Помощь студентам в учебе
Модернизация системы теплоснабжения Ашинского городского поселения Челябинской области
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АКТУАЛЬНОСТЬ И ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ АШИНСКОГО ГОРОДСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯМИ
4 МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 14
4.1 Расчет тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС жилых и
общественных зданий 14
4.1.1 Расчет часовых тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и
ГВС 15
4.1.2 Расчет годовых тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и
ГВС 31
4.1.3 Регулирование тепловой нагрузки 45
4.2 Гидравлический расчет 47
4.2.1 Расчет и построение пьезометрического графика 52
4.3 Выбор вспомогательного оборудования 52
4.3.1 Выбор теплообменника 52
4.3.2 Выбор сетевого насоса 73
4.3.3 Выбор подпиточного насоса 74
4.3.4 Выбор повысительного насоса в ЦТП 74
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 76
6 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 79
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 88
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 90
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 92
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 92
9.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса 93
9.3 Безопасность производственных процессов и оборудования 98
9.3.1 Электробезопасность 99
9.3.2 Пожаровзрывобезопасность 100
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 103
10.1 Технико-экономический расчет 103
10.1.1 Расчет капитальных затрат по вариантам 103
10.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам 105
10.1.3 Выбор лучшего варианта технического решения 108
10.2 Аналитический инструментарий обоснования вариантов
технических решений 108
10.2.1 Модель причинно-следственной диаграммы 108
10.2.2 Модель SWОT-анализа вариантов технических решений..109
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 110
10.3.1 Планирование целей предприятия в пирамиде
целеполагания 110
10.3.2 Планирование целей проекта в дереве целей 111
10.4 План-график Ганта модернизации системы теплоснабжения 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 115
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Гидравлический расчет 118
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пьезометрический график 156
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АКТУАЛЬНОСТЬ И ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ АШИНСКОГО ГОРОДСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯМИ
4 МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 14
4.1 Расчет тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС жилых и
общественных зданий 14
4.1.1 Расчет часовых тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и
ГВС 15
4.1.2 Расчет годовых тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и
ГВС 31
4.1.3 Регулирование тепловой нагрузки 45
4.2 Гидравлический расчет 47
4.2.1 Расчет и построение пьезометрического графика 52
4.3 Выбор вспомогательного оборудования 52
4.3.1 Выбор теплообменника 52
4.3.2 Выбор сетевого насоса 73
4.3.3 Выбор подпиточного насоса 74
4.3.4 Выбор повысительного насоса в ЦТП 74
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 76
6 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 79
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 88
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 90
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 92
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 92
9.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса 93
9.3 Безопасность производственных процессов и оборудования 98
9.3.1 Электробезопасность 99
9.3.2 Пожаровзрывобезопасность 100
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 103
10.1 Технико-экономический расчет 103
10.1.1 Расчет капитальных затрат по вариантам 103
10.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам 105
10.1.3 Выбор лучшего варианта технического решения 108
10.2 Аналитический инструментарий обоснования вариантов
технических решений 108
10.2.1 Модель причинно-следственной диаграммы 108
10.2.2 Модель SWОT-анализа вариантов технических решений..109
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 110
10.3.1 Планирование целей предприятия в пирамиде
целеполагания 110
10.3.2 Планирование целей проекта в дереве целей 111
10.4 План-график Ганта модернизации системы теплоснабжения 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 115
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Гидравлический расчет 118
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пьезометрический график 156
Основополагающее назначение любой системы теплоснабжения заключается в качественном и бесперебойном обеспечении потребителей тепловой энергией требуемых параметров, требуемой для обеспечения нужд отопления, горячего водоснабжения и вентиляции (для промышленных и общественных зданий).
В состав любой системы теплоснабжения входят три основных элемента: теплоисточник, система транспортировки теплоносителя и непосредственно потребитель тепловой энергии.
По характеру размещения источника теплоты и потребителей системы теплоснабжения подразделяют на: 1) централизованные, когда источник теплоты и теплоиспользующие установки потребителей размещены раздельно, зачастую на значительном расстоянии друг от друга. В данной схеме передача тепловой энергии осуществляется по разветвленным тепловым сетям; 2) децентрализованные, в данном случае источник теплоснабжения и теплоприемники потребителя расположены так близко, что отсутствуют магистральные тепловые сети.
