатом 86
9.5 Сравнение вариантов проектных решений 87
9.6 SWOT-анализ вариантов технических решений 88
9.7 Модель дерева целей проекта 90
9.8 Модель поля сил реализации проекта 92
9.9 Планирование мероприятий по реализации проекта
(план-график Ганта) 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 97
Данная работа посвящена разработке блочной-модульной котельной города Трехгорный Челябинской области.
Планируется к 2022 году закончить строительство нового микрорайона №6, в котором на каждую группу домов в микрорайоне предусматривается своя водогрейная котельная.
Котельной «К2» необходимо обеспечить надежное теплоснабжение двух многосекционных жилых домов.
На основе вышеизложенного было принято решение о строительстве полностью автоматизированной водогрейной котельной.
В настоящее время во всем мире возникает увеличение объемов производства, потребления тепловой, электрической энергии. В связи с этим, увеличивается вероятность аварийности оборудования и, как следствие, остановки производства, отключением потребителей.
Поэтому строительство больших производственных котельных становится менее актуально, постепенно уходят с больших объемов нагрузок.
В 2018 году в топливном балансе Российской Федерации газ занял лидирующие позиции, его доля увеличилась до 72,6%, угля наоборот, снизилась на 25,6%.
Это связано с несколькими преимуществами использования природного га- за:[1]
• Конструкция блочно-модульной котельной позволяет увеличивать мощность путем добавления новых котлов;
• КПД, газовых котельных значительно превышает КПД котлов на твердом топливе;
• Экономия за счёт сокращения обслуживающего персонала;
• Максимальная автоматизация управлениями котлами.
Блочно-модульные котельные, (БМК Модульные котельные) — это котельные установки полной заводской готовности, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения объектов производственного, жилищного и социального назначения. Блочно-модульные котельные работают на природном газе, сжиженном газе и жидком топливе. Все технологическое оборудование размещено в блоке заводского изготовления. Корпус котельной установки должен быть цельнометаллическим, утеплённым и пожаробезопасным.
Современные тенденции в энергетике диктуют уход от централизованных источников теплоснабжения. В связи с большими затратами на содержание сетей увеличивается цена отпускаемого тепла, а дорогостоящее подключению к этим сетям склоняет потребителя к приобретению собственных автономных источников теплоснабжения. Современное отопительное оборудование позволяет в кротчайший срок обеспечить любой объект автономным источником тепла, таким как блочно-модульная котельная, и при этом цена генерируемой тепловой энергии в итоге значительно ниже цены тепла отпускаемого централизованными источниками теплоснабжения.
Планируется к 2022 году закончить строительство нового микрорайона №6, в котором на каждую группу домов в микрорайоне предусматривается своя водогрейная котельная.
Котельной «К2» необходимо обеспечить надежное теплоснабжение двух многосекционных жилых домов.
На основе вышеизложенного было принято решение о строительстве полностью автоматизированной водогрейной котельной.
В настоящее время во всем мире возникает увеличение объемов производства, потребления тепловой, электрической энергии. В связи с этим, увеличивается вероятность аварийности оборудования и, как следствие, остановки производства, отключением потребителей.
Поэтому строительство больших производственных котельных становится менее актуально, постепенно уходят с больших объемов нагрузок.
В 2018 году в топливном балансе Российской Федерации газ занял лидирующие позиции, его доля увеличилась до 72,6%, угля наоборот, снизилась на 25,6%.
Это связано с несколькими преимуществами использования природного га- за:[1]
• Конструкция блочно-модульной котельной позволяет увеличивать мощность путем добавления новых котлов;
• КПД, газовых котельных значительно превышает КПД котлов на твердом топливе;
• Экономия за счёт сокращения обслуживающего персонала;
• Максимальная автоматизация управлениями котлами.
Блочно-модульные котельные, (БМК Модульные котельные) — это котельные установки полной заводской готовности, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения объектов производственного, жилищного и социального назначения. Блочно-модульные котельные работают на природном газе, сжиженном газе и жидком топливе. Все технологическое оборудование размещено в блоке заводского изготовления. Корпус котельной установки должен быть цельнометаллическим, утеплённым и пожаробезопасным.
