Основы проектирования котельных установок

0,0143

0,0771

Годовой расход топлива без утилизатора

В_ргод

Т

(тыс. м³)

0,001·В_р Т_отп,

где Т_отп =24·10⁶ -отопительный период

346

(453)

1850

Количество тепла, переданное в утилизаторе

Q_у

кВт

П. 3.3.

36,81

49,68

Секундный расход топлива с утилизатором

В_ру

кг/с

В_ру= В_р - Q_у /(Q^р_р з^')

0,0135

0,0713

Экономия топлива при использовании утилизатора

ДВ_ру

кг/ч

3600(В_р - В_ру)

2,88

20,88

Экономия топлива при использовании утилизатора в % к базовому

Дb_ру

%

5,93

8,13

Годовая экономия природного газа, полученная от модернизации:

ДВ_ругод = ДВ_ру Т_отп =2,88·6240=17971 кг/год,

или в объёмных единицах:

ДВ_ругод =23552 м³/год =23,552 тыс. м³/год.

Стоимость сэкономленного газа составит:

ДС_топл= Ц_газ ДВ_ругод =3700·23,552=87033рубл.

Годовая экономия древесных отходов, полученная от модернизации:

ДВ_ругод = ДВ_ру Т_отп =20,88·6240=130291 кг/год=130,291т/год,

Стоимость сэкономленных древесных отходов составит:

ДС_топл= Ц_щ ДВ_ругод =1400·130,291=182408рубл.

Определение срока окупаемости мероприятия:

С_рок = К_мвт / ДС_топл , лет

где К_мвт -- капиталовложения в мероприятие, рубл.;

ДС_топл -- стоимость сэкономленного топлива за год, рубл.

Для работы на природном газе:

С_рок = 141355/87033=1,62год.

Для работы на древесных отходах:

С_рок = 141355/182408=0,775год.

5.1.5 Расчёт численности трудящихся котельной и годового фонда заработной платы

Численность эксплуатационного персонала котельной зависит от установленной годовой производственной мощности котельной, уровня механизации, вида сжигаемого топлива.

Численность рабочих котельной устанавливается по единым нормативам численности повременно-оплачиваемых рабочих, занятых обслуживанием котельных. Норматив численности машинистов котельных установок, устанавливается в зависимости от средней площади нагрева одного котла в и количества котлов в работе.

Норматив численности слесарей дежурных и по ремонту оборудования, устанавливается исходя из суммарной ремонтной сложности оборудования котельной в баллах.

Расстановкой по рабочим местам по 1 чел. в смену принимаем:

- зольщика;

- машиниста бойлерной установки;

- аппаратчика химводоочистки

Для котельной с годовой производительностью свыше 1000000 ГДж принимаем:

- сварщик 1;

- токарь 1.

Численность ИТР котельной принимаем исходя из годовой производственной мощности котельной, уровня механизации и сжигаемого топлива по штатному расписанию (особому списку, разрабатываемому с действующими штатными нормативами).

Для котельной с годовой производственной мощностью более 500 тыс. ГДж принимаем:

- начальник 1;

- механик 1;

- машинист котельной по одному в смену.

В котельной с меньшей производственной мощностью вместо сменного мастера старшим в смене является машинист котельной.

Фонд заработной платы и отчисления на социальное и медицинское страхование.

Прямую заработную плату рабочим котельной планируем по присвоенным группам квалификации (разрядам) умножением дневной тарифной ставки на плановое число выходов. Дневная

Прямой заработок ИТР определяется по установленным окладам в соответствии с установленной группой по оплате труда.

Тарифные ставки рабочих, группы по оплате труда и оклады ИТР.

Премию начисляем при условии выполнения плана производства тепла на 100%.

Доплату за работу в ночное и вечернее время определяем в соответствии с КЗоТ (20% от прямой заработной платы) по скользящему графику.

Доплату районного коэффициента производим на всю зарплату рабочих и ИТР в размере 30%.

5.1.5 Выводы по разделу

Как видно из расчетов, при переводе котельной на природный газ с одновременной установкой конденсационного утилизатора издержки на энергоноситель (топливо) сократились в 6,6 раза на электроэнергию в 1,1 раза.

