Изменение СЭУ С. Есенин
Изменение СЭУ С. Есенин
Аннотация
Рассмотрены альтернативные варианты замены двух автономных водогрейных
котлов и технико-экономическим расчетом обоснован выбор одного автономного
парового котла. Также рассмотрен вариант установки на газоходы дизель-
генераторов водогрейных утилизационных котлов для обеспечения части
потребителей горячей водой.
Проведены проверочные расчеты трубопроводов систем отопления и систем
обслуживающих автономный котел.
Выполнен тепловой расчет котла, а также расчет системы передачи
теплоты от пара к воде.
Предложен способ снижения вибрации корпуса судна.
Разработан технологический вопрос, вопросы охраны труда и окружающей
среды. Приведено экономическое обоснование проекта.
Листов 71
Чертежей 8
Оглавление
Аннотация
Введение
1. Анализ задания
2. Расчет системы отопления
3. Выбор автономного котла
1) Описание и размеры
2) Тепловой расчет
3) Расчет питательной системы котла и выбор центробежного насоса
4) Принципиальная схема топливной системы котла
5) Средства автоматики котла
4. Расчет системы «пар-вода»
4. Расчет и выбор котла-утилизатора на газоходы ДГ
5. Гидравлический расчет трубопровода системы радиаторного отопления
6. Расчет и выбор дополнительных теплообменников
7. Гидравлический расчет системы снабжения горячей водой установки для
кондиционирования воздуха
8. Охрана труда
1) Анализ вибрации в кормовой части судна
2) Расчет освещения помещения главных двигателей
10. Охрана окружающей среды
10. Гражданская оборона
11. Технологический вопрос
12. Расчет экономической эффективности от использования утиль-котла
Заключение и выводы
Список используемой литературы
Введение
В дипломном проекте рассмотрены варианты замены водогрейных котлов на
паровой, в связи с увеличением потребности в теплоте, и предложен в
качестве наиболее приемлемого в настоящее время, варианта автономный
паровой котел КВ 1,6 / 5 паропроизводительностью 1600 кг / ч и рабочим
давлением пара 0,5 МПа.
Выбор котла был необходим в связи с тем, что вторую навигацию во
время зимней стоянки т/х “Сергей Есенин” под гостиницу количества теплоты
производимого автономными водогрейными котлами для потребителей горячей
воды ( а в бо’льшей степени для системы отопления ) стало нехватать.
При установке предлагаемого для замены котла проверена и оценена
целесообразность замены и установки новых элементов систем и оборудования,
обслуживающих котел.
Т.к. вновь устанавливаемый котел паровой, то в проекте предусмотрена
установка двух пароводоподогревателей и питательной цистерны котла.
Проанализирована вибрация кормовой части судна и предложены меры по
ее снижению.
Рассмотрена возможность установки на дизель-генераторы утиль-котлов,
для работы в стояночном режиме и обслуживании части потребителей горячей
воды.
Разработана технология обработки фланцев трубопроводов системы
отопления.
Рассмотрены вопросы охраны труда и окружающей среды.
Годовой экономический эффект от предлагаемого использования
утилизационных котлов на стояночном режиме и частичной разгрузки
автономного котла может составить около 10 млн. рублей.
I. Анализ задния
Теплоходы проекта Q-065 постройки судоверфи «Корнойбург» ( Австрия ) – это
трехвинтовые пассажирские теплоходы, предназначенные для перевозок туристов
по рекам с ограниченными для судоходства глубинами, а также в районах
плавания, соответствующих разряду «О» Речного Регистра РСФСР. Головное
судно – т/х «Сергей Есенин».
