Помощь студентам в учебе
Повышение эффективности системы теплоснабжения ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод» в п.Анопино Владимирской области
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ 11
3.1 Описание блочного теплового пункта «Alfa Laval» 11
3.2 Описание блочного теплового пункта «БРАНТ» 12
3.3 Описание котельного агрегата «Viessmann» 12
3.4 Описание котельного агрегата «Valdex-Energetika» 13
3.5 Сравнительный анализ основного оборудования 14
4 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
ООО «ГУСЬ-ХРУСТАЛЬНЫЙ СТЕКОЛЬНЫЙ ЗАВОД» 15
4.1 Расчет тепловой схемы энергоцентра 15
4.2 Тепловой расчет котла 17
4.2.1 Расчет объемов продуктов сгорания топлива 17
4.2.2 Расчет энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 18
4.2.3 Тепловой баланс котла «Valdex Series M3A» 19
4.2.4 Расчет топочной камеры котла «Valdex Series M3A» 21
4.2.5 Расчет дымогарных труб 2-го хода котла «Valdex Series M3A»... 24
4.2.6 Расчет дымогарных труб 3-го хода котла «Valdex Series M3A»... 26
4.2.7 Поверочный тепловой баланс 29
4.3 Выбор теплообменного аппарата 30
4.3.1 Тепловой расчет теплообменника ГВС 32
4.3.2 Компоновочный расчет 37
4.4 Насосное оборудование 43
4.5 Химводочистка 49
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 51
5.1 Способы повышения эффективности системы теплоснабжения 51
5.2 Описание разработанного технического решения системы
теплоснабжения предприятия «ООО Гусь-Хрустальный стекольный завод» в п. Анопино 53
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 56
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 58
7.1 Перечень контролируемых параметров 59
7.2 Перечень условий срабатывания сигнализации 59
7.3 Перечень условий срабатывания защиты 60
7.4 Описание автоматизации теплового пункта энергоцентра 60
7.5 Выбор регулирующей арматуры 61
7.6 Заказная спецификация на средства контроля и регулирования 65
8 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 67
8.1 Концентрация окислов азота, содержащихся в дымовых газах,
уходящих от котла «Valdex-Energetica Series M3A» 68
8.2 Суммарная концентрация окислов азота, содержащихся в воздухе
рабочей зоны предприятия 71
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 72
9.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных
факторов 72
9.2 Влияние выявленных опасных и вредных производственных
факторов на организм человека 73
9.3 Электробезопасность энергоцентра 77
9.4 Противопожарные мероприятия 79
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 80
10.1 Технико-экономический расчет 80
10.2 Расчет текущих затрат 83
10.3 Расчет годового экономического эффекта 87
10.4 Модель ранжирования проблем теплоэнергетики 88
10.5 Модель причинно-следственной диаграммы 88
10.6 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 89
10.7 Модель пирамиды целеполагания ООО «Гусь-Хрустальный
стекольный завод» 90
10.8 Дерево целей повышения энергетической эффективности 91
10.9 Модель поля сил реализации проекта 91
10.10 Основные показатели энергетической и экономической
эффективности 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 96
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ 11
3.1 Описание блочного теплового пункта «Alfa Laval» 11
3.2 Описание блочного теплового пункта «БРАНТ» 12
3.3 Описание котельного агрегата «Viessmann» 12
3.4 Описание котельного агрегата «Valdex-Energetika» 13
3.5 Сравнительный анализ основного оборудования 14
4 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
ООО «ГУСЬ-ХРУСТАЛЬНЫЙ СТЕКОЛЬНЫЙ ЗАВОД» 15
4.1 Расчет тепловой схемы энергоцентра 15
4.2 Тепловой расчет котла 17
4.2.1 Расчет объемов продуктов сгорания топлива 17
4.2.2 Расчет энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха 18
4.2.3 Тепловой баланс котла «Valdex Series M3A» 19
4.2.4 Расчет топочной камеры котла «Valdex Series M3A» 21
4.2.5 Расчет дымогарных труб 2-го хода котла «Valdex Series M3A»... 24
4.2.6 Расчет дымогарных труб 3-го хода котла «Valdex Series M3A»... 26
4.2.7 Поверочный тепловой баланс 29
4.3 Выбор теплообменного аппарата 30
4.3.1 Тепловой расчет теплообменника ГВС 32
4.3.2 Компоновочный расчет 37
4.4 Насосное оборудование 43
4.5 Химводочистка 49
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 51
