Реконструкция промышленно-отопительной котельной ООО «Завод ЖБК №2»

Отбойные щиты, направляющие козырьки, жалюзийные сепараторы и  дырчатые листы выполняются съемными для возможности полного контроля и ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном и самого барабана. Все сепарационные устройства крепятся к полухомутам, приваренным к барабану, с помощью шпилек и гаек. Разборка и сборка жалюзийных сепараторов и дырчатых листов выполняется поэлементно. Разборка отбойных щитов начинается с нижнего щита. Сборка сепарационных устройств осуществляется в обратной последовательности.

При сборке паросепарационных  устройств, следует обратить внимание на создание плотности в местах соединения отбойных щитов между собой и в местах крепления их к полухомутам, а также в местах присоединения направляющих козырьков к полосе со шпильками: установить новые паронитовые прокладки, смазанные графитом.

При необходимости корректировки  водно-химического режима котлов ввод фосфатов следует предусмотреть линию между экономайзером и котлом.

На котле предусмотрена  непрерывная продувка из нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора). Если задний экран топки выполнен из С-образных Ш51 мм, периодическая продувка котлов совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана: врезку трубопровода периодической продувки рекомендуется выполнить в промежутке между запорным и регулирующим органом на линии непрерывной продувки.

 

Основные характеристики и параметры котла

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Е 4–14ГМО
Паропроизводительность, т/ч	4
Абсолютное давление, МПа (кгс/см2)	1,4 (14)
Температура пара, ◦С	194 насыщенный
Расход расчетного топлива, кг/ч   – мазут   – газ	272  287
КПД (брутто), %, не менее   – мазут   – газ	89,9  92,1
Аэродинамическое сопротивление газового тракта, Па (кгс/м2), не более   – мазут   – газ	390  315
Аэродинамическое сопротивление воздушного тракта, Па (кгс/м2), не более   – мазут   – газ	197  155
Низшая теплота сгорания, МДж/кг (ккал/кг), расчетная   – мазут   – газ	38,8 (9260)  36,1 (8620)
Присосы воздуха в  котле с уравновешенной тягой, %   – топки   – котельного пучка   – экономайзера	5  10  10
Продолжительность пуска  котла от начала розжига до набора номинальной нагрузки из холодного  состояния, ч, не более	1,5
Средняя наработка на отказ, ч, не менее	4500
Установленный срок службы между капитальными ремонтами, лет, не менее	3,5
Полный назначенный  срок службы, лет, не менее	20
Габаритные размеры:   – длина по наружной поверхности балок каркаса и стен обмуровки (L);   – ширина по наружной поверхности балок каркаса и стен обмуровки (В);   – высота от уровня пола котельной до патрубков на верхнем барабане (Н)	3798  2921  4028
Габаритные размеры:   – длина по выступающим частям площадок (L1);   – ширина по выступающим частям площадок (В1);   – высота от уровня пола котельной до выступающих частей ограждения площадок (Н1)	4195 4080 5050
Масса котла в объеме поставки, кг	10666
Масса транспортабельного блока, кг	4475
Комплектация:
– количество и мощность горелки, Гкал/час	1х2,5
– вентилятор	ВДН-8 1000 об/мин, 11кВт
– дымосос	ДН9 1000 об/мин, 11 кВт
– экономайзер	ЭЧБ-2–94

 

 

 

 

2  Обоснование и описание  выбранной теплотехнологической  схемы и конструкции основного  оборудования

 

     2.1 Обзор литературных источников и патентный поиск по теме проекта                            

         В [1] описывается недостатки системы теплоснабжения и способа ее осуществления является необходимость излишне глубокого охлаждения (примерно до 20°С) обратной магистральной воды и ограничение степени ее повторного нагрева утилизированным теплом температурой примерно 35°С, что соответствует обычным уровням температуры циркводы на входе и выходе из конденсатора паровой турбины. Дальнейший нагрев обратной сетевой (магистральной) воды происходит, как уже отмечено, за счет сжигания дополнительного количества топлива в котле.

       Литературные источники [2] свидетельствуют о перспективности современных промышленных котельных агрегатов,  с высокими показателями эффективности.

