Введение

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается ТЭЦ, производственными и районными котельными.

Перевод предприятий на полный хозяйственный расчет и самофинансирование, намечаемое повышение цен на топливо и переход многих предприятий на двух- и трехсменную работу требуют серьезной перестройки в проектировании и эксплуатации производственных и отопительных котельных.

Пути и перспективы развития энергетики определены энергетической программой, одной из первоочередных задач которой является коренное совершенствование энергохозяйства на базе экономии энергоресурсов: это широкое внедрение энергосберегающих технологий, использования ВЭР, экономия топлива и энергии на собственные нужды.

Производственные и отопительные котельные должны обеспечивать бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-комунального сектора. Повышение в надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы.

К основным технологическим показателям, определяемым, в курсовом проекте относятся: установленная мощность котельной, годовая выработка теплоты или пара и отпуск их потребителям, расходы топлива и д.р. Здесь рассчитывается режимный показатель- число часов использования установленной мощности котельной. Также важнейшим экономическим показателем является себестоимость отпущенной теплоты. В ходе расчета себестоимости определяются такие показатели как: сметная стоимость строительства, штаты котельной, годовые эксплуатационные расходы и т.п. среди расчета эксплуатационных расходов, в которых выделяются: топливо, электроэнергия, вода, амортизация, текущий ремонт, заработная плата эксплуатационного персонала с начислениями и прочие суммарные расходы.

1 Расчет технологических показателей

1 Установленная мощность котельной с паровыми котлами (МВт):

;

где - номинальная паропроизводительность котлов, кг/с (по данным завода изготовителя), кг/с;

- число котлов;

- энтальпия перегретого пара, кДж/кг;

- энтальпия питательной воды, кДж/кг;

- энтальпия кипящей воды в барабане котла, кДж/кг;

- непрерывная продувка котла, %,

;

.

.

2 Годовой отпуск теплоты на отопление, ГДж/год:

;

где - средний расход теплоты за отопительный период на нужды отопления, кВт;

- продолжительность отопительного периода, сут., =198 сут.;

.

;

где - максимальный часовой расход теплоты на отопление кВт;

- средняя температура за отопительный период, = - 1,9 ⁰ С;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления, =- 22⁰ С;

- расчетная температура внутри зданий, ( );

.

;

где- расход тепла на отопление жилых зданий, кВт;

;

;

где - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление жилых зданий, Вт/м² , =156;

- площадь здания, м² ;

.

;

где К=0,25.

.

Годовой отпуск теплоты на вентиляцию, ГДж/год:

;

где - усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции в течение суток, ч (z=16);

- средний расход теплоты на вентиляцию, кВт;

;

где- максимальный расход теплоты на вентиляцию, кВт;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, С^о , = -16;

.

.

;

где К₁ =0,4

.

Годовой отпуск тепла на горячее водоснабжение, ГДж/год:

);

где - средний расход теплоты за отопительный период на горячее водоснабжение, кВт;

- средний расход теплоты на горячее водоснабжение в летний период, кВт;

350 – число суток в году работы системы горячего водоснабжения.

.

;

где - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека ( = 0,435), кВт/чел;

- число человек, чел;

.

;

где - температура холодной воды в летний период, ();

- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период, ();

- коэффициент, учитывающий снижение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в летний период по отношению к отопительному, ();

.

Годовой отпуск теплоты на технологические нужды, ГДж/год:

;

где - расход пара на технологические нужды при максимально-зимнем режиме, т/час;

- возврат конденсата технологическими потребителями, %, =60;

- энтальпия пара, отпускаемого потребителям на технологические нужды, кДж/кг;

- энтальпия питательной воды, кДж/кг;

- энтальпия конденсата, возвращаемого потребителями, кДж/кг, =336;

- годовое число часов использования потребителями технологической нагрузки, час/год, для предприятий с непрерывным технологическим процессом принимается 8760;

- коэффициент неравномерности суточного графика по пару, при отсутствии данных принимается 0,7 – 0,9.

.

Годовой отпуск теплоты котельной, ГДж/год:

;

.

Годовая выработка теплоты котельной (ГДж/год):

;

где - коэффициент теплового потока, ( - для жидкого топлива 91 –93 %);

.

3 Число часов использования установленной мощности котельной в году (ч/год):

;

где - установленная мощность котельной, МВт.

.