5.1 Способы повышения эффективности системы теплоснабжения 51
5.2 Описание разработанного технического решения системы
теплоснабжения предприятия «ООО Гусь-Хрустальный стекольный завод» в п. Анопино 53
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 56
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 58
7.1 Перечень контролируемых параметров 59
7.2 Перечень условий срабатывания сигнализации 59
7.3 Перечень условий срабатывания защиты 60
7.4 Описание автоматизации теплового пункта энергоцентра 60
7.5 Выбор регулирующей арматуры 61
7.6 Заказная спецификация на средства контроля и регулирования 65
8 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 67
8.1 Концентрация окислов азота, содержащихся в дымовых газах,
уходящих от котла «Valdex-Energetica Series M3A» 68
8.2 Суммарная концентрация окислов азота, содержащихся в воздухе
рабочей зоны предприятия 71
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 72
9.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных
факторов 72
9.2 Влияние выявленных опасных и вредных производственных
факторов на организм человека 73
9.3 Электробезопасность энергоцентра 77
9.4 Противопожарные мероприятия 79
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 80
10.1 Технико-экономический расчет 80
10.2 Расчет текущих затрат 83
10.3 Расчет годового экономического эффекта 87
10.4 Модель ранжирования проблем теплоэнергетики 88
10.5 Модель причинно-следственной диаграммы 88
10.6 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 89
10.7 Модель пирамиды целеполагания ООО «Гусь-Хрустальный
стекольный завод» 90
10.8 Дерево целей повышения энергетической эффективности 91
10.9 Модель поля сил реализации проекта 91
10.10 Основные показатели энергетической и экономической
эффективности 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 96
Комфортная жизнедеятельность человека в собственном доме, на работе, а также в общественных местах зависит от многих факторов, одним из которых является тепло. На сегодняшний день топливно-энергетический комплекс Российской Федерации находится в сложном положении, которое возникло из-за изношенности теплоэнергетического оборудования и отсутствия должного внимания. Усугубляется положение и наличием такой сложной проблемы энергетики, как исчерпаемость энергетических ресурсов и неравномерность их распределения по территории РФ.
Перед руководством страны стоит задача обеспечения населения, численность которого возрастает, требуемым теплом, и при этом сократить потребление энергетических ресурсов. Для выполнения этой сложной задачи в современных реалиях необходимо разработать и применить правильное техническое решение для инженерных систем теплоснабжения, которое будет включать в себя современные методы энергосбережения.
В основу выполнения ВКР включены основные положения по способам энергосбережения, представленные в Федеральном законе №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» [1]. Принятие этого закона ставит новые задачи перед теплоэнергетическим комплексом страны. В связи с этим набирает актуальность применения такого сложного инженерного оборудования как блочные тепловые пункты.
Блочный тепловой пункт (БТП) - современное инженерное решение, удовлетворяющее ФЗ №261, являющееся выгодным в экономическом плане. БТП применимо, как для централизованной, так и децентрализованной системы теплоснабжения. Поскольку, в настоящее время в нашей стране происходит интенсивная децентрализация, то и блочные тепловые пункты наружного исполнения набирают популярность. Они применяются совместно с различными котельными агрегатами, также наружного исполнения, являющимися источниками теплоснабжения.
Блочные тепловые пункты применяют для присоединения к тепловой сети систем отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования как новых, так и существующих зданий, при модернизации их абонентских вводов [2]. БТП представляет собой готовую к подключению и эксплуатации компактную установку, применяемую для подключения потребителей тепловой энергии в жилых, административных и производственных зданиях к тепловой сети или источнику теплоснабжения. Такое решение выполняет функции учета, регулирования, контроля параметров теплоносителя и распределения тепловой энергии по системам теплопотребления.
