150835 (Реконструкция схемы внутристанционных коллекторов теплосети)

Аннотация

Пояснительная записка содержит 90 страниц, в том числе 8 рисунков, 35 таблиц, 21 источник. Графическая часть выполнена на 7 листах формата А1.

В данном проекте рассматриваются основные вопросы, связанные с расчетом и проектированием новой трассы внутристанционных коллекторов на территории Орской ТЭЦ-1. В проекте приведены основные теоретические сведения, необходимые для расчета. Производится тепловой, гидравлический расчет, определен диаметр трубопроводов трассы, выбор изоляционного слоя.

Рассмотрен узел деаэрации для подпитки теплосети. Произведен выбор деаэраторов и расчет эжекторов к ним. Осуществлен выбор теплообменного аппарата, тепловой расчет охладителя выпара, выполненного из собственных материалов ОТЭЦ-1.

В электрической части произведен выбор насосов для системы подпитки и кабелей к ним.

Положительный результат проекта показывает технико-экономический расчет.

Монтаж новых трубопроводов необходимого диаметра обеспечивает надежную и качественную работу системы, возможность снизить тепловые и гидравлические потери, срок службы трассы до первой технической диагностики составляет 30 лет.

Содержание

Введение

1 Характеристика объекта проектирования

1.1 Сведения о предприятии

1.2 Описание технологического процесса предприятия

1.3 Характеристика системы энергообеспечения предприятия

1.4 Характеристика объекта проектирования

1.5 Постановка задачи проектирования

1.6 Назначение, перечень основных узлов и принцип работы

оборудования

2 Проектирование системы внутристанционных коллекторов

2.1 Гидравлический расчет тепловой сети

2.2 Тепловой расчет теплосети

3 Тепловой расчет проектируемой схемы

теплосети

4 Гидравлический расчет теплосети

4.1 Гидравлический расчет трубопроводов теплосети

4.2 Проектируемая схема теплоснабжения

5 Реконструкция деаэрационной установки

5.1 Деаэрационная установка ДСА-300

5.2 Деаэратор АВАКС

5.2.1 Устройство и принцип работы

5.2.2 Проектирование схемы

5.2.3 Расчет теплообменного аппарата

5.3 Охладитель выпара

5.4 Водоструйные эжекторы

6 Электрическая часть установки насосов

7 Установка частотно-регулируемых приводов на сетевые насосы

7.1 Исходные данные

7.2 Назначение системы

7.3 Конструкция и принцип действия

8 Безопасность жизнедеятельности

8.1 Меры безопасности при эксплуатации тепловых сетей

8.2 Меры безопасности при эксплуатации теплового оборудования

8.3 Меры безопасности при гидравлическом испытании тепловой сети

8.4 Потенциально опасные и вредные производственные факторы

8.5 Воздействие опасных и вредных производственных факторов

8.6 Защита от опасных и вредных производственных факторов

8.7 Расчет общего искусственного освещения

9 Технико- экономическое обоснование

9.1 Определение суммы капитальных вложений деаэрационную

установку

9.2 Расчет стоимости электроэнергии и теплоэнергии

9.3 Рентабельность и прибыль проекта

9.4 Эффективность и срок окупаемости проекта

9.5 Технико- экономический расчет при проектировании системы теплоснабжения

Заключение

Список использованных источников

Введение

Система теплоснабжения представляет собой совокупность трубопроводов, установок и устройств для производства, распределения и использования тепловой энергии, гидравлически связанных между собой подающими и обратными трубопроводами сетевой воды.

Надежность работы тепловых сетей и экономичность передачи тепла — основные вопросы транспортирования тепла. Тепловые сети — сооружения дорогие и металлоемкие; при рациональном выполнении тепловых сетей можно сэконо­мить много средств и металла. Первоочередной задачей проектирования тепловых сетей яв­ляется выбор трассы. При решении этого вопроса необходимо стремиться прежде всего к обеспечению надежной и бесперебой­ной работы сетей, их минимальной протяженности, минималь­ного объема строительно-монтажных работ, удобства производ­ства этих работ .

С ростом города и промышленности растет и теплопотребление. Основной предпосылкой рациональной прокладки трубопроводов является проложение трубопроводов с учетом возможности дальнейшего их расширения.

