Диссертация (781919), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Количество и длина труб зависят от расчетного теплового потока, передаваемого от горячих газов рабочей среде котла.Толщина труб является функцией давления и температуры рабочей среды.В соответствии с предлагаемой методологией разработки стоимостных моделей для оценкиметаллозатрат первоначально необходимо определить объем материала детали. Объем материала, необходимого для изготовления трубы может быть определен по формуле (5.4). Масса трубы Mтр, в свою очередь, определяется по формуле (5.5).тртрπ∙тр∙ρст ∙ π ∙тртр4тр∙тр(5.4),тр4,(5.5)276где Dтр – внешний диаметр трубы, м;dтр – внутренний диаметр трубы, м;lтр – длина трубы, м;ρст – плотность стали, из которой изготовлена труба, кг/м3.Трубные пакеты поверхностей состоят из большого количества отдельных труб, поэтомумасса металла, расходуемого на изготовление поверхности нагрева, Mпн определяется как произведение массы одной трубы Mтр на их количество nтр (формула (5.6)).пнρст ∙ π ∙тртр∙тр4∙(5.6)тр ,Подставив в формулу 5.6 выражение (5.3) для определения минимальной толщины стенкипри заданном уровне внутреннего давления p, и выразив внешний диметр через толщину стенкии внутренний диаметр (Dтр = dтр + 2·δ), получим выражение (5.7) для определения массы поверхности нагрева в зависимости от давления в ней.ρст ∙ π ∙пнтр∙∙тртр∙∙σ∙δσ∙δ.(5.7)Количество труб, необходимое для пропуска требуемого расхода пара G, при рекомендуемых значениях массовой скорости (ρ·ω) может быть определено по формуле (5.8).4∙трρ∙ω ∙π∙.(5.8)трОкончательное выражение для определения массы поверхности нагрева с учетом зависимости количества труб в пакете от расхода пара имеет вид (5.9).пнρст ∙тр∙∙σ∙δσ∙δ∙4∙.ρ∙ω(5.9)Структура модели оценки металлозатрат, отражающая взаимосвязь определяющих параметров – температуры, давления и расхода свежего пара, и массы отдельных элементов котельной установки представлена на рисунке 5.4.277nпнi – количество труб i-й поверхности нагрева; lпнi – длина труб i-й поверхности нагрева;ρмет.пнi – плотность металла i-ой поверхности; σмет.пнi – допускаемое напряжение металла i-ойповерхности нагрева; Цмет.i – цена металла i-ой поверхности нагрева; МЭК – масса экономайзера;МНРЧ – масса НРЧ; МШПП – масса ШПП; МКПП – масса КПП; Мколл – масса коллекторов; Sмет –затраты на металлРисунок 5.4 – Структура модели оценки металлозатрат на создание котельной установкиДля эффективного использования в процессе моделирования выражения (5.9) необходиморазработать ряд вспомогательных зависимостей, которые позволят определять давление, температуру и длину труб в поверхностях нагрева котельной установки в зависимости от начальногодавления p0 и температуры пара t0.
Такие зависимости могут быть установлены на основе проведенных вариантных расчетов, результаты которых представлены в таблицах 5.2, 5.3 и 5.4.Таблица 5.2 – Давления в поверхностях нагрева котельной установки при различных давленияхсвежего параДавление свежего пара p0, МПаДавление в экономайзере, МПаДавление в НРЧ, МПаДавление ВРЧ, МПаДавление в ШПП, МПаДавление в КПП, МПаДавление в ППП1, МПаДавление в ППП2, МПа2630,45328,78427,83827,49326,8635,4065,1832832,50830,71929,87329,52828,8985,8075,5963034,67632,88732,34131,68631,0666,1715,9543236,89935,0134,16433,71933,1896,4146,2163539,95338,16437,31836,97336,3436,6696,457278Таблица 5.3 – Температуры рабочей среды в поверхностях нагрева при различных температурахсвежего параТемпература свежего пара t0, °СТемпература в экономайзере, °СТемпература в НРЧ, °СТемпература в ВРЧ, °СТемпература в ШПП, °СТемпература в КПП, °СТемпература в ППП1, °СТемпература в