Установка конденсационного утилизатора окупается при работе котла на газе за 1,62 года, а при работе на древесных отходах - за 0,78 года.

6. Охрана труда

6.1 Расчет освещения

Естественное освещение, проникающее в помещение через световые проемы, создает у человека ощущение непосредственной связи с окружающей средой, оказывает успокаивающее и тонизирующее воздействие на его организм. Естественное освещение осуществляется боковым светом через окна котельной.

Искусственное освещение устраивают в производственных помещениях, а также в местах работы на открытых площадках. Источником искусственного освещения служат лампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные лампы. Искусственное освещение в соответствии с установленными нормами должно обеспечивать равномерную освещенность на рабочем месте, а также участках помещений.

Для расчета общего равномерного освещения чаще всего используют метод коэффициента использования. При расчете учитывают как прямой, так и отраженный свет.

Высота помещения установки котлов _ 6,5 м, длина помещения -18 м, ширина - 6 м. Выбираем для освещения помещения котлов светильник марки _ РСП08 с газоразрядными лампами ДРЛ - 80.

Определяем количество светильников для данного помещения по формуле:

N = E ? R ? S ? Z / (Ф? з), (6.6)

где Е - заданная минимальная освещенность, Е = 100, лк [13];

R - коэффициент запаса, R =1,5;

S - освещаемая площадь, м²;

Z - коэффициент минимальной освещенности, Z =1,15;

Ф - световой поток лампы, для лампы ДРЛ - 80, Ф = 3200 лм;

з - коэффициент использования

светового потока, зависит от индекса помещения.

Индекс помещения определяется по формуле:

I = (A ? B) / h ? (A + B), (6.7)

где А, В - длина и ширина помещения, м;

h - высота подвеса светильника, м.

I = (6 ? 18) / 6 ? (6 + 18) = 0,75.

Принимается, согласно [13] I = 0,8 и коэффициент использования з = 0,54.

N = 100 ? 1,5 ? 108 ? 1,15 / (3200 ? 0,54) = 8,6 шт.

Принимаем 9 светильников.

Расчет освещения остальных помещений котельной производится аналогично, данные заносятся в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Расчетные данные выбора ламп

Наименование помещения	Тип светильника	Тип лампы	Мощность лампы, Вт	Световой поток, лм	Количество ламп, шт
Помещение установки котлов	РСП08	ДРЛ	80	3200	9
Вспомогательное помещение	РСП08	ДРЛ	80	3200	5
Бытовые помещения	ПВЛМ	ЛБР	2*40	4160	6
Коридор	ПВЛМ	ЛБР	2*40	2130	2

6.2 Инструкция для персонала котельной по обслуживанию водогрейных котлов, работающих на твердом топливе

Общие положения.

1.1 Настоящая инструкция содержит требования по обеспечению безопасной эксплуатации водогрейных котлов и составлена на основании типовой инструкции Госгортехнадзора Р.Ф.

1.2. К обслуживанию котлов допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, медицинскую комиссию, имеющие удостоверение с фотографией на право обслуживания котлов, работающих на твердом топливе.

1.3. Повторная проверка персонала котельной проводится не реже одного раза в 12 месяцев.

1.4. При вступлении на дежурство персонал обязан ознакомиться с записями в журнале, проверить исправность оборудования и всех установленных в котельной котлов, газового оборудования, исправность освещения и телефона.

Прием и сдача дежурства должны оформляться старшим оператором записью в сменном журнале с указанием результатов проверки котлов и относящегося к ним оборудования (манометров, предохранительных клапанов, питательных приборов, средств автоматизации и газового оборудования).

1.5. Не разрешается приемка и сдача смены во время ликвидации аварии.

1.6. Посторонним лицам доступ в котельную разрешается руководителем предприятия.

1.7. Помещение котельной, котлы и все оборудование, проходы должны содержаться в исправном состоянии и надлежащей чистоте.

1.8. Двери для выхода из котельной должны легко открываться наружу.

1.9. Ремонт элементов котлов разрешается производить только при полном отсутствии давления. Перед открытием люков и лючков, расположенных в пределах водяного пространства, вода из элементов котла должна быть слита.

