Курсовая работа (т): Модернизация мазутной котельной в городе Полярные Зори

Модернизация мазутной котельной в городе Полярные Зори

Введение

Более 80 процентов объема тепловой энергии Кольского края вырабатывается на мазутных котельных. Получается дорого и неэффективно. В большинстве регионов для этого используют природный газ. Но проблема в том, что в нашей области его никогда не было и нет. Так можем ли мы в принципе избавиться от пресловутой мазутозависимости и что сегодня делается для этого?

Мазут - один из продуктов нефтепереработки. Поэтому увеличение мировых цен на нефть непосредственно влияет на его стоимость. К примеру, в 2010 году под влиянием мировой конъюнктуры на отечественном рынке нефтепродуктов образовался дефицит топлива. В результате подскочили оптовые цены. Они на 26 процентов превысили ожидаемые и запланированные. Кроме того, на его цене отражается и тот факт, что весь мазут (а это ежегодно около 1,7 миллиона тонн, из которых 1,2 миллиона используется для коммунальных нужд населения и бюджетных предприятий) завозится из разных регионов России. А тариф на транспортировку по железной дороге составляет около 25 процентов от его закупочной стоимости на заводах. Вот почему мазут обходится производителям тепла так дорого. [7]

Сейчас уже действует Концепция инфраструктурного развития теплоснабжающих организаций Мурманской области на 2011-2015 годы. Она разработана с участием ОАО "Газпром энергохолдинг" и была одобрена министерствами энергетики и регионального развития РФ. Ее главной целью как раз и является уход от мазутозависимости, экономия ресурсов, оптимизация работы и укрупнение теплоснабжающих организаций.

Это означает в первую очередь перевод мазутных котельных на использование иных видов первичного топлива - древесных отходов и угля. Строительство газовых и модернизацию электрических котельных с переводом на расчеты по высокому напряжению и применение зонных тарифов. Внедрение автоматизированной измерительной системы диспетчерского контроля и учета энергоресурсов.

В городе Полярные Зори введена в строй электрокотельная. Инициатором ее строительства и заказчиком выступила Кольская атомная станция. Генеральным подрядчиком стало ООО "КЭМК-ГЭМ".

Первая и вторая очереди электрокотельной имеют по два котла. Строительство второй очереди началось в июне 2006 года. А уже осенью оборудование новой котельной было поставлено на учет в Мурманском отделении Ростехнадзора. В четвертом квартале 2006 года был введен в строй третий котел котельной. В январе был запущен четвертый котел и электрокотельная вышла на проектную мощность, что позволяет ей выдавать в теплосеть города 25 тонн пара в час.[6]

Ввод котельной стал подарком градообразующего предприятия города Колськой АЭС полярнозоренцам. Новая котельная намного экономичнее обычных, работающих на мазуте, что позволит жителям города экономить на отплате тепла - самой дорогой услуги ЖКХ.

Цель работы - перевод мазутной котельной города Полярные Зори на электричество.

Задачи:

-       изучить мазутную котельную города Полярные Зори;

-       изучить электрокотельную города Полярные Зори;

-       изучить технологическую схему работы котельных;

-       провести сравнение котельной на мазутном топливе и на электричестве.

1. Мазутная котельная

До ввода в эксплуатацию электрокотельной теплоснабжение города Полярные Зори осуществлялось только за счет мазутной котельной с установленной мощностью 109,6 Гкал/час.

Перечень оборудования котельной с основными характеристиками представлен в таблице 1.

Таблица 1. Общие сведения об оборудовании мазутной котельной г. Полярные Зори [1]

1.1 Описание тепловой схемы котельной

Тепловая схема котельной включает в себя:[4]

-       схему трубопроводов и оборудования котлоагрегатов Б-25/15ГМ.

-       схему трубопроводов и оборудования котлоагрегатов Е-25/14ГМ.

-       схему теплофикационной установки.

-       схему химочищенной и питательной воды.

Схема химочищенной и питательной воды котельной состоит из 4 натрий-катионитовых фильтров, трубопроводов химочищенной и питательной воды, трех деаэраторов ДСА-150 и пяти питательных насосов.

.        Натрий-катионитовые фильтры загружены катионитом КУ-2-8 и предназначены для умягчения сырой воды. Производительность одного фильтра по очищенной воде - 19 т/час, рабочее давление - 6 кгс/см². Сырая вода до фильтров проходит подогреватели сырой воды (2шт.), где греющей средой является котловая вода от сепараторов непрерывной продувки (4шт.). Химочищенная вода после фильтров подогревается в подогревателе химочищенной воды и подается в деаэратор.

.        Деаэраторы предназначены для удаления из воды агрессивных газов, вызывающих коррозию металла: кислорода и углекислоты. Деаэратор ДСА-150 - двухступенчатый, с затопленным барботажным устройством. Барботажное устройство предназначено для более глубокой деаэрации воды. Производительность деаэратора - 150 т/час. Деаэрация воды происходит при температуре 104 °С и давлении 0,2 кгс/см². Питательная вода, освобожденная от агрессивных газов, питательными насосами подается в паровой котел.

.        Питательные насосы типа ПЭ 65×42:

-       производительность- 65 куб.м./час;

-       давление- 28 ати;

-       число оборотов- 2950 об./мин.

Котлоагрегаты Б-25/15ГМ и Е-25/14ГМ вырабатывают пар для нагрева воды теплоснабжения.

.        Схема трубопроводов и оборудования котлоагрегатов Б-25/15ГМ состоит из четырех котлоагрегатов и системы трубопроводов в пределах котла.

.        Котлоагрегат Б-25/15ГМ - однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией и двухступенчатым испарением.

