Ремонт обмуровки котла с целью уменьшения тепловых потерь в окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

РЕМОНТ ОБМУРОВКИ КОТЛА С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Введение

Проблема тепловых потерь через обмуровку на паровых и водогрейных котлах сейчас достаточно актуальна на многих предприятиях, которые занимаются производством тепловой энергии.

Это объясняется просто. На многих предприятиях, которые занимаются такой деятельностью, всё котельное оборудования работает с низким КПД, так как уже давно выработали свой ресурс.

Не в последнюю очередь ситуацию ухудшает крайне слабое финансовое положение современной котельной. В настоящий момент предприятие стремится сокращать расходы любыми способами, поэтому не выделяется средств на то, чтобы произвести модернизацию своего оборудования. Сейчас, как могут специалисты это оборудование поддерживают в рабочем состоянии, стараясь продлить его ресурс, уже, впрочем, давно выработанный.

Но это не может продолжаться долго. Как известно, любое оборудование должно работать, а из-за того, что оно часто находится в ремонте, себестоимость продукции имеет большую цену, которая, в свою очередь, закладывается в тарифы на отопление, отсюда и высокая цена на тепловую энергию. Как правило, такая ситуация приводит к тому, что потребители не смогут оплачивать выставленные счета на тепловую энергию и данное предприятие может прекратить своё существование, увязнув в долгах.

Далеко не последнюю роль в котельном оборудовании играет обмуровка и термоизоляция.

Установлено, что потери тепла во внешнюю среду с поверхности обмуровки современных котлов не должны превышать 300 ккал/м² • ч, а максимальная температура на наружной поверхности обмуровки должна быть не более 55 °С при температуре окружающего воздуха в среднем по высоте котла около 30 °С.

В ряде случаев в следствии отступления от проектных решений, некачественного монтажа, применения малоэффективных материалов и неудачных конструктивных решений, частичного разрушения обмуровки и тепловой изоляции котла при ремонтах технологического оборудования, а также в результате старения при длительной работе может иметь место превышение величины q₅ над нормативными значениями.

Конструкция современных обмуровок предусматривает наличие металлических крепящих деталей, расположенных в толще обмуровки и частично выходящих на ее внешнюю поверхность (штыри, кронштейны и т.д.).

Эти металлические детали обмуровок являются тепловыми мостами, по которым происходит переток тепла к отдельным участкам поверхности.

В некоторых конструкциях переток тепла составляет 30 - 40 % от суммарного теплового потока через отдельные участки обмуровки.

Указанное обстоятельство предусматривает необходимость соответствующего размещения точек измерения на поверхностях таких обмуровок, обеспечивающих получение усредненных условий теплоотдачи.

По условиям теплоотдачи существуют два основных вида обмуровки:

- без металлической обшивки;

- с металлической обшивкой.

Позволим себе в нескольких словах объяснить главное различие между ними.

Специфической особенностью обмуровки с металлической обшивкой является растекание тепла по плоскости обшивки, выравнивающее температуру на значительных ее площадях., а когда нет металлической обшивки, этого не происходит. При различных внешних условиях теплоотдачи (воздушные потоки, местный встречный поток лучистого тепла) такое выравнивание температуры приводит к резкому колебанию величин удельных тепловых потерь на смежных участках обшивки.

Другой особенностью обмуровок с обшивкой является возможность конвективных перетоков тепла по высоте в зазоре между обшивкой и обмуровкой.

В данной работе мы попытаемся на конкретном водогрейном котле КВГМ-50 рассчитать возможные потери тепла от внешнего охлаждения котла и при вновь установленном обмуровочным и термоизоляционным слоем.

В г. Сегежа данный водогрейный котёл располагается на территории Сегежского ЦБК, а именно в водогрейном цехе, в котором раньше было 4 котла, теперь их осталось только два, первые два демонтировали из-за того, что себестоимость продукции очень высокая, а на их место установили два бойлера, они на данном объекте занимаются обеспечением города и комбината горячей водой, установка этих бойлеров вызвана тем, что они значительно экономичней, так как не используют дорогостоящий мазут, а используют для подогрева воды обычный пар, которого на комбинате в избытке.

Рассматриваемый в данной работе водогрейный котёл стоит под номером №4.

В данной работе с помощью расчетов ремонта обмуровки и изоляции мы попытаемся убавить тепловые потери, так как обмуровка и изоляция на паровом или водогрейном котлах играет достаточно серьёзную роль в удержании тепла.

В качестве объекта мы выбираем водогрейный котёл КВГМ-50.

Выглядит он примерно так.



Водогрейные отопительные котлы КВ-ГМ-50, -100

1-газомазутная горелка; 2-топочная камера; 3-проход газов из топочной камеры в конвективную шахту;4-дробеочистки; 5-конвективная поверхность нагрева.

Водогрейные отопительные котлы КВ-ГМ-50 и -100 выполнены по П-образной схеме и могут быть использованы как в основном (70... 150°С), так и пиковом (100... 150°С) режимах.

Отопительные котлы могут быть использованы также для подогрева воды до 200 °С.

Все водогрейные и отопительные котлы состоят из топочной камеры и конвективной шахты.

Топочная камера 2 отопительных котлов и задняя стена конвективной шахты закрыты экранами из труб Ш60 х 3 мм.

Конвективная поверхность 5 нагрева котлов состоит из трех пакетов, набираемых из U-образных ширм, выполненных из труб Ш28 х 3 мм.

Фронтальный экран котла снабжен коллекторами: верхним, нижним и двумя промежуточными, между которыми находятся кольца для формирования амбразур газомазутных горелок 1 с ротационными форсунками.

Боковые стены конвективной шахты отопительного котла закрыты трубами Ш83x3,5 мм, служащими стояками для ширм.

Продукты горения в отопительном котле, покидающие топочную камеру через проход 3 между задним экраном и потолком топочной камеры, движутся сверху вниз через конвективную шахту.

Все используемые в промышленности водогрейные и отопительные котлы оборудованы взрывными предохранительными клапанами, установленными на потолке топочной камеры.

Они нужны для того, чтобы в случае подъёма температуры в топке котёл не взорвался (всё излишнее давление выйдет из взрывного клапана), но на практике такое происходит очень редко, по крайней мере, в моей практике такого не было ни разу.

