CC BY
9
Посилання на статтю_
Цюцюра С.В. Bm6îp оптимального BapiaHTy обладнання котельних при виконанн po6iT проекту енергозбереження/С.В.Цюцюра// Управлiння проектами та розвиток виробництва: Зб.наук.пр. - Луганськ: вид-во СНУ iM. В.Даля, 2006 - №4(20). С. 46-62.
УДК 519.872.7:658.012.011.56 С.В. Цюцюра
ВИБ1Р ОПТИМАЛЬНОГО ВАР1АНТУ ОБЛАДНАННЯ КОТЕЛЬНИХ ПРИ ВИКОНАНН1 РОБ1Т ПРОЕКТУ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
Виходячи з необхщносп економiï енергоресурсiв УкраТни та потреб промисловост в одержаннi високих прибутгав, розглядаються питания, пов'язанi з розробкою та впровадженням проектiв енергозбереження i3 використанням iитегроваиих iиформацiйиих систем управлЫня бiзнес-процесами пiдприeмств та систем планування ресурсiв пiдприeмств в енергоемних виробництвах. Вивчаються проблеми Тх впровадження, визначаються роль i мiсце бiзнес-процесiв автоматизованих Ыформацмно-вимiрювальних систем в управлЫы проектами енергозбереження енергетичного комплексу з метою економп енергетичних ресурав. Рис. 2, табл. 8, дж. 4.
С.В. Цюцюра
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ ПРОЕКТА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
Рассмотрены вопросы разработки и внедрения проектов энергосбережения с использованием интегрированных информационных систем управления бизнес-процессами и планирования ресурсов предприятий в энергоемких производствах. Изучены проблемы их внедрения, определены роль и место бизнес-процессов автоматизированных информационно-измерительных систем в управлении проектами энергосбережения энергетического комплекса с целью экономии энергоресурсов. Рис. 2, табл. 8, ист. 4.
S.V.Tsutsura
CHOOSING THE BEST EQUIPMENT FOR BOILER-HOUSE DURING COMPLETING THE ENERGYSAVING PROJECT WORKS
Points of development and applying energysaving projects, using integrated business-processes management information and the enterprise resources planning systems in energy-capacious plants are revised. Problems of their applying are searched. Automized information-measurable systems business-processes' role and place for management of energysaving projects of the energy complex in order to save energy resourses are defined.
Постановка проблеми. Для Укра'ши проблема енергозбереження е актуальною i перспективною, але ïï розв'язання неминуче пов'язане з уповтьненням темшв зростання нацюнального прибутку.
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
1
Аналiз чинниш та межi змiни пропорцш мiж економiчним зростанням та енергоспоживанням пщтверджують, що енергозбереження в УкраТн е тieю рушiйною силою, яка сприятиме виходу з економiчноТ кризи найближчим часом. Енергозбереження i зниження енергоемност товарноТ продукци необхiдно проводити в уах галузях промисловостi i сферах обслуговування населення.
Забезпеченню единоТ державноТ полiтики у сферi енергозбереження та пщвищенню ефективностi робiт, спрямованих на рацюнальне використання енергоресурсiв в уах галузях народного господарства присвячена низка закошв, постанов ВерховноТ Ради та указiв Президента УкраТни (1996 та 2005 рр.).
У положены про Держкоменергозбереження, затвердженому Указом Президента УкраТни № 918 вщ 6 жовтня 1995 року, визначен основы задачi й права ком^ету для виршення задач з пiдвищення ефективност в усiх галузях народного господарства, со^альнш сферi та побутi. Дiяльнiсть комiтету та його структурних пщрозд^в у галузях, регiонах та пщприемствах реалiзуеться вiдповiдно до основних напрямш стратеги економiчного та полiтичного розвитку УкраТни.
Метою даноТ роботи е висв^лення проблем, що виникають при впровадженн проектiв енергозбереження.
Вирiшення проблеми. За останн роки кризовi явища в економiцi краТни призвели до того, що енергоемнють продукци, яка випускаеться, виросла бтьше нiж на 42% порiвняно з 1990 роком. Енергетичн витрати в харчовiй промисловост складають бiля 10-Т частини загальних витрат в УкраМ Тому економiя енергоресурсiв у цiй галузi може дати значний економiчний ефект. З урахуванням специфки ^еТ галузi, в якш поряд з мiнi хтбозаводами, мiнi консервними та мiнi м'ясо-молочними заводами працюють великi цукровi заводи чи кондитерськ фабрики, можна стверджувати, що мае мiсце весь спектр недолшв використання енергоресурсiв - вщ звичайноТ безгосподарностi до старих i неефективних технологiй та застарiлого обладнання.
Так, наприклад, на цукрових заводах у процес переробки ста тон сировини витрачаеться в середньому до 6,24 тон умовного палива (т.у.п.), проте в европейських державах для аналопчних процеав витрачаеться менше 3,44 т.у.п., тобто майже в два рази менше, жж у цукровш галузi УкраТни. Схема теплоенергопостачання цукрового заводу подана на рис.1.
Енергозбереження для УкраТни е засобом зниження матерiальних i енергетичних витрат на виробництво продукци i послуг з метою забезпечення конкурентно!' спроможност украТнських товарiв i послуг як на внутршньому, так i на зовжшньому ринках в умовах зростання цши на енергоносiТ.
