Основные преимущества твердотопливных котлов

з - коэффициент использования

светового потока, зависит от индекса помещения.

Индекс помещения I определяется по формуле [5]

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

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

h - высота подвеса светильника, м.

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

Принимается, согласно [5] 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 5.1.

Таблица 5.1 Расчетные данные выбора ламп

Наименование помещения	Тип светильника	Тип лампы	Мощность лампы, Вт	Световой поток, лм	Количество ламп, шт
1	2	3	4	5	6
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

5.3 Охрана окружающей среды

Из Федерального закона от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" (с изменениями от 22 августа, 29 декабря 2004 г.). Охрана природы является глобальной проблемой современного этапа развития общества. Вопрос о бережном отношении к земле, её недрам, озёрам, рекам, растительному и животному миру остается самым крупным вопросом на сегодняшний день. Начиная с 50-х годов, в связи с подъемом производственной деятельности и других форм вторжения человека в природу, началось массированное загрязнение воздушного и водного пространства. В атмосфере накапливаются вредные различные соединения, на обширных территориях скопилось большое количество отходов и отбросов.

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относится пыль, туман, дым и газ от лесных и степных пожаров, газы вулканического происхождения, различные продукты растительного и животного происхождения и др.

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Главные направления работ по охране окружающей природы состоят в следующем:

- комплексная переработка сырья, безотходность производства;

организация механической очистки сточных вод посредством применения решеток, песколовок. Для улавливания соответственно крупных примесей и взвесей примесей;

организация уборки закрепленной территории периодичностью 2 раза в год;

озеленение территории деревьями преимущественно лиственных пород, которые способны уменьшить вредное влияние пыли и газов;

организация контроля над токсичностью автомобилей, их выбросов в окружающую среду;

- рациональное использование материальных ресурсов;

- разработка и выпуск совершенного оборудования;

- снижение удельных норм потребления сырья;

- применение современных методов утилизации промышленных отходов;

- развитие природоохранного просвещения;

Предприятие сбрасывает производственные и хозяйственные сточные воды, после очистки, на внеплощадочных очистных сооружениях канализации в реку.

Система канализации раздельная, самотечно-напорная. Производствен-ные и хозяйственные сточные воды сетью канализаций отводятся в приемную камеру канализационной насосной станции, откуда по напорному коллектору направляются на очистные сооружения производительностью 25 м3/сутки. Затем отводятся в реку.

Для сбора и утилизации бытового и производственного мусора необходимо на территории предприятия установить контейнеры и по мере их наполнения вывозить на свалку.

Расчет дымовой трубы. Рассеивание загрязняющих веществ в атмосферу

Расчёт дымовой трубы на рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ состоит в проверке высоты трубы на рассеивание в атмосфере золы, оксидов азота и диоксида серы SO2 (IV). Высота дымовой трубы должна обеспечивать такое рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, при котором их концентрация у поверхности земли будет меньше предельно допускаемой санитарными нормами. Предельно допускаемая концентрация (ПДК) не должна превышать для золы и диоксида серы значения 0,5•10-6 кг/м3.

Теоретический объём воздуха для полного горения топлива равен

Теоретический объём Vor в м3/кг продуктов полного сгорания топлива находим по формуле [6]

Процентное содержание элементов из таблицы 2 состав используемого топлива, тогда

Объём дымовых газов Vд.тг в м3/с , проходящих через дымовую трубу, находим по формуле [6]

где n - число котлоагрегатов, подсоединённых к трубе;

Вр - расчётный расход топлива, кг/с;

бдт=1,5 - коэффициент избытка воздуха перед трубой;

идт=140 0С - температура газов на выходе из дымовой трубы;

h б=105 Па - барометрическое давление воздуха.

Массу диоксида серы М в кг/с, выбрасываемого в атмосферу из дымовой трубы, определяем по формуле [6]

где Мso2 =64, Мs =32 - относительные молекулярные массы диоксида серы и серы

Концентрация загрязняющих веществ C в кг/м3 у поверхности земли определяется по формуле [6]

где А=120 с2/3 - коэффициент стратификации атмосферы, С2/3•град1/3;

М - масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу из дымовой трубы, кг/с;

F=1,0 - коэффициент, учитывающий скорость осаждения загрязняющих веществ в атмосфере;

m=0,9 - коэффициент, учитывающий условия выхода продуктов сгорания из устья дымовой трубы;

Н - высота дымовой трубы, м;

Vгд.т - объём продуктов сгорания, проходящих через дымовую трубу, м3/с;

Дt=ид.т-tв=140-20=1200С - разность между температурой газов на выходе из дымовой трубы ид.т и температурой окружающего воздуха tв;

Сф - фоновая концентрация загрязняющих веществ в атмосфере, кг/м3

Так как, предельно допускаемая концентрация (ПДК) не превышает значения 0,5•10-6 кг/м3 для золы и диоксида серы, то высота дымовой трубы будет обеспечивать допустимую концентрацию выбросов.

