3. 
   Существующие пути и основные задачи реконструкции
   

Любое оснащение котельной имеет конкретный срок износа. Незадолго до того, как этот срок истечет, следует задуматься либо о частичной замене оборудования, либо о полной реконструкции котельной.

Реконструкция котельных - это комплекс технических мероприятий, направленных на полную замену оборудования, исчерпавшего свои ресурсы, устаревшего морально и физически, на новое, современное оснащение.

Реконструкция позволяет решить следующие задачи:

• 
  Снижение расходов топлива, что способствует уменьшению себестоимости тепловой энергии.
  
• 
  Повышение производительности оборудования.
  
• 
  Сокращение затрат на содержание котельной.
  
• 
  Повышение качества теплоснабжения.
  
• 
  Уменьшение объема вредных выбросов в атмосферу.
  

В данном проекте рассматривается котельная, запущенная в эксплуатацию в 2002 году. Заявленный срок эксплуатации котлов КВТС 20(25)-150-ПС по паспорту [24] - 20 лет и, не смотря на регулярное техническое обслуживание, все чаще происходят отказы и аварии, как на основном, так и вспомогательном оборудовании. Несущие элементы котлов и воздухораспределительные решетки «кипящего слоя» имеют температурные деформации.

Замена старых котлов на идентичные, угольные, позволит продлить срок эксплуатации котельной и получить незначительную экономию топлива и материалов.

Так же большим плюсом перехода на газ является улучшение экологической обстановки в городе в связи со значительным уменьшением вредных выбросов в атмосферу.

Экономическая эффективность планируемой реконструкции будет рассчитана в процессе написания проекта.

4. 
   Технологический раздел
   

Расчет и выбор оборудования реконструируемой котельной

В данном проекте использованы материалы расчетно-пояснительной записки «Котлоагрегат КВ-ТС-20(25)-150ПС с топкой низкотемпературного кипящего слоя для сжигания бурого угля», 62.077.00.00 ПЗ тепловой и аэродинамические расчеты - [23].

---

1. 
   Тепловой баланс котла при сжигании природного газа
   

Проведем расчет теплового баланса котла при сжигании природного газа. Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

Q_р+Q_в.вн.=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆, кДж/м3 (20)

где:

Q_р - располагаемое тепло топлива;

Q_в.вн. - тепло, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла;

Q₁ - полезно использованное тепло;

Q₂ - потеря тепла с уходящими газами;

Q₃ - потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива;

Q₄ - потеря тепла от механической неполноты сгорания топлива;

Q₅ - потеря тепла от наружного охлаждения;

Q₆ - потеря с теплом шлака.

При сжигании газообразного топлива в отсутствие внешнего подогрева воздуха и парового дутья величины Q_в.вн., Q₄, Q₆ равны 0, поэтому уравнение теплового баланса будет выглядеть так:

Q_р=Q₁+Q₂+Q₃+Q₅, кДж/м3. (21)

В процентном виде:

q_n = *100, %. (22)

q₁+q₂+q₃+q₅=100 %; отсюда КПД котла (q₁) равно:

q₁ = 100–(q₂+q₃+q₅) %; (23)

Располагаемое тепло 1 м3 газообразного топлива:

Q_р=Q_н+i_тл, кДж/м3 (24)

где:

Q_н - низшая теплота сгорания газообразного топлива, кДж/м3;

i_тл - физическое тепло топлива, кДж/м3. (Учитывается в том случае, когда топливо подогревается посторонним источником тепла).

В нашем случае этого не происходит, поэтому Q_р = Q_н, кДж/м3;

Q_н=Q_н(СН₄)*0,92+Q_н(С₂Н₆)*0,035+Q_н(С₃Н₈)*0,015+Q_н(С₄Н₁₀)*0,005+ +Q_н(С₅Н₁₂)*0,01=35830*0,92+63770*0,035+91270*0,015+118680*0,005+ +145120*0,01=38609,2 кДж/м3. (25)

q₂ = * 100

где:

I_ух - (энтальпия уходящих газов) = V_г * c_ух * t (26)

где:

V_г = V_п.г.*(10,7+(α–1)*8,56)* ; (27)

где:

V_п.г. – количество природного газа = 1 м³;

α – коэффициент избытка воздуха = 1,05 (таблица 16);

t_ух – температура уходящих газов = 130 ⁰С (403 К) (при сжигании природного газа рекомендуемая температура уходящих газов 120-130

---

⁰С); -[38]

V_г=1*(10,7+(1,05-1)*8,56)* =16,43 м³/, (28)

Уходящие дымовые газы при номинальном режиме сжигания природного газа в котельных агрегатах состоят из 71% азота (N₂), 18% воды (Н₂О), 9% углекислого газа (СО₂) и до 2% кислорода (О₂).

c_ух=0,71*1,2983+0,18*1,5131+0,09*0,7364+0,02*1,3256=1,287 кДж/м³*К,[29], (таблица V); (29)

I_ух = 16,43*1,287*130=2748.9 кДж/м³. (30)

α_ух – 1,4 - [27], (таблица 9);

I_х.в. = V⁰*с_в*t (31)

где:

V⁰ =13545/1260=10,75 м³, (согласно расчетам вентилятора);

с_в = 1,3209 кДж/м³*К – [29], (таблицаV);

t = 20 ⁰С

I_х.в.=10,75*1,005*20=216,08 кДж/м³. (32)

q₂= *100=6.34 % (33)

q₃=0,4 %, согласно паспорту горелки - [25];

q₅=1.1 %, 20 Гкал/ч ≈ 37 т/ч пара, согласно графику определения потерь тепла от котла в окружающую среду Q5 - [29], (приложение 8);

Отсюда находим q₁:

q₁=100–(q₂+q₃+q₅)=100–(6.34+0,4+1.1)=92,16 %. (34)

2. 1   2   3   4   5   6

---

Расчет дымососа

При переходе на сжигание газа изменяются количественные и качественные характеристики уходящих газов. Исходя из этого, будут внесены изменения в газо-воздушный тракт.