Стратегiчна енергетична пол^ика УкраТни спрямована на прийняття неординарних ршень, змiну прiоритетiв, створення нових структурних пщрозд^в, нових систем управлшня теплоенергетичними та технологiчними процесами та пщприемствами галузей, розробку нового технолопчного сучасного енергоустаткування тощо. Тому основне завдання полягае у розробц стратеги управлшня основним (базовим) проектом енергозбереження для енергоемного виробництва певноТ галузi та у визначенж головних проблем, що виникають при передпроектних, передшвестицшних дослщженнях [1] та при iнiцiалiзацiТ проекту енергозбереження.
2
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
Рис.1. Схема теплоенергопостачання цукрового заводу:
■Ьс-► - рiчкова вода; 1х-► - х1мочищена вода;
■1ж-► - живильна вода; -2 -► - перегрiта пара;
■2р -► - ретурна пара; -2т-► - технолопчна пара;
■3 -► - повггря; -15 -► - паливо;
■ЕЕ-► - електроенерг1я.
1. Характеристика об'екту дошдження
При пiдборi варiанту використання ко^в необхiдно враховувати розрахункову температуру зовшшнього повiтря для технолопчних потреб i для проектування опалювання та вентиляци 4р = - 23°С; <р = 88%. Розрахункова л^ня температура л = 27,6°С; < = 44%. Середня температура за опалювальний перiод ^ ср= - 1,8°С Тривалiсть опалювального перiоду складае 83 днi.
Сшгове нормативне навантаження - 50 кг/м2.
Вiтрове нормативне навантаження - 45 кг/м2 .
Глибина промерзання фунту по природнш поверхн землi - 1 м.
Пщставою для фундамен^в служать суглинки. Умовний розрахунковий тиск на суглинок - 0,24МПа - (2,4кгс/см2 ). Грунтовi води зус^чаються на глибинi 2,5 + 7,5 м вщ поверхнi землi.
2. Визначення к'тькост'! теплоти. Гоафк рмно)' витрати теплоти
Розрахунковi витрати теплоти промисловими пщприемствами визначаються
питомими нормами теплоспоживання на одиницю продукцп, що випускаеться, або на одного працюючого за видами теплоносив (вода, пара) (табл. 1).
Таблиця 1
Теnловi навантаження
Вид теплових Витрата теплового навантаження, Характеристика
навантажень МВт теплоност
Взимку Вл^ку
1. Опалення 1 15,86 - Вода 150/70 °С
вентиляц1я Пара Р=1,4 МПа
2. Гаряче 1,36 За розрахунками Вода 150/50 °С
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
3
водопостачання
3. Технолопчш потреби 11,69 1,24 Пара Р=1,44МПа
Всього 28,91 1,24 -
Рiчний графк витрати теплоти будуеться залежно вщ тривалостi зовнiшнiх температур, максимальна ордината рiчного графiка витрати теплоти вщповщае витратi тепла при зовншнм температурi повiтря -23 °С.
1снуе чотири режими витрат теплоти вщповщно до споживачiв:
1) максимально-зимовий (}р,0 = -23°С;);
2) при середнiй температурi зовнiшнього повiтря за опалювальний перюд;
3) при температурi зовнiшнього пов^ря = +8°С;
4) у л^нш перiод.
Розрахунок витрат, названих у табл. 2, проводиться за формулами:
- теплове навантаження на опалювання i вентиляцш, МВт
QoВ=QpОВ*(tвн-tн)/(tвн-tр.о.)■ (1)
- теплове навантаження на гаряче водопостачання в лпнш перюд, МВт
QлГВ=QpГВ*(tг-tхл)/(tг-tхз)*P; (2)
де QРОВ - розрахункове зимове теплове навантаження на опалювання i вентиляцш при розрахунковш температурi зовнiшнього повiтря для проектування системи опалювання. Долучаемо за табл. 1 таю величини:
- внутршня температура повггря в опалювальному примщенш, ^Н=18°С;
QРГВ - розрахункове зимове теплове навантаження на гаряче водопостачання;
Ъ- поточна температура зовшшнього пов^ря, °С;
розрахункова опалювальна температура зовнiшнього повiтря;
Ъ- температура гарячоТ води у системi гарячого водопостачання, 4=65°С;
txл, X - температура холодноТ води влiтку i взимку, =15°С, Х =5°С;
р - поправочний коефiцiент, (на лпнш перiод р = 0,85).
3. Система / принципова схема теплопостачання
Джерелом теплопостачання е газ. Теплоносш - пара i перегр^а вода. Питна вода використовуеться ттьки для систем гарячого водопостачання. Для технолопчних потреб використовуеться пара Р = 0,6 МПа. Для приготування перегр^оТ води з температурою t = 150^70°С передбачаеться мережна установка, для приготування води з t = 65°С - установка гарячого водопостачання.
Таблиця 2
Розрахунок рiчних теплових навантажень
№ п/ п Вид навантаження Позначе-ння Значення теплового навантаження при температурi МВт
-23 °С ^сро.п.--1 ,8°С tр.о- 8°С Лпнш
1. Опалювання 1 вентиляц1я Оов 15,86 7,66 3,87 -
2. Гаряче водопостача ння Оле 1,36 1,36 1,36 0,963
4
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
3. Разом Qoв+ Qгв 17,22 9,02 5,23 0,963
4. Технолопя QТЕХ 11,69 11,69 1,24 1,24
5. Всього Q 28,91 20,71 6,47 2,203
е закрит та вiдкритi системи теплопостачання. У закритих водяних системах теплопостачання воду з теплових мереж використовують ттьки як гршче середовище для нагрiвання у пiдiгрiвачах поверхневого типу водопровщноТ' води, що поступае полм у мiсцеву систему гарячого водопостачання. У вщкритих водяних системах теплопостачання гаряча вода до водорозбiрних приладiв мюцевоТ' системи гарячого водопостачання поступае безпосередньо з теплових мереж.
