В соответствии с существующей методикой гидравлического расчёта тепловых сетей [8] минимальный диаметр трубопроводов может быть рассчитан как:

, м (3.2)

где G - расход теплоносителя, т/ч;

- плотность теплоносителя, кг/м³;

h_м - перепад давления на ответвлении от магистрального трубопровода к объекту, Па;

h_{п -} требуемый перепад давления для системы теплоснабжения объекта, Па.

к_э - абсолютная эквивалентная шероховатость трубопроводов.

При расчёте минимального допустимого диаметра трубопроводов используется максимальное допустимое значение коэффициента шероховатости. При отсутствии более точных данных можно принять значение к_э = 0,001м.

К установке принимается трубопроводы с ближайшим по значению большим внутренним диаметром.

Снижение диаметра отводящих трубопроводов ведёт к снижению общей поверхности трубопроводов ТС и увеличению скорости движения в них теплоносителя, а следовательно, приводит к снижению потерь тепловой энергии.

Важным аспектом реализации указанного мероприятия является увеличение скорости движения теплоносителя по трубопроводам ТС, что может привести к возникновению повышенного уровня шума и вибрации трубопроводов, поэтому оптимальная скорость теплоносителя составляет 1,5 м/с по [9].

Предлагаемая методика позволяет предприятию теплоснабжения составить план реконструкции тепловой сети, предполагающий при аварийных или планово-предупредительных ремонтах замену используемых трубопроводов на трубопроводы меньшего диаметра. Её использование позволяет снизить тепловые потери ТС в среднем на 20 - 25 % за счёт снижения среднего диаметра трубопроводов сети.

Фрагмент данных по расчету минимальных диаметров трубопроводов представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Замена отводящих трубопроводов

Наименование потребителя	Существующий диаметр	Длина уч.	Расход	Скорость на участке	Расчетный диаметр	Применяемый диаметр	Расчетная скорость
ул. Социалистическая д.22	50	32	0,81	0,11	14	32	0,28
Д/с "Гусельки"	70	60	1,02	0,07	15	32	0,35
Военкомат	40	30	0,72	0,16	13	32	0,25
Гараж военкомата	40	10	0,08	0,02	4	32	0,03
Охотообщество	50	5	0,06	0,01	4	32	0,02
Церковь	50	18	0,28	0,04	8	32	0,10
Контора ГЭП ВОКЭ	32	40	0,09	0,03	5	32	0,03
Гараж ВОКЭ	100	74	1,15	0,04	16	32	0,40
ул. Береговая д.1	40	34	0,73	0,16	13	32	0,25
ул. Береговая д.4	50	47	0,37	0,05	9	32	0,13
Гаражи 1-й ввод	50	2	0,08	0,01	4	32	0,03
Гаражи 2-й ввод	50	3	0,16	0,02	6	32	0,06
Гаражи 3-й ввод	50	5	0,24	0,03	8	32	0,08
Баня №1	50	9	0,57	0,08	12	32	0,20
ул. Советская д.15(1-й ввод)	50	18	0,13	0,02	5	32	0,04
ул. Советская д.15(2-й ввод)	50	8	0,12	0,02	5	32	0,04
ул. Советская д.18	70	79	1,25	0,09	17	32	0,43
ул. Советская д.8	80	7	1,37	0,08	18	32	0,47
ул. Комсомольская д.1	32	65	0,12	0,04	5	32	0,04
РКЦ	50	24	0,27	0,04	8	32	0,09
Мастерская РОНО	40	2	0,33	0,07	9	32	0,11
Магазин "Сириус"	40	1	0,04	0,01	3	32	0,02

Рисунок 3.2 - Замена диаметров отводящих трубопроводов

Анализ существующего и минимально допустимого диаметра участков сети показывает, что реально установленные диаметры значительно завышены.

Практически все отводящие трубопроводы подвергаются замене на трубу диаметром d=32 мм. Лишь 9 потребителям требуется установка трубопроводов диаметром, отличным от 32 мм. На поликлинику; ж/д по ул. Пролетарская, 6 и 17; ж/д по ул. Железнодорожная, 2 и 8; ж/д по ул. Гагарина, 9; ж/д по ул. Социалистическая, 11 требуется трубопровод диаметром d=40мм; на Устье-Угольскую школу d=45мм; а на палатный корпус d=70мм. Установка минимально-возможного диаметра позволит повысить эффективность работы тепловой сети и снизить капитальные затраты на ее реконструкцию.

4. Расчет экономической эффективности рекомендаций

4.1 ТЭО регулировки

А) Результатом регулировки является снижение расхода теплоносителя на G, т/час:

G = G₁ - G_о, (4.1.1)

где G_{1 -} фактический расход теплоносителя в сети, т/ч;

G_о - расчетная величина расхода теплоносителя, т/ч.

