Проект реконструкции городской отопительной котельной Сосновоборского муниципального унитарного отопительного предприятия.

Загрязнения воздушной среды котельными связано с выбросами из дымовой трубы большого количества СО2. Кроме того, при значительных температурах в ядре факела происходит частичное окисление азота с образованием оксидов азота NO и NO2.Основным показателем, характеризующим загрязнение воздушной среды, является выброс вредных веществ в единицу времени. Дымовая труба в котельной служит для отвода продуктов сгорания на высоту, обеспечивающую рассеивание выбросов до допустимых санитарными нормами концентраций (ПДКNO2=0,2мг/м3, ПДКSO2=0,5мг/м3).При эксплуатации котельной образуется следующие виды отходов:1) Накипь в котлах и трубопроводах котельной, которая образуется в процессе солеотложения при нагревании воды. Для сбора отходов предусмотрен металлический контейнер. Количество отходов 0,1 т/год.2) Мусор и смет с производственных помещений незагрязненный, который образуется в процессе сухой уборки территорий. Для сбора мусора предусмотрен металлический контейнер. Количество отходов 0,3т/год.При сжигании топлива в котлах в атмосферу поступает значительное количество токсичных веществ. При работе котлов на природном газе основные вредные выбросы составляют NO и NOx. Они образуются при соединении азота с кислородом при высокой температуре в центре факела топки.Оксиды азота вызывают уменьшение гемоглобина в крови, действуют на слизистую оболочку глаз, обладают канцерогенным действием. Максимальная предельно допустимая концентрация NOx в выбросах котлов при работе на природном газе должна составлять 270 мг/м3.В связи с близостью жилого массива проблема снижения выбросов становится особенно актуальной.Применяемые методы борьбы с уменьшением выбросов оксидов азота:На котлах ПТВМ-50 применено двухстадийное сжигание газа.Выбросы вредных веществ в атмосферу соответствуют установленным нормам и правилам, не превышают ихМероприятия по уменьшению вредного воздействия на окружающую среду.Основными источниками загрязнения воды и почвы являются продукты продувок котлов, отмывки и регенерации фильтров, охлаждающая вода.Энергия вторичного пара и воды продувок котлов максимально полно используется в подогревателях и расширителях продувки, что ведет к увеличению КПД станции и уменьшению расхода топлива.Мазутные хранилища изготовлены с дополнительными ограждениями из бетона, предотвращающими разлив мазута по большой площади, в случаях повреждения основных резервуаров.Производственные сточные воды котлоагрегатов отводятся в продувочный колодец, а затем, после расхолаживания до 40ºС, отводятся в существующую сеть канализации.Реагенты для регенерации фильтров хранят в резервуарах, отвечающих требованиям безопасности.Шламы отмывочных вод удаляют в отстойники. После очистки отстойников шлам отправляется на отвалы.5.2 Расчет дымовой трубыРасход газа после нового водогрейного котла составляет:.Скорость уходящих газов Wух=15 м/с.Температура уходящих газов tух = 130°С.Высота дымовой трубы вычисляется по формуле:Н=Где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы. Для Соснового бора А=140.∆Т – разность температур между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси tух и температурой окружающего воздуха tв.∆Т=tух-tвозд=150-25=125°С.F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, для окислов серы и азота F = 1.D – диаметр устья источника выброса.D = .V – расход газовоздушной смеси.Wух – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.где f = = Vm= Vm> 2, значит n = 1М – количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.Н=Высоту трубы принимаем 30 м (округлено в сторону большего стандартного значения высот труб), диаметр устья 2,5 м.6. Безопасность жизнедеятельности6.1 Безопасность проектаОборудование котельной размещено таким образом, чтобы были обеспечены доступы ко всем его элементам, требующим обслуживания.Вращающиеся части механизмов ограждены специальными конструкциями.Котлы оборудованы взрывными предохранительными клапанами, исключающими возможность травмирования обслуживающего персонала котельной.Прокладка кабелей выполняется открыто в лотках.Внешние поверхности котлов, вспомогательного оборудования, трубопроводов горячей воды, а так же газоходы изолированы таким образом, чтобы температура поверхности изоляции не превышала 45оС.