РАСШИРЕНИЕ ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ МИКРОРАЙОНА №49А Г. ЧЕЛЯБИНСКА В СВЯЗИ С УВЕЛИЧЕНИЕМ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АКТУАЛЬНОСТЬ И ОБОСНОВАНИЕ РЕШЕНИЯ О РАСШИРЕНИИ СУЩЕ-СТВУЮЩЕЙ КОТЕЛЬНОЙ В МИКРОРАЙОНЕ 49А Г. ЧЕЛЯБИНСКА 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ РАСЧЕТ И РЕГУЛИРОВАНИЕ 12
3.1 Расчет тепловых нагрузок 12
3.2 Регулирование тепловой нагрузки 15
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА 18
4.1 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 18
4.2 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам 19
4.3 Энтальпия дымовых газов по газоходам 20
4.4 Тепловой баланс котла 22
4.5 Поверочный расчет теплообмена в топке 25
4.6. Поверочный расчет дымогарных труб 31
4.7 Поверочный расчет теплового баланса 34
5 ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 35
5.1. Подпиточные насосы 35
5.2 Сетевые насосы 37
5.3 Рециркуляционные насосы 39
5.4 Насосы сырой воды 40
5.5 Бак подпиточный 40
5.6 Горелка 40
5.7 Расширительный бак 41
5.8 Калорифер 41
5.9 Система очистки воды 42
6 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫВОДОЕРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ 43
7 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 46
7.1 Расчет приведенных потерь напора 46
7.2 Расчет и построение пьезометрического графика 50
7.3 Наладочный расчет тепловой сети 55
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 58
9 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 61
9.1 Расчет дымовой трубы 61
9.2 Расчет выброса оксидов азота 63
9.3 Расчет концентрации вредных веществ 63
9.4 Расчет максимальной приземной концентрации выбросов 70
10 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 72
10.1 Контрольно-измерительные приборы 72
10.1.1 Термометры, термосопротивления и термостаты 72
10.1.2 Манометры, преобразователи и реле давления 73
10.1.3 Контроль пламени 74
10.1.4. Прочие контрольно-измерительные приборы 75
10.2. Автоматизация котельной 76
10.3 Автоматизация газоснабжения 77
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 79
11.1 Опасные и вредные производственные факторы 79
11.2 Должностные обязанности, вредные производственные факторы и риски мастера блочно-модульной котельной 82
11.3 Правила пожарной и электрической безопасности 84
12 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 87
12.1 Расчет капитальных затрат 87
12.2 Расчет текущих затрат 89
12.3 SWOT-анализ проектов 92
12.4 Построение дерева целей проекта 93
12.5 Основные показатели энергетической, экологической и экономической эффективности и демонстрационный плакат 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 96
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спецификация к принципиальной тепловой схеме котельной 100
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Спецификация к схеме контрольно-измерительных приборов и автоматики котельной 102
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Спецификация к плану размещения оборудования котельной 104
1 АКТУАЛЬНОСТЬ И ОБОСНОВАНИЕ РЕШЕНИЯ О РАСШИРЕНИИ СУЩЕ-СТВУЮЩЕЙ КОТЕЛЬНОЙ В МИКРОРАЙОНЕ 49А Г. ЧЕЛЯБИНСКА 8
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
3 ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ РАСЧЕТ И РЕГУЛИРОВАНИЕ 12
3.1 Расчет тепловых нагрузок 12
3.2 Регулирование тепловой нагрузки 15
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА 18
4.1 Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания 18
4.2 Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам 19
4.3 Энтальпия дымовых газов по газоходам 20
4.4 Тепловой баланс котла 22
4.5 Поверочный расчет теплообмена в топке 25
4.6. Поверочный расчет дымогарных труб 31
4.7 Поверочный расчет теплового баланса 34
5 ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 35
5.1. Подпиточные насосы 35
5.2 Сетевые насосы 37
5.3 Рециркуляционные насосы 39
5.4 Насосы сырой воды 40
5.5 Бак подпиточный 40
5.6 Горелка 40
5.7 Расширительный бак 41
5.8 Калорифер 41
5.9 Система очистки воды 42
6 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫВОДОЕРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ 43
7 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 46
7.1 Расчет приведенных потерь напора 46
7.2 Расчет и построение пьезометрического графика 50
7.3 Наладочный расчет тепловой сети 55
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 58
9 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 61
9.1 Расчет дымовой трубы 61
9.2 Расчет выброса оксидов азота 63
9.3 Расчет концентрации вредных веществ 63
9.4 Расчет максимальной приземной концентрации выбросов 70
10 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА 72
10.1 Контрольно-измерительные приборы 72
10.1.1 Термометры, термосопротивления и термостаты 72
10.1.2 Манометры, преобразователи и реле давления 73
10.1.3 Контроль пламени 74
10.1.4. Прочие контрольно-измерительные приборы 75
10.2. Автоматизация котельной 76
10.3 Автоматизация газоснабжения 77
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 79
11.1 Опасные и вредные производственные факторы 79
11.2 Должностные обязанности, вредные производственные факторы и риски мастера блочно-модульной котельной 82
11.3 Правила пожарной и электрической безопасности 84
12 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 87
12.1 Расчет капитальных затрат 87
12.2 Расчет текущих затрат 89
12.3 SWOT-анализ проектов 92
12.4 Построение дерева целей проекта 93
12.5 Основные показатели энергетической, экологической и экономической эффективности и демонстрационный плакат 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 96
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спецификация к принципиальной тепловой схеме котельной 100
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Спецификация к схеме контрольно-измерительных приборов и автоматики котельной 102
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Спецификация к плану размещения оборудования котельной 104
Одна из заметных особенностей современной жизни в России - это формирование определенной системы и структуры по рациональному снабжению и потреблению энергии, которую можно назвать так же проблемой энергоснабжения.
