Размещено на http://www.allbest.ru/

6

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И УЧАСТКА ЕГО СТРОИТЕЛЬСТВА
• 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК В ТЕПЛЕ И ТОПЛИВЕ ДЛЯ КОТЕЛЬНОЙ
• 2.1 Определение нагрузок на котельную
• 2.1.1 Тепломеханические решения
• 2.2 Подбор основного оборудования котельной
• 2.2.1 Подбор водогрейных котлов
• 2.2.2 Подбор горелок
• 2.3 Подбор вспомогательного оборудования
• 2.3.1 Подбор насосного оборудования для систем отопления
• 2.3.2 Подбор циркуляционных котловых насосов
• 2.3.3 Подбор насосов котлового контура
• 2.3.4 Подбор расширительного бака контура котла для компенсации мембранных расширения воды в контурах котлов
• 2.4 Водоподготовка
• 3. ГАЗОСНАБЖЕНИЕ КОТЕЛЬНОЙ
• 3.1 Расчет газопроводов
• 3.2 Сетевое ГРУ
• 3.2.1 Оборудование ГРУ
• 4. РАСЧЕТ И ПОДБОР ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
• 5. ИТОГОВАЯ СТОИМОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ И МОНТАЖНЫХ РАБОТ
• 6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ТРУДА
• 6.1 Безопасность жизнедеятельности труда
• 6.2 Общие положения и требования
• 6.3 Требования по технике безопасности перед началом работ
• 6.4. Меры безопасности при обслуживании котлоагрегатов
• 6.5 Меры безопасности при ремонте котлоагрегатов
• 6.6 Требования безопасности в случае возникновения чрезвычайной ситуации
• 6.7 Правила безопасности по завершении работ
• 6.8 Охранно-пожарная сигнализация
• 7. АВТОМАТИЗАЦИЯ ГАЗОВОГО ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА
• 7.1 Основные позиции
• 7.2 Автоматизация газоснабжения (внутренние устройства)
• 7.4 Технико-экономическое обоснование автоматизации
• 8. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Средства измерения и автоматизации котла
• ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Технические характеристики оборудования


ВВЕДЕНИЕ

Россия одна из самых северных стран, и обеспечение комфортных условий жизни нашего населения одна из самых важных задач. Поэтому отопление жилых и общественных зданий, промышленных предприятий требует строительства котельной. В современных котельных применяют самые передовые технологий, разработки и инноваций в сфере автоматизации, теплотехники, а так же опыта предыдущих поколений. Строительство котельных представляет из себя целый комплекс работ, который начинается с получения технических условий, тепловых расчетов, проектирования, а заканчивается пуско-наладочными работами.

Природный газ в топливном балансе России занимает большую долю, и поскольку он является очень эффективным и не дорогим энергоносителем, в условиях экономического кризиса газификация может помочь социально-экономическому развитию, обеспечивая благоприятные условия труда и жизни людей, а также способствовать снижению загрязнения окружающей среды.

Так же природный газ является ценным сырьем для химической отрасли промышленности. Использование газа в качестве топлива позволяет внедрить наиболее эффективные методы теплопередачи, создать экономичные и высокопроизводительные тепловые агрегаты с меньшими габаритами, стоимостью и большей эффективностью.

Основной целью использования природного газа является его рациональное потребление, то есть снижение удельного потребления за счет внедрения технико-экономических процессов, в которых полностью реализуются свойства газа.

Целью выпускной квалификационной работы является выполнение проекта технического перевооружения котельной по адресу Пошехонское шоссе 36а в городе Вологда, включающее расчет нагрузок на котельную, подбор основного и вспомогательного оборудования котельной, подбор газопроводов котельной.



1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И УЧАСТКА ЕГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Котельная по ул. Пошехонское шоссе, д. 36а в г. Вологда - отдельно стоящая, отопительная. Предназначена для теплоснабжения систем отопления и горячего водоснабжения помещений общественных и административных зданий.

Категория потребителей тепла по надежности теплоснабжения и отпуску теплоты - вторая.

Степень огнестойкости здания -II.

Категория производства по взрывопожарной опасности - Г.

Территория, на которой располагается земельный участок капитального строительства, имеет климатические характеристики, согласно СП 20.13330.2011 (Свод правил. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*):

- расчетная зимняя температура наружного воздуха -32°С;

- полное расчетное значение снеговой нагрузки для IV снегового района 240кгс/мІ;

- ветровое давление - 23кгс/мІ (I ветровой район);

- продолжительность отопительного периода 231 день;

- по толщине стенки гололеда I район (с толщиной стенки гололеда не менее 3 мм);

- по зоне влажности (нормальная).

Средняя скорость ветра за зимний период 5м/с, средняя температура воздуха в январе -10°С, средняя температура воздуха в июле +15°С.

Территория, согласно СП 14.13330.2011 (Свод правил. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*) относится к несейсмическому району.

Основанием фундамента под дымовые трубы служит грунт ИГЭ N2 суглинки легкие, тугопластичные с нормативными характеристиками:

- объемный вес Р = 2.0 т/м³;

- угол внутреннего трения ? = 21 град;

- удельное сцепление С = 23 кПа;

- модуль деформации Е = 16 МПа.

Основание фундамента под котел искусственное (песчаная подсыпка) предположительно по грунту ИГЭ N2. Модуль деформации песчаной подсыпки принят Е = 30 МПа. Глубина промерзания H= 1,5 м.

В соответствии с геологическими и гидрогеологическими условиями, проектом предусмотрены:

- под проектируемую дымовую трубу монолитный железобетонный фундамент столбчатого типа из бетона класса В15 морозостойкости F100 и плотности W4 с устройством гидроизоляции;

- под проектируемые котлы мелкозаглубленный монолитный железобетонный плитный фундамент на искусственном основании, материал фундамента бетон класса В15 морозостойкости F100 и плотности W4.

