|
Органическое топливо(4.10) где: L - высота бака-аккумулятора; g - ускорение свободного падения; Θ0 - температура наружной поверхности трубы; V - температура жидкости вне узкой области свободноконвективного движения; ν - кинематическая вязкость жидкости. Таким образом, для нашего случая: (4.11) Теплоотдачу при свободной конвекции от нагретого змеевика к жидкости можно рассчитать по уравнению: (4.12) (4.13) Во всех аппаратах периодического действия происходит нестационарный теплообмен. Уравнение теплопередачи при нестационарном режиме работы имеет вид: Q = k · F · D t · τ, (4.14) где: τ - время работы аппарата; Dt - средний температурный напор за время τ. Уравнение теплопередачи и теплового баланса для всей поверхности теплообмена F за интервал времени dτ имеет вид: dQ = kF Dt dτ = G1c (t11 - t1) dτ = G2c dt2, (4.15) где: Dt - средняя разность температур между теплоносителями в момент времени τ; t1 - текущее значение температуры греющего теплоносителя; dt2 - изменение температуры нагреваемой воды за время dτ. Температурный напор Dt в момент времени τ рассчитывается как среднелогарифмическая разность температур: (4.16) Так как температуры t1 и t2 со временем изменяются, то Dt является функцией времени. Подставляя Dt в (15), получаем: (4.17) откуда: (4.18) (4.19) Таким образом, подставляя известные величины, получим: (4.20) откуда: kF = 1865Вт/мК. (4.21) Коэффициент теплопередачи определим по формуле: (4.22) Определим площадь поверхности теплообмена F и длину змеевика l: (4.23) (4.24) Таким образом из расчета видно, что для обеспечения потребителей горячей водой с температурой tГВ = 55˚С, необходимая длина змеевика теплообменника составляет 37 м. Диаметр змеевика можно принять равным DЗМ = 1,2 м. 4. Экономическая частьСравним экономический эффект котельной при ее реконструкции с установкой теплогенераторов фирмы Юсмар и при условии, что будут устанавливаться водогрейные котлы типа ТГ-120 (Гейзер-01), режимная карта которого приведена в таблице 3. Таблица 3 - Режимная карта на водогрейный котел типа ТГ-120
Определение себестоимости вырабатываемого тепла находится по выражению: (5.1) где ΣЭ - годовые эксплуатационные затраты в руб.; Qгод - годовой отпуск тепла в ГДж. Годовой отпуск тепла подсчитывают по формуле: (5.2) где Q = 0,66ГДж/час - производительность котельной в час; m = 220 - количество дней отопительного периода; tв = +18˚С - внутренняя температура в помещении; tср = - 2,6˚С - наружная средняя температура отопительного периода; tно = - 27˚С - наружная температура для проектирования системы теплоснабжения; Годовые эксплуатационные затраты определяют по уравнению: ΣЭ=Этоп+Ээл. эн. +Эвод+Эзар+Эамор+Этек. рем. +Эобщ. расх., руб/год (5.3) где: Этоп - затраты на топливо; Ээл эн - затраты на электроэнергию; Эвод - затраты на используемую воду; Эзар - затраты на заработную плату; Эамор - амортизационные отчисления; Этек. рем - затраты на текущий ремонт; Эобщ. расх - затраты общекотельные и прочие расходы. Определим затраты на эксплуатацию котлов ТГ-120. 1 затраты на топливо: Этоп = kпот · B · hгод · Стоп, руб/год (5.4) где kпот = 1,055 - коэффициент, учитывающий складские, транспортные и прочие потери; В = 11,8 м3/ч - часовой расход топлива на один котел при максимальной нагрузке; n =2 - количество установленных котлов (без резервных); hгод - число часов использования установленной мощности котельной в год: hгод = 24 · тот +24 · тг. в. = 8760часов, где тот - количество дней отопительного периода; тг. в. - количество дней летнего периода; Стоп = 49коп/м3 - стоимость газа; Этоп = 1,055 · (11,8 · 2 · 220 + 11,8 · 145) · 24 · 0,49 = 85644 руб/год, (5.5) 2 затраты на потребляемую электроэнергию: Ээл. эн = N · hгод · Сэл. эн. руб/год, (5.6) где N - установленная мощность электродвигателей в кВт: Nот = 5,5кВт - мощность электродвигателя насоса системы отопления, Nг. в. = 4,5кВт - мощность электродвигателя насоса системы горячего водоснабжения; hгод - число часов использования установленной мощности котельной в год: hот = 220 часов, hг. в. = 365 часов; Сэл. эн =0,72 руб/кВт·ч - стоимость электроэнергии за 1 кВт · ч потребляемой мощности; Ээл. эн. = 24· (220· (5,5+4,5) +145·4,5) ·0,72 = 49291 руб/год. (5.7) 3 затраты на используемую воду: Эвод = Dмакс · hгод · Свод, (5.8) где Gмакс = 2/3 · Gг. в. ·= 2/3 · 3,34 = 2,23 м3/час - максимальный часовой расход добавочной воды; Свод = 7,61 руб/м3 - стоимость 1м3 добавочной воды; Эвод = 24 · 365 · 2,23 · 7,61 = 148660 руб/год. (5.9) 4 затраты на заработную плату: Так как котлы ТГ-120 полностью автоматизированы, в обслуживающем персонале нет необходимости. Достаточно того, чтобы система управления и сигнализации котлов была выведена на диспетчерский пульт МУП "Теплоэнерго". Эзар = 0 руб/год. 5 затраты на амортизационные отчисления: Эамор = Р1 · Сстр + Р2 · Соб, руб/год, (5.10) где P1 = 0,032 - процентные отчисления от стоимости общестроительных работ; Сстр = 0 - сметная стоимость общестроительных работ в руб; P2 = 0,082 - процентные отчисления от стоимости оборудования с монтажом; Соб = СТГ-120 + Смонт = 2 · 64000 + 20000 =148000 руб – сметная стоимость оборудования и его монтажа; Эамор = 0,032 · 0 + 0,082 · 148000 = 12136 руб/год. (5.11) 6 затраты на текущий ремонт принимают в размере 20 - 30% затрат на амортизацию и, следовательно, подсчитывают по выражению: Этек. рем = (0,2 ÷ 0,3) Эамор = 0,25 · 12136 = 3034 руб/год. (5.12) 7 затраты на общекотельные и прочие расходы принимают в размере 30% суммы амортизационных отчислений, годового фонда зарплаты и затрат на текущий ремонт, т.е. Эобщ. расх = 0,3 (Эамор + Этек. рем + Эзар) = 0,3 · (12136+3034) = = 4551 руб/год. (5.13) Таким образом, годовые затраты на эксплуатацию котлов ТГ-120 составят: ΣЭ = 85644 + 49291 + 148660 + 12136 + 3034 + 4551 = 303316 руб/год, (5.14) а себестоимость 1 ГДж тепла будет равна: (5.15) Рассчитаем затраты на эксплуатацию теплогенераторов "Юсмар-1М". 1 затраты на топливо: Этоп = 0. 2 затраты на потребляемую электроэнергию: Ээл. эн = N · hгод · Сэл. эн. = ( (5,5+2·2,8+4,5) ·220+ (2,8+4,5) ·145) ·24·0,72 = = 77596 руб/год, (5.16) 3 затраты на используемую воду: Эвод = Dмакс · hгод · Свод = 2,23 · 365 · 7,61 = 148660 руб/год. (5.17) 4 затраты на заработную плату: Так как теплогенераторы "Юсмар-1М", как и котлы ТГ-120 полностью автоматизированы, в обслуживающем персонале нет необходимости. Достаточно того, чтобы система управления и сигнализации теплогенераторов была выведена на диспетчерский пульт МУП "Теплоэнерго". Эзар = 0 руб/год. 5 затраты на амортизационные отчисления: Эамор = Р1 · Сстр + Р2 · Соб, руб/год =, (5.18) где P1 = 0,032 - процентные отчисления от стоимости общестроительных работ; Сстр = 0 - сметная стоимость общестроительных работ в руб; P2 = 0,082 - процентные отчисления от стоимости оборудования с монтажом; Соб = СЮсмар-1М + Смонт = 2 · 39000 + 20000 =98000 руб – сметная стоимость теплогенератора "Юсмар-1М" и его монтажа; Эамор = 0,032 · 0 + 0,082 · 98000 = 8036 руб/год. (5.19) 6 затраты на текущий ремонт принимают в размере 20 - 30% затрат на амортизацию и, следовательно, подсчитывают по выражению: Этек. рем = (0,2 ÷ 0,3) Эамор = 0,25 · 8036 = 2009 руб/год. (5.20) 7 затраты на общекотельные и прочие расходы принимают в размере 30% суммы амортизационных отчислений, годового фонда зарплаты и затрат на текущий ремонт, т.е. Эобщ. расх = 0,3 (Эамор + Этек. рем + Эзар) = 0,3 · (8036 + 2009) = = 3014 руб/год. (5.21) Таким образом, годовые затраты на эксплуатацию теплогенераторов "Юсмар-1М" составят: ΣЭ = 77596 + 148660 + 8036 + 2009 + 3014 = 239315 руб/год, (5.22) а себестоимость 1 ГДж тепла будет равна: (5.23) Таким образом, себестоимость вырабатываемого 1 ГДж тепла на котельной с теплогенераторами фирмы Юсмар (159 руб/ГДж) на 21,3% меньше себестоимости тепла, выработанного на котельной, где установлены котлы ТГ-120 (202 руб/ГДж). Экономический эффект котельной с установками "Юсмар-1М" составляет: Э = (202 - 159) • 1501 = 64543 руб/год. (5.24) 5. ЭкологияПри сжигании топлива входящие в его состав горючие элементы соединяются с кислородом воздуха. При этом происходит преобразование химической энергии топлива в тепловую, идущую на нагрев продуктов сгорания топлива. Природный газ, сухое беззольное высокоценное топливо, имеет следующий состав, считая по объему: метан СН4 от 85 до 98,3%; тяжелые углеводороды СnHm от 2 до 6%; двуокись углерода СО2 от 0,1 до 1,0%; азот N2 от 1 до 5%. Теплота сгорания сухого природного газа колеблется в пределах