Дипломный проект. ДП Жадра окончательный. Дипломный проект специальность 5В071700 Теплоэнергетика
 Скачать 334.7 Kb.
|
2) Автоматически регулируемые параметрыАвтоматическому регулированию чаще всего подлежит температурный режим пылеулавливающей установки и, в частности, температура газов на входе в пылеуловитель тонкой (окончательной) очистки. Регулирование этой температуры осуществляется изменением количества охлаждающего агента (воды, подаваемой в скруббер; подсасываемого воздуха). Кроме того, это регулирование может сочетаться с прекращением подачи газов в пылеуловитель и отводом их помимо пылеуловителя, если наличными охлаждающими устройствами не представляется возможным снизить до требуемой величины температуру газов из-за резкого её повышения или, например, аварийного её прекращения подачи охлаждающей воды. Очень часто автоматически регулируется манометрический режим пылеулавливающей установки для обеспечения, например, определённого значения разрежения или давления в пылеуловителе. Если охлаждение газов осуществляется подсосом воздуха, то перед пылеуловителем поддерживается разрежение. Большое значение имеет автоматическое распределение газов на установке, состоящей из ряда параллельно включенных пылеуловителей. В качестве регулирующего импульса можно использовать непосредственно измеренное количество газов, поступающих в отдельные аппараты, или их гидравлическое сопротивление, являющееся функцией расхода газов. Возможно также применение устройства автоматической сигнализации при падении давления воды, подаваемой в мокрые пылеуловители. 4.2 Технологические требования к автоматизации проекта Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) в целом должна: управлять технологическим объектом в соответствии с принятым критерием функционирования; выполнять все возможные на ней функции в соответствии с назначением и целью управления; обеспечивать возможность взаимосвязанного функционирования с системами управления смежных уровней иерархии и другими АСУ ТП, т.е. обладать свойством технической и информационной совместимости; обладать требуемыми метрологическими характеристиками измерительных каналов, уровнем надёжности и быстродействием; отвечать эргономическим требованиям в части способов, форм представления информации оператору, размещения технических средств и т.д.; допускать возможность дальнейшей модернизации и развития; указывать другие требования к конкретной АСУ ТП по согласованию с её разработчиком и заказчиком. Настоящим проектом рассматривается автоматизация технологического процесса для повышения надёжности работы золоулавливающей установки (насадочного скруббера), являющегося газоочистителем «мокрого» типа, а также для обеспечения и поддержания оптимального режима её эксплуатации. Скруббер должен оснащаться следующими контрольно-измерительными приборами замера: расход воды на орошение скрубберов и их гидрозатворов; аэродинамическое сопротивление установки (замер давления на входе и выходе дымовых газов из установки); температуры запылённых и очищенных газов; давления воды в трубопроводе осветлённой воды (до и после гравийных фильтров, перед общим распределительным коллектором и форсунками орошения); температуры подаваемой воды на орошение скрубберов; концентрации пыли (золы) в дымовых газах на входе и выходе из золоулавливающей установки; предупредительная сигнализация при прекращении подачи воды в скруббер, резком падении уровня воды в баке орошения или длительном превышении уровня. 4.3 Система автоматического регулирования 4.3.1 Автоматическое регулирование расхода воды, подаваемой на орошение скрубберов и их гидрозатворов Для нормальной работы насадочного скруббера особое значение в процессе очистки дымовых газов уделяют регулированию подачи воды на орошение. Поддержание заданной степени орошения скрубберов необходимо для предотвращения возникновения брызгоуноса из скруббера. Кроме того, увеличение интенсивности орошения приводит к понижению температуры уходящих газов, что может привести к конденсации влаги на стенках газоходов, а следовательно – к возникновению коррозии. Орошение гидрозатворов производят для уменьшения кислотности пульпы, а следовательно, для снижения её агрессивности по отношению металлу, из которого изготовлены гидрозатворы и каналы ГЗУ. Система автоматического