1.10. Выполнение работ внутри топок и газоходах котла допускается производить только при температуре не выше 50^оС с письменного разрешения ответственного лица за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котлов.

1.11. Перед началом ремонтных работ топка и газоходы должны быть хорошо провентилированы, освещены и надежно защищены от возможного проникновения газов и пыли из газоходов, работающих котлов.

1.12. Перед закрытием люков и лазов необходимо проверить, нет ли внутри котла людей или посторонних предметов.

7.Экология

7.1 Взаимодействие энергетического предприятия с окружающей средой

В результате активной техногенной деятельности человека образуются очаги сильного загрязнения атмосферы, оказывающие негативное влияние на окружающую среду. Основным источником загрязнения атмосферного воздуха, дающим более четверти всех выбросов промышленных предприятий, является теплоэнергетика.

Взаимодействие энергетического предприятия с окружающей средой происходит на всех стадиях добычи и использования топлива, преобразования и передачи энергии. Котельная активно потребляет воздух. Образующиеся продукты сгорания передают основную часть теплоты рабочему телу энергетической установки (котлу, трубопроводам), часть теплоты рассеивается в окружающую среду, а часть уносится с продуктами сгорания через дымовую трубу в атмосферу.

Продукты сгорания, выбрасываемые в атмосферу, содержат:

окислы азота (NО₂);

углерода (СО, СО₂);

серы (SO);

углеводороды;

пары воды (Н₂О);

ртуть, свинец, мышьяк, хлор, ванадий и др.

В середине декабря 2011 г. Европейская комиссия презентовала «Энергетическую дорожную карту 2050» (Energy Road Map 2050), в которой отобразила свое видение развития регионального энергетического сектора почти на 40 лет вперед. Судя по содержанию документа, борьба с глобальным потеплением по-прежнему остается абсолютным приоритетом Брюсселя.

В Дорожной карте Еврокомиссия ставит перед европейским сообществом весьма непростую и амбициозную цель -- к 2050 г. сократить выбросы углекислого газа, как минимум, на 80% по сравнению с 1990 г. Достижение этой цели требует коренной перестройки европейской энергетики и радикальных изменений в законодательстве. И то и другое может напрямую коснуться России. Если наша страна будет продолжать движение в сторону европейской интеграции, ей придется внедрять европейские стандарты и жить по европейским правилам.

Как полагают авторы Дорожной карты, для ее реализации необходимо будет поднять плату за выбросы углекислого газа с нынешних менее EUR10/т до EUR38/т к 2020 г. и EUR85/т к 2030 г. Это создаст достаточные стимулы для внедрения CCS (утилизация углекислого газа) и иных технологий, способствующих сокращению эмиссии СО₂, а также скорейшего перехода на альтернативные источники энергии.

Экономия при снижении выбросов СО₂.

Экономия топлива ДВ (кг/с), полученная при использовании утилизатора составила для природного газа 0,0135кг/с,, а для щепы 0,0713 кг/с (см. таблицу 26). это приводит при использовании природного газ приводит к часовому снижению выбросов углекислого газа в 3,9 кг/ч и для щепы - 9,3кг/ч (см. таблицу 26).

Годовое снижение выбросов составит:

при работе на природном газе ДG_со2 =18,7т;

при работе на щепе ДG_со2 =44,6т.

Уменьшение годовой платы за выбросы углекислого газа составит:

П _СО2=Ц _СО2 ДG_со2, (EUR или рубл.),

где Ц _СО2 - удельная плата за выбросы углекислого газа (EUR/т), (рубл./т).

при работе на природном газе П _СО2=Ц _СО2 ДG_со2 =187 EUR(7670рубл);

при работе на щепе П _СО2=Ц _СО2 ДG_со2 =446 EUR(18290рубл).

7.2 Краткая характеристика загрязняющих атмосферу веществ

Приведем краткую характеристику загрязняющих атмосферу веществ, выбрасываемых котельной.

Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленного предприятия. Ежегодное поступление оксида углерода в атмосферу не менее 250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы; способствует повышению температуры на планете, что приводит к парниковому эффекту.

Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т/год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.

Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.

Частичное улавливание серного и сернистого ангидрида на котельной происходит за счет повышения щелочности осветленной воды, поступившей на орошение дымовых газов, и колеблется от 3% до12%.

Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты,

анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т/год.

Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических

предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов.

7.3 Аэрозольное загрязнение атмосферы

Основным источником искусственных аэрозольных загрязнений воздуха является котельная. Аэрозольные частицы отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы, часто в виде аэрозольных частиц.

Аэрозоли это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для живых организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром.

7.4 Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ

Для объективной санитарно-гигиенической оценки состояния атмосферного воздуха разработаны критерии, основным из которых является предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества, научно устанавливаемая для каждого вида в отдельности.

ПДК концентрация загрязняющего вещества, которая при ежедневном воздействии на организм человека в течение длительного времени не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний, а также не ухудшает санитарно-бытовых условий жизни.

Нормами установлены две величины ПДК для каждого из содержащихся в воздухе вредных ингредиентов:

максимально-разовые (ПДК_м.р.) определяются в пробах воздуха, отобранных в течение 20 мин;

среднесуточные (ПДК_с.с.) определяются в пробах воздуха, отобранных в течение суток.

ПДК_м.р. является пороговой величиной рефлекторных действий на обоняние, световую чувствительность глаз и т.п. ПДК_с.с. это величина, обозначающая допустимый уровень загрязнения, при котором человек может находиться в течение длительного времени без заметных последствий для его здоровья. Значения ПДК для некоторых наиболее распространенных химических соединений и веществ приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1. ПДК для наиболее распространенных химических соединений и веществ

Вещества	Предельно допустимые концентрации, мг/м3
	В рабочей зоне, ПДКр.з.	Максимальная разовая, ПДКм.р.	Среднесуточная, ПДКс.с.
Двуокись азота	5,0	0,085	0,085
Сернистый ангидрид	10,0	0,5	0,05
Сероводород	10,0	0,008	0,008
Окись азота	10,0	0,6
Серная кислота	1,0	0,3	0,1
Окись углерода	20,0	3,0	1,0
Бензопирен	0,00015		0,000001
Пыль нетоксичная	2,010,0	0,5	0,15
Сажа	-	0,15	0,05
Пятиокись ванадия	0,5		0,002
Мышьяк	0,3		0,003
Хлор	0,5	0,1	0,03
Фтористые соединения	0,5	0,02	0,005
Ацетилальдегиды	5,0	0,035	0,012
Ртуть	0,01	0,0003	0,0003
Аммиак	20,0	0,2

Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО Главной Геофизической Обсерватории.

Чтобы по результатам наблюдений определить значения загрязнения воздуха,

измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК.

Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют.

Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Поэтому в настоящее время в целях совершенствования санитарно-гигиенических норм ПДК предложена система ограничений выбросов абсолютных количеств вредных веществ в окружающую среду, получившая название норм предельно допустимых выбросов (ПДВ).

Такая система нормирует для всех промышленных предприятий, включая электрические станции, обязательные предельные значения количеств выбрасываемых загрязнителей. Причем количество выбросов отдельных источников (ПДВ) в районе их расположения не должно превышать ПДК.

ПДВ это норма предельного загрязнения атмосферы выбросами данного предприятия, позволяющая более четко определить ответственность каждого объекта выброса за чистоту атмосферного воздуха данного населенного пункта или региона, более обоснованно планировать природоохранные мероприятия, организовывать рациональные системы контроля и учета поступающих в атмосферу вредных веществ от всех источников.

Плата за нормативные выбросы включается в себестоимость тепловой и электрической энергии. При превышении нормативных выбросов плата за выбросы увеличивается в пять раз, и высчитывается из прибыли предприятия.

7.5 Защита атмосферы от загрязнений

Проблема загрязнения воздуха в городах и общее ухудшение качества атмосферного воздуха вызывает серьезную озабоченность. Для оценки уровня загрязнения атмосферы создана сеть постов общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязнением атмосферы как части природной среды. На сети определяется содержание в атмосфере вредных различных веществ, поступающих от антропогенных источников выбросов. Наблюдения проводятся сотрудниками местных организаций Госкомгидромета, Госкомэкологии, Госсанэпиднадзора, санитарно-промышленных лабораторий различных предприятий.

