Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения п. Шеркалы Тюменской области

 

6. Автоматизация

 

В проекте разработана функциональная схема КИПиА котла КВ-ГМ-30-150. Схема вычерчена в соответствии с ГОСТ 21.404-85 и представлена в графической части проекта.

Надежная, экономичная  и безопасная работа котельной с  минимальным числом обслуживающего персонала может осуществляться только при наличии систем: автоматического регулирования, автоматики безопасности, теплотехнического контроля, сигнализации и управления технологическими процессами.

Задачами автоматического  регулирования теплоисточника является: поддержание температуры воды, подаваемой в теплосеть, на заданном уровне, определяемым в соответствии с отопительным графиком при экономичном сжигании используемого топлива и стабилизация основных параметров работы котельной.

Температура воды, подаваемой в теплосеть в соответствии с отопительным графиком, поддерживается на заданном уровне «холодным перепуском». Заданный расход воды, независимо от количества работающих котлов, обеспечивается регулятором расхода (клапаном на линии рециркуляции), получающим импульс по перепаду давлений между коллекторами прямой и обратной сетевой воды котлов.

Регулятор подпитки обеспечивает поддержание заданного давления в обратном трубопроводе сетевой  воды.

Для обеспечения качественной деаэрации предусмотрены вакуумные  деаэраторы, устойчивая работа которых поддерживается регуляторами уровня и давления.

Для котлов предусмотрено  регулирование процесса горения  с помощью регуляторов разряжения воздуха и топлива.

Стабилизация давления мазута у горелки котла осуществляется общекотельным регулятором давления.

Поддержание на выходе котла  температуры 150 °С при сжигании высокосернистого мазута позволяет избежать низкотемпературной коррозии поверхностей нагрева. При сжигании природного газа поддерживается температура на входе в котел по режимной карте.

Комплектом средств управления обеспечивается безопасность работы котла путем прекращения подачи топлива при:

• Отклонении давления газа (понижении давления мазута);
• Отклонении давления воды на выходе из котла;
• Уменьшении расхода воды через котел;
• Повышении температуры воды за котлом;
• Погасании факела в топке;
• Уменьшении тяги;
• Понижении давления воздуха;
• Аварийной остановке дымососа;
• Неисправности цепей или исчезновении напряжения в схеме автоматики безопасности.

Операции по пуску  и останову котла происходят автоматически «от кнопки». Аварийный сигнал остановки котла вынесен на щит КИП.

В котельных устанавливают  показывающие приборы для измерения  температуры воды в подающем и  обратном коллекторах, температуры  жидкого топлива в общей напорной магистрали.

В котельной должна быть предусмотрена регистрация следующих параметров: температуры воды в подающих трубопроводах тепловой сети и горячего водоснабжения, а также в каждом обратном трубопроводе; расхода воды, идущей на подпитку тепловой сети.

• Теплотехнический контроль включает в себя контроль за:
• Температурой воды после котла;
• Температурой воды перед котлом;
• Температурой дымовых газов за котлом;
• Давлением воды после котла;
• Давлением мазута после дутьевого вентилятора;
• Разряжением в топке.

Деаэраторно-питательные  установки оборудуют показывающими приборами для измерения: температуры воды в аккумуляторных и питательных баках или в соответствующих трубопроводах; давления питательной воды в каждой магистрали; уровня воды в аккумуляторных и питательных баках.

 

