Расчет тепловой схемы водогрейной части котельной

Расчет ведется для трех характерных режимов работы системы теплоснабжения и для двух температур воды на входе и выходе из котлов.

Исходные данные и результаты расчета представлены в таблице 4.3

Таблица 4.3 Исходные данные и результаты расчета.

№ п.п.	Расчетная величина	Обозна-чение	Метод определе-ния	Расчетные режимы
?	?	?
	Расчетный расход теплоты на отопление и вентиляцию, МВт		Из расчета	148,2
	Расход теплоты на отопление и вентиляцию, МВт		?	148,2
	Расход теплоты на ГСВ, МВт		Из расчета	12,2
	Общая тепловая мощность ТГУ, МВт			160,4	116,2	38,2
	Температура прямой сетевой воды на выходе из ТГУ, ^оС		По рис. 4.1		113,96
	Температура обратной сетевой воды на входе в ТГУ, ^оС		По рис. 4.1		57,81
	Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, кг/с					248,2
	Расход сетевой воды на ГВС, кг/с			36,4	51,85	116,5
	Общий расход сетевой воды, кг/с			478,4	493,85	364,7
	Расход воды на подпитку и потери в т/с, кг/с			11,96	12,35	9,12
	Расход теплоты на собственные нужды ТГУ, МВт			4,812	4,812	4,812
	Общая тепловая мощность ТГУ, МВт			165,2
	Расход воды через котельные агрегаты, кг/с			492,84	492,84	492,84
	Температура воды на выходе из котельного агрегата при t΄? = 70^оС-const				128,59	90,82

 

Продолжение таблицы 4.3

	Расход воды через котел на собственные нужды, кг/с, при t΄? = 70^оС			14,36	19,6	55,2
	Расход воды, кг/с, на линии рециркуляции, при t΄? = 70^оС				84,88	290,93
	Расход воды по перемычке, кг/с				90,92	185,29

 

Тепловой расчет пластинчатого теплообменного аппарата

Исходные данные для расчета

Массовый расход греющей воды – G = 11,3 кг/с;

Начальная температура греющей воды –

Конечная температура греющей воды –

Начальная температура сетевой воды –

Конечная температура сетевой воды –

Располагаемый напор со стороны греющей воды – 75100 Па;

Располагаемый напор со стороны сетевой воды – 64530 Па;

Теплофизические свойства греющей воды при средней температуре:

- i₁ =

- Плотность

- Удельная теплоемкость

- Коэффициент теплопроводности

- Кинематическая вязкость –

Теплофизические свойства сетевой воды при средней температуре:

- i₂ =

- Плотность

- Удельная теплоемкость

- Коэффициент теплопроводности

- Кинематическая вязкость –

Эквивалентный диаметр канала

 

Тепловой расчет

Определим количество тепла, передаваемого в единицу времени:

Находим расход сетевой воды:

- массовый

-объемный

Вычисляем средний температурный напор:

Схему потоков изобразим графически на рисунке 5.2.

 

 

Рисунок 5.2 Схема потоков теплоносителей

 

 

Определяем рациональную скорость движения греющей воды в каналах теплообменника.

Для ориентировочного расчета скорости принимаем:

тогда

Критерий Рейнольдса для потока греющей воды:

Проверяем принятое значение коэффициента общего гидравлического сопротивления:

 

Это достаточно близко к принятому .

Вычисляем критерий Прандтля Pr₁ и Pr_ст при средней температуре греющей воды и при температуре стенки:

При физические свойства греющей воды характеризуются следующими данными:

- Плотность

- Удельная теплоемкость

- Коэффициент теплопроводности

- Кинематическая вязкость –

Получаем :

Вычисляем критерий Нуссельта со стороны греющей воды:

Находим коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке по полученному значению Nu₁:

 

 

Определим аналогично рациональную скорость движения сетевой воды в каналах теплообменника.

Для ориентировочного расчета скорости w₂ принимаем:

тогда

Критерий Рейнольдса для потока сетевой воды:

 

Проверяем принятое значение коэффициента общего гидравлического сопротивления со стороны сетевой воды:

Это достаточно близко к принятому .

Вычисляем критерий Прандтля Pr₂ и Pr_ст при средней температуре сетевой воды и при температуре стенки:

= 8,24.

При

 

Вычисляем критерий Нуссельта со стороны сетевой воды:

Коэффициент теплоотдачи от стенки к сетевой воде составит:

Определим термическое сопротивление стенки пластины и загрязнений на ней.

а) термическое сопротивление загрязнений на стенке по стороне котловой воды найдем по таблице 5 [ ] ориентировочно:

б) термическое сопротивление стенки из нержавеющей стали:

в) термическое сопротивление загрязнений на стенке со стороны сетевой воды определим ориентировочно по табл.5 [ ]:

Вычисляем коэффициент теплопередачи

Определяем общую поверхность теплопередачи аппарата:

По каталогу «Пластинчатые теплообменники» принимаем теплообменник марки Р 0,2-10-2К-06, ТУ 26-01-880 – 83(теплообменный пластинчатый разборный аппарат с пластинами типа 0,2, площадью поверхности теплообмена в аппарате 10м², па двухопорной раме, пластины из стали 10X17H13M2T, с уплотнительными прокладками из резины марки 4326-1, со схемой компоновки ).