Государство осуществляет поддержку предприятий, разрабатывающих проекты по энергосбережению и энергоэффективности. В настоящее время приняты и принимаются многочисленные нормативные документы, направленные на реализацию политики энергосбережения в государстве. Государственной Думой 11 ноября 2009 года принят Федеральный закон №261-ФЗ «Об энергосбережении», который ставит своей целью регулирование отношений, возникающих в процессе деятельности в области энергосбережения, в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов.
Проблема энергосбережения стала остро актуальной в коммунальной сфере, где энергетические затраты, выраженные в денежном эквиваленте, оказались особенно обременительными для российского бюджета.
Правовое регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности основывается на следующих принципах:
1) эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов;
2) поддержка и стимулирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
3) системность и комплексность проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности;
4) планирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
5) использование энергетических ресурсов с учетом ресурсных, производственно-технологических, экологических и социальных условий [1].
К проблемам подачи тепла потребителю от централизованных источников те-плоты (ТЭЦ, ТЭС) следует отнести большую протяженность и высокую степень износа инженерных теплосетей, а так же устаревшее физически и морально, и следовательно, очень энергозатратное оборудование, это приводит к тепловым потерям и к низкоэффективному сжиганию топливных ресурсов. Увеличение количества используемого топлива и затрат на его закупку ведут за собой повышение тарифов на теплоноситель для потребителей. Поэтому при строительстве новых зданий и сооружений всегда встает вопрос о выборе для них эффективного и экономически выгодного источника теплоснабжения. Одним из рациональных способов решения этих проблем может стать децентрализация отопительных сетей - использование автономных котельных, так как для них не требуется прокладка теплосетей большой протяженности и закупка сложного дорогостоящего оборудования.
Производство блочно-модульных котельных в России набирает обороты и всё чаще применяется при строительстве как новых многоэтажных микрорайонов, так и частных коттеджных поселков [45].
Работа посвящена выбору источника теплоснабжения для вновь возведенного микрорайона г. Челябинска. Учитывая существующую проблему энергосбережения и изложенные выше методы её решения, было решено произвести расширение уже существующей блочно-модульной котельной в связи с нехваткой тепловой мощности для покрытия новых тепловых нагрузок.
Цель работы - разработка схемы расширения котельной для увеличения рас-полагаемой мощности.
В работе ставятся следующие задачи:
— Изучение существующей схемы и оборудования котельной;
— Выполнение расчета тепловых нагрузок потребителей;
— Выбор нового оборудования, необходимого для покрытия увеличившихся нагрузок;
— Выполнение тепловых расчетов нового оборудования;
— Экономический расчет выбранной схемы.
Государство осуществляет поддержку предприятий, разрабатывающих проекты по энергосбережению и энергоэффективности. В настоящее время приняты и принимаются многочисленные нормативные документы, направленные на реализацию политики энергосбережения в государстве. Государственной Думой 11 ноября 2009 года принят Федеральный закон №261-ФЗ «Об энергосбережении», который ставит своей целью регулирование отношений, возникающих в процессе деятельности в области энергосбережения, в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов.
Проблема энергосбережения стала остро актуальной в коммунальной сфере, где энергетические затраты, выраженные в денежном эквиваленте, оказались особенно обременительными для российского бюджета.
Правовое регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности основывается на следующих принципах:
1) эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов;
2) поддержка и стимулирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
3) системность и комплексность проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности;
4) планирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
5) использование энергетических ресурсов с учетом ресурсных, производственно-технологических, экологических и социальных условий [1].
К проблемам подачи тепла потребителю от централизованных источников те-плоты (ТЭЦ, ТЭС) следует отнести большую протяженность и высокую степень износа инженерных теплосетей, а так же устаревшее физически и морально, и следовательно, очень энергозатратное оборудование, это приводит к тепловым потерям и к низкоэффективному сжиганию топливных ресурсов. Увеличение количества используемого топлива и затрат на его закупку ведут за собой повышение тарифов на теплоноситель для потребителей. Поэтому при строительстве новых зданий и сооружений всегда встает вопрос о выборе для них эффективного и экономически выгодного источника теплоснабжения. Одним из рациональных способов решения этих проблем может стать децентрализация отопительных сетей - использование автономных котельных, так как для них не требуется прокладка теплосетей большой протяженности и закупка сложного дорогостоящего оборудования.
