Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения

     Аннотация

     Глинина Е.В. Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения п. Шеркалы Тюменской области, – Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2007, 100с, Библиография литературы - 16 наим. Графическая часть - 7 листов.

     В связи с расширение месторождений  и увеличением добычи нефти в районе п. Шеркалы Тюменской области было принято решение о постройке нового микрорайона. Для теплоснабжения горячей водой и теплом на нужды отопления и вентиляции предложен проект котельной с установкой четырех водогрейных котлов КВ-ГМ-30-150.

     Произведен  расчет тепловых нагрузок, тепловой схемы  котельной, тепловой расчет котла, сделан выбор оборудования для предложенной схемы котельной.

     Рассмотрены вопросы защиты окружающей среды, выполнен расчет дымовой трубы.

     Приводится  краткое описание схемы автоматики.

     Произведен  технико-экономический расчет работы котельной на природном газе.

     Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности  обслуживающего персонала.

Содержание 

Введение

Описание  системы теплоснабжения

Расчет  тепловых нагрузок отопления вентиляции и ГВС

1.1 Сезонная  тепловая нагрузка

1.2 Расчет  круглогодичной нагрузки

1.3 Расчет  температур сетевой воды

1.4 Расчет  расходов сетевой воды

2. Расчет тепловой схемы котельной

2.1 Построение  тепловой схемы котельной

2.2 Расчет  тепловой схемы котельной

3. Тепловой расчет котла

3.1 Технические  характеристики котла КВ-ГМ-30-15024

3.2 Конструктивные  характеристики котла

3.3 Топочное  устройство котла КВ-ГМ-30-150

3.4 Тепловой  расчет котла КВ-ГМ-30-150

3.5 Тепловой  баланс котла и расход топлива

3.6 Расчет теплообмена в топке

3.7 Расчет  конвективного пучка

3.8 Сводная  таблица теплового расчета котла  и невязка баланса

4. Выбор оборудования

5. Охрана окружающей среды

5.1 Вещества, загрязняющие окружающую среду

5.2 Мероприятия по охране окружающей среды

5.3 Расчет  концентрации загрязняющего вещества

5.4 Расчет  высоты дымовой трубы

6. Автоматизация

7. Технико-экономический расчет

7.1 Постановка  задачи

7.2 Расчет  капитальных затрат

7.3 Расчет  основных текущих затрат

7.4 SWOT - анализ

7.5 Поле  сил изменений системы

7.6 Построение  пирамиды целеполагания и дерева  целей

7.7 Организационная  структура

7.8 Объемы  производства продукции

7.9 Планирование  на предприятии

7.10 Планирование  труда и заработной платы

7.11 Калькуляция  текущих затрат на энергетическое  обслуживание

7.12 Планирование  сметы затрат на энергетическое  обслуживание

7.13 Основные  экономические показатели

8. Безопасность жизнедеятельности

8.1 Анализ  опасных и вредных производственных  факторов

8.2 Влияние  выявленных ОВПФ на организм  человека

8.3 Безопасность технологических процессов

Заключение

Литература

      Введение 

     Основное  назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты  требуемых параметров.

     В зависимости от размещения источника  теплоты по отношению к потребителям системы теплоснабжения разделяются на централизованные и децентрализованные.

     В децентрализованных системах источник теплоты и теплоприемники потребителей совмещены в одном агрегате или  размещены столь близко, что передача теплоты от источника до теплоприемника может производиться без промежуточного звена -тепловой сети.

     В системах централизованного теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей размещены раздельно, часто на значительном расстоянии, поэтому передача теплоты от источника до теплоприемников производится по тепловым сетям.

     Для транспорта теплоты на большие расстояния применяются два теплоносителя: вода и водяной пар. Как правило, для удовлетворения сезонной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения  в качестве теплоносителя используется вода, для промышленно-технологической нагрузки - пар.

     Подготовка  теплоносителей производится в специальных, так называемых теплоприготовительных  установках на ТЭЦ, а также в городских, групповых (квартальных) или промышленных котельных.

     Развитие  электроэнергетики ведется в  основном за счет строительства крупных  тепловых и атомных электростанций с мощными конденсационными турбинами 300, 500, 800 и 1000 МВт. В этих условиях постройка  новых ТЭЦ экономически оправдана  лишь в районах, где имеются комплексы промышленных предприятий и жилые массивы с большой концентрацией тепловых потребителей. В тех районах, где концентрация теплового потребления не достигает экономически целесообразного для постройки ТЭЦ максимума, должна осуществляться оптимальная централизация теплоснабжения на основе развития сети крупных районных котельных.

