Разработка рекомендаций по повышению эффективности системы теплоснабжения поселка Тарногский городок (Вологодская область)

В соответствии с существующей методикой гидравлического расчёта тепловых сетей [10] минимальные диаметры трубопроводов могут быть рассчитаны так:

, м, (3.1)

где G - расход теплоносителя, т/ч;

- плотность теплоносителя, кг/м3;

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

hп - требуемый перепад давления для теплоснабжения объекта, Па;

кэ - абсолютная эквивалентная шероховатость трубопроводов.

При расчётах минимального допустимого диаметра трубопроводов используется максимальное допустимое значение коэффициента шероховатости. При отсутствии более точных данных можем принять значение кэ = 0,001м.

К установке принимается трубопроводы с ближайшим по значению большим внутренним диаметром. Возможны варианты установки подающего и обратного трубопроводов разного диаметра, при этом средние диаметры отводящих трубопроводов данного участка сети должен быть больше минимально допустимых диаметров.

Снижение диаметров отводящих трубопроводов ведёт к снижению общей поверхности трубопроводов ТС и увеличению скоростей движения в них теплоносителя, а следовательно, приводит к снижению потерь тепла.

Поскольку приведённый способ регулировки гидравлического режима тепловой сети связан со значительными капитальными затратами, в связи с чем его использование рекомендуется при замене существующих трубопроводов или прокладке новых. Необходимо отметить, что некоторые участки тепловых сетей обладают завышенными диаметрами трубопроводов, что обусловлено перспективами в развития сети. В этом случае уменьшение диаметров участков тепловой сети следует проводить в соответствии с учётом дальнейших увеличений тепловых нагрузок.

Ещё одним важным аспектом реализации указанного мероприятия является увеличение скоростей движения теплоносителя по трубопроводам сети, что может привести к возникновению повышенного уровня шума и вибрациям трубопроводов. При возникновении таких явлений необходимо предусмотреть установку антивибрационных компенсаторов, которые позволяют развязать систему теплоснабжения здания от негативных последствий уменьшения диаметров трубопроводов.

Предложенная методика позволяет предприятию теплоснабжения составить план реконструкции ТС, 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 ТС.

Данные по заменам отводящих трубопроводов представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Расчёт минимальных диаметров

Потребитель	Тепловая нагрузка, ккал/ч	Расход сетевой воды на отопление, G0,т/ч	Диаметр вн расч, мм	Диаметр сущ, мм	Диаметр вн рекоменд, мм
Здание почты	140600	7,03	61,09	70	70
Здание гаража почты	34180	1,71	30,12	50	32
Жилой дом	80300	4,02	46,16	50	32
Жилой дом	84480	4,22	47,35	50	32
Жилой дом	97970	4,90	50,99	50	32
Дом культуры	106100	5,31	53,06	50	32
Гостиница	122875	6,14	57,11	50	32
Здание сельского поселения	75260	3,76	44,69	50	32
Здание детсада "Теремок"	106900	5,35	53,26	50	32
Здание детсада"Улыбка"	74380	3,72	44,43	50	32
Здание детсада"Солнышко"	125450	6,27	57,70	80	32
Дом детского творчества	53055,7	2,65	37,52	50	32
Тарногская школа искусств	54610	2,73	38,07	50	32
Гараж школы искусств	13310	0,67	18,79	50	32
КЦСОН	36136	1,81	30,97	50	32
Администрация района	92366	4,62	49,51	50	32
Гараж	16115	0,81	20,68	50	32
Магазин маслозавода	8973	0,45	15,43	50	32
Здание Сбербанка	37393	1,87	31,50	50	32
Здание кафе "Росинка"	7833,84	0,39	14,42	50	32

В данной таблице произведён расчёт минимально возможных диаметров отводящих трубопроводов (столбец 6).

На рисунке 3.1 изображены существующие и минимально возможные диаметры отводящих трубопроводов к потребителям.



Рисунок 3.1 - Диаграмма существующих и минимально возможных диаметров

Анализ текущего и допустимого диаметра секций минимальных ТС показывает, что на самом деле набор диаметров значительно завышен. Установка минимального возможного диаметра позволит повысить эффективность транспортного средства и снизить капитальные затраты на его реконструкцию.

После определения оптимальных значений средних диаметров отводящих трубопроводов с учетом энерго-экономических показателей сети путем сравнения значений, полученных с помощью существующего среднего диаметра может разработать планы по приведению существующего диаметра до оптимального значения. Вычисленная таким образом, величина оптимального диаметра зависит как от энергетических параметров (качество изоляции ТС трубопроводов, тепловой кривой, эффективность сетевых насосов), а экономический (соотношение тарифов на тепловую и электрическую энергию) и будет динамически изменяться с течением времени.

3.2 Рекомендации по децентрализации теплоснабжения

Целью является разработка методики определения оптимального сочетания децентрализованной и централизованной систем теплоснабжения. В качестве основного критерия оценки эффективности работы системы предлагается использовать тариф на тепловую энергию.

Большинство потребителей тепловой энергии в России получают ее из централизованной системы теплоснабжения, источником в которой является крупная котельная или ТЭЦ.