Строительный объем внутренних, существующих помещений образован ж/б несущими конструкциями каркаса (колонны, балки) и кирпичными ограждающими конструкциями стен. Стены выполнены из керамического кирпича. Кровля скатная рулонная. Покрытие из железобетонных плит. Размеры части здания в которой проектируется тех. перевооружение в осях 12,0х18,0м., высота здания 5,5м., здание без подвала.

Фундамент дымовой трубы - монолитный, ж/б, столбчатого типа. Выполняется на естественном основании, по бетонной подготовке. Глубина заложения 1.9м от планировочной отметки. Для предотвращения действия на фундамент касательных сил морозного пучения и агрессивных грунтовых вод выполняется вертикальная гидроизоляция. Фундамент под котел в периметре здания - монолитный, ж/б, плитный мелко заглубленный. Глубина заложения 0,2 м от уровня чистого пола первого этажа.

Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами, установлены расчетом, исходя из совместной работы сооружений и основания. Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на элементы сооружений, коэффициенты надежности по нагрузке, а так же возможные сочетания нагрузок приняты согласно требованиям СП 20.13330.2011 “Нагрузки и воздействия”.

Расчет оснований по деформациям выполнен на основное сочетание нагрузок.

Расчет конструкций по несущей способности выполнен на основное сочетание. котельная насосный дымовой отопление

Предусмотрена засыпка пазух фундаментов из материалов, обладающих малым сцеплением и трением.

Предусмотрены мероприятия по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств:

- вертикальная планировка территории, обеспечивающая сток поверхностных вод;

- устройство отмостки.

Деформации основания приняты по СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.

Принятые в проекте объемно-планировочные и конструктивные решения обеспечивают необходимую прочность и устойчивость сооружений.

Существующие и проектируемые полы в здании приняты с учетом требований СНиП II-35-76 “Котельные установок”. Все полы имеют покрытие, исключающее образование цементной пыли.

Существующая кровля совмещенная, утепленная, покрытие выполнено из сборных ж/б плит и соответствует требованиям СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”. Уклон кровли соответствует требованиям СП 17.13330.2011 “Кровли”.

Внутренняя отделка стен и потолков всех помещений выполнена в соответствии с требованиям СНиП II-35-76 “Котельные установки”.

Выполнить ремонтные работы в установленные сроки в соответствии с рекомендациями раздела 8 и приложения 4 заключения экспертизы промышленной безопасности № С-0010-2012, выполненной ООО “ВЭК” в 2012г, в т.ч.:

- увеличение площади оконных проемов - площадь легко сбрасываемых конструкций (остекления) не менее требуемых значений;

- выполнение ремонта и усиления кирпичной кладки из силикатного кирпича;

- выполнение ремонта кровли с заменой всех слоёв, включая утеплитель, с устройством герметичного примыкания к парапету, карнизу. Для исключения намокания кирпичной кладки выполнение оцинкованных отливов карниза и парапетные фартуки;

- разработка узла герметизации прохода дефлектора через покрытие;

- восстановление защитного слоя арматуры ж/б плит покрытия, места сколов и глубоких повреждений;

- выполнение ограждения территории сплошной непродуваемой оградой из оцинкованного листа;



2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК В ТЕПЛЕ И ТОПЛИВЕ ДЛЯ КОТЕЛЬНОЙ

2.1 Определение нагрузок на котельную

Расчет тепловой схемы выполняется исходя из следующих условий:

- расчетная температура наружного воздуха -32°С;

- тепловая нагрузка проекта, с учетом потерь тепла, составляет - 4,23 МВт (3,64 Гкал/ч), в том числе:

- отопление - 3,20 МВт (2,75 Гкал/ч);

- горячее водоснабжение - 0,074 МВт (0,064 Гкал/ч);

- вентиляция - 0,028 МВт (0,024 Гкал/ч);

- перспектива - 0,77 МВт (0,662 Гкал/ч).

Система теплоснабжения - двухтрубная, закрытая, с качественным регулированием отпуска тепловой энергии по отопительно-бытовому графику 110-70єС. Расход сетевой воды - 145,6 т/ч, расход подпиточной воды - 3,0 т/ч.

Давление (избыточное) в теплосети у котельной: в прямом трубопроводе - 0,6 МПа, в обратном трубопроводе - 0,35 МПа.

Исходной водой является вода из городского хозяйственно-питьевого водопровода. Общий расход водопроводной воды составляет 3,0 мі/ч. Давление водопроводной воды составляет: минимальное - 0,1 МПа, максимальное - 0,25 МПа.

В качестве топлива принят природный газ со следующими параметрами (при нормальных условия): температура - 00 С, давление -101,325 кПа, плотность газа - 0,68 кг/м3, низшая теплота сгорания 33,52 МДж/нмі (8000 ккал/мі). Резервное топливо не предусматривается.

Результаты этого расчета являются исходными данными для расчета и подбора оборудования отдельных узлов тепловой схемы и основных трубопроводов котельной. Выбор мощности котлов, а так же необоходимое их количество производится на основании результатов расчета. На расчетной тепловой схеме котельной указываются направления основных потоков теплоносителей, их расходы и параметры.

Настоящий расчет выполнен в соответствии с действующими строительными нормами, требованиями промышленной безопасности.

2.1.1 Тепломеханические решения

Проектом предусматривается:

- замена котлов НР-18 на три водогрейных котла Viessmann Vitoplex 200 SX2А мощностью 1600 кВт каждый;

- установка вспомогательного оборудования (сетевые пластинчатые теплообменники, сетевые, подпиточные насосы, водоподготовительная установка, расширительные баки, баки запаса воды).

Устанавливаемые котлы - водогрейные, жаротрубные трехходовые компании-производителя “Viessmann” тип Vitoplex 200 SX2А, производительностью 1600 кВт каждый в комплекте с контроллером управления Vitotronic 100 и газовой горелкой WМ-G 20/2-A.

Характеристики котла приведены в таблице 2.1.