Для удаления воздуха из трубной системы при заполнении котла водой на верхних коллекторах установлены воздушники.

Очистка поверхностей нагрева котельного агрегата осуществляется с помощью установки 4 - дробеочистки.

Нижние коллекторы фронтального и заднего экранов конвективной шахты отопительного котла опираются на портал 6 котла.

Опора, расположенная в середине нижнего коллектора задней стены топочной камеры, является неподвижной.

Вес боковых экранов топочной камеры передается на портал через фронтальный и задний экраны.

При работе на газе КПД отопительного котла КВ-ГМ-100 составляет 92,5 %, а при работе на мазуте -- 91,3 %.

Более подробные технические данные представлены ниже в таблице.

Таблица технических данных водогрейного котла КВГМ-50.

Технические характеристики	КВ-ГМ-50(58,2-150)
Теплопроизводительность номинальная, МВт	58.2
Вид топлива	Газ/мазут
Расчётное (избыточное) давление на входе, МПа	1.6
Минимальное (абсолютное) давление воды на выходе из котла МПа	1.0
Температура воды на входе 0С, основной режим	70
Температура воды на выходе 0С, пиковый режим	110
Температура воды на выходе 0С	150
Гидравлическое сопротивление, МПа, не более	0.25
Диапазон регулирования теплопроизводительности по отношению к номинальной, %	20-100
Масса котла расчетная, кг.	115800
Масса трубной системы, кг.	57700
Расход воды, т/ч, основной	618
Расход воды, т/ч, пиковый режим	1230
Расход топлива, м3/ч-газ/кг/ч-мазут	6260/5750
Средняя наработка на отказ, не менее	5000
Средний срок службы до списания, лет, не менее	20 или 100000 часов
КПД котла, %, не менее, газ/мазут	93.3/91.9
Удельный выброс NOx при ?=1,4, мг/м3, не более, газ/мазут	300/380
Эквивалентный уровень шума в зоне обслуживания, ДБа, не более	80
Температура наружной (изолированной) поверхности нагрева котла, C0	55
Потери тепла в окружающую среду %	1.07

Работая в фирме ООО «Антикор-2», которая занимается монтажом и ремонтом промышленного энергооборудования, мы можем сказать, что в данной организации имеется подразделение, специализирующееся на монтаже и ремонте обмуровки и термоизоляции. Для нас эта тема более, чем актуальна.

Первоначально наша организация являлась частью «Энергобумпрома».

В составе «Энергобумпрома» она занималась нанесением антикоррозийного покрытия. Выйдя из состава «Энергобумпрома», организация стала самостоятельной и стала именоваться ООО «Антикор - 2». Данная организация была создана в 1993г. Центральный офис предприятия располагается в г. Москве, наша организация имеет свои представительства в таких городах, как Архангельск, Светогорск и в Сегеже, но много заказов поступает время от времени и из других регионов России.

Перейдем к общей характеристике обмуровки и термоизоляции водогрейного котла.

Обмуровка любого котла, неважно, водогрейный или паровой, представляет собой комплекс специальных работ по установке вокруг котла особой защитной оболочки и служит для ограждения топочной камеры и газоотходов от окружающей среды и для направления движения потока дымовых газов в пределах котельного агрегата.

Она работает в условиях достаточно высоких температур и резкого их изменения и должна обеспечивать отвечать следующим критериям:

- минимальные потери теплоты в окружающую среду,

-быть плотной, механически прочной, простой и доступной для ремонта.

Обмуровки принято условно подразделять на тяжелые (по способам крепления свободно стоящие и массивные), облегченные (накаркасные) и легкие (щитовые, натрубные).

Внутренняя часть свободно стоящей обмуровки, обращенная в сторону высоких температур, выполняется из огнеупорного (шамотного) кирпича и называется футеровкой.

Наружная часть обмуровки -- облицовка выполняется из строительного (красного) кирпича.

Массивную обмуровку с перевязочным ярусом из огнеупорного кирпича выполняют в котлах небольшой производительности.

Для котлов производительностью 50...75 т/ч и выше применяют облегченную накаркасную обмуровку, состоящую из слоя шамотного 4 и шамотного фасонного 6 кирпичей, образующих футеровку, и слоя легковесной теплоизолирующей шамотной массы.

Через каждые 2,5...3 м устанавливают разгрузочные кронштейны 7, на которые опирается обмуровка.

Обмуровка котельного агрегата

а-свободно стоящая; б-массивная; в-облегченная накаркасная; г-щитовая;

д-натрубная; 1, 2-красный и шамотный кирпичи; 3-перевязочный ярус;4,

6-шамотные и фасонные шамотные кирпичи; 5-температурный шов;

7-кронштейн;

8-металлическая обшивка; 9-разгрузочный пояс; 10-теплоизоляционный слой;

11-хромитовая или шамотная масса.

Щитовую обмуровку отопительного котла выполняют в виде отдельных прямоугольных щитов, которые укрепляют на каркасе котла.

Щит делают многослойным из огнеупорного бетона, армированного стальной сеткой, и теплоизолирующих слоев.

На рассматриваемом в нашей дипломной работе водогрейном котле используется натрубная обмуровка.

Натрубная обмуровка отопительного котла крепится непосредственно к трубам и состоит из слоя хромитовой или шамотной массы 11 и теплоизоляционного слоя 10 из минераловатных матрацев, на которые нанесена газонепроницаемая магнезиальная обмазка.

Целью данной работы является попытка на данном объекте снизить тепловые потери в окружающую среду.

В рассматриваемой нашей дипломной работе будут использоваться определённые материалы, считаем необходимым дать их краткую характеристику.

Начнём с совелитовых плит.

Плиты совелитовые или просто совелит, теплоизоляционные, предназначаются для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов, обмуровки паровых котлов, ТЭЦ, ГРЭС, АЭС, предприятиях металлургической и коксогазовой промышленности, а также труб больших диаметров при температуре изолируемых поверхностей до +600*С.

Совелитовые плиты можно применять и в бытовых целях (защита нагревательных элементов, грилей, тэн,) и. т.д.

На подобных котлах данные изделия могут применяться в качестве изоляционного материалы.

Они устанавливаются сразу после шамотной обмазки на асбестовый раствор, далее устанавливают минеральную вату.