Газопроводы котельной окрашены в желтый цвет с предупреждающими красными кольцами по ГОСТ 14202-69 «Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки».6.2 ЭлектробезопасностьКотельная относится к помещениям особой опасности повреждения людей электрическим током, т.к. помещение котельной характеризуется наличием токопроводящего бетонного пола, наличием влажности и возможностью одновременного прикосновения человека к нетоковедущим частям электрооборудования с одной стороны и имеющим соединение с землей металлоконструкциям с другой стороны.Электроснабжение котельной выполнено двумя вводами. На вводе установлен силовой шкаф с АВР и учетом электроэнергии. Напряжение сети питания – 380 В. Электроснабжение котельной осуществляется по двум вводам кабелями ВВГнг 5х95,0 мм2. Предусмотрено автоматическое переключение на резервный ввод при пропадании напряжения, пропадании одной из фаз, а также при выходе напряжения на рабочем вводе за установленные пределы (минимум-максимум). Напряжение силовых сетей 380/220 В, сетей управления 220В. В соответствии с требованиями по электробезопасности, для защиты от электричества в случае перехода напряжения на металлические конструкции, корпуса электродвигателей и электроустановок, имеется защитное заземление и защитное отключение при замыкании на землю.Для защиты персонала от поражения током все электродвигатели оснащены защитными средствами, предусмотрено заземление всех металлических частей электрооборудования, не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под ним вследствие повреждения изоляции. Сопротивление заземляющего устройства не более 4 Ом в любое время года. Наружный и внутренний контуры заземления соединены в двух местах сваркой. Для этого использована защитная жила (РЕ) силовых кабелей, внутренний и внешний контур заземления здания.К внешнему контуру заземления присоединены металлические дымовые трубы. Также предусмотрен отдельный контур молниезащиты, к которому присоединены дымовые трубы.В данной котельной соблюдены все требования защиты электрооборудования. Основной мерой защиты принято зануление с использованием дополнительной (нулевой) жилы кабелей.Для выравнивания потенциалов внутри здания проложен контур заземления с использованием естественных заземлителей (подкрановых путей, закладных элементов под щиты). Для защиты от заноса потенциала в здание, трубопроводы на вводе в здание присоединены к заземляющему контуру.Проектом предусмотрено аварийное освещение светильниками во взрывозащищенном исполнении ВЗГ-200. Управление аварийным освещением осуществляется выключателем, расположенным снаружи у входа в котельную. Обслуживание светильников предусмотрено со стремянок и приставных лестниц.6.3 Гигиеническая оценка условий и характера труда.Микроклимат помещения котельной характеризуется действующим на человека комплексом температуры, влажности воздуха и скорости его перемещения, а также степенью нагретости поверхностей с точки зрения теплового облучения.Котельная функционирует в автоматическом режиме. Непрерывно присутствующего обслуживающего персонала в помещении нет. Произведем оценку помещения с точки зрения охраны труда для работников ремонтных и сервисных специализированных организаций.Температура в котельной держится на уровне 12оС. Температура в котельной по факту за счет тепловыделений от нагретого оборудования будет равна 14-15оС в зимнем режиме работы. Для временных рабочих мест II категории работ такая температура допустима. Относительная влажность воздуха примерно 50%, что признается оптимальным значением. Скорость движения воздуха в котельной 0,2 м/с (оптимальный уровень для II категории труда).Для того, чтобы не образовывалась взрывоопасная концентрация горючего газа и защиты от угарного газа, а также для вытяжки теплоизбытков в переходный период года предусматривается вытяжная естественная вентиляция из котельной, определенная с расчетом на трехкратный воздухообмен. Вытяжка производится из верхней части через четыре вытяжных решетки.В котельной установлена сигнализация:- по концентрации метана в верхней зоне котельной;- по концентрации оксида углерода (угарного газа).Для освещения применяется осветительная техника ЛПП-24-2х36-613 с использованием люминесцентных ламп.Предусмотрено аварийное освещение специальными светильниками ВЗГ-200.Деятельность специалистов ремонтных и обслуживающих организаций по обслуживанию теплоисточника классифицируется как IV разряд зрительных работ. Норма освещенности составляет 200 лк.