Проект котельной установки для теплоснабжения военного городка
Инженерная характеристика района размещения объекта теплоснабжения. Составление и расчёт тепловой схемы котельной, выбор основного и вспомогательного оборудования. Описание тепловой схемы котельной с водогрейными котлами, работающими на жидком топливе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.06.2017 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
АВР должен автоматически переключиться на резервный источник питания и автоматически переключиться обратно на основной источник питания только в случаи включения рабочего источника питания с временной задержкой, что бы исключить перекрестное короткое замыкание.
Для блока АВР можно использовать различные схемы управления:
РЗиА это релейная системы защиты здесь применяются приборы различного назначения (реле, контакторы).
Цифровые блоки с помощью контроллеров и переключателей, элементов индикации - изделий, включающих в себя механическую коммутацию.
АВР применение
Согласно ПУЭ все потребителей электрической энергии разделяют на три категории:
I категория -- к потребителям этой группы относятся те, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, опасность для безопасности государства, нарушение сложных технологических процессов и пр.
II категория -- к этой группе относят электроприёмники, перерыв в питании которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта.
III категория -- все остальные потребители электроэнергии.
АВР схема
При разработке схемы АВР, обязательно должно быть выполнено требование: включение секционного выключателя должно быть автоматическим. Важно учитывать пропускную способность питающего трансформатора и мощность автоматического и резервного источников питания. В противном случае может получиться так, что автоматическое переключение питание от резервного источника питания выведет из строя источник питания (трансформатор, генератор, UPS), так как резервный или основной источник питания не сможет справиться с суммарной нагрузкой двух потребителей. В случае если невозможно подобрать такой источник питания, обычно предусматривают отключение наименее важных потребителей.
АВР классификация:
· АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР автоматически подключит резервную секцию.
· АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной.
· АВР с восстановлением. Если на отключенном вводе вновь появляется напряжение, то с выдержкой времени АВР автоматически переключиться на основной источник питани, а секционный выключатель отключается. Кратковременная параллельная работа двух источников не допустима, сначала АВР отключит секционный выключатель, а затем АВР включит вводной выключатель. Схема питания вернулась в исходное состояние.
АВР без восстановления.
Схема электроснабжения котельной представлена на листе 5 графических изображений.
2.6 Разработка структуры и алгоритма системы визуализации технологических процессов
2.6.1 Назначение Системы
АСУТП предназначена:
* Для целевого применения как законченное изделие под определенный объект автоматизации - производство ABC;
* Для стабилизации заданных режимов технологического процесса путем контроля технологических параметров, визуального представления, и выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы, как в автоматическом режиме, так и в результате действий технолога - оператора;
* Для определения аварийных ситуаций на технологических узлах путем опроса подключенных к Системе датчиков в автоматическом режиме, анализа измеренных значений, и переключения технологических узлов в безопасное состояние путем выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы в автоматическом режиме, или по инициативе оперативного персонала.
2.6.2 Цели создания Системы
Целями создания АСУТП являются:
* Стабилизация эксплуатационных показателей технологического оборудования и режимных параметров технологического процесса;
* Увеличение выхода товарной продукции;
* Уменьшение материальных и энергетических затрат;
* Выбор рациональных технологических режимов с учетом показаний промышленных анализаторов, установленных на потоках, и оперативной корректировки режима по данным лабораторных анализов;
* Улучшение качественных показателей конечной продукции;
* Предотвращение аварийных ситуаций.
Ключевым критерием качества работы АСУТП является стабильность заданных характеристик технологического процесса с учетом противоаварийной защиты для всех стадий технологического процесса.
АСУТП предназначена для автоматизированного управления технологическим оборудованием котельной. В состав оборудования котельной, согласно проекту, входят три водогрейных котла марки Vitomax 200 WS, три питательных насосаК 100-80-160, три сетевых насоса марки1Д 200-36б, 4 рециркуляционных насоса марки LPS 50/75 M, два насоса ГВС марки К 150-125-315.
АСУТП обеспечивает управление оборудованием котельной в соответствии с действующими нормами безопасности, в том числе пуски и остановы оборудования, автоматическое регулирование технологических параметров, предоставляет оператору информацию о состоянии технологического процесса.
