Технология строительства теплотрассы

изменение расхода тепловой энергии тепломерами, изменение количества теплосчетчиком.

Регулирующие приборы и датчики применяются в комплекте с регуляторами расхода РР, который используется в качестве исполнительного и регулирующего органа. Чувствительным элементом служат биметаллические пластины.

Регулятор температуры электронный - регулирующий прибор предназначенный для автоматического регулирования отпуска теплоты в установках теплоснабжения.

Автоматизированный элеватор с регулируемым соплом ЭРСА - предназначен для смешения сетевой и подмешиваемой из обратного трубопровода воды, подачи смешанной воды на отопление, автоматического регулирования температуры смешанной воды в зависимости от tнар и другие приборы.

Раздел автоматизации распределительно-складского комплекса выполнен на основании технического задания заказчика, тепломеханической части проекта согласно требованиям Руководства по проектированию тепловых пунктов СП 41-101-95 и включает следующие объекты:

• Склады К35-К39.

Для всех узлов учета предусматривается установка теплосчетчиков Multical UF, в состав которых входят:

Расходомеры Ultraflow - 2 шт.;

Термопреобразователи Pt500- 2 шт.;

Тепловычислитель Multical 601-1 шт.

Тепловычислитель предназначен для измерения тепловой энергии в любых водяных системах.

Теплосчетчик прост в монтаже, считывании информации и поверке. Кроме того, уникальное сочетание высокой точности измерения и долгого срока службы обеспечивает минимальную себестоимость его эксплуатации.

Подключение теплосчетчика к расходомерам как в подающем, так и в обратном трубопроводе позволяет вести контроль утечек и разрывов трубопроводов.

Схема ИТП в складах предусматривает наличие 3-х следующих регуляторов:

Температуры ГВС;

перепада давления в прямом и обратном трубопроводе теплосети;

перепуска на водоподогревателе 1-й ступени.

В качестве регуляторов применяются измерители-ПИД-регуляторы фирмы "ОВЕН". Для измерения температуры применяются медные термопреобразователи сопротивления. Перепад давления контролируется датчиками разности давлений Метран.

В зависимости от величины измеряемого параметра регулятор выдает соответствующий сигнал на регулирующий клапан, приводящий параметр в норму.

Управление насосами осуществляется при помощи контроллера САУ-МП.

Один насос является рабочим, другой - резервным. При останове рабочего насоса автоматически включается резервный насос.

Согласно правилам СП 41-101-95 предусматривается схема сигнализации, срабатывающая при:

повышении давления в прямом трубопроводе теплосети;

понижении давления в обратном трубопроводе теплосети;

повышении температуры воды на ГВС;

повышении температуры воды в прямом трубопроводе теплосети.

В качестве регулятора применен контроллер фирмы «ОВЕН» ТРМ 32-Щ4. В зависимости от измеряемой температуры регулятор подает команду на регулирующий клапан меняющий количество греющей воды к теплообменникам.

Проектом предусматривается схема сигнализации, срабатывающая при:

повышении температуры в прямом трубопроводе теплосети (внутренний контур);

отклонении давления в обратном трубопроводе теплосети (внутренний контур);

уменьшении перепада давления в прямом и обратном трубопроводе теплосети (внешний контур);

включении резервного насоса (при останове рабочего насоса).

Вся аппаратура и приборы контроля, сигнализации и управления для ИТП устанавливаются в щитах автоматики.

Питание щита осуществляется переменным током частотой 50 Гц напряжением 220 В от ВРУ.

Щит и другое электрооборудование необходимо заземлить (занулить) в соответствии с требованиями ПУЭ.

Автоматизация теплового и гидравлического режима ИТП.

Цели и задачи автоматизации.

Средства автоматизации (контроль, автоматическое регулирование, защита оборудования, блокировка и сигнализация) теплового и гидравлического режима ИТП запроектированы в целях:

безопасной работы;

сокращения численности обслуживающего персонала;

экономии теплоты и электроэнергии;

учета отпущенной тепловой энергии и холодной воды.

Уровень автоматизации технологической схемы выбран в зависимости от технологических требований и экономической целесообразности.

