Помощь студентам в учебе
Расширение водогрейной котельной путем установки двух водогрейных котлов «KBCA-15due» микрорайона «Западный луч» г. Челябинска
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАСШИРЕНИЯ ВОДОГРЕЙНОЙ
КОТЕЛЬНОЙ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 НАПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В АВТОНОМНОЙ БЛОЧНО
МОДУЛЬНОЙ ОТОПИТЕЛЬНОЙ КОТЕЛЬНОЙ 10
4 РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
4.1 Расчет тепловой нагрузки на отопление 11
4.2 Расчет и построение температурного график 15
4.3 Расчет тепловой схемы отопительной котельной 18
4.4 Сравнение отечественных и зарубежных котельных агрегатов 24
4.5 Котел KBCA-15due мощностью 15 МВт 26
4.5.1 Качество котловой воды
4.5.2 Подбор горелки для котла 28
4.5.3 Тепловой расчет водогрейного жаротрубного котла KBCA-15due .. 28
4.6 Расчет пластинчатого теплообменника 46
4.7 Подбор оборудования на блочно-модульную котельную микрорайона
“Западный луч” 52
5 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ
5.1 Расчет высоты дымовой трубы на летний и зимний режимы 59
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА
6.1 Общая информация 67
6.2 Основные элементы КИПиА 68
6.3 Система автоматизации водогрейного котла KBCA-15due микрорайона
“Западный луч” 69
7 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
7.1 Повышение энергетической эффективности путем варианта
использования парокомпрессионного теплового насоса 67
7.2 Расчет парокомпрессионного теплового насоса 68
7.3 Анализ использования двух вариантов источника теплоснабжения 69
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЙТЕЛЬНОСТИ В АБМК 79
8.1 Требования безопасности при эксплуатации отопительной котельной...80
8.2 Пожаробезопасность в отопительной котельной 82
8.3 Электробезопасность в отопительной котельной 84
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
9.1 Смета капитальных и текущих затрат 85
9.2 STEEP-анализ необходимости разработки источника теплоснабжения
микрорайона “Западный луч” 86
9.3 SWOT-анализ необходимости разработки источника теплоснабжения
микрорайона “Западный луч” 88
9.4 Планирование целей в дереве целей проекта 90
9.5 Поле сдерживающих и движущих сил для разработки источника теплоснабжения микрорайона “Западный луч”
9.6 Планирование мероприятий по реализации проекта (График Ганта) 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 92
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
... приложения отсутствуют
1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАСШИРЕНИЯ ВОДОГРЕЙНОЙ
КОТЕЛЬНОЙ 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 НАПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В АВТОНОМНОЙ БЛОЧНО
МОДУЛЬНОЙ ОТОПИТЕЛЬНОЙ КОТЕЛЬНОЙ 10
4 РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
4.1 Расчет тепловой нагрузки на отопление 11
4.2 Расчет и построение температурного график 15
4.3 Расчет тепловой схемы отопительной котельной 18
4.4 Сравнение отечественных и зарубежных котельных агрегатов 24
4.5 Котел KBCA-15due мощностью 15 МВт 26
4.5.1 Качество котловой воды
4.5.2 Подбор горелки для котла 28
4.5.3 Тепловой расчет водогрейного жаротрубного котла KBCA-15due .. 28
4.6 Расчет пластинчатого теплообменника 46
4.7 Подбор оборудования на блочно-модульную котельную микрорайона
“Западный луч” 52
5 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ
5.1 Расчет высоты дымовой трубы на летний и зимний режимы 59
6 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА
6.1 Общая информация 67
6.2 Основные элементы КИПиА 68
6.3 Система автоматизации водогрейного котла KBCA-15due микрорайона
“Западный луч” 69
7 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
7.1 Повышение энергетической эффективности путем варианта
использования парокомпрессионного теплового насоса 67
7.2 Расчет парокомпрессионного теплового насоса 68
7.3 Анализ использования двух вариантов источника теплоснабжения 69
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЙТЕЛЬНОСТИ В АБМК 79
8.1 Требования безопасности при эксплуатации отопительной котельной...80
8.2 Пожаробезопасность в отопительной котельной 82
8.3 Электробезопасность в отопительной котельной 84
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
9.1 Смета капитальных и текущих затрат 85
9.2 STEEP-анализ необходимости разработки источника теплоснабжения
микрорайона “Западный луч” 86
9.3 SWOT-анализ необходимости разработки источника теплоснабжения
микрорайона “Западный луч” 88
9.4 Планирование целей в дереве целей проекта 90
9.5 Поле сдерживающих и движущих сил для разработки источника теплоснабжения микрорайона “Западный луч”
9.6 Планирование мероприятий по реализации проекта (График Ганта) 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 92
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
... приложения отсутствуют
Тепловая энергия – это вид энергии, который человечество использует для
обеспечения себя необходимыми условиями для существования, развития
общества и создания благоприятных условий для жизни. Как правило, тепловая
энергия используется людьми для преобразования ее в электрическую энергию с
помощью тепловых электростанциях, также используется на обеспечение
собственных технологических нужд.
