ВКР: Теплоснабжение микрорайона от котельной с водогрейными котлами МУП ОК и ТС

Содержание :
Расчёт количества потребителей теплоты.
Расчет тепло потребителя.
Расчет тепловых потоков на отопление.
Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение.
Проектирование тепловых сетей.
Гидравлический расчет.
Тепловой расчет.
Обоснование выбора и расчет принципиальной тепловой схемы котельной.
Расчет толщины слоя изоляции.
Выбор и описание котельной установки.
Выбор водоподготовительного оборудования.
Системы защиты и регулирования теплотехнического оборудования.
Виды ремонта котельного оборудования.
Экономическая часть
Охрана труда
Заключение.

Расчёт количества потребителей теплоты.
В данной выпускной квалификационной работе было рассмотрено теплоснабжение 25-го микрорайона МУП г. Кинешма «Объединенные котельные и тепловые сети», котельная №18.В данном районе по техническому заданию проживает 5824 жителей.

Расчет теплопотребления
Расчетные характеристики зданий

В данном микрорайоне насчитывается
6 девятиэтажных шести подъездных
Длинна = 144 м
Ширина = 14 м
Высота = 30
2 пятиэтажных четырех подъездных домов
Длинна = 98
Ширина =12
Высота = 18
По 4 квартиры на 1 этаже и по 4 человека в одной квартире
Так же школа и садик

Расчет тепловых потоков на отопление
Отопление предназначено для поддержания температуры внутри отапливаемых помещений на уровне, соответствующем комфортным условиям. Комфортные условия определяются не только температурой, но и относительной влажностью, скоростью движения воздуха и зависят от целевого назначения здания.

Расчет теплопотребления на отопление

Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение
Расход теплоты на горячее водоснабжение сильно меняется в течение как суток, так и недели. В жилых районах наибольший расход горячей воды имеет место обычно в предвыходные дни и в первый выходной день. Расход горячей воды общественными зданиями определяется режимом их работы.

Расход теплоты на ГВС
Расчет теплопотребления на горячее водоснабжение.

Гидравлический расчет тепловых систем
Задачи гидравлического расчёта:
Определение диаметров трубопроводов;
Определение падения давления (напора) в тепловой сети;
Определение давления в различных точках тепловой сети;
Увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров сети в абонентских системах.

Схема теплоснабжения микрорайона

Проверочный расчет магистрали

Проверочный расчет ответвления

Тепловой расчёт
Задачи теплового расчёта:
Определение тепловых потерь трубопроводов;
Расчёт температурного поля вокруг теплопровода, т.е определение температур изоляции, воздуха в канале, стен канала, грунта;
Расчёт падения температуры теплоносителя вдоль теплопровода;
Выбор толщины тепловой изоляции теплопровода.
Расчет проводится по нормированной линейной плотности теплового потока при следующих условиях:
а) по тепловой сети транспортируется вода на нужды отопления по температурному графику 115-70оС;
б) трубопроводы выполнены из стали и имеют следующие диаметры
Магистраль:
Наружный диаметр (dнар)=0,273м
Внутренний диаметр(dвн)=0,259м
Условный поход(dy)=0,250м
Ответвления :
Наружный диаметр (dнар)=0,07м
Внутренний диаметр(dвн)=0,075мм
Условный поход(dy)=0,069м
в) тип прокладки – подземная, канальная непроходная
г)тепловая сеть расположена в г.Кинешма
Для изоляции трубопровода применяю армопенобетон .

Армопенобетон
В качестве изоляционного материала я выбрал армопенобетон. Его коэффициент теплопроводности, λк, составляет 0,105-0,13 Вт/мК.
Недостатком изоляции армопенобетоном является то, что при тепловом удлинении теплопровода изоляция перемещается в грунте совместно с трубой, что вызывает дополнительные трудноучитываемые усилия в трубопроводах. Необходимо улучшить гидроизоляцию для защиты от увлажнения изоляции из армопенобетона, применяя алюминиевую фольгу и винипласт.
Конструкция изоляции армопенобетоном применяется в сухих и умеренно влажных грунтах, в последнем случае - с усиленной гидроизоляцией.
Изоляция из монолитного армопенобетона разработана Ленэнерго совместно с Ленинградским отделением ВШИ Тепло-электро проект. Такая конструкция применяется на протяжении 15 лет в Ленинграде. Отличительной ее чертой является то, что изоляция органически связана с поверхностью изолируемого трубопровода и предохраняет его от коррозии. Изоляцию трубопроводов выполняют в заводских условиях.