??????? 2.1 - Основные характеристики котла Viessmann Vitoplex 200 SX2A

Наименование	Размерность	Величина
1	2	3
1. Теплопроизводительность	кВт	1600
2. Вид топлива	-	газ
3. Доп.избыточное рабочее давление	бар	6
4. Объем котловой воды при минимальном уровне воды, л	л	1960
5. Аэродинамическое сопротивление	Па	5,3
6. Габаритные размеры, (дл., шир., выс.), мм	мм	2920х1485х2140
7. Полная масса котла с теплоизоляцией	т	3065
8. Расход топлива	м3/ч	189,0
9. Коэффициент полезного действия	%	94
10. Температура уходящих газов	0С	185
11. Допустимая температура теплоносителя	0С	110

Тепловой схемой котельной предусматривается:

- приготовление и отпуск сетевой воды с параметрами 110/70°С на нужды отопления по температурному графику;

- регулирование отпуска тепла потребителю центральное, качественное с автоматическим поддержанием заданной температуры;

- подпитку трубопроводов контура котлов, тепловой сети водой, прошедшей водоподготовку.

Схемой также предусмотрено подключение существующего оборудования (котлов Ferroli и теплообменников) в летний период времени для горячего водоснабжения тубдиспансера.

Проектом приняты к установке:

- теплообменники сетевой воды фирмы “Ридан” ННN62 (два рабочих, один резервный), Q=1,82 Гкал/ч);

- два мембранных расширительных бака фирмы “Reflex” для компенсации расширения воды в тепловой сети N 1000 6 бар;

- три мембранных расширительных бака фирмы “Reflex” для компенсации расширения воды в контурах котлов N 200 6 бар;

- мембранный расширительный бак фирмы “Reflex” для запаса очищенной воды V=1 мі;

- два бака запаса исходной воды V=2 мі, “Анион”;

- насосы контуров котлов Wilo IL80/170-2,2/4 G=50,0 мі/ч Н=10м;

- насос повышения давления с прибором Fluidcontrol Wilo МНI 405 3~ G=3,0 мі/ч Н=40м (рабочий, резервный);

- два тепловентилятора VR2 60,5 кВт, G=5200 мі/ч, фирмы Volcano для нагрева воздуха внутри помещения котельной.



2.2 Подбор основного оборудования котельной

2.2.1 Подбор водогрейных котлов

Количество необходимых котлов для установки, определяется исходя из тепловой нагрузки на систему отопления и горячего водоснабжения на максимальный зимний период. Согласно СНиП II-35-76 "котельные установки", для отопления и вентиляции требуется не меньше двух котлов, один из которых должен работать в средне-отопительный период, когда тепловая нагрузка снижается, или, в случае аварии, может служить резервным. В проектах газовых котлов следует принимать заводские и типовые компоновки котлоагрегатов в соответствии с основными требованиями проектирования. Котел должен быть:

1) газовый;

2) горячего водоснабжения;

3) автоматизированный.

В котельной любого типа максимальное значение нагрузок должно соответствовать заданной теплоемкости агрегатов без резервирования. Тепловые нагрузки на систему отопления и вентиляции включают в себя перспективные 20%, собственные потребности котла 5% и транспортные потери тепла 7%. В соответствии с конечной нагрузкой подбирается мощность котлов. Рассчитаем расход газа на всю котельную в целом по формуле (2.1):

	(2.1)

где - мощность котла, кВт;

- количество котлов, шт.;

с - коэффициент единиц измерения, равный 1,163 Вт/м^3оС;

- низшая рабочая теплота сгорания природного газа, равная 8000 ккал/м³;

з - КПД котла, %.

По формуле (2.1) получим:

Расход газа на каждый котел определяется, по следующей формуле (2.2):

	(2.2)

где - мощность котла, кВт; с - коэффициент единиц измерения, равный 1,163 Вт/м^3оС; t₁- расчетная температура воды в подающем трубопроводе, ^оС; t₂ - расчетная температура воды в обратном трубопроводе, ^оС.

Получили следующее значение по формуле (2.2)

Определим расход топлива на все три котлоагрегата по формуле (2.3):

	(2.3)

где G_к - расчетный расход газа на один котел, м³/ч; - количество котлов, шт..

По (2.3) получили значение:

На рисунке 2.1 показан общий вид водогрейного котла VIESSMANN VITOPLEX 200-SX2А мощностью 1600 кВт.



??????? 2.1 - Общий вид водогрейного котла VIESSMANN VITOPLEX 200-SX2А

Таким образом, принимаем к установке три водогрейных котла VIESSMANN VITOPLEX 200-SX2А 1950 мощностью 1600кВт. Котлы VITOPLEX 200 SX2А 1600 кВт оборудуются горелками Weishaupt WM-G 20/2-А, исп. ZM, мощность горелки 1900 кВт, давление подключения газа Рмин = 173 мбар, Рмакс = 300 мбар. Горелки комплектуется газовой линией подачи газа фирмы Weishaupt.

2.2.2 Подбор горелок

Мощность горелки определяется по формуле (2.4):

	(2.4)

где - мощность котла, кВт;

з - КПД котла, %.

По (2.4) получили значение:

Горелки подбираются с запасом мощности 15%:

На рисунке 2.2 показан общий вид газовой горелки Weishaupt WM-G20/2-А.

??????? 2.2 - Общий вид газовой горелки Weishaupt WM-G20/2-А

Котлы VITOPLEX 200 SX2А 1600 кВт оборудуются горелками Weishaupt WM-G 20/2-А, исп. ZM, мощность горелки 1900 кВт. Устройство горелки Weishaupt обеспечивает регулирование теплопроизводительности, безопасный розжиг котла, отсечку газа при нарушении технологических параметров работы котла, недопустимом отклонении давления газа, воздуха перед горелкой или при погасании факела.

2.3 Подбор вспомогательного оборудования

Расход воздуха на вентиляцию определяется исходя из требований обеспечения трехкратного воздухообмена с учетом воздуха, подаваемого на горение.

Обязательная трехкратная общеобменная вытяжка составит по выражению (2.5):

	(2.5)

где V_пом. - расчетный объем помещения, м³.

Объем помещения рассчитывается по следующей формуле(2.6):

	(2.6)

где а - длина котельной, м;

b - ширина котельной, м;

с - высота котельной, м.

