СОДЕРЖАНИЕ РЕФЕРАТ 3 ВВЕДЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КРЫШНЫМ КОТЕЛЬНЫМ Требования к помещению котельной Требования к газопроводу Автоматизация. Защита Автоматизация. Регулирование КРЫШНАЯ КОТЕЛЬНАЯ Оборудование крышной котельной Автоматизация технологического процесса Подключение крышной котельной к газопроводу РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ Расчёт расхода тепла на отопление Расчет расхода тепла на горячее водоснабжение Расчет расхода тепла на вентиляцию Расчет годовых расходов газа и тепла ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ КРЫШНОЙ КОТЕЛЬНОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ..31 ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Приложение А. Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема трубопроводов Приложение А. Рисунок 2. Условные обозначения принципиальной тепловой схемы трубопроводов Приложение Б. Внутреннее газоснабжение. 2
2 РЕФЕРАТ В данной выпускной квалификационной работе будет рассмотрена крышная котельная жилого многоквартирного дома со встроенным паркингом, находящегося по адресу: Петрозаводск, ул. Федосова д.27. Будет произведен расчет расходов тепла, расходов газа, рассмотрены технические условия по устройству и эксплуатации, произведен экономический расчет котельной. Расчет расходов тепла и газа произведен при помощи методического указания по выполнению курсовых работ на тему «Расчет тепловой схемы производственноотопительной котельной и теплового потребления жилого района города», составленного старшим преподавателем Любавской О.Н. под редакцией доктора технически наук, профессора Савина И (далее в ВКР методическое указание).
3
3 ВВЕДЕНИЕ Котельная установка является опасным объектом и на нее распространяется действие законов: Федеральный закон N 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», Федеральный закон «О техническом регулировании» N 184-ФЗ. Крышная котельная автономный источник теплоснабжения и горячего водоснабжения. Такие котельные получили свое название из-за своего местоположения (теплогенераторы устанавливают на крыше зданий в специальных оборудованных помещениях).
Теплоносителем является теплофикационная вода (t<100 o C), а топливом — природный газ. Крышные котельные делятся на два типа: стационарные и блочно-модульные. Стационарные котельные предусматривает монтаж оборудования непосредственно в капитальной пристройке или пристройке из быстровозводимых материалов (металлические конструкции, «сэндвич» панели, другое).
Проект газовой котельной
... котельной 2.3 Расчет газопроводов 2.4 Расчет и подбор дымовой трубы 3. Технико-экономиеческая оценка газовой котельной 3.1 Общие положения 3.2 Достоинства современных установок на ... -temu-gazovaya-kotelnaya/ ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Технические характеристики основного оборудования котельной ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Технические характеристики вспомогательного оборудования котельной ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Технические характеристики ...
Блочно-модульные котельные представляют собой модульное здание, сбор оборудования происходит на заводе-изготовителе, котельная установка поставляется в собранном виде. Преимуществами крышной котельной являются: простота монтажа и эксплуатации, низкие тепловые потери, возможность полной автоматизации процесса, дешевизна тепловой мощности. Недостатками в основном являются проблемы проектировок: ограничение по весу оборудования, ограничение тепловой мощности, сложность и дороговизна мер по газовой и противопожарной безопасности. В силу отсутствия резервного источника теплоснабжения, отключение снабжения природным газом котельной приведет к замерзанию дома. Дом реконструируется строительной компанией «Баренц Групп». Компания успешно работает на рынке строительства жилой и коммерческой недвижимости с 2005 года. За годы интенсивной работы компания зарекомендовала себя надежным партнером с инновационным подходом. Компания реализовала дюжину крупных проектов с жилой и коммерческой недвижимостью общей площадью более м 2 и стоимостью более 5 миллиардов рублей. На сегодняшний момент «Баренц Групп» ведет работу над несколькими крупными инвестиционными проектами, которые направлены на строительство высококачественного и современного жилья. Инвестиционный портфель компании насчитывает более м 2 жилой и коммерческой недвижимости, которые украсят город в ближайшие годы. Использование современных подходов и инструментов в управлении затратами позволяет «Баренц Групп» предлагать выгодные условия для 4
4 приобретения недвижимости и соответствовать по духу и форме североевропейским стандартам качества. Жилой дом запроектирован 7-11-ти этажным. 1 этаж — встроенные помещения. Под жилым домом предусмотрена подземная парковка. Строительный объем здания 34920,04 м 3. Общая площадь квартир 6169,1 м 2. Количество квартир — 110, в том числе: — однокомнатных 67 — двухкомнатных 8 — трехкомнатных 20 — четырехкомнатных 14 — пятикомнатных — 1 Общая площадь встроенных помещений первого этажа 827,2 м 2, 27 (двадцать семь) встроенных помещений первого этажа. Площадь подземной парковки 1759,91 м 2, 42 (сорок два) машиноместа (площадь машиноместа — 15 м 2 ).
Теплоснабжение дома будет осуществляться собственной крышной котельной, что сделает жильё более комфортабельным не только в экономическом плане, но и в непрерывности теплоснабжения, так как ежегодные плановые технические обслуживания котельной проводятся в течение нескольких часов на протяжении 2-3 дней. А качество импортного оборудования не дадут сомнений в надежности работы. 5
5 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КРЫШНЫМ КОТЕЛЬНЫМ Крышные котельные жилых и общественных зданий должны обеспечивать бесперебойное снабжение теплом и горячим водоснабжением без постоянного присутствия общественного персонала. Крышные котельные должны быть спроектированы лицензированными организациями. Проект и документация должны быть согласованы с эксплуатационными организациями, которые выдавали техническое условие на проектирование, до утверждения заказчиком. В техническую документацию должен входить технический паспорт. В техническом паспорте должны быть указаны следующие данные:
- описание технологической схемы и схемы ее автоматизации;
- тип и основные параметры газооборудования котельной, описание потребителей и схем их присоединения;
- тепловую мощность котельной и расход теплоносителя -теплопотребления (для систем горячего водоснабжения — средние часовые за сутки максимального водопотребления и максимальные часовые);
- давление в трубопроводе хозяйственно-питьевого водопровода на вводе в котельную;
- тип и основные технические параметры теплогенераторов;
- типы, количество и основные параметры водоподогревателей (поверхность нагрева с распределением по ступеням нагрева);
- типы, количество, мощность насосного оборудования;
- типы, количество и параметры средств автоматизации;
- типы и производительность оборудования водоподготовки;
- общую площадь и строительный объем помещения котельной;
- схемы подключения внешних коммуникаций и их параметры. Расположение котельной на крыше зданий высотой не более 26,5м разрешено без согласования с территориальными органами Управления государственной противопожарной службы МВД России. 6
6 Требования к помещению котельной.
