ДИПЛОМНАЯ РАБОТА Бакибай А.Б

1. ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Казахский агротехнический исследовательский университет имени С.Сейфуллина
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
На тему: Проект обоснования реконструкции котельной с
установкой котла КЕ-6,5/14
Выполнил: Бакибай А.Б.
Научные руководители:
м.т.н., стар. преподаватель
Жумабекова А.Ж.
PhD, стар. преподаватель
Саракешова Н.Н.

2. Введение

В состав предприятия очистных сооружений г. Актобе входят две основные
производственные площадки: цех водозаборных очистных сооружений (ЦВОС) и цех
городских очистных сооружений (ЦГОС). ЦВОС обеспечивает подачу хозяйственнопитьевой и технической воды потребителям города, а ЦГОС осуществляет прием и очистку
хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод.
Введение
Предприятие располагает развитой инженерной инфраструктурой, включающей
водоотводящие сети протяжённостью около 441 км, канализационные коллекторы
протяжённостью около 371 км, 67 водопроводных подкачивающих насосных станций и 31
канализационную насосную станцию. В дипломном проекте рассматривается реконструкция
котельной, предназначенной для обеспечения производственных нужд предприятия, а также
отопления и горячего водоснабжения административных, бытовых и производственных
помещений.
Реконструкция предусматривает замену двух паровых котлов типа ДКВР 4/13 на три
котлоагрегата типа КЕ-6,5-14 (два рабочих и один резервный). Данное решение позволяет
повысить надёжность работы котельной установки, обеспечить более гибкое регулирование
нагрузки и улучшить эффективность теплоснабжения объекта.
Дополнительно рассматривается переход от паровой схемы теплоснабжения к
водогрейной. Нагрев сетевой воды осуществляется непосредственно на котельной с
последующей подачей теплоносителя потребителям, что позволяет отказаться от
использования локальных бойлеров.

3. Описание тепловой схемы котельной

Топливо доставляется автомобильным транспортом, разгружается на складе и через
систему транспортеров подается в бункеры сырого угля, расположенные над котлами. Далее
топливо направляется в топку котла на движущуюся колосниковую решетку. Натрий
катионирование воды основано на способности ионообменного материала (катионита),
отрегенированного поваренной солью, обменивать подвижные катионы Nа+ на катионы Са2+
и Mg2+ по реакциям
Описание
тепловой
схемы
котельной
2 NаКт + Са (НСО3)2 = Са Кт2 + 2 Nа НСО3
2 NаКт + Mg (НСО3)2 = Mg Кт2 + 2 Nа НСО3
2 NаКт + Са Сl2 = Са Кт2 + 2 Nа Сl2
2 NаКт + Mg SO4 = Mg Кт2 + Nа2 SO 4
В рассматриваемой схеме применяется атмосферный деаэратор, работающий при
давлении около 0,12 МПа и температуре порядка 104 °С. Деаэрация является завершающим
этапом подготовки питательной воды и обеспечивает защиту оборудования от коррозии.
В котельной предусматриваются котлы с естественной циркуляцией, включающие
верхний и нижний барабаны, соединённые системой экранных и кипятильных труб.
Топочная камера полностью экранирована трубами, а дымовые газы проходят через
конвективные поверхности нагрева и удаляются через дымовую трубу.
Для повышения экономичности работы котельной установки предусматривается
установка водяных экономайзеров, которые подогревают питательную воду за счёт тепла
уходящих газов и повышают коэффициент полезного действия котлоагрегата до 75–91 %.