Произведём расчёт дымовой трубы на максимальный радиус выброса загрязняющих веществ в атмосферу.

По условию максимальная скорость ветра в Республике Башкортостан составляет, а высота дымовой трубы было принята H=45 м.

Рисунок 6.1 Расчёт радиуса выброса дымовой трубы

Радиус выброса загрязняющих веществ в атмосферу R в м определяем по формуле [6]

где R - радиус выброса загрязняющих веществ, м;

- проекция вектора скорости на ось OX, м/с. Так как , следовательно, ; t - время через которое рассеянные загрязняющие вещества упадут на поверхность Земли, с. Определяется по формуле

где g - ускорение свободного падения, м/с.

Тогда радиус выброса загрязняющих веществ в атмосферу

5.4 Мероприятия по защите населения и материальных ценностей в чрезвычайных ситуациях

Наибольшую опасность по возможности возникновения чрезвычайной ситуации на предприятии представляют водогрейные котлы котельной установки. В случае аварии и взрыва котла могут быть жертвы среди персонала предприятия и населения находящегося на близ лежащих улицах, а также будет нанесен материальный ущерб предприятию.

В случае аварии на предприятии собирается штаб Гражданской обороны предприятия во главе с главным инженером.

Под его руководством осуществляются следующие мероприятия:

- оповещение работников находящихся на территории предприятия о чрезвычайной ситуации

- оповещение главы администрации района

- оповещение пожарной части, милиции, медиков и военкомата

- оповещение населения города при помощи звукового сигнала (сирены)

- эвакуация работников предприятия и населения

- сбор необходимой информации и анализ сложившейся ситуации

- защита и по возможности эвакуация сырья и готовой продукции

Для снижения последствий чрезвычайных ситуаций рекомендуется улучшить состояние имеющихся дорог и проездов, предусмотреть возможность применения технологического оборудования.

Анализируя общее состояние условий и безопасности труда, производственного травматизма работников на предприятии и мероприятий по охране окружающей среды можно заключить, что в достаточной норме соблюдаются требования законодательства по охране труда и защите окружающей среды и осуществляет контроль за их выполнением.

6. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА

Целесообразность модернизации котельного агрегата, с разработкой автоматизированной пеллетной горелки объясняется простотой ее эксплуатации в аварийных ситуациях и пиковых режимах тепловой нагрузки. Пеллетное топливо является одним из наиболее энергонасыщенных видов топлива. Но стоимость топлива и соответственно себестоимость тепловой энергии получаемой при сжигании пеллет остается довольно высокой.

Таблица 6.1 Характеристики основных видов топлива и стоимость 1 кВт получаемого тепла

Вид топлива	Теплотворная способность (кол-во выделяемого тепла при сгорании)	Усредненный КПД котла на данном виде топлива	Стоимость топлива, за кг; м3	Стоимость 1 кВт полученного тепла
Опил (сырой)	0,81 кВт/кг	40%	0,75 руб.	0,40 руб.
Дрова (сухие березовые)	2,5 кВт/кг	50%	1,50 руб.	0,30 руб.
Древесная гранула (пеллета)	4,8 кВт/кг	90%	4,3 руб.	0,80 руб.
Уголь	5,2 кВт/кг	75%	1,8 руб.	0,55 руб.
Природный газ (магистральный)	8,9 кВтчас/м3	94%	2,5 руб.	0,30 руб.
Газ пропан-бутан (в баллонах)	9,0 кВтчас/м3	90%	9,0 руб.	0,81 руб.
Дизельное топливо	11,6 кВт/кг	85%	21,5 руб.	2,30 руб.
Мазут	10,8 кВт/кг	65%	6 руб.	2,00 руб.
Электроэнергия	1 кВт/кг	98%	2,4 руб/кВтчас	2,5 руб.

Однако, несмотря на перечисленные недостатки, применение пеллетного топлива и пеллетного котла имеет и несколько неоспоримых достоинств:

- Высокая теплотворная способность;

- Автоматизация подачи в котельное оборудование;

- Экономия складских площадей до 50%;

- По топливным характеристикам - конкурирует с природным газом;

- По экологическим характеристикам - опережает все виды топлива.

