Дипломная работа (ВКР) — колледж, техникум на тему Оснащение средствами автоматизации котельной для нужд спортивного кластера

Содержание:

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.. 4

ВВЕДЕНИЕ. 5

ГЛАВА 1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. 8

1.1 Анализ теоретической базы исследования, литературных
источников, целей и задач автоматизации. 8

1.2 Исследование характеристики котельной и тепловых
нагрузок. 15

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 23

2.1 Выбор и обоснование предлагаемой системы автоматизации. 23

2.2 Разработка предлагаемой функциональной схемы
автоматизации. 25

2.3 Описание технологического регламента автоматизации. 32

2.4 Описание технических средств автоматизации. 35

2.5 Разработка технической структуры АСУТП.. 40

ГЛАВА 3. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ. 42

3.1 Оценка стоимости оптимизации
котельной. 42

3.2 Определение себестоимости годового объема производства
тепловой энергии. 43

ГЛАВА 4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.. 46

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при
работе с водогрейным котлом. 46

4.2 Безопасность производственных процессов и оборудования. 47

4.3 Правила действий оператора котельной при проведении
работ. 48

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 52

СПИСОК
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ   54

Введение:

За последние годы
наблюдается масштабная модернизация имеющихся 
и создание новых производств. В этой связи, имеет место процессы
концентрации ресурсо- и энергопотребления, централизации и роста
производственных мощностей, и, следовательно, рост потребностей в
энергоресурсах.

Важное место при
организации комфортных условий проживания и труда занимают системы
теплоснабжения, организация которых базируется на разработке систем
централизованной поставки энергоносителей (газопроводные сети, электрические
сети либо централизованные поставки жидкого или твердого топлива).

Одно из приоритетных
направлений современной энергетической стратегии Российской Федерации до 2020
года, утвержденной Правительством Российской Федерации, — это уменьшение затрат
на производство и распределение энергоресурсов по средствам рационализации
потребления энергии, применения сберегающих технологий и оборудования.

Рыночные отношения в
России значительным образом меняют подходы к выработке и распределению
энергетических ресурсов. В современных условиях стабильного роста цен на
энергетические ресурсы, а так же их сближения с мировыми ценами проблематика
энергосбережения является в высшей степени актуальной, а так же во многом
определяющей направления развития отечественной экономики.

Тематика разработки автоматизированных
технологий сегодня занимали важное место при проведении теоретических
исследованиях российских учёных, однако, на практике передовые технологические
решения внедряются не так быстро. Исходя из этого, можно достоверно утверждать,
что тематика организации оптимальной работы объектов теплоснабжения является в
высшей степени актуальной.

Основными факторами,
которые увеличивают расходы топлива в котельных, являются:

— отсутствие систем
автоматики;

— несвоевременная наладка
теплового режима котельных агрегатов;

— физический и моральный
износ котельных агрегатов;

— неоптимальная тепловая
схема котельных;

— плохая теплоизоляция;

— неплотности газоходов
[15].

Повышение эффективности
работы котельных может быть достигнуто следующими мероприятиями:

— применение более
современного и экономичного оборудования с высоким КПД;

— применение
высокоэффективного тепловосприятия поверхностей нагрева (труб с малыми
диаметрами, продольным и поперечным оребрениями, турбулизаторами газовой
среды);

— разработка и освоение
высокоэффективных способов очистки поверхностей нагрева от наружных отложений
технологического уноса (акустическая, инфразвуковая ударно-волновая);

— расширение применения
труб с покрытием поверхностного слоя элементами, надежно работающими в условиях
воздействия коррозионно-эрозионных сред;

— применение систем
автоматического проектирования;

— применение систем
автоматического управления.

Тема
настоящей магистерской диссертации – «Оснащение средствами автоматизации
котельной для нужд спортивного кластера».

Цель
выпускной квалификационной работы – формирование практических рекомендаций по
организации системы автоматизации котельной для нужд спортивного кластера МАУ
СОК «Калининец».

Объект
исследования данной работы – котельная МАУ СОК «Калининец».

Предмет
исследования – поиск оптимальны подходов в процессе автоматизации работы
котельной МАУ СОК «Калининец».

Для
достижения указанной цели выпускной квалификационной работы  необходимо разрешение следующих задач:

—
анализ литературных источников по теме исследования;

—  обоснование необходимости автоматизации
работы модульной котельной;

—
анализ эффективности работы котельной;

—
разработка структурной схема автоматизации котельной;

—
произведение выбора технических средств автоматизации;

—
проведение необходимых расчетов;

—
разработка мероприятий по обеспечению энергосбережения;

—
практическое обоснование эффективности предлагаемых решений;

—
расчет технико-экономических показателей проекта;

—
обеспечения безопасности жизнедеятельности сотрудников и экологичности проекта.