регулирования действует следующим образом. Дискретный сигнал о состоянии задвижек с исполнительных механизмов поступает на встроенный модуль ввода дискретных сигналов контроллера S7-300. Через встроенный БСПТ с МЭО на внешний модуль аналогового ввода контроллера поступает аналоговый сигнал 0…5 мА о состоянии заслонок. Контроллер в зависимости от программы определяет необходимость через заданный промежуток времени в установке необходимого положения заслонки. Контроллер через модуль дискретного вывода, формирует управляющее воздействие на бесконтактные магнитные пускатели ПБР-3М, которые управляют исполнительными механизмами МЭО 250/63-0,63-87, перемещающими заслонки. Таким образом, исполнительные механизмы в зависимости от сигнала вращаются в сторону увеличения или уменьшения, тем самым поднимая или опуская заслонки. 4.3.2 Системы сигнализации Для визуального контроля следят за значениями, отображенными на панели оператора. Технологическая сигнализация предназначена для оповещения обслуживающего персонала о нарушениях в ходе технологического процесса. В данной системе автоматизации технологического процесса предполагается применение световой, звуковой сигнализации, с последующим появлением экранного сообщения при выходе контролируемого параметра за пределы допустимых значений. 5 Экономическая часть 5.1 Оценка проектных решений реконструкции В дипломном проекте рассматривается реконструкция существующей золоулавливающей установки котла БКЗ-420-140, путем замены ее на батарейные эмульгаторы 2-го поколения. Ожидаемый результат от реконструкции заключается в снижении выбросов пыли неорганической и соответственно приведет к снижению платежей за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Расчет экономической части дипломного проекта опирался на «Методические рекомендации по определению платы за выбросы (сбросы, размещение) загрязняющих веществ в природную среду». Плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу (П) определяется по формуле, тенге/год: П= М · Т (5.1) где М - объем загрязняющего вещества выбрасываемого в атмосферу за год, определяемый по данным инструментальных замеров или расчетным методом; Т - величина платы за выбросы в атмосферу 1 условную тонну данного загрязняющего вещества, тенге/тн. Смета затрат на реконструкцию ЗУУ котла БКЗ-420-140 представлена в Приложении В. Для начала расчета экономической эффективности проекта составим перечень материалов, требуемых при реконструкции и определим их стоимость. Таблица 5.1 Расход материалов
продолжение таблицы 5.1
Общие затраты на реконструкцию золоулавливающей установки котла БКЗ-420-140 составили: по смете на реконструкцию 6470777 тенге, по приобретению эмульгатора 45000000 и расход материалов для установки эмульгаторов 3671214 тенге. Таким образом, общий расход денежных средств на реконструкцию составляет 61 612 768 тенге. 5.2 Оценка экономической эффективности проекта При расчете выбросов загрязняющих веществ (таблица 3.1) было определено снижение выбросов угольной пыли с 19 198,8 т/год до 2 396,7 т/год и выбросы диоксида серы с 5 868,5 т/год до 5 421 т/год. Выплаты за выбросы угольной золы на 2021 г. составляют 29170 тенге/т таким образом полученная экономия после реконструкции по выбросам золы составит 560,03 млн. тенге/год (до реконструкции) – 69,91 млн. тенге/год (после реконструкции) = 490,12 млн. тенге/год. Выплаты за выбросы диоксида серы 58340 тенге/т полученная экономия после реконструкции по выбросам диоксида серы составит 342,37 млн. тенге/год (до реконструкции) – 316,26 млн. тенге/год (после реконструкции) = 26,11 млн. тенге/год. Общая сумма экономии составит – 516,23 млн. тенге/год. 5.3 Расчет экономического эффекта Хозрасчетный (коммерческий) экономический эффект (ЧД) внедрения установки определяем по формуле Эк= (Ррек-Ирек)(1-Нпод) (5.1) где Ррек- суммарный результат осуществления мероприятия; Ирек- суммарные затраты текущего характера, связанные с внедрением установки; Нпод – величина подоходного налога. Единовременные капитальные затраты на осуществление мероприятия составляют, млн.тенге: Кз=(Коб + Кмонт + Кстр+ Кдемонт) р (5.2) где Коб - стоимость комплекса оборудования батарейного эмульгатора, Коб =45 000 000 тг.; Кi – капитальные затраты i-го вида. В итоге капитальные затраты равны, млн.