Из-за объективных и субъективных трудностей, в последние годы постоянно ухудшаются технико-экономические показатели централизованных систем теплоснабжения, что ведет к росту тарифов на отпускаемую тепловую энергию, снижению качества и надежности. Поэтому большой интерес у потребителей вызывает переход на индивидуальную систему теплоснабжения на базе собственных небольших котлов малой мощности.

Опыт перехода на индивидуальную отопительную систему, использующийся в Вологодской области, показывает, что такая система теплоснабжения имеет следующие преимущества по сравнению с существующими:

* ниже стоимость тепловой энергии;

* выше качество теплоснабжения;

* лучше осуществляется регулировка (автоматизация) отпуска тепловой энергии.

Реализованные в Вологодской области проекты по переходу на индивидуальные отопительные системы имели срок окупаемости менее двух лет .

В качестве объектов для децентрализации района, отапливаемого котельной МУП ЖКХ поселка Тарногский городок можно выделить несколько потребителей, транспорт тепла до которых заметно превышает соответствующие показатели у других потребителей. На рис.3.1 показана рейтинговая диаграмма затрат на транспортировку теплоносителя в зимний период.

Рисунок 3.2 - Затраты на транспортировку теплоносителя в зимний период

На рисунке 3.3 в виде диаграммы приведены потери тепловой энергии в трубопроводах.

Рисунок 3.3 - Потери теплой энергии в трубопроводах

В целом потери теплоты в зимний период равномерны, но можно выделить 4 объекта, тепловые потери при транспортировке больше всех . Это такие объекты как:

- здание почты;

- Дом детского творчества;

- Тарногская школа искусств;

- здание Сбербанка.

Эффективность системы тем выше, чем больше величина разницы тепловых потерь до и меньше после децентрализации. Отсюда следует, что централизованная система теплоснабжения будет оптимизирована отсоединением потребителей, подача тепловой энергии к которым происходит с большими потерями. Обычно этот относится к объектам, значительно удаленным от источника теплоты, тепловая сеть которых находятся в плохом состоянии.

Удельная стоимость транспортировки тепловой энергии по участку тепловой сети можно определить из уравнения:

, руб/Гкал. (3.2)

На рисунке 3.4 представлена рейтинговая диаграмма удельной стоимости транспортировки теплоносителя зимой.



Рисунок 3.4 - Удельная стоимость транспортировки тепловой энергии зимой

Из диаграммы видно, что удельная стоимость транспортировки теплоносителя у некоторых объектов значительно превышает показатели остальных потребителей, и близка к существующему тарифу на тепловую энергию. Для уменьшения затрат эти объекты рекомендуется исключить из тепловой сети и перевести на собственные источники теплоты. Это такие объекты, как:

- Дом Детского творчества;

- Тарногская школа искусств;

- здание Сбербанка;

- здание кафе « Росинка ».

Можно провести экономический анализ реконструкции системы теплоснабжения. Зависимость позволяет определить оптимальную степень децентрализации системы теплоснабжения, найти объекты, для которых срок окупаемости создания установки мини-котельной составляет 0,5ч1 года, а отсоединение от централизованной системы теплоснабжения не оказывает отрицательного воздействия, или это воздействие сведено к минимуму.

По результатам расчётов можно составить рейтинг объектов тепловой сети по степени эффективности проведения децентрализации. В дальнейшем, можно определить оптимальную степень децентрализации, проведя анализ данного перечня с другими характеристиками системы теплоснабжения.

3.3 Расчет регулировки гидравлического режима тепловой сети

Гидравлический расчет тепловых сетей, выполняемый для подбора дроссельных устройств и разработки эксплуатационного режима, производится в целях определения потерь давления в трубопроводах тепловой сети от источника теплоты до каждого потребителя при фактических тепловых нагрузках и существующей тепловой схеме сети.

При гидравлическом расчёте трубопроводов определяют расчётный расход сетевой воды, складывающийся из расчётных расходов на отопление. Перед гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловой сети с нанесением на ней длин и диаметров трубопроводов, местных сопротивлений и расчётных расходов теплоносителя по всем участкам тепловой сети. Выбирают расчётную магистраль. За расчётную магистраль принимают направление движения теплоносителя от котельной до одного из абонентов, при чём этот абонент должен быть наиболее удаленным.

В настоящей дипломной работе гидравлический расчёт тепловой сети выполнен на ЭВМ с применением системы электронных таблиц «Excel».

Результаты расчетов участков сети на основании методики изложенной в разделе выполнены в табличной форме и представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Гидравлический расчет тепловой сети

3.4 Пьезометрический график

График пьезометрический представляет собой графическое отображение напоров в сети относительно местности, на которой она проложена. На пьезометрическом графике наносят рельеф местности, высота присоединенных зданий, величины напоров в сети. На горизонтальной оси графика откладывают длину сети, а по оси ординат напор. Давление в трубопроводе сети применяется как для рабочего, так и статического режимов. Пьезометрический график построен следующим образом:

1) принимаем за ноль отметку самой низкой точки тепловой сети, наносят профиль местности по трассе основной магистрали и ответвлений, отметки земли которых отличаются от отметок магистрали. На профиле проставляют высоты присоединенных зданий;

2) наносим линию, определяющую статический напор в системе (статический режим);

3) наносим линию напоров обратной магистрали пьезометрического графика. Уклон линии определяем на основании гидравлического расчета сети. Высоту расположения линии напора на графике выбираем с учетом вышеприведенных требований к гидравлическим режимам. При неровном профиле трасс не всегда возможно одновременно выполнять требования заполнений верхних точек систем теплопотребления, не превысив допустимых давлений. В этом случае выбираем режим, соответствующий прочности нагревательных приборов, а отдельной системы, залив которой не будет обеспечен вследствие низкого расположения пьезометрической линии обратного трубопровода, оборудуют индивидуальными регуляторами.