4 Удельный расход топлива, электроэнергии, воды:

Удельный расход топлива на 1 ГДж отпущенной теплоты:

Условного, тут/ГДж

;

где - КПД брутто котельного агрегата (88 –92%);

.

Натурального, тнт/ГДж

;

где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива:

.

Годовой расход топлива котельной:

Условного, тут/ГДж:

;

.

Натурального, тнт/Гдж:

;

.

Годовой расход электроэнергии на собственные нужды, кВт*ч/год:

;

где - установленная мощность токоприемников, кВт;

- число часов работы котельной в году, ч/год; при отсутствии данных принимается при наличии горячего водоснабжения 8400 ч/год;

- коэффициент использования установленной электрической мощности (принимается для котельных с 10 < ≤ 200 равным 0,7 – 0,8);

.

;

где - удельный расход электрической мощности на собственные нужды котельной, кВт/МВ, =30;

.

Годовой расход воды котельной, т/год:

;

где - расход сырой воды при максимальном зимнем и летнем режиме поступающей на ХВО питательной воды, ;

.

Удельный расход сырой воды на один ГДж отпущенной теплоты, т/ГДж:

;

.

Расчет экономических пока зателей

5 Расчет топливной составляющей, руб/год:

;

где - годовой расход натурального топлива, расходуемого котельной;

- коэффициент учитывающий потери угля (не учитывается);

- оптовая цена топлива по прейскуранту, руб/тнт, =379800 ;

- стоимость транспорта натурального топлива, руб/тнт;

.

;

где - расстояние перевозки.

.

6 Расчет годовых эксплуатационных расходов:

Расходы на электроэнергию:

;

где - годовой расход электроэнергии на собственные нужды;

- цена одного киловатт-часа, принимается по прейскуранту, руб/кВт, =2384,3;

.

Годовые затраты на воду, руб/год:

;

где - годовой расход сырой воды в котельной;

- цена за 1 т сырой воды, руб/т, =1162;

.

Капитальные затраты на сооружение котельной:

;

где - удельные капиталовложения для ввода первого и последующего котлоагрегатов, МВт;

- номинальная мощность котлоагрегата, МВт;

.

;

.

Годовые амортизационные отчисления, руб/год:

;

где - средняя норма амортизации общестроительных работ и зданий (3 %);

- норма амортизации оборудования с монтажом (для твердого 8,5 – 10,5, для жидкого 7,5 – 10,5), %;

- стоимость общестроительных работ и зданий, руб.;

.

;

- принимается по равным 30 %;

- стоимость оборудования с монтажом,

.

;

- принимается равным 70 %.

.

Затраты на текущий ремонт котельной, руб/год:

;

.

Годовые затраты на заработную плату, руб/год:

;

где - среднегодовая заработная плата с начислениями в фонд социального страхования, (руб/чел)/год;

- ориентировочный штатный коэффициент, принимается равным 0,9, чел/МВт;

.

Численность эксплуатационного персонала котельной:

;

.

Прочие расходы, руб/год:

;

.

Годовые эксплуатационные расходы котельной, руб/год:

;

7 Расчет себестоимости.

Себестоимость отпускаемой теплоты, руб/ГДж:

;

где - годовой отпуск теплоты от котельной, ГДж/год.

.

Топливная составляющая себестоимости, руб/ГДж:

;

.

8 Рентабельность капиталовложений:

где - средний тариф на теплоэнергию по энергосистеме в зоне действия, в котором расположена проектируемая котельная, руб/ГДж.

Основные технико-экономические показатели котельной, полученные в результате расчетов, представлены в таблице:

Заключение

Производственно- отопительная котельная в городе Полтава работает на высокосернистом мазуте. В ней размещен котёл ДКВР 6,5-13, установленной мощности 4,28 МВт. Годовой отпуск тепла от котельной составляет 415490 Гдж/год, годовая выработка теплоты котельной – 446763,4 ГДж/год. Годовой расход топлива котельной – 12467,7 тнт/ГДж.

Годовые эксплуатационные расходы котельной – 6321618886 тнт/ГДж. Себестоимость отпускаемой теплоты составила 15214,8 руб/год.

Рентабельность капиталовложений котельной – 22,44%

13 Приборы безопасности

13.1.1. На каждом котле должны быть предусмотрены приборы безопасности, обеспечивающие своевременное и надежное автоматическое отключение котла или его элементов при недопустимых отклонениях от заданных режимов эксплуатации.

