Мероприятия по охране окружающей среды

10. Мероприятия по охране окружающей среды

Расчет выбросов токсичных веществ а атмосферу

Загрязнение воздушной среды котельными установками связано с выбросами в дымовую трубу токсичных газов SО,SОи мелкодисперсной золы. Кроме того, при высоких температурах в ядре факела происходит частичное окисление азота с образованием окислов азота NO и NO. При неполном сгорании топлива в продуктах сгорания могут появиться оксид углерода и даже метан СН.

Основным показателем, характеризующим загрязнение воздушной среды, является выброс вредностей в единицу времени. Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере производится в соответствии с санитарными нормами СН- 369-74 при неблагоприятных метеорологических условиях, а именно при опасной скорости ветра.

В современных производственных и отопительных котельных дымовая труба служит не для создания тяги, а для отвода продуктов сгорания на определенную высоту, при которой обеспечивается рассеивание вредностей до допустимых санитарными нормами концентраций в зоне нахождения людей.

За стандарт качества воздуха в России приняты предельные допустимые концентрации ( ПДК) различных токсических веществ. Предельные допустимые концентрации атмосферных загрязнений устанавливаются по двум показателям: максимально – разовому и среднесуточному. Максимально – разовая концентрация характеризует качество атмосферного воздуха при отборе пробы его в течении 20 мин, а среднесуточная - в течение суток.

Дополнительным требованием, установленным Минздравом России, является условие, при котором сумма отношений концентраций вредностей к их ПДК должна быть меньшн или равна единице:

Токсичными называют вещества, оказывающие негативные воздействия на организм человека и окружающую среду.

Оксиды азота. При сгорании топлива главным образом образуется оксид азота NO, который затем в атмосфере окисляется до NO.

Образование NO увеличивается с ростом температуры газов и концентрации кислорода и не зависит от углеводородного состава топлива.

Находящийся в атмосфере NO представляет собой газ красновато – бурого цвета, обладающий в больших концентрациях удушливым запахом. NOоказывает негативное воздействие на слизистые оболочки глаз.

Оксид углерода (СО) образуется во время сгорания при недостатке кислорода или при диссоциации СО. Основное влияние на образование СО оказывает состав смеси: чем она богаче, тем выше концентрация СО.

Оксид углерода – бесцветный и не имеющий запаха газ. При вдыхании вместе с воздухом он интенсивно соединяется с гемоглобином крови, что уменьшает ее способность к снабжению организма кислородом. Симптомы отравления организма газом СО: головная боль, сердцебиение, затруднение дыхания и тошнота.

11. Мероприятия по охране труда

Меры предупреждения электротравматизма

Для защиты от поражения электрическим током используют заземление и защитное отключение.

При эксплуатации электродвигателей следят за тем, что бы их клеммы были постоянно закрыты крышкой, которую снимают только после отключения электродвигателя от сети. Вращающиеся части электродвигателей надежно ограждают. При текущих осмотрах особое внимание обращают на крепление и температуру корпуса электродвигателя, ограждение токоведущих частей, защиту электропроводки от возможных повреждений, исправность заземляющего проводника.

Электродвигатель немедленно отключают от сети при несчастном случае с человеком, появлении из электродвигателя или его пускорегулирующей аппаратуры огня или дыма, большой вибрации электродвигателя, нагреве корпуса электродвигателя сверх допустимой температуры, указанной в инструкции завода- изготовителя, резком снижении частоты вращения, сопровождающемся гудением и быстрым нагреванием корпуса электродвигателя (может сгореть обмотка статора). Если есть резервные электродвигатели с такими же приводными механизмами, то электродвигатель останавливают также при возникновении ненормального звука в нем. При прекращении подачи электроэнергии все электродвигатели немедленно выключают.

Большую опасность представляют открытые рубильники. Возникающая при их отключении дуга может стать причиной ожога. Поэтому ножи рубильников располагают за щитом и управляют ими с лицевой стороны при помощи рычажных приводов. Рубильники, устанавливаемые на лицевой стороне щитов, закрывают кожухами без щелей. Токо- проводящие провода присоединяют к верхним зажимам, что бы в отключенном положении ножи рубильника не находились под напряжением. Еще лучшая безопасность достигается, если в качестве пусковой аппаратуры применяют контакторы и магнитные пускатели, позволяющие выполнять дистанционное включение и отключение. При перегрузке, падении или исчезновении напряжения магнитные пускатели автоматически выключают электродвигатели. Коробки кнопочных пускателей изготавливают из электроизоляционного материала, а металлические коробки заземляют. Кнопки "Пуск" окрашивают в зеленый или черный цвет, а кнопки "Стоп" - красный.

Не разрешается пользоваться рубильниками, магнитными пускателями и кнопками с открытыми крышка и разбитыми штепсельными розетками, а также включать их палкой, рукояткой молотка, ключом. Возле каждого рубильника, магнитного пускателя, распределительного шкафа должны находиться резиновые коврики, а в сырых местах- подставки из сухого дерева на изоляторах с находящимся на них резиновым ковриком и диэлектрические перчатки.