4. Розрахунок теплово! схеми котельно!
Принципова теплова схема характеризуе суть основного технолопчного процесу перетворення енерги та використання в установи теплоти робочого тта. Вона е умовним графiчним зображенням основного i допомiжного устаткування, з'еднаного л^ями трубопроводiв робочого тiла вщповщно до послiдовностi його руху в установцк
Основною метою розрахунку тепловоТ схеми котельноТ е:
- визначення загальних теплових навантажень, що складаються iз зовнiшнiх навантажень i витрат тепла на власн потреби, i розподiлом цих навантажень мiж водогршною i паровою частинами котельноТ для обфунтовування вибору основного устаткування;
- визначення вах теплових i масових потокiв, необхщних для вибору допомiжного устаткування i визначення дiаметрiв трубопроводiв i арматури;
- визначення початкових даних для подальших технiко-економiчних розрахункiв (рiчного вироблення тепла, рiчних витрат палива тощо).
Розрахунок тепловоТ схеми дозволяе визначити сумарну продуктивнють котельноТ установки при дектькох режимах ТТ роботи.
5. Пiдбiр! розмiщення основного / допом'жного устаткування
Вибiр парових котлоагрегат'в. Вибiр типу, кiлькостi та одиничноТ продуктивностi котлоагрегату залежить, головним чином, вщ розрахунковоТ тепловоТ продуктивностi котельноТ, де вони будуть встановленi; вщ виду теплоносiя, що вiдпускаеться котельнш.
На пiдставi вищевикладеного i у зв'язку з тим, що для технолопчних потреб необхщна пара, в котельнш встановлен два парових котлоагрегати КЕ-25-14 одиничноТ продуктивностi за парою й = 6,94 кг/с, що у сумi дае 13,88 кг/с. А з розрахунку тепловоТ схеми максимальне сумарне парове навантаження котельноТ йсум = 15,377 кг/с, що дозволяе використовувати котлоагрегати КЕ-25-14 з невеликим перевантаженням у один з режимiв.
Пiдбiр мережних насоав. Мережн насоси вибирають за витратою мережноТ води.
GС СЕТ = 93,13 кг/с = 338,87 т/ч. (3)
Необхщна продуктивнють мережних насоав, приведена до густини рВ = 1000кг/м3, м/ч
GСН = GСcЕт/pв70 = 338,87/0,978 = 346,49.
Тиск мережних насоав вибираеться з умови подолання гiдравлiчного опору теплотраси при розрахунковш максимально витраж води, опору котельноТ й сполучних трубопроводiв з 10%-м запасом.
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
5
НСр = 1,1Н. (4)
За даними гiдравлiчного розрахунку тепловоТ мережi:
1Н = 0,7 МПа, тодi НСр = 1,1*0,7 = 0,77 МПа.
До установок подключаемо блок мережних насоав БСН-1801420, що складаеться з двох насоав Д400/80, один з яких резервний, електродвигун А02-82-2, N = 100кВт, п = 3000-1, Q = 400м3/ч, Н = 0,65^0,85 МПа.
Пiдбiр живильних насоав. У котельних з паровими котлоагрегатами встановлюються живильш насоси числом не менше двох з незалежним приводом.
Живильш насоси пщбирають за продуктивною й напором.
Продуктивнiсть ваеТ котельноТ, кг/с
О = 1 1*П
Qпит ', 1 ^сум,
де йсум - сумарна паропропродуктивнють котельноТ йсум =15,377 кг/с; Опит = 1,1*15,377 = 16,91 кг/с = 60,89 т/ч.
Натр, який повинш створювати живильш насоси для парових котлоагрегатов, МПа
Нпит = 1,15*(Рб - Рд) + Нсет, (5)
де Р6 - найбтьший можливий надмiрний тиск у котлоагрегатi, Р6 =1,3 МПа, Рд - надмiрний тиск в деаераторi, Рд = 0,12 МПа Нсет - ошр всмоктувального i нагнiтаючого трубопроводiв. Приймаемо Нсет = 0,15 МПа.
Ннас = 1,15(1,3-0,12) + 0,15 = 1,51 МПа.
Вводимо до установки два живильш насоси ПЕ-65-40, один з яких резервний: електродвигун А2-92-2, подача 65 м3/ч, натр 4,41 МПа, частота обертання 3000-1.
Пiдбiр конденсатного насоса. Конденсаты насоси перекачують конденсат з баш, куди вш поступае з виробництва або з пароводяних пiдiгрiвачiв, в деаератор.
Продуктивнють конденсатного насоса, м3/ч(кг/с)
Ок нас= 13,11 кг/с=47,2 м3/ч
Натр, що розвиваеться конденсатним насосом, МПа, Нкон = 2,3 Мпа.
Включаемо до установки 2 насоси Кс-50-55-1, один з яких резервний: електродвигун 4А160М4, подача 50м3/год, натр 5,5 МПа, частота обертання 1450-1.
Пiдбiр живильних насоав. Для заповнення витоку води iз закритих систем теплопостачання встановлюють живильш насоси
Сподп = 0,72 кг/с = 2,592 м3/ч.