     При централизации теплоснабжения и  закрытии небольших малоэкономичных  заводских и домовых котельных  уменьшаются расходы топлива, сокращается  количество обслуживающего персонала и уменьшается загрязнение окружающей среды.

     Таким образом, развитие теплоснабжения потребителей намечается по основным направлениям централизации системы, базирующейся на комбинированной выработке электроэнергии и тепла на мощных ТЭЦ и АТЭЦ высокого давления, в том числе на чисто отопительных ТЭЦ; централизации систем теплоснабжения крупных районных производственно-отопительных и чисто отопительных котельных.

     Децентрализованное  теплоснабжение от небольших заводских, а также отопительных квартальных и домовых котельных, от печей и индивидуальных нагревательных приборов в ближайшее время будет сокращаться, но все же будет иметь заметное место в покрытии общего теплоснабжения.

     Необходимо  отметить, что даже при теплоснабжении от современных ТЭЦ высокого и сверхвысокого давления покрытие пиков отопительных нагрузок осуществляется от крупных пиковых водогрейных котлов, устанавливаемых как на территории ТЭЦ, так и в отдельно стоящих районных котельных.

     Однако 95% городов и поселков городского типа будут иметь расчетную тепловую нагрузку менее 500 Гкал/ч, и для них основными источниками теплоснабжения будут котельные. Продолжающееся удорожание всех видов органического топлива и изменение стоимости оборудования могут изменить в меньшую сторону расчетные технико-экономические показатели, являющиеся в настоящее время оптимальными для постройки ТЭЦ.

     Таким образом, использование производственно-отопительных и отопительных котельных в будущем  сохранится и при этом предусматривается  их укрупнение, повышение экономичности использования органического топлива и оснащение новым современным оборудованием.

     Описание  системы теплоснабжения 

     В настоящее время наиболее распространены двухтрубные закрытые системы теплоснабжения.

     Основными преимуществами закрытой системы теплоснабжения являются:

• стабильность (по запаху, цветности и другим санитарным 
  показателям) качества воды, поступающей на водоразбор;
• достаточно простой санитарный контроль системы теплоснабжения;
• достаточно простая эксплуатация, т.к. стабильный гидравлический режим;
• простота контроля герметичности системы теплоснабжения;

     Источником  теплоснабжения района является отопительная котельная, которая состоит из четырех  водогрейных котлов КВ-ГМ-30-150 общей  мощностью 111,9 МВт (96,3 Гкал/ч). Основным топливом для данных котлов является газ, резервным - мазут.

     Данная  котельная предназначена для  отпуска тепла в виде горячей  воды на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения района. Потребителями тепла являются жилые  дома района и общественные здания (нагрузка вентиляции).

     Схема теплоснабжения закрытая двухтрубная, регулирование отпуска тепла  качественное по отопительной нагрузке, температурный график отпуска тепла 150/70 °С.

     Население района 30 000 человек.

      1. Расчет тепловых  нагрузок отопления,  вентиляции и горячего водоснабжения 

     В качестве потребителя коммунально-бытовой  нагрузки выбран строящийся микрорайон п. Шеркалы с жилыми домами квартирного  типа при высоте зданий 5 и более этажей. Для расчета берем данные г. Красноярска. 

     Таблица 1.

     Исходные  данные

      1.1 Сезонная тепловая  нагрузка 

     Таблица 2. Расчет сезонных нагрузок

     1.2 Расчет круглогодичной  нагрузки 

     Таблица 3. Расчет круглогодичной нагрузки

      1.3 Расчет температур сетевой воды 

     Таблица 4. Расчет температур сетевой воды

     Текущие значения температур сетевой воды в  подающем и обратном трубопроводах  рассчитываем по формулам: 

      , (1)

      ;(2) 

     где – величина относительной тепловой нагрузки: 

      .(3)

      Таблица 5. Температуры сетевой воды

     Рис. 2. Графики температур сетевой воды

     1.4 Расчет расходов сетевой воды 

     Таблица 6. Расчет расходов сетевой воды

     При t_н > t_ни:

      ,(4) 

       кг/с. 

     При t_н < t_ни: 

      (5) 

     Таблица 7. Расчет расходов воды сетевой воды на ГВС

      Рис. 3. Графики расходов сетевой  воды

      2. Расчет тепловой схемы котельной 

     2.1 Расчет тепловой схемы котельной 

     Таблица 8. Расчет котельной

     Таблица 8. Продолжение

      3. Тепловой расчет котла 

     3.1 Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150 

     Целью поверочного теплового расчета котлоагрегата является определение (по имеющимся конструктивным характеристикам, заданной нагрузке и топливу) следующих параметров: температуры воды и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, КПД агрегата, расхода топлива.