4. Определение расхода воздуха и топочных газов

Ставим 3 котла КЕ 6.5 – 14. 2 рабочих, один резервный. Расчет объемов и примерного
содержания компонентов дымовых газов котельной. Состав топлива:
Cp=41.1% Np=0.8%
Hp=2.8%
Sp=0.8% Op=6.6%
Ap=40.9% Wp=7% Q p н=15.8 МДж/кг
В процессе работы котлоагрегата имеются присосы воздуха в различных точках топки и
газового трака, следовательно, количество воздуха в этих точках будет различным. Тогда
коэффициенты избытка воздуха с учетом присосов по трактам котла будут равны.
Таблица 1 Избыток воздуха в поверхностях нагрева
В топке котла
В верхней точке котла
На участке от котла до экономайзера
На участке после экономайзера
αт=1.2
αк= αт+0.1=1.3
αэ΄= αк +0.1=1.4
αэ΄΄= αэ΄+0.1=1.5

5.

Расчет ведется по методике литературы [1]
Объем воздуха, необходимый для полго горения 1кг топлива определяется
Объем трехатомных газов, содержащихся в дымовых газах при полном сгорании 1кг топлива определяется
Теплоемкость топлива определяется
Количество теплоты, содержащееся в продуктах сгорания определяется

6.

Первый газоход
Для расчета первого газохода задаемся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из него
Проведем два параллельных расчета по определению величин Qd - тепловосприятия по уравнению теплового болона и QT тепловосприятие по уравнению теплопередачи. Из современного решения этих двух уравнений находим температуру дымовых газов
на выходе из первого газохода при коэффициенте избытка воздуха a = 1.2. Приращением коэффициента избытка воздуха
пренебрегаем, т.е. DJB =0 Тепловосприятие, кВт, по уравнению теплового баланса определяется
Теоретическая энтальпия дымовых газов
за первым газоходом определяется
Действительная энтальпия дымовых
газов за первым газоходом
определяется

7.

Второй газоход
При расчете второго газохода принимаем коэффициент избытка воздуха. Энтальпия присосов воздуха
определяется
Энтальпия дымовых газов за вторым газоходом определяется
Энтальпия газов перед вторым газоходом определяется

8. Автоматизация производства

Современные котельные установки оснащаются системами контроля,
автоматизации и технологической защиты, обеспечивающими безопасную,
надёжную и экономичную работу оборудования.
Автоматизац
ия
производства
Контроль технологических параметров осуществляется с помощью датчиков,
преобразователей и вторичных приборов. В котлоагрегате контролируются
давление мазута, уровень воды в барабане, давление воздуха перед горелками,
разрежение в газоходе, температура уходящих газов, давление, расход и
температура пара.
Система автоматического регулирования включает регулятор тепловой
нагрузки, регулятор соотношения «топливо–воздух», регулятор питания котла
и регулятор разрежения в топке. Регулирование осуществляется на базе
комплекса АКЭСР-2 с применением исполнительных механизмов и датчиков
контроля.
Регулятор тепловой нагрузки поддерживает заданное давление пара, регулятор
«топливо–воздух» обеспечивает экономичное сгорание топлива, регулятор
питания поддерживает уровень воды в барабане, а регулятор разрежения
стабилизирует работу топки.
Системы технологической защиты предотвращают аварийные ситуации при
отклонении параметров от допустимых значений и обеспечивают безопасную
эксплуатацию котельной установки.

9. Расчет циклона ЦН – 15

Расчетный расход дымовых газов перед циклоном (количество отчищенных газов), м2 / с
VР = VГ * ВР VР = 6,684*0,3=2,01
Необходимая площадь сечения циклона
Коэффициент гидравлического сопротивления циклона r = 1*0,923*155+35=178
Расчет
циклона ЦН
– 15
Запыленность, кг / м3
Плотность дымовых газов, кг / м3
Расчет количества золы поступающей в бункер, г / с G3 =0,9*122,7*0,3=33,13