Совелит помогает снизить тепловые потери, приняв от шамотной обмазки значительную тепловую энергию на себя и снизив тепловую нагрузку на минеральную вату, которая идёт после неё.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОВЕЛИТА

Плотность, кг/м3	450-550
Теплопроводность, Вт/м. не более: При температуре (25±5) При температуре (125±5)	0.095 0.140
Предел прочности при изгибе, мПа, не менее	0.24
Влажность, % не более	10.0
Линейная температурная осадка при температуре 5000С, не более	2.0

Следующий материал - асбест.

Асбест - это общее название группы тонковолокнистых минералов класса силикатов, из которых изготавливают различные строительные материалы.

Но сразу заметим, асбест очень вредный для организма материал, по мнению ряда специалистов, занимающихся изучением профессиональных заболеваний, этот материал может вызвать такие заболевания, как рак, поэтому, при работе с этим материалом нужно применять средства защиты дыхания (респираторы), более подробно этот вопрос мы рассмотрим в разделе « Охрана труда».

Так, асбоцемент является сырьем для производства цементно-асбестовых труб, которые, в свою очередь, находят весьма широкое распространение в строительных работах: из цементно-асбестовых труб изготавливают шпалы, опоры для мостовых конструкций и высоковольтных линий электропередач.

Кроме того, из хризолитового асбеста изготавливают асбестовый картон - огнеупорный, теплоизоляционный материал, применяемый для уплотнения и утепления различных приборов.

Кроме непосредственно асбеста в процессе производства этого строительного материала используются склеивающие вещества: крахмал и казеин.

Выпускают асбестовый картон в виде листов толщиной 2 - 10 мм.

Асбестовый лист также изготавливают с небольшим добавлением крахмала (не более 5%). На выходе это листы или рулоны, ширина которых составляет до полутора миллиметров.

Такая бумага может быть гофрированной, либо гладкой.

Асбестовая бумага способна выдерживать огромные температурные влияния (5 000°С), и поэтому используется для тепло- и гидроизоляции.

Асбестовый шнур получают из асбестовых нитей и пряжи, чаще всего путем оплетения крученых нитей или ровницы.

Диаметр такого шнура от 3 до 25 мм.

Асбестовый шнур чаще всего используют для уплотнения и теплоизоляции неподвижных частей различных механизмов.

Существует четыре вида асбестового шнура:

ШАОН (асбестовый шнур общего назначения),

ШАП (асбестовый шнур пуховый, изготавливается с добавлением хлопковых волокон),

ШАГ (шнур асбестовый газогенераторный, предназначен для работы в газовой среде),

ШАУ ( шнур асбестовый уплотнительный).

Асбесто- магнезиальный порошок является мощным теплоизоляционным материалом.

Изготавливают его из смеси размельченной магнезии и асбеста.

Такой порошок выдерживает температурную нагрузку до 350 °С, поэтому его применяют в качестве теплоизоляционного материала.

Асбестовая ткань представляет собой полотно, изготовленное из асбестовой пряжи на специальных ткацких станках с добавлением вискозы или хлопка.

Получаемая таким образом ткань обладает мощным теплоизоляционными свойствами.

Асбестовую ткань используют для изготовления спецодежды, например, пожарников.

Асболавсановая лента изготавливается из асбестовой пряжи и полиэфирного волокна лавсана.

Обладает электроизоляционными свойствами.

Применяется как полупроводящий высоковольтный материал, также используется для электроизоляции различного оборудования.

Не менее частый материал в употреблении при обмуровке - шамот.

Шамот-это размолотый, бывший в специальных мельницах, огнеупорный кирпич, на нашем предприятии он используется для нанесения на экраны котла огнеупорной смеси, которая будет держать открытое пламя.

Перед «наброской» данной смеси, шамотный порошок перемешивается с глиноземестным цементом марки 600, далее, обычно, добавляется вода.

Но для укладки на экранные поверхности котлов могут применяться и другие набивные массы: карборундовые, хромитовые, корундовые.

В карборундовых массах в качестве связующего применяют жидкое стекло, шликер огнеупорной глины, триполифосфат натрия и алюмофосфатное связующее на основе ортофосфорной кислоты.

Наилучшие эксплуатационные свойства имеет карборундовая масса на фосфатном связующем.

Хромитовая масса ПХМ-1 изготовляется из хромитовой смеси СХ-1 добавлением к ней жидкого стекла.

Масса корундовая набивная марки МКН-94 предназначена для выполнения монолитных футеровок сталеразливочных ковшей, электропечей и других тепловых агрегатов. По физико-химическим показателям и зерновому составу данная набивная масса соответствует требованиям.

Свойства набивных масс приведены ниже в таблице.

Составы и свойства набивных масс

Наименование массы	Свойства массы	Максимальная температура применения, оС	Плотность, кг/м3	Коэффициент линейного расширения (при температуре 20 - 800оС)	Коэффициент теплопроводности при температуре 300 - 700оС) Вт/ мЧоС
Хромитовая	Хромитовая смесь СХ-1 или СХ-2, жидкое стекло плотностью 1,4 - 1,5 г/см 3, 7% к хромитовой смеси	1350	2500-3200	(7.0-8.0)•10-6	1.1-1.3
Карборудная	Карбид кремния черный № 160-63 - 40%, № 50-12 - 30%, шлам карбид кремния - 30%, связка сверх 100%: жидкое стекло плотностью 1,3 г/см3 - 6%, водная суспензия огнеупорной глины плотностью 1,13 г/см3 - 5%	1700	2100-2300	8,9Ч10- 6	2.0-3.0
Карборундовая на фосфатном связующем	Карбид кремния черный №160-63 - 40%, № 50-12 - 30%, шлам карбид кремния - 30%, связка сверх 100%: алюмофосфатное связующее - 18%, огнеупорная глина - 6%	1700	2100 - 2300	8,9Ч10- 6	2,0 - 3,0
Карборундовая на фосфатном связующем	Карбид кремния черный № 160-63 - 40%, № 50-12 - 30%, шлам карбид кремния - 30%, связка сверх 100%: огнеупорная глина - 5%, триполифосфат - 3%	1600	2300 - 2500	5,5Ч10- 6	5,5 - 7,2
Карборундовая на ффатном связующем	Карбид кремния черный № 160-63 - 40%, № 50-12 - 30%, шлам карбид кремния - 30%, связка сверх 100%: ортофосфорная кислота - 15%, электрокорунд - 10%, огнеупорная глина - 6%	1500	2100 - 2300	4,1Ч10- 6	4,0 - 6,0
Корундовая на алюмоффатном связующем	Корунд № 400-100 -25%, огнеупорная глина - 25 - 35%; связка сверх 100%: ортофосфорная кислота 75-процентная - 15%	1650	2100-2400	7,6Ч10- 6	0.8-1.2
Хромомагнезитовая	Хромомагнезит зернового состава: зерно от 7 до 3 мм - 40%, от 1 до 0,09 мм - 30%, меньше 0,09 мм - 30%; связка сверх 100%: жидкое стекло плотностью 1,4 -1,5 г/см3 - 10%, кремнефтористый натрий - 1%, огнеупорная глина - 6%	1500	2600-2800	10,3Ч10- 6	1.0-1.5