Общая экономия от Регулировки складывается, руб:

Э =Q + N + Q₁ + Q₃, (4.1.2)

где Q - экономия за счет снижения расходов тепловой энергии, руб;

N - экономия за счет снижения расходов электрической энергии, руб;

Q₁ - экономия за счет снижения утечек теплоносителя, руб;

Q₃ - экономия за счет снижения расходов тепловой энергии, вызванной утечками теплоносителя, руб.

Рассмотрим эти составляющие.

Снижение расходов на тепловую энергию, руб,

В целом:

Q = с_р • t • G • • T₁ (4.1.3)

где Q - экономия за счет снижения расходов теплоносителя; за период времени , при уменьшении расхода на G;

t - средний температурный график за период , С, ориентировочно t = t_о (2);

Т₁ - тариф на тепловую энергию, руб/Гкал.

В удельном виде выражение (4.5), руб./(т/час):

Q = с_р • t • • T₁, (4.1.4)

Снижение расходов электроэнергии, руб./(т/час):

N = (p • • T₂)/(1000 • • 3600), (4.1.5)

где - к.п.д. циркуляционных насосов;

p - перепад давления в тепловой сети на котельной, Па;

Т ₂ - тариф на электрическую энергию, руб/кВтчас.

Экономия за счет снижения утечек теплоносителя, руб./(т/час):

Q₁ = (с_р • t • ) • T₃ • q, (4.1.6)

где q - утечки теплоносителя, м³/Гкал;

Т ₃ - тариф на воду, руб/м³.

Выражение в скобках численно равно объему тепловой энергии, вырабатываемой за период .

Экономия за счет снижения потерь тепловой энергии с утечками теплоносителя, руб./(т/час):

Q₃ =(с_р • t • • q) • T₁ • с_р • t₁, (4.1.7)

где t₁- средняя величина нагрева воды, С.

Выражение в скобках в формуле (4.7) численно равно объему утечек теплоносителя за период времени .

Общий экономический эффект

Подставим в формулу (4.4) выражения (4.5) - (4.7), руб./(т/час):

Э = с_р • t • • T₁ + (p • • T₂)/(1000 • • 3600) + с_р • t • • T₃ • q + +(с_р • t • • q) • Т ₁ • с_р • t₁. (4.1.8)

Б) Капитальные затраты

Капитальные затраты на Регулировку на первые два этапа рассчитываются по прейскуранту в зависимости от количества объектов теплопотребления в тепловой сети. Капитальные затраты на заключительный этап рассчитываются по сметам в зависимости от выбора оборудования. Вместе с тем, опыт реализации Регулировок показал, что при выборе наиболее простого варианта оборудования (с помощью дроссельных шайб), стоимость третьего этапа приблизительно в два раза выше суммарной стоимости предыдущих этапов.

В) Исходные данные

Котельная обслуживает поселок, где N = 143.Температурный график котельной t_о = 130 - 70, давление (перепад) на выходе p = 2 • 10⁵ Па, к.п.д. циркуляционных насосов = 0,7. Существующий расход теплоносителя G₁ = 164,5 т/час, утечки теплоносителя q = 0,5 т/Гкал. Период регулировки равен 5544 час (отопительный сезон).

Тарифы в поселке следующие согласно [16]:

Т₁ = 50,9 руб./Гкал;

Т₂ = 3,83 руб./ кВт•час;

Т₃ = 30,11 руб / т.

Результаты регулировки следующие: предполагается, что в результате регулировки удалось установить расчетное значение расхода теплоносителя, т/час:

Рассчитываем составляющие экономического:

G = G_о - G₁ =180,95-164,5= 16,45 т/час.

руб./(т/час)

руб./(т/час)

руб./(т/час)

руб./(т/час)

руб./(т/час):

руб.

Укрупненный расчет эффективности:

Капитальные затраты состоят из проектных расходов (К ₁) на расчёт гидравлического режима ТС, затрат на материалы (К ₂), используемые при проведении регулировки на объектах теплопотребления и производственных затрат (К ₃) на амортизацию оборудования и оплату труда.

Приняты следующие нормы затрат на проведение Регулировки:

- проектные расходы составляют - 2000 руб/объект;

- затраты на материалы - 800 руб/объект;

- производственные затраты - 6000 руб/объект.

Для рассматриваемого случая (количество потребителей m = 143) капитальные затраты рассчитываются следующим образом:

К₁ = 2000 • 143 = 286000 руб.

К₂ = 800 • 143 = 114400 руб.