от 30,6 до 36,9 МДж/м3. Продуктами полного сгорания топлива является двуокись углерода СО2, сернистый газ SО2 и водяные пары Н2О. Кроме того, компонентами продуктов сгорания топлива являются азот N2, содержавшийся в топливе и атмосферном воздухе, и избыточный кислород О2, который содержится в продуктах сгорания топлива, потому что процесс горения протекает не идеально и связан с необходимостью подачи большего, чем теоретически необходимо, количества воздуха. В котельной №48 в настоящее время тепло получают путем сжигания газообразного топлива. Согласно режимным картам на водогрейные котлы типа "Универсал-6", установленных на котельной, состав уходящих газов следующий: СО2 - 9,8%; О2 - 3,6%; СО - отсутствует. Для того, чтобы определить количество выбросов оксидов азота, произведем следующий расчет. Суммарное количество оксидов азота NOx в пересчете на NO2 (в г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, рассчитывается по формуле: МNOx = Bp · Qгi · КгNO2 · βк · βt · βα, (6.1) где: Вр - расчетный расход топлива; при работе котла в соответствии с режимной картой с достаточной степенью точности может быть принято Вр = В = 0,01м3/с - фактическому расходу топлива на котел; Qгi = 33,441МДж/м3 - низшая теплота сгорания топлива; КгNO2 - удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, г/МДж. Для водогрейных котлов: КгNO2 =0,013 √Qт + 0,03 = 0,013 · √0,3344 + 0,03 = 0,0375г/МДж, (6.2) где Qт - фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт, которое определяется по формуле: Qт = Вр · Qгi = 0,01 · 33,44 = 0,3344 г/МДж. (6.3) βк = 1 - безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки. βt - безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения: βt = 1 + 0,002 · (tгв - 30) = 1 + 0,002 · (20 - 30) = 0,98, (6.4) где tгв = 20˚С - температура горячего воздуха. βα = 1,225 - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота. Таким образом, суммарное количество оксидов азота будет равно: МNOx = 0,01 · 33,44 · 0,0375 · 1 · 0,98 · 1,255 = 0,015 г/с. (6.5) При реконструкции котельной №48 с заменой старых котлов типа "Универсал-6" на теплогенераторы "Юсмар-1М" этих нежелательных выбросов можно будет избежать, так как в данной установке процесс выработки тепла происходит без участия какого-либо вида органического топлива. Получение тепла с помощью теплогенератора Потапова - абсолютно экологически чистый способ. 6. Безопасность жизнедеятельностиЦелью данного раздела дипломного проекта является проведение анализа условий труда на рабочем месте. В данном разделе следует выявить и рассмотреть опасные и вредные производственные факторы, а также произвести их идентификацию, оценку и дать рекомендации по их устранению. В качестве рассматриваемого объекта выступает реконструируемая котельная №48 музея-заповедника "Витославицы". В котельной размещено следующее оборудование: 2 теплогенератора фирмы "Юсмар"; сетевые, питательные, рециркуляционные насосы; коллекторы сетевой воды; КИПиА. Вопросы охраны труда подразделяются на общие для любых типов производства (освещение, вентиляция и т.п.) и на специальные (тепловая и электрическая опасность, вибрация, излучение, вредные вещества). Охрана труда на производстве - один из наиболее важных для успешной безаварийной работы предприятия. Рабочее место обслуживающего персонала (оператора котельной) - постоянное, то есть место, на котором работающий находится большую часть (более 50% или более 2 часов непрерывно) своего рабочего времени. В помещении котельной были выявлены следующие опасные и вредные факторы: повышенный шум; опасность термического ожога; опасность поражения электрическим током; вращающееся оборудование котельной (насосы, вентиляторы, дымососы); Типовую характеристику санитарно-гигиенических условий труда, опасных и вредных факторов в фактических условиях и по проекту сводим в таблицу 4, которая приведена ниже и в которой приняты следующие сокращения: "о" - опасное; "н" – неопасное Таблица 4 - Характеристика санитарно-гигиенических условий труда, опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах в фактических условиях по проекту
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, рефераты на тему, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |