Помощь студентам в учебе
РЕКОНСТРУКЦИЯ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА КВГМ-50 НА ПАО «УРАЛЬСКАЯ КУЗНИЦА» С ЗАМЕНОЙ ГОРЕЛОК
|
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 10
2 ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ 12
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ВОПРОСАМ РЕКОНСТРУКЦИИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ТИПА КВГМ 15
4 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА 18
5 РАСЧЕТ ГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА 20
6 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 24
6.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 25
6.2 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания 27
6.3 Тепловой баланс котла 29
6.4 Расчет топочной камеры 31
6.5 Расчет конвективной части котла 37
7 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 41
8 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТ'ЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 43
8.1 Назначение и возможности 43
8.2 Функции автоматики 43
8.3 Автоматика безопасности и система розжиг 44
8.4 Автоматическое регулирование 45
8.5 Контрольно-измерительные приборы 45
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 47
9.1 Вредные производственные факторы, влияющие на персонал 47
9.2 Общие положения, должностные обязанности и права оператора котельной 47
9.3 Электробезопасность 49
9.4 Пожаровзрывоопасность 51
10 ЭКОЛОГИЯ 54
10.1 Расчет максимальной приземной концентрации выбросов из дымовой трубы при сжигании мазута 54
10.1.1 Расчет выбросов окисдов азота при сжигании мазута 56
10.1.2 Расчет выбросов окисдов серы при сжигании мазута 59
10.2 Расчет максимальной приземной концентрации выбросов из дымовой трубы при сжигании природного газа 61
10.2.1 Расчет выбросов окисдов азота при сжигании природного газа.... 62
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 67
11.1 Смета капитальных затрат 67
11.2 Текущие затраты на эксплуатацию комбинированных горелок РГМГ-20 69
11.3 Текущие затраты на эксплуатацию газовых горелок Baltur TBG 2000 ME 68
11.4 Ранжирование проблем 71
11.5 Причинно-следственная диаграмма 71
11.6 SWOT-анализ вариантов 72
11.7 Модель пирамиды целеполагания ПАО «Уральская кузница» 73
11.8 Дерево целей проекта повышения энергетической эффективности 74
11.9 Оценка движущих и сдерживающих сил 75
11.10 Ленточный график мероприятий по разработке и реализации проекта 76
11.11 Основные показатели энергетической, экологической и экономической эффективности 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 797
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 78
ПРИЛОЖЕНИЯ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Экспликация функциональной схемы котла КВГМ-50 81
1 АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 10
2 ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ 12
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ВОПРОСАМ РЕКОНСТРУКЦИИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ТИПА КВГМ 15
4 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА 18
5 РАСЧЕТ ГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА 20
6 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 24
6.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 25
6.2 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания 27
6.3 Тепловой баланс котла 29
6.4 Расчет топочной камеры 31
6.5 Расчет конвективной части котла 37
7 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 41
8 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТ'ЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 43
8.1 Назначение и возможности 43
8.2 Функции автоматики 43
8.3 Автоматика безопасности и система розжиг 44
8.4 Автоматическое регулирование 45
8.5 Контрольно-измерительные приборы 45
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 47
9.1 Вредные производственные факторы, влияющие на персонал 47
9.2 Общие положения, должностные обязанности и права оператора котельной 47
9.3 Электробезопасность 49
9.4 Пожаровзрывоопасность 51
10 ЭКОЛОГИЯ 54
10.1 Расчет максимальной приземной концентрации выбросов из дымовой трубы при сжигании мазута 54
10.1.1 Расчет выбросов окисдов азота при сжигании мазута 56
10.1.2 Расчет выбросов окисдов серы при сжигании мазута 59
10.2 Расчет максимальной приземной концентрации выбросов из дымовой трубы при сжигании природного газа 61
10.2.1 Расчет выбросов окисдов азота при сжигании природного газа.... 62
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 67
11.1 Смета капитальных затрат 67
11.2 Текущие затраты на эксплуатацию комбинированных горелок РГМГ-20 69
11.3 Текущие затраты на эксплуатацию газовых горелок Baltur TBG 2000 ME 68
11.4 Ранжирование проблем 71
11.5 Причинно-следственная диаграмма 71
11.6 SWOT-анализ вариантов 72
11.7 Модель пирамиды целеполагания ПАО «Уральская кузница» 73
11.8 Дерево целей проекта повышения энергетической эффективности 74
11.9 Оценка движущих и сдерживающих сил 75
11.10 Ленточный график мероприятий по разработке и реализации проекта 76
11.11 Основные показатели энергетической, экологической и экономической эффективности 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 797
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 78
ПРИЛОЖЕНИЯ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Экспликация функциональной схемы котла КВГМ-50 81
ПАО «Уральская кузница» является лидером в России по производству горячештампованных заготовок из конструкционных, углеродистых, легированных и нержавеющих сталей, жаропрочных сплавов на Никилевой основе, а также из сплавов титана для всех отраслей промышленности: ракетостроения и космической; авиастроения; тяжелого, транспортного, энергетического и нефтегазового машиностроения; производства подъемно-транспортных машин; химической, пищевой, горнорудной и многих других отраслей.
