🔍 Поиск работ

Повышение эффективности котельного агрегата ПТВМ-100 АО «ЕВРАЗ-НТМК» г. Нижний Тагил за счет оребрения в конвективной части

Работа №208254

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

теплоэнергетика

Объем работы83
Год сдачи2020
Стоимость4700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
3
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ
ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ АО «ЕВРАЗ» НТМК 10
2 OБЗOP ЛИТEPAТУPНЫX ИСТ()Ч11ИК()В 11
3 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 12
3.1 Техническая характеристика котлов ПТВМ-100 12
3.2 Расчет котла ПТВМ-100 14
3.2.1 Расчет горения топлива 15
3.2.2 Конструктивные характеристики топочной камеры и
конвективной части котла ПТВМ-100 19
3.2.3 Характеристика продуктов сгорания 21
3.2.4 Расчет энтальпий продуктов сгорания 22
3.2.5 Тепловой расчет 23
3.2.6 Расчет топки 26
3.2.7 Расчет конвективных поверхностей 30
3.2.8 Определение невязки теплового баланса 36
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ 38
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 41
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 43
6.1 Мероприятия по охране окружающей среды 43
6.2 Расчет концентрации загрязняющего вещества 45
6.3 Расчет дымовой трубы 48
6.4 Сточные воды котельной 50
7 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И
РЕГУЛИРОВАНИЯ ПТВМ-100 51
7.1 Выбор регулируемых величин системы автоматики 52
7.2 Контролируемые и сигнализируемые величины 54
7.3 Описание системы автоматики 55
7.4 Описание схемы автоматизации 56
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 58
8.1 Выявление опасных и вредных производственных факторов 58
8.2 Безопасность производственных и процессов оборудования 59
8.3 Электробезопасность 61
8.4 Пожаровзрывобезопасность 61
8.5 Правила организации работы персонала 63
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 66
9.1 Технико-экономический расчет 66
9.1.1 Капитальные затраты на реконструкцию кооонвективной
части котельного агрегата 66
9.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам технических решений 72
9.2 Срок окупаемости проекта 73
9.3 Планирование сметы текущих затрат 74
9.4 SWOT - анализ вариантов техническх решений 76
9.5 Планирование целей предприятия и проекта 78
9.5.1 Планирование целей проекта на дереве целей при реконструкции конвективной части котлоагрегата ПТВМ-100 78
9.6 График Ганта 78
9.7 Основные показатели энергетической, экологической
и экономической эффективности проекта 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 81
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Модель дерева целей проекта реконструкции