ППП2, °С580331383,75413,59453,85580481,8580620341388,22421,82479,02620522,22620660353395,41440,48524,94660563,63660700369409,89470,17584,43700603,03700720380417,7497,06629,08720623,24720Таблица 5.4 – Длины труб в поверхностях нагрева при различных температурах свежего параТемпература свежего пара, °СДлина труб экономайзера, мДлина труб НРЧ, мДлина труб ВРЧ, мДлина труб ШПП, мДлина труб КПП, мДлина труб ППП1, мДлина труб ППП2, м580167,1216,916,950,2963,5173,1970,18620169,216,916,951,577,2677,1770,88660172,116,916,954,682,681,6272,2772017716,916,960,487,698,3276,2В результате математической обработки данных вариантных расчетов (таблица 5.2) былиполучены аналитические выражения с (5.10) по (5.16), позволяющие определить ориентировочное значение максимальнго давления в трубах соответствующих поверхностей нагрева котельной установки в зависимости от уровня давления свежего пара.0,0018 ∙ЭКНРЧ1,1714 ∙1,0584 ∙1,17,0,3843,(5.10)(5.11)ВРЧ0,0068 ∙1,4701 ∙5,8316,(5.12)ШПП0,0031 ∙0,8651 ∙2,9141,(5.13)0,093,(5.14)0,0008 ∙1,008 ∙ППП0,0053 ∙1,0706 ∙0,1843,(5.15)ППП0,0206 ∙1,2546 ∙0,5752,(5.16)КППгде pэк, pНРЧ, pВРЧ, pШПП, pКПП, pППП1, pППП2 – максимальное давление рабочей среды в экономайзере, нижней и верхней радиационных частях, ширмовом и конвективном пароперегревателях,первой и второй ступенях промежуточного пароперегревателя соответственно, МПа.279Аналогичный подход был применен для получения функций максимальных температур рабочей среды в поверхностях нагрева котельной установки от температуры свежего пара.
Полученные в результате вариантных расчетов данные (таблица 5.3) обобщены аналитическими выражениями с (5.17) по (5.23), позволяющими оценить максимальную температуру пара в поверхности нагрева котла и выбрать подходящую для изготовления труб марку стали.0,0012 ∙ЭК1,183 ∙622,3,(5.17)НРЧ0,0024 ∙2,8052 ∙1230,4,(5.18)ВРЧ0,0024 ∙4,9325 ∙1849,7,(5.19)ШПП0,0062 ∙6,7829 ∙2313,1,(5.20),КППППП104,14,1,0103 ∙ппПППпп(5.21)пп .(5.22)(5.23)где tэк, tНРЧ, tВРЧ, tШПП, tКПП, tППП1, tППП2 – максимальная температура рабочей среды в нижней иверхней радиационных частях, экономайзере, ширмовом и конвективном пароперегревателях,первой и второй ступенях промежуточного пароперегревателя, °С;На основе результатов конструкторских вариантных расчетов (таблица 5.4) были разработаны уравнения изменения длин поверхностей нагрева котельного агрегата в зависимости оттемпературы свежего пара с (5.24) по (5.28).ЭК0,0002 ∙0,131 ∙190,79,ШПП0,0003 ∙0,3614 ∙163,17,(5.25)КПП 0,0013 ∙1,891 ∙586,61,(5.26)ППП0,0011 ∙1,2299 ∙423,11,(5.27)ППП0,0003 ∙0,3108 ∙158,96.(5.28)(5.24)где lэк, lШПП, lКПП, lППП1, lППП2 – длина поверхностей нагрева экономайзера, ширмового и конвективного пароперегревателей, первой и второй ступеней промежуточного пароперегревателя, м.280Расход металла на изготовление котельной установки МК определяется как сумма расходаметалла на производство поверхностей нагрева, каркаса и коллекторов в соответствии с выражением (5.29).КНРЧВРЧШППКППППППППэккаркколл ,(5.29)где МНРЧ, МВРЧ, МШПП, МКПП, МППП1, МППП2, Мэк, Мкарк, Мколл – масса нижней и верхней радиационных частей, ширмового и конвективного пароперегревателей, первой и второй ступеней промежуточного пароперегревателя, экономайзера, каркаса котла и коллекторов соответственно, т.Наряду с затратами на приобретение сырья, материалов и комплектующих, стоимость создания котельной установки включает затраты, связанные с оплатой труда производственного иадминистративно-управленческого персонала, задействованного в изготовлении котла, а такжезатраты на НИОКР и проектирование.Очевидно, что трудоемкость изготовления котельной установки зависит от ее массогабаритных характеристик, которые в свою очередь определяются уровнем начальных параметров ирасходом пара.