Оборудование, производящее теплоту в виде водяных паров, нагретого
воздуха и горячей воды, именуют системой теплоснабжения (СТ). СТ принято
классифицировать по мощности и количеству теплопотребителей, получающих
тепловую энергию. Таким образом, СТ могут быть централизованными и
децентрализованными. Централизованной СТ является такая система, в которой
общая мощность теплогенерирующих установок больше, либо равно 60 МВт, а
децентрализованной – если менее.
Централизованная СТ в Российской Федерации представлена следующими
элементами:
1. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – источник тепловой энергии.
2. Тепловые сети (ТС) – устройства для передачи тепловой энергии.
3. Отопительные приборы (ОП), установленные в помещениях.
Во времена СССР в стране находилось около 200 тысяч км тепловых сетей,
передающих тепловую энергию в большинство городов и даже сел. При этом
терялось огромное количество тепла, но в то время этому не уделялось должного
внимания. После распада в 90-х практически прекратилось обслуживание старых
сетей и проектирование новых, что привело к убыткам, достигающим 65%
сгенерированного тепла, что тем самым сильно ударило по экономике СССР.
Таким образом, можно понять, что централизованное отопление становится
технологически и экономически невыгодным.[1, 2].
Одной из альтернатив ЦС можно использовать автономно-блочные модульные
котельные (АБМК). Основным топливом для них является природный газ, а это
один из самых экономически и технологически выгодных энергоносителей.
АБМК представляет из себя комплекс оборудования, состоящий из котлов с
системой теплообменников, насосов и трубопроводов. Газовая АБМК
предназначена для обеспечения теплом промышленных и жилищных зданий.
Конструктивные особенности, которой дают возможность смонтировать ее и
пустить в эксплуатацию всего за пару дней. Блоки не требуют особых условий
для транспортировки, поэтому они достаточно легко транспортируются с
помощью автогрузового транспорта, железнодорожного транспорта и т.п.
Достоинства блочно-модульных котельных:
1. БМК состоит из заранее собранных блоков. Их можно достаточно быстро
смонтировать и пустить в эксплуатацию.
2. Малый размер БМК позволяет расположить ее в рациональных местах для
поставки тепла, также это позволяет строить экономически выгодные
тепловые сети до теплопотребителя.
3. БМК дают возможность получать автономную тепловую энергию и не
зависеть от центральной СТ.
БМК можно подразделять на классы по виду, используемого теплоносителя.
Они могут быть:
1. Паровые;
2. Водогрейные;
3. Комбинированные;
4. На термомасле;
Паровые БМК генерируют водяной пар с максимальной температурой в 410 оС
и давления 0,6 МПа. Пар сгенерированный в БМК используется как в легкой так и
в тяжелой промышленности[3].
Водогрейные котельные отпускают воду с температурными параметрами воды
95 оС на входе и 70 оС выходе в подающую и обратную магистраль
соответственно.
Комбинированные (смешанные) котельные включают в себя и водогрейные
котлы, и паровые котлы.
В котельных на термомасле в качестве теплоносителя используют жидкие
нефтяные теплоносители высокой температуры, достигающей от 50 до 415 оС.
