Помощь студентам в учебе
Разработка источника теплоснабжения опорной базы промысла месторождения им. Шпильмана Тюменской области
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ
ОБОРУДОВАНИЯ 11
2 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 17
2.1 Потери энергии и ресурсов в тепловых сетях 17
2.2 Меры по сокращению потерь теплоты с поверхности трубопроводов 18
2.3 Энергосберегающие решения проекта 19
3 РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 22
3.1 Расчет тепловой схемы 22
3.2 Тепловой расчет котельного агрегата 26
3.3 Конструктивный расчет котла КСВ-1,0 30
3.4 Расчет теплового баланса котла КСВ-1,0 34
3.5 Аэродинамический расчет газового тракта 45
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ 53
5 ЭКОЛОГИЯ 59
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 65
6.1 Основные сведения по объекту 65
6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 66
6.3 Анализ возможных аварийных ситуаций 67
6.4 Безопасность производственных процессов и оборудования 69
6.4.1 Требования охраны труда, предъявляемые к организации рабочих мест 69
6.4.2 Требования охраны труда при эксплуатации тепловых энергоустановок 71
6.4.3 Электробезопасность 75
6.4.4 Мероприятия по технике безопасности при работе с СРД 78
6.4.5 Пожаровзрывобезопасность 79
6.4.6 Противопожарные решения по газоснабжению 82
6.5 Меры по уменьшению вероятности возникновения аварийной ситуации .... 84
6.6 Меры по уменьшению вероятности перерастания инцидента в аварийную
ситуацию или возникновения аварийной ситуации
6.7 Меры по уменьшению тяжести последствий аварии 85
6.8 Меры при возникновении (локализации, ликвидации) аварийной ситуации 85
6.9 Требования к техническим мероприятиям по обеспечению безопасной
эксплуатации объекта 87
6.10 Требования к организационным мероприятиям по обеспечению безопасной
эксплуатации объекта 88
7 ЭКОНОМИКА 91
7.1 Определение сметной стоимости 91
7.2 Определение эксплуатационных расходов по вариантам проектных решений 94
7.3 Экономическое сравнение вариантов 97
7.4 Качественный анализ вариантов проектных решений 98
7.5 Определение целей проекта 99
7.5.1 Дерево целей проекта 99
7.5.2 Планирование мероприятий по реализации проекта. График Ганта 100
7.5.3 Оценка движущих и сдерживающих сил и ресурсов системы управления 100
7.6 Составление штатного расписания 101
8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
9 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 104
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ
ОБОРУДОВАНИЯ 11
2 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 17
2.1 Потери энергии и ресурсов в тепловых сетях 17
2.2 Меры по сокращению потерь теплоты с поверхности трубопроводов 18
2.3 Энергосберегающие решения проекта 19
3 РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 22
3.1 Расчет тепловой схемы 22
3.2 Тепловой расчет котельного агрегата 26
3.3 Конструктивный расчет котла КСВ-1,0 30
3.4 Расчет теплового баланса котла КСВ-1,0 34
3.5 Аэродинамический расчет газового тракта 45
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ 53
5 ЭКОЛОГИЯ 59
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 65
6.1 Основные сведения по объекту 65
6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 66
6.3 Анализ возможных аварийных ситуаций 67
6.4 Безопасность производственных процессов и оборудования 69
6.4.1 Требования охраны труда, предъявляемые к организации рабочих мест 69
6.4.2 Требования охраны труда при эксплуатации тепловых энергоустановок 71
6.4.3 Электробезопасность 75
6.4.4 Мероприятия по технике безопасности при работе с СРД 78
6.4.5 Пожаровзрывобезопасность 79
6.4.6 Противопожарные решения по газоснабжению 82
6.5 Меры по уменьшению вероятности возникновения аварийной ситуации .... 84
6.6 Меры по уменьшению вероятности перерастания инцидента в аварийную
ситуацию или возникновения аварийной ситуации
6.7 Меры по уменьшению тяжести последствий аварии 85
6.8 Меры при возникновении (локализации, ликвидации) аварийной ситуации 85
6.9 Требования к техническим мероприятиям по обеспечению безопасной
эксплуатации объекта 87
6.10 Требования к организационным мероприятиям по обеспечению безопасной
эксплуатации объекта 88
7 ЭКОНОМИКА 91
7.1 Определение сметной стоимости 91
7.2 Определение эксплуатационных расходов по вариантам проектных решений 94
7.3 Экономическое сравнение вариантов 97
7.4 Качественный анализ вариантов проектных решений 98
7.5 Определение целей проекта 99
7.5.1 Дерево целей проекта 99
7.5.2 Планирование мероприятий по реализации проекта. График Ганта 100