Для уточнения производительности дымососа произведем расчет объема дымовых газов при сжигании ПГ.

V_дг=V_г*1260 (35)

где:

V_г – объем газов на 1 м³ сжигаемого ПГ;

Следовательно:

V_дг=16,43*1260=20701,8 м³/ч. (36)

Объем дымовых газов при работе двух горелок будет равен:

V_дг*2=20701,8*2=41403,6 м³/ч. (37)

Производительность действующего дымососа равна = 105000 м³/ч. Полное сопротивление газового тракта «котел – дымосос» согласно аэродинамическому расчету котла КВТС 20(25)-150ПС - [23], (таблица 8) равняется = 2921 Па. Отсюда мы отнимем сопротивление батарейных циклонов (сопротивление циклона - 784 Па), так как они не нужны при сжигании газообразных топлив и будут отключены в процессе реконструкции газохода (газоход после экономайзера будет напрямую соединен со всасом дымососа – приложение 3). Соответственно, полное сопротивление газового тракта «котел – дымосос» будет равно = 2137 Па.

Из вышеизложенного мы видим, что нагрузка дымососа после реконструкции уменьшится более чем на 50% и становится нерационально использовать данное оборудование. Альтернативой приобретению нового оборудования я рассматриваю объединение газоходов котлов для работы на одном дымососе (приложение 3). Второй дымосос остается резервным.

Так же для максимально полезного использования мощностей оборудования предусматриваю установку высоковольтных преобразователей частоты с векторным управлением: «Goodrive5000».

Таблица 11. Высоковольтный частотный преобразователь 6 кВ с векторным управлением Goodrive5000.

Тип	Мощность (кВА)	Номинальный ток (А)	Мощность двигателя (кВт)	Размеры (мм)	Вес (кг)
GD5000-A0315-06	315	31	250	3800 х 1200 х 2720	2835

По статистическим данным работа от ПЧ дает экономию эл. энергии 20-40%, помимо этого, позволяет избегать пусковых токов, которые в 5-7 раз превышают номинал. Это, в свою очередь, продлевает сроки эксплуатации оборудования и сокращает расходы на обслуживание, и текущие ремонты.

---

На графике зависимости потребляемой мощности от нагрузки при дросселировании и использовании ПЧ (рис. 1) видно, что максимальная экономия электроэнергии достигается при 40-60% открытия дроссельной заслонки, что соответствует именно рабочему диапазону.



Рис. 1.

Данный график наглядно показывает, что при работе котельной с максимальной нагрузкой применение ПЧ не дает никакой экономии, но максимальная потребность города в тепловой энергии составляют всего 73% от мощности котельной и пиковые нагрузки длятся не более 1-го месяца в течении отопительного периода. Следовательно, основное время дымосос работает не в полную нагрузку и использование преобразователей частоты экономически оправдано. Ниже приведена сравнительная таблица работы эл. двигателя с питанием напрямую от сети и через преобразователь частоты.

Таблица 12. Сравнительная таблица работы двигателя с установленным ПЧ.

Сравнение до и после установки ПЧ
Работа от сети		Работа от ПЧ
Рабочая частота Hz	50		Рабочая частота Hz	40
Входное напряжение kV	6		Входное напряжение kV	5,7
Входной ток А	31		Входной ток А	18,5
Коэффициент мощности	0,9		Коэффициент мощности	0,96
Мощность двигателя kW	250		Мощность двигателя kW	160

3. 
   Расчет вентилятора
   

Далее рассчитаем количество воздуха, необходимое для работы горелки «БСТ-ГГА-12,0».

Для этого нам нужно знать элементарный состав топлива, приведенный ниже в таблице 13.

Таблица 13. Состав природного газа.

Элемент	Ед. измерения	Количество
Метан (CH4)	%	92
Этан (C2H6)	%	3,5
Пропан (C3H8)	%	1,5
Бутан (C4H10)	%	0,5
Пентан (C5H12)	%	1
Углекислый газ (CO2)	%	0,25
Азот (N2)	%	0,25
Неуглеводородные вещества	%	1

---

Смотрите также файлы

• Практических заданий по дисциплине кросскультурные коммуникации.docx

• Закон от 08. 12. 1995 n 193фз (ред от 28. 12. 2022) "О сельскохозяйственной кооперации".pdf

• Каждый человек имеет свою модель поведения. И если у него имеется предрасположенность реагировать на чтото определенным образом, то и делать он будет в соответствии с ней.docx

• Магистрлік диссертация цифрлы білімдік ортада болаша педагогпсихологтарды коммуникативтік мдениетін алыптастыру.docx

• Происхождение русской правды.docx