Долговечность тепловых сетей обеспечивается отсутствием коррозии с внешней и внутренней стороны труб. Соблюдение этих условий достигается не только правильным проектированием и выполнением сооруже­ния, но также надлежащей эксплуатацией, поддерживанием соответствующих режимов, организацией контроля и профи­лактических мероприятий.

Внешняя коррозия труб предотвращается высококачествен­ной термоизоляцией.

В защите от внутренней коррозии прежде всего следует заботиться об удалении кислорода из подпиточной воды. Содержание кислорода в воде не должно превышать 0,1 мг/л. Наличие кислорода ведет к быстрому разрушению системы. Удаление кислорода из воды осуществляется при помощи термических деаэраторов и новых вихревых деаэраторов АВАКС, работающих при температуре 60-80 ⁰С, оптимальной с точки зрения затрат на поддержание вакуума и температурного режима теплосети.

В процессе эксплуатации необходимо стремиться к достиже­нию высоких экономических показателей теплоснабжения: к со­кращению расхода топлива при выработке тепла, к уменьшению теплопотерь и расхода энергии на передачу тепла потреби­телям.

Расходы энергии на перекачку связаны с удель­ными расходами теплоносителя и расчетными параметрами сети. Чем меньше удельные потери давления в трубах, тем меньше расход энергии на перекачку. Чтобы обеспечить большую точность измерений, определение гидравлических по­терь производят при возможно максимальных расходах теплоно­сителей.

В водяных системах теплоснабжения основное теплофикационное оборудование ТЭЦ состоит из пароводяных подогревателей, сетевых насосов, установок для подготовки подпиточной воды, включающих водоподготовку, деаэрационные устройства, аккумуляторы горячей воды и подпиточные насосы. В совокупности это оборудование носит название подогревательной установки.

Пароводяной подогреватель – основной элемент подогревательной установки – представляет собой поверхностный рекуперативный аппарат кожухотрубчатого типа. Он предназначен для подогрева сетевой воды, необходимой для нужд отопления и горячего водоснабжения, за счёт использования теплоты пара низкого давления, поступающего из отбора турбины.

В связи с истощением топливных ресурсов и ростом цен на них возникает проблема экономичного использования топлива. Эта проблема частично решается за счёт применения современного, более совершенного оборудования. В частности, при замене кожухотрубчатых подогревателей сетевой воды на пластинчатые, сокращается потребление пара подогревательной установкой, а, следовательно, снижается расход топлива на производство пара при одинаковых значениях его параметров.

Пластинчатый теплообменный аппарат – это аппарат поверхностного типа, теплопередающая поверхность которого образована из тонких штампованных гофрированных пластин.

Пластинчатые теплообменные аппараты обладают рядом преимуществ по сравнению с кожухотрубчатыми. Это:

1. компактность;

2. меньшие затраты на монтаж оборудования;

3. манёвренность;

4. стойкость к циклическим нагрузкам, вибрации;

5. визуальный контроль состояния теплообменной поверхности;

6. минимальные потери тепла в окружающую среду;

7. малая скорость возникновения отложений, возможность восстановления поверхности, механической очистки.

Необходимо также неуклонно повышать производительность труда путем внедрения новой техники, передовых методов труда, изучать новые конструкции изоляции, рационализации и изобрета­тельства. Внедрение нового- это культура теплоэнергетики. Без культуры нет прогресса и будущего теплоэнергетики.

1 Характеристика объекта проектирования

1.1 Сведения о предприятии

Орская ТЭЦ-1 введена в эксплуатацию 19 ноября 1938 года, это одно из важнейших предприятий в жизнеобеспечении города. Вся вырабатываемая ТЭЦ-1 тепловая и электрическая энергия направляется на удовлетворение потребностей в электроснабжении, отоплении и горячем водоснабжении г.Орска, покрытии паровых нагрузок промышленных предприятий правобережной части города. В настоящее время установленная мощность составляет:

• электрическая– 245 МВт;

• тепловая– 1349 Гкал/час.

На ТЭЦ-1 установлено пять энергетических котлов, четыре турбогенератора и четыре водогрейных котла.

Основным видом топлива для энергетических и водогрейного котлов является природный газ. Резервным топливом энергетических и водогрейных котлов служит мазут.Потребителями тепловой энергии в паре являются крупнейшие предприятия города – ОНОС, ЮУМЗ, ОФБТ “Ника”, ЗЖБИ, ЗАО “Городская промышленная компания”, в горячей воде – ОПТС, ЮУМЗ, ОТУ, Орский машиностроительный завод, ОЗЛМК, ОНХМ-2.

