Разработка проекта газовой котельной мощностью 12,5 МВт для жилого квартала

Работа газоиспользующих установок без включения приборов контроля и защиты запрещается. Топки и газоходы перед пуском котлов, печей и агрегатов в работу должны быть проветрены. Время проветривания устанавливается инструкцией, окончание допускается определять с помощью газоиндикатора.

Запорную арматуру на газопроводе перед горелкой разрешается открывать только после включения запального устройства или поднесения к ней горящего запальника.

Внутренние газопроводы и газовое оборудование установок должны подвергаться техническому обслуживанию не реже 1 раза в месяц, ремонту текущему - не реже 1 раза в год.

Прочистка и проверка газоходов должны проводиться при выполнении ремонта печей, котлов и другого оборудования, а также при нарушениях тяги.

Не допускаются к применению средства измерения, у которых отсутствует пломба или клеймо, просрочен срок проверки, имеются повреждения, стрелка при отключении не возвращается к нулевому делению шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора.

Сигнализаторы, контролирующие состояние воздушной среды, должны работать при возникновении в помещении опасной концентрации газа.

Проверка срабатывания устройств защиты, блокировок и сигнализации должна проводиться в сроки, предусмотренные инструкциями заводов-изготовителей, но не реже 1 раза в месяц.

5.2 Охрана окружающей среды

В настоящее время с увеличением мощностей промышленных объектов, концентрацией жилых и общественных зданий вопросы охраны окружающей среды приобретают исключительное значение.

Основным источником образования вредных веществ при работе котельной являются котлоагрегаты. При горении газа в атмосферу поступают такие вредные вещества, как окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид.

При сжигании различных топлив, наряду с основными продуктами сгорания (СО2, Н2О, NO2) в атмосферу поступают загрязняющие вещества в твердом состоянии (зола и сажа), а также токсичные газообразные вещества - серный и сернистый ангидрид (SO2, SO3). Все продукты неполного сгорания являются вредными (CO, CH4, C2H6).

Окислы азота вредно воздействуют на органы дыхания живых организмов и вызывают ряд серьезных заболеваний, а также разрушающе действуют на оборудование и материалы, способствуют ухудшению видимости.

Окислы азота образуются за счет окисления содержащегося в топливе азота и азота воздуха, и содержатся в продуктах сгорания всех топлив. Условием окисления азота воздуха является диссоциация молекулы кислорода воздуха под воздействием высоких температур в топке. В результате реакции в топочной камере образуется в основном окись азота NO (более 95%).

В воде NO практически не растворяется. Очистка продуктов сгорания от NO и других окислов азота технически сложна и в большинстве случаев экономически нерентабельна. Вследствие этого, усилия направлены в основном на снижение образования окислов азота в топках котлов.

Радикальным способом снижения образования окислов азота является организация двухстадийного сжигания топлива, т. е. применение двухступенчатых горелочных устройств. Поэтому в первичную зону горения подается 50-70% необходимого для горения воздуха, остальная часть воздуха поступает во вторую зону, т.е. происходит дожигание продуктов неполного сгорания.

Снижение температуры подогрева воздуха и уменьшение избытка воздуха в топке тоже уменьшает образование окислов азота, как за счет снижения температурного уровня в топке, так и за счет уменьшения концентрации свободного кислорода.

Защита воздушного бассейна от загрязнений регламентируется предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в воздухе является критерием санитарной оценки среды.

Под предельно допустимой концентрацией следует понимать такую концентрацию различных веществ и химических соединений, которая при ежедневном воздействии на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний.

ПДК атмосферных загрязнений устанавливается в двух показателях: максимально-разовая и среднесуточная.

Для двуокиси азота (NO2) - основного загрязняющего вещества при работе котельной на природном газе, предельно допустимая максимально-разовая концентрация равна 0,085 мг/м3, среднесуточная - 0,04 мг/м3.

При одновременном совместном присутствии в выбросах веществ однонаправленного вредного действия их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1.

Любые газы подлежат рассеиванию в атмосфере, даже если они не токсичны. Основным методом снижения концентрации выбросов на уровне земли является рассеивание их через высокие дымовые трубы. Из дымовых труб поток газов выбрасывается в высокие слои атмосферы, перемешивается с воздухом, за счет чего концентрация вредных веществ на уровне дыхания снижается до нормативного значения.

Основным фактором, влияющим на рассеивание токсичных веществ, является ветер.

Таким образом, предусмотренный проектом комплекс мероприятий по охране атмосферного воздуха включает:

- применение в качестве основного топлива природного газа - более экологически чистого вида топлива;

- установка достаточно высоких дымовых труб;

- котлоагрегаты оснащены приборами, регулирующими количество воздуха и процесс горения, что дает возможность контролировать процесс горения топлива;

6. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6.1 Определение структуры затрат на строительство и эксплуатацию котельной

Все затраты, относящиеся к котельной можно разделить на две группы:

- затраты, понесённые во время строительства котельной;

- затраты, возникающие в процессе эксплуатации котельной.