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) была пущена в работу в 1940-1941 г. в составе Ново-Тагильского металлургического завода, позднее переименованного в Нижнетагильский металлургический комбинат (НТМК). Предприятие является полностью самостоятельным подразделением цехового Управленческого общества, разделенным на подвиды главным энергетиком этого цеха Управления.
В основе работы ТЭЦ стоят 5 главных задач.
Первая задача. Чтобы восполнить потребность в горячей воде и отоплении, предприятию необходимо обеспечивать весь город теплофикационной водой.
Вторая задача. Обеспечить цеха и сторонние организации (технологические потребители) паром с заданными параметрами. Стоит отметить, что для каждого технологического предприятия параметры пара могут быть различны.
Третья задача. Необходима непрерывная подача воздуха в домны, для их исправной работы и создания дутьевой тяги [37].
Четвертая задача. Подготовка и транспортировка для источников вторичных энергоресурсов химически очищенной воды.
Пятая задача. Непосредственная выработка электроэнергии нужд предприятия, близлежащих домов и других потребителей.
Основные функции, выполняемые ТЭЦ:
- благодаря нагреву в водогрейном котле и бойлерной установке теплофикационной воды, у ТЭЦ появляется возможность её подачи в сети паросилового цеха, именуемого как ПСЦ;
- подготовка и непосредственно вырабатывание пара в паровых котлоагрегатах, транспортировка его в генераторы и компрессоры турбины, а также после получения готового пара с заданными параметрами транспортировка его в паросиловой цех, бойлерные собственного предназначения, а также на другие технические нужды самого предприятия;
- чтобы подпитывать источники вторичных энергоресурсов, необходимо тщательно подготавливать воду для теплофикации, а также химически очищать её;
- распределение выработанной турбогенераторами электрической энергии между собственными потребителями и электрической сетью цеха сетей и подстанций;
- обеспечение температуры теплофикационной воды в соответствии с графиком, отпуск ее, пара и химочищенной воды в количествах необходимых потребителям, а ХОВ и теплофикационной воды соответствующего качества, определяемого вводно - химическим режимом;
- обеспечение доменного цеха воздухом после турбокомпрессоров необходимых параметров и в необходимых количествах;
- эксплуатация оборудования в соответствии с паспортными режимами, нормативными документами и т.д., своевременное проведение текущих и капитальных ремонтов для поддержания оборудования в исправном состоянии;
выполнение всех государственных норм и стандартов, принятых и действующих на территории Российской Федерации, а также тщательное соблюдение технологических инструкций и устава предприятия.
В составе ТЭЦ, как и в составе любого энергетического предприятия, имеются эксплуатационные цеха, каждый из которых выполняет отдельные функции, помогающие реализовать общие цели и задачи производства:
- цех котельного производства;
- цех турбинного производства;
- цех химического производства;
- электрический цех.
Каждый из этих цехов эксплуатирует оборудование, которое входит в их состав, но в каждом цехе имеется начальник смены и начальник цеха, руководящий всеми начальниками смен. Такое устройство управления помогает реализовывать на производстве повышение опыта в инженерно-технической сфере предприятия.
Рассматривая функции каждого из цехов, стоит остановить внимание на цехе котельного производства, которые выполняет функции выработки пара с возможным давлением 34 атмосферы и 90 атмосфер и температурой до 400 и 540, а также выработкой энергии для теплофикации и пара для собственных нужд комбината.
В котельном цехе всего расположено 12 котлоагрегатов, 3 из которых являются водогрейными. Водогрейные котлы ПТВМ-100, установленные в котельном цехе изготовлены в 1968 и 1980 годах соответственно и запущены в эксплуатацию в течение 1-3 лет с момента изготовления. Производительность каждого котла ПТВМ-100 составляет 100 Гкал/ч (т/ч) [37]. Помимо этого, на предприятии установлены еще 9 котлоагрегатов, также помогающих предприятию выполнять поставленные задачи и функции:
- три котлоагрегата КО-111-200 номинальная производительность которых 200 Гкал/ч (т/ч), изготовленных Ленинградским металлическим заводом в период 1938-1940 годов и запущенных в эксплуатацию в 1940-1941 годах;
- котлоагрегат ТП-9, номинальной производительностью 200 Гкал/ч (т/ч), изготовленный Таганрогским заводом «Красный котельщик» в 1941 году и запущенным в эксплуатацию спустя два года;
- два котлоагрегата фирмы «Комбашен» производства Соединенных Штатов Америки, номинальной производительностью 200 Гкал/ч (т/ч), изготовленного в 1943 году и запущенного в экплуатацию в 1947-1952 годах;
- два котельных агрегата ПК-14-2 номинальная производительность которых 200 Гкал-ч (т/ч), изготовленных в 1968 и 1961 годах в городе Подольск и запущенных в эксплуатацию в 1965-1969 годах;
- котлоагрегат Е-220-9,8-540, номинальная производительность которого составляет 200 Гкал/ч (т/ч), введенный в эксплуатацию в 2004 году.
Основной функцией электроцеха является распределение выработанной турбогенераторами электрической энергии между собственными потребителями и электрической сетью цеха сетей и подстанций [37].
Основными задачами являются:
- поддержание оборудования и постоянной готовности к несению нагрузке электрической;
- обеспечение надеждой, безаварийной и экономичной работы всего закрепленного за цехом оборудования;
- электрической нагрузки;
- поддержание нормального качества отпускаемой электростанцией энергии;
- проводит капитальные ремонты оборудования;
В химическом цехе готовят умягченную воду для нужд ТЭЦ и других потребителей комбината. Умягченная вода производится на 3-х химводоочистках (ХВО).
ХВО ТЭЦ, ХВО ГВС, ВПУ ТЭЦ и используется в следующих целях:
- на выработку пара и на компенсацию потерь при продувках паровых котлов ТЭЦ;
- на выработку пара котлами-утилизаторами (ВЭР);
- на выработку пара барабанами-сепараторами СИО доменных и мартеновских печей;
- на подпитку оборотных циклов умягченной воды ОНРС и РБЦ.
В ведении цеха находится следующее оборудование, механизмы и сети:
- оборудование химводоочистки;
- хозяйство химических реагентов;
- баковое хозяйство;
- оборудование и приборы химической лаборатории;
- оборудование экспресс-лаборатории;
- узел сбора сточных вод;
- узел нейтрализации сточных вод.
Для производства умягченной воды применяют воду, забираемую из чистых оборотных циклов ТЭЦ ПВС-1 и ТЭЦ ПВС-2. подготовка умягченной воды осуществляется на механических и Na-катионитовых фильтрах.
На ХВО ТЭЦ имеется 16 механических фильтров. Загрузка - антрацит. С механических фильтров вода подается на 1-ю ступень ионообменной очистки (14 фильтров с КУ - 2 - 8), где происходит снижение солесодержания с 2000 мг/л до 500 мкг/л. На второй ступени (4 фильтра с КУ-1 и сульфоуглем) происходит обессоливание до 5 мкг/л. Вода на ХВО подается из ЧОЦ ТЭЦ.
Сброс воды от регенерации производится через отстойник в систему промлив- невой канализации и далее в р. М. Кушва.
На ХВО ОНРС вода подается из ЧОЦ ПВС-2. На ХВО ОНРС готовится умягченная вода для подпитки оборотного цикла умягченной воды ОНРС, на выработку пара на котлы-утилизаторы (КУ) конверторного производства. На ХВО ОНРС имеется 2 механических фильтра, 4 катионитовых на 1-й ступени и два катионитовых на 2-й ступени. Сброс воды от регенерации производится через отстойник в систему промливневой канализации и далее в р. М. Кушва.
На ХВО ГВС имеется три фильтра 1-й ступени (загрузка КУ - 1 и сульфоуголь) и 4 фильтра 2-й ступени (3 фильтра с сульфоуглем и 1 фильтр с КУ - 2 - 8). Для регенерации ионообменных фильтров используется 9 %-ный раствор NaCl.
Для подогрева воды системы ГВС применяют бойлерные установки.
В составе ХВО ТЭЦ, ХВО ОНРС и ХВО ГВС имеются установки для деаэрации и подогрева воды для горячего водоснабжения и подпитки теплосетей (комбината и сторонних потребителей), а также подготовки для питательной воды для КУ ВЭР и барабанов - сепараторов СИО доменных и мартеновских печей.
Деаэрация производится паром разного давления в зависимости от источника подачи пара (от 0,8 до 7 атм) на вакуумных и атмосферных деаэраторах при непосредственном контакте пара и воды. После деаэрации в воде остается конденсат пара в количестве около 8 % от объема деаэрированной воды. Подогрев воды перед деаэрацией производят в водоподогревателях. Для подогрева сетевой и подпиточной воды теплосети - водогрейные котлы [37].
Сброс воды от регенерации производится через отстойник в систему промлив- невой канализации и далее в р. М. Кушва.
Основными функциями турбинного участка являются:
- выработка электрической энергии;
- обеспечение доменного цеха воздухом после турбокомпрессоров необходимых параметров и в необходимых количествах.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был рассмотрен вариант с заменой конвективной части в котельных агрегатах ПТВМ-100 в водогрейной котельной АО «ЕВРАЗ» НТМК.
В главе обзор литературных источников была рассмотрена учебная, методическая и нормативно-справочная литература, которая нужна для написания выпускной квалификационной работы.
В разделе энергосбережения были описаны основные энергосберегающие мероприятия в котельных.
В работе представлен тепловой расчет котла для гладких поверхностей труб. Далее, в самом техническом решение мы уже изменили расчет для гладких труб на расчет для труб, на которых выполнено оребрение и пришли к выводу, что спиральное оребрение наиболее эффективное.
В дипломной работе приведено описание функциональной схемы автоматизации данного вида котельного агрегата.
В главе экологии для трубы с высотой H = 92,6 м и диаметром D = 3,5 м была рассчитана приземная концентрация окислов азота, которая удовлетворяет условиям См < ПДК=0,085 мг/м3. Был рассмотрен вопрос сброса в водоемы сточных вод котельной.
В главе безопасной жизнедеятельности рассмотрены мероприятия по пожаро- взрывобезопаности, по электробезопасности, по предупреждению чрезвычайных ситуаций.
Произведены экономические расчеты, из чего можно сделать вывод, что выбранный мной вариант с изменением поверхности нагрева в конвективной части котла ПТВМ-100 котельной АО «ЕВРАЗ» НТМК является эффективным. Срок окупаемости проекта составил 14 месяцев.
В графической части представлены чертежи плана котельной на отметки 0.000, продольного и поперечного разреза котла, функциональной схемы КИПиА котельной, плаката технического решения и экономико-управленческой части.


