Технология работы производственной котельной
1. Технико-экономические обоснование
Существующее положение.
Производственная площадка метизного производства ЗАО «НСММЗ» имеет следующие теплоэнергетические мощности:
Центральная котельная.
- два паровых котла ДЕ-25-14ГМ производительностью 16 Гкал/час каждый.
2.Внутренние энергоресурсы:
2.1. Мартеновский цех:
- два котла - утилизатора КУ-60-у производительностью 4,5 Гкал/час каждый;
- две установки СИО производительностью 3,2 Гкал/час каждая.
2.2. Прокатный цех:
- две установки СИО производительностью 2,5 Гкал/час каждая.
Максимально возможная суммарная выработка тепла по заводу - 52,2 Гкал/час.
В 2003 году к отопительному сезону были переведены на автономные источники теплоснабжения (миникотельные, ТГГ) следующие объекты предприятия:
Перечень объектов, переведённых на автономное теплоснабжение приведен в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Объект |
Марка котла, теплогенератора |
количество |
Общая мощность, Гкал/час |
|
Оцинковальный цех |
ТГГ-250-01 |
5шт. |
1,980 |
|
ШКУ АБК |
КВ2у-400 |
3шт. |
0,890 |
|
АТП АБК и проходная |
КВ2у-150 |
3шт. |
0,439 |
|
АТП гаражные боксы |
КВ2у-035 |
2шт. |
0,077 |
|
АТП производ. помещения |
ТГГ-250-01 |
6шт. |
2,374 |
|
Тарный цех АБК, столярный уч-к |
УКМ-1,0 ВГ (КВ2у-400) |
1шт. (4шт.) |
1,200 |
|
Тарный цех таро-ремонтный уч-к |
ТГГ-250-01 |
1шт. |
0,396 |
|
Заводоуправление, бытовые ЖДЦ |
УКМ-0,5ВГ (КВ2у-400) |
1шт. (2шт.) |
0,602 |
|
РСЦ АБК |
КВ2у-150 |
2шт. |
0,292 |
|
РСЦ столярный уч-к |
ТГГ-250-01 |
1шт. |
0,396 |
|
Клуб |
КВ2у-400 |
2шт. |
0,593 |
|
Шурупный цехпроизвод. помещения |
ТГГ-250-01 |
14шт. |
5,538 |
|
Шурупный цех АБК,ЦЗЛ, КНС |
УКМ-1,0ВГ (КВ2у-400) |
1шт. (4шт.) |
1,200 |
|
Центральная насосная станцияпроизвод. помещения |
ТГГ-250-01 |
1шт. |
0,396 |
|
Депо АБК |
КВ2у-150 |
2шт. |
0,198 |
|
Депоэкипировочный пункт |
Электрокотельная (ТЕРМ) |
1шт. |
0,039 |
|
Депопроизвод. помещения |
ТГГ-250-01 |
2шт. |
0,791 |
|
БОСпроизвод. помещения |
ТГГ-250-01 |
8шт. |
3,164 |
|
Итого суммарное теплопотребление объектов автономного теплоснабжения |
20,565 |
Остальные объекты ЗАО «НСММЗ» остаются абонентами централизованного теплоснабжения.
В связи с расширением теплоэнергетическое хозяйство предприятия претерпевает следующие изменения:
1. Строительство новых производственных объектов - ввод новых теп-ловых нагрузок. В таблице 2.2 приведён перечень абонентов, привязанных к центральной котельной, новых производственных объектов и их нагрузок.