Линия пьезометрического графика обратного трубопровода магистрали в точке пересечения с ординатой, соответствующей началу теплосети, определяется необходимый напор в обратном трубопроводе водоподогревательной установки (на входе сетевого насоса);

4) наносим линию подающей магистрали пьезометрического графика. Уклон линии определяют на основании гидравлического расчета сети. При выборах положения пьезометрического графика учитываем предъявляемые к гидравлическому режиму требования и гидравлические характеристики сетевых насосов. Линия пьезометрического графика подающего трубопровода в точке пересечения с ординатой, соответствующей началу теплосети, определяем требуемый напор на выходе из подогревательной установки. Напор в любой точке тепловой сети определяем величиной отрезка между данной точкой и линией пьезометрического графика подающей или обратной магистралей.

По итогам гидравлического расчета строится пьезометрический график. Пьезометрический график до наиболее удаленного объекта (Почта) приведен на рисунке 3.4.



Рисунок 3.4 - Пьезометрический график до наиболее удаленного потребителя (Почта)

Из пьезометрического графика видно, что статический напор на вводах из котельной составляет ДН=15 м.

3.5 Выводы по третьей главе

В третьей главе были произведены расчеты по рекомендациям повышения эффективности системы теплоснабжения. Так же была рассмотрена децентрализация системы теплоснабжения. Проведена регулировка режима тепловой сети. Регулированием тепловой сети является установка гидравлических характеристик, поэтому при определении степени влияния объектов на отопительную систему сосредоточены на гидравлических характеристиках потребителей. Предложенный метод предлагает регулировку установки сужающих устройств к тепловым сетям объектов. Значения оптимального среднего диаметра трубопровода с учетом энергетических-экономических показателей сети теплоснабжения, по сравнению со значениями, полученными имеющими средний диаметр. Большинство из секций отводящих трубопроводов рекомендуется принимать диаметр 32 мм.

4. Технико-экономическая оценка предлагаемых мероприятий

4.1 Технико-экономическая оценка замены отводящих трубопроводов

В данном пункте предлагается следующий способ проведения регулировки гидравлического режима водной ТС - среднего диаметра трубопроводов тепловой сети путём замены используемых отводящих трубопроводов на трубопроводы меньшего диаметра, который позволит снизить капитальные затраты на проведение монтажных работ.

Экономию отводящих трубопроводов расчитываем предполагая, что новые трубопроводы выбираются меньшего диаметра (рекомендованного ранее) и разность вычисленная в рублях считаем экономическим эффектом замены.

Формула для расчета экономии имеет вид [22]:

, руб. (4.1)

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

- затраты на закупку трубопроводов предложенных диаметров, руб.

, руб. (4.2)

где - цена трубопровода, руб./м.п;

- длина трубопровода, м.

Самая главная величина - это стоимость труб для ТС системы теплоснабжения.

Замена трубопроводов осуществляется только при проведении ремонтных и аварийных работ.

В таблице 4.1 представлены расчеты по затратам на замену отводящих трубопроводов.

Таблица 4.1 - Экономическая эффективность замены отводящих трубопроводов

Потребитель	Длина участка L, м	Существующий диаметр	Цена существующего трубопровода м/п	Затраты	Предложенный диаметр	Цена предложенного трубопровода, м/п	Затраты	Экономия
Здание почты	34,00	70	275	9350	70	275	9350	0
Здание гаража почты	5,00	50	174	870	32	64	320	550
Жилой дом	16,00	50	174	2784	32	64	1024	1760
Жилой дом	13,00	50	174	2262	32	64	832	1430
Жилой дом	22,00	50	174	3828	32	64	1408	2420
Дом культуры	5,00	50	174	870	32	64	320	550
Гостиница	5,00	50	174	870	32	64	320	550
Здание с/п	20,00	50	174	3480	32	64	1280	2200
д/с "Теремок"	20,00	50	174	3480	32	64	1280	2200
Здание детсада"Улыбка"	5,00	50	174	870	32	64	320	550
Здание детсада"Солнышко"	12,00	80	300	3600	50	174	2088	1512
Дом детского творчества	72,00	50	174	12528	32	64	4608	7920
Тарногская школа искусств	57,00	50	174	9918	32	64	3648	6270
Гараж школы искусств	20,00	50	174	3480	32	64	1280	2200
КЦСОН	5,00	50	174	870	32	64	320	550
Администрация района	13,00	50	174	2262	32	64	832	1430
Гараж Управления образования	5,00	50	174	870	32	64	320	550
Магазин маслозавода	5,00	50	174	870	32	64	320	550
Здание Сбербанка	57,00	50	174	9918	32	64	3648	6270
Здание кафе "Росинка"	10,00	50	174	1740	32	64	640	1100

Экономия от замены отводящих трубопроводов по формуле (4.1) составит:

руб.

