Технологический расчет котельной

Коэффициент годовой загрузки производственной котельной равен: для предприятий, работающих более 6000 часов: ;

для предприятий работающих менее 6000 часов: ;

для производственно-отопительных и отопительных котельных:

работающих около 6000 часов

работающих около 5000 часов .

Отсюда, для расчета годовой производственной мощности отопительно-производственных котельных необходимо вводить два поправочных, вышеназванных коэффициента.

Теплопотребление системами отопления и вентиляции в жилищно-коммунальной системе зависит от изменения температуры воздуха и силы ветра. Эта теплоэнергия используется только в период со сравнительно равномерной нагрузкой.

Расход тепла на горячее водоснабжение неравномерен в течении недели, суток и особенно каждый час, так как зависит от бытовых условий населения ЖКС.

Летняя тепловая нагрузка бытового горячего водоснабжения в жилищных и общественных зданиях снижается на 20%, за счёт сокращения водопотребления и за счёт повышения температуры холодной воды с до , т.е. на 18%.

, ГДж ( 88 )

где, - среднее недельное производство теплоэнергии на горячее водоснабжение (из тепловой схемы или соответствии с заданием), ГДж;

- продолжительность отопительного периода, час;

- температура холодной воды летом и зимой ;

60 - температура горячей воды;

0,8 - коэффициент, учитывающий снижение потребления горячей воды жилых и общественных зданий летом (для производственных зданий его вводить нельзя);

8760 - календарное число часов в году при непрерывном горячем водоснабжении.

Расчёт годового производства тепла на отопление.

, ГДж ( 89 )

ГДж

где, - средняя нагрузка за отопительный сезон, которая определяется по формуле:

( 90 )

где, - тепловая нагрузка при расчётной температуре наружного воздуха (из тепловой схемы);

- расчётная температура наружного воздуха, определяется по климатологическому справочнику;

- температура наружного воздуха, град.;

- температура внутри помещения

Расчёт годовых потерь тепла при транспортировке к потребителю:

, ГДж ( 91 )

где,

0,02 - годовые потери тепла в теплосетях при транспортировании к потребителю.

Расчёт годовой производительности котельной по производству и отпуску тепла потребителю по высокотемпературной воде:

, ГДж ( 92 )

Расчёт годовой выработки теплоэнергии котельной с учётом расхода её на собственные нужды:

, ГДж ( 93 )

где, - расход теплоэнергии на собственные нужды и потери внутри котельной (из тепловой схемы), %.

9.4 Расчёт годового расхода топлива

Годовой расход натурального топлива котельной определяется по годовой выработке теплоэнергии.

При расчёте расхода топлива необходимо учитывать потери топлива при разгрузке, хранении, внутреннем перемещении, обработке и расход топлива на растопки котлов и другие потери, которые учитываются введением коэффициента в формуле:

, т или тыс. ( 94 )

где, - годовой расход натурального топлива (т) для твёрдого топлива, (тыс.) для газа;

- коэффициент полезного действия котла при соответствующем топливе (л.10. прил.1,2);

- низшая рабочая теплотворная способность топлива, Кдж(л.10.прил1,3)

- коэффициент учитывающий потери топлива;

для газа , т.е. 5% от всего объёма;

для твёрдого топлива , т.е. 7% от объёма.

9.5 Расчёт годового числа часов работы котельной

Годовая выработка теплоэнергии позволяет определить число часов работы котельной, которое должны были отработать котлы с номинальной (наилучшей) нагрузкой для того, чтобы выработать расчётное количество теплоэнергии.

Чем выше значение , тем больше отработано часов котельной, тем эффективнее было использовано установленное оборудование:

, час. (95 )

где,

- число часов работы оборудования в году с максимальной нагрузкой;

- часовая и годовая производительность котельной по производству пара и тепла.

9.6 Расчёт расхода электроэнергии

Установленная мощность определяется по формуле:

, кВт ( 96 )

где,

- установленная часовая электрическая мощность котельной;

- удельная установленная электрическая мощность

Электродвигателей для котельных (л.3 ст. 425, л.5 прил.4);

- коэффициент использования установленной электрической

мощности котельной при:

=8-50 ГДж/час =0,6

=51-130 ГДж/час =0,7

=131 и более ГДж/час =0,8

Годовой расход электроэнергии определяется по формуле:

, кВт.час. ( 97 )

9.7 Расчет расхода воды

Общий расход воды по котельной за год определяется по формуле:

( 98 )

где, - ориентировочный удельный расход воды, потребляемой на единицу отпущенного тепла =0,1 для котлов, работающих на газе, и 0,14 - на твёрдом топливе;

- установленная часовая теплопроизводительность котельной, ГДж/час;

- годовое число часов работы котельной при номинальной нагрузке.

9.8 Экономический раздел проекта

Данный раздел является обобщающим для всех предшествующих расчетов, которые сводятся к определению экономических показателей. Одним из основных экономических показателей является себестоимость, которая характеризует уровень экономической эффективности котельной.

Расчет этого показателя в проектах котельных установок производится по следующим статьям эксплуатационных расходов:

- Топливо ( с транспортными расходами)

- Электроэнергия;

- Вода;

- Заработная плата эксплутационного персонала;

- Начисление на заработную плату;

- Амортизационные отчисления;

- Расходы на текущий ремонт;

- Общекотельные и прочие расходы.

Эксплуатационные расходы на производство теплоэнергии в виде горячей воды или пара состоят из нескольких частей:

Первая часть - это капительные затраты на строительство котельной, вторая часть - отражает затраты на заработную плату, третья часть - затраты связанные с выработкой теплоэнергии и включает топливо, воду, электроэнергию и прочие расходы.

Первая и вторая части затрат для данной установки являются условно-постоянными, а третья условно-переменной, так как зависит от величины производства теплоэнергии.

Все эксплутационные расходы определяют годовой объем работы котельной, так как условия работы котельной изменяются в зависимости от сезона и включают все элементы затрат.