Нормируемой шумовой характеристикой при постоянном шуме являются уровни звуковых давлений в децибелах в октавных полосах.Нормативным уровнем шума в котельной принят 80 дБА.Оборудование, применяемое в котельной, обладает относительно низким уровнем шума. Насосные агрегаты монтируются на виброизолирующем основании, горелки оборудованы антивибрационными насадками. Чтобы защитить работников от этих факторов, в котельной осуществляются такие меры:- кабели укладываются в кабельных каналах;- при работе сварщик применяет специальную защитную маску со стеклом;- все нагретые поверхности теплоизолированны.Для создания нормальных условий работы эксплуатационного персонала управление оборудованием вынесено на щиты управления. Стены блочных щитов заполнены звукопоглощающими материалами и имеют двойную стенку в местах установки дверей, звукоизоляция снижает уровень шума до 65 дБА, согласно ГОСТ 12.1.003-83. Нормы вибрации: уровень виброускорения 100 дБ, уровень виброскорости 92 дБ.Основные источники вибрации – насосы, дымососы и вентиляторы. Для устранения вибрации все насосы, вентиляторы и дымососы установлены на индивидуальных фундаментах, либо на специальные амортизаторы в виде специальных пружин или упругих прокладок. Общая вибрация в котельной передается через опорные поверхности на тело человека. Защита от вибрации согласно ГОСТ 12.1.012-90.Оборудование котельной создает шум средней частоты. Допустимый уровень шума значений должен составлять 80 дБА.6.4 Пожарная безопасностьПомещение котельной относится к I степени огнестойкости, по степени пожарной опасности технологического процесса помещение котельной относится к категории «Г» согласно НПБ 105-03. Несущие и ограждающие конструкции котельной имеют предел огнестойкости 45 мин, предел распространения пламени по конструкции равен нулю.Пожаротушение котельной выполняется от водопровода двумя пожарными кранами Ду 50, находящимися в котельной.Кроме того, в качестве первичных средств пожаротушения предусмотрена установка двух порошковых огнетушителей V=5л. Снаружи здания предусмотрена установка стенда с первичными средствами пожаротушения согласно нормам ППБ-01-03. В месте прохода газоходов через строительные конструкции установлены металлические гильзы с расчетным зазором между стенками не менее 10 мм. Зазор заполняется асбестовым шнуром.В котельном зале установлены дымовые пожарные извещатели ИП 212-3СМ и ручные пожарные выключатели ИПР. Сигнал о возникновении пожара вынесен на пульт диспетчера.При возникновении пожара для эвакуации предусмотрены эвакуационные пути (предусмотрено два выхода: на лестницу ведущую наружу и в смежное помещение в котором располагаются узлы учета тепловой энергии) для быстрого и безопасного выхода людей за пределы опасной зоны. Дверные проемы котельной имеют размеры 1000х2000(h).Ширина дверей принята в соответствии со СНиП 21-01-97: должна быть не менее 0,8 м, высота – не менее 2 м.Проанализировав условия труда по различным показателям (шум, вибрация, освещенность и т.д.), можно классифицировать условия труда персонала обслуживающих организаций на данной котельной как допустимые.7. Технико-экономический расчетРассчитаем капитальные затраты при реконструкции котельной.В общем случае в состав инвестиционных затрат входят следующие элементы: стоимость проектной документации (ПИР, проект и рабочая документация) (без НДС) составляет 300 000 руб.; стоимость оборудования представлена в таблице.Таблица 7.1Стоимостьнового оборудования по цене производителей Наименование оборудованияштСтоимость без НДС, руб. за ед.Общая сумма без НДС, руб.Котел водогрейный КВ ГМ 100-150129 694 62029 600 000Горелка газомазутная3920 0002 760 000Вентилятор с электродвигателем1803 700803 700Дымосос с электродвигателем1776 800776 800Насос сетевой СЭ-800-100-113932 0002 796 000Подпиточный насос Кс-50-55-11218 800218 800Сумма:36 955 300Затраты на транспортировку оборудования (10% от стоимости оборудования) (без НДС) составляет 3 695 530 руб.Затраты на монтаж оборудования (15% от стоимости оборудования) (без НДС) составляют 5 543 295 руб.Затраты на пуско-наладочные работы (10% от стоимости оборудования) (без НДС.) составляет 3 695 530 руб.Прочие затраты, трубопроводы и арматура (30% от стоимости оборудования) (без НДС) составляют 11 086 590 руб. К = 300 000 + 36 955 300 + 3 695 530 + 5 543 295 + 3 695 530 + + 11 086 590 = 61 276 245 руб.