Проанализировав ТЭО данных мероприятий, мы можем сделать вывод, что в первую очередь необходимо произвести регулировку тепловых сетей, так как она несет небольшие капитальные затраты и экономически выгода. Регулировка позволит улучшить качество теплоснабжения в короткие сроки и приведет к экономии денежных средств. При планово - ремонтных работах или аварийных ситуациях рекомендуется производить замену существующих трубопроводов на трубопроводы с оптимальными диаметрами. Данное мероприятие позволит без значительных капитальных вложений средств улучшить состояние сетей.

4.2 Расчет технико-экономической эффективности от регулировки ТС

Регулировка ведет к изменениям следующих показателей:

- к снижению расходов теплоносителя;

-снижению затрат на электроэнергию для обеспечения циркуляции теплоносителя;

- снижению утечки теплоносителя;

- повышению качества и надежности теплоснабжения.

А. Результат регулировки тепловой сети - снижение расхода теплоносителя на , т/час:

, т/ч, (4.3)

где - фактический расход теплоносителя в сети, т/ч;

- расчетная величина расхода теплоносителя, т/ч.

Общая экономия от регулировки складывается, руб.

, руб., (4.4)

где - экономии за счет уменьшения расходов тепловой энергии, руб.;

- экономии за счет уменьшения расходов электрической энергии, руб.;

- экономии за счет уменьшения утечек теплоносителя, руб.;

- экономии за счет уменьшения расходов тепла, вызванные утечками теплоносителя, руб.;

- тариф на тепловую энергию, руб./Гкал;

- тариф на электроэнергию, руб./кВтчас;

- тариф на воду, руб./м3.

Рассмотрим подробнее все составляющие.

1. Снижение расходов на тепловую энергию, согласно [14]:

В целом:

, руб./(т/час), (4.5)

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

- средний температурный график за период , С, ориентировочно t = tо/(2).

2. Уменьшения расходов электрической энергии, руб./(т/час), согласно [14]:

, руб./(т/час), (4.6)

где - КПД циркуляционных насосов;

- перепад давления в ТС на котельной, Па.

3. Экономия за счет уменьшения утечек теплоносителя, руб./(т/час), согласно [14]:

, руб./(т/час), (4.7)

где - утечки теплоносителя, м3/Гкал. Выражение в скобках численно равно объему тепла, вырабатываемого за период .

4. Экономия за счет уменьшения потерь тепла с утечками теплоносителя, руб./(т/час), согласно [14]:

, руб./(т/час), (4.8)

где - средняя величина нагрева воды, С.

, руб./(т/час). (4.9)

5. Общий экономический эффект, согласно [14].

Подставим в формулу (4.4) выражения (4.6) - (4.7), руб./(т/час):

, руб (4.10)

Б. Исходные данные:

Котельная на топливе (газ ) мощностью 3 Гкал/час, обслуживает 20 потребителей, присоединенная нагрузка = 1,368 Гкал/час. Температурный график котельной = 84-70С, давление (перепад) на выходе = 514696 Па, КПД циркуляционных насосов = 0,7. Существующий расход теплоносителя = 97,735 т/час, утечки теплоносителя = 0,5 т/Гкал. Период регулировки равен 5544 час (отопительный сезон).

Тарифы для котельной согласно [18] следующие:

= 2211,00 руб./Гкал;

= 3,83руб./ кВт·час;

= 35,93 руб. / м3.

Отсюда:

руб./(т/час)

руб./(т/час)

руб./(т/час)

руб./(т/час)

руб./(т/час)

руб./(т/час):

руб.

В. Укрупненный расчет эффективности.

Капитальные затраты на регулировку на первые два этапа рассчитываем в зависимости от количества объектов теплоснабжения в ТС. Капитальные затраты на заключительный этап рассчитываем по смете в зависимости от выбранного оборудования [14].

Капитальные затраты включают проектные расходы () при расчёте гидравлического режима ТС, затраты на материалы (), используемые при проведении регулировки на объектах теплопотребления и производственные затраты () 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, согласно [14].

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

, руб.; (4.11)

, руб.; (4.12)

, руб. (4.13)

Капитальные суммарные затраты по максимальным укрупненным показателям:

руб. (4.14)

Срок окупаемости проекта составляет:

года (2 месяца отопительного сезона) (4.15)

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Общие положения

Настоящая инструкция регламентирует основные требования безопасности при работе в тепловом пункте и обязательна для персонала, занятого эксплуатацией, ремонтом, наладкой и испытанием теплопотребляющих установок (калориферы, сушилки) и тепловых сетей.

Персонал (операторы) теплового пункта (ТП) должен выполнять требования настоящей инструкции.

Оператор ТП должен знать и уметь оказывать доврачебную помощь пострадавшему в соответствии с типовой инструкцией по оказанию доврачебной помощи при несчастных случаях.

Оператор не должен приступать к выполнению разовых работ, не связанных с прямыми его обязанностями по специальности, без получения целевого инструктажа.

