Проект модернизации котельной поселка «Восточный» г.Можги

Федеральное агентство по образованию

ГОУВПО «Удмуртский государственный  университет»

 

Институт экономики  и управления

 

 

 

 

 

 

 

 

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

 

на тему: «Проект модернизации котельной поселка «Восточный» г.Можги»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент группы 3С (Мж)-060800-51(К)    Е.А.Кузнецова      

    

Руководитель:

к.т.н., профессор        А.М.Дыбов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск, 2006 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Современная российская экономика  на протяжении длительного времени  находится в состоянии структурной перестройки. Дефицит большинства городских и республиканский бюджетов с одной стороны, а также плохое содержание, непрофессиональное управление недвижимостью, и усиление ведомственного монополизма, с другой, привело к тому, что большинство предприятий буквально вынуждены бороться за выживание  искать пути снижения своих расходов, затрат. Предлагаемые в последнее время различные программы ресурсо- и энергообеспечения затрагивают проблему лишь частично и, как правило, с технической точки зрения (установка современного оборудования, внедрение прогрессивных технологий, приборов учета и т.д.). Что опять же ведет к увеличению финансовой нагрузки на соответствующий бюджет, а принимая во внимание отсутствие интереса со стороны потенциальных инвесторов, невозможности их реализации.

В теплоэнергетике, ощутимую долю в которой на сегодняшний  день занимают котельные, сложилась  не простая ситуация, обусловленная  недостатком средств, как из-за низкой платежеспособности потребителей тепла, так и невозможности обновления оборудования, проведения работ по реконструкции объектов за счет тарифной составляющей в сжатые сроки.

Данные обстоятельства в значительной степени сдерживают замену устаревших неэффективных котлов на более экономичные, проведение реконструкции котельных агрегатов, сетей, внедрение энергосберегающих мероприятий и автоматизацию производственных процессов.

Отсутствие  у предприятия достаточных средств  на реконструкцию и капитальный  ремонт котельных и сетей из года в год ухудшает их техническое  состояние, ставя под угрозу  возможность теплоснабжения подключенных потребителей и безопасность эксплуатации.

Угольные  котельные оборудованы котлами, имеющими низкий КПД, а отсутствие устройств  очистки дымовых газов пагубно  сказывается на окружающей среде  и здоровье населения. Тяжелые условия труда машинистов приводят к большой текучести кадров.

В данной дипломной работе представлены наиболее актуальные практические меры в сфере производства тепловой энергии на котельной по внедрению  энергоэффективного оборудования и технологий, надежного и устойчивого снабжения топливно-энергетическими ресурсами, эффективного использования собственных энергоресурсов с целью обеспечения населения, коммунально-бытовых и иных потребителей тепловой энергией.

Основная цель данной работы  - разработка проекта модернизации котельной.

Объектом  исследования выбрана котельная  поселка «Восточный» г.Можги.

Для поставленной цели необходимо рассмотреть  следующие задачи:

• анализ технических особенностей и технико-экономических показателей котельной;
• поиск путей снижения себестоимости производства тепловой энергии;
• расчет экономического эффекта предложенных мероприятий.

Методическую базу работы составляют методы финансового анализа: методы, приемы и инструменты математической статистики: сбор и группировка статистических данных; анализ рядов динамики.

Информационную базу исследования составляют: учебники и  монографии отечественных и зарубежных специалистов, материалы периодической печати нормативно-техническая документация.

1.ТЕХНИЧЕСКИЕ  ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОТЕЛЬНОЙ

1.1.Технологии производства тепловой  энергии

 

Котельная установка  расположенная в поселке «Восточный»  г.Можги предназначена для отопительно-производственных целей. Котельная вырабатывает насыщенный пар с рабочим давлением 0,8 МПа.

Тепловая нагрузка котельной  с учетом потерь тепла в паропроводах и наружных тепловых сетях при  максимально-зимнем режиме составляет: на производство 4,2 Гкал/ч; на отопление  и вентиляцию 5,3 Гкал/ч; на горячее  водоснабжение 0,61 Гкал/ч.

