Помощь студентам в учебе
Модернизация промышленной паровой котельной г. Южноуральска путем совершенствования тепловой схемы
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ КОТЕЛЬНОЙ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСВТЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ ТЕХНИКИ 10
3.1 Водогрейный котел Энтророс ТТ200 10
3.2 Водогрейный котел ICI Sexen-100 12
4 Специальная часть 15
4.1 Тепловой расчет котла 15
4.1.1 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов
сгорания 15
4.1.2 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов
по газоходам 16
4.1.3 Энтальпия дымовых газов по газоходам 18
4.1.4 Тепловой баланс котла 20
4.1.5 Поверочный расчет теплообмена в топке 22
4.1.6 Поверочный расчет дымогарных труб 27
4.1.7 Поверочный расчет теплового баланса 30
4.2 Расчет тепловой схемы котельной 31
5 НАУНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ ТЕПЛОТЫ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОДУВКЕ КОТЛОВ 33
5.1 Расчет расхода химически очищенной воды 37
5.2 Расчет водяного подогревателя сырой воды 38
5.3 Расчет парового подогревателя сырой воды 38
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 42
6.1 Теплобалансовый расчет КТАНа 54
6.2 Расчет экономии топлива после установки КТАН 57
7 МЕОРПИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ СРЕДЫ 60
7.1 Поверочный расчет дымовой трубы 62
8 ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 65
8.1 Водяной подогреватель питательной воды 65
8.2 Паровой подогреватель питательной воды 66
8.3 Сепаратор непрерывной продувки 67
9 КИП И АВТОМАТИКА 68
9.1 Теплотехнический контроль 68
9.2 Автоматика и регулирование теплоснабжения 70
9.3 Водоснабжение 70
9.4 Насосы 73
9.5 Сигнализация 73
9.6 Учет 74
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 75
10.1 Опасные производственные факторы 75
10.2 Безопасность при эксплуатации теплоэнергетического
оборудования 76
10.3 Предупреждение аварий и локализация их последствий 77
10.4 Электробезопасность 78
10.5 Пожаровзрывобезопасность 80
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 83
11.1 Технико-экономический расчет 83
11.1.1 Расчет срока окупаемости 83
11.1.2 Капитальные затраты на реализацию проекта (1 вариант) . 83
11.1.3 Расчет текущих затрат (1 вариант - модернизация тепловой
схемы котельной) 85
11.1.4 Расчет текущих затрат (2 вариант - работа котельной по
существующей тепловой схеме 87
11.2 Качественный анализ вариантов проектных решений 89
11.3 Построение модели причинно-следственной диаграммы 91
11.4 Планирование целей проекта 91
11.5 Поле сил изменений 93
11.6 Ленточный график Ганта 95
11.7 Основные показатели энергетической и экономической
эффективности 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 98
ПРИЛОЖЕНИЯ 102
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спецификация оборудования котельной 102
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Спецификация КИПиА 104
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ КОТЕЛЬНОЙ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСВТЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ ТЕХНИКИ 10
3.1 Водогрейный котел Энтророс ТТ200 10
3.2 Водогрейный котел ICI Sexen-100 12
4 Специальная часть 15
4.1 Тепловой расчет котла 15
4.1.1 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов
сгорания 15
4.1.2 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов
по газоходам 16
4.1.3 Энтальпия дымовых газов по газоходам 18
4.1.4 Тепловой баланс котла 20
4.1.5 Поверочный расчет теплообмена в топке 22
4.1.6 Поверочный расчет дымогарных труб 27
4.1.7 Поверочный расчет теплового баланса 30
4.2 Расчет тепловой схемы котельной 31
5 НАУНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ ТЕПЛОТЫ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОДУВКЕ КОТЛОВ 33
5.1 Расчет расхода химически очищенной воды 37
5.2 Расчет водяного подогревателя сырой воды 38
5.3 Расчет парового подогревателя сырой воды 38
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 42
6.1 Теплобалансовый расчет КТАНа 54
6.2 Расчет экономии топлива после установки КТАН 57
7 МЕОРПИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ СРЕДЫ 60
7.1 Поверочный расчет дымовой трубы 62
8 ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 65
8.1 Водяной подогреватель питательной воды 65
8.2 Паровой подогреватель питательной воды 66
8.3 Сепаратор непрерывной продувки 67
9 КИП И АВТОМАТИКА 68
9.1 Теплотехнический контроль 68
9.2 Автоматика и регулирование теплоснабжения 70
9.3 Водоснабжение 70
9.4 Насосы 73
9.5 Сигнализация 73
9.6 Учет 74
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 75
10.1 Опасные производственные факторы 75
10.2 Безопасность при эксплуатации теплоэнергетического
оборудования 76
10.3 Предупреждение аварий и локализация их последствий 77