9.8.1 Расчет капитальных вложений и стоимости котельной

Стоимость котельной зависит от затрат на здания и сооружения, основное и вспомогательное оборудование, затрат на проектирование, строительство и монтаж оборудования.

Величину капитальных вложений на проектируемую котельную определяем укрупненными показателями по удельным затратам по формуле:

( 99 )

( 100 )

руб

где, величина капитальных вложений, руб;

- удельные капиталовложения ( Л. 3 ст 419, Л5, прил,5)

- установленная часовая теплопроизводительность котельной;

Стоимость котельной меньше величины капитальных вложений на величину возвратных сумм, которые составляют 0,5 % от величины капвложений. В стоимость возвратных сумм входит стоимость временных сооружений, которыми пользовались строители в процессе работы.

Стоимость котельной определяется по формуле:

( 101 )

Руб

где,

- стоимость здания котельной, оборудования и вспомогательных сооружений, перечень которых представлен в ( Л.5, прил 6,7);

- величина капвложений;

Уф - удельный вес основных производственных фондов в общем объеме капвложений без учета возвратных сумм:

( 102 )

Определяем стоимость здания:

руб ( 103 )

руб.

9.8.2 Расчёт амортизационных отчислений

Амортизационные отчисления подсчитываются по действующим нормам амортизации в процентах от общей стоимости основных производственных фондов (зданий, сооружений, оборудования и др.)

Для расчёта годовой суммы амортизационных отчислений взяты общие нормы амортизации (на восстановление + на капитальный ремонт).

Расчет производим в таблице 1

9.8.3 Расчёт затрат на текущий ремонт

Затраты на текущий ремонт принимаются в размере 20% от суммы амортизационных отчислений для закрытых котельных:

, руб. ( 104 )

руб.

9.8.4 Расчёт численности трудящихся котельной и годового фонда заработной платы

Численность эксплуатационного персонала котельной зависит от установленной годовой производственной мощности котельной, уровня механизации, вида сжигаемого топлива.

Численность рабочих котельной устанавливается по единым нормативам численности повременно-оплачиваемых рабочих, занятых обслуживанием котельных. Норматив численности машинистов котельных установок, устанавливается в зависимости от средней площади нагрева одного котла в и количества котлов в работе (л.4,л.5,прил.9).

Норматив численности слесарей дежурных и по ремонту оборудования, устанавливается исходя из суммарной ремонтной сложности оборудования котельной в баллах (л.4, Л.5,прил.10).

Расстановкой по рабочим местам по 1 чел. в смену принимаем:

- зольщика;

- машиниста бойлерной установки;

- транспортировщика угля;

- аппаратчика химводоочистки

Для котельной с годовой производительностью свыше 1000000 ГДж принимаем:

- сварщик 1;

- токарь 1.

Численность ИТР котельной принимаем исходя из годовой производственной мощности котельной, уровня механизации и сжигаемого топлива по штатному расписанию (особому списку, разрабатываемому с действующими штатными нормативами).

Для котельной с годовой производственной мощностью более 500 тыс. ГДж принимаем:

- начальник 1;

- механик 1;

- техник 1;

- сменный мастер по одному в смену.

В котельной с меньшей производственной мощностью вместо сменного мастера старшим в смене является машинист котельной.

Фонд заработной платы и отчисления на социальное и медицинское страхование.

Прямую заработную плату рабочим котельной планируем по присвоенным группам квалификации (разрядам) умножением дневной тарифной ставки на плановое число выходов. Дневная Прямой заработок ИТР определяется по установленным окладам в соответствии с установленной группой по оплате труда.

Тарифные ставки рабочих, группы по оплате труда и оклады ИТР (л. 10,прил.11, 12).

Премию начисляем при условии выполнения плана производства тепла на 100%.

Доплату за работу в ночное и вечернее время определяем в соответствии с КЗоТ (20% от прямой заработной платы) по скользящему графику.

Старшему машинисту котельной установки оплату производим на 1 разряд выше.

Доплату районного коэффициента производим на всю зарплату рабочих и ИТР в размере 30%.

9.8.5 Стоимость топлива

Затраты на топливо, подаваемого в котельную, связаны с его количеством, с учётом годового производства теплоэнергии и потерь при разгрузке, транспортировании и хранении, стоимостью топлива и способом его транспортирования к котельной.

Стоимость топлива определяется по прейскурантным ценам. К этой величине добавляют расходы на его транспортирование до места разгрузки и стоимость внутригородского транспортирования топлива в котельной от места разгрузки.

для твёрдого топлива:

, руб. ( 105 )

т

- стоимость топлива в проектируемой котельной, руб;

- стоимость единицы топлива по прейскуранту (см.2);

- годовое потребление топлива котельной.

9.8.6 Расчёт стоимости воды

При известном годовом расходе воды от внешнего источника водоснабжения, т.е. городского водопровода, водоёма, скважин, затраты на воду для котельной можно определить по формуле:

, руб. ( 106 )

руб.

где, - стоимость расходов на воду за год, руб;

- общий расход воды за год, (см.разд.5);

Ц - цена 1 воды.= 7,56 руб.

9.8.7 Расчёт стоимости электроэнергии

Стоимость электроэнергии по двухставочному тарифу с установленной часовой мощностью выше 100квА определяется по формуле:

, руб. ( 107 )

руб

где, N- присоединённая мощность, квА где

; ;

а - плата за электроэнергию по основному тарифу: по установленному максимуму нагрузки за 1 квА=7,06, руб;

в - плата за электроэнергию по дополнительному тарифу

за 1КВт.час=0,6426, руб.

9.8.8 Расчёт общекотельных и прочих расходов

Общекотельные и прочие расходы включают расходы на охрану труда, технику безопасности, пожарную охрану, затраты на спецодежду, спецпитание, административно-управленческие и прочие расходы, не учтённые в других элементах, которые принимают в размере до 25% от общей суммы затрат:

, руб. ( 108 )

9.8.9 Расчёт себестоимости 1ГДж теплоэнергии

Полученные результаты по учтённым эксплутационным расходам, необходимо свести в таблицу и определить себестоимость 1ГДж по котельной.

