Реконструкция участка тепловых сетей в границах улиц Энергетиков - пересечении улиц Шота Руставели и 3 Сентября в связи с подключением новых абонентов
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ УЧАСТКА ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ...6
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 9
3 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 13
3.1 Исходные данные 13
3.2 Тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС 19
3.3 Годовой расход тепловой энергии 21
3.4 Тепловая нагрузка в отопительный период 21
4 РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ 25
4.1 Расчет температур теплоносителя в зависимости от температуры
наружного воздуха 25
4.2 Расчет расходов сетевой воды 28
4.3 Выбор типа прокладки трубопроводов, труб и их соединения 31
4.4 Тепловая изоляция 32
4.5 Арматура тепловых сетей 33
4.5.1 Вентили 34
4.5.2 Задвижки 34
4.5.3 Клапаны 35
4.5.4 Шаровые краны 35
4.5.5 Дисковые затворы 35
4.6 Компенсаторы 36
4.7 Опорные конструкции 37
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 39
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ
ТРУБОПРОВОДА 43
6.1 Гидравлический расчет тепловой сети 43
6.2 Пьезометрический график 47
6.3 Расчет тепловой изоляции 49
6.3.1 Расчет изоляции трубопровода при подземной прокладке 49
6.3.2 Расчет изоляции трубопровода при надземной прокладке 52
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ 54
7.1 Общие сведения о системе оперативного дистанционного контроля
теплоизоляционного покрытия трубопроводов 54
7.2 Принципы действия и организации системы ОДК 55
7.3 Выбор приборов контроля и контрольных точек 56
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 58
8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 58
8.2 Безопасность производственных процессов и оборудования 60
8.3 Электробезопасность 62
8.4 Пожарная безопасность при производстве работ 63
9 ЭКОЛОГИЯ 65
9.1 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 65
9.2 Мероприятия по охране и рациональному исользованию земельных
ресурсов и почвенного покрова 65
9.3 Мероприятия по предотващению утечек 66
9.4 Мероприятия по сбору, использованию, обезвреживанию,
транспортировке и размещению опасных отходов 66
9.5 Общие рекомендации при производстве работ 66
10 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 68
10.1 Технико-экономический расчет эффективности проекта
реконструкции участка тпеловой магистрали 68
10.1.1 Смета капитальных затрат 68
10.1.2 Смета текущих затрат 70
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта 72
10.2 Качественный анализ вариантов проектных решений 73
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 74
10.4 График Ганта 75
10.5 Основные технико-экономические показатели проекта 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ УЧАСТКА ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ...6
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 9
3 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 13
3.1 Исходные данные 13
3.2 Тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС 19
3.3 Годовой расход тепловой энергии 21
3.4 Тепловая нагрузка в отопительный период 21
4 РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ 25
4.1 Расчет температур теплоносителя в зависимости от температуры
наружного воздуха 25
4.2 Расчет расходов сетевой воды 28
4.3 Выбор типа прокладки трубопроводов, труб и их соединения 31
4.4 Тепловая изоляция 32
4.5 Арматура тепловых сетей 33
4.5.1 Вентили 34
4.5.2 Задвижки 34
4.5.3 Клапаны 35
4.5.4 Шаровые краны 35
4.5.5 Дисковые затворы 35
4.6 Компенсаторы 36
4.7 Опорные конструкции 37
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 39
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ
ТРУБОПРОВОДА 43
6.1 Гидравлический расчет тепловой сети 43
6.2 Пьезометрический график 47
6.3 Расчет тепловой изоляции 49
6.3.1 Расчет изоляции трубопровода при подземной прокладке 49
6.3.2 Расчет изоляции трубопровода при надземной прокладке 52
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ 54
7.1 Общие сведения о системе оперативного дистанционного контроля
теплоизоляционного покрытия трубопроводов 54
7.2 Принципы действия и организации системы ОДК 55
7.3 Выбор приборов контроля и контрольных точек 56
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 58
8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 58
8.2 Безопасность производственных процессов и оборудования 60
8.3 Электробезопасность 62
8.4 Пожарная безопасность при производстве работ 63
9 ЭКОЛОГИЯ 65
9.1 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 65
9.2 Мероприятия по охране и рациональному исользованию земельных
ресурсов и почвенного покрова 65
9.3 Мероприятия по предотващению утечек 66
9.4 Мероприятия по сбору, использованию, обезвреживанию,
транспортировке и размещению опасных отходов 66
9.5 Общие рекомендации при производстве работ 66
10 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 68
10.1 Технико-экономический расчет эффективности проекта
реконструкции участка тпеловой магистрали 68
10.1.1 Смета капитальных затрат 68
10.1.2 Смета текущих затрат 70
10.1.3 Расчет срока окупаемости проекта 72
10.2 Качественный анализ вариантов проектных решений 73
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 74
10.4 График Ганта 75
10.5 Основные технико-экономические показатели проекта 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Актуальность повышения энергетической и экологической эффективности тепловых сетей следует из концепции устойчивого развития страны. Суть концепции состоит в удовлетворении потребностей нынешнего поколения без ущерба следующим поколениям. Применяемые в настоящее время традиционные методы и материалы, свойства которых зачастую не соответствуют необходимому уровню, ведут к образованию чрезмерных теплопотерь, затрат на капитальные ремонты тепловых сетей и уменьшают срок их службы.