Запрещается касаться руками одновременно токоведущих частей разной полярности или токоведущих и заземленных частей машины. Заменять электрические лампы и предохранители должен только электромонтер. При работе следует пользоваться только инструментом с изолированными рукоятками и индивидуальными средствами защиты от поражения электрическим током, которые по степени надежности подразделяют на основные и дополнительные.

Основные средства защиты дают возможность прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Изоляции основных средств надежно выдерживают рабочее напряжение электроустановок. Дополнительные средства предназначены для усиления действия основных средств и применяются одновременно с ними. В электроустановках напряжением до 1000 В к основным изолирующим защитным средствам относятся диэлектрические перчатки и монтерский инструмент с изолированными рукоятками. К дополнительным защитным средствам относятся диэлектрические галоши, коврики и подставки.

Диэлектрические перчатки должны быть таких размеров, чтобы их можно было надевать поверх шерстяных перчаток и прикрывать часть рукава одежды у кисти рук (не короче 35 см ). При общем пользовании диэлектрическими перчатками их должно быть на рабочем месте не менее двух пар наибольшего и среднего размеров. Перчатки регулярно проверяют на отсутствие проколов. Для этого перчатку скатывают, сжимая в ней воздух. Пропуск воздуха свидетельствует о наличии прокола.

Диэлектрические галоши и боты служат для изоляции человека от земли и защиты от шагового напряжения. От бытовых бот и галош они отличаются внешним видом, отличительными знаками и отсутствием лакировки. Запрещается использовать диэлектрические боты и галоши с отклеивающими подошвами, проколами, разрывами и другими дефектами, снижающими защитные свойства.

Диэлектрические коврики и дорожки должны иметь рифленую поверхность. Минимальная ширина дорожки 0,75 м, минимальные размеры коврика 0,5×0,5 м.

Изолирующие подставки изготовляют в виде деревянного настила на фарфоровых или стеклянных изоляторах; применять металл для соединений не допускается; минимальные размеры подставок 0,75×0,75 м, расстояние между планками настила –не более 2,5 см. Такие подставки можно применять взамен галош, ковриков и бот.

Для проверки наличия напряжения в установках напряжением до 500 В применяют указатели напряжения (токоискатели), действие которых основано на свечении неоновой лампы, заключенной в пластмассовый корпус. Указатель работает при прохождение активного тока и снабжен двумя контактами для прикосновения к двум точкам электрической цепи; при наличии между ними разности потенциалов 55 В и выше лампа начинает светиться, что видно сквозь вырез в трубке. Перед каждым использованием указатель проверяют путем прикосновения контактов к частям, заведомо находящимся под напряжением.

В качестве указателя напряжения до 220 В служат контрольные лампы, которые заключают в футляр из изолирующего материала с прорезью для наблюдения за их свечением. Провода длиной не более 0,5 м должны иметь наконечники и выходить из футляра через отдельные отверстия, что исключает короткое замыкание.

Монтерский инструмент должен иметь изолирующие ручки не короче 10 см. При работе под напряжением его следует применять вместе с диэлектрическими перчатками и галошами.

К числу защитных средств относятся также очки закрытого типа, которые применяют для защиты глаз при смене предохранителей под напряжением, пайке и сварке соединений, зачистке контактных колец и коллекторов электродвигателей.

Общие требования безопасности при работе в котельной

1 К самостоятельной работе в котельной допускаются лица (машинист (кочегар) котельной, оператор котельной, кочегар технологических печей) не моложе 18 лет, признанные годными к работе медицинской комиссией, прошедшие инструктаж по безопасности труда, обученные по соответствующей программе и имеющие удостоверение на право выполнения данной работы.

2 Помещение котельной должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией; включение и выключение электроосвещения и электрооборудования должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении.

3 Рабочие котельной обязаны соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, а также правила пожарной безопасности, утвержденные на предприятии. Курить разрешается только в специально отведенных местах.

4 Рабочие котельной должны знать, что наиболее опасными и вредными факторами, которые могут действовать на них в процессе работы, являются:

- газы (оксид углерода, оксиды азота, углеводорода, оксиды серы и т.п.);

- пыль (при сгорании угля и торфа);

- пары;

- оборудование.

5 Рабочие котельной должны быть обеспечены спецодеждой, слецобувью и средствами индивидуальной защиты, предохранительными приспособлениями в соответствии с действующими нормами и условиями работ.

6 Помещение котельной, котлы и все оборудование необходимо содержать в исправном состоянии и надлежащей чистоте. Запрещается загромождать помещение котельной или хранить в нем посторонние предметы и материалы. Проходы в котельном помещении и выходы из него должны быть всегда свободными.

