Помощь студентам в учебе
Реконструкция водогрейного котла ПТВМ-50 АО «Златмаш» путем замены горелочных устройств
|
ОГЛАВЛЕНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 11
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 14
4 РЕКОНСТРУКЦИЯ КОТЛА ПТВМ-50 17
4.1 Технические характеристики котла ПТВМ-50 и характеристики
топлива 17
4.2 Поверочный тепловой расчет котла 19
4.2.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 19
4.2.2 Характеристики и энтальпии продуктов сгорания и воздуха 20
4.2.3 Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива 24
4.2.4 Расчет теплообмена в топке 26
4.2.5 Расчет конвективного пучка 31
4.2.6 Невязка теплового баланса котла 36
4.2.6 Расчет фестона 36
4.3 Аэродинамический расчет 42
4.3.1 Аэродинамический расчет воздушного тракта котла 42
5 ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 49
5.1 Расчет горелочных устройств котла 49
5.2 Расчет экономии топлива, полученной в результате замены
горелочных устройств 52
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 54
6.1 Актуальность энергосбережения в России 55
6.2 Пути энергосбережения в котельных 55
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 57
7.1 Расчет выбросов окислов азота 57
7.2 Поверочный расчет дымовой трубы 59
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 63
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 66
9.1 Анализ опасных факторов, воздействующих на оператора
котельной 66
9.2 Характеристика рабочего места 67
9.3 Обеспечение безопасных условий эксплуатации котлов 67
9.4 Производственный шум 68
9.5 Вибрация 68
9.6 Травмоопасность 69
9.7 Пожаробезопасность 70
9.8 Средства пожаротушения 73
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 75
10.1 Технико-экономический расчет 75
10.1.1 Смета капитальных затрат 75
10.1.2 Расчет текущих затрат котельной до реконструкции 76
10.1.3 Расчет текущих затрат котельной после реконструкции 77
10.1.4 Расчет срока окупаемости проекта реконструкции 79
10.2 SWOT-анализа вариантов технических решений 80
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 82
10.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей 82
10.3.3 Ленточный график Ганта для представления мероприятий
по реализации целей проекта, указанных в дереве целей 83
10.4 Основные показатели энергетической и экономической
эффективности проекта 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 11
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 14
4 РЕКОНСТРУКЦИЯ КОТЛА ПТВМ-50 17
4.1 Технические характеристики котла ПТВМ-50 и характеристики
топлива 17
4.2 Поверочный тепловой расчет котла 19
4.2.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 19
4.2.2 Характеристики и энтальпии продуктов сгорания и воздуха 20
4.2.3 Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива 24
4.2.4 Расчет теплообмена в топке 26
4.2.5 Расчет конвективного пучка 31
4.2.6 Невязка теплового баланса котла 36
4.2.6 Расчет фестона 36
4.3 Аэродинамический расчет 42
4.3.1 Аэродинамический расчет воздушного тракта котла 42
5 ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 49
5.1 Расчет горелочных устройств котла 49
5.2 Расчет экономии топлива, полученной в результате замены
горелочных устройств 52
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 54
6.1 Актуальность энергосбережения в России 55
6.2 Пути энергосбережения в котельных 55
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 57
7.1 Расчет выбросов окислов азота 57
7.2 Поверочный расчет дымовой трубы 59
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 63
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 66
9.1 Анализ опасных факторов, воздействующих на оператора
котельной 66
9.2 Характеристика рабочего места 67
9.3 Обеспечение безопасных условий эксплуатации котлов 67
9.4 Производственный шум 68
9.5 Вибрация 68
9.6 Травмоопасность 69
9.7 Пожаробезопасность 70
9.8 Средства пожаротушения 73
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 75
10.1 Технико-экономический расчет 75
10.1.1 Смета капитальных затрат 75
10.1.2 Расчет текущих затрат котельной до реконструкции 76
10.1.3 Расчет текущих затрат котельной после реконструкции 77
10.1.4 Расчет срока окупаемости проекта реконструкции 79
10.2 SWOT-анализа вариантов технических решений 80
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 82
10.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей 82
10.3.3 Ленточный график Ганта для представления мероприятий
по реализации целей проекта, указанных в дереве целей 83
10.4 Основные показатели энергетической и экономической
эффективности проекта 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
Основной и важной проблемой в теплоэнергетике на сегодняшний день являются моральный и физический износ установок, а также оборудования существующих систем централизованного теплоснабжения.