7.5.3 Оценка движущих и сдерживающих сил и ресурсов системы управления 100
7.6 Составление штатного расписания 101
8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
9 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 104
В Советском Союзе особенно успешно в широких масштабах развивалась теплофикация. Этому были свои причины. В конце 20-х - начале 30-х годов прошлого века по инициативе ряда отечественных энергетиков началось массовое строительство крупных теплоэлектростанций с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла. Научно-техническое обоснование такого решения тогда было вполне оправданным. КПД тогдашних электростанций составлял порядка 25%, и огромные объемы тепла нужно было использовать. Теплофикация позволила весьма эффективно отапливать населенные пункты в районах размещения электростанций. [31]
Естественно, что для передачи тепла от электростанции к потребителю - зданиям и сооружениям - требовалась разветвленная система подвода горячей воды. Теплофикационные трубопроводы, как правило, прокладывались под землей, нуждались в эффективной теплоизоляции, в резервировании, периодическом ремонте и замене. Все это в условиях тогдашней политической системы, жесткого планирования и централизации было осуществлено с большим размахом на территории всей страны и мировых аналогов не имело.
До настоящего времени более 72% всей тепловой энергии производится централизованными источниками мощностью более 20 Гкал/ч, в том числе почти 32% тепловой энергии вырабатывается на электростанциях.
Казалось бы, масштабную теплофикацию следует развивать и далее. Однако ее состояние сегодня и степень совершенства электроэнергетики, по нашему мнению, требуют иного подхода. Во всех системах централизованного теплоснабжения вырабатывается около 1,4 млрд. Гкал в год, из них порядка 0,8 млрд. Гкал в год - на теплоэлектростанциях. Протяженность трубопроводных систем составляет колоссальную величину - более 250 000 км. При этом, по некоторым оценкам, около 80% сетей требуют замены или капитального ремонта и не менее 15% их находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 км тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений. Потери тепла в сетях достигают 30%, а утечки горячей воды - более кубического километра в год.
С другой стороны, КПД тепловых электростанций с парогазовыми установками уже превышает 60%, что резко уменьшает выход тепла. Тем самым напрашивается необходимость пересмотреть установившиеся ранее взгляды на широкую теплофикацию, обсудить вопрос о прекращении строительства крупных теплоэлектроцентралей и широком внедрении малых электростанций, работающих по комбинированному циклу. При этом прекратится массовое строительство трудно ремонтируемых и практически незаменяемых (в крупных населенных пунктах) тепловых сетей, уменьшатся потери тепла, а иногда и электроэнергии. Такого рода малые электростанции требуют, естественно, подвода топлива, предпочтительно природного газа, что гораздо проще прокладки и эксплуатации протяженных тепловых сетей.
В нашей стране необходимо прекратить ориентироваться на использование природного газа как основного топлива в электроэнергетике. Речь должна идти не только о повышении эффективности его использования. Нужно разработать и осуществить государственную программу перехода, прежде всего, на уголь и другие сравнительно малоценные источники энергии - отходы от газонефтепереработки, сланцы, бытовые отходы, топливо из выработанных и малодебитных месторождений, попутные газы нефтедобычи и другие виды топлива.
Перспективы развития децентрализованного теплоснабжения Развитие рыночных отношений в России коренным образом меняет принципиальные подходы к выработке и потреблению всех видов энергии. В условиях постоянного роста цен на энергоресурсы и их неизбежного сближения с мировыми ценами проблема энергосбережения становится по настоящему актуальной, во многом определяющей будущее отечественной экономике. Вопросы разработке энергосберегающих технологий и оборудования всегда занимали значительное место в теоретических и прикладных исследованиях наших учёных и инженеров, но на практике в энергетику передовые технические решения внедрялись не достаточно активно.
Г осударственная система искусственно заниженных цен на топливо (уголь, мазут, газ) и ложные представления о неограниченных запасах дешёвого, природного топлива в российских недрах привели к тому, что отечественная промышленная продукция является в настоящее время одной из самых энергоёмких в мире, а наше ЖКХ экономически убыточным и технически отсталым.