На практике мы мало их используем, в основном для огнеупорного слоя этих видов используют шамот с цементом, по этой причине мы более подробно не будем их рассматривать, к тому же, на нашем объекте они не используются.

Часто используется минеральная вата.

Она предназначена для того, чтобы не позволить вырабатываемому в котле теплу выходить наружу.

Техническая характеристика минеральной ваты

Не при всех отклонениях обмуровки нужно сразу приступать к её ремонту, существуют определённые отклонения, при которых допускается эксплуатация обмуровочного и изоляционного слоя.

Эти отклонения представлены в таблице ниже.

Отклонение от проектных размеров, при которых обмуровка допускается к эксплуатации без ремонта.

Наименование	Отклонение, мм
Расстояние между центрами экранных труб и обмуровкой	+5, -10
Расстояние между обмуровкой и осями крайних змеевиков водяного экономайзера	+15, -10
Расстояние между осями труб экономайзера, труб пароперегревателей и обмуровкой в местах прохода через обмуровку	+15, -10
Впадина, выпучены и отдельно выступающие кирпичи на 1 м. поверхности обмуровки	Не более 2.5 +2
Ширина температурного шва амбразуры горелок: Овальность Несоответствие с осью горелок	Не более 25 Не более 20
Обмуровка прямоточных стен топки поворотного газохода конвективной шахты: Вертикальной кладки на каждый 1м. Неплоскостность поверхности кладки на длине 2 м.	Не более 5 Не юолее 15

Характеристики конструкций обмуровок

Конструкция обмуровки	Толщина слоя, мм	Общая толщина обмуровки, мм	Мса1м2обмуровки, кг
	Жаростойкий бетон Или огнеупорный кирпич	Теплоизоля ционный бетон	Теплоизоляционный слой	Уплотненная обмотка	Обшивка
Натрубная	20-25	0-50	80-125	15-20	4	115-180	95-150
Щитовая	40-80	0-126	125-150	15-20	4	165-350	170-340
Облегчённая	113	65-195	70-100	-	4	265-415	215-400
Натрубная газоплотных котлов	-	-	150	15	4	170	95

К температуре любой внешней поверхности котла предъявляются определённые требования, которым нужно следовать при проектировании обмуровочного и изоляционного слоев, под эти правила подходит и наш водогрейный котёл.

Эти правила представлены в таблице ниже

Допустимая максимальная температура на поверхности теплоизоляционной конструкции

Температура изолируемой поверхности и вид защитного покрытия.	Температура на поверхности теплоизоляционной конструкции, 0С
Для объектов с температурой поверхности до 5000С и с защитным покрытием на Асбестоцементной штукатурки.	45
Для объектов с температурой поверхности выше 5000С	48
Для объектов с температурой поверхности до 5000С и с защитным покрытием из листового алюминиевого сплава.	55
Для объектов с температурой поверхности выше 5000С .	60

Основная часть

При достаточно большом значении тепловых потерь котлом в окружающую среду Q₅ (ккал/ч) даже небольшое превышение величины q₅ (%) связано с весьма значительными потерями тепла.

Так, например, увеличение q₅ на 0,1 % для современных котлов эквивалентно пережогу примерно 2,0 т условного топлива в год на 1 МВт установленной мощности.

При оценке суммарных тепловых потерь котлоагрегатом наиболее сложной из подлежащих испытанию теплозащитных конструкций является его обмуровка.

Кроме того, увеличение q₅ существенно ухудшает санитарно-техническое состояние котельной.

Потери тепла в окружающую среду определяется расчётным путём, пересчётом номинального значения тепловых потерь при фактических условиях работы оборудования по формуле.

Расчёт тепловых потерь через обмуровку.

Где: -номинальные потери тепла в окружающую среду (%) (Номинальные потери тепла в окружающую среду определяется заводом - изготовителем, для КВГМ-50 они равны 1.07 %.

-номинальная теплопроизводительность котла (берётся из технических

характеристик котла, для КВГМ- она равна 58.2МВт)

-средняя фактическая производительность котла.

(берётся из Режимной карты, для данного котла она составляет 31Гкал/час, переводим эту сумму в МВт путём умножения 31 на коэффициент перевода Гкал в Мвт 1.16 и получаем 36.02 МВт.) к- поправочный коэффициент, учитывающий температуру обмуровки котла.

Находим коэффициент, учитывающий температуру обмуровки котла.

к =

Где: -температура поверхности обмуровки котла, получается в результате замера ( для данного котла она составила 70⁰С)

- температура воздуха в помещении котельной (В результате замера в

данной котельной она составила 30 ⁰С

нормативная температура обмуровки котла ( Для данного котла она составляет 55 ⁰С, берётся из технических характеристик котла).

- нормативная температура в помещении котельной.

Необходимое количество теплоты для данной паропроизводительности составляет.

Где: - КПД данного котла, (По режимной карте составляет 90%).

номинальные потери тепла в окружающую среду (%) (Номинальные потери тепла в окружающую среду определяется заводом- изготовителем, для КВГМ-50 они ровны 1.07 %.

- средняя фактическая производительность котла ( берётся из Режимной карты, для данного котла она составляет 31Гкал/час, переводим эту сумму в МВт путём умножения 31 на коэффициент перевода Гкал в Мвт 1.16 и получаем 36.02 МВт.