В выпускной квалификационной работе предлагается вариант повышения эффективности системы теплоснабжения ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод».
Цель работы - разработка технического решения для повышения энергетической и экономической эффективности системы теплоснабжения промышленногопредприятия ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод» и прилегающего к нему жилого комплекса в п. Анопино Владимирской области.
Для поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: изучение существующей тепловой схемы и оборудования системы теплоснабжения завода, выполнение расчета тепловой схемы энергоцентра; выполнение теплового расчета котлоагрегата; расчет теплообменного оборудования; расчет вспомогательного оборудования, такого как: насосное оборудование и регулирующая арматура; определение экономической эффективности разработанного решения.
В выпускной квалификационной работе в качестве изучаемого объекта рассматривается система теплоснабжения предприятия ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод» в п. Анопино.
В качестве предмета выпускной квалификационной работы является энергоцентр с погодозависимым регулированием.
Для достижения поставленной цели предлагается, как один из вариантов, - повышение эффективности системы теплоснабжения путем установки энергоцентра с погодозависимым регулированием.
Перед руководством страны стоит задача обеспечения населения, численность которого возрастает, требуемым теплом, и при этом сократить потребление энергетических ресурсов. Для выполнения этой сложной задачи в современных реалиях необходимо разработать и применить правильное техническое решение для инженерных систем теплоснабжения, которое будет включать в себя современные методы энергосбережения.
В основу выполнения ВКР включены основные положения по способам энергосбережения, представленные в Федеральном законе №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» [1]. Принятие этого закона ставит новые задачи перед теплоэнергетическим комплексом страны. В связи с этим набирает актуальность применения такого сложного инженерного оборудования как блочные тепловые пункты.
Блочный тепловой пункт (БТП) - современное инженерное решение, удовлетворяющее ФЗ №261, являющееся выгодным в экономическом плане. БТП применимо, как для централизованной, так и децентрализованной системы теплоснабжения. Поскольку, в настоящее время в нашей стране происходит интенсивная децентрализация, то и блочные тепловые пункты наружного исполнения набирают популярность. Они применяются совместно с различными котельными агрегатами, также наружного исполнения, являющимися источниками теплоснабжения.
Блочные тепловые пункты применяют для присоединения к тепловой сети систем отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования как новых, так и существующих зданий, при модернизации их абонентских вводов [2]. БТП представляет собой готовую к подключению и эксплуатации компактную установку, применяемую для подключения потребителей тепловой энергии в жилых, административных и производственных зданиях к тепловой сети или источнику теплоснабжения. Такое решение выполняет функции учета, регулирования, контроля параметров теплоносителя и распределения тепловой энергии по системам теплопотребления.
В выпускной квалификационной работе предлагается вариант повышения эффективности системы теплоснабжения ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод».
Цель работы - разработка технического решения для повышения энергетической и экономической эффективности системы теплоснабжения промышленногопредприятия ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод» и прилегающего к нему жилого комплекса в п. Анопино Владимирской области.
Для поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: изучение существующей тепловой схемы и оборудования системы теплоснабжения завода, выполнение расчета тепловой схемы энергоцентра; выполнение теплового расчета котлоагрегата; расчет теплообменного оборудования; расчет вспомогательного оборудования, такого как: насосное оборудование и регулирующая арматура; определение экономической эффективности разработанного решения.
В выпускной квалификационной работе в качестве изучаемого объекта рассматривается система теплоснабжения предприятия ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод» в п. Анопино.
В качестве предмета выпускной квалификационной работы является энергоцентр с погодозависимым регулированием.
Для достижения поставленной цели предлагается, как один из вариантов, - повышение эффективности системы теплоснабжения путем установки энергоцентра с погодозависимым регулированием.