Задачи автоматизации ИТП:

- местный контроль параметров (температура и давление теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе, на перемычке, до и после теплообменных аппаратов);

регулирование подачи теплоты на отопление и горячее водоснабжение;

пуск и остановка оборудования;

регулирование давления;

учет тепловой энергии и холодной воды;

блокировка оборудования;

- сигнализация о рабочем состоянии оборудования (рабочая и аварийная);

Спецификация оборудования

Позиция	Наименобание и техническая характеристика	Тип, марка, обозначение документа, опросного листа	Код обору-до- вания, изде-лия, материала	Завод-изготовитель	Единица измерения	Кол-во	Мас-са единицы, кг	Примечания
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	1. Приборы и cpeдства автоматизации.

	1.1 Склад N (К35-К39).

1	Измеритель ПИД-регулятор	ТРМ12А-Щ1-ТС-Р		"Овен", г.Москва г.г.Москба	шт.	5
1а	Термопреобразобатель сопротивления, медный 50М,	дТС-025-50М.В3.80		"Овен", г.Москва	шт.	5
	модель 025, класс В, с трехпрободной схемой соединений,
	соединений, длина монтажной части 80 мм
1г	Электрический исполнительный механизм				шт.	5		в комплек те с клапаном
2,3	Измеритель ПИД-регулятор	ТРМ12А-Щ1-АТ-Р		"Овен", г.Москва	шт.	10
2а,3а	Датчик разности даблений, модель 1432	Метран-100-ДД-1432-01-МП1-		"Метран" г.Челябинск	шт.	10
2г,3г	предел измерения 63 кПа Электрический исполнительный механизм	t1-025-63кПа-16-42-М20-БВН04			шт.	10		в комплек те с клапаном
3б	Блок питания	Метран-602-024-80-01		"Метран" г.Челябинск	шт.	5
	Теплосчетчик Multical UF б составе:			"Kamstrup", г.Мытищи т.+ 7(495)726-53-17 + 7(495)728-70-77, + 7(495)786-56-76				постабляется комплектно (5 комплектов)
4а,4б	Расходомер Ду=100 (срланцебые, длина кабеля 5м)	ULTRAFL0W			шт.	10
46,4г	Термопреобразобатель с гильзой, (длина кабеля 5м,	Р1500			шт.	10
	гильза L= 140мм)
4	Тепловычислитель	Multical 601			шт.	5
5,6	Термометр показыбающий электроконтактный конденса-	ТКП-100Эк-М1		"Теплоконтроль"	шт.	10
	конденсационный, предел измерения 0...120 С, длина капилляра 4м,			г.Казань
	длина погружения термобаллона 125мм
7,8	Манометр электроконтактный,	ДМ 2010 Сг		Томский манометробый	шт.	10
	предел измерения 0...10 кгс/см			забод"
9а	Датчик-реле давления	ДЕМ 102-1-04-2		ЗАО "Орлекс", г.Орел	шт.	5
	предел установок -0,09-0,25 МПа
9	Логический контроллер	САУ МП-Щ1.15		"Овен", г.Москва	шт.	5
10	Термометр биметаллический,	ТБ-100-1-(-10...+50)-40-1,5		"Метер",г.Москва	шт.	25
	предел измерения от -10 до +50 С, классом точности-1,5	-40-1,5
	Точности -1,5

11	Термометр биметаллический,	ТБ-100-1-(0..+120)100-1,5	"Метер",г,Москва	шт.	135
	предел измерения от 0 до +120 С, классом точности-1,5
12	Манометр показывающий, без фланца, штуцер радиальный,	МПЗ-У	"Томский манометробый	шт.	40
	предел измерения 0...0,16 МПа		завод"
13	Манометр показывающиа, без фланца, штуцер радиальный,	МПЗ-У	"Томский манометробый	шт.	80
	предел измерения 0...0,4 МПа		завод"
14	Манометр показывающий, без фланца, штуцер радиальный,	МПЗ-У	"Томский манометробый	шт.	165
	предел измерения 0...,6 МПа		завод"
15	Манометр показывающий, без фланца, штуцер радиальный,	МПЗ-У	"Томский манометробый	шт.	45
	предел измерения 0....,1,0 МПа		завод"

Задачи и принципы автоматизации ТП

Производство и отпуск теплоты в системе централизованного теплоснабжения осуществляется в теплоподготовительной установке источника теплоты ТЭЦ.

Основное назначение источника тепла - обеспечение экономичных режимов отпуска теплоты в тепловую сеть, экономичная работа оборудования.

Назначение тепловых сетей - транспортировка теплоносителя при минимальных потерях тепла и воды. Рациональное решение задачи определяется способами и стилями присоединения.