Требования безопасности во время работы

Перед растопкой котла следует тщательно проверить:

- исправность топки и газопроводов запорных и регулирующих устройств;

- исправность контрольно-измерительных приборов, арматуры, питательных устройств, дымососов и вентиляторов, а также наличие естественной тяги;

- исправность оборудования для сжигания жидкого и газообразного топлива у котлов, работающих на этих видах топлива;

- наличие естественной тяги, пригодность колосниковой решетки, запоры на дверцах топки (при работе с твердым топливом);

- держится ли уровень воды в котле и нет ли пропуска вода через лючки, фланцы и арматуру;

- нет ли заглушек перед предохранительными клапанами и после них, на паро-, мазуто- и газопроводах, на питательной спускной и продувочной линиях;

- отсутствие в топке и газопроводах посторонних предметов.

Перед растопкой котла должна быть произведена вентиляция топки и газопроводов в течение 10-15 минут.

При подготовке к растопке котла, работающего на газовом топливе, дополнительно:

- проверить исправность газопровода и установленных на нем кранов и задвижек (вся запорная арматура на газопроводах должна быть закрыта, а краны на продувочных газопроводах открыты);

- продуть газопровод через продувочную свечу, постепенно открывая задвижку на ответвлении газопровода к котлу; если после проверки газоанализатором окажется, что в газопроводе отсутствует взрывоопасная газовоздушая смесь, свечу следует закрыть;

- убедиться в отсутствии утечек газа из газопроводов, газооборудования и арматуры путем обмыливания их; пользоваться открытым огнем при выполнении этой работы запрещается;

- проверить по манометру давление газа;

- отрегулировать тягу растапливаемого котла, установив разрежение в топке 2-3 мм.вод.ст.

Перед включением котла в работу необходимо произвести:

- проверку исправности действия предохранительных клапанов, водоуказательных приборов, манометра и питательных устройств;

- проверку показаний сниженных указателей уровня воды по указателям уровня воды прямого действия;

- проверку и включение автоматики безопасности, сигнализаторов и аппаратуры автоматического управления котлом;

- продувку котла.

Во время работы котла необходимо:

- поддерживать нормальный уровень воды в котле, при этом нельзя допускать, чтобы уровень воды опускался ниже допустимого низшего уровня или поднимался выше допустимого высшего уровня;

- поддерживать нормальное давление пара;

- поддерживать нормальную температуру перегретого пара;

- поддерживать нормальную температуру перегретого пара, а также питательной воды;

- поддерживать нормальную работу горелок (форсунок);

- не реже одного раза в смену проверять исправность действия манометра путем продувки с помощью трехходового крана;

- проверять обдувкой исправность водоуказательных приборов и предохранительных клапанов в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации котла;

- прекратить продувку котла, если во время ее проведения происходит выбивание газов через люки;

- держать дверцы котла закрытыми.

Рабочим котельной запрещается:

- заклинивать или дополнительно нагружать предохранительные клапаны;

- продолжать работу котла при неисправных или неотрегулированных предохранительных клапанах;

- производить обдувку котла при выявлении неисправностей обдувочной арматуры и котла;

- открывать и закрывать арматуру ударами молотка или других предметов;

- при работе котла производить подчеканку швов, заварку элементов котла и т.п.;

- находиться вблизи шлаковых затворов при их открытии;

- стоять против дверей котла при его обдувке.

При остановке котла, работающего на газовом топливе, необходимо:

- уменьшить, а затем совсем прекратить подачу газа к горелкам, а затем и воздуха (при инжекционных горелках сначала прекратить подачу воздуха, а затем газа);

- после отключения всех горелок - отключить газопровод котла от общей магистрали;

- открыть продувочную свечу на отводе и провентилировать топку и газопроводы.

При остановке котла, работающего на жидком топливе, следует:

- закрыть подачу топлива в форсунку;

- прекратить подачу пара или воздуха;

- провентилировать топку, газопроводы, после чего закрыть дутье и тягу.

Требования безопасности в аварийных ситуациях

Рабочие котельной должны немедленно остановить котел (аварийно) и сообщить об этом руководителю предприятия, если:

- перестало действовать более 50% предохранительных клапанов или других заменяющих их предохранительных устройств;

- давление в котле повысилось более чем на 10% против допустимого и продолжает расти, несмотря на прекращение подачи топлива, уменьшения тяги и дутья и усиленное питание котла водой;

- произошла утечка воды из котла; подпитка водой при этом запрещена;

- уровень воды быстро снижается, несмотря на усиленное питание котла водой;

- уровень воды поднялся выше допустимого и продувкой котла не удается снизить его;

- прекращено действие всех питательных устройств;

- в основных элементах котла обнаружены трещины, пропуски в сварных швах, обрывы находящихся рядом связей;

- обнаружена загазованность котельной, работающей на газе;

- произошел взрыв газовоздушной смеси в топке котла или газопроводах;

- прекращена подача электроэнергии при искусственной тяге;

- возник пожар в котельной (загорелась сажа или частицы топлива в газопроводах).

