Модернизация котельной АНОФ-3 на период летнего режима работы

Регистрирующие вторичные приборы конструктивно встроены в щит контроля (щит КИП), который, в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата делится на две модификации: щит КИП-1 для котла паропроизводительностью 4 - 6,5 т/ч и щит КИП-2 для котлоагрегатов 25 т/ч.

Автоматическое регулирование.

Для регулирования и срабатывания защит используется микропроцессорная система “Ремиконт Р-130”.

Для котлоагрегата предусмотрено автоматическое регулирование уровня воды в барабане котла и регулирование процесса горения, осуществляемое тремя регуляторами топлива, воздуха и разряжения.

Регулятор уровня воды в барабане котла осуществляет ПИ-закон регулирования. Схема регулятора представляет собой одноимпульсный регулятор, получающий сигнал от датчика уровня и осуществляющий регулирующее воздействие на регулирующий орган подачи питательной воды в котел через исполнительный механизм. Такие схемы регулирования применимы для котлоагрегатов, работающих без резких колебаний нагрузки. В случае, когда нагрузка на котлоагрегате переменная, необходимо применять трехимпульсную систему регулирования с введением в регулятор дополнительных корректирующих импульсов по расходу пара и расходу питательной воды.

Схема регулятора разряжения аналогична одноимпульсному регулятору уровня с передачей регулирующего воздействия через исполнительный механизм на направляющий аппарат дымососа.

Регулятор топлива предназначен для стабилизации заданного давления пара в барабане котла по ПИ-закону регулирования. Схема регулятора представляет собой одноименный регулятор давления, получающий входной сигнал от датчика давления и осуществляющий регулирующее воздействие на регулирующий орган подачи топлива (газа или мазута).

При применении в комплекте автоматики щита управления Щ-ДЕ возможен переход регулирования с одного вида топлива на другой посредством переключения органов ручного управления, расположенного на щите. При изменении в комплекте щита управления Щ-К2 при переходе с одного вида топлива на другой необходимо провести соответствующую перекоммуникацию исполнительных механизмов на регулятор топлива.

Регулятор воздуха выполнен по принципу соотношения “топливо - воздух”. Регулятор в комплекте с исполнительным механизмом постоянной скорости осуществляет регулирование объекта по ПИ-закону. Входными сигналами для регулятора являются: сигнал с датчика давления топлива (газ или мазут) и сигнал с датчика давления (напора воздуха). Регулирующее воздействие регулятор осуществляет на НАВ через исполнительный механизм.

В качестве датчиков в контурах регулирования применены следующие приборы:

регулятор уровня - дифманометр мембранный типа ДМ-3583М с перепадом давления Р=3,5 кПа;

регулятор топлива - манометр пружинный электрический типа МПЭ-МИ с давлением Р=1,6 МПа и выходным сигналом 0 - 5 мА. Для использования такого датчика в комплекте с регулятором Р 25.1.1 необходимо подключить выходящие клеммы датчика к 11 и 12 клеммам регулятора через шунтирующий резистор 78,7 Ом;

регулятор разряжения - дифманометр колокольный типа Д КО-3702 с перепадом давления Р=160 Па;

регулятор воздуха - датчик давления воздуха ДМ-3583М Р=6,3 кПа, при работе в комплекте регулятором Р 25.1.1 выходные клеммы подключить к клеммам 13 и 14 регулятора. Датчик давления топливо-газ-дифманометр ДМ-3583М Р=6,3 кПа; датчик давления топливо-мазут-манометр пружинный типа МПЭ-МИ, входной сигнал - давление Р=2,5 МПа, выходной сигнал 0 - 5 мА. При работе этого датчика в комплекте с регулятором Р 25.1.1 входные клеммы датчика присоединить к клеммам 11 и 12 регулятора через шунтирующий резистор 78,7 Ом.

В качестве регулирующих приборов в щитах управления применимы приборы системы “контур-1”типа Р 25.1.1 (Щ-К2) или системы “контур-2” РС 23.1.12 (Щ-ДЕ).

В качестве исполнительных механизмов применены:

направляющий аппарат дымососа и вентилятора МЭО-250/25-0,25-У-87;

регулирующий орган на газопроводе к котлу МЭО-40/25-0,25-У-82.

Для пуска и реверсирования электродвигателей исполнительных механизмов применены магнитные пускатели типа МПЛ-11004В (бесконтактные пускатели типа ПБР-2М или ПБР-3А).

Технологическая защита и блокировка.