тенге: Кз=(Коб +0,3 Коб + 0,1 Коб+ 0,2Коб)р = (1+0,3+0,1+0,2) Коб1,06 (5.3) Кз =1,6 45 1,06 = 76,32 где стоимость монтажа принимается 30 % от Коб; стоимость строительства принимается 10 % от Коб; стоимость демонтажа принимается 20 % от Коб; р =1,06- коэффициент, учитывающий район строительства; Эксплуатационные расходы: Амортизационные расходы, млн.тенге. Иа= Кз0,037 (5.4) Иа = 76,32 0,037 = 2,82 где 0,037- коэффициент амортизации, принимается 3,7 % от Кз; Затраты на ремонт, млн.тенге: Ирем = КзВрем= Кз0,05 (5.5) Ирем = 76,320,05=3,816 где Врем – коэффициент, учитывающий затраты на ремонт, принимаем 5 %. Прочие расходы, млн.тенге: Ипр =0,1(Иа+ Ирем) (5.6) Ипр = 0,1(2,82+3,816) = 0,66 Уменьшение штрафных санкций при уменьшении количества оксидов серы, выбрасываемых в атмосферу, млн.тенге:  (5.7)где  – количество уловленных оксидов серы, г/с (из расчета выбросов в атмосферу);3600 – коэффициент перевода секунд в час; 10-6 – коэффициент перевода грамм в тонну;  – стоимость штрафных санкций за выброс в атмосферу 1 тонны вредных веществ, тенге; – коэффициент вредности оксидов серы;6 – количество котлов, шт; 24 часа в сутках, 365 дней в году.  Уменьшение штрафных санкций при уменьшении количества оксидов серы, выбрасываемых в атмосферу, млн.тенге:  (5.7)где  – количество уловленных оксидов серы, г/с (из расчета выбросов в атмосферу);3600 – коэффициент перевода секунд в час; 10-6 – коэффициент перевода грамм в тонну;  – стоимость штрафных санкций за выброс в атмосферу 1 тонны вредных веществ, тенге; – коэффициент вредности оксидов серы;6 – количество котлов, шт; 24 часа в сутках, 365 дней в году.  Срок окупаемости  (5.8) (5.9) летгде Нпод – подоходный налог = 0,15 (15 %) Токф < Токн = 3,87 лет, что свидетельствует об эффективности внедрения эмульгаторов 2-ого поколения, так как мероприятие окупается не дольше нормативного срока.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В дипломном проекте рассмотрен вред, наносимый окружающей среде выбросами золы при сжигании каменного угля. Рассмотрены существующие золоулавливающие установки, применяемые на ТЭЦ-2 г.Нур-Султан. Предложенная реконструкция существующей золоулавливающей позволяет повысить КПД золоулавливания до 98,5 %, а также снизить выбросы по оксидам серы без введения специальных реагентов, что приводит к снижению негативного влияния на окружающую среду. По результатам проведенных испытаний эмульгаторов второго поколения можно сделать вывод, что наряду с улучшением экологических свойств повышается также надежность эксплуатации котельного агрегата во всех диапазонах его паровой нагрузки. Использование в конструкции титановых сплавов обеспечивает продолжительную работу оборудования, снижение расходов на обслуживание и ремонт. Проведенные экономические расчеты доказывают целесообразность реконструкции золоулавливающей установки. Преимущества работы ЗУ с эмульгаторами 2-го поколении по сравнению с существующими: - увеличение степени золоочистки при оптимальной нагрузке котла до 98,5 ± 0,2 %. - надежность, обусловленная конструкцией установки и применением титана для заверителя (эмульгатора) и каплеуловителя. - надежность конструкции кольцевых каплеуловителей. - относительная простота монтажа (монтаж блоками в существующие корпуса) -простота в эксплуатации (установка не требует постоянного контроля и специальных операций). -отсутствие специальных сопел и форсунок, требующих настройки и регулирования. - низкие требования к содержанию твердых примесей в орошающей воде. Негативные факторы: - в связи с интенсивным эмульгированием идет эффективный тепло-массообмен и, как результат, снижение температуры после ЗУ - увеличение расхода топлива, т.е. снижение КПД котла в связи с подачей «избыточного» горячего воздуха после золоуловителей; - применение в конструкции завихрителя и каплеуловителя дорогостоящего металла – титана. При расчете выбросов загрязняющих веществ (таблица 3.2) было определено снижение выбросов угольной пыли с 2191,644 т/год до 273,6 т/год и выбросы диоксида серы с 136,53 т/год до 72,82 т/год. Выплаты за выбросы угольной золы на 2021 г. составляют 29170 тенге/т таким образом полученная экономия после реконструкции по выбросам золы составит 55,949 млн.