Операторы бойлерной подчиняются и выполняют указания и распоряжения механика цеха, начальника участка или мастера. Указания и распоряжения фиксируются в журнале "Прием и сдача смен".

5.2 Общие требования безопасности

К самостоятельной работе в ТП допускаются лица, не моложе 18 лет, прошедшие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте по охране труда, обученные безопасным методом работы и имеющим соответствующее удостоверение (форма удостоверения - Приложение 2 "Правил эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей")

Оператор, не прошедший своевременно повторный инструктаж по охране труда ( не реже 1 раза в 3 месяца) и ежегодную проверку знаний по безопасности труда не должен приступать к работе.

При поступлении на работу оператор ТП должен проходить предварительный медицинский осмотр, а в дальнейшем периодические медицинские осмотры в сроки, установленные Минздравмедпромом России.

Оператор ТП обязан соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, принятые на предприятии.

Продолжительность рабочего времени оператора ТП не должна превышать 42 часа в неделю. Продолжительность ежедневной работы (смены) определяется правилами внутреннего трудового распорядка или графиком сменности, утверждаемыми работодателем по согласованию с профсоюзным комитетом.

Оператор ТП должен знать, что наиболее опасными факторами, которые могут воздействовать на него в процессе работы являются:

1) пар под давлением;

2) оборудование;

3) центробежные насосы;

4) ртуть (при повреждении термометра).

Во избежании ожогов при отборе проб конденсата или при проверке дренажных устройств, необходимо использовать спецодежду, рукавицы и защитные очки.

Ходить по трубопроводам, по конструкциям и перекрытиям, не предназначенным для прохода запрещается.

При пуске, опрессовке и испытании оборудования и трубопроводов под давлением находиться вблизи разрешается только персоналу, непосредственно выполняющему эти работы.

Особое внимание следует уделять при работе с ртутным термометром, при не аккуратном обращении с ним может произойти отравление парами ртути .

Оператор ТП должен пользоваться тем инструментом и приспособлениями, обращению с которыми он обучен и проинструктирован.

Оператор ТП должен работать в специальной одежде и в работе использовать средства индивидуальной защиты.

В соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты оператору ТП выдаются:

1) костюм хлопчатобумажный;

2) рукавицы комбинированные;

3) очки защитные;

4) ботинки;

5) сапоги резиновые;

6) куртка хлопчатобумажная.

Оператор бойлерной должен соблюдать правила пожарной безопасности, уметь пользоваться средствами пожаротушения.

О неисправности оборудования, трубопроводов, арматуры, а также средств индивидуальной защиты оператор должен немедленно сообщить своему непосредственному руководителю и не приступать к работе до их устранения.

Содержать в чистоте и порядке свое рабочее место, оператор должен соблюдать правила личной гигиены.

Теплоизоляционные материалы, трубы, крупногабаритное оборудование хранить в ТП запрещено.

5.3 Требования безопасности перед началом работы

В обязанности оператора перед началом работы входит:

Принять дежурство. Ознакомиться с записью в "Сменном журнале", журнале показаний приборов и журнале расхода конденсата за период с предыдущего своего дежурства. Проверить состояние оборудования и приборов. Проверить наличие и состояние материальных ценностей, передаваемых по смене.

Сообщить обо всех недостатках (если они имеются) начальнику цеха или участка или записать их в журнал "Прием и сдача смены".

Надеть средства индивидуальной защиты.

5.4 Требования безопасности во время работы

В течение дежурства:

Оператор обязан не реже двух раз в смену обходить и визуально осматривать трубопроводы, из детали (сварные швы, фланцевые соединения, крепеж запорной арматуры, спускники, воздушники, изоляторы, компенсаторы, подвески опорные конструкции). Результаты выявленных дефектов фиксировать в журнале "Прием и сдача смены".

Раз в смену фиксировать расход конденсата.

Запускать, эксплуатировать и останавливать центробежные насосы согласно "Инструкции по безопасной эксплуатации центробежных насосов".

Поддерживать заданные параметры в зависимости от температуры наружного окружающего воздуха и утвержденного графика "Теплосети Мосэнерго для потребителей" (давление и температура водяного отопления и горячего водоснабжения на предприятии).

При отборе проб конденсата или при проверке дренажных устройств, использовать, во избежание ожогов, рукавицы и защитные очки.

Оператору бойлерной запрещается:

- пускать в бойлерную лиц, не имеющих отношение к обслуживанию расположенного в ней оборудования;

- уходить с территории предприятия во время своего дежурства без ведома начальника цеха или участка;

- отключать (закрывать) самостоятельно пар или горячую воду или конденсат на цеха, корпуса, а также отдельные участки трубопроводов, за исключением случаев, грозящих травмами или аварией;

- открывать или закрывать паровыводящую арматуру ударами молотка или другими предметами;

- оставлять в открытом состоянии дверь бойлерной во время обхода и осмотра трубопроводов в цехах и корпусах предприятия;

5.5 Требования безопасности в аварийных ситуациях

При обнаружении свищей в паропроводах, коллекторах, калориферах, в корпусах арматуры, необходимо срочно вывезти людей, работающих в цехе и оградить опасный участок. Вывод людей должен осуществлять непосредственный руководитель цеха или участка.