Малая энергетика ЖКХ оказалась заложницей большой энергетики. Ранее принятые коньюктурные решения о закрытии малых котельных (под предлогом их низкой эффективности, технической и экологической опасности) сегодня обернулись сверхцентрализацией теплоснабжения, когда горячая вода проходит от ТЭЦ до потребителя путь в 25-30 км, когда отключение источника тепла из-за неплатежей или аварийной ситуации приводит к замерзанию городов с миллионным населением. Большинство индустриально развитых стран шло другим путем: совершенствовали теплогенерирующее оборудование повышая уровень его безопасности и автоматизации, КПД газогорелочных устройств, санитарно-гигиенические, экологические, эргономические и эстетические показатели; создали всеобъемлющую систему учёта энергоресурсов всеми потребителями; приводили нормативно-техническую базу в соответствие с требованиями целесообразности и удобства потребителя; оптимизировали уровень централизации теплоснабжения; перешли к широкому внедрению альтернативных источников тепловой энергии.
Результатом такой работы стало реальное энергосбережение во всех сферах экономике, включая ЖКХ. Наша страна находится в начале сложного пути преобразования ЖКХ, которое потребует проведения в жизнь многих непопулярных решений.
Энергосбережение является магистральным направлением развития малой энергетики, движение по которому способно значительно смягчить болезненные для большей части населения последствия от роста цен на коммунальные услуги.
Постепенное увеличение доли децентрализованного теплоснабжения, максимальная приближения источника тепла к потребителю, учёт потребителем всех видов энергоресурсов позволят не только создать потребителю более комфортные условия, но и обеспечить реальную экономию газового топлива.
Традиционное для нашей страны система централизованного снабжения теплом через ТЭЦ и магистральные теплопроводы, известна и обладает рядом достоинств.В общем, объеме источников тепловой энергии на централизованные котельные приходится 68% , децентрализованные -28%, прочие -3% . Крупными теплофикационными системами вырабатывается около 1,5млрд.Гкал в год, из них 47% на твердом топливе,41% на газе, 12% на жидком топливе . Объемы производства тепловой энергии имеют тенденцию к росту примерно на 2-3% в год (доклад зам . министра энергетики РФ). Но в условиях перехода к новым хозяйственным механизмам, известной экономической нестабильности и слабости межрегиональных, межведомственных связей, многие из достоинств системы централизованного теплоснабжения оборачиваются недостатками. Главным из которых является протяженность теплотрасс.
Согласно сводным данным по объектам теплоснабжения 89 регионов РФ, суммарная протяженность тепловых сетей в двухтрубном исчислении составляет
183,3 млн.км. Средний процент изношенности оценивается в 60-70% . Удельная повреждаемость теплопроводов в настоящее время выросла до 200 зарегистрированных повреждений в год на 100 км тепловых сетей . По экстренной оценке не менее 15% тепловых сетей требуют безотлагательной замены . Чтобы прервать процесс старения тепловых сетей и остановить их средний возраст на существующем сейчас уровне , необходимо ежегодно перекладывать порядка 4% трубопроводов , что составляет около 7300 км сетей в двухтрубном исчислении.
Это потребует выделения примерно 40 млрд. руб. в текущих ценах (доклад зам. министра РФ).В дополнению к этому, за последние 10 лет в результате недофинансирования практически не обновлялся основной фонд отрасли.
Вследствие этого, потери теплоэнергии при производстве, транспортировке и потреблении достигли 70%, что привело к низкому качеству теплоснабжения при высоких затратах. Организационная структура взаимодействия потребителей и теплоснабжающих предприятий не стимулирует последних к экономии энергетических ресурсов.
Естественно, что для передачи тепла от электростанции к потребителю - зданиям и сооружениям - требовалась разветвленная система подвода горячей воды. Теплофикационные трубопроводы, как правило, прокладывались под землей, нуждались в эффективной теплоизоляции, в резервировании, периодическом ремонте и замене. Все это в условиях тогдашней политической системы, жесткого планирования и централизации было осуществлено с большим размахом на территории всей страны и мировых аналогов не имело.
До настоящего времени более 72% всей тепловой энергии производится централизованными источниками мощностью более 20 Гкал/ч, в том числе почти 32% тепловой энергии вырабатывается на электростанциях.