13.1.2.Паровые котлы с камерным сжиганием топлива должны быть оборудованы автоматическими устройствами, прекращающими подачу топлива к горелкам при снижении уровня, а для прямоточных котлов - расхода воды в котле ниже допустимого.

В котлах со слоевым сжиганием топлива автоматические устройства должны отключать в указанных выше случаях тягодутьевые устройства и топливоподающие механизмы топки.

13.1.3. Водогрейные котлы с многократной циркуляцией и камерным сжиганием топлива должны быть оборудованы приборами, автоматически прекращающими подачу топлива к горелкам, а со слоевым сжиганием топлива - приборами, отключающими тягодутьевые устройствапри снижении давления воды в системе до значения, при котором создается опасность гидравлических ударов, и при повышении температуры воды выше установленного предела.

13.1.4. Водогрейные котлы с камерным сжиганием топлива должны быть оборудованы автоматическими приборами, предотвращающими, подачу топлива в топку котла, а при слоевом сжигании топлива - отключающим тягодутьевые устройства и топливоподающие механизмы топки в случаях:

а) повышение давления воды в выходном коллекторе котла болеечем на 5 % расчетного или разрешенного давления;

б) понижения давления воды в выходном коллекторе котла до значения, соответствующего давлению насыщения при максимальной температуре воды на выходе из котла;

в) повышения температуры воды на выходе из котла до значения, указанного заводом-изготовителем в инструкции по монтажу и эксплуатации. При отсутствии таких указаний эта температура принимается на 20 С ниже температуры насыщения при рабочем давлении в выходном коллекторе;

г) уменьшения расхода воды через котел до минимально допустимых значений, определяемых заводом-изготовителем, а в случае их отсутствия - по формуле:

G_min =Q_max /c((t_s -20)-t₁ ),кг/ч

где G_min - минимально допустимый расход воды через котел, кг/ч;

Q_max - максимальная теплопроизводительность котла, МВт (ккал/ч);

t_s - температура кипения воды при рабочем давлении, значение которого принимается на выходе из котла, С ;

t₁ - температура воды на входе в котел, С;

с- удельная теплоемкость, КДж/кг *°С (ккал/кг • °С)

13.1.5. На котлах должны быть установлены автоматические действующие звуковые и световые сигнализаторы верхнего и нижнего предельных положений уровней воды.

Аналогичная сигнализация должна выполняться по всем параметрам, по которым срабатывает на остановку котла автоматика безопасности (приборы безопасности).

13.1.6. Паровые и водогрейные котлы при камерном сжигании топлива должны быть оборудованы автоматическими устройствами для прекращения подачи топлива в топку в случаях:

а) погасания факела в топке;

б) отключения всех дымососов;

в) отключения всех дутьевых вентиляторов.

13.1.7. На котлах с горелками, оборудованными индивидуальными вентиляторами, должна быть защита, прекращающая подачу топлива к горелке при остановке вентилятора.

13.1.8. Необходимость оснащения котлов дополнительными приборами безопасности определяется разработчиком проекта котла.

13.1.9. Котел-бойлер, работающий на жидком или газообразном топливе, должен быть оборудован устройствами, автоматически прекращающими подачу топлива в топку при прекращении циркуляции воды в бойлере.

13.1.7. Приборы безопасности должны быть защищены от воздействия ( отключение, изменение регулировки и т.п.) лиц, не связанных с их обслуживанием и ремонтом, и иметь приспособления для проверки исправности их действия.

13.1.8. Паровые котлы независимо от типа и паропроизводительности должны быть снабжены автоматическими регуляторами питания; это требование не распространяется на котлы-бойлеры, у которых отбор пара на сторону, помимо бойлера, не превышает 2 т/ч.

13.1.9. Паровые котлы с температурой пара на выходе из основного или промежуточного пароперегревателя более 400°С должны быть снабжены автоматическими устройствами для регулирования температуры пара.

Литература

1. Златопольский А.Н., Прузнер С.Л., Экономика, организация и планирование теплового хозяйства промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1979.

2. Методические рекомендации по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции (работ, услуг) в РУП электроэнергетики РБ.

3. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: учеб.пособ для техникумов. – Л.: Энергоатомиздат, 1989 г.

4. Сенчев В.Г., Справочник энергетика строительной организации, М.: Стройиздат, 1991.

5. Самойлов М.В., Основы энергосбережения. – М.: БГЭУ 2002.