Работы, связанные с ликвидацией неплотностей соединений отдельных элементов, находящихся под давлением, запрещаются, за исключением случаев:

1) при опробывании и прогреве трубопроводов пара и воды, болты фланцевых соединений следует подтягивать при избыточном давлении не выше 5 кгс/см2 ;

2) сальниковое уплотнение задвижек пи давлении не выше 12 кгс/см2;

3) сальники центробежных насосов.

Подлежащий ремонту участок трубопровода, во избежание попадания в него пара или горячей воды, должен быть отключен со стороны смежных трубопроводов и дренажных и обводных линий. Дренажные линии и воздушники, сообщающиеся непосредственно с атмосферой, должны быть открыты.

На отключающей арматуре должны быть вывешены знаки безопасности "Не открывать - работают люди!", на вентилях (задвижках) открытых дренажей - "Не закрывать - работают люди!".

Приступать к работе на трубопроводе при избыточном давлении в нем запрещается.

При недостаточной плотности отключающей фланцевой арматуры ремонтируемый участок должен быть отделен от действующего с помощью заглушек. Заглушки должны иметь хорошо видимые хвостовики.

Производство изоляционных работ на аварийных участках трубопровода запрещается. При разборке изоляции наносить удары по стенкам трубопроводов и арматуре запрещается.

Для предупреждения пылевыделения разбираемую изоляцию следует увлажнять.

При загорании электродвигателя циркуляционного насоса необходимо снять напряжение, прекратить подачу пара или воды.

Приступить к тушению пожара углекислотным огнетушителем или кошмой. Использовать воду или пар нельзя из-за возможности поражения электрическим током. Принять меры к спасению материальных ценностей и сообщить в пожарную охрану по телефону 01.

Поставить в известность дежурного по предприятию, начальника цеха или участка.

При опасности возникновения несчастного случая персонал, находящийся вблизи, должен принять меры к его предупреждению, а при несчастном случае оказать доврачебную помощь пострадавшему, сохранив по возможности неизменной обстановку на месте происшествия.

5.6 Требования безопасности по окончании работ

По окончании работ оператор обязан:

- сдать дежурство на бойлерной, сделав отметку в журнале;

- записи в "сменном" журнале проводить о всей проделанной работе (включение, отключение пара, ремонт насоса или арматуры и т.п.) с указанием времени и фамилии лиц по чьей просьбе или требованию проводились работы;

- снять средства индивидуальной защиты и убрать их в предназначенное для них место;

- обо всех недостатках, обнаруженных во время работы, известить своего непосредственного руководителя;

В случае опоздания или невыхода сменщика, дежурный оператор продолжает работу, поставив в известность об этом начальника цеха или участка. Замена одного дежурного другим допускается только с разрешения начальника цеха или участка.

6. Экологический раздел магистерской диссертации

6.1 Определение максимальных концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ

Целью разработки данного раздела является определение степени влияния проектируемого объекта на состояние окружающей среды района строительства.

Работа выполнена на основании требований «Закона об охране окружающей природной среды» № 7-ФЗ от 10 января 2002 г., в соответствии с пособием к СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений»; ОНД -86; ОНД 1-84 и других законодательных и нормативных актов.

Отопительная котельная предназначена для снабжения теплом и горячей водой. Котельная содержит 3 котлоагрегата, работающих в максимальном режиме в зимний период. В летний период работают 2 котла на минимальном режиме. Котельная полностью автоматизирована.

Котлы являются источниками загрязнения атмосферы вредными веществами.

Согласно ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий», максимальная концентрация в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах котельных, находится по формуле:

, ( 6.1 ),

где А -коэффициент стратификации, величина которого зависит от района проектирования котельной;

М - величина выброса вредного вещества;

F- коэффициент, учитывающий условия оседания вредных веществ;

m, n - коэффициенты, учитывающие условия рассеивания вредных веществ в окружающей среде;

з -коэффициент, учитывающий рельеф местности;

ПДК - предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе вредного вещества, для которого рассчитано значение М;

Сф - фоновая концентрация этого же вещества в атмосферном воздухе;

Н - высота дымовой трубы, м;

V1-расход дымовых газов;

?Т - разность температур дымовых газов и окружающего воздуха;

Исходные данные и коэффициенты :

- число водогрейных котлов 3 шт.;

- ПДК диоксида серы SO2, 0,5мг/м3;

- ПДК диоксида азота NO2 0,085 мг/м3;

- фоновая концентрация золовой пыли 0,1 мг/м3;

- фоновая концентрация SO2 0,1мг/м3;

- фоновая концентрация NO2 0,03 мг/м3;

- фоновая концентрация CO 0 мг/м3;

- фоновая концентрация диоксида ванадияV2O5 0 мг/м3;

Состав для газообразного топлива в объемных % :

- СН4 96,4%;

- С2Н6 1,8%;

- С3 Н8 0,5%;

- С4 Н10 0,2% ;

- CO 0,05%;

- теплопроизводительность водогрейного 2560 МВт

- высота дымовой трубы 30 м;

- диаметр устья дымовой трубы 1 м;

- q3 потери теплоты от химической неполноты горения топлива 0,5 %;

- q4 потери теплоты от механич. неполноты горения топлива 0 %;

- F коэффициент, учитывающий оседание газообразных веществ 1;

- з коэффициент, учитывающий рельеф местности: 1; (для спокойного-рельефа, когда перепад высот не более 50 м на 1 км)

- коэффициент стратификации А: А=160;

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным по Европейской часть России и Урала севернее 520 с.ш.