Водоснабжение котельной  осуществляется из городского водопровода. Забор воздуха на горение осуществляется с улицы и непосредственно  с котельного помещения. Тяга дымовых  газов осуществляется дымососами, установленными отдельно для каждого котла. Система  теплоснабжения, для нужд отопления и вентиляции, закрытая. Регулирование качественное по отопительному графику с температурой 95 – 70 ^оС. Пароводяные подогреватели сетевой воды и горячего водоснабжения установлены непосредственно в котельной. Подпитка котлов производится химически очищенной, деаэрированной водой с температурой 104 ^оС.

Водяной пар соответствующего давления и температуры (или горячую  воду заданной температуры) получают в  котельной установке, представляющей собой совокупность устройств и  механизмов для сжигания топлива и получения пара. Котельная установка состоит из одного или нескольких рабочих и резервных котельных агрегатов и вспомогательного оборудования, размещаемого в пределах котельного цеха. Общее представление о рабочем процессе котельного агрегата на жидком или газообразном топливе дает схема котельного агрегата с основными и вспомогательными устройствами, представленная на рисунке 1.

 

Рис.1. Схема котельного агрегата

Жидкое или газообразное топливо по топливопроводам котельной (1) и котельного агрегата (2) подается в мазутные форсунки или газовые горелки (4) и по мере выхода из них сгорает в виде факела в топочной камере.

Стены топочной камеры покрыты  трубами (5), называемыми топочными  экранами. В результате непрерывного горения топлива в топочной камере образуются нагретые до высокой  температуры газообразные продукты сгорания. Продукты сгорания снаружи омывают экранные трубы и излучением (радиацией) и частично конвективным путем передают теплоту воде и пароводяной смеси, циркулирующим внутри этих труб.

Продукты сгорания, охлажденные  в топке до температуры 1000-1200°С, непрерывно двигаясь по газоходам котельного агрегата, омывают вначале разреженный пучок  кипятильных труб (7), затем трубы пароперегревателя (9), экономайзера (12) и воздухоподогревателя (14), охлаждаются до температуры 150-200°С и дымососом (16) через дымовую трубу (17) удаляются в атмосферу.

Движение воздуха и  продуктов сгорания по газоходам  котельного агрегата обеспечивается тяго-дутьевой установкой (вентилятор (15), дымосос (16) и дымовая труба (17).

Питательная вода (конденсат  и добавочная предварительно подготовленная вода) после подогрева питательным  насосом подается в коллектор (13) водяного экономайзера (12). В экономайзере вода нагревается до температуры, близкой к температуре кипения при давлении в барабане котла, а иногда частично испаряется в экономайзерах кипящего типа и направляется в барабан (8) котла, к которому присоединены трубы топочных экранов (5) и фестона (7). Из этих труб в барабан котла поступает образовавшаяся пароводяная смесь. В барабане происходит отделение (сепарация) пара от воды. Насыщенный пар затем направляется в сборный коллектор (11) и пароперегреватель (9), где он перегревается до заданной температуры. Перегретый пар из змеевиков пароперегревателя поступает в сборный коллектор (10). Отсюда он через главный запорный вентиль по паропроводу котельного агрегата (18) направляется в главный паропровод (19) котельной к потребителям. Отделившаяся от пара в барабане котла вода смешивается с питательной водой, по необогреваемым опускным трубам подводится к коллекторам (6) экранов и из них поступает в подъемные экранные трубы (5) и фестон (7), где частично испаряется образуя пароводяную смесь. Полученная пароводяная смесь снова поступает в барабан котла.

Последний элемент котельного агрегата по ходу газообразных продуктов  сгорания – воздухоподогреватель (14). Воздух в него подается дутьевым вентилятором (15), и после подогрева до заданной температуры по воздухопроводу (3) направляется в топку [3,7].

Управление рабочим процессом котельных агрегатов, нормальная и бесперебойная их эксплуатация обеспечиваются необходимыми контрольно-измерительными приборами, аппаратурой и средствами автоматики.

Необходимость в тех  или иных вспомогательных устройствах  и их элементах зависит от назначения котельной установки, вида топлива и способа его сжигания. Основными параметрами котлов являются: паропроизводительность, давление и температура питательной воды, КПД.

Система автоматического  регулирования котельных установок обеспечивает изменение производительности установки при сохранении заданных параметров (давления и температуры пара) и максимального КПД установки. Кроме того, повышает безопасность, надежность и экономичность работы котла, сокращает количество обслуживающего персонала и облегчает условия его труда. Автоматическое регулирование котла включает регулирование подачи воды, температуры перегретого пара и процесса горения. При регулировании питания котла обеспечивается соответствие между расходами воды, подаваемой в котел, и вырабатываемого пара, что характеризуется постоянством уровня воды в барабане [17].