К₃ = 6000 • 143 = 858000 руб.

Капитальные суммарные затраты по максимальным укрупненным показателям:

К = 268000+114400+858000 = 1258400 руб.

Срок окупаемости проекта составляет:

? = 1258400 / 2548772,42 = 0,49 отопительного сезона.

4.2 ТЭО замены отводящих трубопроводов

Регулировка гидравлического режима тепловой сети на настоящий момент является одним из самых малозатратных и быстро окупаемых энергосберегающих мероприятий, реализуемых в системах теплоснабжения. Многолетняя практика проведения

В данном пункте предлагаются другой способ проведения регулировки гидравлического режима водяной тепловой сети, позволяющие устранить некоторые из указанных недостатков, а также снизить капитальные затраты на проведение монтажных работ.

Если завышение диаметров магистральных трубопроводов оправдано запасом для развитие системы и присоединение новых объектов, то завышение диаметров отводящих трубопроводов является причиной неоправданных потерь тепловой энергии в ТС.

На наш взгляд, наиболее перспективным является снижение среднего диаметра трубопроводов ТС путём замены используемых отводящих трубопроводов на трубопроводы меньшего диаметра при аварийных или планово-предупредительных ремонтах. Такой подход позволит оптимизировать систему теплоснабжения, сохранив потенциал ТС по транспортировке тепловой энергии на случай подключения новых потребителей, окажет наименьшее влияние на существующую систему теплоснабжения.

К установке принимаются трубопроводы с ближайшим по значению большим внутренним диаметром. Возможен вариант установки подающего и обратного трубопроводов разного диаметра, при этом средний диаметр отводящих трубопроводов данного участка сети должен быть больше минимально допустимого диаметра [14].

Формула для расчета экономии имеет вид [11]:

, руб, (4.2.1)

где - сумма на закупку трубопроводов существующих диаметров, руб.;

- сумма на закупку трубопроводов предложенных диаметров, руб.

, руб, (4.2.2)

где - цена трубопровода, руб./м.п, согласно [17];

- длина трубопровода, м.

Стоимость труб для тепловой сети системы теплоснабжения согласно [17].

В таблице 4.2 представлен фрагмент расчета по затратам на замену отводящих трубопроводов. Полностью таблица представлена в электронном виде на листе "Замена и ТЭО".

Таблица 4.2 - ТЭО замены отводящих трубопроводов

Потребитель	Длина участка	Сущ. D,мм	Цена сущ. тр-да за м/п	Сумма	Предл. D,мм	Цена предл. тр-да за м/п	Сумма	Экономия
1	2	3	4	5	6	7	8	9
ул. Социалистическая д.22	32	50	124	3968	32	64	2048	1920
Д/с "Гусельки"	60	70	169	10140	32	64	3840	6300
Военкомат	30	40	94	2820	32	64	1920	900
Гараж военкомата	10	40	94	940	32	64	640	300
Охотообщество	5	50	124	620	32	64	320	300
Церковь	18	50	124	2232	32	64	1152	1080
Контора ГЭП ВОКЭ	40	32	64	2560	32	64	2560	0
Гараж ВОКЭ	74	100	346	25604	32	64	4736	20868
ул. Береговая д.1	34	40	94	3196	32	64	2176	1020
ул. Береговая д.4	47	50	124	5828	32	64	3008	2820
Гаражи 1-й ввод	2	50	124	248	32	64	128	120
Гаражи 2-й ввод	3	50	124	372	32	64	192	180
Гаражи 3-й ввод	5	50	124	620	32	64	320	300
Баня №1	9	50	124	1116	32	64	576	540
ул. Советская д.15	18	50	124	2232	32	64	1152	1080
ул. Советская д.15(2-й ввод)	8	50	124	992	32	64	512	480
ул. Советская д.18	79	70	169	13351	32	64	5056	8295
ул. Советская д.8	7	80	262	1834	32	64	448	1386
ул. Комсомольская д.1	65	32	64	4160	32	64	4160	0
РКЦ	24	50	124	2976	32	64	1536	1440
Мастерская РОНО	2	40	94	188	32	64	128	60
Магазин "Сириус"	1	40	94	94	32	64	64	30

Замена отводящих трубопроводов проводится в период аварийных и других ремонтных работ. Общая экономия данного мероприятия составила 339958,5 рублей.