К затратам, понесённым во время строительства котельной относятся затраты на приобретение технологического и вспомогательного оборудования (котлы, теплообменник, насосы и т.д.), строительство здания котельной, монтаж трубопроводов теплоносителя котлового контура и контура системы отопления, водопровода, газопровода, газоходов и дымовых труб, работы по переобвязке трубопроводов теплового пункта, пуско-наладочные работы.

К затратам на эксплуатацию котельной относятся стоимость природного газа и электроэнергии, необходимых для работы оборудования котельной, а также проценты по кредиту, амортизационные отчисления, и платежи по налогу на имущество.

Экономический эффект при переходе на отопление от собственной котельной будет равен разности между суммой затрат по платежам ресурсоснабжающей организации за теплоэнергию при центральном теплоснабжении и затратами на эксплуатацию собственной котельной.

6.2 Определение затрат на строительство котельной

В данном проекте затраты на оборудование, строительные конструкции, монтажные и пусконаладочные работы для определения величины затрат на строительство котельной принимались на основании прайс-листов производителей и бюджетных предложений организаций, которые занимаются поставкой и монтажом котельного оборудования.

Расчёт выполняется в табличной форме. Результаты расчёта представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Расчёт стоимости строительства котельной

№	Статья затрат	Стоимость, руб
1	2	3
1	Здание	950000
2	Оборудование технологическое	6350000
3	Монтажные и пусконаладочные работы	1900000
Итого:	9200000

6.3 Определение затрат на энергоресурсы при эксплуатации котельной

В процессе работы котельная непрерывно потребляет следующие энергоресурсы: природный газ, сжигаемый в котельных агрегатах и электроэнергии для привода циркуляционных насосов, работы систем управления и автоматики.

Требуемый расход природного газа определяется по формуле 3.38. Для корректного сравнения экономической эффективности и расчёта срока окупаемости проекта за Qка примем фактическое потребление теплоэнергии предприятием в отопительном сезоне 2015-2016 годов. Результаты расчёта эквивалентного объёма природного газа представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Расчёт эквивалентного объёма природного газа

№	Месяц	Расход теплоэнергии, Гкал	Расход газа, м3
1	2	3	4
1	Октябрь	379	25768,58
2	Ноябрь	366	30232,32
3	Декабрь	380	27875,63
4	Январь	382	49096,15
5	Февраль	342	32156,54
6	Март	378	28106,13
7	Апрель	365	24081,67
Итого за год	2592	217317,02

Потребляемая электрическая мощность котельной складывается из установленной мощности циркуляционного насоса котлового контура, циркуляционного насоса контура системы отопления, рециркуляционных насосов котлов, вентиляторов горелок котлов и мощности, потребляемой системой управления и автоматизации и составляет 5,6 кВт. Расчёт потребляемого количества электроэнергии представлен в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Расчёт потребления электроэнергии

№	Месяц	Установленная (рабочая) мощность, кВт	Расход электроэнергии, кВт·ч
1	2	3	4
1	Октябрь	5,6	4166,4
2	Ноябрь	5,6	4032
3	Декабрь	5,6	4166,4
4	Январь	5,6	4166,4
5	Февраль	5,6	3763,2
6	Март	5,6	4166,4
7	Апрель	5,6	4032
Итого за год:	28492,8

6.4 Определение срока окупаемости проекта котельной

Срок окупаемости инвестиционного проекта можно определить по формуле [11]:

, лет, (6.1)

где К - капитальные затраты на инвестиционный проект, руб;

П - прибыль полученная в результате реализации инвестиционного проекта, руб.

Под прибылью в данном инвестиционном проекте понимается разность между годовыми расходами по платежам ресурсоснабжающей организации за теплоэнергию и суммой прямых затрат на эксплуатацию котельной. Затраты на энергоресурсы определяется как произведение их расхода на стоимость данного ресурса. Стоимость природного газа в ценах 2015 года составляет 5,37 руб/м3, стоимость электроэнергии 5,7 руб/кВт·ч. Стоимость тепловой энергии МУП «Вологдагортеплосеть» с учётом транспортировки 1681,5 руб/Гкал.

года.

6.5 Определение срока окупаемости методом дисконтирования денежных потоков

При расчете срока окупаемости инвестиционного проекта методом дисконтирования денежных потоков в структуре затрат будут учитываться затраты на капитальное строительство котельной, затраты на эксплуатацию котельной, платежи по налогу на имущество.

К доходам относятся прибыль, полученная в результате реализации инвестиционного проекта и амортизационные отчисления.