Схема защиты котлоагрегата обеспечивает отключение подачи топлива к горелке при:

понижении давления газа на газопроводе перед горелкой;

понижении давления жидкого топлива на мазутопроводе перед горелкой;

погасании факела запальника;

погасании факела основной горелки;

понижении давления воздуха перед горелкой;

уменьшении разряжения в топке;

отклонении уровня в барабане котла;

исчезновении напряжения в цепях защиты.

Схема защиты конструктивно собрана в щите управления Щ-К2 (Щ-ДЕ) на релейных элементах.

В качестве датчиков защиты применены:

давления воздуха - датчик-реле напора ДН-40 (0,04 - 40 кПа);

давления газа - датчик-реле напора ДН-40;

давление жидкого топлива - электроконтактный манометр ДМ-2010-СГ;

погасание факела запальника и основной горелки - защитно-запальное устройство ЗЗУ-4;

разряжение в топке - датчик-реле ДНТ-100 (ДТ-2,5 или ДН-2,5);

отклонение уровня в барабане котла - электронный регулятор-сигнализатор ЕСП-50.

Защита воздействует на отключение электромагнита клапана-отсекателя типа ПКН при работе на газе или клапан ЗСК при работе на мазуте.

Схема предусматривает следующие технологические блокировки:

невозможность включения розжига котла при первоначальном пуске котла или после срабатывания защиты без проведения предварительной вентиляции топки в течении 10 мин;

невозможность работы вентилятора при отключенном дымососе.

При применении в комплекте автоматики щита управления Щ-К2, где отсутствует блокировка предварительной вентиляции топки. Электрическая схема блокировки монтируется в щите контроля (щит КИП).

Сигнализация и управление.

Комплект автоматики обеспечивает технологическую сигнализацию аварийных параметров котлоагрегата и служит для предупреждения обслуживающего персонала путем выдачи светового и звукового сигнала.

Световая сигнализация размещена на щите управления и горит до ликвидации нарушения параметра до нормы.

Звуковая сигнализация (общекотельная) снимается дежурным персоналом.

Управление электроприводами дымососа, вентилятора (для котлов с пароперегревателем - управление главной паровой задвижкой), исполнительными механизмами НАВ, НАД, регулирующего клапана подачи воды в котел, регулирующего клапана подачи жидкого топлива в форсунку, регулирующей заслонки подачи газа к горелке осуществляется со щита управления.

10. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОКУПАЕМОСТИ МЕРОПРИЯТИЯ

Определим затраты на закупку мазута, необходимого для выработки нужного количество тепла в летние месяцы, по формуле:

где

- количество мазута, необходимого для выработки тепла в расчетный период, т;

- стоимость мазута (по данным отдела МТС ЭК ОАО «Апатит» стоимость мазута на январь 2012 года составляет 11 350,92 руб/т (без НДС).

Количество мазута за требуемый период берем из отчетов о работе котельной АНОФ-3 за соответствующие месяцы.

т,

т,

т.

Соответственно,

руб.

Как уже описывалось ранее, в летние месяцы работа на низкой нагрузки чрезвычайно неэкономична: КПД котла снижается до 75% [3].

Новый же котел ДЕ-25 имеет КПД 92% [4].

КПД () - это отношение полезной работы к затраченной работе:

В данном случае , следовательно, можно вычислить .

руб.

Теперь вычислим годовую экономическую эффективность:

,

руб.

Срок окупаемости проекта будем вычислять по формуле:

,

где

- инвестиционные расходы.

Инвестиционные расходы будут включать:

1. Проектные работы - 1 000 000 руб. (по экспертной оценки).

2. Закупка оборудования - 7 045 750 руб.

3. Доставка, монтаж и наладка устанавливаемого оборудования составляют около 60% от стоимости оборудования (по данным представителя Бийского котельного завода), т.е.

7 045 7500,6 = 4 227 450 руб.

4. Эксплуатационные затраты - 300 000 руб.

Итого, =1 000 000 + 8 313 985 + 4 988 391 = 14 302 376 руб.

года.

Ввиду того, что котел ДЕ вырабатывает пар с теми же параметрами, что и котел ГМ, и отличается от него только паропроизводительностью, то его можно использовать и в течении всего года, например, для более гибкого регулирования теплопроизводительности в такие месяца как апрель-май, октябрь-ноябрь. Следовательно, окупаемость наступит раньше.

Преимущества котлов серии ДЕ.

* Надежность в эксплуатации и повышенный ресурс.

* Высокий КПД - до 93%.

* Возможность работы котла как в паровом, так и в водогрейном режиме.

* Котел транспортабелен, поставляется на монтаж единым блоком, легко монтируется и подключается к инженерным коммуникациям.