Водоснабжение станции осуществляется от береговой насосной, расположенной на реке Урал. Техническая вода, необходимая для технологических нужд станции, подается насосами по двум промышленным водоводам диаметром 700 мм.

1.2 Описание технологического процесса предприятия

Целью технологического процесса ТЭЦ является производство перегретого пара, горячей воды и электроэнергии.

Основой процесса является сгорание топлива с превращением химически связанной энергии в тепловую. В котле вода нагревается до температуры кипения, испаряется и превращается в пар, который затем перегревается. Перегретый пар с T=550-560^оС и Р=140 ата из котла по трубопроводам подается в турбину, где его тепловая энергия превращается в механическую, передаваемую валу турбины и соединенному с ней ротору генератора. После прохождения турбины пар конденсируется и собирается в конденсаторе, из которого откачивается конденсатным насосом (КЭН) и, пройдя через подогреватели низкого давления (ПНД), поступает в деаэратор. Здесь он подогревается паром до температуры насыщения, при этом из него выделяются и удаляются в атмосферу кислород и углекислота, для предотвращения коррозии оборудования. Деаэрированная вода, называемая питательной водой, питательным насосом (ПЭН) прокачивается через подогреватели высокого давления (ПВД) и подается в котел. Такой способ означает возврат (регенерацию) теплоты в цикл и называется регенеративным подогревом. Благодаря ему уменьшается поступление пара в конденсатор, а следовательно и количество теплоты, передаваемой охлаждающей воде, что приводит к повышению КПД паротурбинной установки.

1.3 Характеристики системы энергообеспечения предприятия

Начальной точкой теплоснабжения ТЭЦ является ее котлотурбинный цех, из которого горячая вода для теплоснабжения поступает на теплопункты, в которых установлены коммерческие узлы учета, в том числе и для собственных нужд. После теплопунктов горячая вода идет на теплоснабжение производственных и административных зданий предприятия. Трубопровод, подающий горячую воду, называется прямым, а трубопровод, по которому вода возвращается обратно в котлотурбинный цех, называется обратным.

Из обратного трубопровода коллекторных сетевая вода поступает в бойлеры через конденсационные насосы. В бойлерах сетевая вода нагревается питательной водой из отборов турбин. Из бойлеров сетевая вода через насосы поступает в подающий трубопровод коллекторных. Из коллекторов питательной воды вода попадает в котлы, затем в турбины. С турбин- отборы на производство (на другие предприятия, на бойлеры, на мазутное хозяйство, чтобы подогревать мазут, на подогреватели душевой). С конденсатора отработанный пар турбины поступает в деаэраторы, где освобождается от кислорода, далее насосами прокачивается в котлы.

1.4 Характеристика объекта проектирования

Объектом проектирования являются внутристанционные коллекторы, подающие сетевую воду на теплопункты от бойлерных установок турбин №9, 10, 11 и водогрейных котлов №3 и №4.

Температурный график 150/70 ⁰С.

Прокладка трубопроводов наземная на высоких и низких опорах, частично подземная в непроходных каналах. Тепловая изоляция трубопроводов выполнена минеральной ватой с покрытием асбоцементной штукатуркой по металлической сетке, а при воздушной прокладке с металлическим кожухом.

Компенсация температурных удлинений осуществляется «П» – образными компенсаторами и за счет углов поворота трассы.

Срок эксплуатации трубопроводов тепловой сети более 35 лет.

Подпитка теплосети осуществляется с ХВО-3. Химически очищенная вода подается на деаэраторы ДСА-300 производительностью 300 т/ч. Насосами НПТС №5 и №6 подается в обратный коллектор сетевой воды.

1.5 Постановка задачи проектирования

Основной задачей является реконструкция существующей схемы теплоснабжения. Схема выполнена с использованием трубопровода диаметром 530, 630, 920 и 1020 мм, смонтированных более 35 лет назад.

В настоящее время существующая схема теплоснабжения устарела, из-за возможного увеличения расхода теплоносителя на 30% диаметр трубопровода меньше требуемого значения, что приводит к большим гидравлическим потерям, особенно в смешивающем коллекторе Ду 530. С применением новой изоляции снижаем тепловые потери. При замене труб приходим к сокращению затрат на ремонт трассы и техническую диагностику тепловой сети.