2.6.3 Основные функции системы
· сбор и первичная обработка сигналов от датчиков;
· контроль сигналов на достоверность;
· отображение информации на мониторах АРМов;
· технологическая, аварийная и предупредительная сигнализация;
· автоматическое регулирование;
· дистанционное и автоматическое управление;
· реализация технологических защит и блокировок;
· регистрация аварийных ситуаций;
· архивация и документирование;
· расчеты технико-экономических показателей;
· автоматическое ведение оперативной документации.
Сервисные функции системы:
· управления реконфигурацией технических средств;
· автоматизированная безопасная загрузка и запуск программ;
· автоматический сбор и статистическая обработка данных о работе котельной.
Высокие требования к безотказной подаче воды потребителям военного городка потребовали построения АСУТП с использованием технических средств высокой надёжности . В системе применены дублированный сервер сбора и обработки данных, высокопроизводительные резервированные контроллеры SimaticS7-400 (Siemens). Обмен данными между контроллером и устройствами сбора данных производится по резервированной информационной сети PROFIBUS-DP.
2.6.4 Верхний уровень ПТК
Оборудование верхнего уровня расположено в помещении центрального щита управления ЦЩУ и имеет следующий состав.
· Шкаф серверов, в котором размещены:
- дублированный сервер (два системных блока),
- коммутатор сети Ethernet,
- компьютер инженерной станции.
· Шкаф компьютеров АРМов, который содержит:
- два компьютера АРМов оператора,
- компьютер АРМа начальника смены.
· Мониторы, клавиатуры, мыши, расположены на рабочих столах АРМов
· Шкаф приборов и сигнализации ШПС с показывающими приборами и сигнальными индикаторами, дублирующими показания основных параметров технологического процесса,
· Шкаф автоматического ввода резерва ШАВР,
· Шкаф бесперебойного питания ШБП.
· Каждый сервер и каждый компьютер АРМов питается от отдельного блока бесперебойного питания, размещенного в ШБП.
· Информационная сеть верхнего уровня, обеспечивающая обмен, между сервером и клиентскими станциями реализована по стандарту Ethernet 1000 BASE-T.
· В качестве полевой шины обмена данными с уровнем контроллера принята резервированная сеть Ethernet 100 BASE-T.
· В качестве базового программного обеспечения используется SCADA-система SIMATICWinCC.
2.6.5 Уровень контроллеров
Уровень контроллеров выполнен в виде шкафов контроллеров ШК1, ШК2 и реализует автоматическое и дистанционное управление всеми технологическими объектами системы в реальном масштабе времени.
Шкаф контроллеров ШК1 выполняет основной объем функций управления. ШК1 включает резервированный контроллер SIMATIC S7-400H на базе процессоров CPU 417-4H и модуль Y-Link для подключения устройств с нерезервированным интерфейсом PROFIBUSDP к резервированным шинам контроллера. Процессоры контроллера S7-400H функционируют в режиме горячего резервирования и управляют технологическим оборудованием через устройства удаленного ввода/вывода SIMATIC ЕТ-200М. Устройства ЕТ-200М размещенные в шкафах УСО подсистем контроля и управления и связаны с контроллером резервированной шиной PROFIBUSDP.
В шкафу ШК2 расположен контроллер SIMATIC S7-300, обеспечивающий взаимосвязанное управление преобразователями частоты двигателей питательных насосов.
Шкафы ШК1 и ШК2 питаются от шкафа бесперебойного питания ШБП.
2.6.6 Уровень сбора и передачи данных
Оборудование уровня сбора и передачи данных размещается в котельном цехе и включает три подсистемы :
· шкаф устройств сопряжения с объектом УСО,
· силовые шкафы управления исполнительными механизмами (шкафы преобразователей частоты ПЧДВ, ПЧДС, ПЧПН, шкафы управления запорной арматурой ШУЗ, шкафы управления регулирующей арматурой ШУР),
· шкаф автоматического ввода резерва сети ШАВРС обеспечивающий питание исполнительных механизмов (электрифицированных задвижек и клапанов).
Шкаф УСО выполняет задачи сбора данных от датчиков, вывода управляющих сигналов, а также обеспечивает обмен информацией с уровнем контроллера. Шкаф УСО содержит устройство удаленного ввода/вывода SIMATICЕТ-200М, блоки питания датчиков, блоки размножения аналоговых сигналов РС, графическую панель с сенсорным экраном 6”. Шкаф УСО получает питание от шкафа бесперебойного питания ШБП.
