Исследование коэффициентов избытка воздуха и объемов продуктов сгорания. Основные проектные направления по газоснабжению. Расчет параметров аксиального завихрителя в тракте первичного воздуха. Описание схемы управления электродвигателем вентилятора.
Аннотация к работе
В данном дипломном проекте рассмотрен переводкотла ТП-200-1 на совместное сжигание бурого угля и природного газа. Проектом предусматривается реконструкция существующих горелок. В проекте произведен тепловой расчет котельного агрегата на максимальную нагрузку при совместном сжиганиидвух видов топлива.Для улучшения экологическойобстановки города, экономии затрат на топливо и в связи с истощением запасовугля Богословского месторождения возникла необходимость перевода котлов на совместное сжигание бурого угля Волчанского месторождения и природного газа нитки Игрим - Пунга-Серов - Нижний Тагил. Природный газ имеет следующие характеристики: теплота сгорания топлива Qнс= 36469 КДЖ/кг, плотность газа ? = 0,741 кг/м3. На газ переводятся все котлоагрегаты без повышения паропроизводительности с сохранением параметров пара. Совместное сжигание бурого угля и природного газа повлечет за собойснижение количества вредных выбросов. Реконструкции, связанной с переводом на сжигание второго вида топлива (природного газа) подлежат 12 котлоагрегатов: 3 котла ЛМЗ, 3 котла фирмы ?Комбайшен? и 6 котлов ТП-200-1.Останов котла-отсечка топлива, закрытие паровой задвижки за котлом, закрытие задвижкипитательной воды, аварийный слив из барабана котла - предусматривается при возникновении аварийных ситуаций: 1. перепитка барабана котла более 150 ммот среднего уровняводы в барабане; 2. упуск воды из барабана ниже 150 ммот среднего уровня; Предупредительная сигнализация оповещает о возможности возникновения таких ситуаций и срабатывает в слеtrialх случаях: 1. понижение уровня воды в барабане котла более 60 мм от среднего уровня; 2. повышение уровня воды вбарабане котла более 60 мм от среднего уровня; 3. понижение температуры перегретого пара ниже 390? С; Для автоматического регулирования на котле ТП-200-1 предусматривается установка следующихрегуляторов: 1. регулятор тепловойнагрузки котла; Регулятор тепловойнагрузкипри изменении расхода тепла к потребителю увеличивает или уменьшает подачу топлива на котел групповым реостатом пылепитателейилирегулирующим клапаном расхода газа. При срабатывании защиты котла по газу реле-повторитель(РПО) замыкает свои контакты в цепях аварийной сигнализации (ШЗА) иразмыкает контакты в цепях реле фиксации (РФ) защиты котла по газу.Рабочее место машиниста котла не соответствует требованиям нормативных актов по следующим показателям: тепловая нагрузка, запыленность, загазованность, шум, освещенность. По заключению аттестационной комиссии рабочее место машиниста котла условно аттестовано. Мероприятия по освещенности: 1.Установить дополнительные источники искусственного освещения; 2.Установить световые проемы или использовать установки профилактического ультрафиолетовогооблучения. На БТЭЦ осуществляется производственный контроль за: атмосферным воздухом, поверхностными и подземными водами в районе золоотвалов, почвой, снежным покровом, оборотной водой в системе ГЗУ, отходами. Загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются: 1) при сжигании угля: зола; сернистый ангидрид; оксидыазота; оксид углерода;На основании расчетов можно сделать вывод о том, что дымовая труба не подлежит реконструкции, и ее высота остается прежней;Н = 120 м.