За более, чем столетний период развития российская система теплоснабжения стала самой большой в мире, на ее долю приходится более 40 % мирового централизованного производства тепловой энергии. Рынок тепловой энергии - один из самых больших монопродуктовых рынков России. Потребление тепловой энергии в России составляет около 2,3 млрд. МВт в год, в том числе от централизованных систем 1,6 млрд. МВт. На производство тепловой энергии для систем теплоснабжения расходуется 320 млн. т. у. т., что составляет 33% потребления первичной энергии в РФ. Это объясняется продолжительными и суровыми зимами на большей части территории страны. В условиях ограниченности запасов и постоянного роста цен на органическое топливо энергосбережение и рациональное использование топливных ресурсов становится одним из основных направлений в области энергетики.
В населенных пунктах малых форм выработка тепловой энергии для нужд жилищно-коммунального сектора производится преимущественно в водогрейных котельных. Применение источников теплоснабжения, построенных в ХХ веке, в настоящее врем не рентабельно. Морально устаревшее оборудование имеет высокий износ, низкий коэффициент полезного действия, требует больших эксплуатационных затрат и не обеспечивает качественное теплоснабжение в виду частых аварий.
В связи с этим, в настоящее время происходит активный отказ от неэффективных источников теплоснабжения. Наибольшее распространение в данной отрасли получили котельные, основным оборудованием которых являются жаротрубнодымогарные водогрейные котлы, использующие в качестве топлива природный газ, коэффициент полезного действия которых превышает 90%. Системы погодозависимой автоматики этих теплогенерирующих установок не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала, обеспечивают качественное теплоснабжение согласно температурному графику, позволяя экономить топливо, не допуская перетопа. Чаще всего присоединение происходит к существующим теп-
ловым сетям, в связи с этим выбирают независимую схему подключения, когда контур котельной отделяется от контура теплосети пластинчатыми теплообменными аппаратами. Данный способ подключения обуславливается защитой котельного оборудования от заносов загрязнений из тепловой сети и отопительных приборов потребителей, защитой от гидравлических ударов, а так же позволяет в полной мере обеспечить погодозависимое регулирование. Эти котельные получили широкое распространение так же в связи с коротким сроком окупаемости, не превышающим 4 лет, короткими сроками монтажа и наладки, а также низкой себестоимостью генерации тепловой энергии
В состав любой системы теплоснабжения входят три основных элемента: теплоисточник, система транспортировки теплоносителя и непосредственно потребитель тепловой энергии.
По характеру размещения источника теплоты и потребителей системы теплоснабжения подразделяют на: 1) централизованные, когда источник теплоты и теплоиспользующие установки потребителей размещены раздельно, зачастую на значительном расстоянии друг от друга. В данной схеме передача тепловой энергии осуществляется по разветвленным тепловым сетям; 2) децентрализованные, в данном случае источник теплоснабжения и теплоприемники потребителя расположены так близко, что отсутствуют магистральные тепловые сети.
За более, чем столетний период развития российская система теплоснабжения стала самой большой в мире, на ее долю приходится более 40 % мирового централизованного производства тепловой энергии. Рынок тепловой энергии - один из самых больших монопродуктовых рынков России. Потребление тепловой энергии в России составляет около 2,3 млрд. МВт в год, в том числе от централизованных систем 1,6 млрд. МВт. На производство тепловой энергии для систем теплоснабжения расходуется 320 млн. т. у. т., что составляет 33% потребления первичной энергии в РФ. Это объясняется продолжительными и суровыми зимами на большей части территории страны. В условиях ограниченности запасов и постоянного роста цен на органическое топливо энергосбережение и рациональное использование топливных ресурсов становится одним из основных направлений в области энергетики.
В населенных пунктах малых форм выработка тепловой энергии для нужд жилищно-коммунального сектора производится преимущественно в водогрейных котельных. Применение источников теплоснабжения, построенных в ХХ веке, в настоящее врем не рентабельно. Морально устаревшее оборудование имеет высокий износ, низкий коэффициент полезного действия, требует больших эксплуатационных затрат и не обеспечивает качественное теплоснабжение в виду частых аварий.