Основным видом деятельности энергетической составляющей компании является выработка и реализация тепловой энергии. Потребителями подразделения являются сам ПАО «Уральская кузница» и город Чебаркуль, потребляющие около 70% производимой энергии. Целью создания обособленного подразделения является эксплуатация производственных объектов, сетей тепло- и электроснабжения, обеспечение энергоресурсами потребителей энергоресурсов, производимых пред-приятиями группы «Мечел», а также реализации закупаемых энергоресурсов по прямым договорам для абонентов, подключенных к сетям данных предприятий. Штатная численность подразделения 81 человек. Основными видами деятельно¬сти энергетической составляющей предприятия являются:
- поставка тепловой энергии в виде горячей воды;
- поставка тепловой энергии в виде пара;
- техническое обслуживание трубопроводов различного назначения;
- производство электроэнергии;
- производство доменного дутья;
- производство сжатого воздуха.
В настоящее время топливно-энергетические ресурсы истощаются, происходит рост их мирового потребления, усложняются условия добычи и поэтому характерной чертой современного этапа развития мировой энергетики является быстрый рост цен на основные виды органического топлива. По климатическим условиям затраты топлива как на обеспечение населения теплом, так и на выпуск продукции в России наиболее высоки. Россия опережает все страны мира как по длительности отопительного периода, так и по доле населения, проживающего в областях, где наблюдается отрицательная среднегодовая температура. Обогрев, снабжение горячей водой и теплым вентиляционным воздухом каждого жителя России требуют больших затрат топлива. Больших затрат требует обогрев общественных зданий и промышленных предприятий. Добываемое в холодное время года природное топливо и сырьевые ресурсы имеют более низкую температуру, что приводит к большим затратам энергии в технологических процессах [15].
Задачи государственной политики в области энергосбережении отражены в проекте Энергетической стратегии России на период до 2030 года. Одним из аспектов энергосбережения является аспект, который включает в себя реализацию потенциала организационного и технологического энергосбережения, т.е. внедрение передовых технологий, техническое перевооружение существующих производств, внедрение энергосберегающих мероприятий [15].
Экономия энергии неразрывно связана со сбережением ресурсов. Российская энергетика в современном состоянии не может обеспечить значительных темпов роста промышленного производства. Для обновления ее установок нужны огром¬ные средства и значительное время. Частично выходом из этой ситуации является как можно более рациональное использование энергетических ресурсов. Согласно федеральному закону «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации» на предприятии должны быть соблюдены принципы: эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов, поддержка и стимулирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности, системность и комплексность проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, планирование повышения энергетической эффективности, использование энергетических ресурсов с учетом ресурсных, производственно-технологических, экологических условий [15].
В условиях развивающейся экономики проблема экономии топлива и сокращение затрат на производство является наиболее актуальной. Одной из задач, стоящих при создании программ энергосбережения, является разработка энергосберегающих мероприятий, которые должны обеспечить снижение расхода топливно-энергетических ресурсов. В связи с этим на ПАО «Уральская кузница» должны быть произведены энергосберегающие мероприятия, которые обеспечат повышение эффективности работы котельных агрегатов, безопасность использования оборудования, улучшат экологическую обстановку в регионе. Одним из этих мероприятий является реконструкция основного оборудования, а именно замена горелочных устройств на котельном агрегате КВГМ-50, так как установленные горелочные устройства имеют повышенный избыток воздуха до а=1,3, физически и морально устарели, имеют повышенные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, имеют неэффективное сжигание топлива.
Основным видом деятельности энергетической составляющей компании является выработка и реализация тепловой энергии. Потребителями подразделения являются сам ПАО «Уральская кузница» и город Чебаркуль, потребляющие около 70% производимой энергии. Целью создания обособленного подразделения является эксплуатация производственных объектов, сетей тепло- и электроснабжения, обеспечение энергоресурсами потребителей энергоресурсов, производимых пред-приятиями группы «Мечел», а также реализации закупаемых энергоресурсов по прямым договорам для абонентов, подключенных к сетям данных предприятий. Штатная численность подразделения 81 человек. Основными видами деятельно¬сти энергетической составляющей предприятия являются:
- поставка тепловой энергии в виде горячей воды;
- поставка тепловой энергии в виде пара;
- техническое обслуживание трубопроводов различного назначения;
- производство электроэнергии;
- производство доменного дутья;
- производство сжатого воздуха.