В
ходе выполнения выпускной квалификационной работы  предполагается изучить большой объем
теоретического материала, получить практические навыки в области проектирования
объектов теплоснабжения, которые будут необходимы в процессе дальнейшей рудовой
деятельности по специальности.

Заключение:

Очевидным фактом является
то, что развитие экономической составляющей страны в значительной степени
зависит от состояния энергетического сектора. Реальное состояние энергетики
таково, что наработку, превышающую тридцать лет имеют около сорока пяти
процентов эксплуатируемого оборудования.

Применение горючих газов
для функционирования котельных более выгодно по ряду причин. На газовых
котельных, относительно угольных имеет место уменьшение затрат примерно на 20
%, увеличение экономичности на 3 — 4 %, уменьшение вредного воздействия на
окружающую среду, а так же рост общей культуры эксплуатации котельной.

Добыча природного газа в
России постоянно растет, вследствие этого использование природного газа в
качестве топлива для котельных наиболее целесообразно.

Сегодня часто на многих
объектах теплоснабжения имеет место перевод рабочих котлов с твердого топлива
на природный газ.

Часто подобную
модернизацию котельных производят по причине увеличения тепловой нагрузки на
котельную за счет роста потребителей тепловой энергии.

В
ходе работы были решены нижеприведенные задачи:

–
произведен анализ теоретической базы и литературных источников по теме
исследования;

–
дана общая характеристика района работ;

–
произведен анализ исследуемой котельной и эксплуатируемых котельных агрегатов;

–
произведен анализ эффективности работы котельных агрегатов;

–
произведена разработка мероприятий по обеспечению автоматизации
производственных процессов;

–
обоснована эффективность предлагаемых решений;

–
разработаны мероприятия по обеспечению безопасности и экологичности работ.

По завершению работы
отмечу, что поставленная цель работы достигнута – разработан полноценный проект
оптимизации работы котельной. Все необходимые задачи работы разрешены.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ теоретической базы исследования,
литературных источников, целей и задач автоматизации Рассмотрим основные,
наиболее важные нормативные аспекты проектирования и реконструкции котельных.

Разработку проектов
новых, а так же реконструкцию действующих котельных необходимо осуществлять в
соответствии с рабочими схемами теплоснабжения.

В случае отсутствия
утвержденных схем теплоснабжения разработка проектов котельных возможна на основе
соответствующих технико-экономических обоснований, которые согласованы в
установленном порядке.

Вид используемого топлива
для котельных установок определяется при согласовании с топливосодержащими
организациями. Стоит отметить, что применение твердого либо жидкого видов
топлива на крышных котельных не возможно.

 Котельные относительно назначения
классифицируются на:

— отопительные –
выполняют функцию обеспечения теплом систем отопления, горячего водоснабжения,
вентиляции;

—
отопительно-производственные – выполняют функцию обеспечения теплом систем
отопления, горячего водоснабжения, вентиляции для технологического
теплоснабжении;

— производственные –
предназначены только для технологического снабжения.

Относительно размещения
котельные классифицируются на:

— отдельностоящие;

— пристроенные к
каким-либо зданиям иного назначения;

— встроенные в здания
иного назначения, внезависимотси от этажей размещения;

— расположенные на
крышах.

В производственных
зданиях промышленных предприятий возможно проектирование встроенных,
пристроенных, а так же крышных котельных. Для котельных, которые пристроены к
зданиям, общая производительность используемых котлов, производительность
каждого котла, а так же параметры теплоносителя не стандартизируются.
Котельные, в данном случае, должны находиться у стен, расстояние от стены
котельной до ближайшего проема не должно быть меньше 2 м по горизонтали, а
расстояние от перекрытия котельной до ближайшего проема по вертикали — не менее
8 м.

Для котельных, которые
встроены в производственные здания, в случае применения котлов с параметрами
давления пара до 1,7 кгс/см2  и температурой воды до 115° С,
производительность котлов не стандартизируется. Производительность водогрейных
котлов с параметрами давления пара более 1,7 кгс/см2, а так же
температурой воды более 115°С, не должна быть больше величин, которые
установлены «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и
водогрейных котлов, утвержденными Госгортехнадзором России».

Котельные, расположенные
на крышах производственных зданий, возможно проектировать с использование
котлов с параметрами давленя пара до 0,07 Мпа, а так же температурой воды до
115° С. Тепловая мощность данных котельных, при этом, не может превышать
потребностей в теплоте для данного знания, теплоснабжение которого она
обеспечивает, но не более 5 МВт.

Не допускается размещение
крышных котельных над производственными или складскими помещениями категорий А
и Б по взрывопожарной опасности.

Размещение котельных,
которые встроены в многоквартирные жилые дома, не допускается.

Для жилых домов
допускается применение пристроенных, а так же крышных котельных. Данные
котельные разрешено проектировать с использованием водогрейных котлов с
параметрами температуры воды до 115° С. Тепловая мощность данных котельных, при
этом, не может превышать потребностей в теплоте для данного знания,
теплоснабжение которого она обеспечивает, но не более 3 МВт.