С учётом потери тепла в окружающую среду составляют :

Где: - Необходимое количество теплоты для данной паропроизводительности.

- Потери тепла в окружающую среду.

С учётом потери тепла в окружающую среду составляют

Где: - Необходимое количество теплоты для данной паропроизводительности.

-номинальные потери тепла в окружающую среду (%) (Номинальные

потери тепла в окружающую среду определяется заводом изготовителем, для КВГМ-50 они ровны 1.07 %

Перерасход количества теплоты

Где: - потери тепла в окружающую среду с учётом

- потери тепла в окружающую среду с учётом

Количество часов работы водогрейного котла КВГМ-50

Количество теплоты, теряемой в окружающую среду

при составляет.

N = Т • ДQ = .

Где: ДQ = перерасход количества теплоты

Т = количество часов работы водогрейного котла КВГМ-50

Из данного расчёта мы узнали, сколько тепловой энергии водогрейный котёл теряет в результате внешнего охлаждения, а сейчас мы подсчитаем, сколько данный объект теряет тепла через данную, установленную нами обмуровку и теплоизаляционного слоя.

Где: t_ст - температура поверхности нагрева

t_п - температура наружной поверхности обмуровки по технической

характеристики котла (определяется по таблице технических данных)

д₁ - толщина обмуровки (взятая из чертежа)

д₂ - толщина изоляционного слоя из минеральной ваты. (взятая из чертежа)

д₃ - толщина обмазки из асбестового раствора. (взятая из чертежа)

л₁ - теплопроводность обмазки.

л₂ - теплопроводность минеральной ваты.

л₃ - теплопроводность асбестовой обмазки.

РАСЧЁТ ТОЛЩЕНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ.

Делать этого не надо, так как толщина обмуровки и термоизаляционного слоя предоставлены в чертежах, которые находятся в приложении данной работы.

Экономическая часть.

Экономическая часть в любом проекте играет огромную роль.

Расход обмуровочных материалов.

При обмуровочных работах применялись следующие материалы: минеральная вата, сетка-рабица, шамот, асбест и цемент.

Данные этих материалов представлены ниже в таблице.

Название материала	Марка	Размер	Техническая характеристика	Цена (руб)
Минеральная вата	ЭКОВЕР / ECOVER > Эковер Лайт Универсал	Длина: 1000 Ширина: 600 Толщина: 50-250 Теплопроводность : 0,043 Вт/м°С Плотность : 28 кг/м3 Единица измерения : мі	Легкие гидрофобизированные теплоизоляционные плиты на синтетическом связующем, изготовленные из каменной ваты на основе горных пород габбро-базальтовой группы.	1450
Сетка-рабица		Ячейка и диаметр проволоки, мм Рулон 1,5 Х 10 м 20*20 (д. 1,6)		1054
Шамот	ТИ 02-02011			3500 т
Ткань	мешковина			32-33 п.м
Цемент	600			200

Расход шамота.

200 м² • 0.05 м = 10 м³

Где: 200 м² - площадь обмуровки (информация полученная по данным сметы).

0.05м - толщина обмуровки (информация полученная по данным сметы).

Расход минеральной ваты, по данным сметы, составил 44 м³

Расход сетки-рабицы составил 28 рулонов.

Расход ткани мешковины для оклейки поверхности котла составил 14 рулонов.

Ориентировочная стоимость работ.

Для оценки стоимости работ возьмём данные сметы и стоимость самих материалов, все цены на данные материалы взяты из интернета.

Стоимость материалов составляет:

Сетка - рабица 2 рулона в сумме составили =13666 р.,

Мин.вата в массе 0.66т составили= 26796 р.,

Шамот в массе 1400 т. составили =20804р.,

Цемент 1 тонна в сумме составила= 3700 р.,

Ткань для оклейки 2 рулона в сумме составила =6700р.,

Данные по зарплате рабочих, выполняющие работы составили по смете = 497012.48 р.

13666 р. + 26796 р. + 20804 р.+ 3700 р.+ 6700 р. + 497012.48 р. = 568678,48 р.

Стоимость работ составила 568678 р. 48 коп.

Ориентировочная стоимость в месте с работ в месте с материалами по восстановлению обмуровки водогрейного котла КВГМ -50 составила 568678.48 руб. Расчёт эффективности мероприятия осуществляется с учётом ежегодного повышения тарифов на тепловую энергию.

Срок окупаемости составил 1.5 года. Расчёт срока окупаемости представлении ниже.

На данный момент водогрейный котёл КВГМ-50 работает на житком топливе, а именно, на мазуте, который доставляется железнодорожным транспортом с начала на Сегежский комбинат в мазутное хозяйство, а затем, по мазутопроводу он поставляется на водогрейную котельную

СЕБЕСТОИМОСТЬ ОДНОЙ ГКАЛ.

Где: с - Эксплуатационные затраты на производство тепловой энергии.

е - количество производимых Гкал в в год

Количество Гкал в год.

B = G • j = 4380 • 31 = 135780 ГКалл.

Где: G - количество производящих Гкалл. В год

j - теплопроизводительность водогрейного котла (взята из режимной карты)

Годовая прибыль.

X = B • s = 135780• 270.97 = 36792306.6 руб.

Где: В - количество Гкал в год.

s - себестоимость одной Гкал.

Годовой расход электроэнергии.

Э_год. = Э_удел.• Q_пр. • Z • К_эл.=11.0 • 31 • 4380 • 0.85 = 12694.43 КВт

Где: Э_удел - максимальная удельная электрическая мощность. (для данного котла она составляет 11 кВт/(Гкал/ч)

Q_пр - тепловая производительность котельной. (информация берётся из режимной карты данного котла)

Z - число работы котла в году.

К_эл - коэффициент использования установленной электрической мощности (для данного котла он составил 0.85).

Затраты на топливо и его доставку представлены в таблице

Годовой расход топлива, т	Стоимость тонны топлива, руб	Итого затраты 2013 год, руб
16644	2000	33288000

16644 тон. •2000 руб. = 33288000 руб.

Эксплуатационные затраты на производство тепловой энергии представлены в таблице.