Производство блочно-модульных котельных в России набирает обороты и всё чаще применяется при строительстве как новых многоэтажных микрорайонов, так и частных коттеджных поселков [45].
Работа посвящена выбору источника теплоснабжения для вновь возведенного микрорайона г. Челябинска. Учитывая существующую проблему энергосбережения и изложенные выше методы её решения, было решено произвести расширение уже существующей блочно-модульной котельной в связи с нехваткой тепловой мощности для покрытия новых тепловых нагрузок.
Цель работы - разработка схемы расширения котельной для увеличения рас-полагаемой мощности.
В работе ставятся следующие задачи:
— Изучение существующей схемы и оборудования котельной;
— Выполнение расчета тепловых нагрузок потребителей;
— Выбор нового оборудования, необходимого для покрытия увеличившихся нагрузок;
— Выполнение тепловых расчетов нового оборудования;
— Экономический расчет выбранной схемы.
В работе предложено расширение индивидуальной блочно-модульной котельной, находящейся в микрорайоне №49А г. Челябинска.
Располагаемая мощность котельной до расширения - 16 МВт. В ходе расчета тепловых нагрузок определена максимальная нагрузка систем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, которая составила 23 МВт. Расчет тепловой схемы определил необходимую мощность котельной с учетом потерь тепла и затрат на собственные нужды, которая составила 24 МВт.
На основе расчета тепловых нагрузок, для покрытия недостающей мощности выбран жаротрубно-дымогарный котел Термотехник ТТ-100 фирмы «ЭНТРО- РОС» теплопроизводительностью 8 МВт.
Было подобрано вспомогательное оборудование: сетевой насос марки «Wilo» IL 100/150-15/2; подпиточный насос марки «Wilo» МН1 804N-1/E/3-400-50-2; антиконденсатные насосы марки «Wilo» IPL 65/130-0,55/4; насос сырой воды марки «Wilo» IL 100/150-15/2; бак подпиточный Pentairwater FS 28-18 T; бак расширительный WRV-1000 фирмы Wester, комплекс обескислораживания с насосом до-затором, установка сорбционно-осветительной очистки, газовая горелка CIB UNIGAS мощностью 8000 кВт.
В качестве энергосберегающего мероприятия рассчитан температурный график. В вопросах экологии рассчитан массовый выброс окислов азота, который составил для лета 0,085 г/с, для зимы - 0,255 г/с. Выбрана дымовая труба высотой 10 м, и при данной высоте трубы рассчитано значение приземной концентраций окислов азота, составившие 0,057 мг/м3. В разделе автоматизации разработана и описана функциональная схема контрольно-измерительных приборов и автоматики котельной.
В экономико-управленческой части произведен выбор оптимального варианта источника теплоснабжения для новых абонентов 49 микрорайона между расширением собственной котельной и присоединением к централизованному тепло-снабжению. По сравнению полученных капитальных и текущих затрат выбран вариант расширения блочно-модульной котельной, как наиболее экономически эффективный.
Располагаемая мощность котельной до расширения - 16 МВт. В ходе расчета тепловых нагрузок определена максимальная нагрузка систем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, которая составила 23 МВт. Расчет тепловой схемы определил необходимую мощность котельной с учетом потерь тепла и затрат на собственные нужды, которая составила 24 МВт.
На основе расчета тепловых нагрузок, для покрытия недостающей мощности выбран жаротрубно-дымогарный котел Термотехник ТТ-100 фирмы «ЭНТРО- РОС» теплопроизводительностью 8 МВт.
Было подобрано вспомогательное оборудование: сетевой насос марки «Wilo» IL 100/150-15/2; подпиточный насос марки «Wilo» МН1 804N-1/E/3-400-50-2; антиконденсатные насосы марки «Wilo» IPL 65/130-0,55/4; насос сырой воды марки «Wilo» IL 100/150-15/2; бак подпиточный Pentairwater FS 28-18 T; бак расширительный WRV-1000 фирмы Wester, комплекс обескислораживания с насосом до-затором, установка сорбционно-осветительной очистки, газовая горелка CIB UNIGAS мощностью 8000 кВт.
В качестве энергосберегающего мероприятия рассчитан температурный график. В вопросах экологии рассчитан массовый выброс окислов азота, который составил для лета 0,085 г/с, для зимы - 0,255 г/с. Выбрана дымовая труба высотой 10 м, и при данной высоте трубы рассчитано значение приземной концентраций окислов азота, составившие 0,057 мг/м3. В разделе автоматизации разработана и описана функциональная схема контрольно-измерительных приборов и автоматики котельной.
В экономико-управленческой части произведен выбор оптимального варианта источника теплоснабжения для новых абонентов 49 микрорайона между расширением собственной котельной и присоединением к централизованному тепло-снабжению. По сравнению полученных капитальных и текущих затрат выбран вариант расширения блочно-модульной котельной, как наиболее экономически эффективный.