Состав сигналов ввода-вывода шкафа УСО:
- дискретные входы типа сухой контакт, =24 В - 128,
- дискретные выходы, =24 В, 500 мА - 64,
- аналоговые входы, (4, 20) мА - 32.
Местное управление запорной и регулирующей арматурой осуществляется с выносных пультов и с пультов, расположенных на дверях шкафов.
Управление частотно-регулируемыми приводами в автоматическом и дистанционном режимах осуществляется от шкафов контроллеров по интерфейсу PROFIBUSDP. Местное управление осуществляется с пультов шкафов преобразователей частоты.
Проектом предусматривается одновременная работа двух из трех питательных насосов, управляемых двумя частотно-регулируемыми приводами, что является достаточным для поддержания необходимого давления питательной воды.
2.6.7 Уровень датчиков, приборов и исполнительных механизмов
Для обеспечения возможности размножения сигналов все аналоговые датчики, включая датчики температуры и расхода, выбраны с выходным сигналом 4-20 мА.
Запорно-регулирующая арматура оснащается приводами МЭО и «AUMA». Все привода регулирующей арматуры оснащены датчиками положения с выходным сигналом 4-20 мА.
Измерение расходов дизельного топлива, питательной воды, выполняется вихревыми расходомерами фирмы «Yokogava».
Автоматизированная система визуализации технологических процессов представлена на листе 8 графических изображений.
ГЛАВА 3. Технико-экономическое обоснование проекта и экологическая часть
3.1 Расчет технико - экономических показателей
1. Установленная мощность котельной
(47)
2. Годовой отпуск теплоты на отопление
(48)
3. Годовой отпуск теплоты на вентиляцию:
(49)
4. Отпуск теплоты на горячее водоснабжение:
(50)
5. Годовой отпуск теплоты от котельной:
(51)
6. Годовая выработка теплоты котельной:
(52)
7. Число часов использования установленной мощности котельной в году:
(53)
8. Удельный расход топлива на 1 отпущенный ГДж теплоты:
условного:
(54)
натурального:
(55)
9. Годовой расход топлива в котельной:
условного:
(56)
натурального:
(57)
10. Установленная мощность токоприемников:
кВт
11. Годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной:
(58)
12. Годовой расход сырой воды в котельной:
м3/год (59)
м3/год
13. Удельный расход сырой воды:
м3/ГДж (60)
При расчете себестоимости отпускаемой от котельной теплоты определяются:
1. Годовые затраты на топливо:
тыс.руб/год (61)
тыс.руб/год
2. Годовые затраты на электроэнергию:
тыс.руб/год (62)
3. Годовые затраты на использованную воду:
тыс.руб/год (63)
4. Годовые затраты на амортизационные отчисления:
тыс. руб/год (64)
тыс. руб/год
тыс. руб (65)
тыс. руб
тыс. руб (66)
тыс.руб (67)
тыс. руб (68)
5. Годовые затраты на текущий ремонт:
тыс. руб/год
6. Годовые затраты на заработную плату эксплуатационного персонала котельной:
тыс. руб/год (69)
тыс. руб/год
7. Прочие суммарные расходы:
тыс. руб/год (70)
тыс. руб/год
8. Годовые эксплуатационные расходы по котельной:
тыс. руб/год (71)
тыс. руб/год
9. Себестоимость отпущенной теплоты:
руб/ГДж (72)
в том числе топливная составляющая:
руб/ГДж (73)
Технико-экономическое обоснование проекта представлено на листе 9 графических изображений
3.2 Разработка мероприятий по охране окружающей среды; оценка вредных выбросов
3.2.1 Общие положения
При сжигании различных органических топлив в котельных установках, наряду с основными продуктами сгорания (СО2, Н2О и N2) в атмосферу поступают загрязняющие твердые частицы (зола и сажа), а также газообразные токсичные вещества: сернистый и серный ангидриды (SO2 и SO3), окислы азота (NO и NO2), некоторые другие соединения. В случае недостаточно полного сгорания топлива в топке уходящие газы могут содержать, кроме того, окись углерода СО (угарный газ), углеводороды СН4, С2Н6 и т.п. Анализ токсичности вредных веществ с учетом их валового выброса показал, что наиболее значимыми являются выбросы двуокиси серы и азота, твердых частиц и угарного газа. Данные вещества, попадая в приземный слой, наносят ущерб здоровью населения, сельскому и лесному хозяйству, промышленности, жилым зданиям и техническим сооружениям. Так твердые частицы привносят в почву, окружающую источник вредных выбросов, такие вредные химические элементы, как кобальт (Co), никель (Ni), мышьяк (As), свинец (Pb), уран (U), причем в концентрациях, в десятки раз превышающих концентрацию данных веществ в земной коре. Окислы серы и азота, соединяясь с атмосферной влагой, вызывают выпадение так называемых «кислотных дождей». Следствием этого является окисление почвы, грунтовых и поверхностных вод, оказывающее отрицательное влияние на их флору и фауну. В условиях городов частицы дыма, сажи, пыли и других веществ, скапливающиеся над ними, образуют «дымовую шапку», которая поглощает часть солнечной радиации и способствует дополнительному нагреванию воздуха (созданию «парникового эффекта»). Поэтому из всей палитры вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу через дымовую трубу котельной, на практике чаще всего определяют количество твердых частиц и окислов азота, серы и углерода.