- температура наружного воздуха 4,5 0С;

- теплота сгорания топлива 33,5 МДж/м3;

- температура уходящих газов для водогрейных котлов 2200С;

- В1 коэффициент, учитывающий содержание азота: для газа Ш,9;

- В2 коэффициент, учитывающий конструкцию горелок водогрейных кот лов В2=1

-коэффициент избытка воздуха в уходящих газах для водогрейного котла 2,2;

-расход топлива для водогрейного котла G=156 м3/ч;

По представленным исходным данным и подобранным коэффициентам был проведен расчет. Результаты расчета представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Результаты расчета максимальных концентраций в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах котельных

Объем дымовых газов	10,58 м3/с;
Скорость выхода дымовых газов из трубы	13,48 м/с;
Выбросы золовой пыли	0г/с;
Выбросы оксидов серы	0 г/с;
Выбросы оксидов азота	0,733 г/с
Выбросы оксида углерода	2,149 г/ с
Выбросы пятиокиси ванадия	0 г/с
Концентрация золовой пыл,	0 мг/м3
Концентрация оксидов серы	0,04мг/м3;
Концентрация оксидов азота	3,89 мг/м3;
Суммарная относительная концентрация оксидов серы и азота	0,54 мг/м3;
Концентрация оксида углерода	2,625 мг/м3;
Концентрация пятиокиси ванадия	0мг/м3;

Расчетные исследования показали, что ожидаемые фактические концентрации вредных выбросов для центральной отопительной котельной не превышают предельно допустимых. Концентрация вредных выбросов определяется видом сжигаемого топлива, его теплотехническими характеристиками и прямо пропорциональна тепловой мощности котельной.

Заключение

Структура тепловых нагрузок в России: система централизованного теплоснабжения обеспечивает теплом около 75 % всех потребителей тепла в России, включительно сельские населенные пункты.

Структурированные проблемы теплоснабжения влияют как на нормальное функционирование не только жилищно-коммунального хозяйства, но и на топливно-энергетический комплекс страны. Поэтому должен проводиться грамотный анализ состояния системы тепловых сетей, выявление недостатков и проблемных мест с последующим их устранением.

При выполнении диссертационной работы произведен достаточный обзор информации и источников по данной теме, научных журналов. Так же были произведены необходимые расчеты и получены определенные результаты.

Диссертационная работа состоит из 6 глав и трех приложений, заключения и списка литературы.

В первой главе приведен обзор таких источников информации как интернресурсы, патентные разработки, научные журналы по данной теме.

Во второй главе анализируются основные параметры теплоснабжения, а именно:

- диаметр тепловой сети;

-тепловая изоляция;

- температурный график котельной;

- рассмотрена тема в децентрализации источника теплоснабжения.

Расчеты представлены в таблицах, графиках, диаграммах которые наглядно представляют информацию.

В третьей главе были произведены следующие действия с основными параметрами тепловой сети:

- расчет диаметров тепловой сети;

- расчет и оптимизация температурного графика источника тепловой энергии;

- децентрализация источника теплоснабжения;

Так же была произведена разработка ноу-хау для системы теплоснабжения. Были сделаны выводы и рекомендации по повышению эффективности системы теплоснабжения поселка.

В четвертой главе проведена технико-экономическая оценка таких мероприятий как:

- расчет экономической эффективности от регулировки тепловых сетей;

- экономическая эффективность от замены отводящих трубопроводов.

В пятой главе рассматривались правила безопасности жизнедеятельности при работе в теплом пункте.

В дополнение к научно-исследовательской работе обсуждались дополнительные темы:

- экологическая безопасность;

- принципы расчеты выбросов котельной.

Подготовлена презентация диссертационной работы в формате Microsoft PowerPoint 2013, в которой представлены основные положения диссертационной работы.

Литература

1. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: федер. закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ (ред. от 13.07.2015). - Москва, 2009. - 94 с.

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

3. Об электроэнергетике: федер. закон от 26.03.2003 N 35-ФЗ (ред. от 29.12.2014). - Москва, 2003. - 96с.

4. 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.

5. Электронный журнал «Новости теплоснабжения» [Электронный ресурс]. - №2. - 2003. - Режим доступа: http://www.ntsn.ru.

6. Электронный журнал «Энергосовет» [Электронный ресурс].- № 4. -2013. - Режим доступа: http://www.energosovet.ru.

7. ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. - Введен 01.01.85.- Москва.: Изд-во Стандарты

8. Мусинов Д.О. Способ оптимизации системы теплоснабжения / Мусинов Д.О., Петринчик В.А. // Вузовская наука - региону: Материалы третьей всероссийской научно-техн. конф.- Вологда: ВоГТУ, 2005. - Т. 1. - С. 51-53

9. Тепловая изоляция и энергосбережение / Е.Г.Овчаренко, В. М. Артемьев, Б. М. Шойхет, В. С. Жолудов, // Электронный журнал ЭСКО. - 2004. - №6. - Режим доступа: http://esco-ecosys.narod.ru.