План
2 СОДЕРЖАНИЕ
Реферат …………………………………………………………………….1 1. Введение …………………………………………………………………..4 2. Существующее положение на ТЭЦ, обоснование перевода…………...5 3. Описание ТЭЦ, тепловая схема
4trialходные данные……………………………………………………27 4.2.Состав топлива………………………………………………………27 4.3.Описание парогенератора…………………………………………..27 4.4.Коэффициентыизбытка воздуха, объемы пtrialтов сгорания……………………………………………………………...29 4.5.Энтальпии продуктов сгорания ..………………………………….30 4.6.Тепловойбаланс…………………………………………………….31 4.7.Топка....………………………………………………………………33 4.8.Фестон………………………………………………………………..35 4.9.Кипятильныйпучок…………………………………………………37 4.10.Пароперегреватель…………………………………………………38 4.11.Воздухоподогреватель (I ступень)………………………………..40 4.12.Водяной экономайзер (I ступень)…………………………………41 4.13.Воздухоподогреватель (II ступень)……………………………….42 4.14.Водянойэкономайзер (II ступень)………………………………..44 4.15.Сходимостьбаланса……………………………………………….45 4.16.Сводная таблица результатов расчета……………………………46
5. Газовое хозяйство
5.1.Характеристика объекта ..………………………………………….47 5.2.Основные проектные направления по газоснабжению ..………...47 5.3.Газорегуляторныйпункт……………………………………………47 5.4.Трасса газопровода среднего давления……………………………50 5.5.Внутрицеховойгазопровод котла………………………………….50
6. Спецтема -расчет горелочного устройства
6.1.Технические условия ..……………………………………………..52 6.2.Описание горелки ..………………………………………………...52 6.3.Расчет параметров вихревой пылегазовой горелки (ГЛЛ) ..…….54 6.4.Расчет параметров аксиального завихрителя в тракте первичного воздуха…………………………………………………55 6.5.Расчет параметров лопаточного завихрителя в тракте вторичного воздуха…………………………………………………56 6.6.Расчет тепловоймощности горелок и регламентируемых удельных теплонапряжений топки ..………………………………57
3 6.7.Расчет расстояний между горелками и поверхностью топки…………………………………………………………………58 6.8.Расчет гидравлического сопротивления горелок по первичному и вторичному каналам, расчет потери напора………………………………………………………………..58
7. Автоматика
7.1.Теплотехнический контроль ..……………………………………..59 7.2.Защита котла ..………………………………………………………59 7.3.Сигнализация………………………………………………………..60 7.4.Автоматическое регулирование……………………………………60
9.1.Определение величиныкапиталовложений в проект…………….66 9.2.Расчет затрат на производство……………………………………..66 9.3.Себестоимость годовогообъема производства тепла...………….68 9.4.Себестоимость 1 Гкал отпущенной тепловой энергии...…………68 9.5.Расчет дохода предприятия ..………………………………………68 9.6.Определение ожидаемой прибыли ..………………………………68 9.7.Дисконтированная прибыль предприятия ..………………………69
10.Безопасность и экологичность проекта 10.1.Введение……………………………………………………………70 10.2.Безопасность проекта……………………………………………...71 10.3.Экологичность проекта……………………………………………74 10.4.Чрезвычайные ситуации…………………………………………..78 10.5.Расчет высоты дымовой трубы ..…………………………………80
Библиографический список
Вывод
Рабочее место машиниста котла не соответствует требованиям нормативных актов по следующим показателям: тепловая нагрузка, запыленность, загазованность, шум, освещенность. По заключению аттестационной комиссии рабочее место машиниста котла условно аттестовано. Возможные последствия для здоровья машиниста котла: тепловой удар, заболевания легких, онкологические заболевания, частичная потеря слуха, зрения. Разработан план мероприятий по оздоровлению условий труда.
10.2.5. Мероприятия, рекомендуемые по улучшению условий труда. Мероприятия для поддержания оптимальныхпоказателеймикроклимата: 1.Установка фильтров на заборное устройство приточной вентиляциии поддержание надлежащего воздухообмена в помещении;
6.Балансировка роторов, валов, использование подшипников скольжения. Мероприятия по оздоровлению воздушной среды: 1.Своевременное устранение неплотностей иполомок в топливном тракте и работе оборудования;
2.Поддержание наиболее оптимального процесса горения топлива. Мероприятия по освещенности: 1.Установить дополнительные источники искусственного освещения; 2.Установить световые проемы или использовать установки профилактического ультрафиолетовогооблучения.