Тиск, створюваний живильним насосом, повинен забезпечити незакипання води на виходi з котельноТ, Нпод = 0,4 МПа.
6
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
Живильн насоси Кс-12-50, один з яких резервний: електродвигун 4А100 2, подача 12 м3/год, натр 0,5 МПа, частота обертання 2900 -1.
Пiдбiр деаератора. У нових виробничих i виробничо-опалювальних котельних з паровими котлоагрегатами передбачаеться установка атмосферних деаераторiв типу ТАК.
Пщбираемо деаератор за його продуктивною, т/год (кг/с)
GД = 17,157 кг/с = 61,76 т/год.
Включаемо до установки деаератор DА—100:
- продуктивнють, т/год - 100;
- тиск, МПа - 0,12;
- мюткють деаераторного бака.м3 - 25;
- поверхня охолоджувача пари, м2 - 8.
6. Тепловий розрахунок котлоагрегату
Котлоагрегат КЕ-25-14с призначений для виробництва насиченоТ пари, що йде на технолопчш потреби промислових пщприемств, в системи опалювання, вентиляци та гарячого водопостачання.
Топкова камера котлоагрегату шириною 272 мм повнютю екранована (стушнь екранування Нл/ст. = 0,8) трубами d = 51х2,5 мм. Труби вах екрашв приварен до верхнiх i нижнiх камер d = 219x8 мм. Топкова камера у глибину роздтена на два об'емн блоки. Кожний з бiчних екранiв (правий i лiвий) переднього i заднього топкових блош утворюе самостiйний циркуляцiйний контур. Верхн камери бiчних екранiв з метою збтьшення прохiдного перетину на входi до пучка розташованi асиметрично вщносно осi котлоагрегату. Крок труб бiчних i фронтового екранiв - 55 мм, крок труб заднього екрану - 100 мм, труби заднього екрану видтяють з топкового об'ему камеру згорання, на похилш дтянц труб укладений шар вогнетривкоТ цегли завтовшки 65мм. Об'ем топочноТ камери - 61, 67 м3.
Для полтшення циркуляцiйних характеристик фронтового екрану на ньому встановлюються три рециркуляцшш труби d = 89х4 мм. Площа променесприймаючоТ поверхнi нагрiву - 92,10м2.
Тре™ блоком котлоагрегату е блок конвективного пучка з двома барабанами (верхшм i нижнiм), внутршшм дiаметром 1000 мм. Довжина верхнього барабана 7000 мм, нижнього - 5500 мм. Товщина стшки барабана котлоагрегату - 13 мм, матерiал - сталь 16ГС. Ширина конвективного пучка по осях крайшх труб - 2320 мм. У такому пучку вщсутш пазухи для розмщення пароперегрiвача, що ютотно покращуе обмивання конвективного пучка.
Конвективний пучок виконаний з труб d51x2,5 мм. Поперечний крок у пучку складае 110 мм, повздовжнш - 90 мм. Площа поверхш нагрiву конвективного пучка дорiвнюе 417,8 м2. Першi три ряди труб на входi в пучок мають шахове розташування з поперечним кроком 5 = 220 мм. Подвоення величини кроку порiвняно з рештою рядiв дае змогу збтьшити прохiдний перетин на входi в пучок, частково перекритий стелею стельовоТ камери.
Хвостовi поверхнi складаються з одноходового пiдiгрiвача повiтря з поверхнею нагрiву 228 м2, що забезпечуе нагрiв повiтря до 180 С, i встановленого слщом за ним по ходу ^в чавунного економайзера з поверхнею нагрiву 646 м2.
У разi необхiдностi для спалювання кам'яного i бурого вугiлля пщ котлоагрегатом встановлюеться механiчна топка ТЧЗ-2,7/5.6. Активна площа дзеркала горiння дорiвнюе 13,4 м2. Грати приводяться в рух за допомогою приводу ПТ-1200, що забезпечуе 8 ступенiв регулювання швидкост руху в
"Управл1ння проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
7
прибудовах 2,8 - 17,6 м/год. Продувний короб пщ гратами роздтений на чотири поварят зони. Подача пов^ря регулюеться за допомогою поворотних заслшок на подачi повiтря. Котельна установка обладнана системою повернення вщнесення i гострого дуття. Осади, що випадають у конвективному пучку, осщають у чотирьох зольниках i повертаються у топкову камеру для допалювання за допомогою пов^ряних ежекторiв прямими трубками 676 мм через задню стшку, вiсiм сопел гострого дуття d2 мм розташованi у заднiй стшц топки на висотi 1400 мм вщ грат.
Початков!' дан'! й вибiр коефiцieнта надлишку повiтря Будемо вести розрахунок котлоагрегату стосовно умов проектованого об'екту: вуплля марки ГР з такими характеристиками:
СР = 55,2%, НР = 3,8%, ОР = 5,8%, WР = 1,0%, SР = 3,2%, АР = 23%, МР = 8%, ОРИ = 22040 КДж/кг, VГ = 40%.
Величини коефiцiента надлишку пов^ря за кожною поверхнею нагрiву визначаемо послщовно
ап = а^ + Да, (6)
де аI - коефiцiент надлишку повiтря попереднього газоходу;
Да - нормативний присос пов^ря. Цi коефiцiенти розраховуються за допомогою табл.3.