Требования безопасности по окончании работ

По окончании работы необходимо:

- сдать дежурство по котельной, сделав отметку в журнале;

- снять средства индивидуальной защиты и убрать их в специально отведенное место, при необходимости сдать в химчистку (стирку), ремонт;

- принять душ или вымыть лицо и руки теплой водой с мылом, переодеться;

- доложить о всех замеченных недостатках, неисправностях за время работы сменщику и непосредственному руководителю.

12. Специальная часть. Расчет и выбор дымовой трубы

 

В современных производственных и отопительных котельных дымовая труба служит не только для создания тяги, но для отвода продуктов сгорания на определенную высоту, при которой обеспечивается рассеивание вредностей до допустимых санитарными нормами концентраций в зоне нахождения людей.

При расчете выброса вредных веществ в атмосферу должно выполняться условие, при котором сумма отношений концентрации вредностей к их ПДК должно быть меньше или равно единице, т.е.

1 Определяется выброс S0₂ (г/с):

М= [2] стр.2(92)

где S^р — содержание серы в рабочей массе топлива, %; , - молекулярная масса S0₂ и S, их отношение равно 2.

М=

2 Определяется выброс оксидов азота, рассчитываемый по N0:

M=0.034 [2] стр.2(93)

где  — безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества сжигаемого топлива и способа шлакозолоудаления на выход оксидов азота, принимается по табл. 12.3; ₃ — коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, принимается для вихревых горелок ₃ = 1, для прямоточных горелок ₃ = 0,85$ r — степень рециркуляции продуктов сгорания или сушильного агента в процентах расхода дутьевого воздуха, при отсутствии рециркуляции г = 0; ₂ — коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих продуктов сгорания в зависимости от условий подачи их в топку принимается по табл.12.4; k - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1 т сожженного условного топлива кг/т.

r= [2] стр.2(93)

r=

M=0.034 г/с.

3 Определяется диаметр устья дымовой трубы (м):

 [2] стр.3 (94)

где V_тр — объемный расход продуктов сгорания через трубу при температуре их в выходном сечении, м³/с (охлаждение продуктов сгорания в дымовой трубе не учитывается);— скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы (принимается 20-30 м/с при искусственной тяге и высоте дымовой трубы до 100 м).

м.

4 Определяется предварительная минимальная высота дымовой трубы (м):

 [2] стр.3 (95)

где А — коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности; ПДК, ПДК, — предельные допустимые концентрации S0₂ и NO₂, принимаются по табл. 12.1; z — число дымовых труб одинаковой высоты, устанавливаемых в котельной;  — разность температуры выбрасываемых газов и средней температуры воздуха, под которой понимается средняя температура самого жаркого месяца в полдень, °С.

м. [2] стр.3 (96)

5 Определяются коэффициенты f и :

f=10 [2] стр.3 (97)

f=10;

=0,65 [2] стр.3 (98)

=0,65

6 Определяется коэффициент m в зависимости от параметра f:

 [2] стр.4 (99)

7 Определяется безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра :

при _м=2≥2 n = 1.

8 Определяется минимальная высота дымовой трубы (м) во втором приближении:

 [2] стр.4 (100)

=25,1 м, ∆H=×100=×100=19

Если разница между Н₁ и Н больше 5 %, то выполняется второй уточняющий расчет.

9 Второй уточняющий расчет производится по формуле:

 [2] стр.4 (101)

где f и — коэффициенты, подсчитываемые по формулам (7) и (8) при высоте Н;m и n— коэффициенты, определяемые формулами (7) и (8) по fи _м.

10 При высоте дымовой трубы Н₂ определяется максимальная приземная концентрация каждого из вредных веществ (золы, S0₂, NО) по формулам:

 [2] стр.4 (102)  [2] стр.4 (103)

где F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания золы в атмосферном воздухе, принимается равным 2 (КПД золоуловителя не менее 90 %) и равным 2,5 (КПД золоуловителя от 75 до 90 %).

11 Проверяется условие, при котором безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1, т. е:

 [2] стр.5 (104)

Если указанное условие не соблюдается, следует увеличить высоту дымовой трубы, при которой безразмерная концентрация будет меньше или равна 1.

=0,5<1

В соответствии с рекомендациями выбирается металлическая труба Н=25 м, =2 м.

14. Экономическая часть

При реконструкции котельной изменяется ряд параметров, определяющие эффективность работы котельной в целом. В связи с этим необходимо вновь произвести анализ ее технико – экономических показателей, в число которых входят технологические и экономические показатели. К основным технологическим показателям относятся: установленная мощность котельной, годовая выработка пара и теплоты и отпуск их потребителям, расходы топлива.

Важнейшим экономическим показателем является себестоимость отпущенной теплоты.