В некоторых городах наблюдения проводятся одновременно всеми ведомствами. Контроль качества атмосферного воздуха в населенных пунктах организуется в соответствии с ГОСТом 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов», для чего устанавливают три категории постов наблюдений за загрязнением атмосферы: стационарный, маршрутный, передвижной или подфакельный.

Стационарные посты предназначены для обеспечения непрерывного контроля за содержанием загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего контроля, для этого в различных районах города устанавливаются стационарные павильоны, оснащенные оборудованием для проведения регулярных наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы.

Наблюдения на стационарных и маршрутных постах в различных точках города позволяет следить за уровнем загрязнения атмосферы. В каждом городе проводят определения концентраций основных загрязняющих веществ, т.е. тех, которые выбрасываются в атмосферу почти всеми источниками: пыль, оксиды

серы, оксиды азота, оксид углерода и др.

Кроме того, измеряются концентрации веществ, наиболее характерных для выбросов предприятий данного города. Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами отдельных промышленных предприятий проводятся измерения концентраций с подветренной стороны под дымовым факелом, выходящим из труб предприятия на разном расстоянии от него.

7.6 Меры по защите окружающей среды

В результате химически и физически активных веществ и аэрозольных частиц происходит изменение состава и свойств атмосферы (загрязнение, электропроводность, радиационные свойства), изменения циркуляции в атмосфере, изменение погоды и климата, нарушение озонного слоя, изменение прозрачности атмосферы, прохождение солнечного излучения.

Чтобы стимулировать предприятие к сокращению выбросов необходимы законы, которые учитывали бы не норму выбросов загрязняющих веществ, за которую нужно платить независимо от их количества, а плату в зависимости от конкретных выбросов. Иными словами, чем больше загрязняющих атмосферу и воду выбросов, тем выше плата, чем меньше ниже. Это будет стимулировать предприятие на меры, снижающие выбросы.

Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если будут накоплены достоверные данные о современном состоянии среды и разработаны новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого природе человеком.

7.7 Общие данные для расчёта параметров влияющих на окружающую среду при работе кота на древесных отходах

Настоящий раздел выполнен в соответствии с требованиями нормативных документов.

- СНиП 2.01.01. - 82 «Строительная климатология и геофизика»;

- СН 245-71 Санииарные нормы проектирования промышленных предприятий;

- ОНД 1-84 «Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдачи разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферу по проектным решениям»;

- ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий»;

- ГОСТ 12.1-007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»;

- ГОСТ 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями»;

- ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения»;

- Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью 30т/ч Госкомгидромет,1985 г.;

- РД 52.04.186-89 Руководящий документ «Руководство по контролю загрязнения атмосферы»;

- Сборник санитарно-гигиенических нормативов и методов контроля вредных веществ в объектах окружающей среды, М., Центр экологических проблем,1991 г.

7.7.1 Исходные данные

Источником загрязнения является вновь проектируемая производственная котельная. В настоящие время теплоснабжение ОАО “Инвидо” осуществляется от дизельной котельной. В связи с возникшими трудностями утилизации отходов основного производства (опилки, стружка, щепа) - ранее использовались в качестве подстилки на животноводческих фермах - а так же в целях экономии затрат на тепловую энергию, данным проектом предусматривается включение в существующую систему теплоснабжения водогрейного котла, мощностью 820 квт, работающего на древесных отходах. Для этого в проектируемом здании устанавливается водогрейный котел «KRIEGER » .

В соответствии с заданием на проектирование максимальная нагрузка - Qo=0,600 Гкал/час.

Теплота сгорания Qч=10,224 Мдж/кг.

Дымовые газы, образующиеся в результате сгорания топлива, выбрасываются через дымовую трубу Ш 400мм,высотой Н=15м.