Таблиця 3
Коефщieнти надлишку nовiтря
№ з/п Газохщ Коефiцieнт надлишку пов^ря за топкою Да а„
1 Топка 1,35 0,1 1,35
2 Конвективний пучок - 0,1 1,45
3 П1д1гр1вач пов1тря - 0,08 1,53
4 Водяний економайзер - 0,1 1,63
7. Розрахунок об'ем'в i ентальп! повiтря i продукт!в згоряння Розрахунок теоретичного об'ему повiтря
Уо = 0,0889*(Ср + 0,375* Брозр + к) + 0,265*Н р - 0,0333*0р;
Уо = 0,0889*(55,2 + 0,375*3,2) + 0,265*3,8 - 0,0333*5*8 = 5,83 м3/кг.
Розрахунок теоретичних об'емiв продуклв згоряння при а = 1 м3/кг
Уо ЯС2 = 1,866*(Ср + 0,375Брогр + к)/100 = = 1,866*(55,2 + 0,375*3,2)/100 = 1,0524.
У0 мо2 = 0,79*У° + 0,08*М = 0,79*5,83 + 0,008*1 = 4,612. У0 н20 = 0,111 НР + 0,01241^ + 0,0161 У0 = = 0,111*3,8 + 0,0124*8 + 0,0161*5,83 = 0,6148.
Деяк характеристики продуклв згоряння наведет в табл. 4.
Таблиця 4
Характеристики продукпв згорання
№ |_Величина_| Одиниц |_Газоходи
8
"Управл1ння проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
вимiру 1 2 3 4
1 КоефЩ1ент надлишку пов1тря за топкою оТ 1,35 1,42 1,51 1,64
2 Нормативний присос Ао 0,1 0,1 0,08 0,1
3 КоефЩ1ент надлишку пов1тря за газоходом Оп 1,35 1,45 1,53 1,63
4 Об'ем трьохатомних газ1в. VRO2=VoRO2 м3/кг 1,0524 1,0524 1,0524 1,0524
5 Об'ем двоатомних газ1в. VN2=Vo N2 + 0.0161* V) -"- 6,943 7,526 8,109 8,285
6 Об'ем водяноТ пари УН20=У0Н20 + 0,0161 (о- 1 )* V) 0,652 0,662 0,671 0,674
7 Сумарний об'ем димових газ1в Уг=УЯо2+У^+Ун2о 8,647 9,24 9,832 10,0114
8 Об'емна частка трьохатомних газ1в VRO=VRO2/Vг 0,122 0,114 0,107 0,105
9 Об'емна частка водяноТ пари Rн2o=Vн2o/Vг -"- 0,197 0,186 0,176 0,077
10 Концентрац1я золи в димових газах 1л=Ар*осун/100*Уг 3,99 3,73 3,51 3,29
Тепловий розрахунок котлоагрегату КЕ-25-14с
Тепловий розрахунок процеав вироблення тепла у котлоагрегат КЕ-25-14с проводиться за допомогою даних i формул, наведених у табл. 5, 6, 7, 8.
Таблиця 5
Перевiрочний теплообмш в топц
№ Найменування Позна-чення Розрахунко -ва формула або споЫб визначення Одиниф вимiру Розрахунок
1 2 3 4 5 6
1. Температура холодного пов1тря (в - °С 30
2. Ентальп1я холодного пов1тря ¡хв таблиця КДж/Кг 227,2
Продовження таблиц! 5
1 2 3 4 5 6
3. Температура пов1тря пюля пщ1гр1вача пов1тря (гв приймаеться °С 120
4. Ентальп1я пов1тря п1сля пщ1гр1вача пов1тря ¡гв д1аграма КДж/кг 925,5
5. К1льк1сть теплоти що вноситься в топку пов1трям Ов ¡г.в. (От-1) + I °х.в. *АОт КДж/кг 925,5*(1,35-1,0) + +227,2*0,1 = 346,6
6. Корисне тепловидтення в От 0рр(100^4-Цз-Ц5)1(100- КДж/кг 22040*(100 - 0,8 -- 5,0- 3,8)/(100 -
"Управл1ння проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20) 9
топ^ q4)+Qв 5) + 346,6 = 22126,4
7. Дфабатична температура горшня tа за табл. °С 2170
8. Температура газiв на виходi 3 за табл. °С 1050
9. Ентальтя газiв на виходi 1т за табл. КДж/Кг 10458,7
10. Площа дзеркала горiння Я за кресл. м2 13,4
11. Сумарна поверхня стЫ Ест за кресл. м2 115,2
12. Дiаметр екранних труб dнб за кресл. мм 51*2,5
13. Крок труб екраыв: бiчних i фронтового заднього Б2 за кресл. за кресл. мм мм 55 100
14. Ефективна сприймаюча поверхня топки Нлп за кресл. м2 92,1
15. Об'ем топочноТ камери Ут за кресл. м3 61,67
16. Ступiнь екранування топки 4х Нэкр/Ест — 0,8
17. Товщина випромшюючого шару 3,6* Ут/Ест м 3,6*61,67/115,2 = = 1,93
18. Вщносне положення максимальних температур по висот топки X 0,3
19. Параметр, що враховуе розподт температури в топцi М 0,59-0,5*Хт 0,59-0,5*0,3=0,44
20. Середня сумарна теплоемнють продуктiв згоряе Угс*Ср КДж/Кг (22040-10458,7)/ /(2170-1050)=11,35
21. Об'емна частка: водяноТ пари трьохатомних газiв Г420 ^02 за табл. за табл. - 0,075 0,122
10
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
1 2 3 4 5 6
22. Сумарна об'емна частка трьохатомних газiв Гп Г420+ ГRo2 0,197
23. ВипромЫювання Р*Г > ' п 5т — м*МПа 0,1*0,197*1,93= =0,036
24. Ступшь чорноти факела А за кресл. 0,28