5. Безопасность жизнедеятельности при работе с газовым оборудованием котельной

5.1 Общие требования безопасности

К работе в качестве слесаря по ремонту оборудования котельных допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующую подготовку, имеющие профессиональные навыки для работы слесарем по ремонту оборудования котельных, не имеющие противопоказаний по выполняемой работе, перед допуском к самостоятельной работе должны пройти:

- обязательный предварительный (при поступлении на работу) медицинский осмотр;

- периодические (в течение трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования) для признания годными к выполнению работ в порядке, установленном Минздравом России;

- обучение безопасным методам и приемам выполнения работ;

- вводный инструктаж;

- инструктаж по пожарной безопасности;

- первичный инструктаж на рабочем месте;

- инструктаж по электробезопасности на рабочем месте;

- стажировку на рабочем месте.

Рабочие, не прошедшие проверку знаний в установленные сроки к самостоятельной работе не допускаются.

При нарушении правил техники безопасности в зависимости от характера нарушений должен проводиться внеплановый инструктаж или внеочередная проверка знаний.

При несчастном случае рабочий обязан оказать первую помощь пострадавшему до прибытия медицинского персонала в соответствии с требованиями Инструкции №39. При несчастном случае с самим рабочим, в зависимости от тяжести травмы, он должен обратиться за медицинской помощью в поликлинику или сам себе оказать первую помощь (самопомощь).

При обнаружении неисправных приспособлений, инструмента и средств защиты рабочий сообщает своему непосредственному руководителю.

Запрещается работать с неисправными приспособлениями, инструментом и средствами защиты [10].

В зоне обслуживания оборудования котельных могут иметь место следующие опасные и вредные производственные факторы:

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенная влажность и подвижность воздуха рабочей зоны;

- расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли (настила);

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

- повышенные уровни шума и вибрации;

- движущиеся транспортные средства, механизмы, подвижной состав;

- повышенная загазованность и недостаточное содержание кислорода в воздухе рабочей зоны.

При необходимости нахождения вблизи горячих частей оборудования следует принять меры по защите от ожогов и действия высоких температур (ограждение оборудования, вентиляция).

При выполнении работ на участках с температурой воздуха выше 33°С необходимо применять режим труда с интервалами времени для отдыха и охлаждения.

При повышенной загазованности воздуха рабочей зоны необходимо работать в противогазовом респираторе (РПГ-67, РУ-60м и др.) или противогазе.

При проведении ремонтных работ на котельной, в ремонтной зоне слесарь должен носить защитную каску для защиты головы от ударов случайными предметами и выступающих частей.

При недостаточной освещенности рабочей зоны следует применять дополнительное местное освещение.

При работах на высоте более 1,3 м над уровнем земли, пола, площадки необходимо применять предохранительный пояс, при необходимости со страхующим канатом [11].

Слесарь должен работать в спецодежде и спецобуви и применять другие средства защиты, выдаваемые в соответствии с действующими типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и других СИЗ.

При выполнении работ по обслуживанию оборудования, расположенного на открытом воздухе, дополнительно выдаются:

- куртка на утепляющей прокладке;

- брюки на утепляющей прокладке.

5.2 Требования безопасности перед началом работы

Перед началом работы слесарь должен:

- надеть полагающую по нормам спецодежду и спецобувь, привести их в порядок;

- установить последовательность выполнения операций;

- осмотреть свое рабочее место, проверить состояние стеллажей и поддонов;

- проверить наличие и исправность инструмента, измерительных приборов, шаблонов, а также наличие их на стеллажах и ремонтных установках запасных частей и материалов;

- проверить наличие противопожарных средств;

- убедиться в надежности освещенности рабочих мест.

Инструмент и приспособления должны соответствовать следующим требованиям:

- рукоятки молотков, зубил должны быть гладкими и не иметь трещин. К свободному концу рукоятки должны несколько утолщаться во избежание выскальзывания из рук;

- поверхности гаечных ключей не должны иметь сбитых скосов, а рукоятки - заусенцев;

- полотно пилы (по металлу, дереву) не должно иметь трещин, выпучин, продольной волнистости, раковин от коррозии;

- инструменты ударного действия (крейцмейсели, бородки, просечки, керны и др.) должны иметь гладкую затылочную часть без трещин, заусенцев, наклепа и скосов на рабочем конце не должно быть повреждений;

- при работе с клиньями или зубилом с помощью кувалд должны применяться клинодержатели с рукояткой длиной не менее 0,7 м;

- напильники должны иметь ручки с металлическими кольцами;

- ручная шлифовальная машинка должна иметь защитный кожух, прокладку между камнем и прижимным диском, клеймо испытания камня. Камень должен быть без трещин, диаметром, соответствующим числу оборотов машинки. При работе следует периодически проверять вибрацию машинки;

- шлифовальные и заточные машинки с горизонтальной осью вращения круга, при работе на которых шлифуемые изделия удерживаются руками, должны быть оборудованы защитным экраном со смотровым окном.