3.2.2 Определение количества топлива, потребляемого котельной
Величина выбросов вышеуказанных загрязняющих веществ прямо пропорциональна количеству сжигаемого в котельной топлива. В связи с этим при расчете вредных выбросов, прежде всего, необходимо определить максимальный секундный (г/с, дм3/с) расход топлива на котельной.
Максимальный секундный расход топлива, потребляемого котельной, (г/с, дм3/с газа), определяется по известному из курса котельных установок выражению через установленную мощность котельной , МВт:
, (74)
для котельных с водогрейными котлами по выражению:
= 5,815•3= 17,45 МВт,
Qn- тепловая мощность водогрейного котла, МВт;
- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг, МДж/нм3;
зк - средний к.п.д котлов.
3.2.3 Расчёт выбросов
Расчёт выброса твердых частиц (сажи):
Мтв= 0,01?В?q4 (1-з3) = 0,01?435?0,5 (1-0) =2,83 г/с (75)
Расчет выбросов окиси углерода:
Мощность выброса окиси углерода , г/с, определяется по формуле:
, (76)
- количество окиси углерода, образующееся на единицу теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, кг/ГДж.
Расчёт выбросов окислов серы:
Мощность выброса окислов серы при сжигании твердого или жидкого топлива , г/сек, находится по формуле:
(77)
Расчет выбросов окислов азота:
Мощность выброса окислов азота , г/с, находится по формуле:
(78)
=0,15 -параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж;
=0 - коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов окислов азота в результате применения технических решений; при отсутствии последних может быть принят равным 0.
3.2.4 Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере
Размещено на http://www.allbest.ru/
Общие положения
Основным показателем загрязнения атмосферного воздуха является концентрация вредного вещества, т.е. его количество в единице объема атмосферного воздуха; концентрация измеряется в мг/м3 .
В расчетах используются значения приземных концентраций вредных веществ, которые определяются как концентрации примесей в двухметровом слое над поверхностью земли. Схема распространения примесей из точечного источника приведена на рисунке 4. Чтобы определить степень загрязнения приземного слоя, максимальные значения приземных концентраций вредных веществ сравнивают со значениями максимально разовых предельно допустимых концентраций (ПДК).
Расчеты максимальных значений приземных концентраций проводятся отдельно по каждому компоненту.
Максимальные значения приземных концентраций отдельных компонентов можно получить расчетным путем, если допустить, что источник загрязнения имеет максимально-возможный выброс вредных веществ, а климатические условия являются самыми неблагоприятными для их рассеивания.
К метеорологическим факторам, влияющим на условия рассеивания вредных веществ в приземном слое, относятся: направление и скорость ветра, температура воздуха, солнечная радиация, атмосферные осадки и др.
Направление ветра учитывается при проектировании размещения промышленных предприятий и жилых кварталов в зависимости от повторяемости различных направлений ветра («розы ветров»).
Скорость ветра определяет расстояние, на которое переносятся вредные примеси от места выброса. Дымовые газы, образующиеся при сжигании органического топлива, имеют более высокую температуру, чем окружающий воздух, поэтому они поднимаются вверх и вместе с вредными примесями уносятся в верхние слои атмосферы. При слабых ветрах подъем «факела» увеличивается, и примеси почти не достигают земли. При сильных ветрах наблюдается рассеивание примесей на значительной площади вокруг места выброса. Но имеется некоторая промежуточная скорость ветра, при которой факел опускается к земле (наблюдается эффект «задымления»), и в приземном слое формируется наибольший уровень загрязнения. Эта скорость называется максимально опасной. Ее значение зависит от высоты, скорости и температуры выбросов из источника.