Виды весов. Оборудование складских помещений
По виду указательного устройства весы классифицируются на: - гирные; - шкальные; - шкально-гирные; - циферблатные; - цифровые электронные. По виду отсчета показаний взвешивания весы бывают с: - визуальным отсчетом; - документальной регистрацией. По способу снятия показаний различают весы - местным способом снятия показаний; - дистанционным способом снятия показаний. В соответствии с кодами ОКП, ...
-Помещение котельной по взрывопожарной опасности относятся к категории «Г». -Уровень шума в котельной не должно превышать 60 дб А. Уровень шума к прилегающим помещениям котельной (помещения под котельной, примыкающим к ней) не должен превышать 35 дб А. -Общий вес оборудования не должен превышать расчетные допустимые нагрузки на перекрытие. -Высота помещения котельной не менее 2,65 м. Ширина свободного прохода в котельной принимается в соответствии с правилами по эксплуатации оборудования, но не менее 1 м, в том числе так же свободный проход при открытых дверцах щитов и выдвинутых, при обслуживании, деталей. Высота свободного прохода должна быть не менее 2,2 м -Выход из котельной должен осуществляться непосредственно на крышу здания. Если крыша здания имеет уклон более 10%, то необходимо устанавливать проходные мостики шириной 1 м с перилами (высотой не менее 0,9 м).
Мостики и перила должны быть изготовлены из негорючих материалов. Размер входной двери должен обеспечивать беспрепятственную замену оборудования -Пол котельной должен обеспечивать защиту от заполнения водой, высота пола не менее 10 см. -Площадь окон должна быть выбрана из определений условий естественной освещенности, но не менее 0,05 м 2 на 1 м 3 объема помещения. — Для проведения монтажных работ следует предусмотреть возможность установки подъемно-транспортных механизмов. Требования к газопроводу — Проектирование газопровода следует осуществлять в соответствии со СНиП «Газоснабжение» -Давление газа в газопроводе в помещении котельной не должно превышать 5 кпа. -Газопровод, проведенный к котельной, не должен пересекать оконные проемы, вентиляционные шахты и дверные проемы. Газопровод к котельной следует проводить 7
7 открыто по наружной стене, с беспрепятственной возможностью для обслуживания и исключающую возможность повреждения. Подключение к газопроводу сторонних потребителей не допускается. -На газопроводе следует предусматривать продувочные газопроводы (свечи).
Свечи должны быть выведены в атмосферу и защищены от попадания атмосферных осадков. Допускается объединять свечи в один общий продувочный газопровод. Диаметр свечи должен быть не менее 20 мм. -В местах установки запорной и регулирующей арматуры должно быть предусмотрено искусственное освещение -Прокладка внутреннего газопровода внутри помещения котельной должна осуществляться таким образом, чтобы был возможен беспрепятственный доступ к осмотру и обслуживанию оборудования газопровода -Отключающие устройства и оборудование внутри котельной должно быть на каждом ответвлении от газопровода: ответвление к каждому теплоагрегату, горелке и запальному устройству, продувочных свечах, на дренажных штуцерах -Приборы учета расхода газа следует устанавливать непосредственно в котельных. На одном газопроводе допускается установка параллельно не более двух газовых счетчиков. Автоматизация. Защита -В проектах автоматизации котельных следует предусматривать теплогенераторы, оснащенные автоматикой, не требующей постоянного контроля обслуживающего персонала. -В помещении котельной следует применять местный шкаф автоматики, с выводом информации на диспетчерский пункт или в помещение дежурного по зданию -В проектах автоматизации котельных должны предусматриваться: защита оборудования (автоматика безопасности), автоматическое регулирование, контроль, сигнализация и управление технологическими процессами котельных. -Для теплогенератора следует предусматривать оборудование, автоматически отключающее подачу газа к горелке при: повышении или понижении давления перед горелками; понижении давления воздуха перед горелкой для теплогенератора, оборудованного горелкой с принудительной подачей воздуха; уменьшении давления в 8
Реферат вспомогательное оборудование котельной
... ремонта вспомогательных оборудований котельной установки. ... для теплоносителя. ... расходы на ремонт котельных и котельного оборудования ... температуры пара выше температуры насыщения давления в котле. Производитель предусмотрел работу данной системы змеевиков, где полная наладка котельного оборудования ... следует помнить, что это не только установка агрегата. Необходимо и другое оборудование для котельных: ...
8 топке; погасании факела; чрезмерном повышении или понижении давления теплоносителя за теплогенератором; неисправности оборудования защиты, включая исчезновение напряжения. -Запорно-предохранительный клапан с электромагнитом, устанавливаемый на вводе газопровода внутри помещения котельной, должен автоматически закрываться при: загазованности помещения котельной более 10 % от нижнего предела концентрации воспламенения газа; отключении электроэнергии в котельной. Открытие запорнопредохранительного клапана производится вручную. -Пределы отклонений параметров от номинальных значений, при которых должна срабатывать защита (отсчеки), устанавливаются заводами-изготовителями технологического оборудования и уточняются пуско-наладочном процессе котельной при эксплуатации. Автоматизация. Регулирование -Автоматическое регулирование в крышных котельных следует применять на теплогенераторах, на смесительных узлах, на теплообменнике горячего водоснабжения, на газопроводе внутри помещения котельной. -Автоматическое регулирование на теплогенераторе должно предусматривать изменение мощности работы горелки с целью регулирования температуры теплоносителя за теплогенератором. -Автоматическое регулирование работы теплообменника системы горячего водоснабжения должно предусматривать регулирование температуры теплоносителя, поступающей в систему горячего водоснабжения, и ее программное изменение: суточное, недельное. -Автоматическое регулирование на газопроводе внутри помещения котельной должно предусматривать регулирование давления газа -Автоматическое регулирование с целью энергосбережения на смесительном устройстве отпуска тепла в систему отопления здания должно предусматривать: регулирование температуры смешанного теплоносителя в системе отопления; программное изменение температуры смешанного теплоносителя в системе отопления (суточное, недельное) 9
Основные свойства природных газов
... многих физических свойств природных газов. Уравнением состояния называется аналитическая зависимость между параметрами газа, описывающая поведение газа. Такими параметрами являются давление, объем и температура. Состояние идеальных газов в условиях высоких давления и температуры определяется уравнением ...