Запрещается работать с инструментом, рукоятки которого посажены на заостренные концы (напильники, шаберы) без металлических колец; сдавать и принимать смену во время ликвидации аварии; приходить на смену в нетрезвом состоянии или употреблять спиртные напитки в рабочее время [10].

5.3 Требования безопасности во время работы

Ремонт и испытание котлов и его оборудования должны производиться в соответствии с требованиями действующей ремонтно-эксплутационной документации завода-изготовителя, правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, а также в соответствии с графиком планово-предупредительного ремонта.

С трубопроводов, отключенных для ремонта, следует снять давление и освободить их от пара и воды. С электроприводов отключающей арматуры - снять напряжение, а с цепей управления электроприводами - предохранители. Вся отключающая арматура должна быть в закрытом состоянии.

При работе с инструментом слесарь не должен класть его на перила ограждений или неогражденный край площадки. Положение инструмента на рабочем месте должно устранять возможность его скатывания или падения.

При отвертывании и завертывании гаек и болтов удлинять гаечные ключи дополнительными рычагами запрещается.

Внутренний осмотр, чистка или ремонт котла должны производиться не менее, чем двумя работниками, один из которых должен находиться снаружи и непременно следить за состоянием работающего внутри;

При работах инструментом ударного действия слесарь должен пользоваться защитными очками для предотвращения попадания в глаза твердых частиц. При переноске инструмента острые части его должны быть защищены.

Запрещается во время работы:

- прикасаться к горячим частям оборудования, трубопроводов и другим элементам, имеющим температуру 45°С и выше;

- находиться вблизи фланцевых соединений и арматуры трубопроводов, если это не вызвано производственной необходимостью;

- производить очистку светильников и замену перегоревших ламп освещения, прикасаться к оголенным или неизолированным проводам;

- останавливать вручную вращающиеся или движущиеся механизмы;

- эксплуатировать неисправное оборудование, а также оборудование с неисправными или отключенными устройствами аварийного отключения блокировок, защит и сигнализации;

- применять для отмывки и обезжиривания деталей и оборудования керосин, бензин и другие горючие и ЛВЖ;

- ремонт не отключенных электромеханизмов;

- наматывать обтирочный материал на руку или пальцы при обтирке наружных поверхностей работающих механизмов. В качестве обтирочного материала следует применять хлопчатобумажные или льняные тряпки, находящиеся в закрываемом металлическом ящике. Грязный обтирочный материал должен убираться в отдельные специальные ящики;

- чистить, обтирать и смазывать вращающиеся или движущиеся части механизмов через ограждения и просовывать руки за них для смазки и уборки.

При закрытии и открытии арматуры следует действовать осторожно. Использовать для этой цели ломы, трубы и другие предметы запрещается.

При испытаниях в период прохождения теплоносителя с высокой температурой (выше 100°С) и подъема давления до 20 кгс/см². соблюдать осторожность.

Во избежание срыва резьбы соединительные штуцера контрольно-измерительной аппаратуры (для устранения течи через резьбу) следует подтягивать только гаечными ключами соответствующего размера при давлении не более 0,3 МПа (3 кгс/см²). Перед подтягиванием следует проверять состояние видимой части резьбы.

При подтяжке болтовых соединений фланцев и лючков слесарь должен располагаться в противоположной стороне от возможного выброса струи воды, пара или газовоздушной среды при срыве резьбы.

Затяжку болтов следует производить постепенно, поочередно с диаметрально противоположных сторон. Подтяжка фланцевых и муфтовых соединений при наличии давления в системе запрещается.

Слесарь должен знать места, опасные в отношении загазованности, входящие в обслуживаемую зону.

В этих местах запрещается:

- курение;

- выполнение работ с использованием открытого огня (без наряда на газоопасные работы);

- применение электрического инструмента, дающего искрение и электроосветительной арматуры в невзрывобезопасном исполнении;

- применение механического инструмента (молотки, кувалды пр.) не из цветных металлов и их сплавов;

- пользоваться обувью, подбитой стальными гвоздями и подковами;

- проверять наличие утечек газа с помощью открытого огня.

Прежде, чем входить в газоопасное помещение, необходимо произвести анализ воздушной среды на содержание газа в нем. Наличие газа должно определяться с помощью газоанализатора взрывозащищенного типа.

Запрещается производство работ в запаренных сооружениях.

Работать в при температуре воздуха выше 33°С допускается только в исключительных случаях (при авариях), с разрешения руководителя работ и под его непосредственным руководством с применением воздушно-душирующих установок и принятием необходимых мер для предотвращения ожогов персонала. Работа должна проводиться в спецодежде.