Позиция	Обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
1	ТТЖУ 90º№3-2º-150-200	Термометр технический жидкостный	1
2 4	ТТЖП №4-2º-150-163	Термометр технический жидкостный прямой	2
5а 5д	ТСП-0879	Термопреобразователь сопротивления	2
5б, 5г, 5е, 36б	Ш-79	Преобразователь измерительный	5
5ж	А-543-263	Прибор аналоговый	1
6	ОБМ-1-100-25	Манометр	1
7	ОБМ-1-100-6	Манометр	1
8	ОБМ-1-100-1	Манометр	2
9а	РМ модель 5320	Разделитель мембран	2
9б	МТИ модель 1216	Манометр	2
12б, 39и, 27б	РС 29.1.12	Прибор регулирующий	3
12а, 14а, 15а	«Сапфир» 2дд-2401	Преобразователь измерительный колокольный	3
12в, 27в, 39д, 39к	У 29.3	Магнитный пускатель	4
39г	PS 29.012	Прибор регулирующий	1
12г, 39л	М 30250125-0,25р	Механизм исполнительный	2
13, 16	ТНМП-52	Тягонапоромер мембранный	2
14б	А 542-081	Прибор аналоговый	2
24б, 12е, 14в, 15б	ИП-ПЗ	Преобразователь нормирующий	4
34а	ЭПКЗ/4-«ТО»	Клапан электропневматический	1
34б	ПКВ-200	Клапан отсечной	1
35а	ЗСК-32	Клапан запорный соленоидный	1
36а	ТСП-0879	Термопреобразователь	2
37а, 41а, 54б	«Сапфир» 22ди-2150	Преобразователь измерений	3
37б	А 542-075	Прибор аналоговый	1
38а, 38б	ТГП-100эк	Термометр электроконтактный	2
32в	А 06	Блок размножения сигналов	1
39ж	ДХ-200	Клапан регулирующий	1
39м	9с-4-2	Клапан регулирующий	1
40б	ЭКМ-1У	Манометр электроконтактный	1
42а	ДКС 10-250	Диафрагма	1
42б	СКМ-40-2-а	Сосуд конденсационный	2
42г, 51в, 51д	БИК-1	Блок извлечения корня	3
42д, 55г	А 543-263	Прибор аналоговый	2

 

7. Технико-экономический  расчет

 

7.1 Постановка задачи

 

 При проектировании котельной необходимо решить, на каком топливе она будет работать. При работе на мазуте необходимо устанавливать дополнительные котлы Е-1/9 для его подогрева перед подачей в топку.

 

7.2 Расчет капитальных затрат

 

Стоимость оборудования (по данным предприятия ЧТЭЦ-3):

КВГМ-30 - 3 млн. руб.;

Е-1/9 - 2 млн. руб.;

Затраты на монтаж оборудования (по данным предприятия ЧТЭЦ-3):

КВГМ-30 - 0,3 млн. руб.;

Е-1/9 - 0,2 млн. руб.;

 

Таблица 19.

 

Смета производственных и капитальных затрат при работе котельной на газе

Наименование оборудования	Кол-во	Стоимость единицы, млн. руб.		Общая стоимость, млн. руб.
		оборудование	монтаж	оборудование	монтаж
КВГМ-30	4	3	0,3	12	1,2
Итого:					13,2

 

Таблица 20.

Смета производственных и капитальных затрат при работе котельной на мазуте

Наименование оборудования	Кол-во	Стоимость единицы, млн. руб.		Общая стоимость, млн. руб.
		оборудование	монтаж	оборудование	монтаж
КВГМ-30	4	3	0,3	12	1,2
Е-1/9	4	2	0,2	8	0,8
Итого:					22

 

 Транспортные расходы на доставку оборудования по тарифу на перевозки принимаем 7000 руб. за тонну (по данным транспортной компании Уралтранссервис).

При работе котельной  на газе:

U_транс = 4×М_КВГМ-30×0,007 ,

где М_квгм-30 = 32,4 тонны - масса котла КВГМ-30

U_транс = 4×32,4×0,007 = 0,9 млн. руб.;

При работе котельной  на мазуте:

U_транс = 4×М_КВГМ-30×0,007 + 4×М_Е-1/9×0,007,

где М_Е-1/9 = 3,34 тонны - масса котла Е-1/9

 U_транс = 4×32,4×0,007 + 4×3,34×0,007 = 1 млн. руб.

 Заготовительно-складские затраты составляют 1,2% от стоимости оборудования.