9 ОБОРУДОВАНИЕ КРЫШНОЙ КОТЕЛЬНОЙ Крышная котельная относится ко 2 категории отпуска тепла. Категория по взрывной, взрывоопасной и пожарной опасности к «Д». Котельная предназначена для теплоснабжения многоквартирного многоэтажного дома в городе Петрозаводске, находящегося по улице Федосовой 27 Котельная установка находится в отдельном помещении со своим выходом на крышу. Помещение котельной оборудовано искусственным и естественным освещением, вентиляция существующая естественная вытяжка. Помещение оборудовано сигнализацией от несанкционированного доступа. Для обеспечения теплоснабжения принят напольный водогрейный конденсационный котел для работы на газообразном топливе De Dietrich Котельная оснащается котлом De Dietrich , разборным пластинчатым теплообменником системы горячего водоснабжения фирмы «Ридан», циркуляционными насосами фирмы «Grundfos», расширительным баком и вспомогательным оборудованием импортного производства. Для гидравлического разделения контуров предусматривается гидравлический разделитель. Котел состоит из двух котлов соединенных в каскад с панелью Diematic isystem. Котел оборудован горелкой с модуляцией мощности от 15 до 100%. Низкие выбросы загрязняющих веществ: NOx< 60 мг/квт ч, СO < 20 мг/квт ч. Состав котла De Dietrich :
- воздухозаборник;
- манометр;
- подающая труба системы отопления;
- смотровое окно — контроль наличия пламени;
- теплообменник из сплава алюминия с кремнием;
- датчик температуры котла;
- обратная труба системы отопления;
- патрубок отвода дымовых газов;
- бак-сборник конденсата; 10
10 — воздушный короб;
- газовый фильтр;
- модулирующая горелка;
- газовый мультиблок;
- ионизационный датчик наличия пламени;
- труба Вентури;
- вентилятор;
- рама на колесах;
- панель управления Diematic isystem;
- датчик температуры обратной воды. Технические характеристика котла: Технические характеристики котла De Dietrich :
- номинальная полезная мощность Р n квт;
- Технический КПД n к = 98,37%;
- номинальный расход воды при P n и ΔT=20K — 39,7 м³/ч;
- потребляемая электрическая мощность для P n Вт;
- потребляемая электрическая мощность для Pмин Вт;
- гидравлическое сопротивление котла для T=20 K мбар;
- расход газа (15 С 1013 мбар).
Природный газ 99,2 м³/ч — массовый расход продуктов сгорания для Pn кг/ч;
- максимальная температура дымовых газов — 80 С;
- располагаемое давление на патрубке уходящих газов котла Па;
- водовместимость л. 11
11 Температура теплоносителя регулируется автоматически в зависимости от наружной температуры с помощью автоматики Diematic isystem. Подпитка системы осуществляется автоматически из водопровода при помощи предварительно настроенного редукционного клапана. В системе отопления давление регулируется закрытым расширительным баком емкостью 500 л производства «Reflex». Аварийный сброс и плавное опорожнение, а так же отвод конденсата производится через систему нейтрализации конденсата в дренажные трубопроводы. Все трубопроводы в котельной стальные электросварные ГОСТ Гидравлические испытания производятся пробным давлением 1,25 от номинального давления. Дополнительно в котельной устанавливают:
Приборы измерения расходов и скорости воды
... измерение средней скорости потока в электропроводных жидкостях осуществляется путем измерения наведенной ЭДС в электромагнитной катушке прибора, а уровень потока измеряется гидоростатическим методом. Вычисление расхода жидкости ... в свое устройство механизм (тахометр), в котором поток воды напрямую, путем механического давления воздействует на лопасти крыльчатого колеса или турбины, вызывая вращение. ...
- системы автоматики безопасности (контролируют исправность работы оборудования);
- радиопередатчики (передают оператору и обслуживающему персоналу место и код аварии) -другими защитными аппаратами (системы контроля загазованности по СН4, СО; система определения работы насосов «на сухую» и другое) Таблица 2.1.