Не разрешается разработка
проектов пристроенных котельных, которые непосредственно примыкают к жилым
домам со стороны входных подъездов, а так же участков стен с располеженными на
них оконными проемами, где при этом расстояние от стены котельной до ближнего
окна жилого дома по горизонтали меньше 4 м, а расстояние от перекрытия
котельной до ближнего окна жилого дома по вертикали — менее 8 м.

Не разрешено размещать
крышные котельные на перекрытиях жилых домов (перекрытие жилого дома не может
являться основанием для пола котельной) 
и смежно с жилыми домами.

В котельных, которые
располагаются в подвалах, не разрешается размещать котельные агрегаты,
работающие на газовом и жидком видах топлива с параметрами температуры вспышки
паров менее 45°С.

Тепловая мощность
котельных, не может превышать потребностей в теплоте для данного знания,
теплоснабжение которого она обеспечивает, кроме этого, тепловая мощность
котельных не должна быть больше:

— 3 МВт — для
крышныхкотельных; для встроенных котельных с котлами, рабтающими на жидком и
газообразном видах топлива;

— 1,5 МВт — для
встроенных котельных с котельными агрегатами, работающими на твердом топливе.

Тепловая мощность
пристроенных котельных не регламентируется.

Не допускается размещать
пристроенные котельные со стороны главного фасада здания. Минимальное
расстояние от стены котельной до ближайшего окна здания должно быть не менее 4
м по горизонтали. От покрытия котельной до ближайшего окна по вертикали — не
менее 8 м. Данный вид котельных не допускается размещать смежно помещениям
зданий с одновременным пребыванием в них более 50 человек.

Не разрешается
проектировать крышные, встроенные и пристроенные котельные к зданиям
детских  сдов и школ, к корпусам больниц,
санаториев, поликлиник, а так же учреждениям отдыха.

Потребители тепла
относительно надежности теплоснабжения классифицируются на:

— потребителей первой
категории – это потребители, нарушение снабжения которых напрямую связано с
опасностью для жизни людей либо со значительным материальным ущербом (массовый
брак продукции, повреждение технологического 
оборудования и так далее);

— потребителей второй
категории – иные потребители.

Котельные относительно
надежности отпуска тепла потребителям классифицируются на:

— котельные первой
категории – данные котельные — единственные источники тепла, они обеспечивают
потребителей, которые относятся к первой категории, не имеют резервных
источников теплоснабжения;

— котельные второй
категории – все иные котельные.

Величину тепловых
нагрузок в процессе проведения расчетов, а так же выборе оборудования, следует
определять для трех основных режимов:

— максимально-зимний
режим — средняя температура воздуха в самую холодную пятидневку;

— наиболее холодный месяц
— средняя температура воздуха в наиболее холодный месяц;

— летний режим —
расчетная температура воздуха теплого периода.

Для организации
теплоснабжения зданий, которые имеют дежурное отопление либо в работе систем
отоплении которых разрешены перерывы, необходимо предусмотреть возможность
работы оборудования в случае возникновения данных условий.

Расчетную
производительность котельных определяют через суммарное значение расходов тепла
на отопление в случае максимально-зимнего режима, расходе тепла на горячее
водоснабжение, который определится в соответствии с нормами проектирования
горячего водоснабжения, а так же расчетных расходах тепла, необходимого на
технологические нужды. В процессе расчета производительности  котельных требуется учитывать расходы на
собственные нужды котельной, а так же потери в котельной и тепловых сетях.

 Число и единичную производительность котельных
агрегатов, которые устанавливаются в котельной, необходимо определять исходя из
расчетной производительности котельной, изучив режим работы котельного агрегата
для теплого времени года. В случае поломки наибольшего по производительности
котельного агрегата в котельной первой категории должен обеспечиваться отпуск
тепла потребителям, относящихся к первой категории, а именно:

— на необходимое
технологическое снабжение, а так же системы вентиляции — в количестве, которое
определяется минимальными допустимыми нагрузками;

— на отопление и
водоснабжение — в количестве, которое определяется режимами наиболее холодных
месяцев.

В случае выхода из строя
одного котла независимо от категории котельной количество тепла, отпускаемого
потребителям второй категории не нормируется.

В котельных необходимо
предусматривать установку не менее двух котельных агрегатов, кроме
производственных котельных второй категории. в последних допускается
использование одного котла.

В проектах котельных
рекомендуется принимать заводские, типовые компоновки котельных агрегатов, а
так же вспомогательного оборудования.

При роектировании
котельных необходимо предусматривать:

— котлы,
воздухоподогреватели, экономайзеры, золоуловители, а так же иноее оборудование
в блочном исполнении повышенной готовности;

— монтаж укрупненных
блоков трубопроводов, а так же газовоздухопроводов;