Реконструкція центрального теплового пункту м. Олександрія під квартальну котельню

Перелік умовних позначень і термінів . 4

ВСТУП . 6

1. ВИХІДНІ ДАНІ. 11

2. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ . 12

2. 1. Максимальні теплові потоки . 12

2. 2. Річні витрати теплоти на всі види теплоспоживання . 16

2. 3. Залежність теплового навантаження від температури

зовнішнього повітря . 19

3. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ КОТЕЛЬНОЇ . 24

3. 1. Вибір котлів . 24

3. 2. Теплова схема котельної . 29

3. 3. Внутрішнє газопостачання котельної . 30

3. 4 Гідравлічний розрахунок внутрішніх газопроводів . 33

3. 5 Вибір вентиляторів . 38

3. 6. Вибір насосів . 39

4. ВОДОПІДГОТОВКА В КОТЕЛЬНІЙ . 40

4. 1. Робота контактного водонагрівача на хімічно

неочищеній воді . 40

4. 2. Установка активного магнієвого захисту «Щит» . 42

5. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ТРУБОПРОВОДІВ

ТЕПЛОВОЇ МЕРЕЖІ . 44

5. 1. Основні задачі і розрахункові залежності . 44

5. 2. Гідравлічний розрахунок водяних теплових мереж . 47

6. РОЗРАХУНОК ДИМОВОЇ ТРУБИ . 56

6. 1. Розрахунок газового тракту . 56

6. 2. Розрахунок опору димаря . 60

6. 3. Самотяга димаря . 62

6. 4. Розрахунок розсіювання шкідливих викидів в атмосферу . 62

7. ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ . 64

7. 1. Використання енергозберігаючих технологій . 64

7. 2. Зменшення теплових втрат в мережах . 65

8. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА . 71

ВИСНОВКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Комунальна енергетика суттєво впливає на розвиток соціально-економічних взаємовідносин у регіонах і країні загалом. При цьому комунальна енергетика України є технічно відсталим сектором економіки з багатьма проблемами, що останнім часом особливо загострилися. З-поміж ключових чинників цих проблем чільне місце посідає низька енерго-ефективність. Відсутність інвестицій у галузь призвела до значного погіршення технічного стану основних фондів, підвищення аварійності об'єктів житлово-комунального господарства (ЖКГ), збільшення питомих і непродуктивних витрат матеріальних та енергетичних ресурсів.

Сьогодні фінансове становище підприємств комунальної енергетики є вкрай незадовільним, що зумовлюється між іншим заборгованістю з оплати послуг теплопостачання з боку підприємств, бюджетних установ та населення.

Це свідчить про наявність системної кризи у сфері комунальної енергетики, яка заслуговує на значно більшу увагу з боку держави і суспільства та потребує кардинальних змін.

За даними Держкомстату України, в галузі на підприємствах усіх форм власності та відомчого підпорядкування експлуатується понад 26 тис. котелень, загальний технічний стан яких є критичним. Приблизно 22 % експлуатованих котлів функціонують понад 20 років. Значна кількість котлів (38 %) малоефективна, з коефіцієнтом корисної дії 65?75 % на газі і 70 % - на вугіллі [1].

Найгіршою є ситуація з тепловими мережами: у зношеному та аварійному стані знаходяться 3076 км (13,9%), понад 7674 км (34,7%) перевищують термін експлуатації, внаслідок чого щорічні втрати теплової енергії сягають 10%. Через обмеженість коштів обсяги перекладання та заміни теплових мереж щорічно зменшуються. При нормативній потребі їх перекладання (виходячи з терміну служби 20 років) в обсязі 900 км щорічно, замінюється лише близько 500 км, тобто ремонт недовиконується більше ніж на 45%.