При работе с приставных и раздвижных лестниц на высоте более 1,3 м необходимо применять предохранительный пояс, закрепленный за конструкцию сооружения или за лестницу при условии надежного ее крепления к конструкции.

Работать с приставной лестницы, стоя на ступеньках, находиться на расстоянии менее 1 м от верхнего ее конца, запрещается.

Запрещается работать на переносных лестницах и стремянках около и над вращающимися механизмами

5.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях

При возникновении аварийной ситуации слесарь обязан прекратить работу, немедленно сообщить мастеру и далее выполнять его команды.

При загорании, могущем привести к взрыву, необходимо:

- немедленно сообщить в пожарную охрану;

- приступить к ликвидации пожара;

- организовать эвакуацию людей;

- организовать встречу пожарной части.

В случае получения травмы или заболевания слесарь по ремонту технологических установок должен прекратить работу, поставить в известность мастера и обратиться в медпункт.

5.5 Требования безопасности по окончании работы

Перед окончанием смены необходимо:

- привести в порядок рабочее место;

- сделать в журнале дефектов запись об обнаруженных неисправностях;

- весь инструмент, приспособления и средства защиты привести в порядок и разместить в шкафах и стеллажах;

- сообщить своему непосредственному руководителю об обнаруженных неисправностях оборудования и нарушениях техники безопасности;

- снять спецодежду и рабочую обувь, убрать их в шкафчик для рабочей одежды и, при необходимости, принять душ [12].

6. Автоматизация котельного агрегата ТВГ - 8М

6.1 Общие данные

Автоматизация подразумевает применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем [13].

В дипломном проекте разрабатывается автоматизация котельного агрегата ТВГ - 8М в соответствии с разделом "Автоматизация" составлена функциональная схема автоматизации, подобраны измерительные и регистрирующие приборы (температуры, давления, расхода), и автоматические регуляторы с исполнительными механизмами и регулирующими клапанами.

Задачей автоматизации является изменение температуры и давления воды, защита технологического оборудования и управление с диспетчерского пункта.

В последующих подразделах приводятся проектные решения, позволяющие решить задачи автоматизации на современном уровне развития. При этом учтены требования правил эксплуатации теплопотребляющих установок, что создаёт возможность проведения наладочных работ в период эксплуатации в период эксплуатации оборудования и технических средств автоматизации.

Наблюдения за параметрами систем осуществляются с помощью измерительных приборов. Совокупность устройств, с помощью которых выполняются операции автоматического контроля, называется системой автоматического контроля. Система автоматического контроля позволяет осуществить наиболее полное соответствие между производством и потреблением теплоты за счет строгого соблюдения расчетных параметров теплоносителя. Для контроля параметров, учет которых необходим для анализа работы оборудования или расчетов предусматриваются регистрирующие приборы. Общим положением при выборе средств автоматизации является удобство обслуживания теплового пункта, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты [14].

Функциональная схема автоматизации выполнена в соответствии с ГОСТ 21.208-2013 "Автоматизация технологических процессов".

6.2 Контрольно-измерительные приборы

Местные приборы

Местные приборы, установленные непосредственно на объекте, должны служить для эксплуатационной оценки приборов, а также использоваться при наладке приборов косвенного преобразования.

В соответствии с правилами эксплуатации на обратном и подающем трубопроводах установлены штуцеры для манометров и гильзы для термометров.

Манометры производят измерение избыточного давления и перепада давлений. Используются манометры показывающие. Установлены технические ртутные стеклянные термометры.

Автоматические приборы

Измерение расхода и количества тепловой энергии, отпущенной из теплоисточника и потреблённой теплопотребляющими установками, осуществляется комплексом измерительных устройств под общим названием тепломер.

Он состоит из расходомера, двух термометров (медные термометры сопротивления) и тепловычислителя.

Регулирующие приборы

В качестве регулирующих приборов используются регулирующая система приборов "Контур" и "Контур-2". Группа регулирующих приборов "Контур" состоит из датчика Р-25 и корректирующих приборов. "Контур-2" - регулирующие приборы компактные с импульсным выходом типа РС-29. Эти регулирующие приборы позволяют формировать законы регулирования ПИ и ПИД.

Исполнительный механизм

Для управления регулирующими органами применяются однооборотные электрические исполнительные механизмы типа МЭО, предназначенные для плавного перемещения регулирующих органов. Исполнительные механизмы управляются от регулирующих приборов.

Исполнительные механизмы состоят из электродвигателя, редуктора, конечных выключателей, датчиков положения и штурвала ручного управления.