Большие тепловые потери в сетях требуют дополнительных расходов топлива на объектах малой энергетики. Для достаточного снабжения тепла потребителям в тепловых сетях часто допускают циркуляцию слишком горячего теплоносителя, вследствие чего ускоряется износ трубопровода.
Необходимость и важность сбережения энергии и повышения энергетической эффективности установлена законом Российской Федерации № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» [2], в котором представлены способы повышения надежности и улучшения работы тепловых сетей, суммарная протяженность которых в Российской Федерации на сегодняшний день составляет более 172 тыс. км.
Неполное соответствие указанным факторам среды определяет следующие проблемы ресурсосбережения в тепловых сетях:
1) Недостаточная пропускная способность тепловой сети и, соответственно, увеличение тепловых потерь;
2) Устаревшая система автоматизации и несовершенство контроля многих участков тепловой сети;
3) Высокий уровень износа систем теплоснабжения, входящих в основные фонды, в особенности тепловых сетей, приводящий к значительным энергопотерям и отрицательному влиянию на окружающую среду в связи с утечками теплоносителя;
4) Потребность в крупных финансовых вложениях, которые помогут обеспечить необходимый уровень и надежность теплоснабжения при необходимости одновременного ограничения роста стоимости услуг этой сферы.
Для достижения цели развития тепловых сетей, необходимо тщательно подходить к строительству новых и реконструкции действующих систем теплоснабжения.
По данным организаций, эксплуатирующих тепловые сети, видно, что в большинстве случаев фактическое значение параметра потока отказов существенно превышает нормативные показатели. Из этого следует то, что надежность сетей не соответствует нормам и требуется ее повышение. В последнее время остро ставятся вопросы реконструкции тепловых сетей для оптимизации теплоснабжения потребителей, особенно снабжаемых теплотой от тупиковых систем. Некоторые существующие жилые здания подключены к таким сетям без какого-либо экономического или технического обоснования длины ответвлений от основной магистрали и часто не входят в радиус оптимального действия источника теплоснабжения.
Реконструкция существующих и прокладка новых тепловых сетей с использованием современных решений и технологий позволяет повысить эффективность и надежность системы теплоснабжения, уменьшить удельный расход воды благодаря уменьшению количества аварий на участках сети, и как следствие - уменьшить удельную выработку электроэнергии, используемую для работы сетевых насосов. Уменьшить тепловые потери можно с помощью применения современных изолирующих тепло материалов, что поможет сократить расход топлива и количества выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Нерешенность проблем определила цель работы: изучение современных энерго- и ресурсосберегающие технологий и разработка технических и организационно-плановых мероприятия по повышению энергетической,
экологической и экономической эффективности тепловых сетей; и ее задачи:
— изучение существующего трубопровода;
— определение тепловых нагрузок на нужды потребителей и районов, которые отапливает тепловая сеть;
— выполнение теплотехнического, гидравлического расчетов, определение толщины изоляции;
— рассмотрение способов повышения энергоэффективности тепловой сети;
— изучение экономической выгоды разрабатываемого проекта и оценка эффективности работы;
— анализ вопросов экологии, безопасности жизнедеятельности при работе с новым оборудованием.