В данной себестоимости не учитывается общеэксплуатационные расходы, связанные с реализацией теплоэнергии.

9.8.10 Расчёт балансовой прибыли, рентабельности, срока окупаемости капвложений

Вся технико-экономическая деятельность хозрасчётных предприятий должна быть направлена на достижение высокого уровня самоокупаемости, т.е. чтобы доходы превышали расходы.

Обобщающим показателям финансовой деятельности хозрасчётного предприятия является показатель прибыли, который определяется по формуле:

для отопительных котельных

, руб. ( 109 )

руб

Ц - тариф на теплоэнергию с учётом вида топлива и типа котельной.

Рентабельность- это качественный показатель, характеризирующий эффективность использования основных производственных фондов и нормируемых оборотных средств.

Кроме того, по уровню рентабельности определяется величина фонда социального развития коллектива предприятия. Поэтому повышение рентабельности влечёт за собой увеличение материального стимулирования коллектива.

Сумма нормируемых оборотных средств рассчитывается по нормативу в таблице 4 (исходные данные из таб.3).

РАСЧЁТ

Нормируемых оборотных средств

Таблица 4.

Нормируемые оборотные средства	Годовые затраты, руб.	Норматив, %	Сумма нормируемых оборотных средств, руб.
Топливо	14620667	19	2777927
Текущий ремонт	115680	33,7	38984
Прочие расходы	6735805	20,4	1374104

Итого Сон = 4191015

Расчёт рентабельности производится по формуле:

, % ( 110 )

тепловой оборудование котельная котел

- рентабельность общая, %.

Смета эксплутационных расходов на производство электроэнергии по котельной.

Таблица 3.

Наименование затрат	Затраты в год, руб.
1.Амортизация	579093
2.Заработная плата	3210517
3.Отчисление на соцстрахование	943891
4.Материальные затраты:
4.1.Топливо	14620667
4.2Вода	581268
4.3Электроэнергия	6892800
4.4.Текущий ремонт	115680
5.Общекотельные и прочие расходы	6735805

Всего расходов = 33679721

Среднегодовая себестоимость 1ГДж определяется по формуле:

, руб. ( 111 )

руб

где, - годовой отпуск теплоэнергии потребителю, ГДж (см.1.3.8);

- сумма эксплутационных расходов в год, руб.

Топливосоставляющая в себестоимости определяется:

, % ( 112 )

где, - стоимость топлива, руб. (см.7.5);

- сумма эксплутационных расходов на годовой объём.

Уровень общей рентабельность может быть повышен за счёт:

а). увеличение производственной мощности;

б). снижение капвложений в строительство котельной;

в). снижение себестоимости тепла;

г). Изменение типа котельной.

Одним из показателей, характеризующих уровень эффективности капвложений, является срок окупаемости; который определяется по формуле:

, лет. ( 113 )

лет

где, - срок окупаемости капитальных вложений, лет;

- величина капвложений в строительство котельной, руб. (см.7.1).

- прибыль балансовая, рассчитанная в проекте, руб.

10. Автоматизация котла КВ-ТС-20

10.1 КИП и автоматика котельной

Разработка проекта автоматизации котельных выполняется на основании задания, составленного при выполнении теплотехнической части проекта. Общими задачами контроля и управления работой любой энергетической установки является обеспечение:

Выработки в каждый момент необходимого количества теплоты при определенных его параметрах давлении и температуре;

Экономичности сжигания топлива, рационального использования электроэнергии для собственных нужд установки и сведения потерь теплоты к минимуму;

Надежности и безопасности, т.е установления и сохранения нормальных условий работы каждого агрегата, исключающих возможность неполадок и аварий как собственно агрегата, так и вспомогательного оборудования.

Исходя из перечисленных выше задач и указаний, все контрольные приборы можно разделить на пять групп, предназначенных для измерения:

1. Расхода воды, топлива, воздуха и дымовых газов.

2. Давлений воды, газа воздуха, измерения разрежения в элементах и газоходах котла и вспомогательного оборудования.

3. Температур воды, воздуха и дымовых газов

4. Уровня воды в баках, деаэраторах и других емкостей.

5. Качественного состава газов и воды.

Вторичные приборы могут быть указывающими, регистрирующими и суммирующими. Для уменьшения числа вторичных приборов на тепловом щите часть величин собирают на один прибор с помощью переключателей; для ответственных величин на вторичном приборе отмечают красной чертой предельно допустимые значения их замеряют непрерывно..

Кроме приборов, выведенных щит управления, часто применяются местная установка контрольно-измерительных приборов: термометров для измерения температур воды; манометров для измерения давления; различных тягомеров и газоанализаторов.

Регулирование процесса горения в котле КВ-ТС-20 выполняется тремя регуляторами: регулятором тепловой нагрузки, регулятором воздуха и регулятором разряжения.

Регулятор тепловой нагрузки получает командный импульс от главного корректирующего регулятора, а также импульсы по расходу воды. Регулятор тепловой нагрузки воздействует на орган, регулирующий подачу топлива в топку.

Регулятор общего воздуха поддерживает отношение « топливо-воздух», получая импульсы по расходу топлива от датчика и по перепаду давления в воздухоподогревателе.

Постоянное разряжение в топке поддерживается с помощью регулятора в топке котла и воздействующего на направляющий аппарат дымососа. Между регулятором воздуха и регулятором разряжения имеется динамическая связь, задача которой заключается в подаче дополнительного импульса в переходных режимах, что позволяет сохранить правильный тягодутьевой режим в процессе срабатывания регулятора воздуха и разряжения.

Устройство динамической связи обладает направленностью действия, т. е. ведомым регулятором может быть только регулятор разряжения.

Слежение за расходом сетевой и питательной воды устанавливаются регуляторы питания.

Термометр расширения ртутный:

Промышленные ртутные термометры изготавливаются с вложенной шкалой и по форме нижней части с резервуаром бывают прямые типа А и угловые типа Б, изогнутые под углом 90є в сторону, противоположную шкале. При измерении температуры нижняя часть термометров полностью опускается в измеряемую среду, т.е. глубина погружения их является постоянной.