Основные характеристики :
1. Габаритные размеры судна , (м) :
Длина – 90,24 ;
Ширина - 15,0 ;
Высота от ОЛ до верхней кромки
несъемных частей - 12,66 ;
2. Размеры корпуса расчетные, (м) :
Длина - 83,0 ;
Ширина по КВЛ – 13,5 ;
Высота борта до главной
палубы - 4,0 ;
3. Водоизмещение судна с грузом, пассажирами и полными запасами, (т) – 1345
;
4. Осадка при водоизмещении 1345т , (м) – 1,63 ;
5. Скорость на тихой воде при осадке 1,63м , (км/ч) – 22,6 ;
6. Пассажировместимость , (чел) – 180 ;
7. Автономность , (сут) :
по запасам топлива - 10 ;
по запасам масла - 10 ;
по запасам продовольствия - 10 ;
по запасам питьевой воды – не ограничена ;
по сточно-фановым и подсланевым водам – не ограничена ;
по вместимости резервных цистерн сточно-фановых и подсланевых вод – 1
;
8. Автоматизация – в соответствии с Правилами Речного Регистра РСФСР.
Данные теплоходы эксплуатируются в Московском речном пароходстве с 1984
года и пригодны для перевозки пассажиров по реке Волге на участке Москва-
Астрахань. Но в последнее время они используются, в основном, для перевозки
иностранных туристов на более коротких линиях ( Москва – Санктъ-Петербург )
и в качестве гостиниц.
Во время зимней стоянки судов данного проекта под гостиницы возникают
проблемы с имеющейся системой отопления. В качестве системы отопления на
теплоходе установлена установка «Honeywell» фирмы «FLAKT, Gmbh» ( Австрия )
осуществляющая одновременно отопление, вентиляцию и кондиционирование
воздуха. Установка работает с минимальной долей приточного воздуха в 70%
летом и осенью (циркуляционный воздух max 30%). Во время переходного
периода при наружной температуре в 0оС - +20оС доля приточного воздуха с
помощью пневматического регулирования заслонкой устанавливается на 100%.
Производительность по воздуху для приборов кондиционирования воздуха была
установлена на основании тепловыделения в помещениях; однако для установок
приточного воздуха на основании объема помещений и предписанной кратности
воздухообмена. Наружный воздух и смесь наружного и циркуляционного воздуха
всасывается вентилятором кондиционера через фильтрующую часть,
водонагревательную батарею, увлажнительную часть (для питьевой воды с
норальной температурой) и охлаждающую (осушительную) батарею, а подводится
в отдельные помещения через воздухо - распределительный ящик с батареями
дополнительного нагрева и зональные каналы. Тут воздух распределяется с
помощью потолочных приборов. Приточный воздух частично отсасывается через
кабины санитарных блоков. Остальной воздух поступает через решетки в
коридор, где отсасывается соответствующим вентилятором рециркуляционного
воздуха (max 30%).
Остальное количество воздуха выводится наружу с помощью высокого
давления.
Для отопления санитарных и служебных помещений, а также помещений
машинных отделений предусмотрена система радиаторного отопления с
отопительными панелями.
Для производства теплой воды предусмотрено два чугунных секционных котла
теплой воды. Централь теплой воды использует получающуюся в котлах теплую
воду / +90оС / +70оС / и регулирует циркуляцию теплой воды по отношению к
наружной температуре, т.е. в случае изменения наружной температуры от -6оС
до +28оС температура циркуляционной теплой воды меняется от +90оС до +30оС
. Это регулирование исполняется с помощью зонда “сензор” и чуствительного
элемента “сензор” с наружной компенсацией. Пневматический регулировщик
действует на пневматический трехходовой клапан, с помощью которого
осуществляется смешивание / регулрование температуры / потока воды от
насоса теплой воды / возврат теплой воды / и потока воды от котельной
установки.
Водоподогревательная установка служит для производства горячей воды,
которая требуется:
1) для бойлеров потребителей
2) для установки кондиционирования воздуха и системы радиаторного отопления
санитарных и служебных помещений.
3) для системы радиаторного отопления машинных отделений.
В машинном отделении проложен кольцевой трубопровод, обеспечивающий
следующую циркуляцию: циркуляционный насос системы отопления – котлы-
утилизаторы / включенные параллельно / - отопительный котел 1 –
отопительный котел 2 – циркуляционный насос системы отопления . Из этого
кольцевого трубопровода все потребители отбирают необходимое в данном
случае количество воды. Снабжение всех потребителей (см. выше)
обеспечивается отдельными циркуляционными насосами. В случае остановки всех
насосов потребителей циркуляционный насос системы отопления гарантирует
достаточную промывку высокопроизводительных котлов.