Максимальная концентрация вредных веществ наблюдается на линии, являющейся проекцией дымового факела (шлейфа) на земную поверхность на некотором расстоянии хм от основания дымовой трубы. Расстояние хм, на котором концентрация вредных веществ достигает максимальной величины, называется максимально опасным расстоянием. Обычно величина хм лежит в пределах 720 высот дымовой трубы.
Распределение температуры в атмосфере с высотой, т.е. вертикальный градиент температуры на единицу расстояния (обычно на 100 м) определяет характер переноса примесей в верхние слои атмосферы. Обычно в атмосфере происходит падение температуры с высотой, при этом частицы теплого воздуха поднимаются вверх, а холодные - опускаются вниз. Таким образом, чем выше температура дымовых газов, тем на большую высоту они поднимутся, тем на большей площади будет наблюдаться выпадение примесей, следовательно, тем меньше концентрация вредных веществ будет наблюдаться в приземном слое. Количественно влияние температуры воздуха на условия рассеивания определяется безразмерным коэффициентом, зависящим от температурной стратификации атмосферы.
Предельно допустимой концентрацией вредного вещества называют такое его количество в единице объема или массы воздуха, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме человека, неблагоприятных наследственных изменений у потомства, а также ухудшения условий его обитания. Другими словами, ПДК характеризуют такое состояние вредных веществ в атмосферном воздухе, при котором на человека и окружающую среду не оказывается ни прямого, ни косвенного вредного воздействия.
Под прямым воздействием имеется в виду нанесение организму временного раздражающего действия, вызывающего кашель, ощущение запаха, головной боли и подобных явлений, которые наступают при превышении пороговой величины концентрации вещества. К прямому воздействию на организм также относится влияние тех вредных веществ, которые, накапливаясь в организме, при превышении определенной дозы могут вызвать патологические изменения.
Под косвенным воздействием имеются в виду такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного воздействия на организм, ухудшают обычные условия обитания (например, увеличивают число туманных дней, поражают зеленые насаждения и т.п.).
Пороговая концентрация устанавливается на основе реакции у наиболее восприимчивых людей. Нормативные величины ПДК устанавливаются по отношению к пороговым величинам обычно с двукратным запасом.
Различают максимально разовые предельно допустимые концентрации (ПДКм.р.) и среднесуточные (ПДКс.с.), при этом имеются в виду среднесуточные концентрации за год, а не в отдельные сутки.
ПДКм.р. устанавливаются для тех веществ, которые оказывают немедленное, но временное раздражающее действие, а ПДКс.с. - для веществ, оказывающих вредное воздействие при накоплении в организме.
Нормативы ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе едины для всей территории России. Их величины приведены в приложении 7. В необходимых случаях для отдельных районов устанавливаются более строгие нормативы ПДК, например, для отдельных заповедных зон. Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также зон отдыха городов ПДК установлены на 20% меньше, чем для жилых районов.
Определение максимальной величины приземной концентрации вредного вещества:
Величина максимально возможной концентрации вредного вещества зависит не только от условий его рассеивания в атмосфере, но и от ряда других факторов, среди которых необходимо выделить следующие: скорость газов на выходе из трубы, различие в температурах газов и воздуха, объем газов и величина выброса, скорость оседания вредных веществ в атмосфере, рельеф местности. Наибольшее же влияние на величину , как показывают наблюдения за оседанием различных веществ после их рассеивания в атмосфере, оказывает высота дымовой трубы. С изменением высоты дымовой трубы Н меняется площадь рассеивания вредных примесей, а их концентрация увеличивается или уменьшается обратно пропорционально величине Н2. С учетом этого максимальное значение приземной концентрации i-го вредного вещества (мг/м3) достигается при опасной скорости ветра uм (м/с) и неблагоприятных метеорологических условиях на максимально опасном хм(м) расстоянии от источника и определяется по формуле:
(79)
мг/м3
мг/м3
= 36 мг/м3
= 41 мг/м3
где: А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы в данном регионе, с-2/3 · оС1/3;
Мi - секундный выброс вредного вещества, г/с;
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;
m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода продуктов сгорания из устья источника выброса. Величина этих коэффициентов зависит от диаметра и высоты дымовой трубы, скорости и температуры продуктов сгорания в устье источника выбросов;
Н - высота источника выброса над уровнем земли (высота дымовой трубы), м;
- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; в случае ровной или слабопересеченной местности принимается =1;
Т - разность между температурой выбрасываемых продуктов сгорания и температурой окружающего атмосферного воздуха, оС;
Vг - расход продуктов сгорания, м3/с.