По (2.6) объем помещения составил:

По выражению (2.5) вытяжка составила:

Определяем диаметр дефлектора по формуле (2.7):

	(2.7)

где L₁ - трехкратная общеобменная вытяжка, м³/ч;

- скорость движения воды в трубах, принимается равной 1,0 м/с.

По (2.7) диаметр получился:

Вентиляция котельного зала естественная приточно-вытяжная. Вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена (L_в=3240 мі/ч) естественная. Осуществляется с помощью дефлектора ш1000 (серия 5.904-51). Приток из расчета компенсации вытяжки плюс воздух на горение газа (L_пр=3240 + 6875 = 10115 мі/ч) осуществляется двумя воздушно-отопительными агрегатами Frico SW33.

Общий вид приточной установки Frico SW33 представлен на рисунке 2.3.



??????? 2.3 - Общий вид приточной установки Frico SW33

Расход воздуха на горение для максимальной нагрузки котельной определяется по формуле (2.8):

	(2.8)

где V_o - теоретический объем воздуха, необходимый для полного сжигания 1м³ природного газа, м³/м³, который определяется по формуле (2.9):

	(2.9)

где СО, СО₂, Н₂, H₂S, C_mH_n, N₂, O₂ - содержание оксида углерода, диоксида углерода, водорода, сероводорода, углеводородов, азота и кислорода в исходном топливе, %;

m, n - число атомов углерода и водорода соответственно;

По (2.9) получилось:

гдеВ_рас - часовой расход топлива при максимальной расчетной нагрузке, м³/ч, равный 573 м³/ч;

б - коэффициент избытка воздуха в топке; б = 1,2;

t_в - температура воздуха в помещении котельной, ⁰С.

По (2.8) расход получился равным:

V_u = = 6875 м³/ч.

2.3.1 Подбор насосного оборудования для систем отопления

Насос предназначен для циркуляции теплоносителя в замкнутом контуре. В газовой котельной для тепло-механической схемы должны быть предусмотрены следующие группы насосов:

1) циркуляционные котловые;

2) котлового контура.

В таблицу 2.2 сведены принятые к установке насосы фирмы Wilo (Германия).

??????? 2.2 - Перечень установленных насосов фирмы Wilo

№ п/п	Наименование	Марка	Количество (с резервным)	Характеристики насоса
				Производитель-ность, м3/ч	Напор, м
11	Насос котлового контура	Wilo IL80/170-2	3 шт.	50	10
22	Насос циркуляционный котловой	Wilo МНI 405	3 шт.	15	40

2.3.2 Подбор циркуляционных котловых насосов

Циркуляционные насосы должны быть установлены в котельных с водогрейными котлами для частичной подачи горячей сетевой воды в трубопровод, подводящий воду к водогрейному котлу.

Расчетный часовой расход циркуляционного насоса определяется по формуле (2.10):

	(2.10)

где G_к - расход топлива на котел,м³/ч;

- количество котлов, шт..

По формуле (2.10) расход получился:

Производительность циркуляционных насосов определяется по формуле (2.11):

	(2.11)

По (2.11) производительность:

Напор насоса должен преодолевать гидравлическое сопротивление контура котла и теплообменника сетевой воды при расчетном максимальном расходе воды, потери напора в котле, сетевом теплообменнике и его арматуре.

Потери напора в котле - 0,2 м.

Потери напора в сетевом теплообменнике - 2,7 м.

Потери напора в контуре котла, теплообменнике и арматуре - 3м.

Вывод: характеристика циркуляционного насоса котла - G_цир. = 12,6 м³/ч; H = 5,9 м.

В таблице 2.3 представлены основные характеристики насоса Wilo МНI 405.

??????? 2.3 - Основные характеристики насоса Wilo МНI 405

№ п/п	Наименование показателя	Значение	Ед. изм.
1	2	3	4
1	Технические характеристики
2	Марка насоса	Wilo МНI 405
3	Производительность насоса	15	м3/ч
4	Напор	40	М
5	КПД	79	%
6	Количество (с резервным)	3	шт.
7	Частота вращения	2950	об/мин
8	Мощность электропривода	2.8	кВт

??????? 5.1 -

На рисунке 2.4 показан общий вид циркуляционного насоса котлового контура. Wilo МНI 405.

??????? 2.4 - Общий вид циркуляционного насоса котлового контура Wilo МНI 405

2.3.3 Подбор насосов котлового контура

Расчетный часовой расход греющего контура включает в себя расход теплоносителя на сетевой теплообменник и определяется по формуле(2.12):

	(2.12)

где G_к1-3 - расход топлива на три котлоагрегата,м³/ч;

- количество котлов, шт.,

По (2.12) получилось:

Производительность насосов котлового контура определяется по формуле (2.13):

	(2.13)

Напор насосов греющего контура должен преодолевать гидравлическое сопротивление трубопроводов при расчетном максимальном расходе сетевой воды и потери напора в сетевом теплообменнике, теплообменнике-охладителе, котле и арматуре:

- потери давления в трубопроводах и арматуре - 2 м.

- потери давления в котле - 3 м.

- потери напора в сетевом теплообменнике - 2,7 м.

- потери напора в теплообменнике-охладителе - 2,0 м.

Вывод: характеристика насосов греющего контура, принятых к установке, (двух рабочих и резервного) H = 9,7 м; G_гр.к. = 37,8 м³/ч.

Подбор насосов котлового контура представлен в таблице 2.4.

??????? 2.4 - Основные характеристики насоса Wilo IL80/170-2

№ п/п	Наименование показателя	Значение	Ед. изм.
1	2	3	4
1	Технические характеристики
2	Марка насоса	Wilo IL80/170-2
3	Производительность насоса	50	м3/ч
4	Напор	10	м
5	КПД	84	%
6	Количество (с резервным)	3	шт.
7	Частота вращения	1450	об/мин
8	Мощность электропривода	5.5	кВт

На рисунке 2.5 показан общий вид циркуляционного насоса Wilo IL80/170-2.