Режимная карта работы ВК 1 (правый) Наименование показателей Обозначение Размерность Значение величин min max 1 Теплопроизводительность Q к квт 100,83 462,28 2 Температура воды перед ВК t вх 3 Температура воды после ВК t вых о С о С Давление воды на входе ВК Р вх.к. бар 2,3 2,3 5 Давление воды на выходе ВК Р вых.к. бар 2,2 2,2 6 Расход воды через ВК Q в м 3 /ч 19,9 7 Давление газа наа входе Р т мбар
12 8 Температура уходящих газов t ух.г. о С 53,9 55,9 9 Противодавление за ВК S к Па Продукты горения: 10 Двуокись углерода СО 2 % 9,01 9,24 11 Свободный кислород О 2 % 5,1 4,7 12 Окись углерода СО рpm Коэф. Избытка водуха а 1,32 1,29 14 Расход газа Q г м 3 /ч 10,3 47,4 15 Технический КПД n к % 98,28 98,37 16 Удельный расход удельного топлива в т кг у.т./гкал 145,17 145,2 Гидравлический разделитель (гидравлическая стрелка), модель HZW 150/6. Устанавливают в котельной для разделения потоков подаваемого теплоносителя от обратного и их перемешивания. Функцией гидравлической стрелки является поддержание одинакового давления в подающем и обратном трубопроводе, предохранение теплообменника котла от тепловых ударов, удаление растворенных газов в теплоносителе, сбор и удаление загрязнений в контуре. Технические характеристики гидравлической стрелки HZW 150/6:
- Номинальная мощность 1150 квт;
— Номинальный расход теплоносителя 50 м 3 /ч -Диаметр подводящих трубопроводов Д у = 150 мм -Диаметр поперечного сечения 450 мм Подбор гидравлического разделителя осуществляется исходя из параметров котла: номинальная мощность, номинальный расход теплоносителя. 13
13 Теплообменник пластинчатый разборный требуется для подогрева воды на нужды горячего водоснабжения. Принцип работы заключается в передаче тепла от горячего теплоносителя к холодному через пластину. Движение теплоносителей противоток, теплоносители чередуются между набором пластин, который зависит от следующих параметров: температуры греющей среды на входе и выходе из теплообменника, температуры нагреваемой среды на входе и выходе их теплообменника, материал пластин, расход и давление греющей и нагреваемой сред. Расширительный бак Reflex N500 служит для компенсации теплового расширения теплоносителя. При нагреве избыточный объем теплоносителя поступает в бак, что приводит к сжатию находящегося по другую сторону мембраны газа. В результате как в самом баке, так и во всей системе незначительно повышается давление, не вызывая срабатывания предохранительного клапана. При охлаждении вода из бака возвращается обратно в систему под давлением со стороны газа. Подбор расширительного бака осуществляется исходя из количества теплоносителя в системе, коэффициента теплового расширения теплоносителя и максимально допустимого давления теплоносителя в системе. 14
Завод по производству сжиженного газа
... зрения становится более удобным процесс хранения газа. К тому же сжиженный газ нетоксичен и может храниться в специальных емкостях с теплоизоляцией при температуре минус 161 градус по Цельсию. ... кинетическую энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определенные промежутки необходимо сооружать ...
14 Автоматизация процесса Для безопасной работы котельной применяют ряд оборудований и датчиков, которые контролируют исправную работу оборудования и загазованность помещения котельной. Температура теплоносителя регулируется автоматически путем изменения мощности горелки и трехходового клапана, который подмешивает подающую линию с обратной линии. Устанавливают датчики температуры: наружного воздуха (на северной стороне здания), подающей и обратной линии на отопление и горячее водоснабжение. В панели управления котлом запрограммирован температурный график, опираясь на значения датчиков, происходит регулирование температуры теплоносителя по температурному графику. Для обеспечения безопасности устанавливают датчики загазованности по метану (СН4) и окиси углерода (СО).
Электромагнитный клапан на вводе газопровода закрывается в случае достижения: 10% нижнего предела концентрации воспламенения газа (загазованности по метану), наличие окиси углерода 5% ПДК, отсутствия напряжения на электромагнитном клапане. Открытие электромагнитного клапана производится вручную обслуживающим персоналом, после определения и устранения неисправности или причин, вызвавших закрытие электромагнитного клапана. Так же до электромагнитного клапана устанавливают плавкий предохранительный клапан. При достижении температуры газа более 90 о С начинает плавиться вставка и происходит закрытие предохранительного клапана. Используют такой клапан как еще одну противопожарную меру защиты, в случае срабатывания такого клапана, происходит замена его на новый. Происходит прекращение подачи газа на горелку в случае достижения следующих параметров: — минимальное давление газа на горелке 10 мбар -максимальное давление газа на горелке 50мбар -температура воды на выходе из котла 110 о С -погасание пламени горелки 15
15 -неисправность элементов защитной автоматики, в том числе исчезновение электроэнергии в котельной. Устанавливают датчики наличия воды на все насосы в котельной и на сам котёл для предотвращения работы оборудования «на сухую», то есть в случае срабатывания такого датчика отключается оборудование. В котельной дополнительно устанавливают сигнализацию от несанкционированного доступа посторонних людей, звуковые сигналы при неисправностях или авариях, радиопередатчики для передачи места и кода аварии операторам и обслуживающему персоналу. Таблица 2.2. Карта уставок срабатывания автоматики безопасности котельной Параметры Единицы измерен ия Предел срабатыван ия Операция Время срабатыван ия 1 Повышение температуры воды за котлом о С 110 Отсечка Мгновенно 2 Повышения давления теплоносителя в котле бар 7 Отсечка Мгновенно 3 Предохранительный клапан котла бар 4 Срабатывание Мгновенно 4 Понижение давления воды за котлом бар 0,8 Отсечка Мгновенно 5 Понижение давления газа перед котлом мбар 10 Отсечка Мгновенно 6 Повышение температуры уходящих газов о С 10 Отсечка Мгновенно 7 Погасания факела — по факту Отсечка Мгновенно 8 Пропадание электропитания — по факту Отсечка Мгновенно 9 «Сухой ход» насосов бар 1 Выключение Мгновенно Система загазованности: 10 Предупрежден СО 1 порог мг/м 3 20 ие Мгновенно 16
Система тепло- и энергоснабжения промышленного предприятия
... Котельная проектировалась на паровые котлы ДКВР 20-13 в количестве 3 штук, работающие на природном газе, и водогрейные котлы ПТВМ-50 в количестве 2 штук. 1.1.1 Расчет расходов тепла ... teplotehnicheskomu-oborudovaniyu/ В рамках дипломного проекта были выбраны два проекта модернизации системы теплоснабжения. Поэтому проводится расчет двух схем источников теплоснабжения. 4. Внедрение турбинной установки ...
16 СО 2 порог мг/м Отключение Мгновенно СН 4 1 порог об. % 0,5 Предупрежден ие Мгновенно СН 4 2 порог об. % 1 Отключение Мгновенно 17
17 Подключение котельной к газопроводу Точка подключения 1 точка «А» находится на действующем подземном полиэтиленовым газопроводе среднего давления Dн 110 мм объекта «III очередь газопроводов низкого и среднего давления в Октябрьском микрорайоне г. Петрозаводска» проложенном вблизи жилого дома 8 по Октябрьскому проспекту. Прокладка труб до объекта осуществляется полиэтиленовыми трубами. Наличие электрохимической защиты не требуется. Газопровод диаметром не менее 110 мм от точки подключения 1 и далее параллельно улице Ленинградской, вдоль набережной Варкауса и улицы Федосовой до газорегуляторного пункта квартала застройки. На доме установлен газораспределительный пункт шкафного типа «ИТАГАЗ- В/249-2-О» — в исполнении на раме, с двумя линиями редуцирования (основной и резервной).