Так же котлы марки ДЕ хорошо зарекомендовали себя при работе на других котельных ЦПС ЭК ОАО «Апатит»:

* на котельной Кировского рудника установлено 6 паровых котлов: 4 котла ДЕ-25-14/225 и 2 котла ДЕ-25-14/194;

* на котельной Восточного рудника: 2 паровых котла ДЕ-25-14/194

* на котельной Центрального рудника имеется 1 котел ДЕ-25-14/194.

Итого, уже 9 котлов данного завода работают на котельных ЦПС ЭК ОАО «Апатит».

Соответственно, есть обученный персонал - ремонтный персонал и оперативный персонал, имеющие опыт эксплуатации и ремонта данного типа котлов.

Как уже говорилось выше, имеющиеся производственные площади котельной АНОФ-3 позволяют установку данного котла ДЕ-25-14/250, размеры которого:

длина 10195 мм

ширина 5210 мм

высота 6095 мм.

Так же имеются технологические трубопроводы в месте установки нового котлагрегата. Это видно на схеме компоновки котельной АНОФ-3 (Приложение 4).

ВЫВОДЫ

В ходе выполнения данной работы были изучены особенности работы котельной АНОФ-3 в летний период, проведен анализ работы котлоагрегатов и выявлена проблема в работе котлов ГМ-50-14/250.

Летом работает только один котел, при этом его паропроизводительность опустилась с номинальной - 50 т/ч до фактической - 20 т/ч. Работа в таком режиме имеет ряд существенных недостатков:

По требованиям безопасности завода-изготовителя паропроизводительность котла должна регулироваться в пределах от 100% до 70%, а в нашем случае получается всего 40% .

При низкой паропроизводительности происходит быстрое засорение поверхностей нагрева и газоходов котлоагрегата и ведет к повышенному коррозийному и температурному износу, что:

приводит к снижению межремонтных интервалов,

преждевременному выводу оборудования из строя

и необходимости их преждевременной замены и необоснованных финансовых затрат.

Работа на такой нагрузки чрезвычайно неэкономична: КПД котла снижается с 92% до 75-80%. Так же возрастает расход мазута.

В данной работе было рассмотрено предложение по обеспечению безопасной и экономичной работы котельной, а именно предложен вариант установки в котельной АНОФ-3 еще одного парового котла меньшей производительностью модульного исполнения ДЕ-25-14/250.

Имеющиеся производственные площади котельной позволяют это сделать, необходимые коммуникации для обеспечения котла питательной водой, топливом, а так же отвода пара имеются.

В экономической части была найдена годовая экономическая эффективность установки нового котла меньшей паропроизводительностью, которая составила руб. Также в работе приведена сумма инвестиционных затрат = 14 302 376 руб. Рассчитан срок окупаемости проекта, который составил 3 года 8 месяцев.

Полученные в процессе написания данной работы выводы позволяют утверждать о значительной экономической эффективности установки нового котла ДЕ-25-14/250.

Выбранный котел позволит:

Летом работать безопасно и экономично;

В другие месяца можно будет гибко регулировать теплопроизводительность.

Данный котел имеет ряд преимуществ:

Компактный, легко монтируется и имеющиеся производственные площади котельной позволяют это сделать,

Необходимые коммуникации для обеспечения котла питательной водой, топливом, а так же отвода пара имеются.

Котлы такого типа имеются на других котельных ЦПС ЭК ОАО «Апатит», соответственно, есть обученный персонал - ремонтный персонал и оперативный персонал, имеющие опыт эксплуатации и ремонта данного типа котлов.

Данный котел может работать как на мазуте, так и на газе, поэтому в перспективе газификации региона, не потребуется замены котлоагрегата при переходе на более экономичный вид топлива.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Соколов Б. А. Котельные установки и их эксплуатация. - М.: Академия, 2007. - 432с.

Инструкция по эксплуатации котла.- Министерство энергетического машиностроения, ГМ-50-14/250 стр.55.

Эстёркин Р.И. “Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование”, 1989 г. Энергоатомиздат.

Режимные карты котла ГМ-50-14/250.- ЦПС ЭК ОАО «Апатит».

URL: http://www.bikz.ru/about_plant.php.

URL: http://www.generation-eo.ru/par_kotly/de_me.

Приложение 1

Котлы на жидком и газообразном топливе от Бийского котельного завода

Приложение 2

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ

для подготовки коммерческого предложения на поставку котлов

производства ОАО «Бийский котельный завод» и работ по их реконструкции

Приложение 3

Приложение 4

Размещено на Allbest.ru