БМК, работающие на газе, просто эксплуатировать, экономически эффективны
и экологичны. Помимо котелов в комплект котельного оборудования также
входит система топливоподачи (трубопроводы природного газа и горелочное
оборудование).
В состав БМК входит следующие оборудование (состав оборудования
изменяется от комплектации котельной или желания заказчика):
1. Котельный агрегат;
2. Системы топливоподачи;
3. Насосное оборудование;
4. Система химводоподготовки и контроля давления;
5. Теплообменное оборудование;
6. Контроль уходящих дымовых газов,
7. КИПиА (контрольный щит, контроллеры, датчики, приборы учета воды,
электрической и тепловой энергии),
8. Средства пожарной безопасности,
9. Дымоотвод (дымовая труба).
А также котельные оборудованы системой освещения, отопления, вентиляции,
кабиной оператора и санитарным узлом.
обеспечения себя необходимыми условиями для существования, развития
общества и создания благоприятных условий для жизни. Как правило, тепловая
энергия используется людьми для преобразования ее в электрическую энергию с
помощью тепловых электростанциях, также используется на обеспечение
собственных технологических нужд.
Оборудование, производящее теплоту в виде водяных паров, нагретого
воздуха и горячей воды, именуют системой теплоснабжения (СТ). СТ принято
классифицировать по мощности и количеству теплопотребителей, получающих
тепловую энергию. Таким образом, СТ могут быть централизованными и
децентрализованными. Централизованной СТ является такая система, в которой
общая мощность теплогенерирующих установок больше, либо равно 60 МВт, а
децентрализованной – если менее.
Централизованная СТ в Российской Федерации представлена следующими
элементами:
1. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – источник тепловой энергии.
2. Тепловые сети (ТС) – устройства для передачи тепловой энергии.
3. Отопительные приборы (ОП), установленные в помещениях.
Во времена СССР в стране находилось около 200 тысяч км тепловых сетей,
передающих тепловую энергию в большинство городов и даже сел. При этом
терялось огромное количество тепла, но в то время этому не уделялось должного
внимания. После распада в 90-х практически прекратилось обслуживание старых
сетей и проектирование новых, что привело к убыткам, достигающим 65%
сгенерированного тепла, что тем самым сильно ударило по экономике СССР.
Таким образом, можно понять, что централизованное отопление становится
технологически и экономически невыгодным.[1, 2].
Одной из альтернатив ЦС можно использовать автономно-блочные модульные
котельные (АБМК). Основным топливом для них является природный газ, а это
один из самых экономически и технологически выгодных энергоносителей.
АБМК представляет из себя комплекс оборудования, состоящий из котлов с
системой теплообменников, насосов и трубопроводов. Газовая АБМК
предназначена для обеспечения теплом промышленных и жилищных зданий.
Конструктивные особенности, которой дают возможность смонтировать ее и
пустить в эксплуатацию всего за пару дней. Блоки не требуют особых условий
для транспортировки, поэтому они достаточно легко транспортируются с
помощью автогрузового транспорта, железнодорожного транспорта и т.п.
Достоинства блочно-модульных котельных:
1. БМК состоит из заранее собранных блоков. Их можно достаточно быстро
смонтировать и пустить в эксплуатацию.
2. Малый размер БМК позволяет расположить ее в рациональных местах для
поставки тепла, также это позволяет строить экономически выгодные
тепловые сети до теплопотребителя.
3. БМК дают возможность получать автономную тепловую энергию и не
зависеть от центральной СТ.
БМК можно подразделять на классы по виду, используемого теплоносителя.
Они могут быть:
1. Паровые;
2. Водогрейные;
3. Комбинированные;
4. На термомасле;
Паровые БМК генерируют водяной пар с максимальной температурой в 410 оС
и давления 0,6 МПа. Пар сгенерированный в БМК используется как в легкой так и
в тяжелой промышленности[3].
Водогрейные котельные отпускают воду с температурными параметрами воды
95 оС на входе и 70 оС выходе в подающую и обратную магистраль
соответственно.
Комбинированные (смешанные) котельные включают в себя и водогрейные
котлы, и паровые котлы.
В котельных на термомасле в качестве теплоносителя используют жидкие
нефтяные теплоносители высокой температуры, достигающей от 50 до 415 оС.