От ШРП через газопровод низкого давления диаметром 108 мм проходящего на расстоянии не более 50 мм по стене многоквартирного дома, закреплённый специальными хомутами, к крышной автоматической газовой котельной установке в точку ввода газопровода через футляр диаметром мм. Технические характеристики ШРП:
- Регулируемая среда — природный газ. — Температура окружающей среды: 40 С С. — Регулятор давления газа изготовитель B/249- Tartarini 2 шт. — Диапазон входных давлений: 0,01 0,6 МПа. — Выходное давление 1,3 8,0 кпа. — Неравномерность регулирования ±5%. — Присоединительные размеры: входного патрубка 40 мм, выходного патрубка 50 мм. — Соединения входного и выходного патрубков сварное. В ШРП входят следующие элементы: — комбинированный регулятор давления B/249- Tartarini, понижающий давления газа до 0,038-0,04 МПа и поддерживающий его в контролируемой точке на заданном уровне, независимо от расхода газа и изменения в определенных пределах входного давления;
- 18
18 — фильтр для очистки газа от механических примесей;
- контрольно-измерительные приборы (КИП) для измерения: давления газа до и после регулятора, а также на обводном газопроводе- манометры показывающие;
- сбросные трубопроводы для стравливания газа в атмосферу от ПСК, продувочных линий и т.д.;
- запорные устройства для включения и отключения регулирующего предохранительного оборудования, а также КИП. Число и расположение запорных устройств должно обеспечивать возможность отключения основного оборудования и необходимых КИП для ревизии и ремонта ШРП без прекращения подачи газа потребителям;
- отводной газопровод (байпас) с двумя запорными устройствами для снабжения газом через него потребителей на время ревизии и ремонта, а также аварийного состояния оборудования. 19
19 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ 3.1. Расчёт расхода тепла на отопление Удельная отопительная характеристика здания q o = α φ 6 Ккал/(ч м 3 К), где (3.1) q о — удельная отопительная характеристика здания; V 0 наружный объём здания (м 3 ); α поправочный коэффициент, характеризующий материал стен (стены монолитные железобетонные плиты α=2,1 Ккал/(ч м 2,83 К)) (Приложение 1 из методического указания); φ поправочный коэффициент, учитывающий температуру наружного воздуха зимой, и зависит от расчетной наружной температуры для отопления t н.о. (при t н.о. =-28 о С φ=1,0) (Формула (1), раздел 1(Расчетные расходы тепла на отопление из методического указания); По формуле (3.1) удельная отопительная характеристика жилого дома: 6 q o = 2,1 1/ 34920,04=0,37 Ккал/(ч м 3 К) По формуле (3.1) удельная отопительная характеристика подземного паркинга: Vo 6 q o = 2,1 1/ 5807,7=0,49 Ккал/(ч м 3 К) Максимальный часовой расход тепла на отопление Q o max = q о V о (t в.н. — t н.о. ) Ккал/ч, где (3.2) q о — удельная отопительная характеристика здания; V 0 наружный объём здания (м 3 ); t в.н. расчетная температура внутреннего воздуха (для жилого дома t в.н. =20 о С, для встроенного паркинга t в.н. =5 о С) (Таблица 1, ГОСТ ) t н.о. расчетная температура наружнего воздуха (Петрозаводск t н.о. =-28 о С) (таблица 3.1 СНиП ) По формуле (3.2) максимальный часовой расход тепла на отопление жилого дома: Q o max =0, ,04 (20-(-28))=568498,25 Ккал/ч. 20
Котельные и котельные установки
... котельные установки обеспечивают теплом группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные ... 25 м и принимается для котельных, работающих на твердом топливе, с зольностью Ар ≤ 10% и при расходе топлива Вmax=3 т/ч. При зольности ...
20 По формуле (3.2) максимальный часовой расход тепла на отопление встроенного паркинга: Q max o =0, ,7 (5-(-28))=93910,5 Ккал/ч. Общий максимальный часовой расход тепла на отопление: Q max o =568498, ,5=662408,75 Ккал/ч. Q max o =0,768 МВт Расчет расхода тепла на горячее водоснабжение Максимальный суточный расход тепла на ГВС Q гв. сут = m*(a+b)*c*(t гв -t хв.з.) Гкал/сутки, где (3.3) m- количество человек по зданию (расчет по формуле (3.4)); a- норма потребления горячей воды жилого здания (120 л/(сут чел)) (Приложение 3, СНиП ); b- норма потребления горячей воды общественного здания (b=0); с- удельная теплоемкость воды(с = 1 ккал/(кг * С.)); t гв температура горячей воды (t гв = 60 С) (Согласно п.2.2б и п.2.2в СНиП ); t хв.з температура холодной воды зимой (t хв.з = 5 о С) (п.2.1 методического указания); m=a/f чел., где (3.4) А- площадь жилого здания (А=6169,1м 2 ); f- норма площади на одного человека (Принимаю f = 18м 2 /чел.) (Согласно ст.50 ЖК РФ, норма площади не может составлять менее 12м 2 ).
По формуле (3.4) количество человек : m= 6169,1/18 = 343 чел. По формуле (3.3) суточный расход тепла на ГВС: Q гв. сут = (60-5)= Ккал/сут. 21
21 Средний часовой расход тепла на ГВС Q гв. ср = Q гв. сут /24 Ккал/ч. (3.5) По формуле (3.5) средний часовой расход тепла на ГВС: Q гв. ср = /24=94325 Ккал/ч. Максимальный часовой расход тепла на ГВС Q гв. max =к Q гв. ср Ккал/ч, где (3.6) к расчетный коэффициент часовой неравномерности потребления ГВС (принимается равным к=2 для жилых зданий) (Согласно п.2.3 методического указания).