25. Коефiцieнти ослаблення промшня: 3-х атомних газiв золистими частинками, частинками коксу кг кз ккокс за кресл. за кресл. за кресл. 1/(м*МПа ) 7,2 0,048 10
26. Безрозмiрнi параметри: X1, Х2 Х1 Х2 за кресл. за кресл. — 0,5 0,03
27. Коефiцieнти ослаблення промiння топочного середовища кг*Гп 1/(м*Мпа) 7,2*0,197+0,04*3,9 9+ + 10*0,5*0,03=1,77
28. Сумарна сила поглинання топочного об'ему крэ 1,77*0,1*1,93=0,32 7
29. Ступiнь чорноти топки Эт за кресл. — 0,57
30. Коефiцieнт тепловоТ ефективностi ¥ср 5 4тл/рст — 0,6*92,1/115,2=0,4 8
31. Параметр Р К/Рст — 13,4/115,2=0,12
32. Теплове навантаж. стш топки От Вр От/Рст кВт/м2 0,836*22040/115,2 = =159,9
33. Температура газiв на виходi з топки 3 Т рис. оС 1050
34. Ентальпiя газiв на виходi з топки и 13 — дiаграма кДж/кг 10458,7
35. Загальне теплосприйняття топки От <р(От- Гт) кДж/кг 0,96*(22126,4— —10458,7)=11202,9
Таблиця 6
Розрахунок конвективного пучка
№ Найменування Позна-чення Розрахункова формула або споЫб визначення Одиниц вимiру Розрахунок
1 2 3 4 5 6
1. Температура газу перед газоходом 3, кг з розрахунку топки оС 1050
2. Ентальтя газу перед газоходом 1'кг з розрахунку топки кДж/кг 10458,7
3. Температура газу за газоходом 3кп приймаеться оС 400
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
11
1 2 3 4 5 6
4. Ентальтя газу за газоходом Г'кп дiаграма кДж/кг 3747
5. Дiаметр труб крок поперечний крок подовжнш бн*3 32 з креслення мм мм мм 51*2,5 110 95
6. Число труб упоперек руху газу 21 з креслення шт. 22
7. Число труб уздовж потоку газу 22 з креслення шт 55
8. Поверхня нагрiву Нкп з креслення м2 417,8
9. Ширина газоходу в з креслення м 2,32
10. Висота газоходу ь з креслення м 2,4
11. Живий перетин для проходу газiв г Ь*Ь-2*бн*е м2 2,32*2,4-22*2,5*0,051=2,7 63
12. Товщина випромшюючого шару 3кп 0,9*бн*(4*Б1*Б2 / /(3,14*с2н)-1) м 0,9*0,051*(4*0,1 1* *0,095/(3,14*0,0 5)- -1 )=0,189
13. Теплосприйняття за рiвнянням теплового балансу Обкп р*(1- -I +Аатчхв) кДж/кг 0,96*(10458,7-3747+0,1*227,2= =7063,1
14. Температурний натиск на початку газоходу Мб д'кп-Нп оС 1050-195=855
15. Температурний натиск в юнц газоходу А\м 3-'НП оС 400-195=205
16. Середшй температурний натиск А1 (Ле-Л^п (А^А) оС (855-195)/1_п(855/195) =459,2
17. Середня температура газiв в газоходi Зср 0,5*(3+3 ) оС 0,5*(1050+400)= 725
18. Середня швидкють газiв в газоходi а Вр*Уг*(Зср+ 273)/^г*273) м/с 0,836*9,24*(725 +273)/(2763*273 )= =9,74
19. Коефiцieнт тепловiддачi конвега^ею вiд газiв до стiнки ^до за кресл. Вт/(м2*оС) 63*1*0,925*0,95 =58,45
20. Об'емна частка водяноТ пари Г420 табл. - 0,072
21. Сумарна об'емна частка 3-х атомних газiв ^02 табл. 0,186
22. Сумарна поглинаюча здатнють 3-х атомних газiв р Гп 3кп м/МПа 0,1*0,186*0,189= 0,0033
23. Коефiцiент ослаблення промшня 3-х атомними газами кг табл. 1/(м*МПа) 29,0
12 "Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
1 2 3 4 5 6
24. Сумарна оптична товщина запорошеного газового потоку /с *г *р*с кг 1 п ~ ^т 29*0,186*0,1*0,1 89= =0,1
25. Ступшь чорноти газiв а з креслення — 0,095
26. Температура забрудненоТ спнки Ь оС 195+60=255
27. Коефiцieнт тепловiддачi випромiнюванням а1 мал. Вт/ (м2*оС) 9,36
28. Коефiцieнт використовування I 0,9^0,95 — 0,93
29. Коефiцieнт тепловiддачi вiд газiв до стЫки а1 1(ак-а„) Вт/ (м2*оС) 0,93*(58,95+9,36 )= =63,53
30. Коефiцieнт тепловоТ ефективностi ¥ табл. — 0,6
31. Коефiцieнт теплопередачi ДО ¥*а1 Вт/ (м2*оС) 0,6*63,53=38,5
32. Теплосприйняття пучка Откп К*Н*АиВр*103 КДж/кг 38,5*417,8*459,1 5/ /(0,836*103)=790 7
33. Розбiжнiсть величин АН (Откп-Обкп)/ /0ткп*100% % (7907-7663,1)/ /7907*100 = 3,1
Таблиця 7
Розрахунок niдiгрiвача повiтря
№ Найменування Позна-чення Розрахункова формула або споЫб визначення Одиниц i вимiру Розрахунок
1 2 3 4 5 6
1. Температура газiв на входi у пiдiгрiвача пов^ря 3 вп з розрахунку конвективного пучка оС 400