7.7.2 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Учитываемыми загрязняющими веществами, выделяющимися при сгорании топлива, являются - взвешенные вещества, оксид углерода, оксид азота, сернистый ангидрид (диоксид серы).

Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ составляют:

NO2 (оксид азота) - 0,085 мг/мі

CO (оксид углерода) - 3,000 мг/мі

SO2 (сернистый ангидрид) - 0,500 мг/мі

Взвешенный вещества - 0,500 мг/мі

7.7.3 Характеристика физико-географических и климатических условий района размещения предприятия. Сведения о состоянии воздушного бассейна

Установка котла работающего на древесном топливе (опилки, стружка, щепа) предусматривается в проектируемом здании на производственной территории Мурманского филиала ОАО “Инвидо”.

Предприятие расположено в западной части поселка Молочный, на юге от г.Кола, вблизи побережья реки Тулома, недалеко от Кольского залива.

С восточной стороны от производственной площадки располагается жилая застройка на расстоянии более 1250 метров.

Климат данного района формируется под влиянием Баренцевого моря и материковой части Кольского полуострова. Муссонный характер распределения давления зимой и летом обуславливает в районе соответствующий ветровой режим. Температурный режим зимнего сезона складывается под влиянием циклонической погоды со значительной облачностью и более высокой, чем в других сезонах повторяемостью тепловых масс воздуха.

Климатическая характеристика района по СНиП 2.01.01.-82

- климатический район - II A;

- снеговой район - IV;

- ветровой район - IV.

Сведения о расчетных температурах, скорости и направлениях ветров, рельефе местности :

- коэффициент стратификации - 160;

- коэффициент рельефа местности - 1,1 ;

- средняя температура наиболее жаркого месяца +17,5;

- средняя температура наиболее холод ного месяца - 10,8;

- скорость ветра повторяемость превышения которой составляет 5%,U* - 15,0;

- коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ, F 1,0.

7.7.4 Способы оценки величины выделения загрязняющих веществ

В настоящие время ОАО “Инвидо” обеспечивает теплом от существующей котельной работающей на дизельном топливе. После установки водогрейного котла «KRIEGER» КВм(а)-0.82 работающего на древесном топливе (опилки, стружка, щепа), сократятся вредные выбросы веществ в атмосферу (см. анализ результатов расчета).

В теплогенераторе «KRIEGER» работа горелки и котла выверяется системой автоматики до мельчайших деталей, что сокращает величину выделения вредных выбросов, понижает уровень шума, повышает надежность в эксплуатации и обеспечивает долговременную работу котельной.

Опыт эксплуатации данных котельных установок показал, что фактические выбросы вредных веществ будут ниже расчетных. При аварийных остановках котлоагрегата, а также при переходе на отопление от существующей дизельной котельной ( после пуска в эксплуатацию котельной с котлоагрегатом «KRIEGER» существующая сохраняется как резервная) количество выбрасываемых вредных веществ, по отношению к действующим выбросам, не увеличивается.

В конструкции котлоагрегата «KRIEGER» и в системе водонагревателя, не применяются цветные металлы и их сплавы, вода в системе отопления циркулирует по замкнутому контуру, поэтому вода из системы отопления считается условно чистой и дважды в год выпускается в существующую ливневую канализацию при проведении профилактических работ по графику.

7.7.5 Расчет выбросов загрязняющих веществ

В проектируемой котельной устанавливается водогрейный котел «KRIEGER» КВм(а)-0.82, работающий в основном режиме, существующая дизельная сохраняется, как резервная.

Максимальная нагрузка на производственные нужды составляет - 600000 ккал/час.

Топливо - древесные отходы (опилки, стружка, щепа).

Теплота сгорания топлива Q_o = 10,224 мдж/кг.

Определение максимальных выбросов вредных веществ производиться из расчета сжигания 1480,0 тонн топлива в год (68,33 г/сек).

1.Взвешенные вещества

а) Валовый выброс твердых частиц в дымовых газах котельной определяется по формуле:

П_тв=В*Ar*л*(1- з)

П_тв=1480*0,6*0,005*(1-0)=4,440 т/год.

б) Максимально разовый выброс определяется по формуле:

П_тв=В*Ar*л*(1- з)

П_тв=68,33*0,6*0,005*(1-0)=0,2049 г/сек.