Термометры расширения являются показывающими приборами, располагаемыми по месту измерения. Принцип действия их основан на тепловом расширении жидкости в стеклянном резервуаре в зависимости от измеряемой температуры.

Термоэлектрический термометр:

Для измерения высоких температур с дистанционной передачей показаний применяются термоэлектрические термометры, работа которых основана на принципе термоэлектрического эффекта. Хромель - копелевые термоэлектрические термометры развивают термо - эдс, значительно превышающую термо - эдс других стандартных термоэлектрических термометров. Диапазон применения хромель - копелевых термоэлектрических термометров от - 50є до + 600є С. Диаметр электродов от 0,7 до 3,2 мм.

Трубчато - пружинный манометр:

Наиболее широкое применение для измерения избыточного давления жидкости , газа и пара получили манометры, обладающие простой и надежной конструкцией, наглядностью показаний и небольшими размерами. Существенными достоинствами этих приборов являются также большой диапазон измерений, возможность автоматической записи и дистанционной передачи показаний.

Принцип действия деформационного манометра основан на использовании деформации упругого чувствительного элемента, возникающей под влиянием измеряемого давления.

Весьма распространенным видом деформационных приборов, используемых для определения избыточного давления, являются трубчато - пружинные манометры, играющие исключительно важную роль в технических измерениях. Эти приборы изготавливают с одновитковой трубчатой пружиной, представляющую собой изогнутую по окружности металлическую упругую трубку овального сечения.

Один конец спиральной пружины соединен с шестеренкой, а другой закреплен неподвижно на стойке, поддерживающей передаточный механизм.

Под действием измеряемого давления трубчатая пружина частично раскручивается и тянет за собой поводок, приводящий в движение зубчато - секторный механизм и стрелку манометра, перемещающуюся вдоль шкалы. Манометр имеет равномерную круговую шкалу с центральным углом 270 - 300є.

Автоматический потенциометр:

Основной особенностью потенциометра является то, что в нем развиваемая термоэлектрическим термометром термо - э. д. с. уравновешивается ( компенсируется ) равным ей по величине, но обратным по знаку напряжением от источника тока, расположенного в приборе, которое затем измеряется с большой точностью.

Автоматический малогабаритный потенциометр типа КСП2 - показывающий и самопишущий прибор с длиной линейной шкалы и шириной диаграммной ленты 160 мм. Основная погрешность показаний прибора ±0,5 и записи ±0,1%.

Вариация показаний не превышает половины основной погрешности. Скорость движения диаграммной ленты может составлять 20, 40, 60, 120, 240 или 600, 1200, 2400 мм/ч.

Потенциометр питается от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Потребляемая прибором мощность 30 В ·А. Изменение напряжения питания на ±10% номинального не влияет на показания прибора. Допустимое значение температуры окружающего воздуха 5 - 50єС и относительной влажностью 30 - 80%. Габариты потонцеометра 240 х 320 х 450 мм. и масса 17 кг.

Деформационные электрические манометры рекомендуется устанавливать вблизи места отбора давления, закрепляя вертикально ниппелем вниз. Для манометров окружающий воздух может иметь температуру 5 - 60єС и относительную влажность 30 - 95 %. Они должны быть удалены от мощных источников переменных магнитных полей ( электродвигателей, трансформаторов и т.д.)

Манометр содержит трубчатую пружину 1, закрепленную в держателе 2 с помощью втулки 3. К свободному концу пружины подвешен на рычаге 4 магнитный плунжер 5, расположенный в сидящем на держателе магнитомодуляционном преобразователе 6. Рядом с последним на откидном кронштейне закреплено усилительное устройство 7.

Прибор заключен в стальной корпус 8 с защитным кожухом 9, приспособленный для утопленного монтажа. Сообщение манометра с измеряемым давлением производится при помощи штуцера держателя, а подключение соединительных проводов посредством коробки зажимов 10. Манометр снабжен корректором нуля 11. Габариты прибора 212 х 240 х 190 мм. и масса 4,5 кг.

Манометры типа МПЕ могут применяться с одним или несколькими вторичными приборами постоянного тока: автоматическими электронными показывающими и самопишущими миллиамперметрами типов КСУ4, КСУ3,

КСУ2, КСУ1, КПУ1 И КВУ1, градуированными в единицах давления, магнитоэлектрическими показывающими и самопишущими миллиамперметрами типов Н340 и Н349,машинами центрального контроля и др. Автоматические электронные миллиамперметры постоянного тока отличаются от соответствующих автоматических потенциометров только включенным параллельно входу калиброванным нагрузочным резистором, падение напряжения на котором от протекающего тока манометра является измеряемой величиной.

Магнитоэлектрические миллиамперметры типов Н340 и Н349 имеют ширину шкалы и диаграммной ленты 100 мм. класс точности прибора 1,5. Диаграммная лента приводится в движение со скоростью 20 - 5400 мм/ч от синхронного микродвигателя, питаемого от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В, частотой 50 Гц.

Габариты прибора 160 х 160 х 245 мм. и масса 5 кг.

Регулятор прямого действия:

Примером регулятора прямого действия является регулирующий клапан.

Клапан состоит из чугунного корпуса 1, закрытого снизу фланцевой крышкой 2, которая закрывает отверстие для спуска заполняющей клапан среды и для чистки клапана. В корпус клапана ввернуты седла 3 из нержавеющей стали. На седла садится плунжер 4 . Рабочие поверхности плунжера притерты к седлам 3.Плунжер соединен со штоком 6, который может поднимать и опускать плунжер. Шток ходит в сальниковом устройстве. Сальник уплотняет крышку 7, крепящуюся к корпусу клапана. Для смазки трущихся поверхностей штока в сальниковое устройство подается масло из масленки 5. клапаном управляет мембранно - рычажное устройство, состоящее из бугеля 8, мембранной головки 13, рычага 1 и грузов 16,17. В мембранной головке между верхней и нижней чашей зажата резиновая мембрана 15, опирающаяся на тарелку 14, посаженную на шток 9 бугеля. В штоке 9 закреплен шток 6. Шток бугеля имеет призму 12, на которую опирается рычаг 11, вращающийся на призменной опоре 10, закрепленной в бугеле 8.

