Документ: Проектирование автоматизированной газовой котельной для системы теплоснабжения Вологодского завода ЖБК и СД, страницы 36-40

Таблица 6.20 - Система удаления дымовых газов для котлов ЗИОСАБ- М750

Показатель	Режимы теплопотребления			Ед. измерения
	Макс.- зимний	Средне-отопит.	Летний
Аэродинамический расчет высоты дымовой трубы
Исходные данные
Тепловая нагрузка на котел	704,68	704,68	563,75	Мкал/ч
КПД котлоагрегата	92			%
Аэродинамическое сопротивление котла (с учетом компенсации напором горелки)	0			кПа
Требуемое разрежение на выходе из котла	0,05			кПа
Температура дымовых газов	180			oC
Температура наружного воздуха	-32	-3,1	22,3	oC
Температура воздуха в помещении	5	5	22,3	oC
Состав топлива:	Ухтинское
Метан CH4	88,94			%
Этан C2H6	1,87			%
Пропан C3H8	0,2			%
Бутан C4H10	0,3			%
Пентан C5H12	0,09			%
Азот N2	8,3			%
Углекислый газ CO2	0,3			%
Коэффициент избытка воздуха	1,1			-
Скорость газов в газоходе	10			м/с
Скорость газов в дымовой трубе	10			м/с
Плотность воздуха при н.у.	1,293			кг/м3
Плотность дымовых газов при н.у.	1,26			кг/м3
Потери теплоты с химнедожегом	0,5			%
Потери теплоты с физнедожегом	0			%
Расчетные данные
Определение диаметра газопровода
Теоретически необходимое кол-во воздуха	8,96			м3/м3
Действительное кол-во воздуха	9,86			м3/м3
Действительный объем дымовых газов	9,63			м3/м3
Теплота сгорания газа	33,72			МДж/м3
Плотность природного газа	0,786			кг/м3
Суммарный расход топлива	95,18	95,18	76,14	м3/ч
То же	0,026	0,026	0,021	м3/с
Действительный расход воздуха	938,12	938,12	750,50	м3/ч
Действительный объем продуктов сгорания	1520,74	1520,74	1216,59	м3/ч
Минимальный диаметр газохода	231,97	231,97	207,48	мм
Фактический диаметр газохода (по типоразмерам производителя)	600			мм
Фактическая скорость в газоходе	1,49	1,49	1,20	м/с
Расчет высоты дымовой трубы по ПДК
Коэффициент конструкции горелок	2			-
Коэффициент влияния температуры воздуха	0,95	0,95	0,98	-
Коэффициент влияния избытка воздуха	1			-
Удельный выброс оксидов азота	0,041			г/МДж
Расчет выбросов оксидов азота	0,070	0,070	0,058	г/с
Коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива	0,5			г/Мкал
Расчет выбросов монооксида углерода	0,089	0,089	0,071	г/с
Коэффициент распределения температуры воздуха	140			-
Коэффициент скорости оседания вредных веществ в атмосферном воздухе	1			-
Минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота	6,06	6,06	5,73	м
Минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода	1,18	1,21	1,15	м
Высота дымовой трубы по ПДК	6,06		5,73	м
Расчет высоты дымовой трубы по самотяге
Коэффициент дымовой трубы	0,34			-
Температура дымовых газов на выходе из дымовой трубы	178,90	178,90	178,96	oC
Средняя рабочая температура дымовых газов	179,45	179,45	179,48	oC
Плотность дымовых газов при рабочих условиях	0,760	0,760	0,760	кг/м3
Плотность воздуха при рабочих условиях	1,46	1,31	1,20	кг/м3
Длина газохода	1,827			м
КМС газохода	0,35			-
Коэффициент сопротивления трения	0,02			-
Суммарные потери давления в газоходе	0,0006	0,0006	0,0004	кПа
КМС дымовой трубы	1,5			-
Коэффициент сопротивления трения	0,02			-
Суммарные потери давления в трубе	0,0024	0,0024	0,0015	кПа
Величина самотяги СУДГ	0,0377	0,0291	0,0216	кПа
Проверка тяги дымовой трубы	-0,0152	-0,0239	-0,0303	кПа
Высота дымовой трубы по самотяге	8,51	11,05	13,76	м
Проверка высоты дымовой трубы по требованиям архитектурно-строительных норм
Высота близлежащего здания в радиусе 10 м	10,00			м
Нормативный запас	2,00			м
Минимальная высота	м
Фактическая высота дымовой трубы
Минимальная высота по ПДК, самотяге, высоте близлежащего здания и режимам теплопотребления	12,00			м
Фактическая высота (по типоразмерам производителя)	13,899			м