В тепловых пунктах размещают оборудование: водонагреватели, насосы, приборы контроля учета, управления и автоматизации.

Тепловые пункты: ИТП.

Задачи автоматизации определяются наличием или отсутствием в них ГВ. При автоматизации ИТП необходимо использовать схемы присоединения подогревателей ГВ к тепловой сети обеспечивающее удовлетворение нагрузки ГВ без увеличения расхода воды на отопление.

Принципы работы локальных схем автоматики

Приборы первого уровня автоматизации работают по общепринятым правилам. При включении и отключении насосного оборудования предусмотрена блокировка работы электродвигателей повысительно-циркуляционных и подмешивающего насосов. Резервные насосы сблокированы с основными насосами по принципу "начало работы резервного оборудования при отключении основного".

Регулирование температуры в подающем трубопроводе горячего водоснабжения осуществляется с помощью клапана на подающем трубопроводе сетевой воды к теплообменнику второй ступени. При повышении температуры в подающем трубопроводе горячего водоснабжения выше требуемой происходит прикрывание клапана сетевой воды на теплообменник второй ступени. При понижении температуры происходит обратный процесс.

Приготовление теплоносителя для системы отопления производится с помощью трехходового смесительного клапана по графику регулирования в зависимости от температуры наружного воздуха. При повышении температуры на подающем и обратном трубопроводе системы отопления происходит увеличение подмеса воды из обратного трубопровода. При понижении соответствующих температур в подающем трубопроводе системы отопления происходит уменьшение подмеса воды из обратного трубопровода.

Защита системы отопления от повышения давления производится установкой регулирующего клапана, настроенного на поддержание давления в системе отопления не более 6 кг/см2. Клапан, с регулированием давления «после себя», при увеличении давления сверх установленного, прикрывается, тем самым, понижая давление. При понижении давления происходит открытие клапана, сопротивление клапана уменьшается и за счет этого давление после клапана возрастает.

Аналогичный клапан установлен и на вводе водопровода к теплообменнику горячего водоснабжения.

Экономические показатели эффективности средств автоматического регулирования.

Экономическую целесообразность применения энергосберегающих мероприятий определяют исходя из сравнительной экономической эффективности капитальных вложений необходимых для осуществления такого мероприятия.

Экономический эффект Эф должен быть получен при реализации какого-либо мероприятия определяется разницей стоимостного выражения полученной экономии Эк с учетом срока службы системы и приведенных затрат П являющихся суммой эксплуатационных затрат И капитальных вложений К.

Эф = УЭК - П = УЭК - (рК + УИ)

Срок окупаемости капиталовложений Z определяется исходя из средней величины эксплуатационных затрат включая полученную экономию за весь срок вложений Ф.

Z = μхКхФ/(Эk-И)хУ

Затраты на электроэнергию потребляемую устройством авторегулирования Эр.

Эр = Сэ х (0,01 + 0,1 х 0,05) х Пот.

Раздел 3.

ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ

3. Теплогенерирующие установки

Расчёт выбросов загрязняющих веществ при работе водогрейных котлов “Logano S 825” на природном газе.

Исходные данные.

Проект предусматривает строительство котельной с двумя водогрейными котлами “Logano S 825” фирмы “Buderus” разной мощности. Дымовые газы от котлов удаляются в общую металлическую трубу.

- Годовой расход топлива:

- Паспортные данные котла “Logano S 825”:

Полезная мощность 1котла – Qк1=4,15 МВт ,

– Qк1=5,2 МВт ;

Температура наружного воздуха в ХП,

Температура самого жаркого месяца лета,

К.П.Д. при номинальной мощности – η=0.93%;

Температура уходящих газов – tух=210 0С;

Высота дымовой трубы Н=40м.

Скорость дымовых газов на выходе из дымовой трубы,

Коэффициент избытка воздуха – αт=1.1;

Расход газа на котлы – В=1220 м3/ч=0,34 м3/с

Количество котлов, устанавливаемых в котельной – n=2 шт.

Топливо : природный газ.