Таблица 2.2
Перечень абонентов ЦК |
Нагрузка, Гкал/час |
Технологическая нагрузка (пар), Гкал/час |
Суммарная нагрузка по объекту, Гкал/час |
|
Существующие производственные объекты: |
||||
Оцинковальный цех |
1,011 |
0,087 |
1,098 |
|
Сталепроволочный цех |
11,129 |
4,914 |
16,043 |
|
Гвоздильный цех |
3,809 |
3,809 |
||
Мазутное хоз-во |
0,010 |
0,300+4,500(слив) |
0,310+4,500(слив) |
|
Энергоцех |
0,34 |
0,700 |
1,04 |
|
Компрессорная |
0,137 |
0,137 |
||
Участок БОС |
0,694 |
|||
Прачечная |
0,476 |
|||
Главная распределительная станция |
0,014 |
0,014 |
||
Насосная серной кислоты |
0,008 |
|||
Насосная соляной кислоты |
0,009 |
0,009 |
||
Здравпункт |
0,013 |
0,013 |
||
Пожарное депо |
0,074 |
0,074 |
||
ЦРМО |
0,040 |
0,040 |
||
Центральный склад |
0,148 |
0,148 |
||
Экомет |
0,383 |
0,383 |
||
Пристрой шурупного цеха |
2,256 |
0,700 |
2,256 |
|
Существующий прокатный цех |
3,400 |
3,600 |
||
Новые производ-ственные объекты: |
||||
Кисолородная станция |
1,000 |
1,000 |
||
Насосная с градирней |
0,050 |
0,050 |
||
ЭСПЦ-2 (полное развитие) |
2,920 |
2,920 |
||
Бытовой корпус для ЭСПЦ-1 и для ЭСПЦ-2 |
2,900 |
2,900 |
||
Новый прокатный цех |
2,000 |
2,000 |
||
Итого |
31,673 |
7,879+4,5(слив мазута) |
39,552+4,5(слив мазута) |
2. Ликвидация мартеновского и прокатного цехов ведёт к закрытию тепловых мощностей:
2.1. Мартеновский цех.
- два котла - утилизатора КУ-60-у общей производительностью 9 Гкал/час;
- две установки СИО общей производительностью 6,4 Гкал/час.
2.2. Прокатный цех.
- две установки СИО общей производительностью 5 Гкал/час.
Суммарная производительность 20,4 Гкал/час.
В результате максимально возможная выработка тепла центральной котельной после ликвидации мартеновского и прокатного цехов будет
52,2 - 20,4 = 31,8 Гкал/час.
Баланс выработки и отпуска тепловой энергии центральной котельной приведен в таблице 2.3:
Таблица 2.3
Произ-во тепловой энергии, Гкал/час |
Расход пара на технол. нужды, Гкал/час |
Расход тепла на отопление объектов ЦК, новых производственных объектов |
Расход пара сторонним организациям, Гкал/час |
Суммарный расход, Гкал/час |
Баланс, Гкал/час |
|
31,800 |
7,879+4,5(слив мазута) |
31,673 |
0,390 |
39,942+4,5(слив мазута) |
-8,142 |
Таким образом, на предприятии складывается отрицательный баланс тепловой энергии (с дефицитом тепловой энергии -8,142Гкал/час).
Существуют два пути дальнейшего развития теплоэнергетического хозяйства предприятия:
Централизованное теплоснабжение объектов.
Автономное теплоснабжение объектов.
Вариант 1. Развитие централизованного теплоснабжения объектов.
Предлагается установить 1 дополнительный котел ДЕ-25-14 ГМ с производительностью 16 Гкал/час.
Баланс выработки и отпуска тепловой энергии приведен в таблице 2.4:
Таблица 2.4
Теплопроизводительные мощности |
Суммарные теплопроизводительные мощности, Гкал/час |
Суммарный расход, Гкал/час |
Баланс |
||
наименование |
нагрузка, Гкал/час |
48 |
39,942 |
8,058 |
|
ДЕ-25-14ГМ |
16 |
||||
ДЕ-25-14ГМ |
16 |
||||
ДЕ-25-14ГМ |
16 |
Таким образом, расчёт показывает, что при установке дополнительного котла ДЕ-25-14 ГМ создаётся положительный баланс тепловой энергии (с резервом по теплу 8,058Гкал/час); предприятие может обеспечить необходимыми энергоресурсами своих абонентов.