2. Ентальпiя газiв на входi у пiдiгрiвачi повiтря 1 вп з розрахунку конвективного пучка КДж/кг 3747
3. Температура газiв на виходi з пiдiгрiвача повiтря 3 вп За попередшм вибором оС 270
4. Ентальтя газiв на виходi з пiдiгрiвача повiтря 1 вп 13-дiаграма КДж/кг 2538
5. Температура холодного повiтря 1хп оС 30
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20) 13
1 2 3 4 5 6
6. Теплосприйняття по балансу Обвп (\Ч"+Ла*\*1) КДж/кг 0,95*(3747 —2538 +0,08*227,2)= =828,7
7. Температура пов^ря на виходi з пiдiгрiвача пов^ря 1гп по попередньому вибору оС 120
8. Ентальтя пов^ря \гп дiаграма КДж/кг 925,5
на виходi з
пiдiгрiвача
повiтря
9. Тип пiдiгрiвача повiтря табл. Тип Ш, площа поверхн нагрiву 166
10. Дiаметр труб бн табл. мм 40*1,5
11. Вiдносний крок табл. -
поперечний подовжнiй 3 1 32 1,5 2,1
12. Вiдношення р авп-Лавп — 1,35—0,1 = 1,25
13. Ентальпiя пов^ря на виходi з пiдiгрiвача пов^ря \ вп Обвп/(р+Ла/2)+ 0 \ вх КДж/кг 828,7/ (1,25 + 0,08/2) + + 227,3 = 869,7
14. Температура повiтря на виходi з пiдiгрiвача повiтря (Отримана температура гарячого повггря М15оС, вiдрiзняeться вiд вибраноУ г=120оС на 5оС, що знаходиться в н°рмi) { вп \З— по таблицi оС 115
15. Середня температура газiв Зср 0,5*(З+З) оС 0,5*(400+270) =335
16. Середня температура повiтря 1ср 0,5*(Г+Г') оС 0,5*(115+30) = 72,5
17. Середня швидкють повiтря (Ов 6^8 м/с 8
18. Середня швидкiсть газiв (0Г 12^16 м/с 12
19. Велика рiзниця температур Мб З-' оС 400—115 = 285
20. Менша рiзниця температур ли З- оС 270—30 = 240
21. Середнш температурний натиск Л1 (Яб-Ям)/ Ы^б/лм оС (285—240)/ М285/240) = 262
22. Секундна витрата газу Уг Вр*Уг*(Зср+ =273)/273 м3/с 0,836*9,832*(335— —273)/273=18,3
23. Секундна витрата пов^ря УВ Вр*Ув*(Зср+ +273)/273 м3/с 0,836*8,162*(725— —273)/273 = 8,63
14
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
1 2 3 4 5 6
24. Коефiцieнт тепловiддачi з пов^ряноТ сторони адо мал. Вт/(м2*° С) 72*0,9*0,88*1,02 = = 62,7
25. Коефiцieнт тепловiддачi вiд газiв стiнцi ал мал. Вт/(м2*° С) 35*1,03*1,02 = 36,8
26. Коефiцieнт використовування пiдiгрiвача повiтря I табл. 0,7
27. Коефiцieнт теплопередачi До |*(ак*ал)/ (ак-ал) Вт/(м2^ С) 0,7*(62,7*36,8) / (62,7 - 36,8) = 16,2
28. Теплосприйняття за рiвнянням теплообмiну °теп К*Н*АЧ/ (Вр*103) КДж/кг 16,2*262*166/ (0,836*103) = 842,7
29. Розбiжнiсть АО % 100*(842,7 -828,7)/ 842 = 1,6% « 2%
Таблиця 8
Розрахунок водяного економайзера
№ Найменування Позна-чення Розрахунко-ва формула (споаб изнач.) Одиниц вимiрюва-ння Розрахунок
1 2 3 4 5 6
1. Температура газiв перед економайзером 3 эк з розрах. пiдiгрiв.повiтр я оС 270
2. Ентальтя газiв перед економайзером 1 эк з розрахунку пiдiгрiвача пов^ря КДж/кг 2538
3. Температура газiв за економайзером 3 эк Включаемо оС 135
4. Ентальтя газiв за економайзером 1 эк дiаграма КДж/кг 1320
5. Теплосприйняття економайзера °6ек <р(Г—Г'+а*1*Ц КДж/кг 0,96*(2538--1320+0,1* *277,4) =1241
6. Температура живильноТ води ^пе за завданням оС 104
7. Ентальпiя живильноТ води 1пе за завданням КДж/кг 439,2
8. Ентальтя води за економайзером 1 эк 1пе+0бэк*Вр/й КДж/кг 439,2+1241* *0,876/6,94 = =568,5
9. Тип економайзера - табл. - ЕП-646
10. Температура води за економайзером Ге табл. оС 136
11. Велика рiзниця температур &6 3 - Г в оС 270-135=134
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20) 15
12. Менша рiзниця температур АН« & ^пв оС 135-100=35
13. Середшй температурний натр А1 /ылтц оС (134-35) / и,* 134/35) = 62,8
14. Середня температура газiв 0,5*(3+3 ) оС 0,5*(270+135) = 202,5
15. Довжина труби 1 табл. м 2
16. Середня швидкють газiв а приймаеться 6^12 м/с 11
17. Секундна витрата газiв Усек Вр*Уг*(&ср+273)/ /273 м3/с 0,836*10,011*( 202+ 273)//273=14, 24
18. Живий перетин всього економайзера / ^ек/аач м2 14,24/8 = 1,78
19. Коефн^ент теплопередачi До рис. Вт/(м2*оС) 25,8
20. Типова поверхня нагрiву економайзера Нек табл. м2 646