??????? 2.5 - Общий вид циркуляционного насоса Wilo IL80/170-2

Вывод: устанавливаем три насоса (2 рабочих и 1 резервный) марки Wilo IL80/170-2.

2.3.4 Подбор расширительного бака контура котла для компенсации мембранных расширения воды в контурах котлов

При подборе учитываются следующие исходные данные:

- объем воды в системе C = 5880 л;

- статическая высота системы P_ст = 1,5 бар;

- максимальное давление воды Р_t = 6,0 бар;

- максимальная температура воды в подающей и обратной магистрали - 110/70⁰С.

Определяем предварительное давление в расширительном баке по формуле:

	(2.14)

где P_ст - статическая высота системы, бар.

Определяем среднюю температуру воды по формуле (2.15):

	(2.15)

Определяем объем расширения V_расш. по формуле (2.16):

	(2.16)

где К_расш. - коэффициент расширения жидкости при ее нагреве, равен 0,038.

По формуле (2.16) получается:

Коэффициент заполнения бака К_зап. определяется по формуле (2.17):

	(2.17)

где P_ст - статическая высота системы, бар;

P_макс - максимальная высота системы, бар.

Получается по (2.17):

Определяем потребный полный объем V расширительного бака с учетом коэффициента запаса по формуле (2.18):

	(2.18)

где К_зап. - коэффициент заполнения бака;

V_расш.- расчетный объем расширения, м³.

Получаем по (2.18):

Вывод: по каталогу подбираем 3 расширительных бака “Reflex” N 200-6.

2.4 Водоподготовка

В соответствии с нормами для водогрейных котлов исходной водой является городской водопровод. Слив воды из котлов и системы водоподготовки осуществляется в канализацию.

В состав водоподготовительной установки входит:

1) для приведения качества исходной воды в соответствии с нормами, принята автоматическая установка умягчения и обезжелезивания воды и удаления растворенного кислорода фирмы “Акватон”. Производительность водоподготовительной установки принята 3,0 мі/ч;

2) в соответствии с п.15.38 СНиП II-35-76 проектом предусматривается установка технологического узла учета отпущенной тепловой энергии в контур системы теплоснабжения теплосчетчиком СПТ-961 “Логика” с электромагнитным расходомером ПРЭМ Ду 150;

3) запорная и регулирующая арматура котельной принята фирмы “Danfoss”;

4) для уменьшения тепловых потерь и обеспечения требований техники безопасности предусмотрена тепловая изоляция поверхностей трубопроводов теплоизоляционными материалами маты и цилиндры из каменной ваты фирмы “RockWool” с покрытием из усиленной алюминиевой фольги;

5) защиту от коррозии трубопроводов и несущих металлических конструкций выполнить лакокрасочным покрытием из двух слоев грунтовки ФЛ-03К ГОСТ 9109-81 и двух слоев эмали ХВ-125 ГОСТ 10144-74;

6) в проекте приняты трубы стальные электросварные по ГОСТ 10704-91 (Сортамент), ГОСТ 10705-80 (Технические условия) из стали марки Ст3 сп по ГОСТ 380-94, трубы стальные водогазопроводные по ГОСТ 3265-75 из стали марки Ст20;

7) на неизолированных трубопроводах нанести опознавательную окраску в соответствии с ГОСТ 14202-69. На изолированных трубопроводах опознавательную окраску выполнить участками, шириной не менее 4-х диаметров трубопровода, с учетом изоляции;

8) монтаж, испытание и наладка оборудования котельной выполняется в соответствии с паспортными данными и руководством по эксплуатации, требованием действующих норм, правил, инструкций;

9) трубопроводы после сварки и приварки штуцеров для КИП должны быть подвергнуты гидравлическому испытанию пробным давлением, равным 1,25 от рабочего (рабочее давление 6 атм);

10) сливы от котлов и водоподготовительного оборудования выполнить в существующую канализацию котельной. Предусмотреть штуцеры для слива с теплообменников.



3. ГАЗОСНАБЖЕНИЕ КОТЕЛЬНОЙ

Техническое перевооружение котельной предусматривает замену трех котлов марки НР-18 на три котла Viessmann (Германия) тепловой мощностью 1600 кВт каждый. При этом в котельной остаются в эксплуатации три котла Ferroli (Q=75 кВт каждый), работающие в летний период на горячее водоснабжение тубдиспансера.

Точка подключения - настенный газопровод котельной. Давление подключения - 0,35 МПа, диаметр 89 мм.

Редуцирование газа предусмотрено в газорегуляторной установке с двумя линиями редуцирования. ГРУ расположена в помещении котельного зала, в свободном для доступа обслуживающего персонала месте с искусственным освещением.

Котлы № 1,2,3 Vitoplex 200SX2A Q=1600 кВт комплектуются газовыми горелками Weishaupt WM-G 20/2-А, исп. ZM, мощность горелки 1900 кВт, давление подключения газа Р_мин = 173 мбар, Р_макс = 300 мбар.

Горелка имеет сертификат соответствия Госстандарта России № РОСС DE.MГ03.ВО0339, срок действия до 06.04.2013г., разрешение на изготовление и применение Ростехнадзора России.

Для технологического учета газа на котлах №1,2,3 Vitoplex 200 SX2А 1600 кВт установлены ротационные счетчики RVG G100 Ду 80, на существующих котлах Ferroli установлен ротационный счетчик RVG G25 Ду 50 с выводом сигнала на корректор СПГ 761.2.

Для продувки газопровода перед запуском котла, а также на участках с оборудованием, которое отключают для профилактического осмотра и ремонтных работ, устанавливают продувочные газопроводы, имеющие отключаемые устройства и штуцера. Продувочные газопроводы выводятся наружу, на 1 м выше кровли здания.

Контроль загазованности помещения природным газом осуществляется сигнализатором RGD МЕТ MP1 “Sietron”. Прибор установить на расстоянии 30 см ниже потолка для обнаружения природного газа в местах возможной его утечки в помещении котельной (см. раздел АГСВ).