В верхней чаше мембранной головки имеется отверстие, в котором закрепляется импульсная трубка, подводящая импульс давления к мембране. Под действием увеличенного давления мембрана прогибается и увлекает тарелку 14 и шток бугеля 9 вниз. Усиление, развиваемое мембраной, уравновешивается грузами 16 и 17, подвешенными на рычаге. Грузы 17 служат для грубой регулировки заданного давления. С помощью груза 16, перемещающегося вдоль рычага, производят более точную регулировку клапана.

Давление на мембранную головку передается непосредственно регулируемой средой.

Исполнительный механизм:

Для регулирования потока жидкости, газа или пара в технологическом процессе служат регулирующие органы. Перемещение регулирующих органов осуществляется исполнительными механизмами.

Регулирующие органы и исполнительные механизмы могут быть в виде двух отдельных агрегатов, связанных между собой с помощью тяг рычагов или тросов, или в виде комплектного устройства, где регулирующий орган жестко связан с исполнительным механизмом и образует моноблок.

Исполнительный механизм, получая команду от регулятора или от командного аппарата, управляемого человеком, преобразуют эту команду в механическое перемещение регулирующего органа.

Механизм электрический, однооборотный, предназначен для перемещения регулирующих органов в системах релейного регулирования и дистанционного управления. Механизм воспринимает электрическую команду, представляющую собой трехфазное напряжение сети 220 или 380 В. Команда может подаваться с помощью магнитного контактного пускателя.

Исполнительный механизм состоит из электродвигательной части

I - сервопривода и колонки управления, II блок сервопривода. Сервопривод состоит из трехфазного асинхронного реверсивного двигателя 3 с короткозамкнутым ротором. С вала двигателя момент вращения передается на редуктор 4, состоящий из двух ступеней червячной передачи. На входной вал редуктора насаживается рычаг 2, который с помощью штанги сочленяется с регулирующим органом.

Вращая ручной маховик 1, при ручном управлении можно повернуть выходной вал редуктора без помощи электродвигателя. При ручном управлении маховиком механическая передача от электродвигателя к маховику разъединяется.

Регулирующий орган предназначен для изменения расхода регулируемой среды, энергии или каких - либо других величин в соответствии с требованиями технологии.

В тарельчатых клапанах запирающая и дросселирующая поверхность выполняется плоской. У клапана с гладкими рабочими поверхностями пробочного типа, характеристика линейная, т. е. пропускная способность клапана прямо пропорциональна ходу плунжера.

Регулирование осуществляется за счет изменения проходного сечения путем поступательного перемещения шпинделя при вращении маховика при помощи рычага, сочленяемого через штангу с электрическим исполнительным механизмом.

Запорными органами клапаны служить не могут.

Контрольный пускатель:

Пускатели ПМТР - 69 выполняют на базе магнитных реверсивных контактов, каждый из которых имеет три нормально разомкнутых силовых контакта, включенных в цепь питания электродвигателя. Кроме того, пусковое устройство имеют тормозное устройство, выполненного на базе электрического конденсатора и подключаемые через размыкающие контакты к одной из статорных обмоток электродвигателя. При замыкании любой группы силовых контактов размыкаются вспомогательные контакты и конденсатор отключается от электродвигателя, двигаясь по инерции, взаимодействует с остаточным магнитным полем статора и наводит в его обмотках эдс.

Вспомогательные контакты, замыкая цепь статорной обмотки конденсатора, создают в статоре собственное магнитное поле ротора и статора вызывает противодействующий вращению тормозной эффект, который препятствует выбегу исполнительного механизма. Основным недостатком пускателей является невысокая надежность ( подгорание контактов, замыкание ).

Блок имеет три токовых и один по напряжению входы. Блок Р - 12 состоит из основных узлов: входных цепей ВхЦ , усилителей постоянного тока УПТ 1 и УПТ 2, блока ограничения МО, при этом УПТ 2 позволяет получать на выходе один токовый сигнал и дополнительный сигнал по напряжению. Блок Р - 12 получает питание от блока БП, на который поступает дополнительный сигнал от блока управления БУ.

Сигнал от датчика поступает на узел входных цепей, куда подается также сигнал задающего устройства I зу. Далее сигнал рассогласования у идет на усилитель постоянного тока УПТ 1, проходя через сумматор, где формируются сигналы рассогласования от входных цепей и обратной связи. Блок ограничения ОМ сигнала обеспечивает дальнейшее его преобразования, ограничивая сигнал по минимуму и максимуму. Усилитель УПТ 2 является окончательным блоком усиления. Блок обратной связи МД получает сигнал с выхода усилителя УПТ 2 и обеспечивает плавное переключение цепей с ручного управления на автоматическое. Блок обратной связи МД обеспечивает формирование сигнала управления в соответствии с П -, ПИ - или ПИД законами регулирования.

Технологическая защита.

Во избежание аварийных режимов системы управления оборудованием при чрезмерных отклонениях параметров и для обеспечения безопасности работы снабжают устройствами технологических защит.

В зависимости от результатов воздействия на оборудование защиты подразделяют: на производящие остановку или отключение агрегатов; переводящие оборудование в режим пониженных нагрузок; выполняющие локальные операции и переключения; предотвращающие аварийные ситуации.

Устройства защит должны быть надежными в предаварийных и аварийных ситуациях, т. е. в действиях защит должны отсутствовать отказы или ложные срабатывания. Отказы в действиях защит приводят к несвоевременному отключению оборудования и дальнейшему развитию аварии, а ложные срабатывания выводят оборудование из нормального технологического цикла, что снижает эффективность его работы. Для удовлетворения этих требований используют высоконадежные приборы и устройства, а также соответствующие построения схем защиты.