2. СО (оксид углерода)

а) Валовый выброс оксида углерода определяется по формуле:

П_со=0,001*С_со*В*(1-q4/100),т/год.

П_со=0,001*10,224*1480*(1-/100)=15,130 т/год.

С_со=q3*R*Qi=1*1*10,224 = 10,224

б) Максимальный разовый выброс оксида углерода определяется по формуле:

Псо=0,001* в*Ссо*(1- q4/100)

П_со=0,001*10,224*68,33*1=0,6986 г/сек.

3.NO₂ (оксид азота)

а) Валовый выброс оксида азота определяется по формуле:

ПNO2=0,001*В*Qi*K NO2*(1- в)

ПNO2=0,001*10,224*0,06*1=0,9078 т/год.

б) Максимальный разовый выброс NO2 определяется по формуле:

ПNO2=0,001*В*Qi*K NO2*(1- в)

ПNO2=0,001*68,33*10,224*0,06*1=0,0419 г/сек.

Описание и характеристика источника выбросов приведена в таблице 7.3.

4. SO₂ (сернистый ангидрит).

а) Валовый выброс оксидов серы определен на основании анализов:

П_SO2=1,148 т/год.

б) Максимально разовый выброс SO₂ представлен по анализам:

П_SO2=0,053 г/сек.

7.7.6 Исходные данные для расчета выбросов вредных веществ

При определении состава и количества вредных выбросов использованы “Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/ч. Госкомгидромет, 1985 г.”. Исходные данные для расчета выбросов вредных веществ приведены в таблице 7.2. Результаты расчета приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.2. Исходные данные для расчета выбросов вредных веществ

№	Производство (наименование источника тепла)	Источники выделения вредных веществ	Источники выброса вредных веществ	Параметры газо- воздушной смеси на выходе из источника
		Тип котельного оборудования	Кол-во	Наим- ние	Число источ-ников	Номер источ- ника	Высота источника	Диаметр устья	Скорость м/сек	Темп. C*
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Котельная	Водогрейный котел KRIEGER	1	Дымовая труба	1	1	15,0	0,4	0,577	180

Таблица 7.3. Обобщенные показатели максимальных выбросов вредных веществ.

Наименование источника выбросов вредных веществ	Расход топлива	ВЫБРОСЫ
		Взвешенные вещества М	Оксиды углерода CO	Оксиды азота NO2	Оксиды серы SO2
	тн/год	г/сек	тн/год	г/сек	тн/год	г/сек	тн/год	г/сек	тн/год	г/сек
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Котельная	1480,0	68,33	4,4400	0,2049	15,1300	0,6986	0,9078	0,0419	1,1480	0,0530

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Природный газ как высокоэффективный энергоноситель, широко применяемый в настоящее время во всех звеньях общественного производства, оказывает прямое воздействие на увеличение выпуска промышленной продукции, рост производительности труда и снижение удельных расходов топлива, а, следовательно, и себестоимости выпускаемой продукции.

В результате реконструкции котельной котел KRIEGER КВм(а)-0.82 был переведен на природный газ. При этом был произведен расчет необходимого расхода газа для покрытия заданной нагрузки, определены параметры тепловой схемы, необходимая поверхность теплообмена конденсационного утилизатора, т.е. выполнен его конструктивный расчет, определена конструктивная схема утилизатора на основе двух последовательно включённых по уходящим газам и параллельно по воде ГВС и сетевой воде. Разработаны две схемы подсоединения утилизатора по воде, обеспечивающие максимальную его загрузку. . Кроме того, выполнен поверочный тепловой расчёт котлоагрегата при работе на двух топливах. В проекте отражены вопросы техники безопасности и охраны окружающей среды, на основе сметно-финансовой документации произведен расчет основных технико-экономических показателей, сделан сравнительный анализ работы котла на древесных отходах (щепа) и природном газе, из чего определен годовой экономический эффект: затраты на топливо при работе на газе сокращаются в 6 раз.