Суттєво зросли обсяги використання газу в комунальній енергетиці (до 42 % газових витрат України). Собівартість опалення стає значно більшою, ніж ціни за споживання тепла. Нині в Україні, за експертними оцінками, даремно витрачається 30?40 % вироблених енергоресурсів. Так, на обслуговування одного квадратного метра житла витрачається енергоресурсів у 3?7 разів більше, ніж у країнах Західної Європи [2].

Через залежність України від імпорту енергоносіїв (газу і нафти), ціни на які постійно зростають, існуюча система теплозабезпечення стає неконкурентоспроможною. Реальні витрати на генерацію, транспорт і розподіл електричної та теплової енергії, видобуток і розподіл природного і скрапленого газу не відповідають сьогодні купівельній спроможності більшості верств населення регіонів країни. Це обумовлює необхідність соціального захисту як споживачів, так і регіональних виробників і постачальників енергії за допомогою адміністративного стримування цін на основні енергоносії, надання державних і регіональних дотацій споживачам та виробникам енергії, перехресного субсидіювання комунальної сфери промисловістю за рахунок диференціації тарифів. До того ж зазначені заходи є несумісними з ринковими принципами функціонування енергетики і сприяють подальшому її занепаду.

Відтак, зниження обсягів споживаного газу є надзвичайно важливим завданням. Нині є реальні технічні можливості знизити споживання паливно-енергетичних ресурсів за рахунок можливостей нових технологій у комунальній енергетиці, досягти максимально ефективного використання палива, а також зменшити надходження парникових газів до атмосфери.

Однією з концептуальних проблем комунальної енергетики України є проблема оптимізації функціональної схеми опалювання і теплопостачання з врахуванням переваг централізованого і автономного енергопостачання.

В Україні частка централізованого теплопостачання складає понад 65% загального теплопостачання [3]. Мала енергетика ЖКГ виявилася заручницею великої енергетики. Раніше прийняті кон’юнктурні рішення про закриття малих котелень (під приводом їх низької ефективності, технічної та екологічної небезпеки) сьогодні обернулися надцентралізацією теплопостачання, коли гаряча вода проходить від ТЕЦ до споживача шлях в 25?30 км, коли відключення джерела тепла із-за неплатежів чи аварійної ситуації приводить до замерзання міст з мільйонним населенням.

Більшість індустріально розвинених країн йшло іншим шляхом: удосконалювали теплогенеруюче обладнання, підвищуючи рівень його безпеки та автоматизації, ККД газопальникових пристроїв, санітарно- гігієнічні, екологічні, ергономічні та естетичні показники; створили всеоб’ємну систему обліку енергоресурсів всіма споживачами; приводили нормативно-технічну базу у відповідність вимогам доцільності та зручності споживача; оптимізували рівень централізації теплопостачання; перейшли до широкого застосування альтернативних джерел теплової енергії. Результатом такої роботи стало реальне енергозбереження в усіх сферах економіки, включаючи ЖКГ.

Наша країна знаходиться на початку важкого шляху реорганізації житлово-комунального господарства, і енергозбереження є магістральним напрямком розвитку малої енергетики, просування по якому спроможне значно пом’якшити болісні для більшості населення наслідки росту цін на комунальні послуги.

Поступове збільшення частки децентралізованого теплопостачання, максимальне наближення джерела тепла до споживача, облік споживачем усіх видів енергоресурсів дозволять не тільки створити споживачеві більш комфортні умови, але й забезпечить реальну економію газового палива.

Саме такий шлях подальшого розвитку систем теплопостачання обрано в м. Олександрія, де були розроблені Генеральна програма та Генеральна схема «Оптимізація системи теплозабезпечення м. Олександрія Кіровоградської обл. » які затверджені рішенням Олександрійської міської ради №592 від 15. 02. 2008 р. та схвалені рішенням виконавчого комітету №1066 від 08. 11. 2007 р.

Дана програма включає два етапи: реконструкцію системи теплозабезпечення міста шляхом її децентралізації з обладнанням джерел теплової енергії (котелень) в існуючих приміщеннях центральних теплових пунктів (ЦТП) з установкою контактних водонагрівачів, та будівництво заводу по виробництву піролізного газу з місцевого бурого вугілля і повне заміщення імпортованого природного газу на всіх газових котельнях міста.