А=200 - коэффициент, значение которого соответствует неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна.
Значения секундных выбросов Мi по отдельным видам загрязнений определены ранее.
Для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) значение безразмерного коэффициента F принимается = 1;
При определении значения Т (оС) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (оС), или равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-99, а температуру выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания Тг (оС) .
Количество образовавшихся продуктов сгорания котельной на один килограмм твердого и жидкого или один нм3 газообразного сжигаемого топлива (м3/кг или м3/нм3) в соответствии может быть определен из выражения:
(80)
- коэффициент избытка воздуха в уходящих газах котельной. При отсутствии эксплуатационных данных ориентировочно может быть определен по формуле:
=т+, (81)
где: т = 1,1 - коэффициент избытка воздуха в топке;
= 0,4 - суммарная величина присосов в газоходах котлоагрегата и котельной, может быть принята в зависимости от типа котла и вида сжигаемого топлива в пределах =0,250,4.
- теоретический объем продуктов сгорания и теоретически необходимое количество воздуха, м3/кг, м3/нм3.
(82)
Секундный расход продуктов сгорания (м3/с) рассчитывается по формуле:
(83)
Значения коэффициентов m и n определяются по эмпирическим формулам в зависимости от безразмерных параметров f и, полученных опытным путем:
(84)
0,000583
(85)
= 1,8
При отсутствии данных по конструкции дымовой трубы расчет скорости продуктов сгорания производится в следующем порядке:
1) задавшись по рекомендации значением скорости продуктов сгорания в пределах 1015 м/с определяем расчётный диаметр дымовой трубы:
м, (86)
2) полученное значение диаметра дымовой трубы приводится к ближайшему по величине в соответствии со СНиП II-35-76 для кирпичных и бетонных труб: 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 3,0; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0 метра и для стальных труб: 0,4; 0,6 и 0,8 метра.
3) определяем окончательное расчетное значение скорости продуктов сгорания в устье источника выбросов. Полученное значение используется для дальнейших расчетов.
м/с, (87)
м/с.
Предварительная высота дымовой трубы:
(88)
НCO= 6,419 м
НNO2 = 40,696 м
НSO2 = 10,25 м
Нтв = 30,909 м
Принимаем предварительно высоту дымовой трубы по СНиП II-35-76 Н = 45 м.
Коэффициент m определяется в зависимости от fпо формулам:
(89)
1,42
Коэффициент n определяется в зависимости от по формулам (90)
n = 1,02
Определение максимально опасного расстояния от источника выбросов.
Максимально опасное расстояние, т.е. расстояние (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения , зависит от скорости ветра и определяется по формуле:
= 408,6 м. (91)
где: безразмерный коэффициент d находится по формулам:
(92)
d = 9,08
Определение опасной скорости ветра
Значение опасной скорости ветра uм (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ См, определяется по формулам:
(93)
uм = 1,8 м/с
Определение концентраций вредных веществ в заданной точке
Для определения концентрации вредных веществ в произвольной точке (Сy) необходимо:
1) определить значение концентраций вредных веществ на расстоянии хот источника выбросов по оси факела (Сх);
2) определить концентрации вредных веществ Сy в точке, лежащей на перпендикуляре к оси факела на расстоянии у от нее.
Значения приземных концентраций вредных веществ Сx (мг/м3) по оси факела при опасной скорости ветра uм на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяются по формуле:
(94)
где безразмерный коэффициент s1, определяется в зависимости от отношения х/хм по эмпирическим формулам:
(95)
мг/м3
мг/м3
Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе Сy (мг/м3) на расстоянии y (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле:
(96)
мг/м3
мг/м3
где s2 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от максимально опасной скорости ветра uм (м/с) и отношения (у/x)2 по значению аргумента ty:
(97)
Определение нормативов предельно- допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу и платы за загрязнение ОПС
3.2.5 Определение величины предельно допустимых выбросов вредных веществ
При определении размера платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу важно знать величину их предельно допустимых значений, то есть ПДВ.