При постройке судна и проектировании системы отопления, вентиляции и
кондиционирования за основу были взяты следующие расчетные условия :
Лето : снаружи +28 оС -50% относительной
влажности
внутри +23 оС -55% относительной
влажности
Переходный : снаружи 0 оС -80% относительной влажности
период внутри +21 оС -45% относительной
влажности
Осень : снаружи -6 оС -70% относительной влажности
внутри +21 оС -45% относительной
влажности
Допуски в соответствии с санитарными предписаниями п.2.10.82 :
+- 2 оС для температуры
+- 10% для относительной влажности
Для системы радиаторного отопления предусмотрены следующие температуры
внутри помещений:
в машинных отделениях +15 оС
в помещении для аккумуляторов, аварийного дизеля,
цеха боцмана, отделении рулевых машин, носового руля,
централи питьевой воды, помещении сбора отходов,
туалетных, прачечной, амбулатории, изолятора и помещении
для глажения + 20 оС
в помещениях душевых + 25 оС
Количество теплоты необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности
пассажиров и экипажа :
|Теплота необх.потребителям для расчетных условий |
|Помещения с кондиционированием |359.910 ккал/ч |
|Помещения с термовентиляцией |40.020 ккал/ч |
|Помещения с радиаторным отоплением |37.897 ккал/ч |
|Теплота необходимая для бойлеров горячей воды |230.000 ккал/ч |
|ИТОГО необходимое кол-во теплоты : |667.827 ккал/ч |
Для производства необходимого количества тепла предусмотрены два
отопительных котла теплопроизводительностью 335.000 ккал/ч, а также для
утилизации тепла отходящих газов трех главных двигателей установлены три
котла-утилизатора с теплопроизводительностью 120.000 ккал/ч каждый при
полной нагрузке.
Технические данные отопительного котла «Lollar» 35.1 фирмы Buderus с
наддувом на жидком топливе :
количество секций - 13
номинальная мощность, (ккал/ч) - 335.000
длина котла, (мм) - 970
глубина топки, (мм) - 860
количество воды в котле, (л) - 227
к.п.д. котла, (%) - 90
рабочее давление, (м вод.ст.) - 40
допустимая темп-ра подающей
линии, (оС) - 110
расход топлива при 100%
нагрузке, ( кг/ч ) - 72
вес котла :
сухого, ( кг ) : - 1800
с водой, ( кг ) : - 3100
форсунка жидкого топлива - Weishaupt типа L3ZAC
двухступенчатая со
встроенным подогревателем топлива
умягчитель котельной воды - AQUA CLEAR FLUSSING 180
Котел оборудован двумя регуляторами температуры воды в котле, одним
температурным реле, термометром подводимой воды котла и термометром
выхлопных газов.
Технические данные котла-утилизатора :
поверхность нагрева, (м2) - 15,2
тепловая нагрузка поверхности нагрева, (ккал/ м2) - 7.900
мощность при полной нагрузке, (ккал/ч) - 120.000
рабочее давление (бар) - 2,5
Котел-утилизатор выполнен в виде газотрубного котла в сварной
конструкции
из ст.41КТ.
В выхлопном трубопроводе к котлам-утилизаторам вставлены
пневматические запорные клапаны. В зависимости от темпратуры воды в
котле-утилизаторе выхлопные газы проходят через них или направляются в
обводный трубопровод. Управление клапанами происходит автоматически
при помощи термостата в зависимости от температуры воды.
*** - Т.к. в данном дипломном проекте рассматривается модернизация
системы отопления, то далее в расчет будут приниматься только условия
непосредственно влияющие на систему производства горячей воды.
В связи с тем, что вот уже вторую навигацию в зимний период т/х
«С.Есенин» используется под гостиницу возникла необходимость модернизации
существующей системы отопления, т.к. из расчетных условий видно, что данная
система не расчитана для работы в зимний период, когда температура
наружного воздуха опускается ниже отметки -25 оС , а потому не справляется
с обогревом помещений.