10. Акустические измерения шума

Для измерения уровня шума используют шумомеры, которые
корректирующими фильтрами с частотными характеристиками А, В, С, Д.
Акустически
е измерения
шума
снабжены
Шумы делятся на колеблющиеся, постоянные, непостоянные. К постоянным шумам
относятся уровни шума, которые за рабочий день изменяются не более чем на 5дБл. К
колеблющимся шумам относятся такие уровни звука, которые непрерывно меняются во
времени. Уровни постоянного шума оцениваются эквивалентным уровнем звука Lа единиц в
децибелах по шкале А. Эквивалентным уровнем звука называется значение уровня звука
длительностью постоянного шума, который в пределах регламентируемого интервала
времени Т=t2-t1 имеет тоже самое среднеквадратичное значение уровня звука, что и
рассматриваемый шум, уровень звука последнего изменяется во времени по формуле:
Относительную дозу шума Дотн в процентах определяют по формуле:
Дотн=(Д/Ддоп)×100
Таблица 6.1 Нормативные значения уровней шума. ГОСТ 12:1003-83
Рабочие
места
Уровни звукового давления дБл в октавных
полосах со среднегеометрич.частотами Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
Постоянны е
рабочие места
на
предприяти и
99
92
86
83
80
78
76
Уровни звука и
эквивалент8000 ные уровни
звука, дБл
85
85

11. Экономика

Ключевым показателем эффективности работы котельного оборудования является
себестоимость отпускаемого пара. Все затраты на его производство подразделяются на
переменные и постоянные. К переменным расходам относятся затраты на топливо,
электроэнергию, воду и вспомогательные материалы. Постоянные расходы включают
заработную плату персонала с начислениями, амортизационные отчисления, затраты на
текущие ремонты и прочие хозяйственные нужды.
Наибольшую долю в себестоимости пара занимает топливная составляющая, достигающая
около 70 % всех затрат. Поэтому эффективность использования топлива оказывает
решающее влияние на экономичность работы котельной. Снижение себестоимости
производства пара достигается за счёт повышения КПД котлоагрегатов, сокращения потерь
топлива, оптимизации режимов работы оборудования, внедрения комплексной механизации
и автоматизации, а также снижения капитальных и эксплуатационных затрат.
Экономика
Капитальные затраты составляют, тыс.тг
КЗ = (КОБР. + КМОН.Т + КСТР. )×1,06
Стоимость оборудования, тыс.тг
КОБР. = (7200 + 4800)× 3 = 36000тыс.тг
КМОНТ = 22600*0,2= 4520 тыс.тг
КСТР. =22600*0,3= 6780 тыс.тг
КЗ = (36000 + 4520 + 6780)×1,06 = 50138тыс.тг
Амортизационные отчисления, тыс.тг
А = 50138 × 0,085 = 4261,73

12. Заключение

В дипломном проекте выполнены технологические расчеты основных узлов котельной при
установке на ней современных котлов типа КЕ-6.5-14 взамен устаревших типа ДКВР 4/13.
Разработаны вопросы охраны окружающей среды, охраны труда, автоматизации.
Экономический расчет показывает, что предложенная в дипломе реконструкция окупается
сравнительно быстро.
При работе на котлах более современной модификации на твердом топливе экологическая
обстановка улучшается, это важно в связи с расположением завода практически в черте
города.
Заключение
При реконструкции котельной учитывалось, что склад топлива расширять нет
необходимости. Транспортерные ленты обеспечивают производительность котлов с учетом
запаса топлива в бункере сырого угля. Отопление отдельных зданий выполняется подачей
пара в бойлерные установки, смонтированные в помещениях каждого из здании. При этом
возврат конденсата на котельную не осуществлялся, а конденсат сбрасывался в емкости с
водой теплосети, установленные у каждого из зданий.
При реконструкции бойлерные установки монтируются в пределах котельной. Вся вода
тепловых сетей нагревается в этой централизованной бойлерной и подается в системы
отопления отдельных зданий. При реконструкции предусматривается использования
возврата конденсата централизованной бойлерной установки, что позволяет снизить
нагрузку на схеме подготовки воды (двухступенчатое натрий- катионирование).