Теплота сгорания топлива – Qнр=36.13 МДж/м3 или Qнр=8630 ккал/м3;

Плотность сухого газа – ρ=0.786 кг/м3;

Фоновая концентрация оксида углерода,

Фоновая концентрация золы,

Удельный объём воздуха – V0=9.57 м3/м3;

Удельный объём трёхатомных газов - =1.03 м3/м3;

Удельный объём азота - =7.59 м3/м3;

Удельный объём водяных паров - =2.13 м3/м3;

Удельный объём уходящих газов - при м3/м3

Удельный объем воздуха при м3/м3

Характеристики газового топлива:

- содержание водорода,

- содержание оксида углерода,

- содержание азота,

Предельно допустимые концентрации вредных веществ: (табл.12.4[29])

- оксид углерода, ;

- диоксид азота, ;

- сернистый ангидрид, .

Находим секундный объем дымовых газов на выходе из дымовой трубы, (см. формулу 11.5 [29]) :

Определяем диаметр существующей дымовой трубы (см.стр.326[29]) :

, где

секундный объем дымовых газов,

скорость дымовых газов на выходе из дымовой трубы,

Расчётный расход топлива.

, где:

В - расход газа на котлы , м3/ч;

q4 – потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, q4=0.

м3/ч, где:

Вгод- годовой расход топлива , м3/ч;

q4 – потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, q4=0.

Выбросы оксида углерода

Выполняем расчет выбросов оксида углерода в единицу времени, г/с (см. формулу 12.13[29]) :

, где

расход натурального топлива, м3/с;

выход окиси углерода при сжигании газообразного топлива (г/м3), определяется из соотношения:

(формула 12.14[29]), где

потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %;

коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной содержанием окиси углерода в продуктах сгорания; для газа , см.стр.311[29].

низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг,

Выбросы оксида азота

Выбросы оксида азота в пересчете на в единицу времени, г/с, рассчитывается по формуле:

(формула 12.15[29])

При сжигании газообразного топлива потери от механической неполноты горения равны нулю (), тогда формула примет вид:

, где

расход топлива,

коэффициент, учитывающий влияние содержания азота в топливе на выход оксидов азота; для котлов, в которых сжигается газообразное топливо при(см.стр.312[29]);

коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1ГДж теплоты сожженного условного топлива, кг/ГДж; определяется по рис.12.8[29]

, где:

Qт - фактическая тепловая мощность 1 котла по введённому в топку теплу, МВт.

В - расход газа на котлы , м3/ч;

Qнр - теплота сгорания топлива , ккал/м3.

- Удельный выброс оксидов азота при сжигании газа от каждого котла:

, где:

коэффициент, учитывающий конструкцию горелок ( для вихревых ), см.стр.311[29];

коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления, см.стр.311[29], ;

коэффициент, учитывающий эффективность воздействия рециркуляционных газов в зависимости от условий подачи их в топку, ;

коэффициент, характеризующий снижение выбросов окислов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании); определяется по рис 12.6[29] при условии общего избытка воздуха за котлом; при

степень рециркуляции дымовых газов, .

Выброс бензопирена

- Теплонапряжение топочного объёма:

, где:

В - расход газа на котлы , м3/ч;

Qнр - теплота сгорания топлива , МДж/м3;

Vт - объём топочной камеры котла , м3.

- Концентрация бенз(а)пирена в сухих продуктах сгорания природного газа на выходе из топочной зоны водогрейных котлов малой мощности:

- теплонапряжение топочного объёма, кВт/м3;

Кд – при отношении фактической нагрузки котла к номинальной, Кд =1.3;

Кр – при отсутствии рециркуляции, Кр =1;

Кст – при отсутствии воздуха, подаваемого помимо горелок, Кст =1.

- Массовая концентрация бензопирена:

, где:

- концентрация бензопирена в сухих продуктах сгорания природного газа на выходе из топочной зоны водогрейных котлов малой мощности, г/м3;

αт - коэффициент избытка воздуха ;

αо- стандартный коэффициент избытка воздуха, αо=1.4 .

- Суммарное количество бензопирена, поступающего в атмосферу с дымовыми газами:

- массовая концентрация бензопирена, г/м3;

- удельный объём уходящих газов , м3/м3;

Вр.г. – расчётный расход топлива , м3/с.

Рассеивание вредных выбросов в атмосфере

Высота трубы, которую приняли в проекте проверяется по условиям, исключающим возникновение концентраций вредных веществ в приземном слое атмосферы, превышающих величины максимально – разовой предельно допустимой концентрации (ПДК) в воздухе.

Максимальная приземная концентрация вещества в выбросах продуктов сгорания:

(формула 12.26[29]), где