10.4 Электробезопасность 78
10.5 Пожаровзрывобезопасность 80
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 83
11.1 Технико-экономический расчет 83
11.1.1 Расчет срока окупаемости 83
11.1.2 Капитальные затраты на реализацию проекта (1 вариант) . 83
11.1.3 Расчет текущих затрат (1 вариант - модернизация тепловой
схемы котельной) 85
11.1.4 Расчет текущих затрат (2 вариант - работа котельной по
существующей тепловой схеме 87
11.2 Качественный анализ вариантов проектных решений 89
11.3 Построение модели причинно-следственной диаграммы 91
11.4 Планирование целей проекта 91
11.5 Поле сил изменений 93
11.6 Ленточный график Ганта 95
11.7 Основные показатели энергетической и экономической
эффективности 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 98
ПРИЛОЖЕНИЯ 102
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спецификация оборудования котельной 102
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Спецификация КИПиА 104
Сбережение энергии и ресурсов - одна из важнейших задач без которой не обходится развитие любого производства, в связи с этим необходимо модернизировать производственное оборудование, для снижения топливных ресурсов и энергопотребления. Постепенное истощение запасов органического топлива, рост цен на энергоносители, ухудшение экологической ситуации делают проблему рационального использования энергии все более острой.
Энергоемкость российской экономики с 2008 года по 2017 год снизилась, по различным оценкам, на 4 - 4,5 %. Существенное влияние на этот процесс оказал экономический кризис 2008-2009 гг. [39].
Основной вклад в снижение энергоемкости валового внутреннего продукта вносили структурные сдвиги в экономике и восстановительный рост в промышленности (эффект экономии на масштабах производства). Эффект от внедрения новых технологий частично перекрывался падением эффективности старого изношенного оборудования и зданий. К настоящему моменту потенциал нынешнего цикла структурных сдвигов в отношении снижения энергоемкости в основном исчерпан, а технологическое сбережение сдерживается дефицитом инвестиций [9].
При сохранении имеющихся тенденций, без введения дополнительных механизмов государственного управления в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности, к 2020 году можно ожидать снижения энергоемкости не более чем на 15 % по сравнению с уровнем 2008 года, что почти в 3 раза ниже, чем целевой ориентир, определенный Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889.
Для этого следует использовать весь арсенал инструментов развития энергосбережения и повышения энергоэффективности, доказавших свою результативность в мировой практике.
Основным направлением в повышении энергетической эффективности российской экономики должно стать развитие технологического и организационного энергосбережения на основе государственного регулирования и стимулирования с соответствующей экономией затрат потребителей и умеренным ростом цен на энергоресурсы.
Среди факторов, увеличивающих расход топлива в котельных можно выделить: физический и моральный износ котельных установок; отсутствие или плохую работу системы автоматики; несвоевременную наладку теплового режима котла; образование отложений на поверхностях нагрева; плохую теплоизоляцию; неоптимальную тепловую схему; неплотности газоходов. Котельная находится по адресу: Челябинская область, г. Южноуральск, ул. Береговая, 2.
На данный момент в котельной установлены два паровых котла «Ici-Sixen 1000», паропроизводительностью 1 т/ч каждый. Ввиду особенности работы котлоагрегатов осуществляется периодическая и непрерывная продувка, вода от продувки не используются и сливается в дренаж.
Котельная принадлежит АО «Южноуральский завод «Кристалл». Пар, вырабатываемый котельной, подается по однотрубной схеме и используется для производства кристаллов кварца в промышленных автоклавах
Осуществление модернизации тепловой схемы с установкой дополнительного оборудования окажет существенное влияние на экономию топлива котельной, что, в конечном счете, позволит более эффективно использовать
Энергоемкость российской экономики с 2008 года по 2017 год снизилась, по различным оценкам, на 4 - 4,5 %. Существенное влияние на этот процесс оказал экономический кризис 2008-2009 гг. [39].
Основной вклад в снижение энергоемкости валового внутреннего продукта вносили структурные сдвиги в экономике и восстановительный рост в промышленности (эффект экономии на масштабах производства). Эффект от внедрения новых технологий частично перекрывался падением эффективности старого изношенного оборудования и зданий. К настоящему моменту потенциал нынешнего цикла структурных сдвигов в отношении снижения энергоемкости в основном исчерпан, а технологическое сбережение сдерживается дефицитом инвестиций [9].