Современные тенденции в энергетике диктуют уход от централизованных источников теплоснабжения. В связи с большими затратами на содержание сетей увеличивается цена отпускаемого тепла, а дорогостоящее подключению к этим сетям склоняет потребителя к приобретению собственных автономных источников теплоснабжения. Современное отопительное оборудование позволяет в кротчайший срок обеспечить любой объект автономным источником тепла, таким как блочно-модульная котельная, и при этом цена генерируемой тепловой энергии в итоге значительно ниже цены тепла отпускаемого централизованными источниками теплоснабжения.
В выпускной квалификационной работе бакалавра разработана блочномодульная котельная для жилого микрорайона №6 в г.Трехгорный, которая работает без постоянного присутствия персонала.
Произведен расчет тепловых нагрузок на отопление, ГВС. Произвели тепловой расчет жаротрубного котла, в результате расчёта относительная величина невязки не превышает 0,5 %, в следствии этого можно считать расчёт выполненным правильно.
В разделе «Энергосбережение и технологическое решение» был установлен термогидравлический распределитель.
В разделе «Вопросы экологии» была просчитана минимальная высоты дымовой трубы. Высота которой H=20 м и диаметром D0=0,4 м. Вычислена величина максимально приземистой концентрации выбросов оксидов азота в окружающую среду, которая составила CNO =0,027 мг/ м3 при ПДК^ = 0,085 г/м3 - для зимнего периода и CNO = 0,008 мг / м3 - для летнего периода.
В разделе автоматизации были рассмотрены основные принципы автоматизации котлов, виды систем автоматического регулирования (САР), системы защиты, сигнализации и автоматического регулирования водогрейных котлов.
В разделе БЖД были рассмотрены вопросы пожаровзрывоопасности.
Необходимость экономико-управленческого раздела была обусловлена определением экономической целесообразности предлагаемой в ВКР разработки котельной. Для экономического обоснования были сопоставлены котел российского производства марки ТТ100 и зарубежного Bosh UT-16, определены величины капитальных затрат, текущих затрат ,проведен SMART-анализ оценены движущие и сдерживающие силы, составлен график Ганта.
В результате экономического расчета были вычислены капитальные и текущие затраты на строительство и введение в эксплуатацию газовой котельной, которые составили 10003,29 тыс. руб. и 6346,01 тыс. руб./год соответственно. Подсчитана себестоимость 1 Гкал/ч при внедрении данного проекта 906,48 руб./Гкал.
Графическая часть представлена на чертежах формата А1, выполненных в программе AutoCad 2018.
Таким образом, цель работы достигнута, задачи - решены.
Произведен расчет тепловых нагрузок на отопление, ГВС. Произвели тепловой расчет жаротрубного котла, в результате расчёта относительная величина невязки не превышает 0,5 %, в следствии этого можно считать расчёт выполненным правильно.
В разделе «Энергосбережение и технологическое решение» был установлен термогидравлический распределитель.
В разделе «Вопросы экологии» была просчитана минимальная высоты дымовой трубы. Высота которой H=20 м и диаметром D0=0,4 м. Вычислена величина максимально приземистой концентрации выбросов оксидов азота в окружающую среду, которая составила CNO =0,027 мг/ м3 при ПДК^ = 0,085 г/м3 - для зимнего периода и CNO = 0,008 мг / м3 - для летнего периода.
В разделе автоматизации были рассмотрены основные принципы автоматизации котлов, виды систем автоматического регулирования (САР), системы защиты, сигнализации и автоматического регулирования водогрейных котлов.
В разделе БЖД были рассмотрены вопросы пожаровзрывоопасности.
Необходимость экономико-управленческого раздела была обусловлена определением экономической целесообразности предлагаемой в ВКР разработки котельной. Для экономического обоснования были сопоставлены котел российского производства марки ТТ100 и зарубежного Bosh UT-16, определены величины капитальных затрат, текущих затрат ,проведен SMART-анализ оценены движущие и сдерживающие силы, составлен график Ганта.
В результате экономического расчета были вычислены капитальные и текущие затраты на строительство и введение в эксплуатацию газовой котельной, которые составили 10003,29 тыс. руб. и 6346,01 тыс. руб./год соответственно. Подсчитана себестоимость 1 Гкал/ч при внедрении данного проекта 906,48 руб./Гкал.
Графическая часть представлена на чертежах формата А1, выполненных в программе AutoCad 2018.
Таким образом, цель работы достигнута, задачи - решены.