Ставка налога на имущество для предприятий Вологодской области составляет 2,2%, срок амортизации котельной примем 15 лет.

Для учёта инфляции примем, что стоимость газа, тепловой и электрической энергии будут увеличиваться на 5% в январе каждого года, следующего за годом введения котельной в эксплуатацию. Расчёт срока окупаемости представлен в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Расчёт срока окупаемости методом дисконтирования денежных потоков

№	Месяц	Год	Капитальные затраты, руб	Расход газа в месяц, м3	Стоимость газа, руб/м3	Затраты на газ, руб	Расход электроэнергии, кВт·ч	Стоимость электроэнергии, руб/кВт	Затраты на электроэнергию, руб	Балансовая стоимость, руб	Налог на имущество, руб	Амортизационные отчисления, руб	Итого затрат в месяц, руб	Расход теплоэнергии, Гкал	Стоимость теплоэнергии, руб/Гкал	Затраты на теплоэнергию, руб	Доход, руб	Итог, руб
1	Сентябрь	0	9200000	0,0	5,37	0,0	0	5,7	0	9200000	0	0	9200000	0	1681,5	0	0	-9200000
2	октябрь	0	0	25768,58	5,37	138377,3	4166,4	5,7	23748,48	9200000	16866,6667	51000,00	178992,4	379	1681,5	637288,5	509296,08	-8690703,92
3	ноябрь	0	0	30232,32	5,37	162347,6	4032	5,7	22982,4	8690592,00	15932,75	51000,00	201262,7	366	1681,5	615429	465166,29	-8225425,71
4	декабрь	0	0	27875,63	5,37	149692,1	4166,4	5,7	23748,48	8300000	15216,66	51000,00	188657,3	380	1681,5	638970	501312,72	-7798687,28
5	январь	1	0	49096,15	5,37	263646,3	4166,4	5,7	23748,48	7790000	14281,66	51000,00	301676,5	382	1681,5	642333	391656,53	-7398343,47
6	февраль	1	0	32156,54	5,37	172680,6	3763,2	5,7	21450,24	7390000	13548,33	51000,00	207679,19	342	1681,5	575073	418393,80	-6971606,19
7	март	1	0	28016,13	5,37	150446,6	4166,4	5,7	23748,48	6972000	12782	51000,00	186977,09	378	1681,5	635607	499629,90	-6472370,1
8	апрель	1	0	24081,67	5,37	129318,6	4032	5,7	22982,4	6500000	11916,66	51000,00	164217,63	365	1681,5	613747,5	500529,86	-5999470,13
9	май	1	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	6000000	11000	51000,00	11000	0	1681,5	0	40000	-5960000
10	июнь	1	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	5970000	10945	51000,00	10945	0	1681,5	0	40055	-5929945
11	июль	1	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	5950000	10908,33	51000,00	10908,33	0	1681,5	0	40091,66667	-5909908,33
12	август	1	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	5940000	10890	51000,00	10890	0	1681,5	0	40110	-5899890
13	Сентябрь	1	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	5900000	10816,66	51000,00	10816,66	0	1681,5	0	40183,33	-5859816,67
14	Октябрь	1	0	25768,58	5,37	138377,3	4166,4	5,7	23748,48	5860000	10743,33	51000,00	172869,08	379	1681,5	637288,5	515419,41	-5344580,59
15	Ноябрь	1	0	30232,32	5,37	162347,6	4032	5,7	22982,4	5400000	9900	51000,00	195229,95	366	1681,5	615429	471199,04	-4928800,96
16	Декабрь	1	0	27875,63	5,37	149692,1	4166,4	5,7	23748,48	4950000	9075	51000,00	182515,61	380	1681,5	638970	507454,38	-4442545,61
17	Январь	2	0	49096,15	5,37	263646,3	4166,4	5,7	23748,48	4500000	8250	51000,00	295644,80	382	1681,5	642333	397688,19	-4102311,81
18	Февраль	2	0	32156,54	5,37	172680,6	3763,2	5,7	21450,24	4110000	7535	51000,00	201665,86	342	1681,5	575073	424407,14	-3685592,86
19	Март	2	0	28016,13	5,37	150446,6	4166,4	5,7	23748,48	3700000	6783,33	51000,00	180978,43	378	1681,5	635607	505628,56	-3194371,43
20	Апрель	2	0	24081,67	5,37	129318,6	4032	5,7	22982,4	3200000	5866,66	51000,00	158167,63	365	1681,5	613747,5	506579,86	-2693420,13
21	Май	2	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	2700000	4950	51000,00	4950	0	1681,5	0	46050	-2653950
22	Июнь	2	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	2690000	4931,66	51000,00	4931,66	0	1681,5	0	46068,33	-2643931,67
23	Июль	2	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	2650000	4858,33	51000,00	4858,33	0	1681,5	0	46141,66	-2603858,33
24	Август	2	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	2620000	4803,33	51000,00	4803,33	0	1681,5	0	46196,66	-2573803,33
25	Сентябрь	2	0	0	5,37	0,0	0	5,7	0	2600000	4766,66	51000,00	4766,66	0	1681,5	0	46233,33	-2553766,67
26	Октябрь	2	0	25768,58	5,37	138377,3	4166,4	5,7	23748,48	2580000	4730	51000,00	166855,75	379	1681,5	637288,5	521432,74	-2058567,25
27	Ноябрь	2	0	30232,32	5,37	162347,6	4032	5,7	22982,4	2100000	3850	51000,00	189179,95	366	1681,5	615429	477249,04	-1622750,96
28	Декабрь	2	0	27875,63	5,37	149692,1	4166,4	5,7	23748,48	1650000	3025	51000,00	176465,61	380	1681,5	638970	513504,38	-1136495,61
29	Январь	3	0	49096,15	5,37	263646,3	4166,4	5,7	23748,48	1200000	2200	51000,00	289594,80	382	1681,5	642333	403738,19	-796261,80
30	Февраль	3	0	32156,54	5,37	172680,6	3763,2	5,7	21450,24	800000	1466,666667	51000,00	195597,52	342	1681,5	575073	430475,47	-369524,52
31	Март	3	0	28016,13	5,37	150446,6	4166,4	5,7	23748,48	400000	733,33	51000,00	174928,43	378	1681,5	635607	511678,56	111678,56