В защиты входят источники дискретной информации датчики, контактные приборы, вспомогательные контакты, логические элементы и релейная цепь управления. Срабатывание защит должно обеспечить однозначность действия, при этом перевод оборудования в рабочий режим после его защитой осуществляется после проверки и устранения причин, вызвавших срабатывание.

При проектирование тепловых защит котлов, турбин и другого теплового оборудования предусматривают так называемый приоритет действия защит, т. е. выполнение в первую очередь операций для той из защит, которая вызывает большую степень разгрузки. Все защиты имеют независимые источники питания и возможность фиксации причин срабатывания, а также световую и звуковую сигнализации.

Технологическая сигнализация.

Общие сведения о сигнализации.

Технологическая сигнализация, входящая в систему управления, предназначена для оповещения оперативного персонала о недопустимых отклонениях параметров и режима работы оборудования.

В зависимости от требований, предъявляемых к сигнализации, ее условно можно разделить на несколько видов: сигнализация, обеспечивающая надежность и безопасность работы оборудования; сигнализация, фиксирующая срабатывания защит оборудования и причин срабатывания; аварийная сигнализация, оповещающая о недопустимых отклонениях основных параметров и требующая немедленного останова оборудования; сигнализация неисправности электропитания различного оборудования и аппаратуры.

Все сигналы поступают на световые и звуковые приборы блочного щита управления. Звуковая сигнализация бывает двух видов: предупредительной ( звонок ) и аварийной ( сирена ) .

Световую сигнализацию изготавливают в двухцветном исполнении ( красные или зеленые лампочки ) или с помощью светящихся табло, на которых указывается причина срабатывания сигнализации.

Вновь поступившие сигналы на фоне уже контролируемых оператором могут остаться незамеченными, поэтому схемы сигнализации строят так, чтобы новый сигнал выделялся миганием.

Функциональная схема устройства сигнализации.

Схема сигнализации получает питание от источника постоянного тока ИП, что повышает их надежность. Сигнал включения СВ сигнализации подается на блок релейного прерывания сигнала БРП, а затем параллельно на световое табло СТ и звуковое устройство ЗУ. При этом в БРП схема выполнена так, что обеспечивает прерывистое свечение на табло и постоянный звуковой сигнал.

После приема сигнала и снятия звука схема должна быть готовой к принятию следующего сигнала, независимо от того, вернулся ли сигнализирующий параметр к своему номинальному значению.

Каждый световой сигнал должен сопровождаться звуковым для привлечения внимания обслуживающего персонала.

Средства сигнализации.

Электронно-контактный манометр.

Для измерения и сигнализации давления применяется манометр типа ЭКМ с трубчатой пружиной. Манометр имеет корпус диаметром 160 мм. с задним фланцем и радиальный штуцер. Прибор содержит стрелку 1, задающие сигнальные стрелки 2 и 3 ( минимальную и максимальную ), устанавливаемые на заданные значения давлений при помощи ключа. Коробку 4 с зажимами для присоединения к прибору цепи сигнализаций. Механизм манометра заключен в корпус 5. Прибор сообщается с измеряемой средой через штуцер 6.

При достижении любого из заданных придельных давлений контакт, связанный с указательной стрелкой, соприкасается с контактом, расположенным на соответствующей сигнальной стрелке, и замыкает цепь сигнализации. Контактное устройство питается от сети постоянного или переменного тока, напряжением 220 В.

11. Спецзадание

1. Определение тепловых нагрузок для жилого района города Новосибирска.

Система теплоснабжения закрытая, двухтрубная, водяная.

Регулирование - центральное, качественное. Схема присоединения потребителей - параллельная.

t 0 график 150-70 0C

Для города Новосибирска.

, n 0 =230*24=5520

11.1 Определение часовых расходов тепла на отопление

Часовой расход тепла на отопление Qо, кВт определяется по формуле : [ Л 2, с 567 ].

Qо = n · Хo · з ? Vн · ? t'вн ? t'но ? ? ( 114 )

где:

n - количество отапливаемых зданий.

Xо - отопительная характеристика зданий Вт / мч

з - коэффициент, учитывающий климатические условия района.

Vн - объем одного здания, м.

tвн - температура воздуха внутри помещений, кВт .

tно - температура наружного воздуха для проектирования отопления, град.

Для жилых домов

Qо = 70 ? 0,48 ? 1 ? 14500 ( 20 + 39) ? 10= 28744,8

Для школы

Qо = 2 ? 0,48 ? 1 ? 12000 ? ( 16 +39 ) ? 10= 633,6

Для детского сада

Qо = 4 ? 0,51 ? 1 ? 3700 ? ( 20 + 39 ) ? 10 = 445,3

Для кинотеатра

Qо = 1 ? 0,51 ? 1 ? 4340 ? ( 15 + 39 ) ? 10 = 119,52

Для гостиницы

Qо = 1 ? 0,48 ? 1 ? 4200 ? ( 16 + 39 ) ? 10 = 119

Для универсама

Qо = 4 ? 0,52 ? 1 ? 3800 ? ( 15 + 39 ) ? 10= 426,8

Для столовой

Qо = 1 ? 0,55 ? 1 ? 3960 ? ( 16 + 39 ) ? 10 =119,8

Для учебного заведения

Qо = 1 ? 0,43 ? 1 ? 10000 ? ( 20 + 39 ) ? 10 =253,7

Результаты сведены в таблицу № 1.

Таблица 1 - Часовые расходы тепла на отопление.

Наименование потребителя	Vн м	tвн град	Xо Вт/мч	Qо кВт
Жилые дома	14500	20	0,48	28744,8
Школа	12000	16	0,48	633,6
Детский сад	3700	20	0,51	445,3
Кинотеатр	4340	15	0,51	119,52
Гостиница	4200	20	0,48	119
Универсам	3800	15	0,52	426,8
Столовая	3960	16	0,55	119,8
Учебный комбинат	10000	20	0,43	253,7

Суммарный часовой расход тепла на отопление

?Qо = 30863 Квт =30,9 Мвт

11.2 Определение часовых расходов тепла на вентиляцию

Часовой расход тепла на вентиляцию Qв ; кВт определяется по формуле : [ Л 2, с 572 ]

Qв = n ? Xв ?? Vв ? ( t'вн - t'нв ) ? 10 ( 115 )

где

Xв - вентиляционная характеристика здания, Вт/мч.