74
10.2.6.Пожарная безопасность.
Пожаробезопасность на БТЭЦ обеспечивается мерами, предусмотренными ГОСТ 12.1.004-91 - ?29?. Категория по взрыво- ипожаробезопасностипо НПБ 105-95 -?30? - Г. Класс помещения по ПУЭ для выбора типа электрооборудования -П-1. Степень огнестойкости -II.
Пожаро- и взрывоопасные вещества иматериалы: наличие осветительных и силовых сетей электрооборудования, наличие осаждающейся угольной пыли, газовые разводкиприродного газа, ацетилена и кислорода, наличие сгораемых листов при текущих ремонтах.
Первичные средства пожаротушения:огнетушители углекислотные ОУ-2, ОУ-5,ОУ-8, пожарные краны по периметру котельного отделения, ящики с песком. Для оповещения людейо пожаре служит пожарная сигнализация. Эвакуация людей при пожаре -через дверные проемы. Количество выходов -4. Двериоткрываются понаправлению выхода из здания.
План эвакуациипри пожаре
? ? ?
? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ?
?- пожарный кран ?- огнетушитель
?- доступный телефон
10.3. Экологичность проекта.
Положение о производственном экологическом контроле разработано на основании Закона РФ ’’Об охране окружающей среды’’, ст71. Онрегламентирует контроль за выбросами, сбросами и размещением вредныхвеществ производственнойдеятельности ТЭЦ.
Богословской ТЭЦ выдан Государственный акт на право собственности на землю для размещения золопроводов изолоотвалов на 433,57 га и для размещения
75 промплощадки на 35,02 га. В зоне влияния предприятия водоохранных зон, лесопарков, лесов, памятников природынет. На БТЭЦ осуществляется производственный контроль за: атмосферным воздухом, поверхностными и подземными водами в районе золоотвалов, почвой, снежным покровом, оборотной водой в системе ГЗУ, отходами.
10.3.1. Атмосферный воздух.
Нормирование выбросов в атмосферный воздух определяется томом ПДВ. На ТЭЦ организован учетный контроль выбросов загрязняющих веществ: - с дымовыми газами из дымовых труб № 1-4;
- с дымовыми газами от передвижныхисточников; - отаспирационных установок цеха топливоподачи; - от пыления золоотвала и открытого склада угля.
Загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются: 1) при сжигании угля: зола; сернистый ангидрид; оксидыазота; оксид углерода;
2) при сжигании природногогаза: оксиды азота;оксид углерода. Эффектом суммирования вредного действия обладают при этом приземные концентрацииоксидов азота, сернистого ангидрида и золы. Для всех загрязняющих веществ установлены нормативы предельно допустимыхприземных концентраций.
Количество выбросов в атмосферный воздух: 1) твердые - 8624,1 т/год;
На станцииорганизован систематическийи разовый контроль за выбросами в атмосферу. Систематический контроль осуществляется по графику, согласованному с Департаментом природныхресурсов ПОСВЕРДЛОВСКОЙ области. Выбросы определяются расчетным методом при помощи данных, полученныхпри замерах. Производятся замерына содержание в дымовых газах CO2 , CO, SO2 , NO2, NO. После замеров данные обрабатываются и затем передаются в службу ОАО Свердловэнергодля дальнейшей обработки и передачи в СООС. Разовый контроль выбросов осуществляется:после выхода котла из капитального ремонта, после реализации воздухо-охранного мероприятия, при переводе котла на длительное использование нового топлива,при завершении режимно- и пусконаладочных работ. Разовый контроль осуществляется путем непосредственного определения содержания в дымовых газахнормируемых вредных веществ с помощью переносного газоанализатора.