Обоснование выбора и расчет принципиальной тепловой схемы котельной
Основной целью расчета тепловой схемы котельной является:
определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расходов тепла на собственные нужды, и распределение этих нагрузок между водогрейной и паровой частями котельной для обоснования выбора основного оборудования;
определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования и определения диаметров трубопроводов и арматуры;
определение исходных данных для дальнейших технико-экономических расчетов (годовых выработок тепла, годовых расходов топлива и др.).

Выбор и описание котельной установки
Котлы серии КВ-ГМ 10 предназначены для отопления, производственных и технологических нужд и получения горячей воды с номинальной температурой на выходе из котла 150`С, используемых на объектах промышленного и бытового назначения. Котлы предназначены для работы в закрытой системе теплоснабжения с принудительной циркуляцией воды. В качестве основного топлива используется природный газ. КВГ 10 оборудуют ротационной газо-мазутной горелкой РГМГ-10 (1 шт.), воздух к которым подают дутьевым вентилятором. Водогрейные котлы КВГ комплектуются арматурой (задвижки, клапаны, краны), приборами контроля (манометры, термометры), воздуховодами с шибером , взрывными клапанами , лестницы с площадками, заготовки каркаса, рама опорная. Особенностью котлов является развитая радиационная поверхность.

Целями составления теплового баланса котельного агрегата являются:
1) определение значений всех приходных и расходных статей баланса;
2) расчет коэффициента полезного действия котельного агрегата;
3) анализ расходных статей баланса с целью установления причин ухудшения работы котельного агрегата.
Расчет потерь теплоты и КПД-брутто котельного агрегата

Выбор водоподготовительного оборудования
Качество воды характеризуется прозрачностью (содержанием взвешенных веществ), сухим остатком, жесткостью, щелочностью, окисляемостью.
Ингибитор отложения минеральных солей ИОМС-1 представляет собой водный раствор натриевых солей аминометиленфосфоновых кислот, в большей степени НТФ-кислоты. Плотность смеси составляет порядка 1,35-1,41 кг/м3. Основное методическое назначение ингибитора ИОМС-1 состоит в обработке воды используемой для подпитки теплосети с использованием энергетического оборудования, системах охлаждения и горячего водоснабжения. Предотвращение образования накипи происходит за счет введения ингибитора ИОМС в воду, как одного из средств комплексообразующего реагента.

Теплообменник пластинчатый — устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через стальные, медные, графитовые, титановые гофрированные пластины, которые стянуты в пакет.
Выбор вспомогательного оборудования
Выбор теплообменников

Выбор и описание насоса
Консольный водяной насос является качественной и надёжной конструкцией. Он применяется для перекачивания чистой холодной или горячей воды, с допустимым небольшим количеством твёрдых концентраций (до 0,1% при самом максимальном размере 0,2 мм). КПД этих насосов равняется 60-80%, в зависимости от модели и мощности электродвигателя.
К 45/30
2 рециркуляционных насосов
2 подпиточных насоса
К 50-32-125а
2 сетевых насоса
К 100-65-200
2 насоса исходной воды
К 50-32-125

Выбор и описание газа
Ставрополье стало ведущей газоносной провинцией страны, центром которой был определен железнодорожный разъезд Рыздвяный, в будущем — поселок газовиков и газовая столица Северного Кавказа. В 1953 г. было принято решение о строительстве магистрального газопровода Ставрополь-Москва, которое началось в следующем году. В 1956 г. сданы в эксплуатацию две нитки первого в стране дальнего многониточного газопровода, ставшего крупнейшим в Европе.

ДН-10м
Дымосос центробежный котельный ДН-10 одностороннего всасывания из листовой углеродистой стали производства ОАО «Бийский котельный завод» предназначен для отвода дымовых газов из топок водогрейных котлов малой и средней мощности.
ВДН-12,5
Вентилятор дутьевой центробежный котельный ВДН-12,5 одностороннего всасывания, из листовой углеродистой стали производства «Бийский котельный завод», предназначен для подачи воздуха в топки водогрейных котлов малой и средней мощности.
Подбор тягодутьевого оборудования

Контрольно-измерительные приборы
В рассмотренной котельной используются КИП для:
Измерения температуры.
Измерения давления.
Расхода вещества. Измерения состава газа.
Измерения напора и тяги.