По формуле (3.6) максимальный часовой расход тепла на ГВС: Q гв. max = = Ккал/ч. Q гв. max =0,219 МВт. 3.3 Расчет расхода тепла на вентиляцию Удельная вентиляционная характеристика подземного паркинга q в = m с V в /V, где (3.7) m- кратность обмена воздуха (принимаю равной m=3/ч) (п.3.3 методического указания); с удельная теплоемкость воздуха ( с=0,3 Ккал/(м 3 К ч)); V в вентилируемый объем помещения (V в = 50% V) (п.3.3 методического указания); V общий объем подземного паркинга ; По формуле (3.7) удельная вентиляционная характеристика подземного паркинга q в = 3 0,3 0,5=0,45 Ккал/(м 3 К) Максимальный часовой расход тепла на вентиляцию Q в max = q в V (t вн. -t н.о. ), где (3.8) q в — удельная вентиляционная характеристика подземного паркинга; V общий объем подземного паркинга; 22
22 t вн. — расчетная внутренняя температура воздуха подземного паркинга t н.о. — расчетная наружная температура воздуха По формуле (3.8) максимальный часовой расход тепла на вентиляцию: Q max в = 0, ,7 (5-(-28))=86244 Ккал/ч. Q max в =0,1МВт 3.4 Расчет годовых расходов газа и тепла Расчет высшей и низшей теплоты сгорания природного газа Город Петрозаводск снабжается природным газом из Уренгойского газового месторождения, которое находится в Ямало-Ненецком автономном округе России. Для проведения расчетов расхода газа необходимо знать теплоту сгорания. Таблица 3.1. Состав природного газа Метан СН 4 87% Этан С 2 Н 8 6,2% Пропан С 3 Н 8 3,4% Бутан С 4 Н 10 0,76% Пентан С 5 Н 12 0,02% Азот N 2 1,1% Окись углерода CO 0,12% Плотноть, кг/м 3 0,673 Таблица 3.2. Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность компонентов сухого природного газа при 20 С и 101,325 кпа Наименование компонента Формула Теплота сгорания высшая низшая МДж/м 3 ккал/м 3 МДж/м 3 ккал/м 3 Метан СН 4 37, , Этан С 2 Н 6 65, ,
23 Пропан С 3 Н 8 93, , Бутан С 4 Н , , Пентан С 5 Н , , Гексан С 6 Н , , Окись углерода CO 11, , Низшую и высшую теплоту сгорания природного газа определяют по формуле: Q= Q i C i, где (3.9) Q i теплота сгорания i-го компонента газа МДж/м 3 ; C i доля i-го компонента газа. По формуле (3.9) высшая теплота сгорания газа: Q в =37,1 0, ,38 0, ,98 0, ,72 0, ,65 0, ,78 0,0012 =42,2 МДж/м 3 = Ккал/м 3 По формуле (3.9) низшая теплота сгорания газа: Q н =33,41 0,87+59,85 0,062+86,53 0, ,27 0, ,02 0, ,78 0,0012=39,1 МДж/м 3 = 9345 Ккал/м 3 Годовой расход тепла на отопление: Q от год=q max o *24*((t в.н. -t ср.о. )/( t в -t н.о. ))*n o, где (3.10) t в — температура внутреннего воздуха, о С t ср.о. — температура наружнего воздуха, средняя за отопительный период, о С (Таблица 1. СНиП ) t н.о. — температура наружнего воздуха n o — продолжительность отопительного периода, сут.( Таблица 1. СНиП ) 24
24 По формуле (3.10) для жилого дома: Q от год 1 =568498,25*24((20-(-3,1)/(20-(-28))*240/ =1575,06 Гкал По формуле (3.10) для встроенного паркинга: Q от год 2 =93910,5*24*((5-(-3,1)/(5-(-28))*240/ =132,53 Гкал Итого, годовой расход тепла на отопление Q от год= Q от год 1 + Q от год 2 =1575,06+132,53=1835,24 Гкал 2.2 Годовой расход тепла на горячее водоснабжение Q г.в. год=q max гв. *τ*(n o -n в.о. )+(0,8* Q гор.вод.ср *(t г.в. -t х.л. )/( t г.в. -t х.з. )*(365-n o ))*τ, где: (3.11) Q гор.вод.ср среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжения, ккал/час β — коэффициент, учитывающий снижение расхода воды на горячее водоснабжение в летний период по отношению к расходу воды в отопительный период. (β=0,8 для жилых зданий) (п.2.4 методического указания) τ число часов работы системы горячего водоснабжения в сутки (τ = 24 ч) t г.в. — температура горячей воды t х.л. — температура холодной воды в летний период (п.2.1 методического указания); t х.з. — температура холодной воды в зимний период (п.2.1 методического указания); n о продолжительность отопительного периода, сут. (Таблица 1. СНиП ) n во количество выходных дней за отопительный период, сут.( Таблица 1. СНиП ) По формуле (3.11) многоквартирный жилой дом: Q г.в. год=(188650*24*(240-0)+(0,8*188650*(60-15)/(60-5)*( ))*24))/ =1089,58 Гкал Годовой расход тепла на вентиляцию Q вен год= Q max в *τ*((t в -t ср.о. )/(t вн. -t р.в. ))*(n o -n в ), где: (3.12) Q в max — расход тепла на вентиляцию, ккал/час 25
25 τ число часов работы системы вентиляции в сутки (τ = 24 ч) t в — температура внутреннего воздуха t ср.о. — температура наружнего воздуха, средняя за отопительный период (Таблица 1. СНиП ) t н.о. — температура наружнего воздуха n o -продолжительность отопительного периода, сут. n в — количеcтво выходных дней за отопительный период, сут. По формуле (3.12) для встроенного паркинга: Q вен год=86244*24*((5-(-3,1)/(5-(-28))*(240-0)/ =121,93 Гкал 2.4 Общий годовой расход тепла: Q общ.год. = Q вен год+ Q г.в. год+ Q от год=121, , ,58 =3046,75 Гкал Максимальная часовая потребность в газе: G ч = (Q вен + Q г.в. + Q от )/(Q i *0,9), где: (3.13) Q i — теплотворная способность природного газа 9345 ккал/м 3 Q гв. max — максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение, ккал/час Q max o — часовой расход тепла на отопление, ккал/час Q max в — часовой расход тепла на вентиляцию, ккал/час По формуле (3.13) максимальная часовая потребность в газе : G ч =( ,75)/(9345 0,9)=111,44 м 3 /час Годовая потребность в газе: G год = Q общ.год. *10 3 / (Q i *0,9), где: (3.14) Q i — теплотворная способность природного газа 9345 ккал/м 3 Q общ.год. — общий годовой расход тепла, Гкал 26
26 По формуле (3.14) годовая потребность в газе: G год = 3046,75 *1000/(9345 0,9)=362,25 тыс. м 3 /год Годовая потребность в условном топливе В год = Q общ.год. / Q i, где: (3.15) Q i — теплотворная способность условного топлива 7000ккал/кг Q общ.год. — общий годовой расход тепла, Гкал По формуле (3.15) годовая потребность в условном топливе: G год =(3046,75 /7000)*1000 = 435,25 т/год 27