Выполнение данных задач позволит разработать проект для повышения мощности работы ООО «Эн-Сервис».
Большие тепловые потери в сетях требуют дополнительных расходов топлива на объектах малой энергетики. Для достаточного снабжения тепла потребителям в тепловых сетях часто допускают циркуляцию слишком горячего теплоносителя, вследствие чего ускоряется износ трубопровода.
Необходимость и важность сбережения энергии и повышения энергетической эффективности установлена законом Российской Федерации № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» [2], в котором представлены способы повышения надежности и улучшения работы тепловых сетей, суммарная протяженность которых в Российской Федерации на сегодняшний день составляет более 172 тыс. км.
Неполное соответствие указанным факторам среды определяет следующие проблемы ресурсосбережения в тепловых сетях:
1) Недостаточная пропускная способность тепловой сети и, соответственно, увеличение тепловых потерь;
2) Устаревшая система автоматизации и несовершенство контроля многих участков тепловой сети;
3) Высокий уровень износа систем теплоснабжения, входящих в основные фонды, в особенности тепловых сетей, приводящий к значительным энергопотерям и отрицательному влиянию на окружающую среду в связи с утечками теплоносителя;
4) Потребность в крупных финансовых вложениях, которые помогут обеспечить необходимый уровень и надежность теплоснабжения при необходимости одновременного ограничения роста стоимости услуг этой сферы.
Для достижения цели развития тепловых сетей, необходимо тщательно подходить к строительству новых и реконструкции действующих систем теплоснабжения.
По данным организаций, эксплуатирующих тепловые сети, видно, что в большинстве случаев фактическое значение параметра потока отказов существенно превышает нормативные показатели. Из этого следует то, что надежность сетей не соответствует нормам и требуется ее повышение. В последнее время остро ставятся вопросы реконструкции тепловых сетей для оптимизации теплоснабжения потребителей, особенно снабжаемых теплотой от тупиковых систем. Некоторые существующие жилые здания подключены к таким сетям без какого-либо экономического или технического обоснования длины ответвлений от основной магистрали и часто не входят в радиус оптимального действия источника теплоснабжения.
Реконструкция существующих и прокладка новых тепловых сетей с использованием современных решений и технологий позволяет повысить эффективность и надежность системы теплоснабжения, уменьшить удельный расход воды благодаря уменьшению количества аварий на участках сети, и как следствие - уменьшить удельную выработку электроэнергии, используемую для работы сетевых насосов. Уменьшить тепловые потери можно с помощью применения современных изолирующих тепло материалов, что поможет сократить расход топлива и количества выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Нерешенность проблем определила цель работы: изучение современных энерго- и ресурсосберегающие технологий и разработка технических и организационно-плановых мероприятия по повышению энергетической,
экологической и экономической эффективности тепловых сетей; и ее задачи:
— изучение существующего трубопровода;
— определение тепловых нагрузок на нужды потребителей и районов, которые отапливает тепловая сеть;
— выполнение теплотехнического, гидравлического расчетов, определение толщины изоляции;
— рассмотрение способов повышения энергоэффективности тепловой сети;
— изучение экономической выгоды разрабатываемого проекта и оценка эффективности работы;
— анализ вопросов экологии, безопасности жизнедеятельности при работе с новым оборудованием.
Выполнение данных задач позволит разработать проект для повышения мощности работы ООО «Эн-Сервис».
В выпускной квалификационной работе была рассмотрена реконструкция
участка тепловой сети в границах улиц Энергетиков – пересечении улиц Шота
Руставели и 3 Сентября в связи с подключением новых абонентов. Были
проведены следующие исследования и расчеты:
1) Приведена актуальность реконструкции и были сравнены между собой
отечественные и зарубежные решения.
2) Выполнен теплотехнический расчет, по результатам которого были
пределены максимальная суммарная тепловая нагрузка на отопление
вентиляцию и ГВС – 6,354 МВт, суммарный годовой расход тепловой
энергии 33736,205 МВт ∙ ч, тепловая нагрузка в зависимости от
температуры наружного воздуха приведена на графически на рисунке 3.1 и
в таблице 3.10.