Расчет технико - экономических показателей котельной производится по [1]стр.247–265.

Расчет технологических показателей (все данные берутся из таблицы 6.2).

Установленная мощность котельной Q_уст, МВт, определяется по формуле:

Q_уст = Q_вк×n, [2] cтр.247 (105)

где n – число установленных котлов;

Q_вк – номинальная нагрузка водогрейных котлов, МВт.

Q_уст = 4,65×3=13,95 МВт.

Годовой отпуск теплоты на отопление (ГДж/год):

Q=24×0,0036×Q×n, [2] cтр.248 (106)

где Q- средний расход теплоты за отопительный период на нужды отопления;

n- продолжительность отопительного периода, сут.

Q=24×0,0036×5225,7×213=96169,6

Годовой отпуск на вентиляцию (ГДж/год):

Q=0,0036zQn, [2] cтр.248 (107)

где Q- средний расход теплоты на вентиляцию, кВт;

z- усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции в течении суток.

Q=0,0036×16×622,025×213=7631,5

Годовой отпуск теплоты на горячее водоснабжение (ГДж/год) определяется по формуле:

Q=24×0,0036×Q×n+0,0036×Q×(350-n), [2] cтр.248 (108)

где Q– средний расход теплоты за отопительный период на горячее водоснабжение и отопление, кВт;

Q – средний расход теплоты на горячее водоснабжение в летний период, кВт;

350 — число суток в году работы системы горячего водоснабжения.

Q= 24×0,0036×824,41×213+24×0,0036×527,65×(350-213) = 21417,61

Годовой отпуск теплоты от котельной Q^год_отп (ГДж/год) определяется по формуле:

Q = Q+ Q +Q , [2] стр.249 (109)

Q =96169,1+7631,5+21417,61=125218,71 ГДж/год.

Годовая выработка теплоты котельной Q^год_выр (ГДж/год) определяется по формуле:

Q= Q × , [2] стр.249 (110)

где η_т.п – коэффициент теплового потока, принимается при работе на газе 98—97 %.

Q = 125218,71×=127774,19 ГДж/год.

Число часов использования установленной мощности котельной в году h_уст (ч/год) определяется по формуле:

h_уст=, [2] стр.249 (111)

где Q_уст– установленная мощность котельной, МВт.

h_уст= =2544,29 ч/год.

Удельный расход условного топлива b (тут/ГДж) на 1 ГДж отпущенной теплоты определяется по формуле:

b =, [2] стр.249 (112)

где η_бр – КПД (брутто) котельного агрегата, %.

b = тут/ГДж.

Удельный расход натурального топлива b (тнт/ГДж) на 1 ГДж отпущенной теплоты определяется по формуле:

b= b , [2] стр.249 (113)

где Q – низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, МДж/м³.

b=0,038=0,031 тнт/ГДж.

Годовой расход условного топлива котельной В^у_год (тут/год) определяется по формуле:

В= b× Q [2] стр.250 (114)

В^у_год= 0,038×125218,71=4758,31 тут/год.

Годовой расход натурального топлива котельной В^н_год (тнт/год) определяется по формуле:

В=b× Q [2] стр.250 (115)

В= 0,031×125218,71 =3881,78 тнт/год.

Установленная мощность токоприемников N_уст (кВт) определяется по формуле:

N_уст=_с.н×Q_уст, [2] стр.250 (116)

где _с.н – удельный расход электрической мощности на собственные нужды котельной, кВт/МВт (принимается по таблице 13.1).

N_уст=10×13,95=139,5 кВт.

Годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной Э^с.н_год (кВт∙ч/год) определяется по формуле:

Э= N_уст ×h_кот×К_эл, [2] стр.250 (117)

где h_кот – число часов работы котельной в году, ч/год, принимается при наличии горячего водоснабжения 8400 ч/год;

К_эл – коэффициент использования установленной электрической мощности (принимается для котельных с 10МВт≤ Q_уст ≤200МВт равным 0,7-0,8.

Э= 139,5·8400×0,8=937440 кВт×ч/год.

Годовой расход воды котельной G(т/год) определяется по формуле:

G = 24n_о ×G + 24(350 – n_o)×G [2] стр. 250 (118)

где G, G – расход сырой воды, поступающей на химводоочистку для приготовления питательной воды при максимально-зимнем и летнем режиме, т/ч .

G = 24×213×2,5+24(350-213)0,25=13,602×10т/год.

Удельный расход сырой воды на один 1 ГДж отпущенной теплоты (т/ГДж) определяется по формуле:

=, [2] стр.251 (119)

 т/ГДж.

Одним из обобщающих экономических показателей, характеризующих качественный уровень работы котельной, является себестоимость отпускаемой теплоты. Этот показатель в той или иной мере отражает техническую вооруженность котельной, степень механизации и автоматизации производственных процессов, расходование материальных ресурсов и т. д.