76
10.3.2. Поверхностные и подземные воды, оборотная вода ГЗУ.
Объектом экологического мониторинга является действующий золоотвал БТЭЦ площадью около2,2 км2 и емкостью 1,2 млн. м3, расположенный примерно в 2,5 км к северу от промплощадки БТЭЦ. Золоотвал работает пооборотной схеме гидрозолоудаления. Наблюдения за составом поверхностныхи подземных вод последний раз проводились в марте и августе 2003 года. В качестве показателя техногенного загрязнения рассматривалась осветленная вода золоотвала. Качество поверхностных водоценивалось понормативам, предъявляемым к рыбохозяйственным водоемам.
Сводные результаты исследований, мг/дм3 30.06.03 Таблица № 31
Наиме- РН Жест- Са Mg Fe F NO3 Mn Al Cu V Se нование кость норматив 6-9 7,0 - 0.3 0.7 40 0.1 0.04 0.001 0.001 0.0016
Влияние золоотвала на подземные воды проявляется в изменении химическогосостава подземных вод, вскрытых вблизи золоотвала. Влияние на поверхностные воды проявляется в техногенном загрязнении водрек Взвозной и Турьи выше влияния золоотвала. Загрязнения ВОДРЕКИТУРЬИ со стороны золоотвала БТЭЦ не наблюдается.
Богословская ТЭЦ не является самостоятельным водопользователем. Сброс осветленных вод в реку Турья отсутствует. Часть ПЛК передается на очистные сооружения ОАО БАЗ. Контроль оборотных водв системе ГЗУ проводится химической лабораторией БТЭЦ.
10.3.3. Снежный покров, почва.
Анализ почвына границе санитарной зоны до настоящеговременине проводился. На 2004 год утвержден график контроля почвенного покрова, выполнение которого намеченона летний период заявленного года. Анализ почвы в районе золоотвала проводится химической лабораторий БТЭЦ.
77
Результаты анализов почвы в районе золоотвала 15.07.03. Таблица № 32
1 2 3 4 5 норма Показатель
Влажность грунта, % 8,4 8,4 9,9 10,0 8,7 десятки
Объемная масса грунта 2,1 2,17 2,0 2,2 2,2 2,0 (плотность),г/см3
На все виды отходов ежегоднооформляются лимиты на их временное размещение на территории ТЭЦ и передачу другим организациям, с которыми заключаются соответствующие договора. Во всех подразделениях БТЭЦ в процессе производства ижизнедеятельности образуются отходы. В том числе: - золы и шлаки котельные, образуются в процессе очистки дымовых газов, транспортировка гидротранспортом на золоотвал, (кл. оп. -5);
- лом, стружка ипыль черных металлов и сплавов, образуется в процессе производства ремонтных работ, отходысдаются во Вторчермет, (5);
- отработанные турбинное и индустриальное масла, образуются в процессе замены отработанного масла, отходыпередаются НАСЕРОВСКУЮ ГРЭС по договору, (3);
- шлам от умягчения воды, транспортируется гидротранспортом на золоотвал, (класс опасности - 4);
- промасляная ветошь, образуется в процессе эксплуатацииоборудования, отход стирается, затем передается на городскую свалку, (3);
- лампы люминесцентные ртутьсодержащие, транспортируются автомобильным транспортом в город Екатеринбург для демеркуризации в Муниципальное предприятие проблем промотходов, (1).
10.3.5.Применяемые и рекомендуемые мероприятия по повышению экологическойбезопасности объекта.
-реконструкция и ремонт золоулавливающих установок.
78
Рекомендуемые мероприятия: -выполнение работ поочистке откосов ограждающихдамб золоотвала и водоотводящихканав от деревьев икустарниковойрастительности;
-разработка проекта организациии обустройства санитарно-защитной зоны БТЭЦ;
-корректировка проекта ’’Рекультивация золоотвала №1’’.