Таблица 6.21 - Перечень основных элементов СУДГ для котла Зиосаб - М3500

Показатель	Ед.изм.	Значение
Газоход
Прямой элемент 1020мм	шт.	1
Прямой элемент 280мм	шт.	3
Муфта	шт.	1
Обжимной хомут	шт.	3
Проход через стену двойной	шт.	1
Фартук настенный	шт.	1
Дымовая труба
Подключение к котлу 90о	шт.	1
Опорная часть для монтажа с отводом конденсата	шт.	1
Емкость для нейтрализации	шт.	1
Элемент с люком для прочистки	шт.	1
Прямой элемент 1020мм	шт.	11
Прямой элемент 480мм	шт.	2
Прямой элемент 75мм	шт.	1
Обжимной хомут	шт.	13
Фартук для дождя	шт.	1
Кольцо растяжки	шт.	1
Выходная горловина	шт.	1
Зонт	шт.	1

Таблица 6.22 - Перечень основных элементов СУДГ для котла Зиосаб - М750

Показатель	Ед.изм.	Значение
1	2	3
Газоход
Прямой элемент 1020мм	шт.	1
Прямой элемент 480мм	шт.	1
Прямой элемент 120мм	шт.	1
Муфта	шт.	1
Обжимной хомут	шт.	3
Проход через стену двойной	шт.	1
Фартук настенный	шт.	1
Дымовая труба
Подключение к котлу 90о	шт.	1
Опорная часть для монтажа с отводом конденсата	шт.	1
Емкость для нейтрализации	шт.	1
Элемент с люком для прочистки	шт.	1
Прямой элемент 1020мм	шт.	12
Прямой элемент 280мм	шт.	1
Обжимной хомут	шт.	14
Фартук для дождя	шт.	1
Кольцо растяжки	шт.	1
Выходная горловина	шт.	1
Зонт	шт.	1

Выбираем наибольшую высоту дымовых труб. Устанавливаем 4 дымовые трубы одинаковой высоты 13,93 м.

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСТАНОВКИ НОВОЙ ГАЗОВОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ КОТЕЛЬНОЙ ПРЕДПРИЯТИЯ ЖБК И СД

7.1 Расчет тарифа на тепловую энергию

Расчет тарифа на тепловую энергию производится по зависимости (7.1):

Т = , руб/Гкал, (7.1)

где З - общие затраты при производстве тепловой энергии, руб.;

Q - полезная (реализованная) тепловая энергия, Гкал.

Общие затраты при производстве тепловой энергии складываются из затрат на топливо, электрическую энергию, воду, материалы для химводоподготовки, на оплату труда персонала котельной, на отчисления с фонда оплаты труда, расходы на содержание и эксплуатацию, амортизационные отчисления и прочие статьи затрат.

Расчет затрат на газовое топливо производится по зависимости (7.2):

Зт = , руб, (7.2)

где Qо - общая выработка тепловой энергии, Гкал/год;нр - низшая рабочая теплота сгорания топлива, Гкал/м3;

η - коэффициент полезного действия тепловой установки.

Расчет затрат на ресурсы (электроэнергию и воду) производится по формуле (7.3):

Зр = Vр · Тр, руб, (7.3)

где Vр - объем ресурсов, затраченных на производство тепловой энергии, (кВт · · ч)/год и м3/год соответственно;

Т - тариф на соответствующий вид ресурса, руб/(кВт · ч) и руб/м3.

Расчет затрат на оплату труда персонала производится по формуле (7.4):

Зот = N · A · k, руб, (7.4)

где N - численность персонала котельной, чел.;

А - среднемесячная заработная плата персонала котельной, руб./месяц;

k - количество месяцев, на которое утверждается тариф.

К отчислениям с фонда оплаты труда относятся отчисления в пенсионный фонд, фонд социального страхования, фонд обязательного медицинского страхования. Суммарная процентная ставка в 2016 году составляет 30%.

Кроме того, в расчете тарифа учитываются амортизационные отчисления и рентабельность. В Вологодской области предельный уровень рентабельности - 15%.

Исходные данные и расчет тарифа приведены в таблицах 7.1 и 7.2 соответственно.