В результаті здійснення I етапу за опалювальний сезон буде зменшено:

? споживання природного газу на 9964 тис. м3 - 27%

? споживання електроенергії на 4289 тис. кВт. год. - 42%

? споживання питної води на 140 тис. м3 – 74%

? чисельність експлуатаційного персоналу на 159 чол. - 54%;

? викидів шкідливих речовин в атмосферу – в 2 рази;

? повне припинення скидів у побутову каналізацію.

У даній дипломній роботі наданий проект реконструкції одного з центральних теплових пунктів міста Олександрії під квартальну котельню для 143-го мікрорайону – найвіддаленішого від існуючого джерела тепло-постачання (Районної котельні), з виведенням з експлуатації теплової мережі великого діаметру Ду400мм. Це житловий масив з дев’ятиповерхових житлових будинків по вул. 6 Грудня біля ЦТП №143. Громадських будівель в мікрорайоні немає.

Для покриття теплових навантажень проектом передбачено встановити в котельній 2 контактних водонагрівача: КВН-2,9ГС, з номінальною потужністю 2,9 МВт. Загальна встановлена теплова потужність котельної 5,8 МВт. Параметри теплоносія, що відпускається на потреби опалювання і вентиляції 85/55оС.

Джерелом водопостачання є вода міського водопроводу. Трубопроводи підживлення підключаються безпосередньо до самих котлів.

Хімводопідготовка у складі установки відсутня. Для забезпечення нормальної роботи системи теплопостачання передбачена система захисту устаткування від корозії.

Для теплопостачання застосовується закрита система теплопостачання споживачів.

Актуальність і доцільність дипломної роботи

Робота виконана в світлі Закону України «Про теплопостачання» від 02. 06. 2005 р. Розділ ІІ. Державна політика у сфері теплопостачання, яка базується на оптимальному поєднанні систем централізованого, помірно-централізованого, децентралізованого та автономного теплопостачання:

«Впровадження високоефективного теплоенергетичного обладнання та матеріалів у новостворюваних та діючих системах теплопостачання, зокрема, котлів з підвищеним коефіцієнтом корисної дії, утилізації тепла вихідних газів, малогабаритних теплообмінних апаратів, уніфікованих блочних пальникових пристроїв з автоматикою, приладів диспетчерського контролю та управління технологічними процесами».

«Зниження витрат при транспортуванні теплової енергії в магістральних та розподільчих теплових мережах методами впровадження сучасних видів теплоізоляції, у тому числі із спінених полімерних матеріалів».

Об’єкт дослідження

В дипломній роботі розроблено проект реконструкції одного з центральних теплових пунктів міста Олександрії під квартальну котельню для 143-го мікрорайону – найвіддаленішого від існуючого джерела тепло-постачання (Районної котельні), з виведенням з експлуатації теплової мережі великого діаметру Ду400мм.

Метою дослідження є:

. . . зниження питомого споживання природного газу на виробництво 1 Гкал теплової енергії;

. . . зниження питомої норми споживання електричної енергії;

. . . зниження споживання води;

. . . зменшення витрат теплової енергії на власні потреби;

. . . зниження втрат в теплових мережах з 13% (згідно нормативів) до 4. . 4,5%;

. . . скорочення чисельності експлуатаційного персоналу.