Для жилых домов, гостиниц и магазинов часовые расходы тепла на вентиляцию не рассчитывают. Для школы

Qв = 2 ? 0,09 ? 12000 ? ( 16 + 39 ) ? 10= 118,8

Для детского сада

Qв = 4 · 0,12 · 3700 · ( 20 + 39 ) · 10=104,8

Для кинотеатра

Qв = 1· 0,45 · 4340 · (20+39) · 10= 115,2

Для столовой

Qв = 1 · 0,81 · 3960 · (16+ 39 ) · 10= 176

Для учебного заведения

Qв = 1 · 0,09 · 10000 · (20+ 39 ) · 10=53

Таблица 2 - Часовой расход тепла на вентиляцию.

Наименование потребителей	Vн м	t№вн град	Xв Вт/мч	Qв кВт
Школа	12000	16	0,09	105
Детский сад	3700	20	0,12	113
Кинотеатр	4340	20	0,45	128
Столовая	3960	16	0,81	176
Учебное заведение	10000	20	0,09	194

Суммарный часовой расход тепла на вентиляцию.

?Qв = 568 кВт = 0,568 Мвт

11.3 Определение часовых расходов тепла на горячее водоснабжение

Часовые расходы тепла Q, кВт определяется по разным формулам: [Л 2, с 573 ] для жилого дома, школы, детского сада, гостиницы и учебного заведения по формуле:

Q= 2,5 · m · б ( 116 )

где,

m - количество единиц потребления, шт;

б - норма расхода горячей воды;

2,5 - постоянный коэффициент

m = ( 117 )

где: 55 м - воздуха приходится на 1 человека по СН и П.

Для столовой Qгв, кВт определяется по формуле:

Q= ( 118 )

где:

Т - число часов работы предприятия в сутки, час.

Тз- число часов зарядки баков аккумуляторов.

k - коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды.

m = 2,22 • N • P = 2,2 • 60 • 3 = 396 ( 119 )

где:

N - число посадочных мест.

P - число посадок в час.

2,22 - постоянный коэффициент.

Q= = 95 кВт

Для магазина и кинотеатра часовой расход тепла на горячее водоснабжение Q, кВт определяется по формуле;

Q= 60 • m • a = 60 • 2 • 180 = 22 кВт ( 120 )

m - количество единиц потребления.

a - норма расхода горячей воды, л.

Для жилого дома:

m = = 18454,5

Q = 2,5 • 18454,5 • 100 = 4614

Q = • 2 10 = 228

Q = 2,5 ? 200 ? 30 ?10 = 15

Q = 60 ? 2 ? 180 ? ? 2 10= 86,4

Q = 10 = 24

Q = 2,5 ? 100 ? 100 = 25000

Q = 60 ? 2 ? 80 ? 10 = 157,5 Q = 10 = 216

Таблица 3 - Часовые расходы тепла на горячее водоснабжение.

Наименование потребителей	Формула	m	a л	Q кВт
Жилые дома	Q= 2,5 ? m ? a	18454,5	100	4614
Школа	Q=	950	8	228
Детский сад	Q= 2,5 ? m ? a	200	30	15
Кинотеатр	Q= 60? m ? a	2	180	86,4
Столовая	Q=	100	2	24
Гостиница	Q= 2,5 ? m ? a	150	70	157,5
Универсам	Q= 60 ? m ? a	5	100	180
Учебное заведение	Q=	900	8	216

Суммарный часовой расход тепла на горячее водоснабжение ?Q= 5520 кВт = 5,52 Мвт

12. Расчет температуры прямой сетевой воды

12.1 Температура прямой сетевой воды , град определяется по формуле: [ Л2,с 586 ]

= t+ ?tо • Q + (у- ) • QО ; 0С ( 121 )

?tо - температурный напор в нагревательных приборах

систем отопления, град.

QО- относительная величина тепловой нагрузки.

у- перепад температур воды в отопительной системе, град.

Q - перепад температур воды в местной системе, град.

= 19,6+63 • 1 + ( 80 - 12,5 ) • 1 = 150 0С

= 19,6 +63• 0,8 + ( 80 - ) • 0,8 = 126,5 0С

= 19,6 +63• 0,46 + (80 - ) • 0,46 = 84,7 0С

= 19,6 +63• 0,25 + (80 - ) • 0,25 = 50,2 0С

12.2 Расчет температуры воды в обратном трубопроводе

Температура воды в обратном трубопроводе , град. определяется по формуле : [Л 2, с 586 ]

= t+ ?tо • Q - • QО; 0С ( 122)

t - усредненная температура воды внутри помещения

?tо - температурный напор в нагревательных приборах

систем отопления, град.

QО- относительная величина тепловой нагрузки

Q - перепад температур воды в местной системе, град.

= 19,6+63• 1 -12,5 • 1 = 70 0С

= 19,6 +63• 0,78 - 12,5• 0,74 = 59,5 0С

= 19,6 +63• 0,37 - 12,5 • 0,37 = 43,32 0С

= 19,6 +63• 0,27 - 12,5 • 0,2 = 36,41 0С

12.3 Расчет температуры воды после элеватора

Температура воды после элеватора 3, град определяется по формуле: [Л 2, с 586 ]

3= t+ ?tо • Q + • QО 0С ( 123 )

t - усредненная температура воды внутри помещения

?tо - температурный напор в нагревательных приборах

систем отопления, град.