Совокупные инвестиционные затраты (величина капиталовложений в проект) составляет61276245руб (без НДС).Рассчитаем годовые эксплуатационные затраты котельной.Годовые эксплуатационные затраты по котельной:где Sт– затраты на топливо, тыс. руб/год;Sэ – затраты на электроэнергию, тыс. руб/год; Sв – затраты на воду, тыс. руб/год; Sам– амортизационныеотчисления, тыс. руб/год;Sрсэо – расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, тыс. руб/год;Sпроч – прочие затраты, тыс. руб/год.Рассчитаем годовой отпуск теплоты из котельной:Годовой расход топлива на водогрейную часть котельной:Затраты на топливо:По статье «Затраты на топливо» определяются затраты на топливо, используемые на выработку тепловой энергии (газ, уголь, мазут), в данном проекте используется природный газ.Для газа цена за единицу определяется по формуле: Цт = Цопт + Цтр + Цс.сб + Цпргаз,где Цопт – оптовая цена на газ, Цтр – плата за транспортировку;Цс.сб – плата за снабженческо-сбытовые услуги; Цпргаз – плата для финансирования программы газификации.Цт = Цопт + Цтр + Цс.сб + Цпргаз = = 5167 + 300,95 + 200,13 + 0 = 5668 руб/тыс.м3Затраты на топливо:Затраты на электроэнергию.По статье «Затраты на электроэнергию» определяются затраты на электроэнергию, используемую на технологические нужды, связанные непосредственно с выработкой тепловой энергии. По этой статье отражаются расходы электроэнергии на приводы насосного оборудования машин; приводы механизмов топливоподачи, приводы исполнительных механизмов систем автоматического регулирования, питание систем телемеханического управления. Расход электроэнергии определяется по паспортным данным оборудования.Затраты на воду:По статье «Затраты на воду» определяется расход воды на первичное заполнение водой оборудования источника тепла; подпитку в размере нормированных потерь; расход на собственные нужды (химподготовка; продувка; испытания гидравлические; промывка оборудования; межсезонная консервация; приводы гидравлических исполнительных механизмов и др. подобные). По этой же статье определяются затраты на воду, получаемую от организаций водопроводного хозяйства для подогрева и расходуемую на непосредственный водозабор в системах горячего водоснабжения.Химические реагенты для химводоподготовки (затраты на материалы) учтены в затратах на воду (+15% к нормативу).Амортизационные отчисления: где Нам– нормаамортизационных отчислений на котельные установки и стационарные паровые котлы со вспомогательным оборудованием котельной в долях;Тисп – срокполезного использования, год.Тисп = 10 лет;К = ОС – капитальные затраты (основные средства), руб.Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования:Определяется на основе стоимости работ по ремонту на основе заключенных договоров со сторонними организациями, в соответствие с действующими нормативными документами, также учитываются затраты на работу оператора котла, на расходные материалы для водоподготовки. В случае отсутствия расчетов по сметной стоимости работ или заключенных договоров допускается устанавливать норматив по этой статье в % от покупной стоимости оборудования.где a = 5% - годовая норма отчислений на ремонт и содержание оборудования.Издержки на заработную плату, социальные отчисления рассчитаем исходя из численности персонала.Таблица 7.2Персонал котельной№ п/пДолжностьОплата, руб./месКоличество работниковГодовой фонд оплаты труда,тыс.руб/год1Начальник котельной2500013002Начальник смены2000037203Оператор котельной15000610804Слесарь КИПиА2000012405Эл.монтер1900012286Аппаратчик ХВО2000012407Техник-табельщик, бухгалтер1500011808Уборщица1000011209Дворник100001120Итого163228Коэффициент обязательных соц. отчислений а = 1,34 на 2019 год.Sз.пл =ФЗП · асо = 3228 · 1,34 = 4326 тыс. руб/год.Прочие затратыВ статье «Прочие затраты» отражаются затраты, не предусмотренные предыдущими статьями.Ставка налога на имущество устанавливается на региональном уровне в Томске 2,2%. Налоговая база – среднегодовая остаточная стоимость имущества:Годовые эксплуатационные затраты:Себестоимость одной Гкал выработанной тепловой энергии, S, руб.:.Тарифы на тепловую энергию потребителям, расположенным на территории Ленинградской области, на 2019 год (по которому можно будет реализовывать тепловую энергию):Ттэ = 1294,35 руб/Гкал.