Регулирование питания  котлов малой производительности обычно осуществляется одноимпульсными регуляторами, управляемыми датчиками изменения  уровня воды в барабане. В котлах средней и большой паропроизводительности с малым водяным объемом применяются двухимпульсные регуляторы питания котла по уровню воды и расходу пара, а также трехимпульсные. Управляющие питанием котла по уровню воды, расходу пара и перепаду давлений на регулирующем клапане.

Регулирование температуры  пара осуществляется регулятором, управляемым  датчиками изменения температуры  перегретого пара на выходе из пароперегревателя, изменения температуры пара в  промежуточном коллекторе пароперегревателя и изменения температуры газов в газоходе пароперегревателя, а иногда еще датчиком изменения давления пара.

Регулирование процесса горения в топке котла (в соответствии с расходом пара) осуществляется регуляторами подачи топлива II, воздуха III и регулятором тяги IV (рисунок 2). Регуляторы подачи топлива  II и воздуха III управляются датчиком изменения давления перегретого пара I, а регулятор тяги IV – датчиком изменения разрежения в топке (7) котла.

Насыщенный пар из котлов с рабочим давлением Р = 0,8 МПа поступает в общую паровую магистраль котельной, из которой часть пара отбирается на оборудование установленное в котельной, а именно на: подогреватель сетевой воды; подогреватель горячей воды; деаэратор. Другая часть пара направляется на производственные нужды предприятия.

Деаэрацией называется освобождение питательной от растворённого  в ней воздуха в состав которого входит кислород (О2) и двуокись углерода (СО2). Будучи растворенными, в воде эти  газы вызывают коррозию питательных  трубопроводов и поверхности нагрева котла, вследствие чего оборудование выходит из строя.

Термический деаэратор  служит для удаления из питательной  воды растворённых в ней кислорода  и двуокиси углерода путём нагрева  воды до температуры кипения. При  температуре кипения воды растворённые в ней газы полностью теряют способность растворяться. Деаэратор состоит из бака-аккумулятора и деаэрированной колонки, внутри которой расположен ряд распределительных тарелок. Внутри бака-аккумулятора расположено барботажное устройство – оно служит для дополнительного удаления растворённых газов путём частичного перегрева питательной воды. За счёт барботажного устройства качество деаэрации улучшается.

Питательная вода поступает  в верхнюю часть деаэратора на распределительную тарелку. С тарелки  вода равномерными струйками распределяется по всей окружности деаэраторной колонки и стекает через ряд расположенных, с мелкими отверстиями, тарелок.

Пар для подогрева  воды вводится в деаэратор по трубе  и распределяется под водяную  завесу, образующуюся при скитании воды. Пар расходясь во все стороны поднимается вверх навстречу питательной воды при этом нагревая её до температуры 104 °С, что соответствует избыточному давлению в деаэраторе 0,02 ÷ 0,025 МПа.

Пар для барботажного устройства подводится по отдельной трубе. При этой температуре воздух выделяется из  воды и вместе с остатком не сконденсировавшегося пара уходит через вистовую трубу, расположенную в верхней части деаэраторной колонки непосредственно в атмосферу.

Освобождённая от кислорода и двуокиси углерода и подогретая вода выливается в бак аккумулятор, расположенный под колонкой деаэратора, откуда расходуется для питания котлов.

Во избежания значительного  повышения давления в деаэраторе на нём устанавливают два предохранительных  клапана, а так же гидравлический затвор на случай образования в нём разряжения.

Деаэратор снабжён водоуказательным стеклом, регулятором уровня воды в  баке, регулятором давления и необходимой  измерительной аппаратурой.

Конденсат от производственного потребителя  самотёком  возвращается, в размере 30% при температуре 80 °С,  в конденсатосборник и далее конденсатным насосом направляется в бак горячей воды.

Подогрев сетевой воды, также  как и подогрев горячей воды, производится паром в последовательно включённых двух подогревателях, при этом подогреватели работают без конденсатоотводчиков, отработанный конденсат направляется в деаэратор.