Контроль загазованности помещения угарным газом осуществляется сигнализатором RGD CO0 MP1 “Sietron”. Сигнализатор обладает световой и звуковой сигнализацией, а также имеет два встроенных выходных реле. Прибор устанавливается на высоте 150 см от уровня пола (см. раздел АГСВ).

Продувочные газопроводы соединить с внутренним контуром заземления медным проводом желто-зеленой окраски сечением 4 ммІ. В качестве молниеприемника использовать дымовые трубы, которые присоединить стальной полосой 40х5 к заземляющему устройству

Дымоудаление от каждого котла осуществляется посредством дымовой трубы ш550 мм, высотой 14,5 м по металлическим теплоизолированным газоходам, ш550 производитель ООО “Энтророс”. На горизонтальных газоходах установлены взрывные предохранительные клапаны ПГВУ 091-80 по ОСТ 108.812.03-82 ш 300мм, S=0,07 мІ. Дымовая труба имеет сертификат соответствия Госстандарта России № РОСС RU.МН05.Н00587 срок действия до 15.03.2014 г.

Вентиляция котельного зала естественная приточно-вытяжная. Вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена (Lв=3240 мі/ч) естественная. Осуществляется с помощью дефлектора ш1000 (серия 5.904-51). Приток из расчета компенсации вытяжки плюс воздух на горение газа (L_пр= 3240 + 6875 = 10115 мі/ч) осуществляется двумя воздушно-отопительными агрегатами Frico SW33.

Площадь остекления котельного зала составляет 28,98 мІ, что соответствует норме.

В качестве защиты стального газопровода от электрохимической коррозии на газопровод нанести лакокрасочное покрытие, состоящее из 2-х слоев грунтовки ГФ-021 ТЕКС Универсал и 2-х слоев эмали ПФ-115 “Оптиум NEW”.

Монтаж газового оборудования и газопроводов производить в соответствии с СНиП 42-01-2002 “Газораспределительные системы” и ПБ 12-529-03 “Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления”.

Срок эксплуатации внутренних газопроводов, технических и технологических устройств - 30 лет.

На предприятии должно быть назначено лицо, ответственное за безопасную эксплуатацию опасного производственного объекта системы газопотребления, из числа руководителей или специалистов, прошедших аттестацию (проверку знаний требований промышленной безопасности Правил ПБ 12-529-03, других нормативных правовых актов и нормативно-технических документов).

Строительно-монтажные работы проводить в следующем порядке: монтаж ГРУ, монтаж общекотельного газопровода, монтаж и подключение котлов Viessmann и Ferroli, демонтаж существующего ГРУ.

3.1 Расчет газопроводов

При гидравлическом расчёте газопровода определяют диаметры труб, поставляющие газ потребителю. Диаметр газопровода должен быть таким, чтобы бы потери давления от ГРУ до самого удаленного потребителя не превышали располагаемый перепад давлений.

Расход газа на один котел находим по формуле (3.1):

	(3.1)

где - мощность котла, кВт;

- количество котлов, шт.;

с - коэффициент единиц измерения, равный 1,163 Вт/м^3оС;

- низшая рабочая теплота сгорания природного газа, равная 8000 ккал/м³;

з - КПД котла, %.

По формуле (3.1) получается:

Принимаем газопровод к каждому котлу Ш89 х 4,0.

3.2 Сетевое ГРУ

ГРУ - газораспределительный пункт для автоматического снижения и поддержания давления газа на заданном уровне.

Оборудование ГРУ имеет сертификаты соответствия Госстандарта России, разрешения на изготовление и использование Ростехнадзора России.

Функции ГРУ:

- снижение давления до заданных параметров;

- поддержание этого давления на выходе из ГРУ в автоматическом режиме;

- отключение и прекращение подачи газа при давлениях превышающих заданные параметры;

- очистка газа от механических примесей значительна;

- расход газа;

Выбор оборудования ГРУ состоит в выборе регулятора давления, предохранительного запорного клапана, газового фильтра и предохранительного клапана.

На входах и выходах газопроводов из ГРУ в скважинах отключающие устройства устанавливаются не ближе 5 и не более 100 м от ГРУ. Предохранительный запорный клапан (КПП) устанавливается перед регулятором давления газа. Предохранительный клапан устанавливается после регулятора давления. Для дозирования газа используется отверстие с демонолатрией или газовыми счетчиками.

Измерительная диафрагма устанавливается перед регулятором давления, прямыми горизонтальными частями трубопроводов длиной не менее чем в 10 раз больше номинального диаметра до и в 5 раз больше номинального диаметра после диафрагмы. Газовые счетчики устанавливаются на прямых участках длиной более 5 номинальных диаметров до метра и более 3 номинальных диаметров после него.

Продувка газопроводов после первого отключения устройства и на байпасе. Номинальный диаметр продувочного газопровода должен быть не менее 20 мм.

3.2.1 Оборудование ГРУ

В помещении котельной на вводе газопровода проектом предусматривается установка следующего оборудования:

1) термочувствительный запорный клапан КТЗ 001-80-02 DN 80 Ру16, производства ООО “Монтэк-М” (Россия);

2) электромагнитный запорный клапан ВН3Р-6 Ду 80, производства СП “Термобрест”. Сигнал о загазованности помещения, аварийной остановке оборудования и охранно-пожарной сигнализации выводятся на пульт охраны.

Газовое оборудование котельной запроектировано с учетом работы на газе низкого давления, с установкой на котле автоматики безопасности и регулирования.

Оборудование ГРУ имеет сертификаты соответствия Госстандарта России, разрешения на изготовление и применение Ростехнадзора России.

Основные характеристики ГРУ:

- входное давление - 0,35 Мпа;

- выходное давление Р=25 кПа;

- регулятор давления - RG/2MВ, Madas;

- максимальная пропускная способность при Рвх=0,35 МПа - 1500 мі/ч. Минимальная пропускная способность при Рвх=0,35 МПа - 1 мі/ч;

- клапан предохранительный сбросной MVS/1, настройка клапана на срабатывание - 28,75 кПа;

6. Давление срабатывания ПЗК: при повышении Рвых, кПа - 30; при понижении Рвых, кПа - 18,75.