Для расчета себестоимости отпускаемой теплоты определяются годовые эксплуатационные расходы, среди которых в проектных расчетах обычно выделяются следующие статьи: топливо, электроэнергия, вода, амортизация, текущий ремонт, заработная плата эксплуатационного персонала с начислениями и прочие суммарные расходы. Ниже рассматривается каждая из этих статей.

В статью "Топливо" включаются затраты на топливо, расходуемое для покрытия тепловых нагрузок котельной. По значимости расходы на топливо являются основными и составляют до 60-80 % всех затрат.

Топливная составляющая S_Т (руб./год) зависит от количества израсходованного топлива, его цены, транспортных затрат и определяется по формуле:

S_Т = В×Ц , [2] стр.252 (120)

где В – годовой расход натурального топлива, расходуемого котельной, тнт/год;

Ц – оптовая цена топлива по прейскуранту, руб./тнт; принимается по прейскурантам;

S_Т = 388,78×2325×10=9025,138×10руб./год.

По статье "Электроэнергия" определяются расходы на электроэнергию на собственные нужды котельной (привод дутьевых вентиляторов, дымососов, питательных и сетевых насосов и т. д.).

Расходы на электроэнергию S_э (руб./год) определяются по формуле:

S_э = Э×Ц_э, [2] стр.253 (121)

где Э –годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной, кВт×ч/год;

Ц_э – цена (тариф) одного киловатт-часа, принимается по прейскуранту.

S_э = 937,4×10×2,1=1968,54×10 руб./год.

По статье "Вода" определяется стоимость сырой воды, расходуемой на питание котлов, наполнение и подпитку теплопотребляющих систем и наружных теплопроводов, собственные нужды химводоочистки, а также на горячее водоснабжение (при открытой системе теплоснабжения).

Расходы на воду S_в (руб./год) определяются по формуле:

S_в = G×Ц_в×Ц, [2] стр.254 (122)

где G – годовой расход сырой воды в котельной, т/год;

Ц_в – цена за 1 т сырой воды, руб./т, принимается по прейскуранту.

S_в =13,602×10×(7,54+13,4)=284,826 руб./год.

По статье "Амортизация" определяется размер амортизационных отчислений по проектируемой котельной. Исходным материалом для определения затрат по данной статье является размер капиталовложений в строительстве котельной и действующие нормы амортизации. Наиболее точным способом определения капитальных затрат является сметно-финансовый расчет. Однако трудность такого способа значительна даже при некоторых его упрощениях. Другим способом определения капиталовложений, который широко применяется при расчете амортизационных отчислений, является осреднение стоимости строительства на основе показателей удельных капиталовложений в сооружение котельной.

Капиталовложения – это средства, вложенные в технико-экономическое обоснование проекта, изыскательские, конструкторские, опытные работы; приобретение земли, включая стоимость подготовки и освоения; аренду земли; затраты на приобретение оборотных фондов; строительно-монтажные работы; затраты на освоение и пуско-наладочные работы; вывод котельной на проектную мощность и другие затраты.

Капитальные затраты на сооружение котельной К_кот (руб.) определяются по формуле:

К_кот = (К_к^г+K_к^п(n_k – 1))k_pc×k_и^кап, [2] стр.256 (123)

где К_к^г – капиталовложения для ввода головного котлоагрегата, руб., принимается по приложению [2] 2;

K_к^п – капиталовложения на последующие котлоагрегаты, руб. принимается по приложению [2] 2;

n_k – количество установленных котлоагрегатов, шт.;

k_pc – коэффициент, учитывающий территориальный район строительства котельной принимается по приложению [2] 3;

k_и^кап – коэффициент инфляции по вложениям капитала к ценам на II полугодие 2010 г.

К_кот =(3326200+1632900(3 – 1))1×1,95 = 9694510 руб;

В абсолютных вложениях капитала выделяется стоимость строительной части К_стр (зданий, сооружений) и оборудования, рабочих машин, и механизмов с их монтажом К_об.

Стоимость общестроительных работ, зданий и сооружений К_стр (руб.) определяется по формуле:

К_стр=α₁×К_кот, [2] стр.257 (124)

где α₁– доля стоимости общестроительных работ, зданий и сооружений, принимается по таблице [2] 2.

К_стр =0,45×9694510 =4362529,5 руб.

Стоимость оборудования, рабочих машин, и механизмов с их монтажом К_об (руб.) определяется по формуле:

К_об=α×К_кот [2] стр.258 (125)

где α₂ – доля стоимости общестроительных работ, зданий и сооружений; принимается по таблице [2] 2.

К_об = 0,55×9694510 =5331980,5 руб.

Годовые амортизационные отчисления S_ам (руб./год)определяются по формуле:

S_ам=,[2] стр.256 (126)

где – средняя норма амортизации общестроительных работ и зданий, %, ориентировочно может быть принята равной 3 %;

– норма амортизации оборудования с монтажом, принимается равной 7,5% при сжигании малосернистого мазута и газа.