QО- относительная величина тепловой нагрузки

Q - перепад температур воды в местной системе, град

3 = 19,6+63• 1 + 12,5• 1 = 95 0С

3 = 19,6 +63• 0,78 +12,5 • 0,74 = 78 0С 3 = 19,6 +63• 0,45 + 12,5 • 0,37 = 52,6 0С

3 = 19,6 +63• 0,27 +12,5 • 0,2 = 39 0С

Таблица 1- Температуры сетевой воды.

tн, град	QО	, град	, град	3, град
-39	1	150	70	95
-24	0,74	118,7	59,5	78
-2	0,37	73	43,32	52,6
8	0,2	50,11	36,41	39

12.4 Расчет температур воды после вентиляции

Температура воды после вентиляции определяется по формуле:

QО= [ ] • ( ) ; 0С ( 124 )

- температура прямой сетевой воды в точке излома графика, град.

-искомая температура воды после системы вентиляции, град.

- температура обратной сетевой воды в точке излома графика, град.

tн - температура наружного воздуха, град.

t- усредненная температура воздуха в помещении, град.

t- температура наружного воздуха (-2 ).

Относительную величину тепловой нагрузки определяют по формуле:

QО = ; ( 125 )

= 0,53

Задаемся температурой воды после вентиляции =18.0С

0,54= [ ] • ( )=

0,58= 0,58

Погрешность не превышает 2 процентов, значит задались верно и = 18.0 С

Определяем температуру сетевой воды после вентиляции для температуры наружного воздуха tнв.

Температура сетевой воды после вентиляции , град для температуры наружного воздуха определяется по формуле:

[ ]• ( )= 1 ( 126 )

- температура прямой сетевой воды, град.

- искомая температура воды после вентиляции

( задаемся в пределах от 25 ч 55С )

- температура прямой сетевой воды, град.

- температура обратной сетевой воды ( при t)

t, t- расчетная температура наружного воздуха

для проектирования отопления и вентиляции.

t- усредненная температура воздуха град. внутри

отапливаемых помещений.

[ ]• ()= 1,008

1,008 = 1

Погрешность не превышает 2 проц. Значит, задались верно = 36 0С

12.5 Расчет температуры воды после подогревателей горячего водоснабжения

Температура воды после подогревателей горячего водоснабжения

,град. рассчитывают по формуле : [Л 2, с 590 ]

• = 1 ( 127 )

- температура водв в системе горячего водоснабжения, град. 65С.

снабжениятелей горячего водоснабжения t- температура холодной водопроводной воды, град. ( +5С)

t - температура прямой сетевой воды в точке излома графика, град.

- расчетная температура прямой сетевой воды, град.

- температура воды в обратном трубопроводе для диапазона температур от +8 град. до -2 град.( 30С)

Температура прямой сетевой воды в точке излома графика

?t определяется по формуле :

?t = ;0С ( 128 )

?t = = 18,5, 0С

Задаемся температурой воды после подогревателей горячего водоснабжения =11 0С

= 1

1 = 1

Погрешность не превышает 2 процента, значит, задались верно = 11 град. при tн = -39 С

Задаемся температурой сетевой воды после подогревателей горячего водоснабжения 2 град. для температуры наружного воздуха tн = -18

= 1

1 = 1

Таблица 2- Температуры сетевой воды.

tн , град	QО	, град	,град	, град	, град	3, град
-39	1	150	11	36	70	95
-24	0,74	118,7	16	59,5	59,5	78
-2	0,37	73	30	43,32	43,32	52,6
8	0,2	50,11	30	18	36,41	39

Вывод по проекту

В первом разделе дипломного проекта производим выбор тепловой схемы. В ходе теплового расчета определяют расход воды через котлы,

Итогом расчета тепловой схемы явилось определение суммарной производительности котельной.

На основания данных теплового расчета, производим выбор основного и вспомогательного оборудования.

По суммарной теплопроизводительности выбираем и по расходу воды через котлы устанавливаем водогрейные котлы марки КВ - ТС - 20 в количестве 2 штук в работу.

По водоводяному тракту был произведён расчёт и выбор теплообменников, для подогрева сырой воды перед ХВО был выбран теплообменник ОСТ-34-688, для повышения хим.очищенной воды был выбран теплообменник ОСТ-34-688, для повышения хим.очищенной воды перед деаэратором был выбран теплообменник ОСТ- 34 - 688. Был произведен выбор насоса сетевой воды НКУ-150 три насоса в работу и один в резерв

Выбран летний насос марки КСД-80-140-13, насос подпиточной воды АЦНШ -40 один в работу и один в резерв. Рециркуляционный насос КСД-80-140-13 один в работу и один в резерв Насос сырой воды АЦНШ-40 один в работу и один в резерв.Так же был выбран деаэратор типа ДА-15/4 и охладитель выпара ОВА-2.

Обеспечение котлов водой требуемого качества предусмотрена одноступенчатая схема Nа катионирования и осветлительным фильтром. т.к .источникам является вода из реки Оби. Nа- катионитный фильтр ХВ-040 один в работу и один в резерв, Осветлительный фильтр ФОВ-1,5-6. один в работу и один в резерв.

Солерастворитель К-188810С, насос соленого раствора 2Х-9Д-1-41.Бак-аккумулятор подпиточной воды 45 м 3.

По газовоздушному тракту произведён расчет объёмов продуктов сгорания и воздуха, выбор дымососов марки ДН-17 и вентиляторов марки ВДН-15, а также с расчётом выбрана стандартная дымовая труба с диаметром устья 1,47 м и высотой 45 м

Выбрали топливоподачу с ленточным конвейером первой и второй ступени, шлакозолоудаление вакуумно-пневматическое.

Изучили проблемы окружающей среды и способы очистки сточных вод котельной. Выбрали золоуловитель батарейный марки ВЦТИ.

Тщательно изучили технику безопасности и охрану труда котельной.

В экономическом разделе произвели расчёт себестоимости 1ГДЖ-61 рубль, окупаемость 8,5 лет, рентабельность-6,8 %..

Запланировали КИП и автоматику котельной.

Выполнили спец.задание где определили тепловые нагрузки на отопление

= 30,9 МВт, на вентиляцию Qв = 0,568 МВт, на горячую воду Qгв = 5,52 МВт.

Во второй части спец.задания определили температуры сетевой воды согласно температурного графика наружного воздуха для города Новосибирска.

Размещено на Allbest.ru