27 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ КРЫШНОЙ КОТЕЛЬНОЙ — Обслуживание котельной регламентируется эксплуатационной документацией: ГОСТ , Правилами безопасности в газовом хозяйстве, Правилами устройства электроустановок, Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, инструкциями заводов-изготовителей оборудования, местными и должностными инструкциями, режимными картами. -Обслуживание оборудования крышной котельной должно проводиться лицензированной организацией — Допускается эксплуатация крышной котельной без постоянного наблюдения за ее работой при оборудовании котельной системой автоматизации, обеспечивающей безаварийную и энергоэкономичную работу теплогенераторов и их противоаварийную защиту в случае возникновения неполадок и неисправностей. — Техническое обслуживание котельной и контроль за её исправной работой должен осуществляться квалифицированным персоналом. — Для лиц, занятых технической эксплуатацией котельной, должны быть разработаны должностные, производственные инструкции и инструкции по безопасным методам работы и противопожарной безопасности с учетом конкретных условий производства. — Должностная инструкция обслуживающего персонала должна четко определять права и обязанности руководителей и специалистов. Производственная инструкция должна содержать требования по технологической последовательности выполнения различных операций, методы и объемы проверки качества выполняемых работ. К инструкциям по технологическому обслуживанию и ремонту оборудования котельной должны прилагаться технологические схемы с обозначением мест установки запорной арматуры, КИП и средств автоматизации. Производственная инструкция и технологическая схема пересматриваются и утверждаются после реконструкции, технического перевооружения и изменения технологического процесса котельной до включения ее оборудования в работу. — Руководители и специалисты проектных, строительно-монтажных и эксплуатирующих крышные котельные организаций за допущенные ими нарушения несут личную ответственность независимо от того, привели ли они к аварии или несчастному случаю с людьми или нет. — О каждом несчастном случае или аварии, связанных с эксплуатацией котельной, эксплуатационное предприятие обязано уведомить местный орган газового надзора. Расследование несчастных случаев и аварий в котельных, подконтрольных органам Госгортехнадзора, должно проводиться в соответствии с «Положением о расследовании и 28
28 учете несчастных случаев на производстве» и «Инструкцией по техническому расследованию аварий, не повлекших за собой несчастных случаев на подконтрольных предприятиях и объектах». Общие положения об эксплуатации внутреннего газопровода и газового оборудования -Отключению от действующего газопровода с установкой заглушки подлежат приборы и аппараты, которые эксплуатируются с утечкой газа, имеют неисправные автоматику безопасности, дымоходы, вентиляционные каналы и разрушенные оголовки дымовых труб. -При аварийных сигналах подача газа на теплогенераторы должна быть немедленно прекращена действием защит. Газовые горелки должны устойчиво работать без отрыва и проскока факела в диапазоне регулирования тепловой нагрузки теплогенератора. -Теплогенераторы и запальные трубопроводы должны отключаться от газопроводов с установкой заглушек после запорной арматуры перед ремонтом газового оборудования, осмотром и ремонтом топок или газоходов при выводе из работы определенного количества теплогенераторов или теплогенераторов сезонного действия. Газоходы теплогенераторов, выведенных в ремонт, должны отключаться от общего газохода с помощью глухих шиберов или перегородок. -Запорная арматура на продувочном газопроводе после отключения теплогенераторов должна постоянно находиться в открытом положении. -Порядок включения теплогенераторов в работу (после их остановки) должен быть определен производственной инструкцией, при этом пуск газа должен осуществляться только при наличии документов, подтверждающих выполнение следующих работ: проверки знаний инструкций обслуживающим персоналом; текущего ремонта газового оборудования и системы автоматизации; прочистки газоходов, проверки их исправности, а также систем вентиляции; устранения всех неисправностей. -Внутренние газопроводы и теплогенераторы должны подвергаться техническому обслуживанию не реже 1 раза в месяц, текущему ремонту — не реже 1 раза в год. -Дымовые трубы подлежат периодической проверке и прочистке: при выполнении ремонта теплогенераторов; при нарушении тяги; перед отопительным сезоном (дымоходы сезонно работающего газового оборудования), а также не реже 1 раза в год. 29
29 — При первичной проверке и прочистке дымовых труб должны проверяться: устройство и соответствие применяемых материалов СНиП ; отсутствие засорений; их плотность и обособленность; наличие и исправность разделок, предохраняющих сгораемые конструкции; исправность и правильность расположения оголовка относительно крыши и вблизи расположенных сооружений; наличие нормальной тяги. При повторной проверке должны проверяться: отсутствие засорений в дымоходах, их плотность, исправность оголовков и наличие нормальной тяги. — Проведенные проверки, технический уход, ремонт, а также любые замечания, возникшие в процессе работы теплогенераторов, необходимо заносить в журнал по эксплуатации котельной. — Перед пуском теплогенераторов после простоя продолжительностью более 3 суток должны быть проверены исправность и готовность к включению тягодутьевых механизмов теплогенераторов, его вспомогательного оборудования, средств измерения и дистанционного управления арматурой и механизмами, авторегуляторов, а также осуществлена проверка работоспособности защит, блокировок, средств оперативной связи и проверки срабатывания ПЗК. При простое менее 3 суток проверке подлежат защита, блокировки и средства измерения. Топки и газоходы перед пуском теплогенераторов в работу должны быть проветрены. Время проветривания устанавливается инструкцией, окончание определяется с помощью газоиндикатора. Запорную арматуру перед горелкой на газопроводе разрешается открывать только после включения запального устройства или поднесения к ней горящего запальника. Заполнение газопроводов теплогенераторов газом должно производиться при включенных в работу дымососах, дутьевых вентиляторах в последовательности, указанной в производственной инструкции. 30
30 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ В данном разделе будет произведен экономический расчет годового потребления газа и сравнения цен с централизованным отоплением. Согласно расчетом, произведенном в разделе 3.2, годовое потребление природного газа равняется G год =362,25 тыс. м 3 /год, а общий годовой расход тепла Q общ.год. = 3046,75 Гкал/год. Стоимость кубометра природного газа 4 руб. 77 коп. за куб. м (с НДС) (согласно постановлению 241 от «О розничной цене на природный газ, реализуемый закрытым акционерным обществом «Газпром межрегионгаз Санкт-Петербург» населению Республики Карелия»).