№	Наименование мероприятия	Затраты, руб
1	Доставка топлива	2070
2	Топливо	33288000
3	Электроэнергия	12694.43
4	Сервисное обслуживание	7300
Итого за год:	36792610.4

Окупаемость выполненной работы я подсчитывать не стал, это связано с тем, что рассчитывалась только обмуровка и изоляция данного водогрейного котла, а на данном котле данные обмуровочные и термоизоляционные работы не проводятся отдельно от других работ, они выполняются только с остальными такими работами, как замена трубной системы котла например(экранов, змеевиков, экономайзера и т.д.) к сожалению, в данной организации, где установлен данный водогрейный котёл, не поводяться исследования, в результате чего данный котёл стал работать лучше, в результате замены обмуровки или других деталей котла.

ОХРАНА ТРУДА

Вопросам охраны труда на предприятиях, производящих тепловую энергию, уделяется огромное внимание не только к персоналу, обслуживающему энергетическое оборудование ( Котлы, деаэраторы, насосы, паропроводы, «электрику» и др.), но и к сотрудникам подрядных организаций, участвующих в ремонте этого оборудования.

За соблюдением этих правил следят такие организации, как, например, Трудовая инспекция, Инспекция по охране труда, Прокуратура, Профсоюз.

Помимо их на каждом предприятии есть специалисты, которые отвечают за безопасность труда своих сотрудников (Инженер по технике безопасности).

В организации, где я работаю, правилам технике безопасности уделяется огромное внимание.

Это связано с тем, что моя работа связана с работой на высоте, с повышенным шумовым фоном, высокой температурой, с загазованностью и другими вредными производственными факторами.

На объекте, который исследуется в данной работе, все эти вредные производственные факторы присутствуют.

Один из этих производственных факторов связан с работой на высоте, там существуют много правил, я опишу некоторые из них, которые применяются на нашем исследуемом объекте.

Правила техники безопасности при работе на высоте, применяемых на нашем объекте:

1. Рабочие места и проходы к ним на высоте от 1,3 м и более должны быть ограждены, если это не возможно, то рабочим, работающих на высоте, нужно выдать страховочные пояса.

2. К работам на высоте допускаются только лица, достигшие восемнадцатилетнего возраста, прошедшие необходимый инструктаж и получившие разрешение на право работы на высоте у профессиональной медицинской комиссии.

3. При совмещении работ по одной вертикали на нижерасположенные рабочие места устанавливаются соответствующие защитные устройства на расстоянии не более 6 м по вертикали от вышерасположенного рабочего места.

4. Проемы в перекрытиях, предназначенные для монтажа оборудования, если к ним возможен доступ рабочих, должны закрываться сплошным настилом или иметь ограждения.

5. Подъем, перемещение и опускание элементов конструкций, оборудования и материалов на ремонтные площадки и к месту установки при работе на высоте производится в строгом соответствии с проектом организации работ .

6. На инвентарные леса, подмостки, площадки и люльки должны быть паспорта от предприятия-изготовителя.

7. Элементы лесов и подмостей, площадок и люлек допустимо изготовлять и из древесины, если они удовлетворяют требованиям техники безопасности.

8. Нагрузки на настилы не должны превышать установленных (паспортом) допускаемых величин.

9. В местах подъема работающих на лесах, подмостках и площадках обязательны плакаты с указанием величины и схемы размещения нагрузок.

10. Подъем и спуск работающих на подмостях возможен по надежно закрепленным лестницам с уклоном, не более 60°.

11. Длина деревянной лестницы не должна быть более 5 м.

12. Проем в настиле лесов, подмостей и площадок для выхода с лестницы ограждаются с трех сторон.

13. Элементы средств подвешивания должны быть защищены от возможных ударов и сдвигов.

14. Запрещается скидывать мусор и отходы, создающихся в процессе производства котла, с лесов, если они установлены выше трёх метров, мусор и отходы должны спускаться при помощи подъёмных средств.

К лесам так же предъявляются повышенные требования, они должны выдерживать большой вес, так как на них помимо самих рабочих будут находиться как инструмент, которые используют сами рабочие, но и материал, который используется в работе (раствор, минеральная вата и др.)

К данным сооружениям предъявляются следующие требования:

Леса, площадки и подмости ежедневно должны быть осмотрены перед началом и окончанием рабочей смены.

Делает это обычно Мастер или Бригадир перед открытием наряда на работу.

2. Нельзя загромождать подходы к средствам подвешивания.

3. Монтаж и демонтаж средств подвешивания производится под руководством мастера или руководителя работ.

4. Подмости высотой до 4 м допускаются к эксплуатации только после их приемки и регистрации в соответствующем журнале работ, а если леса выше 4 м., то оформляется соответствующий акт о приемке лесов.

5. При необходимости перехода рабочих для выполнения монтажных и демонтажных работ по прогонам, ригелям, перемычкам и другим элементам конструкций на высоте 1 м от площадок следует натягивать трос (фал) и прикрепляться к нему предохранительным поясом.

6. Пользоваться фалом разрешено 1 -2 рабочим.

Объект, который исследуется в данной работе, а именно, водогрейный котёл КВГМ-50, по габаритам, что в высоту, что в ширину, особенно в высоту, имеет достаточно большие размеры, и для удобства его ремонта нам необходимо установить определённые приспособления, а именно, леса и подмасти.

При установке и эксплуатации данных приспособлений, также, необходимо соблюдать определённые правила техники безопасности, например:

устанавливать леса следует на спланированный и утрамбованный грунт, или, как в нашем случае, на твёрдый пол. стойки для лесов должны быть установлены строго вертикально; под каждую пару стоек перпендикулярно стене строящегося здания укладывают подкладку из доски толщиной 50 мм;

запрещается устанавливать леса на наледи; леса должны быть прикреплены к стенам строящегося здания;

высота проходов на лесах в свету должна быть не менее 1800 мм;

зазоры между досками настилов не должны превышать 10 мм;

проем в настилке лесов для выхода лестницы необходимо оградить с трех сторон;

при высоте рабочего настила более 1 м от уровня пола или перекрытия на подмостях и лесах устанавливают ограждение в виде перил высотой не менее

1 м, которое должно выдерживать боковое давление 70 кгс;

в случае, когда щиты или доски настила приходится размещать внахлест, концы стыкуемых элементов следует располагать на опоре, перекрывая ее не менее чем на 200 мм в каждую сторону;

у края дощатых настилов необходимо устанавливать бортовую съемную доску шириной не менее 150 мм для предотвращения падения предметов с высоты.