1 Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 года № 261 -ФЗ. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации. - М.: Российская газета - Федеральный выпуск № 5050 (226), 2015.
2 Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ. Об охране окружающей среды. - М.: Собрание законодательства Российской Федерации. - 2016.
3 ГОСТ 12.1.030-81. Система стандартов безопасности труда. Электробез
опасность. Защитное заземление. - М.: Государственный стандарт, 2015.
4 ГОСТ 12.1.019-79. Система стандартов безопасности труда. Электробез
опасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. - М.: Государственный стандарт, 2016.
5 ГОСТ 12.4.011-89. Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация. - М.: Издательство стандартов, 2015
6 ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - М: ИПК Издательство стандартов, 2017. - 3 с.
7 ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2016. - 83 с.
8 ГОСТ 21.208-2013. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. - М: Стандартинформ, 2015. - 27 с.
9 СП 131.13330.2012. Строительная климатология. - М.: Минрегион России, 2017. - 115 с.
10 СП 89.13330.2012 Котельные установки. - М.: Минрегион России, 2018. - 115 с.
11 ГОСТ 31607-2012. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. - М: Стандартинформ, 2015.
12 Распоряжение УКС «ЕВРАЗ» НТМК «Энергетической стратегии комбината до 2030 года» от 15 февраля 2010 г.
13 Млынчик, В.И. Методика определения потенциала энергосбережения и перечня типовых мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности/ В.И. Млынчик, А.Е. Ерастов, И.А. Вишневская. - Санкт- Петербург: СРО НП «Три Э», 2018. - 75 с.
14 Клименко, А.В. Энергосбережение в теплоэнергетике и в теплотехнологи- ях: учебник для вузов / Данилов О. Л., Гаряев А. Б., Яковлев И. В. и др./ под ред. Клименко А. В. - М.: Издательский дом МЭИ, 2016. - 424 с.
15 Ривкин, С.Л. Теплофизические свойства воды и водяного пара/ С.Л. Ривкин,
A. А. Александров. - М.: Энергия, 2016. - 424 с....45


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