БМК, работающие на газе, просто эксплуатировать, экономически эффективны
и экологичны. Помимо котелов в комплект котельного оборудования также
входит система топливоподачи (трубопроводы природного газа и горелочное
оборудование).
В состав БМК входит следующие оборудование (состав оборудования
изменяется от комплектации котельной или желания заказчика):
1. Котельный агрегат;
2. Системы топливоподачи;
3. Насосное оборудование;
4. Система химводоподготовки и контроля давления;
5. Теплообменное оборудование;
6. Контроль уходящих дымовых газов,
7. КИПиА (контрольный щит, контроллеры, датчики, приборы учета воды,
электрической и тепловой энергии),
8. Средства пожарной безопасности,
9. Дымоотвод (дымовая труба).
А также котельные оборудованы системой освещения, отопления, вентиляции,
кабиной оператора и санитарным узлом.
В результате выпускной квалификационной работе были рассчитаны тепловые нагрузки по поселку и на каждого потребителя в отдельности. С учетом покрытия собственных нужд котельной, тепловых потерь по длине трубопровода и 31% запасом, в расчете на подключение новых потребителей, тепловая нагрузка по микрорайону составила Q^ = 28,784 МВт. Также построен температурный график потребления тепла. По этим данным были выбраны и рассчитаны водогрейные жаротрубные котлы Октан KBCA-15due мощностью 15 МВт.
Также был произведен расчет расходов теплоносителя на каждого потребителя и по всему микрорайну и составил G = 707,124 т/ч в сетевом контуре.
По этим данным, а также по расходу теплоносителя в котловом контуре и по
нормам подпитки были выбраны насосы циркуляционные GRUNDFOS CLM 150278 и Wilo CronoLine IL 100/210-37/2 котлового и сетевого контуров соответсвенно и подпиточные насосы GRUNDFOS СН 2-30 и GRUNDFOS СН 440.
В выпускной работе также рассчитан и выбраны четыре пластинчатых теплообменников «Ридан» НН№62 в соответствии с расчетной поверхностью теплообмена F = 1150 м2.
Произведен поверочный расчет дымовой трубы с габаритами D = 1 ми h = 30 м, в результате которого была вычислена величина максимальной приземистой концентрации выбросов оксидов азота в атмосферу.
В разделе «безопасность жизнедеятельности» описаны вредные и опасные факторы при работе котельной, электробезопасность и меры пожарной безопасности, а в разделе «КИП и автоматика» разработана схема автоматизации котла.
В разделе экономика и управление был выбран наиболее рациональный и выгодный проект расширения источника водогрейной котельной «Западный луч».
В графической части представлены план котельной на отметке 0.000, разрез котла, разрез котельной, генеральный план котельной, схема автоматизации котла, плакат по экономической части и плакат по научной части.
Также был произведен расчет расходов теплоносителя на каждого потребителя и по всему микрорайну и составил G = 707,124 т/ч в сетевом контуре.
По этим данным, а также по расходу теплоносителя в котловом контуре и по
нормам подпитки были выбраны насосы циркуляционные GRUNDFOS CLM 150278 и Wilo CronoLine IL 100/210-37/2 котлового и сетевого контуров соответсвенно и подпиточные насосы GRUNDFOS СН 2-30 и GRUNDFOS СН 440.
В выпускной работе также рассчитан и выбраны четыре пластинчатых теплообменников «Ридан» НН№62 в соответствии с расчетной поверхностью теплообмена F = 1150 м2.
Произведен поверочный расчет дымовой трубы с габаритами D = 1 ми h = 30 м, в результате которого была вычислена величина максимальной приземистой концентрации выбросов оксидов азота в атмосферу.
В разделе «безопасность жизнедеятельности» описаны вредные и опасные факторы при работе котельной, электробезопасность и меры пожарной безопасности, а в разделе «КИП и автоматика» разработана схема автоматизации котла.
В разделе экономика и управление был выбран наиболее рациональный и выгодный проект расширения источника водогрейной котельной «Западный луч».
В графической части представлены план котельной на отметке 0.000, разрез котла, разрез котельной, генеральный план котельной, схема автоматизации котла, плакат по экономической части и плакат по научной части.