Значение предельно допустимых выбросов (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в случаях, когда фоновая концентрация вредных веществ не превышает ПДК, определяется по формуле:
(98)
=2,64 г/с
38,1 г/с
4,66 г/с
Расчет размера платы за загрязнение атмосферного воздуха
(99)
где:
Мi - выброс ВВ за отчетный период, [т];
Цпдв - размер ставки платы за соответствующее вредноевоздействие в пределах ПДВ, [руб/т];
Отчётный период - 1 год ( отопительный - 259 дней = 22377600 с )
руб/год
руб/год
Отчётный период - 1год ( летний - 106 дней = 9158400 с)
руб/год
руб/год
Определение общего размера платы за вредные выбросы котельной
(100)
где:
- коэффициент инфляции;
- коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха.
В отопительный период:
руб/год
В летний период:
руб/год
Общая плата за вредные выбросы котельной:
Определение приведенной мощности выброса вредных веществ, обладающих свойством суммации.
Совместное присутствие некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе может усиливать их токсичность. Такие вещества называются вредными веществами однонаправленного действия. Поэтому, Министерством здравоохранения России введено требование о необходимости учета суммарного воздействия ряда таких веществ. В настоящее время достоверно установлено, что для котельных установок веществами, обладающими суммирующим воздействием, необходимо считать сернистый ангидрид SO2, диоксид азота NO2 и оксид углерода СО.
(101)
- секундные выбросы соответственно диоксида азота, сернистого ангидрида и оксида углерода, г/с;
- предельно допустимые концентрации соответственно диоксида азота, сернистого ангидрида и оксида углерода, мг/м3.
Определение приведенной концентрации вредных веществ, обладающих свойством суммации.
Для вредных веществ, обладающих свойством суммации, должна рассчитываться безразмерная суммарная концентрация, либо значения концентрации этих вредных веществ приводятся условно к значению концентрации одной из них.
(102)
мг/м3
- максимально возможные концентрации соответственно диоксида азота, сернистого ангидрида и оксида углерода, мг/м3;
- предельно допустимые концентрации соответственно диоксида азота, сернистого ангидрида и оксида углерода, мг/м3.
Определение минимально допустимой высоты дымовой трубы.
Определяем конечную высоту дымовой трубы в соответствии с суммарной мощностью выброса вредных веществ и суммарной приведенной концентрации вредных веществ:
(103)
Входящие в формулу величины определены. В соответствии с рекомендациями значения коэффициентов m и n для предварительного определения высоты дымовой трубы котельных установок могут быть в первом приближении приравнены к единице, поэтому в выражении они опущены.
По предварительно определенному значению Н выбирается действительное значение высоты дымовой трубы как ближайшее большее из следующего ряда типовых значений, рекомендуемых СНиП II-35-76: 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180 м.
Таким образом, высота дымовой трубы принимается для окончательного выбора. Н = 30 м.
Заключение
При выполнении дипломного проекта был произведён расчёт котельной для теплоснабжения военного городка мощностью 17,45 МВт, по результатам которого были приняты к установке три водогрейных котла марки Vitomax 200 WS компании Viessmann( Германия ) мощностью 5,815 МВт, работающие на арктическом дизельном топливе.
Был произведен расчет необходимого расхода дизельного топлива для покрытия заданной нагрузки, а также сделан выбор вспомогательного оборудования. Для надежной и безопасной эксплуатации котлоагрегатов применены схемы автоматического контроля и регулирования процессов, а также автоматизированную систему управления технологическими процессами. В проекте отражены охраны окружающей среды, произведен расчет основных технико-экономических показателей, в результате которых были определены себестоимость отпускаемой теплоты в размере 597,6 руб/ГДж (что меньше себестоимости отпускаемой теплоты в среднем по Камчатскому краю) и срок окупаемости котельной составил 3,3 года.
Принятое проектное решение позволяет полностью удовлетворить производственные потребности в отопление и горячей воде, а также обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение военного городка.
Список литературы
1. С.В. Голубев, В.В. Жуковский, А.В. Клецко, В.В. Лешкович, Б.И. Морозов, А.В. Смирнов. « Пособие к курсовому проектированию по котельным установкам »/ ВИТУ.- СПб., 1999.
2. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»
3. СНиП II-35-76 «Котельные установки»
4. Приказ №579 от 31 декабря 2010 года «О порядке установления источников выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, подлежащих государственному учёту и нормированию, и о перечне вредных (загрязняющих) веществ, подлежащих государственному учёту и нормированию ».