Годовые затраты на покупку газа для отопления дома составят рублей. Тариф на тепловую энергию, поставляемую потребителям ОАО «ТГК- 1» составляет 1473,22 руб/гкал (согласно приложению 2 к постановлению Государственного комитета РК по ценам и тарифам от ).
Стоимость годового расхода тепла при закупке у ОАО «ТГК-1» рублей. Выгода составит = рубль в год и стоимость 1 Гкал от собственной котельной будет в 2,6 раз дешевле, чем при закупке у ОАО «ТГК-1». Согласно прайз-листу с официального сайта фирмы De Dietrich цена котла модели C Eco с панелью управления Diematic isystem + inicontrol равняется Евро (при условном курсе 1 евро=74 рублей, стоимость котла рублей).
Таблица 5.1. Основное оборудование котельной Наименование Тип, марка Завод- Кол-во Цена, Стоимость изготовител руб., руб. ь Водогрейный C De Dietrich конденсационный Eco isystem котел 2 Гидравлическая стрелка, tмакс = 110 C, Pу=6 бар HZW 150/6 Meibes
31 3 Теплообменник пластинчатый разборный ГВС F=8,14 м2 39 пластин Pу=10 бар НН 19А Ридан Насос циркуляционный котлового контура 220 В Насос циркуляционный сдвоенный системы отопления 220 В Насос циркуляционный контура ГВС 220 В Насос циркуляционный ГВС 220 В Grundfos Grundfos Grundfos Grundfos Расширительный мембранный бак 500 л 6 бар, 100 C N500 Reflex резьбовой трехходовый системы отопления tмакс = 130 C Py=16 бар Ду 50 резьбовой трехходовый системы ГВС tмакс = 130 C Py=16 бар UPS50-60/2F UPSD50-120F UPS40-120F UPS32-120N VRG VRG Danfoss Danfoss
32 Ду Электропривод регулирующего клапана P=2 Вт IP Н, время перемещения штока 1 мм за 3 с Электропривод регулирующего клапана P=2 Вт IP Н, время перемещения штока 1 мм за 7,5 с AMV 35 Danfoss AMV 435 Danfoss Продолжение таблицы Сумма= В таблице указаны примерные цены и основное оборудование котельной, без учета трубопроводов, шаровых кранов, дисковых затворов и прочего оборудования. При укрупненном показателе в 5 млн рублей, время окупаемости котельной составит 1,8 лет, без учета амортизации оборудования и прочих добавлений в тарифы. 33
33 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной выпускной квалификационной работе была рассмотрена крышная котельная с конденсационным газовым напольным котлом De Dietrich номинальной полезной мощностью 994 квт. Был произведен расчет годовых расходов тепла на отопление, горячее водоснабжение и вентиляцию, а так же расчет годовой потребности в природном газе. Были затронуты вопросы по устройству и эксплуатации крышной котельной По проведенному экономическому анализу было выявлено, что срок окупаемости крышной котельной будет от 1,8 года, а стоимость тепловой мощности меньше примерно в 2,6 раз меньше чем стоимость тепловой мощности у «ТГК-1». В целом, подводя итоги на сегодняшний день, учитывая плотность застройки в крупных городах и отсутствие площадей под размещение теплоисточника и подводящих коммуникаций для обеспечения нужд жилых домов, применение крышных котельных является весьма правильным и экономически выгодным решением. 34
34 СПИСОК ИСПОЛЬЗАВОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. ГОСТ «Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе» 2. СП «Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП * (с Изменением N 2)» 3. СНиП «Газоснабжение» 4. Государственный комитет Республики Карелия по ценам и тарифам. Постановление 288 от «Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной и теплового потребления жилого района города», составленного старшим преподавателем Любавской О.Н. под редакцией доктора технически наук, профессора Савина И СНиП II «Котельные установки» 7. «Технические условия по устройству и эксплуатации крышных котельных на природном газе» разработаны отделом энергетики АКХ им. К. Д. Памфилова и согласовано начальником главного управления стандартизации, технического нормирования и сертификации Минстроя России В. В. Тишенко 26 декабря 1995 г. 8. Государственный комитет Республики Карелия по ценам и тарифам. Постановление 241 от Проектная декларация. Реконструкции здания 27 по ул. Федосовой под многоквартирный жилой дом со встроенными общественно-административными помещениями и подземным паркингом. 2 этап строительства. Настоящая проектная декларация размещена на сайте «Газоснабжение» Брюханов О.Н., Жила В.А., Плужников А.И C 330/630- ECO Газовые напольные конденсационные котлы. Брошюра представительства DE DIETRICH THERMIQUE 12. Напольные газовые конденсационные котлы C 330 ECO — C 630 ECO. Инструкция по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию. Брошюра представительства DE DIETRICH THERMIQUE 13. ГОСТ Межгосударственный стандарт. Стандарт здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. 35
35 14. СНиП Внутренний водопровод и канализация зданий. Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения. 15. СНиП «Жилые здания» 36