При сохранении имеющихся тенденций, без введения дополнительных механизмов государственного управления в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности, к 2020 году можно ожидать снижения энергоемкости не более чем на 15 % по сравнению с уровнем 2008 года, что почти в 3 раза ниже, чем целевой ориентир, определенный Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889.
Для этого следует использовать весь арсенал инструментов развития энергосбережения и повышения энергоэффективности, доказавших свою результативность в мировой практике.
Основным направлением в повышении энергетической эффективности российской экономики должно стать развитие технологического и организационного энергосбережения на основе государственного регулирования и стимулирования с соответствующей экономией затрат потребителей и умеренным ростом цен на энергоресурсы.
Среди факторов, увеличивающих расход топлива в котельных можно выделить: физический и моральный износ котельных установок; отсутствие или плохую работу системы автоматики; несвоевременную наладку теплового режима котла; образование отложений на поверхностях нагрева; плохую теплоизоляцию; неоптимальную тепловую схему; неплотности газоходов. Котельная находится по адресу: Челябинская область, г. Южноуральск, ул. Береговая, 2.
На данный момент в котельной установлены два паровых котла «Ici-Sixen 1000», паропроизводительностью 1 т/ч каждый. Ввиду особенности работы котлоагрегатов осуществляется периодическая и непрерывная продувка, вода от продувки не используются и сливается в дренаж.
Котельная принадлежит АО «Южноуральский завод «Кристалл». Пар, вырабатываемый котельной, подается по однотрубной схеме и используется для производства кристаллов кварца в промышленных автоклавах
Осуществление модернизации тепловой схемы с установкой дополнительного оборудования окажет существенное влияние на экономию топлива котельной, что, в конечном счете, позволит более эффективно использовать
В выпускной квалификационной работе рассмотрена котельная ООО «ТЭ- СиС», модернизация которой повысит её экономичность, надежность и безопасность. Для этого предложена замена котла Урал Гс-0,32 на на котёл Энтророс Термотехник ТТ50.
В работе представлен обзор литературных источников, также сравнение зарубежных и отечественных котельных агрегатов.
Выполнен расчет изоляции трубопроводов; расчет тепловых нагрузок; гидравлический расчет; выполнен теплой расчет котла Энтророс Термотехник ТТ50; тепловой схемы котельной; расчет теплообменника. Из поверочного теплового расчета котла определены температура уходящих дымовых газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия 93,4 %.
Рассмотрены мероприятия по охране окружающей среде, выполнен поверочный расчет дымовой трубы, концентрация вредных веществ соответствует ПДК.
Произведен подбор вспомогательного оборудования. Насосное оборудование выбрано фирмы «Grundfos». Газовая горелка фирмы «Oilon».
Рассмотрены контрольно-измерительные средства и автоматика котельной. Предложена схема автоматизации котельной.
В работе предусмотрены мероприятия по технике безопасности, охране труда, электро- и противопожарной безопасности. Выявлены основные производственные вредные факторы.
В экономической части рассмотрено два варианта: проведения модернизации котельной и её отсутствия. При сравнении капитальных и текущих затрат, опираясь на SWOT-анализ было показано, что экономически выгоднее использовать первый вариант.
В работе представлен обзор литературных источников, также сравнение зарубежных и отечественных котельных агрегатов.
Выполнен расчет изоляции трубопроводов; расчет тепловых нагрузок; гидравлический расчет; выполнен теплой расчет котла Энтророс Термотехник ТТ50; тепловой схемы котельной; расчет теплообменника. Из поверочного теплового расчета котла определены температура уходящих дымовых газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия 93,4 %.
Рассмотрены мероприятия по охране окружающей среде, выполнен поверочный расчет дымовой трубы, концентрация вредных веществ соответствует ПДК.
Произведен подбор вспомогательного оборудования. Насосное оборудование выбрано фирмы «Grundfos». Газовая горелка фирмы «Oilon».
Рассмотрены контрольно-измерительные средства и автоматика котельной. Предложена схема автоматизации котельной.
В работе предусмотрены мероприятия по технике безопасности, охране труда, электро- и противопожарной безопасности. Выявлены основные производственные вредные факторы.
В экономической части рассмотрено два варианта: проведения модернизации котельной и её отсутствия. При сравнении капитальных и текущих затрат, опираясь на SWOT-анализ было показано, что экономически выгоднее использовать первый вариант.