Присутствуют потери тепла в связи с транспортировкой по многокилометровым теплотрассам до потребителя. Это зависит от стоимости тепловой энергии, которая со временем каждый раз растет с изменением цен на топливо.
Также современном мире с каждым днем непрерывно увеличивается мировое потребление энергетических ресурсов, а также затраты в быту и общественной жизни. Так как растет население Земли, тем самым, количество этих ресурсов требуется больше. В мире огромными темпами растет потребность топлива, что сказывается на топливном балансе, соответственно, ухудшается экономическая ситуация, тем самым возникает потребность в проведении государственной энергосберегающей политики. Также с каждой секундой истощаются запасы органического топлива, повышаются цены на энергоносители, что делает проблемы рационального использования энергии намного острее.
На сегодняшний день, важным топливом можно назвать природный газ. Так как газ очень востребован, поэтому затраты у человечества на это топливо очень большие, так как такое топливо необходимо в наше время. Но в Челябинской области на сегодняшний день используют твердое топливо, то есть уголь разных сортов.
Такой вид топлива плохо сказывается на экологической ситуации в области, но и увеличиваются затраты на производство такой тепловой энергии. Это связано с тем, что теплота сгорания не высока и какая-то часть его переходит в оксиды серы, углерода и азота, а основная часть преобразуется в сажу, которая выходит в дымовую трубу с уходящими газами, а меньшая часть преобразует шлак.
Чтобы решить данную проблему, можно осуществить строительство автоматических котельных, которые смогут покрыть тепловую нагрузку населенного пункта. Но в таких котельных уже требуется использовать в качестве топлива природный газ, так как при его сжигании выбросы в атмосферу значительно уменьшаются по сравнению с угольным видом топлива. Такая котельная предназначена для того, чтобы обогреть всех жилые здания. Модули этой котельной не требуют особых транспортировок. Их можно перевозить в любое время и место на грузовом и железнодорожном транспорте.
Также в перспективе используют переработку твердого топлива в качестве энергоносителя. Это топливо могут использовать в автомобильной, авиационной технике, так как чистота продуктов сгорания высока. Следовательно, его использование в нынешнее время очень популярно и актуально, и будет популярно и актуально очень долго.
Основной и важной проблемой в теплоэнергетике на сегодняшний день являются моральный и физический износ установок, а также оборудования существующих систем централизованного теплоснабжения.
Присутствуют потери тепла в связи с транспортировкой по многокилометровым теплотрассам до потребителя. Это зависит от стоимости тепловой энергии, которая со временем каждый раз растет с изменением цен на топливо.
Также современном мире с каждым днем непрерывно увеличивается мировое потребление энергетических ресурсов, а также затраты в быту и общественной жизни. Так как растет население Земли, тем самым, количество этих ресурсов требуется больше. В мире огромными темпами растет потребность топлива, что сказывается на топливном балансе, соответственно, ухудшается экономическая ситуация, тем самым возникает потребность в проведении государственной энергосберегающей политики. Также с каждой секундой истощаются запасы органического топлива, повышаются цены на энергоносители, что делает проблемы рационального использования энергии намного острее.
На сегодняшний день, важным топливом можно назвать природный газ. Так как газ очень востребован, поэтому затраты у человечества на это топливо очень большие, так как такое топливо необходимо в наше время. Но в Челябинской области на сегодняшний день используют твердое топливо, то есть уголь разных сортов.
Такой вид топлива плохо сказывается на экологической ситуации в области, но и увеличиваются затраты на производство такой тепловой энергии. Это связано с тем, что теплота сгорания не высока и какая-то часть его переходит в оксиды серы, углерода и азота, а основная часть преобразуется в сажу, которая выходит в дымовую трубу с уходящими газами, а меньшая часть преобразует шлак.
Чтобы решить данную проблему, можно осуществить строительство автоматических котельных, которые смогут покрыть тепловую нагрузку населенного пункта. Но в таких котельных уже требуется использовать в качестве топлива природный газ, так как при его сжигании выбросы в атмосферу значительно уменьшаются по сравнению с угольным видом топлива. Такая котельная предназначена для того, чтобы обогреть всех жилые здания. Модули этой котельной не требуют особых транспортировок. Их можно перевозить в любое время и место на грузовом и железнодорожном транспорте.
Также в перспективе используют переработку твердого топлива в качестве энергоносителя. Это топливо могут использовать в автомобильной, авиационной технике, так как чистота продуктов сгорания высока. Следовательно, его использование в нынешнее время очень популярно и актуально, и будет популярно и актуально очень долго.