Но помимо самих лесов, правила техники безопасности имеются и при выполнении самих работ.

Сам ремонт связан с очень близким соприкосновением, как с самим котлом, так и с используемыми в данном ремонте материалами.

В нашей организации большое внимание уделяется внешнему виду работников.

У нас не допускается, что бы работник приступал к работе в обычной одежде.

Руководство очень сильно следит, за тем, что бы рабочие были в специальной одежде, в которую входит как сама спец. одежда, так и разные защитные приспособления, например, каска, очки, средства защиты дыхания (респираторы), рукавицы или перчатки.

На, представленном в дипломной работе, котле необходимо установить сетку-рабицу, произвести обмазку шамотным раствором, обложить минеральной ватой и повторно натянуть сетку-рабицу, и обмазать её асбестовым раствором и, далее, обклеить технической тканью.

Сетку-рабицу необходимо устанавливать в защитных очках, у нас за этим очень сильно следят, это связана с тем, что сетка - рабица устанавливается на приваренные к обечайкам крючкам, они наварены сварщиком очень часто ( не менее пяти штук на квадратный метр) и имеют большую длину, чем это требуется по проекту (длина крючков зависит от толщены обмуровочного и изоляционного слоя), это может привести к травмам органов зрения, проще говоря, крючок может воткнуться в глаз обмуровщику, и что бы этого не случилось, надо использовать защитные очки. По помимо очков, нужно ещё использовать и средства защиты органов дыхания (респираторы).

Дело в том, что используемые в работе материалы, например асбест, очень вреден для органов дыхания, того же самого касается и минеральной ваты, нередко эти материалы могут спровоцировать онкологические заболевания как самых органов, так и других органов человека.

Это неоднократно подтверждалось рядом специалистов, занимающихся изучением профессиональных заболеваний.

Так же, предъявляются требования и к обуви работника, не допускается использование любой другой обуви, кроме как специально созданной для этих работ.

Так как тот рабочий, который использует не разрешённую обувь, рискует получить травму ног (ступней), например, проколоть её гвоздём или обжечь. котел тепловой обмуровка водогрейный

Того же самого касается и использования рабочих руковиц.

Сейчас мы разберём требования, предъявляемые к выполнению обмуровочных и теплоизоляционных работ.

Как писалось выше, к таким работам допускаются лица, достигшие совершеннолетия (восемнадцатилетнего возраста) и успешно прошедшие необходимую в этих случаях медицинскую комиссию, и последующие медицинское освидетельствование должны проводиться не позднее чем через один год.

Так же, помимо самой медицинской комиссии, при приеме на работу каждый рабочий должен пройти вводный инструктаж и расписаться в соответствующем журнале, и не позднее одного месяца со дня поступления на работу пройти обучение по безопасным методам работы по специальной программе и выдержать аттестацию с выдачей на руки удостоверения.

Каждый рабочий перед допуском его к работе или при перемене рабочего места обязан пройти инструктаж о безопасном способе выполнения работ непосредственно на рабочем месте.

Генеральный подрядчик специальным приказом должен разделить стройплощадку на зоны и возложить ответственность за безопасное проведение работ за каждую из них на субподрядные организации, которыми выдаются наряды-допуски.

На стройплощадке должны быть размещены следующие санитарно-бытовые помещения: гардероб, душевые, туалеты, помещения для сушки спецодежды, для обогрева в зимнее время, медпункт и др.).

В нашей организации для этих целей имеется своё здание на территории СЦБК.

Все рабочие, согласно закону о Труде Российской Федерации, должны обеспечиваться предприятием спецодеждой, средствами индивидуальной защиты, исправным инструментом и приспособлениями.

Все рабочие места должны быть обеспечены аптечками.

Свои требования предъявляются, как к лицам, обслуживающие механизмы, так и к самим механизмам.

Разберём эти правила.

Лица, обслуживающие грузоподъемные механизмы, строительные машины, транспортные средства, электроустановки и другие механизмы, должны иметь специальное удостоверение дающее право на обслуживания соответствующего оборудования, а также инструкции по их эксплуатации.

Мастерские и другие места с повышенной пожарной опасностью должны быть обеспечены пожарными щитами с набором соответствующего инвентаря, огнетушителей и песком.

Подходы к этим щитам должны быть свободными.

В мастерских и зонах с повышенной пожарной опасностью должны быть вывешены фамилии ответственных за пожарную безопасность из числа ИТР, назначенных приказом по предприятию.

В мастерских, цехах и других местах, где производятся работы, на видных местах должны быть вывешены плакаты по технике безопасности и пожарной безопасности.

Все мероприятия и решения по технике безопасности должны соответствовать СНиП III-4-80 "Техника безопасности в строительстве", а также ведомственным инструкциям, составленным в соответствии с этим документом.

За этим сильно следит Пожарный надзор.

Организация и технология выполнения теплоизоляционных работ должны обеспечивать безопасность работающих людей на всех стадиях производственного процесса.

Требования по предупреждению воздействия опасных и вредных производственных факторов в процессе подготовки и выполнения тепловой изоляции оборудования и трубопроводов при новом строительстве, расширении, реконструкции и техническом перевооружении предприятий, зданий и сооружений определяются

СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве» с учетом требований правил пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ, а также санитарных норм и правил.

При выполнении теплоизоляционных работ учитывают возможность возникновения следующих опасных и вредных для исполнителей работ производственных факторов:

запыленность и загазованность воздуха; высокий уровень шума и вибрации на рабочем месте; недостаточная освещенность;

отклонения от оптимальных норм температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне;

недостаточная подготовленность применяемых машин и оборудования.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и параметры микроклимата не должны превышать норм, установленных ГОСТ 12.1.005.

Допустимые значения уровней шума и вибрации, создаваемых машинами и механизмами на рабочих местах, -- соответственно по ГОСТ 12.1.003 и ГОСТ 12.1.012.

Освещенность на рабочих местах должна быть не менее 30 люкс.

При выполнении теплоизоляционных работ в опасных зонах порядок допуска к производству работ, а также границы опасных зон, в пределах которых действуют опасные факторы, должны соответствовать СНиП Ш-4-80.

В технологических процессах при изготовлении теплоизоляционных изделий, конструкций и выполнении теплоизоляционных работ следует применять необходимые средства механизации.