S_ам руб./год.

В статью "Текущий ремонт" включаются расходы на текущий ремонт основных фондов котельной (здание, оборудование, хозяйственный инвентарь и инструмент). Сюда также относится основная и дополнительная заработная плата с начислениями ремонтного персонала, стоимость ремонтных материалов и использованных запасных частей, стоимость услуг сторонних организаций и своих вспомогательных производств и пр.

В проектных расчетах затраты на текущий ремонт котельных S_Т.Р (руб./год) в среднем принимаются в размере 20 % амортизационных отчислений, т. е. определяется по формуле:

S_Т.Р=0,2×S_ам, [2] стр.247 (127)

S_Т.Р = 0,2×530774,43 =106154,89 руб./год.

По статье "Заработная плата с начислениями" подсчитывается основная и дополнительная заработная плата с начислениями только эксплуатационного персонала, участвующего в основной производственной деятельности котельных в соответствии с нормами их обслуживания.

Заработная плата ремонтного персонала учитывается в амортизационных отчислениях (по капитальному ремонту) и в расходах по текущему ремонту, а заработная плата административно-управленческого персонала– в прочих суммарных расходах.

При проектировании подробное определение штатов и фонда заработной платы, как правило, не производится и расходы по данной статье годовых эксплуатационных издержек S_э.п (руб./год) определяются по формуле:

S=ЗП×Ч, [2] стр.247 (127)

где ЗП– среднегодовая заработная плата, руб./год ;

Ч – численность эксплуатационного персонала, определяется по таблице [2] 6.

Среднегодовая заработная плата ЗП^год_{раб(экс)} (руб./год) определяется по формуле:

ЗП = Ст× k× k×k×k×12, [2] стр.259 (128)

где Cт– месячная тарифная ставка l-й ступени оплаты труда тарифной сетки, руб./мес.; k– средний тарифный коэффициент по категориям работников, принимается по таблице [2] 7;

k– средний коэффициент дoплaты за режим работы (компенсационные выплаты за условия труда, работу в ночное время, праздничные дни и др.), принимается по таблице [2] 7;

k – средний коэффициент, учитывающий стимулирующие виды

доплат (текущее пpемирование, за экономию электроэнергии, за выслугу лет и др.), принимается по таблице [2] 7;

k– районный коэффициент к заработной плате, определяемый по приложению [2] 14.

ЗП= 4100×1,57×1,17×1,3×1×12= 117488,12 руб./год;

S= 117488,12×13=1527345,6 руб./год.

С помощью штатного коэффициента в ходе расчета может быть оценена и численность эксплуатационного персонала котельной:

Ч=0,9×Q [2] стр.259 (129)

Ч= 0,9×13,95= 13

Страховые взносы во внебюджетный фонд определяется по формуле:

S=S×Н%/100,

S=1527345,6×26/100=397109,86

Статья "Прочие суммарные расходы" включает в себя затраты на охрану труда, технику безопасности, пожарную и сторожевую охрану, административно-управленческий персонал, вывозку золы и шлака, приобретение спецодежды, реактивов для химической очистки воды и другие неучтенные расходы.

В проектных расчетах прочие суммарные расходы S_пр (руб./год) принимаются в среднем для котельных в размере 30 % затрат на амортизацию, текущий ремонт и заработную плату и подсчитываются по формуле:

S_пр=0,3(S_ам+S_Т.Р.+S_а.п+S);[2] стр.259 (130)

S_пр = 0,3(530,774+106,154+1527,345)=768,415×10руб./год.

Годовые эксплуатационные расходы по котельной S_кот (руб./год) определяются по формуле:

S_кот= S_т + S_э+ S_в + S_ам + S_т.р. + S_з.п + S_пр , [2] стр.247 (131)

 

S_кот=(9025,138+1968,54+284,826+530,774+106,154+1527,345+

+768,415)×10=14211,19×10руб./год.

Себестоимость отпускаемой теплоты S_q (руб./ГДж) определяется по формуле:

S_q=,[2] стр.259 (132)

где Q – годовой отпуск теплоты от котельной, ГДж/год.

S_q ГДж/год.

Топливная составляющая себестоимости  (руб./ГДж) определяется по формуле:

=.[2] стр.259 (133)

 руб./ГДж.

Для оценки общей эффективности принятого проектного решения определяется рентабельность капиталовложений (%) по формуле:

Р=, [2] стр.247 (134)

где Ц_q – средний тариф на теплоэнергию по энергосистеме, в зоне действия которой располагается проектируемая котельная, руб./ГДж.

Р_н

Расчетная рентабельность капиталовложений должна быть сопоставлена с его отраслевым нормативом, который в энергетике принят равным 10%. Общая эффективность капиталовложений может считаться приемлемой, если ее фактическое значение не ниже нормативного.

