Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОВНОВАНИЕ И АКУТАЛЬНОСТЬ ПЕРЕВОДА ПАРОВОГО
КОТЛА ДЕ 10-14-225-ГМ-О 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ ... 11
3.1 Водогрейный котел ДЕВ-10-14 ГМ-О 12
3.2 Водогрейный котел TNX 7000 13
4 ТЕПЛОВОЙ ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ 16
4.1 Топливо, воздух и продукты сгорания 16
4.2 Действительное количество воздуха и продуктов сгорания 17
4.3 Средние объемные характеристики продуктов сгорания 21
4.4 Тепловой баланс котла и определение КПД котла 23
4.5 Определение расхода топлива 25
4.6 Тепловой расчет топочной камеры 25
4.7 Тепловой расчет первого котельного пучка 30
4.8 Тепловой расчет пароперегревателя 34
4.9 Конструктивный второго котельного пучка 38
4.10 Конструктивный расчет экономайзера 42
4.11 Проверка теплового расчета 45
4.12 Результаты теплового расчета 46
5 ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ. ОПИСАНИЕ ПЕРЕВОДА ПАРОВОГО
КОТЛА ДЕ-10-14-25 ГМ-О В ВОДОГРЕЙНЫЙ РЕЖИМ 47
5.1 Характеристика и описание парового котла ДЕ-10-14-225 ГМ-О . .. 47
5.2 Описание схемы перевода котла в водогрейный режим 48
5.2.1 Назначение 48
5.2.2 Состав котельной установки 48
5.3 Устройство и работа 49
5.4 Характеристика водогрейного котла ДЕВ-10-14 ГМ-О 50
5.5 Водно-химический режим 50
5.6 Размещение и монтаж 51
5.7 Порядок приемки котла после реконструкции 51
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 52
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 54
7.1 Топливо, воздух и продукты сгорания 55
7.2 Расчет выбросов окислов азота 58
7.3 Поверочный расчет дымовой трубы 58
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 62
8.1 Регулирование и контроль давления воздуха перед горелкой 63
8.2 Регулирование и контроль разрежения в топке котла 65
8.3 Регулирование и контроль давления газа перед горелкой 65
8.4 Контроль давления и температуры 66
8.5 Контроль температуры воды на выходе из котла 67
8.6 Контроль температуры уходящих газов 68
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 69
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 69
9.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса 70
9.2.1 Параметры микроклимата. Воздух рабочей зоны 70
9.2.2 Освещение 71
9.2.3 Виброакустические факторы 72
9.3 Безопасность производственных процессов и оборудования 73
9.3.1 Электробезопасность 73
9.3.2 Пожарная безопасность 75
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 77
10.1 Технико-экономический расчет 77
10.1.1 Смета капитальных затрат 77
10.1.2 Расчет текущих затрат котельной до реконструкции 78
10.1.3 Расчет текущих затрат котельной после реконструкции 80
10.1.4 Расчет срока окупаемости проекта реконструкции 80
10.2 SWOT-анализ вариантов технических решений 81
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 83
10.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей 83
10.3.2 Ленточный график Ганта для представления мероприятий
по реализации целей проекта 83
10.3.3 Ленточный график Г анта 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Модель дерева целей реконструкции парового котла ДЕ-10-14-225 ГМ-О 90
Учитывая изменения, происходящие в промышленной теплоэнергетике,
проекты перевода паровых котлов в водогрейный режим работы стали широко
использоваться последние 10-15 лет. В настоящий момент на многих
промышленных котельных в связи с изменением структуры производства
использование пара становится нецелесообразно. Они покрывают нагрузки только
на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Соответственно
рассматривается вариант перевода паровых котлов в водогрейный режим.
Данная реконструкция даёт возможность повысить экономичность установки
за счет снижения затрат топлива, так как для нагрева воды надо значительно
меньше топлива, чем для её нагрева и затем преобразования в пар. Также
снижаются затраты по электроэнергии на собственные нужды, связанные с
эксплуатацией питательных насосов с электрическим и паровым приводом,
теплообменников сетевой воды, отсутствует необходимость непрерывной и
периодической продувок.
Перевод в водогрейный режим позволяет повысить тепловую
производительность котельных установок без дополнительных затрат и снижения
КПД. Это происходит за счет оптимизации температуры уходящих газов из-за
увеличения разности температур между греющими газами и нагреваемой водой.
Эксплуатационный КПД переведенных котлоагрегатов возрастает на 2,0-2,5%,
потери тепла в теплообменниках сетевой воды и с непрерывной продувкой 2,5-
3,0% исключаются. Соответственно, расход топлива приблизительно снижается
на 5,0%, а тепловая мощность установки увеличится на 5,0% при одном и том же
расходе топлива.
Кроме того, упрощается схема химической водоподготовки (ХВО), поскольку
требования к качеству воды для паровых и водогрейных котлов разные. Для
паровых котлов требования более жесткие, обычно используется двухступенчатая
схема ХВО, а для водогрейных достаточно одной ступени химводоочистки.
Также, происходит реконструкция ХВО заменой термического деаэратора
атмосферного типа аппаратом вакуумного типа ДВ (ДСВ) при температуре 70 °C.
Срок службы существующих котельных установок продлевается при их
эксплуатации в условиях пониженных значений температуры и давления воды.
Переоборудованные водогрейные и пароводогрейные котельные агрегаты при
расчетных режимах оказываются экономичнее по сравнению с исходными
конструкциями.
Одновременно улучшается состояние окружающей среды благодаря
уменьшению выброса вредных веществ, особенно оксидов азота и угарного газа.
Улучшаются условия работы технического персонала. Котельные агрегаты после
переоборудования работают, как правило, спокойнее.
Все работы по переоборудованию могут выполняться силами ремонтных
бригад или ремонтных предприятий, располагающих квалифицированным
рабочим персоналом (сварщиками) без привлечения специализированных
предприятий. Техническая документация для производства работ по реконструкции
отличается простотой, и её подготовка не требует сложных согласований и
больших материальных затрат.
Накопленный к настоящему времени опыт по переводу паровых котлоагрегатов в водогрейный режим и опыт эксплуатации таких котлов свидетельствует о том, что реконструкция является технически полностью обоснованным и экономически оправданным мероприятием.
В данной выпускной квалификационной работе был предложен проект
перевода парового котла ДЕ-10-14-225 ГМ-О в водогрейный режим работы с
целью эффективности теплоснабжения. Реконструкция котла для работы в
водогрейном режиме производится согласно техническим условиям и
документации, разработанной Бийским котельным заводом [38].
В дальнейшем паровой котел, приспособленный для работы в качестве
водогрейного, имеет обозначение ДЕВ-10-14 ГМ-О. Сделано описание
принципиальной схемы перевода. Выполнен тепловой поверочный расчет
реконструированного водогрейного котла.
В разделе экологии анализируется влияние работы котла на окружающую
среду, посчитаны концентрации вредных выбросов оксидов азота. В результате
поверочного расчета можно сделать вывод, что замена существующей дымовой
трубы не требуется.
Помимо этого, в данной работе были изучены вопросы безопасности
жизнедеятельности при работе обслуживающего персонала в котельной.
Разработана и описана функциональная схема автоматизации водогрейного котла.
В разделе экономики был произведен технико-экономический расчет котла.
Расчётный срок окупаемости составил 1 год, что говорит о том, что реконструкция парового котла является экономически оправданным мероприятием.
