Магистерский диплом (ВКР) на тему Исследование возможностей снижения затрат топливно-энергетических ресурсов при регулировании мощности котлоагрегата

Содержание:

Введение. 3

Глава 1 Виды и
характеристики изучаемых объектов. Описание современных котельных средней мощности
(0,1-30 МВт) Постановка цели и задач работы.. 6

1.1Централизованное
и автономное теплоснабжение. 6

1.2 Характеристики современных котельных средней
мощности. 10

Выводы
по главе 1. 27

Глава 2 Существующие
принципы и технические методы решения проблемы затрат топливно-энергетических
ресурсов на котельных средней мощности.. 28

Выводы
по главе 2. 51

ГЛАВА 3 Развитие методов РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЗАТРАТ
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ НА КОТЕЛЬНЫХ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ.. 52

3.1 Методы регулирования в котельных
малой и средней мощности. 53

3.2 Решения и методы тепло- и
энергоэффективности, перспективные для автономных систем теплоснабжения. 59

3.3 Оценка годовой экономии от
установки частотно-регулируемого привода в натуральном и денежном выражении. 69

Выводы
по главе 3. 73

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 74

Список
использованных источников   76

Введение:

Актуальность работы обусловлена
тем, что котельные установки средней мощности (0,1-30 МВт) сегодня – это
активно развивающий сегмент выработки тепловой энергии, связанный со складывающейся
тенденцией распространения автономного теплоснабжения. Если исходить из общих позиций
задача экономии ресурсов (материальных, энергетических, финансовых и иного
рода) может рассматриваться как системная оптимизационная задача.

Применительно к автономным системам теплоснабжения топливно-энергетических
ресурсов системная оптимизационная задача экономии топливно-энергетических
ресурсов может означать, что  имеется
спроектированная и прошедшая практику эксплуатации автономная установка, показавшая
достаточно нерациональное использование ресурсов. В этом случае оптимизационная
задача состоит в установлении источников недостаточной эффективности и
разработке путей устранения уязвимостей системы.

Как будет показано в работе, это направление исследований мало
перспективно из-за недостаточной проработки системных подходов.

В работе реализовано иное направление исследований – поиск частных
решений, который можно описать как предпроектную отработку.

Обоснование такого подхода заключается в возможности рассмотрения
имеющихся подходов по отдельным элементам автономной системы.

Однако путь частных решений должен быть на этапе проектирования
подвергнут системному анализу на предмет оценки каждого частного решения
требованиям эффективности всей системы.

Одно из главных преимуществ   котельных средней мощности- возможность
местного регулирования тепловой нагрузки котлоагрегатов, что может
рассматриваться как предпосылка экономии топливно-энергетических
ресурсов, что применительно к централизованным системам представляет
серьезную проблему. Помимо возможности экономии
топливно-энергетических ресурсов котельные средней мощности обладают также
такими достоинствами как мобильность доставки, простота   возведения, низкие капитальные затрат и
снижение теплопотерь при транспортировке по наружным тепловым сетям.  Это благоприятно отражается на экономии
топливно-энергетических ресурсов в условиях изменяющегося режима потребления
тепловой энергии в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Развитие сегмента котельных блочно-модульного исполнения потребовало
обеспечения этих агрегатов высокотехнологическими решениями автоматизации
теплотехнических процессов, комплексной диспетчеризации и систем оповещения.
Однако, технические требования и специфика производства тепла и горячей воды
для каждого объекта определяют необходимость корректировки стандартизированного
решения по комплектации блочно-модульной котельной.

Практика эксплуатации котельных средней мощности показывает, что на
расход топливно-энергетических ресурсов   значительное влияние оказывает тип горелочного
устройства, характеристики электропотребления циркуляционных насосов и систем
водоподготовки. Выбор горелочного устройства как объекта исследования обоснован
непосредственной технологической связью ГУ с котельным агрегатом. Таким
образом, для определения возможности снижения объемов потребления топливно-энергетических
ресурсов котельной с учетом характеристик технического задания потребителя
необходимо провести анализ целесообразности использования различных конструкций
горелок.

Цель
работы-исследование возможности снижения затрат топливно-энергетических
ресурсов при регулировании мощности котлоагрегата

Задачи
работы:

— изучение
котельных средней мощности в современных производственных и технических
измерениях;

— определение факторов и источников экономии топливно-энергетических
ресурсов на котельных средней мощности;

— оценка
  нерационального расходования топливно-энергетических
ресурсов в штатных условиях эксплуатации.

Научная новизна представлена положениями о соотношении частных   и   общих
подходов при решении проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов и
повышения энергоэффективности котельных малой и средней мощности.

Практическая значимость состоит в выявлении перспективных решений по
проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов и повышения
энергоэффективности котельных малой и средней мощности.

Заключение:

Цель
работы-исследование возможности снижения затрат топливно-энергетических
ресурсов при регулировании мощности котлоагрегата.

Существенной проблемой при исполнении работы стало многообразие
объектов исследования в плане аппаратурных решений, методов исследования и
испытания, с трудом поддающиеся систематизации и обобщению. Общие выводы по
работе:

1. На основании представленных данных по современным
котельным средней мощности можно отметить несколько существенных моментов:

— котельные
средней мощности представляют собой значимый и интенсивно развивающийся сегмент
теплоснабжения;

— указанный
сегмент сформировался в концепции блочно-модульных конструкций, создаваемых под
индивидуализированные запросы;

— в
силу сложившихся обстоятельств производственные программы и решения опережают
оптимизационно-технологические подходы, состоящие в установлении баланса между
исполнением главных задач котельных и экономией топливно-энергетических
ресурсов.

2. Рассмотрены как частные так и некоторые
общие подходы при решении проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов и
повышения энергоэффективности котельных малой и средней мощности.

3. В качестве примеров частных решений можно указать на:

— алгоритм решения
задачи выбора котлов на водогрейных котельных при проектировании и определения
режимов их работы с целью минимизации годового расхода топлива;

— способ
регулирования производительности тягодутьевых машин изменением скорости вращения
электродвигателя, с использованием преобразователя частоты. К недостаткам
частных решений относится сложность определения значимости отдельного решения в
отношении котельной как технической системы.

4. В качестве примера решения с элементами общесистемного
подхода можно указать на разработку тепловой схемы котельной малой мощности с
каскадной схемой регулирования котлоагрегатов с разработанным газогорелочным
устройством

Фрагмент текста работы:

Глава 1 Виды и характеристики
изучаемых объектов. Описание современных котельных средней мощности (0,1-30
МВт) Постановка цели и задач работы

Теплоснабжение
в нашей стране с продолжительными периодами холодного времени и огромной
разбросанности населенных пунктов по территории- одна из главных задач
жизнеобеспечения населения.

1.1Централизованное и
автономное теплоснабжение

В учебнике высших учебных заведений [1] приведена
классификация систем горячего теплоснабжения и выделены как основные автономные
и централизованные системы.

К автономным отнесены системы, в которых потребители
обеспечиваются горячей водой от индивидуальных тепловых источников, расположенных
в непосредственной близости. Централизованные системы построены на принципе обеспечения
потребителей горячей воды посредством сети, подключенной к централизованным источникам
тепла- теплоэлектроцентрали или котельных.

На рис.1.1 в
качестве примера автономной системы приведена схема водогрейной колонки, применяемой
для индивидуальных потребителей с небольшим расходом воды.