     Кроме стоимостных характеристик, ранее в котельных Российского производства отмечалась  малая эффективность использования газа котельными (по оценке аналитиков «Газпрома», потери при использовании газа в отечественной теплоэнергетике составляли порядка 60%, при этом на Западе потери газа в 20% считаются недопустимыми). Около 50% котельных,   работающих на газе, имеют фактический КПД ниже 80%, из них 32% — ниже 60%.  При этом КПД большинства газовых котельных в Западной Европе превышает 95%. На данный момент отечественное оборудование по техническим характеристикам, надежности и экономичности начинает догонять оборудование многих других импортных производителей. Российские условия делают необходимой профилактику любой, даже самой дорогостоящей и надежной техники. Высокая надежность Российских котлов большинством заводов подтверждена аттестацией производства в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 9001.

 Паровые котлы производительностью  от 1 до 50 т/ч с комплексной системой  управления, автоматической и технологической  обвязкой, а также водогрейные  котлы малой и средней мощности  в диапазоне нагрузок от 0,8 до 25 Гкал/ч выпускает ОАО "Бийский котельный завод"

Это оборудование предназначалось  для работы на газе, мазуте, легком жидком топливе. Оно компактно, просто в  обслуживании и ремонте, имеет широкий  диапазон регулирования нагрузки и  высокую эксплуатационную надежность.            Система автоматизации обеспечивает поддержание заданной температуры воды, оптимального избытка воздуха, необходимые защиты и блокировки.

Котлы просты в монтаже  и пуско-наладке, требуют минимальных  эксплуатационных расходов. По уровню стоимости они в настоящее время зачастую ниже аналогичных котлов производства других фирм России, а также имеют достаточно высокие технические показатели.

Данное оборудование фирм надежно, экономично, проверено  в эксплуатации, имеет сертификаты и разрешения Госгортехнадзора России на их применение.

Благодаря конструктивным особенностям котлов, выбросы окислов  азота и углерода в атмосферу  находятся на низком уровне. Характерными качествами этих котлов являются быстрый  монтаж, удобство в эксплуатации, высокий сервис обслуживания.

Водогрейные котлы фирмы Viessmann (Германия) имеют диапазон нагрузок от 15 до 10 000 кВт. Они отличаются использованием новейшей технологии изготовления поверхностей нагрева из специальной коррозионностойкой стали, двух- и трехслойной.

Использоване котлов российского производства в автономных системах теплоснабжения позволяет  уменьшить капиталовложения и снизить  себестоимость вырабатываемого  тепла [1].

 

 

   

  2.2 Обоснование и  описание теплотехнологической схемы и конструкции основного оборудования

 

           На рисунке  1.1 представлена развернутая тепловая схема промышленно-отопительной котельной ООО “Завод ЖБК №1”.

Сырая вода поступает  на всас насосов сырой воды (НСВ). После она проходит подогреватель сырой (ПСВ), водоподготовительную установку (ВПУ), охладитель подпиточной воды (ОХППВ) и поступает в деаэратор (ДПВ). Вода из ДПВ питательными насосами (ПН) подается в паровые котлы (ПК). Пар, вырабатываемый котлами, направляется в паровой коллектор, откуда разбирается потребителями: на производство и в деаэратор. 80% конденсата, возвращаемого с производства, конденсатными насосами (КН) подается через ПСВ в ДПВ. Для утилизации теплоты непрерывной продувки котлов служит расширитель непрерывной продувки (РНП). В нем давление продувочной воды понижается и образуется вторичный пар, который поступает в ДПВ. Также вода из ДПВ, проходя ОХППВ, поступает на подпитку водогрейных котлов с помощью подпиточного насоса (ППН). Горячая вода из водогрейных котлов (ВК) проходит подогреватель сетевой воды (ПСВ), подогреватель горячего водоснабжения (ПГВС) и сетевыми насосами (СН) направляется обратно в котлы. Водопроводная  вода, пройдя ПГВС, насосами (НГВС) подается на нужды горячего водоснабжения (ГВС) [2,3]

         Проектируемая котельная будет снабжать потребителей в течение всего года. Летом коммунально-бытовая нагрузка состоит из горячего водоснабжения Q_ГВС=0,385 МВт. Зимой в пиковый режим – 2,872 МВт, здесь на отопление идет Q_ОТ=2,41 МВт и на горячее водоснабжение 0,462 МВт.

Средне-зимняя нагрузка составляет 1,42 МВт. Паровая нагрузка постоянна в течении всего года и составляет 5.3 МВт.