II. Расчет системы отопления
На основании санитарных правил, а также расчетных условий эксплуатации
теплоходов проекта №301 ( т/х «Николай Карамзин» ) произведем расчет
теплоты необходимой для обогрева помещений и удовлетворительной работы
системы кондиционирования в режиме отопления, используя новые показания
температуры наружного воздуха ( а именно - 20 оС для зимнего периода ).
Перерасчет для системы радиаторного отопления и термовентиляционной
установки не требуется поскольку по опыту работы вторую навигацию в зимний
период данные системы работают удовлетворительно и имеющегося количества
теплоты для этих двух статей вполне достаточно.
Система бойлеров горячей воды остается неизменной.
*** - Для убодства расчетов и выбора автономных и утилизационных котлов,
переведем значения теплот в систему «СИ» , т.е. из «ккал/ч» в «кДж/ч» .
|Теплота необх. Потребителям для расчетных условий в “кДж/ч” |
|Помещения с кондиционированием |359.910 ккал/ч|1.511.622 |
| | |кДж/ч |
|Помещения с термовентиляцией |40.020 ккал/ч |168.084 кДж/ч |
|Помещения с радиаторным отоплением |37.897 ккал/ч |159.167 кДж/ч |
|Теплота необходимая для бойлеров горячей воды |230.000 ккал/ч|966.000 кДж/ч |
|ИТОГО необходимое кол-во теплоты : |667.827 ккал/ч|2.804.873 |
| | |кДж/ч |
За исходную возьмем формулу расчета теплоты для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар ), где
Q – количество теплоты необходимое для обогрева помещений с
кондиционированием воздуха при разнице внутренней и наружной
температур ( tвнутр - tнар ) ;
k – коэффициент теплопроводности материала стен и потолков (
усредненный );
F – площадь обрабатываемых помещений ;
tвнутр - температура воздуха, которую необходимо поддерживать в
обрабатываемых
помещениях ;
tнар – температура наружного воздуха ;
Имеющийся расчет теплоты необходимой для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар )
1.511.622 = k F ( 21 – ( - 6 ) ), отсюда
k F = 52986
Расчет необходимого количества теплоты для нового значения tнар :
Q1 = k F ( tвнутр - tнар1 )
Q1 = 52986 ( 21 – ( -20 ) ) = 2.172.426 кДж/ч
Как видно из расчета количество теплоты необходимое для помещений с
кондиционированием в зимний период увеличилось на 660.804 кДж/ч , а целом
необходимое количество теплоты для всех потребителей составляет :
|Теплота необх. потребителям для новых расчетных условий (- 20 оС в зимний |
|период) |
|Помещения с кондиционированием |2.172.426 кДж/ч |
|Помещения с термовентиляцией |168.084 кДж/ч |
|Помещения с радиаторным отоплением |159.167 кДж/ч |
|Теплота необходимая для бойлеров горячей воды |966.000 кДж/ч |
|ИТОГО необходимое кол-во теплоты : |3.465.677 кДж/ч |
Возможные пути решения стоящей перед нами проблемы :
1. Выбрать и установить новый автономный котел с бо’льшей
теплопроизводительностью .
Цель: увеличить количество теплоты необходимой потребителям.
2. Установить дополнительные котлы-утилизаторы на ДГ.
Цель : использовать теплоту отработанных газов ДГ .
3. Установить дополнительные теплообменники во внутренний контур охлаждения
ДГ.
Цель : использовать теплоту внутреннего контура системы охлаждения ДГ .
4. Установить в климатцентры электрические ТЭНы.
Цель : получить дополнительную теплоту для обогрева помещений.
5. Полностью перекрыть подачу наружного воздуха.
Цель : производить постоянный дополнительный нагрев рециркуляционного
воздуха.
6. Установить на фотоэлементные двери дополнительные тепло-воздушные
Страницы: 1, 2, 3, 4
|