-       производительность - 25 т/час;

-       рабочее давление в барабане - 17 ата;

-       рабочее давление за пароперегревателем - 15 ата;

-       температура перегретого пара - 350 °С.

.        Котлоагрегат Е-25/14ГМ - двухбарабанный с естественной циркуляцией и трехступенчатым испарением.

-       производительность - 25 т/час;

-       рабочее давление в барабане - 15 ата;

-       рабочее давление за пароперегревателем - 14 ата;

-       температура перегретого пара - 250 °С.

.        Все котлоагрегаты предназначены для работы на газе или мазутном топливе.

.        Пар, полученный в котлах, пройдя РОУ, направляется в сетевые подогреватели для нагрева сетевой воды, циркулирующей по теплосети, и подпиточной воды, используемой для подпитки тепловой сети.

Теплофикационная установка котельной предназначена для отопления и горячего водоснабжения города Полярные Зори, населенного пункта Зашеек и других потребителей.

1.2 Котел Б-25/15ГМ

Котел Б25/15ГМ (рис. 1.) однобарабанный, вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, радиационного типа, поставки Белгородского котельно-строительного завода.

Котел П-образной компоновки, с полностью экранированной топочной камерой, предназначен для сжигания природного газа и мазута.

За топочной камерой в горизонтальном газоходе расположен пароперегреватель.

В вертикальной конвективной шахте расположен стальной водяной экономайзер и трубчатый вертикальный воздухоподогреватель.

Стены топочной камеры покрыты экранами, выполненными из труб 60 ×3 мм, шаг труб фронтового и бокового экранов 110 мм. Шаг труб заднего экрана - 80 мм. Материал труб - сталь 20.

Всего экранных труб - 150 шт. Они разделяются следующим образом:

-       фронтовой экран - 25 подъемных и 5 опускных (снаружи топки);

-       два боковых экрана - по 34 подъемных и 6 опускных (с каждой стороны);

-       задний экран - 34 подъемных и 6 опускных.

Рисунок 1. Разрез котла Б-25/15ГМ.

Под топочной камерой не экранирован.

Котел выполнен по схеме двухступенчатого испарения с односторонним отсеком, расположенным с торца барабана.

Барабан котла выполнен сварным. Внутренний диаметр - 1500 мм и длина  - 6053 мм. Толщина стенки - 36 мм.

Пароперегреватель состоит из одного пакета, выполненного из труб 38 ×3 мм.

Водяной экономайзер стальной, гладкотрубный, выполнен из труб 28 ×3 мм.

Воздухоподогреватель состоит из вертикально расположенных труб 29 ×1,5 мм, внутри которых проходят дымовые газы.

Котел оборудован двумя комбинированными газомазутными горелками турбулентными с переферийной подачей газа.

Производительность одной горелки - 1100 м³/час.

Техническая характеристика котла Б-25/15ГМ представлена в таблице 2.

Таблица 2. Техническая характеристика котла Б-25/15ГМ [5]

1.3 Котел Е-25/14ГМ

Паровой котел с естественной циркуляцией Е-25/14ГМ (рис. 2) производительностью 25 т/ч с рабочим давлением 1,4 МПа предназначен для производства насыщенного или перегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Двухбарабанный котел, вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, с D-образной экранированной топочной камерой и конвективным пучком, расположенным параллельно топочной камерой.

Все блоки котла Е-25/14ГМ (два топочных и один конвективный) собираются на отдельных опорных рамах. На раму передается через опоры камер экранов и барабана вес элементов блока котла под давлением, вес обвязочного каркаса, а также вес обмуровки с обшивкой.

У котлов Е-25/14ГМ температура перегрева 250 °С соответственно пароперегреватель выполнен трехниточным, регулируемым, с вертикальным расположением труб. При установке пароперегревателя часть труб конвективного пучка не устанавливается. Два пакета перегревателя располагаются по обе стороны барабана.

Рисунок 2. Котел Е-25/14ГМ

Для обеспечения возможности демонтажа перегревателя при ремонте через боковую стенку крайние трубы пучка в области пароперегревателя расположены с шагом 150 мм, а трубы и змеевики пароперегревателя - с неравномерными шагами по длине пучка 60 и 90 мм. На нижних камерах пароперегревателя имеются штуцеры для их продувки.

Сепарационное устройство располагается в верхнем барабане. Первичная сепарация осуществляется в отбойных щитах с козырьками. Окончательно очищается пар от влаги горизонтальным жалюзийным сепаратором, расположенным на расстоянии 300 мм от среднего уровня воды в барабане. Равномерный подвод пара к жалюзийному сепаратору обеспечивается размещенным над сепаратором дырчатым листом с отверстиями.

Хвостовые поверхности состоят из одноходового по воздуху воздухоподогревателя с поверхностью нагрева 228 м², обеспечивающего подогрев воздуха до 145 °С, и установленного следом за ним по ходу газов чугунного экономайзера с поверхностью нагрева 646 м².

Решетка приводится в движение при помощи привода ПТ-1200, обеспечивающего регулирование 8 ступеней скорости движения в пределах  2,4-18 м/ч или ПТБ-1200, который имеет бесступенчатое регулирование частоты вращения изменением числа оборотов двигателя постоянного тока. Скорость движения решетки с приводом ПТБ-1200 изменяется в пределах 0,92-18,4 м/ч.

Котел оборудован системой возврата уноса и острого дутья. Выпадающий в конвективном пучке унос оседает в четырех зольниках и возвращается в топочную камеру для дожигания при помощи воздушных эжекторов по прямым трубам через заднюю стенку. Шесть сопл острого дутья расположены в задней стенке топки на высоте 1150 мм от решетки. Воздух в систему острого дутья и возврата уноса подается от высоконапорного вентилятора производительностью 2000 м³/ч и полным напором 3,8 кПа (380 кгс/м²). [8]