10. Овчаренко Е.Г. Тепловая изоляция и энергосбережение/ Е.Г.Овчаренко, В. М. Артемьев, Б. М. Шойхет, В. С. Жолудов, // Электронный журнал ЭСКО. - 2004. - №6. Электрон.дан. Режим доступа http://esco-ecosys.narod.ru/.

11. Мусинов, Д.О. О варианте регулировки гидравлического режима тепловой сети / Д.О. Мусинов, В.А. Петринчик, С.М. Щекин // Вузовская наука - региону: материалы третьей всероссийской научно-техн. конф.- Вологда, 2005.-Т. 1. -54-55 с.

12. Пособие 9.91.к СНиП 2.04.05-91 "Годовой расход энергии системами отопления, вентиляции и кондиционирования". - Москва, 1993. - 54 с.

13. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжении и вентиляция: Учебник для вузов, - 4-е изд., перераб. т доп.- Москва.: Стройиздат, 1991.- 480 с.

14. 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.

15. Методические указания «Разработка рекомендаций по повышению эффективности систем коммунальной теплоэнергетики» / сост.: Петринчик В.А., Мусинов Д.О. - Вологда: ВоГТУ, 2005. -36с.

16. Беляйкина И.В. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию И.В. Беляйкина, В.П, Витальев, Н.К. Громов и др.; Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. - Москва.: Энергоатомиздат, 1988. - 376 с.: ил.

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

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

19. Петринчик, В.А. Технико-экономическая оценка инвестиций в совершенствование систем централизованного горячего водоснабжения зданий: методические указания к выполнению курсовых и дипломных работ//В.А. Петринчик - Вологда, ВоГТУ. - 2007. -16 с.

20. Технико-экономическая оценка использования труб с пенополиуретановой изоляцией: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных работ. - Вологда, ВоГТУ. - 2007. - 14 с.

21. Энергосбережение в тепловых сетях: методическое пособие к выполнению курсовых и дипломных работ. - Вологда, ВоГТУ. - 2007. - 52 с.

22. Петринчик, В.А. Технико-экономическая оценка инвестиций в совершенствование систем централизованного горячего водоснабжения зданий: методические указания к выполнению курсовых и дипломных работ//В.А.Петринчик - Вологда, ВоГТУ. - 2007. -16 с.

23. МДС 13-7.2000 «Рекомендации по первоочередным малозатратным мероприятиям, обеспечивающим Энергоресурсосбережение в ЖКХ города». - Москва. 2000. - 86 с .

24. Петринчик, В.А., Мусинов, Д.О.. Энергосбережение в тепловых сетях (Часть1): учеб. пособие/ В.А. Петринчик, Д.О. Мусинов. - Вологда: ВоГТУ, 2005. - 53 с.

25. ГОСТ 10704-91 (2002). Трубы стальные электросварные прямошовные. Сорта-мент.- Взамен ГОСТ 10704-76: Введ. 15.11.91.- Москва: Комитет стандартизации и метрологии СССР. 2002.- 7 с.

26. ГОСТ 21.208-2013. Система проектной документации для строительства. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. - Введ. 01.11.2014. - Москва: Стандартинформ, 2015. - 27с.

27. О Газоснабжении: федер. закон от 31.03.1999 N 69-ФЗ (ред. от 21.07.2014). - Москва, 1999. - 100 с.

Приложение 1

Схема тепловой сети

Рисунок 1 - Схема тепловой сети

Приложение 2

Перечень потребителей теплой сети

Таблица 1 - Перечень потребителей тепловой сети

№ п/п	Наименование отапливаемых зданий	Vн (М3)	Qo.p. (Гкал/час)
Центральная Котельная с. Тарногский Городок ул. Кирова, 16а.
1.	Здание почты ул.Советская д.43	6837	0,1406
2.	Здание гаража почты ул. Советская д.43	1156	0,03418
3.	Жилой дом ул.Кирова д.20	3123	0,0803
4.	Жилой дом ул.Кирова д.20а	3367	0,08448
5.	Жилой дом пер.Парковый д.3	4021	0,09797
6	Дом культуры ул.Советская д.41	6322	0,1061
7.	Гостиница с социальным центром и банком ул.Советская д.39	5209	0,115575
8.	Здание администрации сельского поселения	3506	0,07526
9.	Здание детсада «Теремок» ул.Кирова д.12	5356	0,0944
10.	Здание детсада «Улыбка»Песчаный переулок д.1	3413	0,06723
11.	Здание детсада «Солнышко» ул.Советская д.13а	6207	0,1094
12.	Дом детского творчества ул.Кирова	2666	0,05252
13	МОУ ДОД «Тарногская школа искусств» ул.Советская д.23	2917	0,05461
14	Гараж школы искусств ул.Советская д.23	450	0,01331
15.	КЦСОН	1139	0,036136
16	Здание администрации района	4303	0,092366
17.	Гараж управления образования	545	0,016115
18.	Магазин маслозавода	502	0,008973
19.	Здание сбербанка	1742	0,037393
20.	Здание кафе	466,3	0,0078338
21.	Здание центральной котельной ул.Кирова	576	0,002765

Размещено на Allbest.ru

...