5. СП-31-110-2003 « Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий ».
6. РД 34.20.185-94 « Инструкции по проектированию городских электрических сетей ».
7. Правила устройства электроустановок- 7.
8. ГОСТ 24.104-85 « Автоматизированные системы управления ».
9. ОНД-86 « Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий ».
10. СНиП 2.04.07-86 « Тепловые сети ».
11. А.Л. Нестеров « Проектирование АСУТП. Книга 2. Методическое пособие », 2009 г.
12. М.В.Урушев. « Теплофизические свойства рабочих тел, теплоносителей и материалов » / ЛВВИСУ.Л.,1976г.
13. В.В.Сомов. « Котлы и котельные установки » / ВИСИ,СПб,1995г.
14. К.Ф.Роддатис. « Справочник по котельным установкам малой производительности ». М.: Энергоатомиздат, 1989г.
Перечень чертежей
выпускной квалификационной работы
студента Карпова А.М.
(фамилия,инициалы)
|
№ листов п/п |
Название чертежа |
Количество |
Примечание |
|
|
1 |
Ситуационный план объекта |
1 |
||
|
2 |
Генеральный план котельной |
1 |
||
|
3 |
Тепловая схема котельной |
1 |
||
|
4 |
Компоновка оборудования котельной |
1 |
||
|
5 |
Схема электроснабжения котельной на собственные нужды |
1 |
||
|
6 |
Функциональная схема автоматического регулирования котельной |
2 |
||
|
7 |
Алгоритм управления процессами теплообмена и регулирования нагрузок в котельной |
|||
|
8 |
Основные технико-экономические показатели котельной |
1 |
Итого 8 чертежей
_________ Артамонов С.А.
« » 2017 года.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет тепловой схемы с водогрейными котлами, его технико-экономическое обоснование. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Порядок водоподготовки. Расчет системы газоснабжения. Автоматизация технологического процесса заданной котельной.
дипломная работа [379,5 K], добавлен 24.07.2015Cоставление тепловой схемы котельной. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата. Технико-экономическая реконструкция котельной с установкой котлов КВ-Рм-1 и перехода на местные виды топлива.
дипломная работа [539,5 K], добавлен 20.04.2014Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции. Сезонная тепловая нагрузка. Расчет круглогодичной нагрузки, температур и расходов сетевой воды. Расчет тепловой схемы котельной. Построение тепловой схемы котельной. Тепловой расчет котла, текущие затраты.
курсовая работа [384,3 K], добавлен 17.02.2010Тепловой расчет подогревателя сетевой воды и охладителя конденсата. Подсчет конденсатного бака. Избрание диаметров трубопроводов. Калькуляция и выбор основного и вспомогательного оборудования котельной. Анализ снабжения водоподготовительной установки.
курсовая работа [531,8 K], добавлен 16.09.2017Разработка тепловой схемы производственно-отопительной котельной. Расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования. Составление схемы трубопроводов и компоновка оборудования. Основные принципы автоматизации котельного агрегата паровой котельной.
дипломная работа [293,3 K], добавлен 24.10.2012Выбор количества и типоразмера котлов для автоматизированной котельной. Описание тепловой схемы котельной. Выбор вспомогательного оборудования. Выбор сетевых, подпиточных, котловых и рециркуляционного насосов. Расчет и подбор тягодутьевого оборудования.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 02.07.2013Описание технологической схемы водогрейной котельной с закрытой системой теплоснабжения. Энергобаланс системы за выбранный промежуток времени. Расчет потоков греющей воды, параметров потока после смешения и действия насосов. Тепловой баланс котла.
курсовая работа [386,0 K], добавлен 27.05.2012Разработка проекта модернизации районной котельной г. Волковыска. Выполнение расчёта тепловой схемы с применением методов математического моделирования. Создание программы для ЭВМ по расчету основных энергоносителей, КПД котлов и котельной в целом.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 03.04.2012Построение для котельной с водогрейными котлами графика температур. Расчет газового тракта котельной. Выбор диаметра и высоты дымовой трубы. Определение производительности насосов, мощности и числа оборотов электродвигателей. Выбор теплового контроля.
курсовая работа [229,5 K], добавлен 07.06.2014Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям. Подбор насосного оборудования. Тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию. Подбор котлов и газового оборудования. Расчет тепловой схемы котельной. Такелажные и монтажные работы.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 20.03.2017