В связи с этим, в настоящее время происходит активный отказ от неэффективных источников теплоснабжения. Наибольшее распространение в данной отрасли получили котельные, основным оборудованием которых являются жаротрубнодымогарные водогрейные котлы, использующие в качестве топлива природный газ, коэффициент полезного действия которых превышает 90%. Системы погодозависимой автоматики этих теплогенерирующих установок не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала, обеспечивают качественное теплоснабжение согласно температурному графику, позволяя экономить топливо, не допуская перетопа. Чаще всего присоединение происходит к существующим теп-
ловым сетям, в связи с этим выбирают независимую схему подключения, когда контур котельной отделяется от контура теплосети пластинчатыми теплообменными аппаратами. Данный способ подключения обуславливается защитой котельного оборудования от заносов загрязнений из тепловой сети и отопительных приборов потребителей, защитой от гидравлических ударов, а так же позволяет в полной мере обеспечить погодозависимое регулирование. Эти котельные получили широкое распространение так же в связи с коротким сроком окупаемости, не превышающим 4 лет, короткими сроками монтажа и наладки, а также низкой себестоимостью генерации тепловой энергии
В выпускной квалификационной работе предложен вариант по модернизации системы теплоснабжения Ашинского городского поселения Челябинской области.
В ВКР произведен расчет необходимой тепловой нагрузки, которая составляет 79,66 МВт/ч и годовой расход теплоты, который составил 206954,8 МВт.
Для обеспечения бесперебойной и безаварийной работы сети подобрано вспомогательное оборудование и системы: сетевые насосы Grundfos; насос подпиточный Grundfos; система КИПиА индивидуального теплового пункта; пластинчатые теплообменники компании «Ридан» установленные в ИТП.
При выполнении гидравлического расчета были выявлены участки трубопроводов, где необходимо увеличение диаметра, для увеличения пропускной способности.
Для достижения максимального экономического эффекта ИТП оборудуется приборами учета и регулирования энергоресурсов.
В научно-исследовательской части был произведен анализ вариантов тепловой изоляции тепловых сетей, была рассчитана оптимальная толщина выбранной изоляции.
В разделе «Вопросы экологии» разработаны мероприятия по уменьшению утечек химически очищенной воды, что приводит к снижению загрязнения окружающей среды
В разделе «Автоматизация» рассмотрены и описаны приборы и средства автоматизации в индивидуальном тепловом пункте.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» были проанализированы опасные и вредные производственные факторы, а также описаны меры по электробезопасности и пожарной безопасности
В экономико-управленческой части дипломного проекта был произведен выбор оптимального варианта пластинчатых теплообменных аппаратов. Выполнен SWOT-анализ, построена пирамида целеполагания предприятия, дерево целей и график Г анта.
В ВКР произведен расчет необходимой тепловой нагрузки, которая составляет 79,66 МВт/ч и годовой расход теплоты, который составил 206954,8 МВт.
Для обеспечения бесперебойной и безаварийной работы сети подобрано вспомогательное оборудование и системы: сетевые насосы Grundfos; насос подпиточный Grundfos; система КИПиА индивидуального теплового пункта; пластинчатые теплообменники компании «Ридан» установленные в ИТП.
При выполнении гидравлического расчета были выявлены участки трубопроводов, где необходимо увеличение диаметра, для увеличения пропускной способности.
Для достижения максимального экономического эффекта ИТП оборудуется приборами учета и регулирования энергоресурсов.
В научно-исследовательской части был произведен анализ вариантов тепловой изоляции тепловых сетей, была рассчитана оптимальная толщина выбранной изоляции.
В разделе «Вопросы экологии» разработаны мероприятия по уменьшению утечек химически очищенной воды, что приводит к снижению загрязнения окружающей среды
В разделе «Автоматизация» рассмотрены и описаны приборы и средства автоматизации в индивидуальном тепловом пункте.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» были проанализированы опасные и вредные производственные факторы, а также описаны меры по электробезопасности и пожарной безопасности
В экономико-управленческой части дипломного проекта был произведен выбор оптимального варианта пластинчатых теплообменных аппаратов. Выполнен SWOT-анализ, построена пирамида целеполагания предприятия, дерево целей и график Г анта.