Технико-экономические показатели данного варианта:
1.Необходимые капитальные вложения.
Установка котла в центральной котельной согласно сметам 4-66495ТХ-СМ Уралгипромез 14.05.2003г. составит 10396 тыс.руб.:
- стоимость проектно наладочных работ - 350 тыс.руб.;
- стоимость котла ДЕ-25-14 ГМ заводской комплектации - 3580 тыс.руб.;
- монтаж котла ДЕ-25-14 ГМ - 6466 тыс.руб..
2. Строительная стоимость 1Гкал.
Тепловая мощность котла ДЕ-25-14 ГМ составляет 16Гкал/час,
тогда строительная стоимость 1Гкал
3. Затраты электроэнергии на выработку 1Гкал.
Для работы котла ДЕ-25-14 ГМ необходимы следующие тягодутьевые устройства (Таблица 2.5):
Таблица 2.5
Назначение |
Количество, шт. |
Технические характеристики |
Мощность эл./двигателя, кВт |
||
Производительность, м3/час |
Напор, кгс/м2 |
||||
Дымососы |
2 |
28700 |
330 |
47,2 |
|
Вентиляторы |
2 |
39900 |
460 |
42,5 |
|
Питательные насосы |
1100 |
100 |
45 |
||
Подпиточные насосы |
100 |
80 |
3 |
||
Итого суммарная потребляемая мощность, кВт |
137,7 |
Тепловая мощность котла ДЕ-25-14 ГМ 16 Гкал/час,
тогда затраты электроэнергии на выработку 1Гкал
4. Себестоимость 1Гкал.
С = 187,11руб./Гкал (расчёт приведён в приложении №1)
Вариант 2. Развитие автономного теплоснабжения.
В Таблице 2.6 приведён один из предполагаемых вариантов перевода объектов централизованного теплоснабжения и вновь строящихся объектов на автономное теплоснабжение.
Таблица 2.6
Объекты предприятия |
Марка котла, теплогенератора |
Количество |
Общая мощность, Гкал/час |
Стоимость |
|
Гвоздильный цех |
ТКУ-0,15 (КСТ-50-7) ТГГ-250-01 |
1шт. (3шт.) 9шт. |
3,896 |
4400тыс.руб. |
|
Здание «ИнТехРемонт» (настоящий прокатный цех) |
ТКУ-0,25 (КВ-Г-0,25-95) ТГГ-250-01 |
1шт. (3шт.) 7шт. |
3,414 |
4130тыс.руб. |
|
Компрессорная |
ГПВ-140 газовая колонка (для гвс) |
1шт. 1шт. |
0,120 |
626тыс.руб. |
|
Пожарное депо |
КВ2у-035 |
3шт. |
0,090 |
802тыс.руб. |
|
Экомет |
ТГГ-250-01 |
1шт. |
0,396 |
602тыс.руб. |
|
Оцинковальный цех (производственные помещения) |
УКМ-1,0ВГ(КВ2у-400) |
1шт. (4шт.) |
1,200 |
3000тыс.руб. |
|
Оцинковальный цех (бытовки) |
КВ2у-150 |
3шт. |
0,439 |
1500тыс.руб. |
|
Центральный склад |
ТКУ-0,25 (КВ-Г-0,25) |
1шт. |
0,215 |
740тыс.руб. |
|
Сталепроволочный цех |
Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) ТГГ-250-01 |
1шт. (3шт.) 24шт. |
12,904 |
11000тыс.руб. |
|
ЭСПЦ-2 (полное развитие) |
Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) |
1шт. (3шт.) |
3,4 |
8977,2тыс.руб. |
|
Бытовой корпус ЭСПЦ-1 и для ЭСПЦ-2 |
Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) |
1шт. (3шт.) |
3,4 |
8977,2тыс.руб. |
|
Новый прокатный цех |
Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) |
1шт. (2шт.) |
2,064 |
7000тыс.руб. |
|
Итого суммарная стоимость на установку автономного теплоснабжения |
51754,4тыс.руб |
Технико-экономические показатели данного варианта:
1. Необходимые капитальные вложения.