Работы на всех стадиях технологического процесса должны выполняться с применением индивидуальных и коллективных средств защиты по ГОСТ 12.4.011.

Повышенные требования к безопасности выполнения теплоизоляционных работ предъявляются при применении теплоизоляции из пенополиуретана с учетом токсичности и пожароопасности входящих в его состав компонентов.

Область применения изоляции из пенополиуретана (заливочного и напыляемого) по пожарной опасности должна соответствовать требованиям СНиП 2.04.14-88.

Основным документом для подготовки, организации и выполнения теплоизоляционных работ с учетом обеспечения безопасности труда является проект производства работ (ППР) или технологическая карта (ТК).

Состав и содержание основных решений ППР и ТК по обеспечению безопасности труда должны отвечать следующим требованиям.

Организационно-технические решения по обеспечению безопасности труда должны разрабатываться в составе ППР и ТК с учетом требований СНиП 12-04-2002.

В ППР и ТК должны быть предусмотрены требования по снижению объемов работ и трудоемкости их выполнения в условиях действия опасных и вредных производственных факторов за счет применения:

предварительной (домонтажной) изоляции оборудования и трубопроводов;

блочного монтажа оборудования и трубопроводов с изоляцией блоков до их установки в проектное положение;

индустриальных конструкций изоляции (полносборных и комплектных);

механизмов, инструмента, приспособлений, технологической оснастки (средств подвешивания, грузозахватных устройств, средств индивидуальной и коллективной защиты).

Порядок разработки и испытания технологической оснастки, средств индивидуальной защиты, ручного инструмента и механизмов определяются соответствующими нормативными документами, а требования к их эксплуатации -- эксплуатационными документами предприятий-изготовителей.

Все партии поступающих исходных материалов и готовых изделий, в том числе импортных, должны иметь паспорт.

При этом, в обязательном порядке, должно быть проверено наличие в паспорте сведений о содержании вредных веществ, параметров, характеризующих пожароопасность и взрывоопасность, сроках и условиях хранения, методе применения, способе безопасного производства теплоизоляционных работ, рекомендаций по средствам коллективной и индивидуальной защите.

Оборудование, применяемое для теплоизоляционных работ, должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003.

Выполнение теплоизоляционных работ должно быть обеспечено необходимыми и исправными средствами механизации, инструментами, инвентарными средствами подвешивания, а также приспособлениями по обеспечению безопасности работ по ГОСТ 12.2.012 и защитными инвентарными ограждениями по ГОСТ 12.4.059.

Готовность применяемых машин и оборудования должна быть показана в соответствии с требованиями стандартов (ГОСТ 12.1.013, ГОСТ 12.1.018 и ГОСТ 12.1.019).

При хранении теплоизоляционных материалов и конструкций должны быть выполнены требования, обеспечивающие безопасность работающих и сохранность хранимых и транспортируемых материалов.

Требования безопасности к погрузочно-разгрузочным работам должны соответствовать ГОСТ 12.3.009 и правилам устройства и безопасной эксплуатации применяемых грузоподъемных механизмов.

При выполнении изоляционных работ рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты.

Рабочие, получившие средства индивидуальной защиты, должны быть проинструктированы о порядке применения и ухода за ними.

На строительной площадке должны быть предусмотрены средства для оказания первой медицинской помощи и условия для возможности соблюдения личной гигиены.

Контроль выполнения требований по безопасности труда осуществляется инженерно-техническими работниками и службами техники безопасности строительных организаций, а по вредным производственным факторам -- санитарно-эпидемиологическими станциями.

Проверка состояния средств индивидуальной защиты должна производиться в соответствии с требованиями, отраженными в нормативно-технической документации на средства индивидуальной защиты.

Определённые требования предъявляются и к самим зданиям котельной.

И это неудивительно, ведь сами котлы стоят в помещениях.

Разберём их сейчас.

Устройство помещений и чердачных перекрытий над котлами не допускается.

Место установки котлов внутри производственных помещений должно быть отделено от остальной части помещения несгораемыми перегородками по всей высоте котла, но не менее 2 м, с устройством дверей.

Для обслуживающего персонала в зданиях котельной должны быть оборудованы бытовые и служебные помещения в соответствии с санитарными нормами.

Выходные двери из помещения котельной должны открываться наружу.

Помещения котельной должны быть обеспечены достаточным естественным светом, а в ночное время - электрическим освещением.

Помимо рабочего освещения в котельной должно быть аварийное электрическое освещение.

Помещение котельной, котлы и все оборудование следует содержать в исправном состоянии и чистоте.

Проходы в котельном помещении и выходы из него должны быть всегда свободными.

Водно-химический режим должен обеспечивать работу котла и питательного тракта без повреждения их элементов вследствие отложений накипи и шлама, повышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов или в результате коррозии металла.

Для жидкостных котлов должно быть установлено не менее двух циркуляционных насосов с электрическим приводом, из которых один должен быть резервным.

Подача и напор циркуляционных насосов должны выбираться так, чтобы была обеспечена необходимая скорость циркуляции теплоносителя в котле.

Жидкостные котлы должны быть оборудованы линией рециркуляции с автоматическим устройством, обеспечивающим поддержание постоянного

расхода теплоносителя через котлы при частичном или полном отключении потребителя.

Для восполнения потерь циркулирующего в системе теплоносителя должно быть предусмотрено устройство для обеспечения подпитки системы.

Заключение

В представленной дипломной работе я описал ремонт обмуровочного и термоизаляционного слоя водогрейного котла КВГМ-50.

В представленной работе я описал сам объект изучения, описал свойства используемых материалов, рассказал о других используемых материалах.

В данной дипломной работе путём расчётов я узнал, сколько водогрейный котёл теряет тепловой энергии, как путём внешнего охлаждения, так и через установленную нами обмуровочного и термоизаляционного слоя.

В результате расчёта мы установили, что потери от внешнего охлаждения данного объекта составляют 1.75% от общей производительности котла, а потери тепла через нашу обмуровку и термоизоляционный слой составили 35.95 Вт/м²•⁰С.

Для расчёта мы использовали данные технического паспорта и данные режимной карты данного водогрейного котла.

При всех вложениях в ремонт рассматриваемог...