В выпускной квалификационной работе разработано и предложено техническое решение для повышения эффективности системы теплоснабжения предприятия ООО «Гусь-Хрустальный стекольный завод». В ходе работы были проанализированы недостатки и преимущества текущей схемы теплоснабжения и ее сравнение с децентрализованной. На основании данного анализа источником теплоснабжения принят блочный энергоцентр с водогрейными жаротрубными котельными агрегатами наружного исполнения фирмы «Valdex». Установка децентрализованного источника теплоснабжения позволяет обеспечивать требуемые тепловые нагрузки не только на предприятие, но и близлежащий жилой комплекс. Для возможности регулирования параметров теплоносителя в зависимости от погодных условий было предложено установить блочный тепловой пункт наружного исполнения «БРАНТ». БТП совместно с котельными агрегатами образуют современный, высокоэффективный энергоцентр. Тепловая мощность нового энергоцентра составляет 11,8 МВт.
По исходным данным был выполнен расчет тепловой схемы энергоцентра, в котором определены расходы через котельные агрегаты. Расчетный расход через каждый котел составил 20,1 кг/с. Представлен тепловой расчёт водогрейного жаротрубного трехходового котла «Valdex Series M3A». В ходе расчета были получены значения температуры уходящих газов, которая составляет 152°С, а также КПД котла, равный 92%, и расход топлива B=0,088 кг/с. Используя получившиеся значения, было подобрано вспомогательное оборудование, такое как теплообменные аппараты, насосы и регулирующие клапаны.
Для системы теплоснабжения жилого комплекса, которая подключается по независимой схеме, и для системы ГВС подобраны современные пластинчатые теплообменные аппараты «БРАНТ». Предусмотрено 100% резервирование для повышения надежности систем.
В разделе экологии представлен расчет допустимой концентрации вредных загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны. По результатам расчета выявлено, что максимальная приземная концентрация окислов азота для зимнего и летнего периодов удовлетворяет нормативам, и ее значения не превышают 0,048 мг/м3.
Энергоцентр является полностью автоматизированным и не требует постоянного обслуживания персоналом. В разделе «Автоматика и КИП» описан процесс работы системы автоматизации и разработана схема автоматизации.
Раздел «Безопасность Жизнедеятельности» содержит меры электробезопасности и пожарной безопасности.
В экономико-управленческой части рассмотрено два варианта применения системы теплоснабжения. Первый без систем автоматического регулирование параметров теплоносителя. Второй с применением современного оборудования с высокой энергоэффективностью. Для сравнения вариантов произведен расчет капитальных и текущих затрат. По результатам расчетов было выявлено, что разработанное техническое решение является экономически эффективным. Применение систем с погодозависимым регулированием позволяет снизить текущие затраты.
По исходным данным был выполнен расчет тепловой схемы энергоцентра, в котором определены расходы через котельные агрегаты. Расчетный расход через каждый котел составил 20,1 кг/с. Представлен тепловой расчёт водогрейного жаротрубного трехходового котла «Valdex Series M3A». В ходе расчета были получены значения температуры уходящих газов, которая составляет 152°С, а также КПД котла, равный 92%, и расход топлива B=0,088 кг/с. Используя получившиеся значения, было подобрано вспомогательное оборудование, такое как теплообменные аппараты, насосы и регулирующие клапаны.
Для системы теплоснабжения жилого комплекса, которая подключается по независимой схеме, и для системы ГВС подобраны современные пластинчатые теплообменные аппараты «БРАНТ». Предусмотрено 100% резервирование для повышения надежности систем.
В разделе экологии представлен расчет допустимой концентрации вредных загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны. По результатам расчета выявлено, что максимальная приземная концентрация окислов азота для зимнего и летнего периодов удовлетворяет нормативам, и ее значения не превышают 0,048 мг/м3.
Энергоцентр является полностью автоматизированным и не требует постоянного обслуживания персоналом. В разделе «Автоматика и КИП» описан процесс работы системы автоматизации и разработана схема автоматизации.
Раздел «Безопасность Жизнедеятельности» содержит меры электробезопасности и пожарной безопасности.
В экономико-управленческой части рассмотрено два варианта применения системы теплоснабжения. Первый без систем автоматического регулирование параметров теплоносителя. Второй с применением современного оборудования с высокой энергоэффективностью. Для сравнения вариантов произведен расчет капитальных и текущих затрат. По результатам расчетов было выявлено, что разработанное техническое решение является экономически эффективным. Применение систем с погодозависимым регулированием позволяет снизить текущие затраты.