Системы защиты и регулирования теплотехнического оборудования
Характеристика системы «Контур».
Она обеспечивает автоматическое регулирование и автоматическую защиту котла.
Включает в себя автоматику регулирования и безопасности. Основными элементами системы являются:
Щит управления котлом «Щ–К2»;
Датчики (первичные приборы) для подачи сигналов о работе котла;
Регулирующие приборы «Р-25», устанавливаемые на щите;
Исполнительные механизмы электромоторные «МЭО».
Автоматика регулирует:
Температуру воды на выходе из котла в соответствии с температурой наружного воздуха ( используется ТСП – термометр сопротивления платиновый ) ;
Регулирование подачи воздуха на горение, в соответствии с подачей газа;
Регулирование подачи топлива;
Регулирование разряжения в топке с помощью ДТ-2 – дифференциального тягомера.

Виды ремонта котельного оборудования
Различают следующие виды ремонта котельного оборудования:
- текущий - за счет оборотных средств;
- капитальный - за счет амортизационных отчислений;
- восстановительный - за счет специальных средств (государственный резервный или страховой фонд).
Кроме этих видов ремонта во время эксплуатации котельного оборудования производят межремонтное обслуживание, включающее в себя уход за оборудованием (смазку, обтирку, чистку, регулярный наружный осмотр для выявления степени износа деталей и своевременной их замены, проверку нагрева трущихся поверхностей и состояния масляных и охлаждающих систем дымососов и вентиляторов, продувку и дренаж трубопроводов) и мелкий ремонт оборудования (исправление мелких дефектов преимущественно на внешних крепежных деталях, подтяжку креплений, устранение дефектов в приводах и ограждениях). Межремонтное обслуживание не планируют и выполняют в период работы котельного оборудования.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Затраты котельной

Определение срока окупаемости и коэффициента экономической эффективности
Для оценки экономической эффективности проектируемых объектов приняты понятия: срок окупаемости и коэффициент экономической эффективности

Мероприятия по охране окружающей среды
ОХРАНА ТРУДА
С продуктами сгорания топлива в атмосферу выбрасываются различные вредные вещества, в том числе и отличающиеся сильной токсичностью. Количество некоторых из этих веществ зависит от состава топлива и его не горючей части. Следовательно, выброс этих веществ можно свести к минимуму принятием соответствующих мер.
H = 45 м
В соответствии с Санитарными правилами дымовую трубу выбираем диаметром 1,2 м.
Высота дымовой трубы
Максимальная концентрация оксида азота

Меры безопасности при эксплуатации теплотехнического оборудования и систем тепло – и топливоснабжения.
К обслуживанию установок, работающих под давлением, допускаются лица, достигшие 18 лет и имеющие соответствующее квалификационное удостоверение.
Котельные должны иметь достаточное естественное и искусственное освещение.
Запрещается хранение в котельной легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Все проходы в котельном помещении и все выходы наружу должны быть свободными.
В котельной должен быть телефон или сигнальное устройство для экстренного вызова администрации.
Для обеспечения безопасных условий эксплуатации котлы должны быть оборудованы приборами для измерения давления и температуры, предохранительными устройствами, запорной арматурой и указателями уровня жидкости.
В случае пожара в котельной необходимо немедленно вызвать пожарную команду и одновременно принять меры к его тушению.

Заключение
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрено теплоснабжение микрорайона 25 от отопительной котельной №18 МУП «ОК и ТС» по ул. Ломоносова города Кинешма Ивановской области.
Произведены расчеты тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Выполнено поверка тепловой сети: определены расчетные расходы теплоносителя, выбраны трубопроводы на каждом участке сети исходя из расходов теплоносителя и допустимых потерь давления на участке.
Выбрана оптимальная трасса прокладки тепловых сетей от источника теплоснабжения до каждого из потребителей.
В проекте отражены вопросы техники безопасности и охраны окружающей среды, произведен расчет основных технико-экономических показателей, в результате которых были определены себестоимость отпускаемой теплоты в размере 285,05 руб/Гкал (что меньше себестоимости отпускаемой теплоты в среднем по Ивановской области) и срок окупаемости 5,3 лет.
Принятое проектное решение позволяет полностью удовлетворить потребности в горячей воде, а также обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение потребителей жилищно-коммунального сектора микрорайона по улице Ломоносова МУП «Объединенные котельные и тепловые сети» Котельная №18 г. Кинешма.