3) Выбрано качественное регулирование тепловой нагрузки района по
отопительной нагрузке. Также были определены температуры
теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от
температуры наружного воздуха и условия, что температура в подающем
трубопроводе не может быть ниже 65°С из-за наличия нагрузки на ГВС.
Данные сведены в таблицу 4.1 и отражены графически на температурном
графике (рисунок 4.1).
4) Произведен выбор прокладки трубопровода, его соединения, изоляции,
арматуру, опор, а также компенсаторов для трубопровода Ø720х10.
Приведены решения по энергосбережению, основными мероприятиями
которого являются применение ППУ изоляции, системы оперативнодистанционного контроля и установка сильфонных компенсаторов.
5) Определены расходы теплоносителя в отопительный период.
Максимальный расход – 180,47 кг/с; построен график расхода сетевой воды
в зависимости от температуры наружного воздуха, представленный на
рисунке 4.2.
6) Проведено исследование оптимальной толщины изоляции трубопровода и
приведены результаты гидравлического расчета. Потери давления
составили 5,43 м в. ст. Толщина изоляции равна 76 мм.
7) Приведено описание системы ОДК, принцип ее работы и применения
8) В работе определены основные требования по охране труда при
проведении строительных, сварочных работ, мероприятия по электро- и
пожаробезопасности. Произведен анализ вредных и опасных факторов.
9) Рассмотрены мероприятие по защите окружающей среды и установлены
мероприятие по восстановлению ее после проведения реконструкции.
10) По экономическим расчетам срок окупаемости реконструкции участка
тепловой сети составит 5,04 года, что является достаточно хорошим
показателем, поскольку целью любого проекта, является извлечение
прибыли в кратчайшие сроки.
участка тепловой сети в границах улиц Энергетиков – пересечении улиц Шота
Руставели и 3 Сентября в связи с подключением новых абонентов. Были
проведены следующие исследования и расчеты:
1) Приведена актуальность реконструкции и были сравнены между собой
отечественные и зарубежные решения.
2) Выполнен теплотехнический расчет, по результатам которого были
пределены максимальная суммарная тепловая нагрузка на отопление
вентиляцию и ГВС – 6,354 МВт, суммарный годовой расход тепловой
энергии 33736,205 МВт ∙ ч, тепловая нагрузка в зависимости от
температуры наружного воздуха приведена на графически на рисунке 3.1 и
в таблице 3.10.
3) Выбрано качественное регулирование тепловой нагрузки района по
отопительной нагрузке. Также были определены температуры
теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от
температуры наружного воздуха и условия, что температура в подающем
трубопроводе не может быть ниже 65°С из-за наличия нагрузки на ГВС.
Данные сведены в таблицу 4.1 и отражены графически на температурном
графике (рисунок 4.1).
4) Произведен выбор прокладки трубопровода, его соединения, изоляции,
арматуру, опор, а также компенсаторов для трубопровода Ø720х10.
Приведены решения по энергосбережению, основными мероприятиями
которого являются применение ППУ изоляции, системы оперативнодистанционного контроля и установка сильфонных компенсаторов.
5) Определены расходы теплоносителя в отопительный период.
Максимальный расход – 180,47 кг/с; построен график расхода сетевой воды
в зависимости от температуры наружного воздуха, представленный на
рисунке 4.2.
6) Проведено исследование оптимальной толщины изоляции трубопровода и
приведены результаты гидравлического расчета. Потери давления
составили 5,43 м в. ст. Толщина изоляции равна 76 мм.
7) Приведено описание системы ОДК, принцип ее работы и применения
8) В работе определены основные требования по охране труда при
проведении строительных, сварочных работ, мероприятия по электро- и
пожаробезопасности. Произведен анализ вредных и опасных факторов.
9) Рассмотрены мероприятие по защите окружающей среды и установлены
мероприятие по восстановлению ее после проведения реконструкции.
10) По экономическим расчетам срок окупаемости реконструкции участка
тепловой сети составит 5,04 года, что является достаточно хорошим
показателем, поскольку целью любого проекта, является извлечение
прибыли в кратчайшие сроки.