Казалось бы, масштабную теплофикацию следует развивать и далее. Однако ее состояние сегодня и степень совершенства электроэнергетики, по нашему мнению, требуют иного подхода. Во всех системах централизованного теплоснабжения вырабатывается около 1,4 млрд. Гкал в год, из них порядка 0,8 млрд. Гкал в год - на теплоэлектростанциях. Протяженность трубопроводных систем составляет колоссальную величину - более 250 000 км. При этом, по некоторым оценкам, около 80% сетей требуют замены или капитального ремонта и не менее 15% их находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 км тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений. Потери тепла в сетях достигают 30%, а утечки горячей воды - более кубического километра в год.
С другой стороны, КПД тепловых электростанций с парогазовыми установками уже превышает 60%, что резко уменьшает выход тепла. Тем самым напрашивается необходимость пересмотреть установившиеся ранее взгляды на широкую теплофикацию, обсудить вопрос о прекращении строительства крупных теплоэлектроцентралей и широком внедрении малых электростанций, работающих по комбинированному циклу. При этом прекратится массовое строительство трудно ремонтируемых и практически незаменяемых (в крупных населенных пунктах) тепловых сетей, уменьшатся потери тепла, а иногда и электроэнергии. Такого рода малые электростанции требуют, естественно, подвода топлива, предпочтительно природного газа, что гораздо проще прокладки и эксплуатации протяженных тепловых сетей.
В нашей стране необходимо прекратить ориентироваться на использование природного газа как основного топлива в электроэнергетике. Речь должна идти не только о повышении эффективности его использования. Нужно разработать и осуществить государственную программу перехода, прежде всего, на уголь и другие сравнительно малоценные источники энергии - отходы от газонефтепереработки, сланцы, бытовые отходы, топливо из выработанных и малодебитных месторождений, попутные газы нефтедобычи и другие виды топлива.
Перспективы развития децентрализованного теплоснабжения Развитие рыночных отношений в России коренным образом меняет принципиальные подходы к выработке и потреблению всех видов энергии. В условиях постоянного роста цен на энергоресурсы и их неизбежного сближения с мировыми ценами проблема энергосбережения становится по настоящему актуальной, во многом определяющей будущее отечественной экономике. Вопросы разработке энергосберегающих технологий и оборудования всегда занимали значительное место в теоретических и прикладных исследованиях наших учёных и инженеров, но на практике в энергетику передовые технические решения внедрялись не достаточно активно.
Г осударственная система искусственно заниженных цен на топливо (уголь, мазут, газ) и ложные представления о неограниченных запасах дешёвого, природного топлива в российских недрах привели к тому, что отечественная промышленная продукция является в настоящее время одной из самых энергоёмких в мире, а наше ЖКХ экономически убыточным и технически отсталым.
Малая энергетика ЖКХ оказалась заложницей большой энергетики. Ранее принятые коньюктурные решения о закрытии малых котельных (под предлогом их низкой эффективности, технической и экологической опасности) сегодня обернулись сверхцентрализацией теплоснабжения, когда горячая вода проходит от ТЭЦ до потребителя путь в 25-30 км, когда отключение источника тепла из-за неплатежей или аварийной ситуации приводит к замерзанию городов с миллионным населением. Большинство индустриально развитых стран шло другим путем: совершенствовали теплогенерирующее оборудование повышая уровень его безопасности и автоматизации, КПД газогорелочных устройств, санитарно-гигиенические, экологические, эргономические и эстетические показатели; создали всеобъемлющую систему учёта энергоресурсов всеми потребителями; приводили нормативно-техническую базу в соответствие с требованиями целесообразности и удобства потребителя; оптимизировали уровень централизации теплоснабжения; перешли к широкому внедрению альтернативных источников тепловой энергии.
Результатом такой работы стало реальное энергосбережение во всех сферах экономике, включая ЖКХ. Наша страна находится в начале сложного пути преобразования ЖКХ, которое потребует проведения в жизнь многих непопулярных решений.
Энергосбережение является магистральным направлением развития малой энергетики, движение по которому способно значительно смягчить болезненные для большей части населения последствия от роста цен на коммунальные услуги.
Постепенное увеличение доли децентрализованного теплоснабжения, максимальная приближения источника тепла к потребителю, учёт потребителем всех видов энергоресурсов позволят не только создать потребителю более комфортные условия, но и обеспечить реальную экономию газового топлива.