Рисунок 1.1 - Принципиальная тепловая схема 

 

2.3 Технико-экономическое обоснование проекта

      В  данном проекте предлагается установка парового котла Е-4-14 на промышленно-отопительной котельно ООО “Завод ЖБК№1” для выработки пара на собственные нужды.

     Для обоснования проекта в качестве альтернативного варианта принимаем стоимость пара закупаемого у стороннего источника

     Варианты  сравниваются по следующим стоимостным  показателям:

- экономия издержек  за счет эксплуатационных расходов;

- срок окупаемости капитальных вложений.

     Расчет проведен в  ценах на апрель 2012 года с учетом НДС.

     В качестве критерия  эффективности используется расчетный  срок окупаемости капиталовложений, лет:

,                                                             (2.1)

где -  капиталовложения в установку, тыс.руб.;

 – годовая экономия издержек, тыс.руб./год.

     Годовая экономия  издержек, тыс.руб./год:

,                                                      (2.2)

где =17600 тыс.руб./год – издержки до реконструкции на покупку пара у стороннего источника;

 – издержки  при установке Е-4-14, тыс.руб./год:

Затраты до установки находим по формуле:

                                               (2.5)

где – издержки на амортизацию оборудования, тыс.руб./год;

 – издержки на ремонт оборудования, тыс.руб./год;

 – издержки на покупку топлива, тыс.руб./год;

- издержки на заработную плату,  тыс.руб/год. 

,                                                        (2.6)

где   – коэффициент учитывающий затраты на амортизацию оборудования;

– капитальные затраты на покупку  всего оборудования, тыс.руб.

    Издержки на ремонт оборудования, тыс.руб/год:

                                                          (2.7)

    Издержки на покупку топлива, тыс.руб/год:

 тыс.руб./год,                                                                                           (2.8)

 

     Годовая экономия издержек по формуле (2.2):

     Срок окупаемости определяем по формуле (2.1):

     Учитывая, что издержки предприятия в  результате реконструкции снизились, срок окупаемости с начала эксплуатации 1,3 года, дальнейшее проектирование считаю экономически целесообразным.

 

 

   3 Теплотехнологические расчеты 

 

  3.1 Расчет объемов  и энтальпий воздуха и продуктов  сгорания

 

По заданному составу  воздуха и продуктов сгорания рассчитываем теоретические объемы воздуха V⁰ и продуктов сгорания ( ).

Таблица 1

	Наименование  показателя	Обозн.	Размерн.	топка	КП	ВЭК
	Коэффициент избытка  воздуха	α		1,1	1,2	1,3
	Средний коэффициент избытка воздуха	α ср		1,1	1,15	1,25
	Действительный объем  водяных паров	VН2О	мі/ мі	2,18	2,184	2,199
	Действительный объем  газов	Vr	мі/ мі	11,98	12,47	13,47
	Объемные доли трехатомных  газов	rRO2		0,088	0,084	0,078
	Объемные доли водяных  паров	rН2О		0,18	0,173	0,16
	Суммарная объемная доля излучающих газов	∑r		0,268	0,257	0,238

 

 

 

Расчеты для таблицы 1 в соответствии с пунктами

	формула	расчет
		топка	КП	ВЭК

 

3.2 Расчет энтальпий  воздуха и продуктов сгорания

энтальпия котел  топочный парогенератор

Таблица 2

	t оС	Iог кДж/м3	Iов кДж/м3	IГ = IоГ + (a-1) • IоВ кДж/м3
				Топка	Конв.пучек	ВЭК
	30,00		389,1
	100,00	1517	1297
	139,00	1981,1	1809,07			2523,82
	200,00	3064	2610		3586
	300,00	4672	3954,5		5462,9
	400,00	6280	5299		7339,8
	500,00	7974	6706,5
	600,00	9668	8114
	700,00	11442	9575,5
	800,00	13216	11037
	900,00	15065,5	12547,5
	1000,00	16915	14058	18320,8
	1100,00	18815	15602,5	20375,25
	1200,00	20715	17147	22429,7
	1300,00	22632	18721	24504,1
	1400,00	24549	20295	26578,5
	1500,00	26530,5	21893	28719,8
	1600,00	28512	23491	30861,1
	1700,00	30230	25099,5	32739,95
	1800,00	32548	26708	35218,8
	1900,00	34584,5	28340,5	37418,55
	2000,00	36621	29973	39618,3