6.3 Технологическая схема автоматизации котельного агрегата

На рисунке 6.3 показана функциональная схема автоматизации котельного агрегата ТВГ - 8М.

Рисунок 6.1 - Функциональная схема автоматизации котельного агрегата ТВГ - 8М

Технические средства автоматизации указаны в таблице 6.3.1.

Таблица 6.3.1 - Технические средства автоматизации котельного агрегата ТВГ-8М.

Позиция	Наименование и техническая характеристика	Тип, марка оборудования	Количество	Примечание
1	2	3	4	5
1	Термометр технический ртутный стеклянный №5 предел измерений от 0 до 160°С; цена деления шкалы 1°С	ТТ	1
2	Термометр технический ртутный стеклянный №5 предел измерений от 0 до 100°С цена деления шкалы 1°С	ТТ	3
3	Термопреобразователь сопротивления платиновый	ТСП	3
4	Термопреобразователь медный от 0 до 50°С	ТСМ	1
5	Тензопреобразователь	Сапфир 22	2
6	Манометр общего назначения показывающий 0-2,5 МПа, класс точности 2,5	ДМ	1

Метрологическая карта средств автоматизации котельного агрегата представлена в таблице 6.3.2.

Таблица 6.3.2 - Метрологическая карта средств измерения котельного агрегата ТВГ 8-М

№ п/п	Наименование оборудования	Пределы измерений	Диапазон показания шкалы прибора	Длина шкалы	Цена деления прибора	Чувствительность прибора	Класс точности	Погрешность измерения
1.	Термометр технический ртутный стеклянный №5	0…+160 °С	-	160 мм	1°С	1°С	-	-
2.	Термометр технический ртутный стеклянный №5	0…+100 °С	-	160 мм	1°С	1°С	-	-
3.	Термопреобразователь сопротивления платиновый	-50…+500 °С	-	-	-	-	-	-
4.	Термопреобразователь медный	0…+500 °С	-	-	-	-	-	-
5.	Тензопреобразователь	0,16 кПа...60 МПа	-	-	-	-	-	±0,5%
6.	Манометр общего назначения показывающий	0...2,5 МПа	-	-	0,1 МПа	0,1 МПа	II	±0,5%

6.4 Расчёт регулирующего органа

Данные: среда - вода; максимальный объёмный расход Q_max=8,1 м³/ч; перепад давления при максимальном расходе Р=1,6 МПа; температура t=90 С; плотность =1 г/см³; абсолютное давление до РО Р 1=1,8 МПа; абсолютное давление насыщенных паров при 90С Р_нц=0,07 МПа; кинематическая вязкость при 90С =0,00328 м²/с.

1. Определяем максимальную пропускную способность - величину, численно равную расходу жидкости в м³/ч с =1000 кг/м³, пропускным РО при Р=0,1 МПа; Она зависит от степени открытия РО. Максимальная пропускная способность определяется по выражению

, м, (6.4.1)

где Q_max - расход среды, м³/ч;

Р_р - перепад давления на регулирующем органе при максимальном расходе среды, МПа.

=2,03 м³/ч.

2. По таблице выбираем двухседельный РО с D_у=25 мм и К_v=101,22,03=2,45 м³/ч;

3. Определяем критерий Рейнольдса по формуле:

Re=3540 Qmax/D_у, (6.4.2)

где - кинематическая вязкость, м²/с; =0,00328 м²/с.

Re=35408,1/0,0032825=3,510⁵

6.5 Технико-экономическая оценка автоматизации

Экономический эффект от автоматизации следующий:

- повышение качества теплоснабжения за счет постоянного автоматического контроля и регулирования параметров системы;

- обеспечение бесперебойности и надежности действия всей системы теплоснабжения за счет контроля и автоматического управления работой агрегатов и установок;

- экономия топлива, тепла и электроэнергии, снижение затрат на текущий ремонт, обусловленных улучшением эксплуатационного режима и защиты оборудования;

-снижение эксплуатационных расходов, получающихся за счет уменьшения численности обслуживающего персонала, экономии топлива, теплоты и электроэнергии, снижения затрат на текущий ремонт, что определяется улучшением эксплуатационного режима и защиты оборудования.