Новизна проекту:

- застосування контактних водопідігрівачів, в яких використовується прихована теплота конденсації водяних парів, що містяться в продуктах згорання газу;

- впровадження котлів атмосферного типу знімає небезпеку їх вибуху, що є важливим для персоналу підприємства та мешканців житлових будинків, які знаходяться поряд з котельнею;

- відсутність хімічної підготовки підживлювальної води, а отже ліквідація витрат на хімічні реагенти, поварену сіль, і як наслідок - відсутність скиду забруднюючих речовин до побутової каналізації міста (12 інгредієнтів, таких як хлориди , сульфати, фосфати, залізо, нітрати, нітриди та інші) і зменшення потреби питної води;

- питомі викиди в атмосферу шкідливих речовин в г/Гкал значно нижчі, ніж обумовлені ГОСТ 10317-83: NO2 – на 41%, СО – на 67,2%

- очищення внутрішніх поверхонь труб систем опалення будинків від застарілих відкладень накипу в процесі експлуатації;

- повна автоматизація котельні по всіх параметрах режимів роботи та безпечної експлуатації, робота без постійного обслуговуючого персоналу, що значно зменшує чисельність працівників. Всі параметри роботи котельної зведені на пульт диспетчерсько-аварійної служби.

В проекті виконані розрахунки потреб тепла на опалення і гаряче водопостачання, визначені витрати теплоносія та виконані гідравлічні розрахунки: внутрішньої газової мережі та теплової мережі мікрорайону, причому в двох варіантах: при існуючій мережі та після заміни трубо-проводів іншими діаметрами, розрахована висота димаря з урахуванням розсіювання шкідливих викидів, орієнтовно визначене зменшення втрат теплової енергії за рахунок значного скорочення теплової мережі великого діаметру, що дозволяє підвищити якість наданих споживачам послуг теплопостачання без збільшення використання енергоресурсів.

1. Долінський А. А. Енергозбереження та екологічні проблеми енергетики // Вісник НАН України, 2006, №2.

2. Білянський Ц. О. Пекельне коло //

http://viche. info/index. php?action=archive&id=414

3. Україна. Огляд енергетичної політики – 2006 // International Energy Agency // ОЕСР/МЕА, 2006.

4. Норми та вказівки по нормуванню витрат палива та теплової енергії на опалення житлових та громадських споруд, а також на господарсько-побутові потреби на Україні. – Київ: КТМ 204 України 244-94, 1996. -636 с.

5. Боженко М. Ф. , Сало В. П. Джерела теплопостачання та споживачі теплоти: Навч. посіб. – К. : ІВЦ „Видавництво «Політехніка»”, 2004. – 192 с.

6. Краснощеков Е. А. , Сукомел А. С. Задачник по теплопередаче: Учебн. пособие для вузов. – 4-е изд. , перераб. – М. : Энергия, 1980. - 288 с. , ил.

7. Копко В. М. Теплоизоляция трубопроводов теплосетей: Учеб. -метод. пособие – Минск: Технопринт, 2002. – 160 с. :ил.

8. Єнін П. М. , Швачко Н. А. Теплопостачання (частина І «Теплові мережі і споруди»). Навчальний посібник. –К. : Кондор, 2007. –244 с.

9. Єнін П. М. , Шишко Г. Г. , Предун К. М. Газопостачання населених пунктів і об’єктів природним газом. Навчальний посібник. – К. : Логос, 2002. -198 с.

10. Постанова Кабінету Міністрів України від 14. 02. 2002 р. №139 “Основні напрямки прискорення реформування ЖКГ”. ”Програма реформування ЖКГ на 2002 – 2005 роки та на період до 2010 р.

11. ДНАОП 0. 00-1. 26-96, “Правила будови і безпечної експлуатації котлів з тиском пари не більш 0,7 МПа (0,7 кгс/см2), водогрійних котлів і водопідігрівачів з температурою нагріву води не вище 115?С”. К. : Держнаглядохоронпраці України. 1995. 174 с.

12. Алабовский О. М. и др. „Проектування котелень промислових підприємств”. Навч. посіб. /О. М. Алабовський, М. Ф. Боженко, Ю. В. Хоренженко. - К. : Вища шк. , 1992. – 207с. : іл.

13. Ионин А. А. и др. Теплоснабжение. – М. :Стройиздат, 1982. -336 с.

14. Каталог насосного оборудования Lowara ITT Industries. 2006.