Рассчитаем увеличение выработки тепловой энергии за год за счет работы нового котла:Срок окупаемости капитальных вложений в проект составит:Коэффициент эффективности:Е = 1/Ток = 1/3,23 = 0,31.Проект реконструкции считаем целесообразным.ЗаключениеСистемы централизованного теплоснабжения постоянно реконструируются. Модернизации подвергаются тепловые сети, источники тепловой энергии, абонентские вводы. Часто приходится переключать абонентов от одних источников теплоты на другие для повышения надежности.Система теплоснабжения города Сосновый бор открытая.Котельная СМУП «ТСП» включается в параллельную работу с бойлерной районного теплоснабжения в пиковом режиме и в периоды ремонта энергоблоков ЛАЭС. Кроме того, паровая часть котельной круглогодично обеспечивает паром питательные деаэраторы, мазутное хозяйство №1.Топливом для котельной является природный газ, резервное топливо мазут. Регулирование отпуска теплоты осуществляется на котельной путем изменения температуры теплоносителя при изменении температуры наружного воздуха (качественное регулирование).Для обеспечения надежности и бесперебойности теплоснабжения устанавливаются котлыКВГМ-100-150 c увеличением установленной мощности котельной на 100 Гкал/час (116,3 МВт). Установка нового котла позволит повысить надежность системы теплоснабжения и появится резерв тепловой мощности, то есть будет возможность подключения новых потребителей к источникам теплоснабжения.Целью работы было проектирование реконструкции котельной с установкой котла КВГМ-100-150.Для достижения цели необходимо решены следующие задачи:вновь устанавливаемый котел включен в тепловую схему;рассчитан и построен график погодозависимого регулирования тепловой нагрузки абонентов;рассчитана тепловую схему котельной на разные режимы работы (максимально зимний и летний режимы, режим контрольный по средней температуре января, режим среднеотопительный, режим конца отопительного сезона);выбрано оборудование котельной (проверена производительность существующего оборудования на возросшие нагрузки, подобрано новое: котел, сетевые и подпиточные насосы);выполнен тепловой расчет вновь устанавливаемого котельного агрегата КВ ГМ-100-150;рассмотрены вопросы экологии и безопасности жизнедеятельности;выполнены технико-экономические расчеты.Установка нового водогрейного котельного агрегата позволит увеличить надежность системы теплоснабжения города и обеспечить теплотой в виде горячей воды потребителей города.Список использованной литературыРоддатис К. Ф., Полтиарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой мощности. М.: Энергоиздат, 1989. 448с.Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф. Производственные и отопительные котельные. М: Энергия, 1974 – 213 с.МСД.41-4.200 «Методика определения количеств тепловой энергии и теплоносителя в водяных системах коммунального теплоснабжения». СПО ОРГЭС 2000г.СП 89.13330.2012 «Котельные установки».Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М: Издательство МЭИ 2001 г.СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы».СП 131.13330.2012. «Строительная климатология».СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения».СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий».СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».Самсонов В.С., Вяткин М.А. Экономика предприятий энергетического комплекса. М., 2003-294с.СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения».ПБ 12-529-03 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления».Порецкий Л.Я. Справочник эксплуатационника газофицированых котельных. М: Энергия, 1978-324 с.Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоатомиздат, 1989- 368 с.ГОСТ 14202-69 "Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки". ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. "Электробезопасность. Защитное заземление и зануление" (И-1-7-87). ГОСТ Р 50571.3-94 "Электроустановки зданий". СанПиН 2.2.4.548-96. "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений". ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".ГОСТ 12.1.003-83* ССБТ. "Шум. Общие требования безопасности".СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»ППБ-01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации. МЧС РФ,2003.Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 1987 г.Теплотехника: учебник для вузов / В.Н.Луканин; М.: Высшая школа, 2009Тепловой расчет котлов (Нормативный метод) - СПб - 1998