Заключение

В ходе выполнения дипломной работы с помощью обработки исходных данных и необходимых расчетов получены следующие результаты:

1) осуществлено описание источника теплоты, тепловых сетей поселка, расчет гидравлического режима тепловых сетей;

2) произведен анализ потребления тепловой энергии, обработаны и систематизированы данные по основным параметрам работы системы теплоснабжения поселка Шексна - Южная;

3) выполнен гидравлический расчет тепловой сети, в результате которого были определены расходы на каждом участке, а также потери напора. По данным гидравлического расчета построен пьезометрический график;

4) разработаны рекомендации по повышению энергетической эффективности системы теплоснабжения, а именно: регулировка гидравлического режима и замена отводящих трубопроводов. В ходе работы было выяснено, что диаметры отводящих трубопроводов завышены, и это сопровождается большими тепловыми потерями в тепловой сети. Регулировка же предполагает установку сужающих устройств на объектах тепловой сети в строго определенном порядке.

5) рассмотрена технико-экономическая оценка предложенных мероприятий;

6) выполнен раздел по технике безопасности, в котором составлена инструкция для оператора газовой котельной. В ней рассматриваются основные положения, которыми должен руководствоваться оператор до, после и во время выполнения работ, а также в случаях ремонта и аварийных ситуаций;

7) также в дипломной работе рассмотрен дополнительный раздел по автоматизации котельного агрегата марки "ТВГ-8М";

8) подготовлена презентация дипломной работы, в которой приведены цели дипломной работы, характеристики потребителей, обработанные табличные данные, представлены диаграммы и рейтинги.

Список использованных источников

1. О теплоснабжении: федер. закон от 27.07.2010 № 190-ФЗ (ред. от 28.11.2015). - Москва, 2010. - 115 с.

2. СП 131.13330.2012. Свод Правил. Строительная климатология: актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменением N 2): утв. Минрегионом РФ 30.06.2012 г. №275.- Введ.01.01.2013.- Москва: ФАУ "ФЦС", 2012. - 120 с.

3. ГОСТ 10704-91.Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент (с изменением №1). Взамен ГОСТ 10704-76.- Введ.01.01.93.- Москва: Стандартинформ, 2007. - 7 с.

4. Технико-экономическая оценка энергосберегающих мероприятий в системах теплоснабжения: метод. указания к выполнению курсовых и дипломных работ. - Вологда: ВоГТУ, 2007. - 8 с.

5. Об организации в Министерстве промышленности и энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии: приказ Министерства промышленности и энергетики РФ от 4 октября 2005 г. N 265. - Москва, 2005. - 78 с.

6. Разработка рекомендаций по повышению эффективности систем коммунальной теплоэнергетики: методич. Указания / Петринчик В.А., Мусинов Д.О. - Вологда: ВоГТУ, 2005. -36 с.

7. СП 124.13330.2012. Свод правил. Тепловые сети: актуализированная редакция СНиП 41-02-2003: утв. Минрегионом РФ 30.06.2012 №280.- Введ. 01.01.2013.- Москва: ФАУ "ФЦС", 2012.-81 с.

8. Манюк В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей.-Справочник /В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Е.Б Хиж и др., -Москва: Стройиздат, 1988.-432 с.

9. Медведев А.Ю., Петринчик В.А., Староверова Г.С. Технико-экономическая оценка инвестиций в энергосберегающие проекты: Учебно-методическое пособие.- Вологда.: ВоГТУ, 2000.- 17 с.

10. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. - Введ. 01.07.2015. - Москва: Госстрой России 2001. - 43с.

11. СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство. - Введ. 01.07.2015. Москва: ФГУП "ЦПП", 2002. - 29с.

12. РД 34.03.233-93. Типовая инструкция по охране труда для машиниста котельной (кочегара). - Введ.: 26.01.1993. - Москва: ОРГРЭС, 1997. - 16 с.

13. Теплоснабжение: учебник для вузов / под ред. А.А. Ионина. - Москва: Стройиздат, 1982. - 336 с.

14. Мухин, О.А. Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции: учеб. пособие для вузов / О.А. Мухин. - Москва: Высшая школа, 1986. - 304 с.

15. Калмаков, А.А. Автоматика и автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции: учебник для вузов / под ред. В.Н. Богословского. - Москва: Стройиздат, 1986. - 479 с.

16. СНАБЭКСПО [Электронный ресурс]: офиц. сайт. - Режим доступа: http://snabexpo.ru/truba_elektrosvarnay

17. Департамент топливно-энергетического комплекса и тарифного регулирования Вологодской области [Электронный ресурс]: офиц. сайт. - Режим доступа: http://www.vologdarec.ru/tarifs

18. Реутов, Б.Ф. Национальный доклад "Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса" [Электронный ресурс] / Б.Ф. Реутов, А.Л. Наумов, В.Г. Семенов // Технические статьи сайта РосТепло. - Режим доступа: http://www.rosteplo.ru/.

19. Российская Газета [Электронный ресурс]: офиц. сайт. - Режим доступа: http://www.rg.ru.

Размещено на Allbest.ru

...