Присутствуют потери тепла в связи с транспортировкой по многокилометровым теплотрассам до потребителя. Это зависит от стоимости тепловой энергии, которая со временем каждый раз растет с изменением цен на топливо.
Также современном мире с каждым днем непрерывно увеличивается мировое потребление энергетических ресурсов, а также затраты в быту и общественной жизни. Так как растет население Земли, тем самым, количество этих ресурсов требуется больше. В мире огромными темпами растет потребность топлива, что сказывается на топливном балансе, соответственно, ухудшается экономическая ситуация, тем самым возникает потребность в проведении государственной энергосберегающей политики. Также с каждой секундой истощаются запасы органического топлива, повышаются цены на энергоносители, что делает проблемы рационального использования энергии намного острее.
На сегодняшний день, важным топливом можно назвать природный газ. Так как газ очень востребован, поэтому затраты у человечества на это топливо очень большие, так как такое топливо необходимо в наше время. Но в Челябинской области на сегодняшний день используют твердое топливо, то есть уголь разных сортов.
Такой вид топлива плохо сказывается на экологической ситуации в области, но и увеличиваются затраты на производство такой тепловой энергии. Это связано с тем, что теплота сгорания не высока и какая-то часть его переходит в оксиды серы, углерода и азота, а основная часть преобразуется в сажу, которая выходит в дымовую трубу с уходящими газами, а меньшая часть преобразует шлак.
Чтобы решить данную проблему, можно осуществить строительство автоматических котельных, которые смогут покрыть тепловую нагрузку населенного пункта. Но в таких котельных уже требуется использовать в качестве топлива природный газ, так как при его сжигании выбросы в атмосферу значительно уменьшаются по сравнению с угольным видом топлива. Такая котельная предназначена для того, чтобы обогреть всех жилые здания. Модули этой котельной не требуют особых транспортировок. Их можно перевозить в любое время и место на грузовом и железнодорожном транспорте.
Также в перспективе используют переработку твердого топлива в качестве энергоносителя. Это топливо могут использовать в автомобильной, авиационной технике, так как чистота продуктов сгорания высока. Следовательно, его использование в нынешнее время очень популярно и актуально, и будет популярно и актуально очень долго.
Основной и важной проблемой в теплоэнергетике на сегодняшний день являются моральный и физический износ установок, а также оборудования существующих систем централизованного теплоснабжения.
Присутствуют потери тепла в связи с транспортировкой по многокилометровым теплотрассам до потребителя. Это зависит от стоимости тепловой энергии, которая со временем каждый раз растет с изменением цен на топливо.
Также современном мире с каждым днем непрерывно увеличивается мировое потребление энергетических ресурсов, а также затраты в быту и общественной жизни. Так как растет население Земли, тем самым, количество этих ресурсов требуется больше. В мире огромными темпами растет потребность топлива, что сказывается на топливном балансе, соответственно, ухудшается экономическая ситуация, тем самым возникает потребность в проведении государственной энергосберегающей политики. Также с каждой секундой истощаются запасы органического топлива, повышаются цены на энергоносители, что делает проблемы рационального использования энергии намного острее.
На сегодняшний день, важным топливом можно назвать природный газ. Так как газ очень востребован, поэтому затраты у человечества на это топливо очень большие, так как такое топливо необходимо в наше время. Но в Челябинской области на сегодняшний день используют твердое топливо, то есть уголь разных сортов.
Такой вид топлива плохо сказывается на экологической ситуации в области, но и увеличиваются затраты на производство такой тепловой энергии. Это связано с тем, что теплота сгорания не высока и какая-то часть его переходит в оксиды серы, углерода и азота, а основная часть преобразуется в сажу, которая выходит в дымовую трубу с уходящими газами, а меньшая часть преобразует шлак.
Чтобы решить данную проблему, можно осуществить строительство автоматических котельных, которые смогут покрыть тепловую нагрузку населенного пункта. Но в таких котельных уже требуется использовать в качестве топлива природный газ, так как при его сжигании выбросы в атмосферу значительно уменьшаются по сравнению с угольным видом топлива. Такая котельная предназначена для того, чтобы обогреть всех жилые здания. Модули этой котельной не требуют особых транспортировок. Их можно перевозить в любое время и место на грузовом и железнодорожном транспорте.
Также в перспективе используют переработку твердого топлива в качестве энергоносителя. Это топливо могут использовать в автомобильной, авиационной технике, так как чистота продуктов сгорания высока. Следовательно, его использование в нынешнее время очень популярно и актуально, и будет популярно и актуально очень долго.