тенге/год. Выплаты за выбросы диоксида серы 58340 тенге/т. – экономия 3,717 млн. тенге/год. Общая сумма экономии составит – 59,666 млн. тенге/год. Выбранная в итоге система золоулавливания позволяет сэкономить немалые средства. В результате снизилась плата за выбросы и уменьшилась себестоимость выпускаемой продукции. Срок окупаемости проекта составляет 3,87 лет, что свидетельствует об эффективности внедрения эмульгаторов 2-ого поколения, так как мероприятие окупается не дольше нормативного срока. Список использованной литературы Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котла: методические указания/ Сост. А.Н.Хуторной, С.В.Хон - Томск: Изд-во Том.гос.архит.-строит.ун-та, 2010. - 40 с. Указания по расчёту и проектированию золоуловителя с трубой «Вентури» типа МВ при модернизации газоочистного оборудования тепловых электростанций. М.: СПО Союзтехэнерго, 1980. Технические отчёты по теплотехническим испытаниям золоулавливающих установок котлоагрегатов ТЭЦ. Астана. АО «Астана-Энергия». – 2010-2020 гг. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве. Старк С.Б.: Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1990. Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями. Под общ. ред. Э.Я. Тарата, Л.: Издательство Ленинградского университета, 1976. В.Н. Ужов, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков, И.К. Решидов. Очистка промышленных газов от пыли. – М.: Химия, 1981. Пылеулавливание в металлургии: Справочное издание. В.М. Алешина, А.Ю. Вальдберг, Г.М. Гордон, А.А. Гурвиц, Л.С. Левин, А.А. Меттус. /Под общей редакцией А.А. Гурвица/. – М.: Металлургия, 1984. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. Г.М. Гордон, И.Л. Пейсахов. М.: Металлургия, 1977. Справочник по гидравлическим расчётам. Под ред. П.Г. Киселёва. Изд. 4-е, переработ. и доп. М., «Энергия», 1972. Справочник по пыле- и золоулавливанию./М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков и др.; Под общей редакцией А.А. Русанова. – М.: Энергоатомиздат, 1983. Анализ характеристик и свойств угля месторождения «Богатырь», поставляемого на АО «Астана-Энергия». – Алматы, 1998. Г.М.-А. Алиев. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: Справочное издание. – М.: Металлургия, 1986. Контроль пылеулавливающих установок. Г.М. Гордон, И.Л. Пейсахов. Изд. 3-е, перераб. и дополн. М.: «Металлургия», 1973. Номенклатурный каталог 2000. Промышленная группа «Метран». – Челябинск: Полиграфическое объединение «Книга». – 2000. Приборы и средства автоматизации. Отраслевой каталог. М. – 1991. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Изд. 8-е, пер. и доп. Л., «Химия», 1976. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод). - Л.: Энергия, 1977. - 256 с. СНиП II-35-76*. Котельные установки. - М.: Стройиздат, 1998. - 45 с. Экономика строительства: Учебник для вузов/ Ю.Б.Монфред, Л.Д.Богуславский, Р.М.Меркин и др.; под ред.Ю.Б.Монфреда. - М.: Высшая школа,1987 Нагорная, В.Н. Экономика энергетики: учеб.пособие/ Н.В. Нагорная: Дальневосточный государственный технический университет. - Владивосток: Изд- во ДВГТУ. 2012.- 157 с. Самсонов, В. С. Экономика предприятий энергетического комплекса: учебник для студентов вузов/ В. С. Плетнев. - М.: Высшая школа, 2007. - 416 с. Жабо В.В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1992. 240 с. Беккер А.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 286 с. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. Л.: Недра. 1988. Астраханцев, И.А. Экономика и управление энергетическими предприятиями. Оценка экономической эффективности инвестиций в энерге-тические объекты в условиях риска и неопределенности: учебно-методическое пособие [Электронный ресурс] / сост.: И. А. Астраханцев, В.А. Финоченко, М. В. Зубова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2017. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей РК. РД 34 РК.03.201-04, Астана, 2004 г. Типовой проект организации труда в топливно-транспортном цехе тепловой электростанции, работающей на угле. М.: СПО ОРГРЭС, 1976г. Правила учета топлива на электростанциях. М.: СПО Союзэнерго, 1988г. Руководящие указания по проведению пусконаладочных работ и приемка в эксплуатацию законченных строительством отдельных энергоблоков тепловых и атомных электростанций. М.: СПО Союзтехэнерго,1980. Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий РК. РД 34 РК.0-03.301-04. Астана, 2004 г. |