Именно эти достоинства делают возможным и экономически эффективным использование пеллетного топлива в комплексе с системой автоматической подачи топлива в топку котла.

В проекте предусматривается установка нового котельного агрегата КВа-0,75 и переоборудование его для использования в качестве топлива пеллет.

Для определения технико-экономических показателей рассчитаем затраты на изготовление пеллетной горелки и на строительно-монтажные работы по реконструкции котельной, ожидаемую годовую экономию, срок окупаемости капитальных вложений, удельную материалоемкость, а также коэффициент унификации.

Затраты на изготовление горелки Сц.кон в руб.подсчитаем по формуле

Сц.кон = Ск.д +Сод +Сп.д+Ссб.н+Соп ,

где Ск.д - стоимость изготовления корпусных деталей, руб.;

Сод - стоимость на изготовление оригинальных деталей, руб.;

Спд - стоимость покупных деталей, руб.;

Ссб н - полная заработная плата рабочих с начислениями, руб.;

Соп - общепроизводственные накладные расходы, руб.

Стоимость изготовления корпусных деталей Ск.д в руб. подсчитаем по формуле

Ск.д=Q•С г д,

где Q - масса материала израсходованного на изготовление, кг;

Сгд - средняя стоимость 1 кг готовых деталей, руб.

Масса корпуса регулятора (по чертежам) равна Q=30 кг; Сг.д= 200 руб.

Скд = 30•200 = 6000 руб.

Затраты на изготовление оригинальных деталей Сод в руб. рассчитаем по формуле

Сод= Спр.н+См

где Спр.н - заработная плата производственных рабочих, занятых на изготовлении оригинальных деталей, руб;

См - стоимость материала заготовок для изготовления, руб. Полную заработную плату производственных рабочих, занятых на изготовлении оригинальных деталей Спр.н в руб. определим по формуле

Спр.н=Спр+Сд+Ссоц

где Спр и Сд - основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих, руб.;

Ссоц - начисления по социальному страхованию, руб.

Основную заработную плату производственных рабочих Спр в руб. определим по формуле

Спр=tcp•Cч•Кд

где tср - средняя трудоёмкость изготовления отдельных оригинальных деталей, чел-час;

Сч - часовая ставка рабочих, руб.;

Кд - коэффициент, учитывающий доплаты к основной зарплате, равный 1,025... 1,030;

Принимаем Кд =1,03.

При изготовлении корпуса горелки основная заработная плата производственных рабочих составит

Спр= 16•100•1,03 = 1648 руб.

Таблица 6.1 Основная заработная плата производственных рабочих

Наименование	Количество	Спр, руб.
1	2	3
Корпус горелки	1	1648
Труба дутьевая	1	824
Крышка горелки	1	309
Корпус редуктора	1	1030
Приводной вал спирального питателя	1	515
Станина горелки	1	2472
Дверца котельного агрегата	1	824
Всего	7622.0

Дополнительную заработную плату Сд в руб. определим по формуле

Сд=(5...12) •Спр/100

Сд=12•7622/100 = 914,64 руб

Начисления по социальному страхованию Ссоц в руб. определим по формуле

Ссоц=Rсоц• (Спр+Сд)/100

Ссоц=30,2•(7622+914,64)/100=2578,06 руб.

Тогда полная заработная плата составит

Спр.п=7622+914,64+2578,06=10781,77 руб.

Стоимость материала заготовок для изготовления оригинальных деталей Смз в руб. рассчитаем по формуле

Cмз=Сз•Qз

где Сз - цена 1 кг материала заготовки, руб.;

Qз - масса заготовки, кг.

Цена 1 кг материала заготовки для изготовления горелки составляет

Сз=30 руб/кг, Qз=500 кг

Смз=30•500 = 15000 руб.

Тогда затраты на изготовления оригинальных деталей по формуле (6.9)

Со.д=10781,77+15000=25781,77 руб.

Таблица 6.2 Цены покупных деталей

Наименование	Количество	Спд, руб.
1	2	3
Силос для хранения пеллетного топлива	1	255000
Транспортер наклонный	1	170000
Бункер промежуточный	1	85000
Транспортер наклонный малый	1	110000
Комплект котельного агрегата КВа-0,75	1	334000
Всего	954000

Полную заработную плату производственных рабочих, занятых на сборке конструкции, Ссб.н в руб. находим по формуле

Ccб.н=Cсб+Сд.сб+Ссоц.сб

где Ссб и Сд.сб - основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих на сборке, руб.;

Ссоц.сб - начисления по социальному страхованию, руб.