Срок окупаемости проекта методом дисконтированных денежных потоков с учётом инфляционных ожиданий составил 3,3 года (31 месяц).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По итогам выпускной квалификационной работы разработан проект автоматизированной газовой котельной для отопления жилого квартала в городе Вологде.

В ходе выполнения дипломного проекта были реализованы следующие задачи:

-определены расчётные тепловые нагрузки на котельную для максимального и среднеотопительного режима работы котельной. Необходимость работа котельной в летний период признана нецелесообразной из-за малого потребления теплоты в системе горячего водоснабжения;

-температурный режим работы котельной определён максимальными температурами в 130°С для температуры подающего трубопровода и 70°С для обратного. Рассчитан температурный график подачи теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха;

-определены расходы теплоносителя в котловом контуре и контуре системы отопления. По результатам расчёта для трубопроводов принята труба ф108х4,0;

-подобрано основное оборудование котельной: два низкотемпературных водогрейных котла для работы на газообразном топливе мощностью по 2500кВт компании "ЗИОСАБ", насосное оборудование фирмы "Grundfos", водоводяной пластинчатый теплообменный аппарат с пластинами 0,6Р и площадью теплообмена 48 м2;

-определены диаметр и высота дымовых труб. Диаметр трубы принят равным 250 мм, высоты трубы по условию самотяги принята равной 15 м.

-срок окупаемости проекта рассчитан методом дисконтирования денежных потоков и составил 31 месяц.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: справочник/ В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж [и др.] - 4-е изд.-Москва: Книжный дом «Либроком», 2009. - 432 с.

2. СП 131.13330.2012 Свод правил. Строительная климатология: актуализированная редакция СНиП 23-01-99*: утв. Минрегионом России 30.06.2012 №275. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФГУП ЦПП, 2012. - 386 с.

3. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений: Санитарные правила и нормы. - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997.

4. СП 41-101-95. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловых пунктов: утв. Минстроем России 01.07.1996г., введ. 01.07.1996г.-Москва, 1997.-84с.

5. СП 44.13330.2011. Свод правил. Административные и бытовые здания: актуализированная редакция СНиП 2.09.04-87: утв. Минрегионом России от 27.12.2010 № 782. - Введ. 20.05.2011. - Москва: ОАП «ЦПП», 2010. - 26 с.

6. СНиП 2.04.01-85*. Строительные нормы и правила. Внутренний водопровод и канализация зданий: утв. Госстроем СССР 28.11.1991г. №18-46.-Взамен СНиП II-30-76 и СНиП II-34-76; введ. 06.05.1987г.-Москва,1997.-72с.

7. Расчет водогрейной автоматизированной котельной малой мощности: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов по проектированию котельных установок. - Вологда: ВоГТУ, 2008. -107с.

8. Свод правил СП 89.13330.2012 Котельные установки: утв. Минрегионом России 30.06.2012г. №281; введён 01.01.2013г.-Москва,2012.-99с.

9. 9. СП 124.13330.2012. Свод правил. Тепловые сети: актуализированная редакция СНиП 41-02-2003: утв. Минрегионом России от 30.06.2012 № 280. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. - 74 с.

10. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой воды не выше 388 °К: утв. Минстроем России 28.08.1992г. №205; введ. 01.04.1993г.-М.,1992.-43с.

Размещено на Allbest.ur