Таблица 7.1 - Исходные данные для расчета тарифа на тепловую энергию

Параметр	Значение	Единицы измерения

1	2	3
Общая выработка тепловой энергии	83591,4	Гкал
Численность персонала	1	чел
Средняя заработная плата	25000	руб/мес
Расход газа	11 289 791,68	м3
Теплота сгорания газа	8048,00	ккал/м3
КПД котлоагрегатов	92	%
Объем потребленной электроэнергии	211 536,5	кВт·ч
Объем потребленной воды	21374,4	м3
Тариф на природный газ	4,28	руб/м3
Тариф при использовании угля		руб/Гкал
Тариф на электроэнергию	3,83	руб/кВт·ч
Тариф на воду	24,77	руб/м3
Удельный расход топлива	135,1	м3/Гкал
Удельный расход электроэнергии	3	кВт·ч/Гкал
Удельный расход воды	0,26	м3/Гкал
Срок амортизации оборудования	20	лет
Капитальные затраты, в т.ч.:	26 912 600,00	руб
- котельная	26 912 600,00	руб
- реконструкция тепловой сети	0,00	руб

Таблица 7.2 - Расчет тарифа на тепловую энергию

Параметр	Значение	Единицы измерения

1	2	3
Общая выработка тепловой энергии	83591,4	Гкал
Затраты на собственные нужды	3731,8	Гкал
То же в процентах	5	%
Транспортные потери теплоты	5224,5	Гкал
То же в процентах	7	%
Отпуск тепловой энергии потребителям	74635,2	Гкал
Расходы на выработку и транспортировку тепловой энергии
Затраты на топливо	48 342 887,99	руб
Затраты на электроэнергию	810 184,80	руб
Затраты на воду	529 443,89	руб
Затраты на водоподготовку	13 268,00	руб
Затраты на оплату труда	300 000,00	руб
Отчисления с фонда оплаты труда	90 000,00	руб
То же в процентах	30	%
Расходы на содержание и эксплуатацию
Общецеховые расходы	-	руб
Общехозяйственные расходы	-	руб
Текущий ремонт	-	руб
Капитальный ремонт	-	руб
Амортизационные отчисления на котельную	1 345 630,00	руб
Амортизационные отчисления на тепловые сети	0,00	руб
Прочие расходы	-	руб
Итого расходов	51 431 414,68	руб

Себестоимость 1 Гкал	689,10	руб
Рентабельность	7 714 712,20	руб
То же в процентах	15	%
Всего с прибылью	59 146 126,88	руб
Тариф (без НДС)	792,47	руб/Гкал
Тариф с НДС	935,11	руб/Гкал

7.2 Расчет и оценка экономического эффекта

Удельную годовую экономическую эффективность можно определить по формуле (7.5):

Э = Qг · (Т1 - Т2), руб/год, (7.5)

где Qг - годовая реализация тепловой энергии, Гкал/год;

Т1 - существующий тариф на отпуск тепловой энергии, руб/Гкал;

Т2 - тариф на тепловую энергию при использовании газообразного топлива, руб./Гкал.

Срок окупаемости определяется по формуле (7.6):

ε = , год, (7.6)

где К - капитальные затраты на проект, руб;

Э - экономическая эффективность проекта, руб/год.

Удельная годовая экономическая эффективность составит:

Э = 74635,2· (1122 - 792) = 24 594 567,52 руб/год

Срок окупаемости будет равен:

ε = = 1,1 года

При сравнении тарифа, полученного по итогам расчета, с существующим в настоящее время, можно сделать вывод, что в результате строительства новой газовой автоматизированной котельной и оснащения ее новым оборудованием стоимость 1 Гкал снизится. Экономическая эффективность проекта составит 24 594 567,52 руб/год при капитальных затратах в размере 26 912 600,00 руб. Проект относится к категории быстроокупаемых, т.к. срок окупаемости составит 1,1 год.

8. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОТЛА «ЗИОСАБ - М3500»

8.1 Общие положения

Автоматизация - комплекс мероприятий технического и организационного характера, направленных на замену или облегчение труда человека с помощью разнообразных средств: от простых устройств и механизмов до сложных вычислительных комплексов [19].

Цель автоматизации - передача функции контроля от человека к автоматическим устройствам.

Наблюдения за параметрами систем осуществляются с помощью измерительных приборов. Совокупность устройств, с помощью которых выполняются операции автоматического контроля, называется системой автоматического контроля.

Система автоматического контроля позволяет осуществить наиболее полное соответствие между производством и потреблением теплоты за счет строгого соблюдения расчетных параметров теплоносителя и предупреждения аварийной ситуации.

Для контроля параметров, учет которых необходим для анализа работы оборудования или хозяйственных расчетов, предусматриваются регистрирующие приборы.

Общим положением при выборе места установки приборов является удобство обслуживания котельной при минимальном числе обслуживающего персонала и небольшие капитальные и эксплуатационные затраты.

Функциональная схема автоматизации выполнена в соответствии с ГОСТ [20].

8.2 Контрольно - измерительные приборы

Местные приборы

Для контроля параметров, наблюдение за которыми необходимо при эксплуатации котельной, предусматриваются показывающие и суммирующие приборы.

Показывающими приборами контролируются параметры, наблюдение за которыми необходимо для правильного ведения технологического процесса.

Материал: Проектирование автоматизированной газовой котельной для системы теплоснабжения Вологодского завода ЖБК и СД