Поэтому для корректной оценки стоимости котельных установок перспективных высокотемпературных энергетических комплексов модель оценки затрат на оплату трудаработников, задействованных в процессе производства, взаимосвязана с моделью оценки металлозатрат.Расчет затрат на изготовление котельной установки построен на оценках трудоемкости изготовления каждой части котельной установки в отдельности.Для определения значений удельной трудоемкости изготовления поверхностей нагрева котельной установки была использованы данные, представленные в работе [313]. В таблице 5.5приведены нормы времени на изготовление отельных частей котельного агрегата с указаниемперечня работ.Основной рабочей силой при выполнении работ, связанных с изготовлением поверхностейнагрева котельной установки, являются сварщики и монтажники.
В соответствии со сложившейся практикой состав одного рабочего звена включает одного сварщика и двух разнорабочих. На каждого прораба приходится три сварщика, а на одного начальника участка – 10 прорабов. При расчете учитывалась также оплата использования специальной техники, размер которой составляет 25-30 % от стоимости монтажных работ.Для котельных установок с различными комбинациями начальных параметров пара (p0/t0)одинаковой паропроизводительности, равной 692,5 кг/с, были определены трудозатраты покаждой из поверхностей нагрева, а также сборным и распределительным коллекторам (таблица5.6).281Таблица 5.5 – Нормы времени на изготовление отдельных частей котельного агрегата№п/пЧасть котельного агрегата1НРЧ, ВРЧ2ШПП3КПП4ППП1, ППП25Экономайзер6КоллекторыНорма трудоемкости,чел.·ч/тПеречень работПодбор, разметка, резка, гнутье, плазировка, прокатка, установка труб с деталями дистанционирования, сварка.Подбор труб, входной контроль, разметка, резка, гнутье, сборкав змеевик (пакет, ширму) с установкой деталей дистанционирова ния.
Прокатка шаром, зачистка под контроль металла,гидравлическое испытание, установка труб с деталями дистанционирования, сваркаПодбор труб, входной контроль, разметка, резка, гнутье, сборкав змеевик (пакет, ширму) с установкой деталей дистанционирования. Прокатка шаром, зачистка под контроль металла, гидравлическое испытание. Установка труб с деталями дистанционирования, сварка.Подбор труб, входной контроль, разметка, резка, гнутье, сборкав змеевик (пакет, ширму) с установкой деталей дистанционирования. Прокатка шаром, зачистка под контроль металла, гидравлическое испытание.
Установка труб с деталями дистанционирования, сварка.Установка новых змеевиков с деталями дистанционирования,сварка. Зачистка под контроль металла. Установка обмуровочных блоков. Установка труб с деталями дистанционирования,сварка.Изготовление коллектора с установкой штуцеров и донышек.Установка коллектора с опорами, подвесками и реперами287,01178,38186,21186,21202,25260,22Таблица 5.6 – Структура трудозатрат на изготовления поверхностей нагрева котла, %p0/t0,МПа/°СэкономайзерНРЧСРЧВРЧШППКППППП1ППП2коллекторы23,5/54025,3/57027,1/60029/63031/66033/69035/72012,9312,889,4511,495,4228,077,691,3910,6813,5012,519,0611,015,5027,758,961,6610,0714,0712,238,7510,625,5927,539,861,859,5014,6312,028,4710,255,6727,2810,682,028,9715,2111,888,239,945,7527,0711,272,168,4915,7711,788,019,635,8026,8211,872,308,0216,3611,757,849,385,8926,6312,172,377,61Интегрировав все полученные зависимости и собранные данные в модель оценки стоимости был осуществлен переход к определению зависимостей изменения стоимости котла от паропроизводительности и параметров генерируемого пара.Разработанная стоимостная модель применима для прогнозирования стоимости котельныхустановок с различными компоновочными схемами, поскольку изменение компоновки котельной установки практически не влияет на требуемую площадь поверхностей нагрева и, как следствие, не сказывается на их массогабаритных характеристиках.2825.2.2 Разработка модели оценки стоимости паротурбинной установкиРазработка модели для прогнозирования стоимости высокотемпературной паровой турбиныдля перспективных энергетических комплексов простроена на тех же принципах, что и разработка модели котельной установки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