10.4. Чрезвычайные ситуации.
пп
№
1
2
3
4
5
6
Наименование ситуации Снегопады, аварийной снежные заносы, сильные ливни
Повреждение еtrialи с серной кислотой, аммиаком
Выброс химически отравля-ющихвеществ на АО БАЗ (15
Возникновение объекте т хлора) пожаров на оборудовании
При каки Возможн Способы и средс Меры по авар. сит. последствий возможна аварий, аварий аварий
Выпадени Невозможность Своевременна большого е прохода,проезда, уборка снега, я количества выхода иззданий, осмотр и ремонт снега,силь- обрушение крыш, крыши икровли, ные ветры, затопление, контроль за ливневые выход из строя состоянием ПЛК, - дожди оборудования исключение возможности попадания осадков на эл. оборудование
Нарушение Человеческие Строгая трудовая Рассеивание износ обору- ние тяжкого вреда людение требова- водой, среза-несоблюде- века, заражение контроль за состоя- та, изоляция пасности,низ- среды, матери- замена изнош. техн. нейтрализация дисциплина кисл.раств-ом технологий, жертвы, нанесе- дисциплина, соб- распыленной дования, здоровью чело- нийбезопасности, ние слоя грун- ние мер безо- окружающей нием оборудования, места песком, кая трудовая альныйущерб обор-ия слабым щел. и Распыл водой, промыв большим количест-? ? ? сок, возд.-мех. вом воды, пе- пена, щелочной раствор
Несоблюде- Возможность по- Срочно прини- ние ППБ, ЧС жара в др. цехе, маемые меры природ. взрыв, разруше- по тушению характера ния, выброс про- ? очагов пожа- и ру, челов.жертвы, ния, своевре-поврежд.обор-ия оповещение дуктов горения в ров средствам раб.зону,атмосфе- пожаротуше- ущерб здоровью, менное
Износ Опасность пожа- Срочное и оборудования, ра, взрыва, разру- своевр.устра-ПТБ здоровью, челов. восстановле-ная деят-ть, н- полная остановка на, установка охр. , ности предпр. персонала, - ния с ГЩУ, оста- сигнализации, ? несоблюдение шения, матер. нение аварий ущерб, ущерб и неполадок, нение окр. среды жертвы, загряз- ние деятель-
Слабая охра Частичная или Произв. дисципли- невнимание деят-ти станции, видео наблюдения со стороны потеря управле- установка
? скрытые со нов предпр-ий бдительность юзники на города, угроза персонала trialte жизни человека
79
Защита персонала: оповещение, выдача индивидуальных средств защиты (противогазы, респираторы, медицинские средства защиты), убежища, укрытия.
Схема организациигражданской обороны БТЭЦ
Группа охраны обществ. порядка
Зам НГО по инж.-техн. части комиссия по ЧС
Зам НШ по оперативной разведывательной части
НГО Директор
ШТАБ ГО
Председатель эвакокомиссии
Командир аварийно-технической команды
Помощник НШ по связи
Звено связи
Пом НШ по медицинскому обеспечению
Сан. пост
Пом НШ по инженерной защите
Звено обслуживания убежищ
Пом НШ по материально техническому обеспечению
Пост радиац.-технического наблюдения
80
? ?
? ?
B ?
= 16,46
10.5. Расчет высоты дымовой трубы.
H ?
A?M ?F ?m?n?3 z
СП ?3 V ??T
, м
5.1.Топливо- бурый уголь
A = 160; F = 1.5; n = 2; m = 1.0; z = 4; С = 0,4 г/м3;Сп= 0,085 мг/м3;
Vг0 = 3.27 м3/кг; ? = 1.33;
Dk ?іп? ?іпв?? QРН ??