Расчёты, выполненные для обоснования применения конденсационного утилизатора, показали, что применение его при работе на этих двух топливах окупается для древесных расходов за 0,78 года, а при работе на газе за 1,6 года.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вукалович, М.П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара / М.П. Вукалович, С.Л. Ривкин, А.А. Александров. - М.: Наука, 1969. - 162 с.

2. Гусев, Ю.Л. Основы проектирования котельных установок / Ю.Л. Гусев. - М.: Стройиздат, 1967. - 293 с.

3. Деев, Л.В. Котельные установки и их обслуживание / Л.В. Деев, Н.А. Балахничев. - М.: Стройиздат, 1974. - 288 с.

4. Зах, Р.Г. Котельные установки / Р.Г. Зах. - М.:Машиностроение, 1969. - 331 с.

5. Каталог-справочник. Котлы малой, средней мощности и топочные устройства. - М.: НИИ Информтяжмаш, 1972. - 463 с.

6. Киселев, Н.А. Котельные установки / Н.А. Киселев. - М.: Высшая школа, 1986. - 375 с.

7. Кузнецов, Н.В. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) / Н.В. Кузнецов. - М.: Энергия, 1973. - 353 с.

8. Кузовникова, Е.А. Котельные установки / Е.А. Кузовникова. - Мн.: Высшая школа, 1992. - Ч.3. - 266 с.

9. Мочан, С.Н. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод) / С.Н. Мочан. - Л.: Энергия, 1977. - 315 с.

10. Аронов И.З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа Изд.2, 1990, 280 с.

11. Роддатис, К.Ф. Котельные установки / К.Ф. Роддатис. - М.: Энергоиздат, 1977. - 402 с.

12. Роддатис, К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности / К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий. - М.: Наука, 1989. - 266 с.

13. Справочник по водоподготовке котельных установок / под ред. О.В. Лившица. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Энергия, 1978. - 377 с.

14. Уревич, А.Л. Краткий справочник работника газового хозяйства / А.Л. Уревич. - Мн.: Высшая школа, 1978. - 306 с.

15. Центробежные консольные насосы общего назначения для воды, каталог. - М.: Центихимнефтемаш, 1989.

16. Эстеркин, С.И. Котельные установки. Курсовое проектирование / С.И. Эстеркин. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 355 с.

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

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

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

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

21. Самойлов М.В., Основы энергосбережения. - М.: БГЭУ 2002.

22. Панин, В.И. Обслуживание коммунальных котельных и тепловых сетей В.И. Панин. - М.: Стройиздат, 1974. - 277 с.

23. Бухаркин Е.Н. «К вопросу обеспечения надежных условий использования экономичных котлов с конденсационными утилизаторами», Промышленная энергетика, 1995, № 7, с. 32-35.

24. Бухаркин Е.Н. «К методике теплового расчета конденсационных утилизаторов за котлами», Теплоэнергетика, 1997, № 2, с. 59-62.

25. Кудинов А.А., Антонов В. А., Алексеев Ю. Н. «Анализ эффективности применения теплоутилизатора за котлом ДЕ 10-14 ГМ», Промышленная энергетика, 1997, № 4, с. 46-49

26. Кудинов А.А. Энергосбережение в теплогенерирующих установках. - Ульяновск: УлГТУ, 2000.-139 с.

27. Полное использование теплоты сгорания топлива в промышленных котельных. АКВА-ТЕРМ МАЙ-ИЮНЬ № 3 (43) 2008.

28. ОАО "Калориферный завод" Рекомендации по подбору калориферов и воздухонагревателей. -Кострома: 2002.-33с.

29. КСк3-6-50АУ3…КСк3-12-50АУ3, КСк4-6-50АУ3…КСк4-12-50АУ3».

30. ТУ22-119-69-2001 «Калориферы КСк3-6-02ХЛ3Б … КСк3-12-02ХЛ3Б, КСк4-6-02ХЛ3Б … КСк4-12-02ХЛ3Б».

31. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов.- 7-е изд., стереот. = М.: Издательство МЭИ, 2001.-472с.: ил.

32. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» для студентов специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий». Пантилеев С. П., МГТУ, 2012, - 169с.

Размещено на Allbest.ru

...