В настоящее время топливно-энергетические ресурсы истощаются, происходит рост их мирового потребления, усложняются условия добычи и поэтому характерной чертой современного этапа развития мировой энергетики является быстрый рост цен на основные виды органического топлива. По климатическим условиям затраты топлива как на обеспечение населения теплом, так и на выпуск продукции в России наиболее высоки. Россия опережает все страны мира как по длительности отопительного периода, так и по доле населения, проживающего в областях, где наблюдается отрицательная среднегодовая температура. Обогрев, снабжение горячей водой и теплым вентиляционным воздухом каждого жителя России требуют больших затрат топлива. Больших затрат требует обогрев общественных зданий и промышленных предприятий. Добываемое в холодное время года природное топливо и сырьевые ресурсы имеют более низкую температуру, что приводит к большим затратам энергии в технологических процессах [15].
Задачи государственной политики в области энергосбережении отражены в проекте Энергетической стратегии России на период до 2030 года. Одним из аспектов энергосбережения является аспект, который включает в себя реализацию потенциала организационного и технологического энергосбережения, т.е. внедрение передовых технологий, техническое перевооружение существующих производств, внедрение энергосберегающих мероприятий [15].
Экономия энергии неразрывно связана со сбережением ресурсов. Российская энергетика в современном состоянии не может обеспечить значительных темпов роста промышленного производства. Для обновления ее установок нужны огром¬ные средства и значительное время. Частично выходом из этой ситуации является как можно более рациональное использование энергетических ресурсов. Согласно федеральному закону «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации» на предприятии должны быть соблюдены принципы: эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов, поддержка и стимулирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности, системность и комплексность проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, планирование повышения энергетической эффективности, использование энергетических ресурсов с учетом ресурсных, производственно-технологических, экологических условий [15].
В условиях развивающейся экономики проблема экономии топлива и сокращение затрат на производство является наиболее актуальной. Одной из задач, стоящих при создании программ энергосбережения, является разработка энергосберегающих мероприятий, которые должны обеспечить снижение расхода топливно-энергетических ресурсов. В связи с этим на ПАО «Уральская кузница» должны быть произведены энергосберегающие мероприятия, которые обеспечат повышение эффективности работы котельных агрегатов, безопасность использования оборудования, улучшат экологическую обстановку в регионе. Одним из этих мероприятий является реконструкция основного оборудования, а именно замена горелочных устройств на котельном агрегате КВГМ-50, так как установленные горелочные устройства имеют повышенный избыток воздуха до а=1,3, физически и морально устарели, имеют повышенные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, имеют неэффективное сжигание топлива.
В выпускной квалификационной работе произведен выбор газовых горелочных устройств для котельного агрегата КВГМ-50. На основе анализа отечественных и зарубежных литературных источников были выбраны 2 горелки Baltur TBG 2000 ME и произведен их расчет.
Произведен поверочный тепловой расчет котла работающего на природном газе при избытке воздуха а=1,05. В результате были определены: расход топлива 0,85 м3/с, коэффициент полезного действия котла. По итогам расчета КПД можно сделать вывод о том, что при использовании газовых горелочных устройств серии Baltur КПД котельного агрегата увеличился с 91% до 93%.
В работе были рассмотрены мероприятия по обеспечению безопасности персонала в производственных процессах, рассмотрены мероприятия по взрыво-пожаробезопасности и электробезопасности.
Для обеспечения экологической безопасности выполнены расчеты концентраций вредных выбросов и проверена высота установленной дымовой трубы. Она обеспечивает экологические требования. Приводится описание системы автоматики устанавливаемого оборудования. В экономической части рассчитаны текущие и капитальные затраты на реконструкцию котельных агрегатов, а также рассчитан срок окупаемости работы по замене горелочных устройств, срок окупаемости составил 10 месяцев, что показывает экономическую эффективность данной работы. В управленческой части произведен анализ реконструируемого оборудования, выявлены недостатки горелочных устройств РГМГ-20 и достоинства горелочного устройства Baltur. Построен график Ганта и сведены в таблицу основные показатели эффективности реконструкции.
Произведен поверочный тепловой расчет котла работающего на природном газе при избытке воздуха а=1,05. В результате были определены: расход топлива 0,85 м3/с, коэффициент полезного действия котла. По итогам расчета КПД можно сделать вывод о том, что при использовании газовых горелочных устройств серии Baltur КПД котельного агрегата увеличился с 91% до 93%.
В работе были рассмотрены мероприятия по обеспечению безопасности персонала в производственных процессах, рассмотрены мероприятия по взрыво-пожаробезопасности и электробезопасности.
Для обеспечения экологической безопасности выполнены расчеты концентраций вредных выбросов и проверена высота установленной дымовой трубы. Она обеспечивает экологические требования. Приводится описание системы автоматики устанавливаемого оборудования. В экономической части рассчитаны текущие и капитальные затраты на реконструкцию котельных агрегатов, а также рассчитан срок окупаемости работы по замене горелочных устройств, срок окупаемости составил 10 месяцев, что показывает экономическую эффективность данной работы. В управленческой части произведен анализ реконструируемого оборудования, выявлены недостатки горелочных устройств РГМГ-20 и достоинства горелочного устройства Baltur. Построен график Ганта и сведены в таблицу основные показатели эффективности реконструкции.