=
200?103?3270,5?570,3? 9965?0,9145?3600
кгс
V = Vг0? B ? ? = 3,27 ? 16,46 ? 1,33 = 71,59 м3/с M = V ? C = 71,59 ? 0,4 = 28,64 г/с
?Т = тух- тн? = 130 35 = 165 ?C
H ?
160?28,64?1,5?1,0?2?3 4
0,085?3 71,59?165
?106,2 м
5.2.Топливо-бурый уголь и природный газ
С = 0,4 0,091? 0,08 = 0,41 г/м3
Vг0 = 3,27 0,091 ? 10,86 = 4,26 м3/кг
200?103 ??3270,5?570,5? кг 13284?0,9145?3600
B ? ?12,35 с
V = 4,26 ? 12,35 ? 1,33 = 69,94 м3/с M = 69,94 ? 0,41 = 28,68 г/с
H ?
160?28,68?1,5?1,0?2?3 4
0,085?3 69,94?165 м
?106,7На основании расчетов можно сделать вывод о том, что дымовая труба не подлежит реконструкции, и ее высота остается прежней;Н = 120 м.
81
Список литературы
1. Тепловойрасчет котельных агрегатов (Нормативный метод) под ред. Кузнецова Н.В., М.: Энергия, 1973.
2. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.И., Справочник покотельным установкам малой производительности, М.: Энергоатомиздат, 1989.
3. Справочник по котельным установкам (Топливо. Топливоприготовление. Топки и топочные процессы) под ред. М.И.Неуймина, Т.С.Добрякова, М.: Машиностроение, 1993.
4. В.А.Двойнишников, Л.В.Деев, М.А.Изюмов, Конструкция и расчет котлов и котельных установок, М.: Машиностроение, 1988.
5. В.Я.Рыжкин, Тепловые электрические станции, М.: Энергоатомиздат,1987. 6. Н.Л.Стаскевич, Г.Н.Северинец, Д.Я.Вигдорчик, Справочник по газоснабжениюи использованию газа, Л.: Недра, 1990.
7. И.И.Павлов, М.Н.Федоров, Котельные установки и тепловые сети, М.: Стройиздат, 1986.
8. ОСТ 108.030.26-78. Горелки пылеугольные, пылегазовые и компоновка их с топками.
9. Б.В.Сазанов, В.Н.Юренев и др., Промышленные тепловые электростанции, М.: Энергия, 1967.
10.Электротехнический справочник, т II подред. Орлова И.Н. и др., М.: Энергоатомиздат, 1986.
11.Справочник по электрическим машинам, т I подред. Копылова И.П. и Клокова Б.К., М.: Энергоатомиздат, 1988.
12.Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросыподред. А.В.Клименко и В.М. Зорина, М.: МЭИ, 1999.
13.Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей, М.: ЭНАС, 1997.
14.Правила технической эксплуатации электрических станцийи сетей Российской Федерации (РД 34-20-501-95),М.: ЭНАС, 2002.
15.ГОСТ 12.2.062-81. ССБТ. Оборудование производственное. Ограждения защитные.
17.ГОСТ 14202-69. ССБТ. Трубопроводыпромышленныхпредприятий. Опознавательная окраска и маркировочные щитки.
18.ГОСТ12.4.026-03. ССБТ. Цвета сигнальные, знакибезопасности и разметка сигнальная.
19.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей, 2003. 20.Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (РД 155-34.0-03.150-00), 2001. 21.Правила устройства электроустановок, М.: Энергоатомиздат, 1987. 22.САНПИН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственныхпомещений.
23.ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
82 24.СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданийи территории жилой застройки.
25.СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.
26.СНИП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.
27.Р 2.2.755-99. Гигиенические критерии оценкии классификация условий труда попоказателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудовогопроцесса.
28.ГН 2.1.6.1338-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосферном воздухе.
29.ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. 30.НПБ 105-95. Определение категорийпомещений, зданий и наружных установокпо взрывопожарной и пожарной опасности.