Основную заработную плату Ссб в руб. определим по формуле

Ссб=Тсб•Сч•Кд

где Тсб - нормативная трудоёмкость сборки, чел-ч.

Нормативную трудоемкость Тсб в руб. рассчитаем по формуле

Тсб=Кс•Уtсб

где Кс - коэффициент, учитывающий соотношение между полным и оперативным временем сборки, равный 1,08;

Уtсб - суммарная трудоёмкость сборки составных частей конструкции, чел-ч.

Тсб=1,08•208 = 224,64 чел-ч

Ссб= 224,64•100•1,03 = 23137,9 руб.

Дополнительную заработную плату Сд.сб в руб. находим по формуле

Сд.сб= (5…12)Ссб/100

Сд.сб= 12•23137,9/100=2776,54 руб.

Начисления по социальному страхованию Ссоц.сб в руб. рассчитаем по формуле

Ссоц.сб=Rсоц•(Ссб+Cд.сб)/100,

где Rcоц=30,2 % - процент отчислений на социальное страхование.

Ссоц.сб=30,2•(23137,9+2776,54)/100= 7826,16руб.

Общепроизводственные накладные расходы на изготовление Сон в руб. определим по формуле

Сон=С'пр•Rоп/100

где С'пр - основная заработная плата рабочих участвующих в изготовлении, руб.;

Roп - процент общепроизводственных расходов, равный 15%.

С'пр=Спр+Ссб,

С'пр=10781,77 +23137,9 =33919,67 руб.

Cон=33919,67•15/100=5087,95 руб.

Ссб.н=23137,9+2776,54+7826,16=32729,93 руб.

Тогда затраты на изготовление конструкции электронного регулятора по формуле (5.1) составят

Сц.кон=6000+25781,77+954000+32729,93 +5087,95 =1023599,65 руб.

Рассчитаем размер капитальных вложений необходимых для изготовления электронного регулятора К в руб. по формуле

К = Сц.кон + Зм ,руб

где Зм - стоимость монтажа, руб.

Принимаем Зм = 500000 руб.

К=1023599,65+500000=1523599,65 руб.

Годовую прибыль Э в руб. определим по формуле

Э = Эг - (К •Ен) , руб,

где К - капиталовложения, руб.;

Таблица 6.3 Вывод

Показатель	Величина
Капиталовложения, тыс. руб	1523,6
Оборудование, тыс. руб/год	1023,599
Монтаж, тыс. руб	500,0
Экономический эффект, тыс. руб	317,168
Срок окупаемости, лет	4,8

Эг - ожидаемая годовая экономия от снижения затрат на эксплуатацию котла.

Котельный агрегат по новому техническому решению должен применяться только при аварийных ситуациях основных котлов и в случае превышения пиковой нагрузки мощности основных котлов. Годовая экономия при этом складывается из нескольких составляющих. Во-первых снижаются затраты на обслуживание хранилища аварийного топлива. Во-вторых снижаются затраты на обслуживание котельного агрегата. В третьих снижается вероятность возникновения авариной ситуации. В случае прекращения подачи тепловой энергии потребителям предприятие может понести ущерб в ориентировочно интервале от 0,5 до 80 млн. руб. Примем минимальное значение 0,5 млн. руб.

Ен - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Принимаем Ен = 0,12. Тогда

Э=500000-(1523599,65 •0,12)=317168,042 руб.

Срок окупаемости капитальных вложений рассчитаем по формуле

t=K/Эг

t = 1523599,65 / 317168,042 = 4,8 лет.

Таким образом, капиталовложение проекта составляет 1523,6 тыс.руб., годовой экономический эффект 317,168 тыс.руб., капиталовложения окупится за 4,8 лет.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Применение пеллетных котлов в системах снабжения теплотой давно является одним из методов снижения затрат на производство тепловой энер-гии.

В дипломном проекте предлагается реконструировать котельную государственного унитарного предприятии санаторий «Янган-Тау» Республики Башкортостан. Цель реконструкции заключается в замене аварийного котельного агрегата «Универсал 6» на более современный котел с модернизированной системой управления тягодутьевого тракта котла. Для снижения производственных затрат на содержание аварийного топливного хозяйства предлагается использовать в качестве аварийного топлива древесные пеллеты. Хранение пеллет будет осуществляться в силосной башне V= 40 м3. Подача пеллет осуществляется шнековыми питателями через промежуточную емкость. Для дозирования и автоматического регулирования котельного агрегата разработана оригинальная конструкция пеллетной горелки.

Разработана схема силовой электросети котельной и разработана схема автоматического контроля тягодутьевого тракта котла.

Разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности на предприятии и в частности в котельной. Определена высота дымовой трубы в связи с возможностью использования в качестве топлива пеллетных гранул.

Экономическая эффективность реконструкции котельной установки с разработкой и изготовлением пеллетной горелки оригинальной конструкции составила 0,5 млн. руб. в год и срок окупаемости составил 4,8 лет.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Беляйкина И.В., Водяные тепловые сети. [Текст]: Справочное пособие по проектированию/ И.В. Беляйкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов и др. -М.: Энергоатомиздат. -1988. -376с.

2. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. [Текст]: СНиП 2.07.01-89*. - М.: Минстрой России, ГП ЦПП, 1993.

3. Громов Н. К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей. [Текст]:учебник/ Громов Н. К. -М.: Энергия, -1979. -248 с

4. Ионин А. А Теплоснабжение. [Текст]: учеб. пособие/ А. А. Ионин, В. М. Хлыбов [и др.]. - М.: Стройиздат, 1982.-258 с.

5. Калмаков А. А.. Автоматизация сетей теплоснабжения. [Текст]: учебник/ А. А. Калмаков. - М.: Стройиздат, 1986.-180 с.

6. Карнаухов Н.Н., Инженерные коммуникации в нефтегазодобывающих районах Западной Сибири.[Текст]: учебник /Н.Н. Карнаухов, Б.В. Моисеев, О.А. Степанов [и др.].- Красноярск. Стройиздат, -1993. -160с.

7. Козин В. Е. Теплоснабжение. [Текст]: учебник/ В. Е. Козин. и др. -М.: Высшая школа, -1980. -408 с.

8. Копко В. М., Теплоснабжение. [Текст]: курсовое проектирование/ В. М. Копко, Н. К. Зайцева, Г. И. Базыленко.- Минск: «Вышэйшая школа», 1985.-210 с.

9. Кузнецова Г. Ф. Справочник строителя. Тепловая изоляция. [Текст]: справочник/ Под ред. Г. Ф. Кузнецова. - М.: Стройиздат, 1985.

10. Манюк В. И., Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. [Текст]: учебник/ В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж [и др.]. - М.: Стройиздат, 1982.-280 с.

11. Методика расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе предприятий. [Текст]: ОНД-86. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

12. Николаева А. А. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей [Текст]: справочник/Под ред. А. А. Николаева, -М.: Стройиздат. -1965. -360 с.

13. О. Н. Мельников О. Н., Справочник монтажника сетей теплоснабжения. [Текст]: справочник/ О. Н. Мельников, В. Т. Ежов, А. А. Блоштейн. - Л.: Стройиздат, 1980.-300 с.

14. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды. [Текст]: ПБ 10-573-03. - М.: Госгортехнадзор, ПИО «ОБТ», 2003.

15. Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. [Текст]: СП 41-103-2000. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001.

16. Проектирование тепловых пунктов. [Текст]: СП 41-101-95. - М.: Минстрой России, ГУП ЦПП, 1997.

17. Сафонов А. П., Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. [Текст]: сборник задач/ А. П. Сафонов -М.: Энергия, -1968. -240 с.

18. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. [Текст]: учебник/ Е. Я. Соколов. -М.: Издательство МЭИ, -1999. -472 с.

19. Справочные материалы по удельным показателям образования важнейших видов отходов производства и потребления. [Текст]: - М.: НИЦПУРО, 1996.

20. Строительная климатология и геофизика[Текст]: СНиП 2.01.01-82. /Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, -1997. -140с.

21. Строительная климатология. [Текст]: СНиП 23-01-99. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2000.

22. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. [Текст]: СНиП 41-03-2003. - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.

23. Тепловые сети [Текст]: СНиП 2.04.07-86*.. - М.: Минстрой России, ГП ЦПП, 1994.

24. Тепловые сети. [Текст]: СНиП 41-02-2003. - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.

25. Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. [Текст]: ГОСТ 30732-2001. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001.

26. Ширакс З. Э., Теплоснабжение. [Текст]: учебник/ З. Э. Ширакс -М.: Энергия, -1979. -256 с.

27. Щёкин Р. В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции том. 1 [Текст]: справочник / Р. В Щёкин. [и др.] . - Киев: Будивельник, -1976,. -416 с.

28. Юренева В. Н., Теплотехнический справочник. Т. 1. [Текст]: справочник/Под ред. В. Н. Юренева и Лебедева П. Д. в 2-х т. -М.: Энергия. -1975. -744 с.

Размещено на Allbest.ru

...