При работе котельной  на газе:

U_з.с. = 0,012×12 = 0,144 млн. руб.;

При работе котельной  на мазуте:

U_з.с. = 0,012×20 = 0,24 млн. руб.

 Затраты на комплектацию оборудования, тару и упаковки составляют 3,2% от стоимости оборудования.

При работе котельной на газе:

U_т = 0,032×12 = 0,384 млн. руб.;

При работе котельной  на мазуте:

U_т = 0,032×20 = 0,64 млн. руб.

Плановые накопления составляют 6% от затрат на монтаж.

При работе котельной  на газе:

U_пл = 0,06×1,2 = 0,072 млн. руб.;

При работе котельной  на мазуте:

U_пл = 0,06×2 = 0,12 млн. руб.

 

7.3 Расчет основных текущих затрат

 

 Эксплуатация энергетического объекта требует ежегодных затрат, материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов.

 В рассматриваемых вариантах необходимо определить затраты при работе котельной на газе и на мазуте.

 Необходимо рассчитать следующие статьи затрат:

1. Затраты на топливо:

для природного газа цена за 1 м³ составляет 1,3 руб. (по данным СК Теплостроймонтаж).

Ц_т = 30,15×10⁶×1,3 = 39,195 млн. руб./год;

 где В_к = 30,15×10⁶ м³/год - годовой расход топлива.

для мазута цена за 1 т  составляет 1500 руб. (по данным СК Теплостроймонтаж).

Ц_т = 30,15×10³×1500 = 45,2 млн. руб./год.

2. Затраты на электроэнергию:

стоимость электроэнергии (при цене 1,76 руб./кВт×ч, по данным предприятия ЧТЭЦ-3):

Ц_эл = 1,01×10⁶×1,76 = 1,77 млн. руб./год.

3. Затраты на воду:

стоимость воды (при цене 1,13 млн. руб. за тыс. м³ по данным предприятия ЧТЭЦ-3):

Ц_св = 0,25×1,13 = 0,282 млн. руб./год;

где G_св = 0,25 тыс. м³/год - годовой расход сырой воды.

Сведем капитальные и текущие затраты двух вариантов в общую таблицу.

 

Таблица 21.

Смета капитальных и  текущих затрат

Вид затрат	Един. изм.	Работа на газе	Работа на мазуте
Капитальные затраты	млн. руб.	14,7	24
Текущие затраты	млн.руб./год	41,2	47,25

 

Определим приведенные затраты для каждого из вариантов:

При работе котельной  на газе:

З = U + Е_норм×К = 41,2 + 0,125×14,7 = 43,04 млн. руб.;

При работе котельной  на мазуте:

З = U + Е_норм×К = 47,25 + 0,125×24 = 50,25 млн. руб.

 Из сравнения приведенных затрат при работе котельной двух различных видах топлива, можно сделать вывод, что работа котельной на природном газе экономически более выгодна, чем работа котельной на мазуте.

 Экономическая эффективность принятых технических решений может быть определена таким показателем, как срок окупаемости. Для определения срока окупаемости - времени, в течение которого возмещаются дополнительные капитальные вложения за счет экономии на издержках производства, используют формулу:

 года,

где К = 14,7 млн. руб. - капитальные затраты;

DU = U¢ - U = 47,25 - 41,2 = 6,05 млн. руб./год - экономия текущих затрат.

 

7.4 SWOT - анализ

 

SWOT - анализ является одной из методик анализа сильных и слабых сторон предприятия, его внешних благоприятных возможностей и угроз.

 

Таблица 22.

SWOT - анализ при работе котельной на мазуте:

S: сильные стороны	W: слабые стороны
четкое разделение труда; простота осуществления контроля за организацией и четкое разграничение ответственности персонала; быстрая реакция на изменения, быстрое принятие управленческих решений; наличие квалифицированного персонала; меньший удельный расход топлива.	затраты на привод топливных насосов; необходимость обогрева емкостей для хранения мазута; большая цена на мазут; транспортные издержки; большее негативное воздействие на окружающую среду; отсутствие заинте</spa