Традиционное для нашей страны система централизованного снабжения теплом через ТЭЦ и магистральные теплопроводы, известна и обладает рядом достоинств.В общем, объеме источников тепловой энергии на централизованные котельные приходится 68% , децентрализованные -28%, прочие -3% . Крупными теплофикационными системами вырабатывается около 1,5млрд.Гкал в год, из них 47% на твердом топливе,41% на газе, 12% на жидком топливе . Объемы производства тепловой энергии имеют тенденцию к росту примерно на 2-3% в год (доклад зам . министра энергетики РФ). Но в условиях перехода к новым хозяйственным механизмам, известной экономической нестабильности и слабости межрегиональных, межведомственных связей, многие из достоинств системы централизованного теплоснабжения оборачиваются недостатками. Главным из которых является протяженность теплотрасс.
Согласно сводным данным по объектам теплоснабжения 89 регионов РФ, суммарная протяженность тепловых сетей в двухтрубном исчислении составляет
183,3 млн.км. Средний процент изношенности оценивается в 60-70% . Удельная повреждаемость теплопроводов в настоящее время выросла до 200 зарегистрированных повреждений в год на 100 км тепловых сетей . По экстренной оценке не менее 15% тепловых сетей требуют безотлагательной замены . Чтобы прервать процесс старения тепловых сетей и остановить их средний возраст на существующем сейчас уровне , необходимо ежегодно перекладывать порядка 4% трубопроводов , что составляет около 7300 км сетей в двухтрубном исчислении.
Это потребует выделения примерно 40 млрд. руб. в текущих ценах (доклад зам. министра РФ).В дополнению к этому, за последние 10 лет в результате недофинансирования практически не обновлялся основной фонд отрасли.
Вследствие этого, потери теплоэнергии при производстве, транспортировке и потреблении достигли 70%, что привело к низкому качеству теплоснабжения при высоких затратах. Организационная структура взаимодействия потребителей и теплоснабжающих предприятий не стимулирует последних к экономии энергетических ресурсов.
Результатом этой работы является обоснование строительства водогрейной котельной для обеспечения теплом опорной базы промысла нефтегазового месторождения им.Шпильмана НГДУ «Быстринскнефть» ОАО «Сургутнефтегаз».
В итоге работы запроектирована водогрейная котельная с тремя котлами общей мощностью 5 МВт, выполненная в блочном исполнении для облегчения монтажа и сокращения капитальных затрат при возведении объекта.
Для котельной выбраны решения в области энергосбережения при прокладке трубопроводов горячей воды.
Характеристики выбранного оборудования подтверждены поверочными расчетами, выполненными в третьей главе.
В ходе выполнения работы была выполнена автоматизация производственного процесса работы котельных агрегатов.
В разделе экологии были проведены поверочные расчеты выбранной дымовой трубы. Результаты расчетов показали, что высота дымовой трубы была выбрана верно, и рассеивание загрязняющих веществ будет происходить эффективно.
Для обеспечения безаварийной и безопасной работы котельной установки были разработаны мероприятия, при выполнении которых травмоопасность и возникновения пожаров сведены к минимуму.
Завершил выпускной квалификационный проект экономический расчет, который показал целесообразность строительства выбранной котельной установки.
В итоге работы запроектирована водогрейная котельная с тремя котлами общей мощностью 5 МВт, выполненная в блочном исполнении для облегчения монтажа и сокращения капитальных затрат при возведении объекта.
Для котельной выбраны решения в области энергосбережения при прокладке трубопроводов горячей воды.
Характеристики выбранного оборудования подтверждены поверочными расчетами, выполненными в третьей главе.
В ходе выполнения работы была выполнена автоматизация производственного процесса работы котельных агрегатов.
В разделе экологии были проведены поверочные расчеты выбранной дымовой трубы. Результаты расчетов показали, что высота дымовой трубы была выбрана верно, и рассеивание загрязняющих веществ будет происходить эффективно.
Для обеспечения безаварийной и безопасной работы котельной установки были разработаны мероприятия, при выполнении которых травмоопасность и возникновения пожаров сведены к минимуму.
Завершил выпускной квалификационный проект экономический расчет, который показал целесообразность строительства выбранной котельной установки.