21. Розрахункова поверхня нагрiву економайзера Нек Q*Вр*103/ (К*АЦ м2 1241*0,816* *103 /(62,8* *25,8) = 640
22. Теплосприйняття ступенi по рiвнянню теплообмiну Qт К*Н*А (Вр*10-3) КДж/кг 25,8*646*62,8 / (0,836*103) = 1252
23. Розбiжнiсть а ^т^э) /□т*100 % (1252-1241) / 1252*100=0,0 882
Розрахунок заюнчений
Зпдно з1 свгговою статистикою [2, 3] лише 7-8 % швестицшних проект1в вт1люються у життя. Залучення швестицш у сферу енергозбереження буде проводитись зпдно з положеннями Закошв УкраТни "Про енергозбереження", "Про режим шоземного швестування", шших законодавчих акт1в. Координац1ю 1нвестування кошлв у енергозбереження забезпечуе Держкоменергозбережения УкраТни сп1льно з Нац1ональним агентством УкраТни з реконструкци та розвитку, шшими уповноваженими структурами. Ф1нансування 1нвестиц1йних проект1в з енергозбереження в1дбуватиметься зг1дно з швестицшною програмою енергозбереження, яка е нев1д'емною частиною КДПЕ УкраТни. Модель реал1зацГТ проект1в енергозбереження наведена на рис. 2.
При розробц1 б1знес-плану з ор1ентац1ею на банк1вський кредит потр1бно враховувати так1 можлив1 обмеження: за заставою та гаранлями, за розм1ром кредиту, терм1нами повернення, за умовами погашення кредиту, за питомою вагою кредиту в загальних 1нвестиц1ях по проекту.
Ф1нансування 1нвестиц1йних проект1в з енергозбереження зд1йснюватиметься переважно на конкурснш основ! з попередньою експертизою щодо в1дпов1дност1 Тх КДПЕ УкраТни, оч1куваним результатам економ1чного та еколопчного ефекту з щоквартальним контролем цтьових витрат кошт1в. Саме ф1нансування вщбуватиметься шляхом надання фондами п1льгових кредит1в, безв1дсоткових позик та безповоротних субсидш.
16 "Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
Рис. 2. Модель реалiзацií проекпв енергозбереження «Подвмний купол», де 1 - швестування, депозити;2 - надходження в (з) бюджет; 3 - продукт проекту; 4 - шформацшш потоки ; 5 - платежi ; 6 - гарантшы зобов'язання.
Таку форми фшансування варто застосовувати з метою зменшення швестицшного ризику при залучены кап1талу. Переважною формою фшансовоТ п1дтримки енергозбереження стане п1льгове кредитування, причому середнш розм1р реальноТ шльговоТ обл1ковоТ ставки не буде перевищувати 2-3%. Визначення розм1ру п1льг, що надаються фондами енергозбереження, залежить вщ показник1в енергетичноТ ефективност1 ф1нансово та економ1чно життездатних проект1в енергозбереження. Висновки
1. Запропонована послщовнють роб1т та розрахунки пщбору вар1анту використання конкретного котлоагрегата шд час передпроектних, передшвестицшних досл1дженнях та при 1н1ц1ал1зац1Т проекту енергозбереження, тобто управлшня основним (базовим) проектом енергозбереження для енергоемного виробництва.
2. Представлена модель реал1заци проект1в енергозбереження «Подвшний купол» яка вказуе на форми i принципи ф1нансування 1нвестиц1йних проект1в з енергозбереження у в1дпов1дност1 з швестицшною програмою енергозбереження.
Л1ТЕРАТУРА
1. Втьям Р. Дункан Керiвництво з основ проектного менеджменту. Пенстьваыя: 1нститут Проектного Менеджменту США (РМ1), 1999. - 97 с.
2. Управление проектами: Основы профессиональных знаний и система оценки компетентности проектних менеджеров / С.Д. Бушуев, Н.С. Бушуева (National Competence Baseline, NCB UA Version 3.0) К.: 1Р1Д1УМ, 2006. - 208 с.
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
17
3. Цюцюра С.В. Проблеми формування проекпв енергозбереження в енергоемних виробництвах.// Управлшня проектами та розвиток виробництва. Збiрник наукових праць. Пщ ред. В.А. рач. - 2006. - № 2 (18). - С. 110-114.
4. Мiжнародний стандарт ДСТУ ISO 9001:2000. Системи управлшня якютю. - К.: Держстандарт украТни. - 2001. - 33 с. Чинний вщ 27 червня 2001 № 317.
Стаття надмшля до редакцп 09.10.2006 р.
18
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2006, № 4(20)