51754,4тыс.руб..
2. Строительная стоимость 1Гкал.
Суммарное тепловое потребление объектов, переведённых на автономное теплоснабжение 31,538Гкал/час.,
тогда строительная стоимость 1Гкал
3. Затраты электроэнергии на выработку 1Гкал.
На автономных котельных - 12,9кВт,
При передачи тепла от теплогенератора - 36кВт.
4. Себестоимость 1Гкал.
С = 346,20руб./Гкал (расчёт приведён в приложении №2)
Сравнительные показатели централизованного и автономного теплоснабжения объектов предприятия приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Централизованное теплоснабжение |
Автономное теплоснабжение |
|
Необходимые капитальные вложения |
||
10396 тыс.руб. |
51754,4тыс.руб. |
|
Строительная стоимость 1Гкал |
||
649,75тыс.руб. |
1641,017тыс.руб. |
|
Затраты электроэнергии на выработку 1Гкал |
||
8,6кВт |
Котельные - 12,9кВт Теплогенераторы - 36кВт |
|
Себестоимость 1Гкал |
||
187,11руб. |
353,808руб. |
Приложение №1.
Расчет нормируемых теплопотерь тепловыми сетями.(таблица 2.8)
Исходные данные для расчёта потерь трубопроводами системы отопления
Число часов в рассматриваемом периоде 5496
Ср. температура теплоносителя в тр./пр. прямой сетевой воды 79
Ср. температура теплоносителя в тр./пр. обратной сетевой воды 50
Исходные данные для расчёта потерь трубопроводами системы ГВС
Число часов в рассматриваемом периоде 3192
Ср. температура теплоносителя в тр. /пр. ГВС 65
Ср. температура теплоносителя в циркуляционном тр./пр. 50
Таблица 2.8
Усл. диаметр тр./пр., мм |
Длина тр./пр., м |
Удельные теплопотери на прямом тр./пр., Вт/м |
Удельные теплопотери на обратном тр./пр., Вт/м |
Общие теплопотери, кВт |
|
400 |
370 |
68,4 |
49 |
43,44 |
|
350 |
58 |
62,4 |
45 |
6,23 |
|
219 |
456 |
43,1 |
30 |
33,33 |
|
150 |
380 |
35,4 |
24 |
22,57 |
|
100 |
155 |
28,3 |
19 |
7,.4 |
|
80 |
220 |
25,7 |
17 |
9,4 |
|
Итого общие годовые теплопотери трубопроводами отопления 672,15 МВт/год (578,05Гкал/год) |
|||||
Часовые теплопотери трубопроводами отопления 0,122 МВт/час (0,105Гкал/час) |
|||||
400 |
370 |
59,2 |
49 |
||
350 |
58 |
54 |
45 |
||
219 |
456 |
36,9 |
30 |
||
150 |
380 |
30 |
24 |
||
100 |
155 |
23,8 |
19 |
||
80 |
220 |
21,5 |
17 |
||
Итого общие годовые теплопотери трубопроводами ГВС 357МВт/год (307Гкал/год) |
|||||
Часовые теплопотери трубопроводами ГВС 0,112кВт/час (0,096Гкал/час) |
Приложение №2
Распределение затрат по переделу (таблица 2.9):
миникотельная.
Расчётные данные:
- Qрн=7900 ккал/м3;
- B=16500 м3;
- ¦З=93 %;
работа круглосуточная, в работе два котла.