В состав ГРУ также входят:

- фильтр газовый ФГ16-80-Стандарт с индикатором перепада давления;

- измерительный комплекс газа на базе ротационного счетчика газа RVG G160 (1:160), Ду80, с корректором СПГ-761.2.

Расчетный расход газа на котельную составляет 573 мі/ч.

Диаметр газопровода на входе в ГРУ - 89 мм, на выходе из ГРУ - 159 мм.

На рисунке представлен регулятор давления RVG G160 (1:160), Ду80, с корректором СПГ-761.2.

??????? 2.6 - Регулятор давления RVG G160



4. Расчет и подбор дымовой трубы

Дымовая труба - это вертикально установленная труба для удаления продуктов сгорания топлива из котлоагрегатов. В небольших отопительных котельных дымовая труба предназначена для создания естественной тяги, под воздействием которой воздух для сгорания топлива поступает в топку, а дымовые газы удаляются из неё.

Технические параметры дымовой трубы для каждого котла: высота 14,5 м метр, диаметр 550 мм. Изготовитель дымовой трубы фирма “Энтророс” г. Санкт-Петербург. Дымовая труба имеет сертификат соответствия Госстандарта России № РОСС RU.MH05.H00587 срок действия до 15.03.2014 г..

Ствол дымовой трубы представляет собой трехслойный теплоизолированный дымоход. Внутренняя труба изготовлена из высококачественной стали, марки 08Х18Н10Т по ГОСТ 5582-75 толщиной 2,5 мм. Она принимает на себя основное воздействие продуктов сгорания и агрессивных сред. Наружная труба (обечайка) также выполняется из нержавеющей стали толщиной 0,55 мм. В промежутке между трубами помещается прессованный негорючий минераловатный изоляционный материал, обладающий эффективными теплоизолирующими свойствами, что позволяет свести к минимуму охлаждение дымовых газов в трубе и, как следствие, образование агрессивного конденсата.

Дымовые трубы крепятся на прочной самонесущей ферме. Ферма крепится к анкерной корзине, которая заливается в фундамент.

Трубы оснащены люком для чистки и ревизии. На газоходе котла в помещении котельной, а также в нижней части ствола дымовой трубы предусматриваются дренажные патрубки для отвода образующегося в трубах конденсата.

Газоходы котла изготовлены из стали: прокат холоднокатаный листовой повышенной точности нормальной плоскостности по ГОСТ 19904-90 из стали марки 12ґ18Н10Т по ГОСТ 5582-75. Толщина стенки внутренних газоходов - 1,5 мм, толщина стенки покровного слоя - 0,55 мм. Общая длина газоходов составляет 36м.

В качестве изолирующего слоя применен теплоизоляционный материал фирмы “RockWool” - каменная вата толщиной 50 мм.

Газоходы подлежат антикоррозийной изоляции - краска наружной поверхности краской БТ-177 по грунтовке.

Данный расчет произведен с целью определения диаметра и высоты дымовой трубы, так же учитывается наличие естественной тяги. Самотяга трубы для работы котлоагрегатов должна быть выше сопротивления газоходов и трубы не меньше чем на 20%.

Исходные данные для расчета:

- производительность котла 1.375752 Гкал/ч (1,6 МВт).

- К.П.Д котла 94%.

- топливо - природный газ Qнр = 8000 ккал/м3.

- температура наружного воздуха -320С.

- конфигурация газохода: от котлов прямолинейный участок L = 5,6 м

- потеря температуры в дымовой трубе по усредненным данным 0,10С/п.м. Требуемая тяга за котлом равна 0.

Определяем объем дымовых газов по формуле (4.1):

	(4.1)

где G_г. - расход газа, равен 189 м³/ч = 0,0525 м. куб/сек.;

t_ух.г. - температура уходящих газов, равная 185⁰С.

Получилось по (4.1):

Определяем площадь сечения выхода дымовых газов по формуле (4.2):

	(4.2)

где D - диаметр дымовой трубы, м.

По (4.2) получилось:

Определяем скорость дымовых газов в дымовой трубе по формуле:

	(4.3)

где F - площадь сечения выхода дымовых газов, м/c.

По (4.3) получилось:

Определяем удельный вес дымовых газов на выходе из трубы по (4.4):

	(4.4)

где г₀ - удельный вес для сухого воздуха при давлении 760 мм.рт.ст и температуре 0⁰С, равный 1,29 кг/м³;

t_ух.г. - температура уходящих газов, равная 185⁰С.

Получилось по (4.4):

Определяем плотность дымовых газов на выходе из трубы по формуле (4.5):

	(4.5)

где - плотность для сухого воздуха при давлении 760 мм.рт.ст и температуре 0⁰С, равная 0,132 кгс·сек²/м⁴;

t_ух.г. - температура уходящих газов, равная 185⁰С.

Получилось по (4.5):

Определяем местные сопротивления:

1) динамическое давление определяется по формуле (4.6):

	(4.6)

где щ - скорость дымовых газов в дымовой трубе, м/с;

г - удельный вес дымовых газов на выходе из трубы, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м²/с.

2) сопротивление отвода по (4.7):

	(4.7)

где h_d - динамическое давление, мм.вод.ст;

ж - коэффициент местного сопротивления отвода, равный 0,25.

3) сопротивление входа в дымовую трубу под углом 45⁰ по (4.8):

	(4.8)

где h_d - динамическое давление, мм.вод.ст;

ж - коэффициент местного сопротивления при входе под углом 45⁰, равный 0,5.

4) сопротивление выхода из дымовой трубы по (4.9):

	(4.9)

где h_d - динамическое давление, мм.вод.ст;

ж - коэффициент местного сопротивления при выходе, равный 1,0.

5) сопротивление трения в газоходе и дымовой трубе по (4.10):

	(4.10)

где щ - скорость дымовых газов в дымовой трубе, м/с;

с - плотность дымовых газов на выходе из трубы, кг/м³;

H_тр. - длина прямолинейного горизонтального газохода, равная 5,6 м;

L - высота дымовой трубы (от места ввода до устья), равная 14,5 м.

6) определяем суммарное сопротивление газового тракта по (4.11):

	(4.11)

где ?h_отв. - сопротивление отвода, мм.вод.ст.;

?h_вх. - сопротивление входа в дымовую трубу под углом 45 ⁰С, мм.вод.ст.;

?h_вых. - сопротивление выхода из дымовой трубы, мм.вод.ст.;

?h_тр. - сопротивление трения в газоходе и дымовой трубе, мм.вод.ст..

7) определяем самотягу дымовой трубы по (4.12):

	(4.12)

где H_тр. - длина прямолинейного горизонтального газохода, равная 5,6 м;

с_н.в. - плотность наружного воздуха, кг·см²/м⁴;

с - плотность дымовых газов на выходе из трубы, кг/м³.

8) Определяем перепад полных давлений по газовому тракту (4.13):

	(4.13)

где S_тр. - cамотяга дымовой трубы, мм.вод.ст.;

У ?h - суммарное сопротивление газового тракта, мм.вод.ст..

Вывод: превышение самотяги над суммарным (полным) сопротивлением газового тракта выше нормативного значения .

Согласно проведенному расчету превышение составляет 88%.

Дымоудаление от каждого котла осуществляется посредством дымовой трубы ш550 мм, высотой 14,5 м по металлическим теплоизолированным газоходам, ш550 производитель ООО “Энтророс”. На горизонтальных газоходах установлены взрывные предохранительные клапаны ПГВУ 091-80 по ОСТ 108.812.03-82 ш 300мм, S=0,07 м. Дымовую трубу, котлы и продувочные трубопроводы необходимо подключить к контуру заземления здания.



5. Итоговая стоимость оборудования и монтажных работ

Расчёт сметной стоимости проекта был произведён в программе ГРАНД-Смета, значения занесены в таблицу 5.1, в итоговой стоимости был произведён пересчет цен на 2018 год, с учётом информации о текущем изменение цен на применяемые в строительстве ресурсы. Так же в итоговой стоимости учтён налог на добавленную стоимость.

??????? 5.1 - Сметная стоимость оборудования и монтажных работ

№	Наименование работ	Стоимость, руб
1	Монтаж теплообменников пластинчатых котельной	519110,17
2	Монтаж бака запаса сырой воды с насосом подпитки	42229,66
3	Монтаж бака расширителя котлового и сетевого контура, мембранного бака запаса очищенной воды	203221,12
4	Монтаж газового оборудования котельной (ГРУ, технологический учет)	707062,29
5	Монтаж дымовой трубы газовой котельной и газоходов к ней	1547775,58
6	Монтаж котлов с горелкой с автоматическим регулированием	3570786,42
7	Монтаж ливневой канализации	270952,33
8	Монтаж мембранного бака запаса очищенной воды	76893,34
9	Монтаж насосов котловых котельной	105420,28
10	Монтаж насосов сетевых с частотным преобразователем	160115,34
11	Монтаж общекотельной АСУ, системы автоматики и управления каждым котлом	524506,18
12	Монтаж общекотельной системы электроснабжения	552350,72
13	Монтаж опорной конструкции для котла с шумоизолирующим резиновым основанием	136919,46
14	Монтаж охранно-пожарной сигнализации	22318,11
15	Монтаж приборов контроля температур, давлений, расходов измерение газа, тепла, воды газовой котельной	14436,67
16	Монтаж системы вентиляции котельной	403336,18
17	Монтаж системы диспетчеризации	39838,52
18	Монтаж системы пожаротушения с насосом	43856,77
19	Монтаж системы ХВО, дозирующих устройств	479944,98
20	Монтаж технологического узла учета отпущенной тепловой энергии (расходомер)	75789,40
21	Монтаж трубопроводов, арматуры, теплоизоляции котельной	851685,51
22	Монтаж фильтров и грязевиков котельной	74462,22
23	Монтаж электрической системы	58223,69
24	Подготовка места проведения строительных работ включая демонтаж старого оборудования	715540,57
25	Пуско-наладочные работы газовой котельной	51717,16
26	Ремонтно- восстановительные работы котельной	2580550,81
27	Строительных конструкций под новое оборудование (Ремонт фундаментов под котлы)	4737123,63
	Итоговая стоимость, руб	18566167,11



6. безопасность жизнедеятельности ТРУДА

6.1 Безопасность жизнедеятельности труда

Разработка межотраслевых и отраслевых руководящих правил и инструкций по охране труда осуществляется в координации с Методологическими советами по разработке муниципальных нормативных требований в области безопасности и гигиены труда.

Разработка руководств по охране труда осуществляется на основе:

а) действующих законов, а так же других нормативных правовых актов;

б) изучения вида деятельности, для которых разрабатывается инструкция;

в) исследование трудового критерия, характерного для соответствующего положения, профессии (типа работы);

г) определение небезопасных и вредных производственных факторов, характерных для случаев, создаваемых сотрудниками соответствующего должностного лица, профессии;

д) анализ обычных, возможных оснований для инцидентов на рабочем месте и профессиональных заболеваний;

е) определение более безопасных методов и средств для совершения рабочих действий.

Просьбы о подготовке межотраслевых и отраслевых руководящих правил и инструкций по охране труда схожи с требованиями, предъявляемыми к подготовке межотраслевых и отраслевых правил охраны труда.

В межотраслевых или отраслевых стандартах по охране труда рекомендуется рассматривать такие разделы:

- совместные требования на охрану труда;

- требования на охрану труда перед началом работы;

- требования на охрану труда во время работы;

- требования на охрану труда в чрезвычайных ситуациях;

- требования на охрану труда после завершения работы.

При необходимости в межотраслевом или отраслевом руководстве по охране труда можно подключить другие разделы.

В тексте межотраслевых и отраслевых руководств по охране труда принимается минимальное количество ссылок на какие-либо нормативные правовые акты, не считая ссылок на критерии, на основе которых они разрабатываются.

В представленном дипломном проекте предлагается создать руководство по технике безопасности для оператора котельной.

Д...