В результате выполнения выпускной работы была предложена реконструкция котельного агрегата ПТВМ-50 АО «Златмаш», путем замены горелочных устройств с целью повышения КПД котельного агрегата, снижения расхода топлива.
В ходе выполнения ВКР было произведено сравнение отечественных и передовых технологий газомазутного горелочного оборудования, были описаны все преимущества и недостатки зарубежных и отечественных горелок, в результате чего было выявлено, что горелки, которые имеют зарубежную модификацию, у них широкий диапазон регулирования и большая степень автоматизации. Стоимость зарубежных горелок намного выше цены отечественных. В результате чего лучше выбрать отечественный вид горелок МГМГ-6 .
В технической части проекта был проведен тепловой расчет котельного агрегата. В результате чего, невязка в расчете не превысила 0,5%.
Далее был произведен расчет горелочных устройств, а также посчитана экономия топлива, которая была получена при проведении реконструкции котельного агрегата.
В разделе энергосбережение включены пути энергосбережения и актуальности энергосбережения в котельных.
В разделе вопросы экологии рассчитана максимальная приземная концентрация окислов азота, которая находится в самих уходящих газах, значения которые получились не превысили предельно допустимых значений.
В восьмой главе рассмотрена автоматизация котельного агрегата ПТВМ-50 , также рассмотрены вопросы защиты оборудования, сигнализации, автоматическое регулирование подачи теплоты в системы регулирования.
В разделе безопасность жизнедеятельности уделено внимание безопасности и жизнедеятельности человека при нахождении на рабочем месте. Разобраны факторы, которые могут повлиять на здоровье человека.
В Разделе экономической части ВКР проводится экономическое обоснование реконструкции котельного агрегата ПТВМ-50 путем замены горелочных устройств по сроку окупаемости, расчет текущих затрат на работу без реконструкции котельной составил 413915,90 тыс.руб, расчет текущих затрат на работу после реконструкции котельной 382247,60 тыс.руб, расчет экономии текущих затрат вследствие проведения реконструкции 31668,30 тыс.руб, срок окупаемости проекта 1,08 месяца.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы - повышение энергоэффективности котла ПТВМ-50 и энергосбережения, достигнута. В результате реконструкции котла ПТВМ-50 увеличился коэффициент полезного действия котельного агрегата и значительно уменьшился расход топлива.
В ходе выполнения ВКР было произведено сравнение отечественных и передовых технологий газомазутного горелочного оборудования, были описаны все преимущества и недостатки зарубежных и отечественных горелок, в результате чего было выявлено, что горелки, которые имеют зарубежную модификацию, у них широкий диапазон регулирования и большая степень автоматизации. Стоимость зарубежных горелок намного выше цены отечественных. В результате чего лучше выбрать отечественный вид горелок МГМГ-6 .
В технической части проекта был проведен тепловой расчет котельного агрегата. В результате чего, невязка в расчете не превысила 0,5%.
Далее был произведен расчет горелочных устройств, а также посчитана экономия топлива, которая была получена при проведении реконструкции котельного агрегата.
В разделе энергосбережение включены пути энергосбережения и актуальности энергосбережения в котельных.
В разделе вопросы экологии рассчитана максимальная приземная концентрация окислов азота, которая находится в самих уходящих газах, значения которые получились не превысили предельно допустимых значений.
В восьмой главе рассмотрена автоматизация котельного агрегата ПТВМ-50 , также рассмотрены вопросы защиты оборудования, сигнализации, автоматическое регулирование подачи теплоты в системы регулирования.
В разделе безопасность жизнедеятельности уделено внимание безопасности и жизнедеятельности человека при нахождении на рабочем месте. Разобраны факторы, которые могут повлиять на здоровье человека.
В Разделе экономической части ВКР проводится экономическое обоснование реконструкции котельного агрегата ПТВМ-50 путем замены горелочных устройств по сроку окупаемости, расчет текущих затрат на работу без реконструкции котельной составил 413915,90 тыс.руб, расчет текущих затрат на работу после реконструкции котельной 382247,60 тыс.руб, расчет экономии текущих затрат вследствие проведения реконструкции 31668,30 тыс.руб, срок окупаемости проекта 1,08 месяца.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы - повышение энергоэффективности котла ПТВМ-50 и энергосбережения, достигнута. В результате реконструкции котла ПТВМ-50 увеличился коэффициент полезного действия котельного агрегата и значительно уменьшился расход топлива.