Месячная выработка тепла
Таблица 2.9
Наименование статьи затрат |
Ед. изм. |
Кол-во единиц на 1Гкал |
Цена за единицу, руб. |
Стоимость единицы, руб. |
Кол-во единиц на выработанное число Гкал |
Стоимость выработанных Гкал |
|
Топливо |
|||||||
газ |
тыс. м3 |
0,1361 |
1011,39 |
137,6502 |
16,5 |
16687,9350 |
|
Энергетич. затраты |
|||||||
электроэнергия |
кВт |
12,9 |
0,9390 |
12,1131 |
1563,8154 |
1468,4227 |
|
питьевая вода |
м3 |
5,2546 |
3,82 |
20,0726 |
637 |
2433,3400 |
|
итого: |
3901,7627 |
||||||
З/плата осн. рабочих |
руб. |
16,7401 |
2029,3354 |
||||
начисления на з/плату |
руб. |
6,3110 |
765,0573 |
||||
итого: |
руб. |
23,0511 |
2794,3927 |
||||
Цеховые расходы: |
|||||||
амортизация |
руб. |
67,3324 |
8162,4400 |
||||
текущий ремонт |
руб. |
13,4665 |
1632,4900 |
||||
аренда транспорта |
руб. |
1,6498 |
200,0000 |
||||
топливо (бензин) |
т |
0,00069 |
10900,00 |
7,52 |
0,084 |
911,7407 |
|
сервисное обслужива- ние оборудования котельной |
руб. |
8600,0000 |
|||||
итого: |
19506,6707 |
||||||
итого по переделу: |
42890,7611 |
Себестоимость 1 Гкал, выработанной миникотельной
3. Описание тепловой схемы.
В качестве теплоносителей в котельной приняты:
Вода с расчетной температурой
в прямой магистрали 150 єC
в обратной магистрали 70 єC;
2. Насыщенный пар на технологические нужды с давлением 1,4 МПа и температурой 194 єC;
Центральная котельная Ревдинского Метизно-Металлургического завода питается от двух независимых источников воды. Исходная (сырая) вода из городского пруда с расходом 98,6 т/ч поступает на подогреватель сырой воды, подогревается до температуры 25єC. Затем подогретая вода поступает в водоподготовительную установку ВПУ, где очищается, проходя через механические фильтры, умягчается по методу двухступенчатого Na-катионирования и поступает на теплообменник непрерывной продувки, где охлаждает продувочную воду из котла до температуры 40єC. Далее продувочная вода поступает в продувочный колодец. После теплообменника непрерывной продувки ХОВ с температурой 35єC поступает в охладитель выпара, где подогревается до температуры 41єC и далее поступает в верхнюю часть питательного деаэратора. Выпар из деаэратора идет в охладитель выпара, охлаждается и поступает в продувочный колодец.
Из деаэратора питательная вода с температурой 104єC поступает в охладитель деаэрированной воды. В охладителе деаэрированной воды питательная вода с температурой 104єC охлаждается до температуры 70єC, нагревая ХОВ до температуры 59єC. После охладителя деаэрированной воды охлажденная питательная вода подается питательными насосами в котлы ДЕ-25-14ГМ. На выходе из котлов получаем пар с параметрами: Р=1,4 МПа, tS=198єC. Пар от котлов поступает в паровой коллектор, а от туда распределяется по абонентам. Часть пара с расходом 21,6 т/ч идет на технологические нужды, часть, проходя через редукционную установку, идет на деаэраторы и сетевые подогреватели, часть пара (2 т/ч) идет к потребителю.
Для подпитки теплосети используется вода из городского водопровода.
Вода предварительно нагревается в теплообменнике, затем по методу одноступенчатого Na-катионирования умягчается и поступает подпиточные деаэраторы, предварительно нагреваясь в водоводяных подогревателях. Деаэрированная подпиточная вода с температурой 104єC охлаждается в пароводяных подогревателях до температуры 70єC, нагревая ХОВ до температуры 59єC. Затем вода подается насосами в баки аккумуляторы, а оттуда на всас подпиточных насосов.