Таблица 14.1- Основные технико- экономические показатели котельной

Наименование	Обозначение	Обоснование	Расчет
1	2	3	4
Место расположения котельной	-	задано	г. Владимир
Состав основного оборудования	-	задано	3×КВГМ-4-150
Топливо	-	задано	газ
Система теплоснабжения	-	задано	закрытая
Условная мощность котельного агрегата, МВт	Q	[2] стр. 248	13,95
Годовая выработка теплоты, ГДж/год	Q	[2] стр. 248	127774,19
Годовой отпуск теплоты, тыс.ГД/год	Q	[2] стр. 249	125218,7
Число часов использования установленной мощности, ч/год	h	[2] стр. 249	2544,29
Удельный расход топлива на 1 отпущенной ГДж теплоты: -условного,тут/ГДж -натурального, тнт/ГДж	b b	[2] стр. 249 [2] стр. 249	0,038 0,031
Удельный расход электрической мощности на собственные нужды, кВт/МВт		Табл. 13.1 [3] стр. 250	10
Установленная мощность теплоприемников, кВт		[2] стр. 250	139,5
Удельный расход воды, т/Гдж		[2] стр. 251	0,11
Численность эксплуатационного персонала котельной, чел	Ч	Табл. 11.2 [2] стр. 47	13
Сметная стоимость строительства, руб. в том числе –строительные работы -оборудование и монтаж		[8] стр. 11	9694510 4362529,5 5331980,5
Годовые эксплуатационные расходы, руб/год		[2] стр. 259	14042,326
Рентабельность капиталовложений, %	Р	[2] стр. 259	35,99

Заключение

В дипломном проекте произведен расчет котельной, расположенной в г. Казань. Она предназначена для централизованного теплоснабжения жилых районов и оборудована тремя водогрейными котлами КВ-ГМ-4-150.

Определены тепловые нагрузки (расход теплоты), отпускаемые потребителям из тепловых сетей: суммарная тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для I микрорайона Q_d^I=8471,4 кВт, для II микрорайона Q_d^II=8526,1 кВт, для III микрорайона Q_d^III=17309 кВт, для IV микрорайона Q_d^VI=10175,9 кВт.

Определен расчетный расход сетевой воды потребителя на отопление, вентиляцию и на горячее водоснабжение. Суммарный расход воды по всем микрорайонам ∑G_d= 205,1 кг/с.

Произведен гидравлический расчет водяной тепловой сети, в котором определено проектное расстояние между опорами, тип компенсатора и их количество. Определены длины местных сопротивлений, длины трубопроводов, потери напора от источника до узловой точки теплосети или до микрорайона (абонента).

Выбрано основное и вспомогательное оборудование котельной.

В специальной части проекта произведен расчет дымовой трубы. По результатам расчета выбрана труба диаметром 2 м и высотой 25 м.

В экономической части проекта произведен расчет общей эффективности капиталовложений котельной. По отраслевым нормативам рентабельность должна быть не ниже 10%. В данном проекте рентабельность Р_н = 52,24%.Общая эффективность капиталовложений может считаться приемлемой, так как ее фактическое значение не ниже нормативного.

Список использованных источников

1 Методические указания по теплоснабжению, 2008

2 Эстеркин Р.И. "Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование", Энергоатомиздат, 1989

3 Раддатис К.Ф. "Справочник по котельным установкам малой производительности", Энергоатомиздат, 1989

4 Шубин "Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных"

5 Эстеркин Р.И. "Промышленные котельные установки", Ленинграл Энергоатомиздат, 1985

6 Гусев "Основы проектирования котельных установок", Стройиздат

7 Методические указания по котельным установкам, Иваново 2004

8 Методические указания по экономике, Иваново 2007

9 Рекомендуемые нормативы численности промышленно-производственного персонала котельных в составе электростанций и предприятий сетей. МЭ и Э СССР. Управление социального развития и условий труда. – М.,1989.

10 Ривкин С.Л., Александрова А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1984.

11 Рекомендации по проектированию установок натрий-катионирования. Серия ХЗ-104. Госсторй СССР. Главпромстройпроект. Всесоюзное объединение Союзсантехпроект ГПИ Сантехпроект. – М., 1975.

12 СНиП 2.01.01.-82 Строительная климатология и геофизика Госстрой СССР-М: Стройиздат, 1983 – 136с.

13 Ю.М. Гусев. Основы проектирования котельных установок Изд. 2-е, перераб. и доп., М., Стройиздат, 1973.

14 Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок. Изд. 2-е, перераб. и доп., М., "Энергия", 1976.

15 Производственные и отопительные котельные. /Е.Ф. Бузников, К.Ф. Роддатис, Э.Я. Берзиньш. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1984.-с.248., ил

16 ЕНиР. Сборник Е31. Монтаж котельных установок и вспомогательного оборудования./ Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1988.-159с.

17 "СНиПы и ГОСТы"