 

Планирование труда и заработной платы

Планирование использования рабочего времени

Таблица 7.7.1 – Баланс рабочего времени одного среднесписочного рабочего

Наименование показателей	Обозна-чение	Опреде-ление	План на 2006 год
Дни	Часы
Календарный фонд времени	F	По календарю
Нерабочие дни -праздничные -выходные	H Hп Нв
Номинальный фонд рабочего времени	Fн	F-H
Плановые целосменные невыходы: -основной и дополнительный отпуска -по болезни -в связи с выполнением государственных обязанностей	А А1 А2 А3	∑Аi - 0,035·Fн 0,005·Fн
Плановые внутрисменные потери	П	0,005·Fн
Эффективный фонд рабочего времени одного рабочего	Fэф	Fн-Λ-П
Средняя продолжительность рабочего дня	Р		-
Коэффициент использования эффективного фонда ра-бочего времени	Кн		0,86

 

Так как продолжительность рабочего дня на одного человека не должна превышать 8 часов, то, исходя из полученной средней продолжительности рабочего дня, принимаю трехсменный режим работы.

 

Планирование численности рабочих

Эксплуатационный персонал

Планирование численности эксплуатационного персонала произ-водится по ремонтосложности оборудования (таблица ).

Таблица 7.7.2.1 – Состав оборудования и его ремонтосложность

Оборудование	Длит.ре-монтного цикла, лет	Кол-во, ед.	Ремонтная сложность, у.е.р	Продолжительность периода между ремон-тами, месяц	Количество ре-монтов в год
Текущими	Средними	Текущих	Средних
Котел паровой ГМ-50/14			3·84=252
Котел водогрейный ПТВМ-30М			4·80=320
Реконструированный паровой котел			1·82=82
Подогреватель			3·8=24
Деаэратор			3·8=24
Насос			12·23=276
Блок ХВО			1·120=120
Запорная арматура			72·10=720

 

Суммарная ремонтосложность:

∑R_i = 252+320+82+24+24+276+120+720=1818, у.е.р

Таблица 7.7.2.2 – Расчет численности эксплуатационного персонала

Показатель	Обозна-чение	Единица измерения	Расчет	Величина
Норма обслуживания теплохозяйства	Но	у.е.р./чел	-
Суммарная ремонтосложность оборудования	∑Ri	у.е.р.	∑Ri
Число смен работы оборудования	b	-	-
Численность эксплуатационного персонала в расчете на смену	Чэ	Чел.
Явочный состав эксплуатационного персонала	Чя^э	Чел.	b·Чэ	3·12=36
Списочный состав эксплуатационного персонала	Чс^э	Чел.

 

Ремонтный персонал

F_тi – продолжительность периода между текущими ремонтами (таблица 7.7.2.1).

F_ci – продолжительность периода между средними ремонтами (таблица 7.7.2.1).

n_ci, n_тi – количество средних и текущих ремонтов в год, соответственно (таблица 7.7.2.1).

γ = 0,6 – коэффициент, зависящий от сменности работы (3 смены).

k_н = 1,15 – планируемый коэффициент перевыполнения по длительности ремонта.

Т_ц – длительность ремонтного цикла.

F_ri – годовое время на текущий и средний ремонт i-того однотипного оборудования в часах в год (таблица 7.7.2.1):

 

 

Таблица 7.7.2.3 – Расчет времени на текущий и средний ремонт оборудования

Оборудование	Годовое время на ремонт, ч/год
Котел паровой ГМ-50/14	12·(1,2·1+7·2)·252/(0,6·2·12) = 3192
Котел водогрейный ПТВМ-30М	12·(1,2·1+7·3) ·320/(0,6·3·12) = 3947
Реконструированный паровой котел	12·(1,2·1+7·2) ·82/(0,6·2·12) = 1039
Подогреватель	12·(1,2·3+7·4) ·24/(0,6·4·12) = 316
Деаэратор	12·(1,2·3+7·3) ·24/(0,6·3·12) = 328
Насос	12·(1,2·3+7·3) ·276/(0,6·3·12) = 3772
Блок ХВО	12·(1,2·3+7·3) ·120/(0,6·3·12) = 1640
Запорная арматура	12·(1,2·3+7·3) ·720/(0,6·3·12) = 9840

 

F_∑ - суммарное годовое время на текущий и средний ремонт оборудования в часах в год.

F_∑ = ∑F_гi = 3192+3947+1039+316+328+3772+1640+9840 = 24074, ч/год

Явочный состав ремонтного персонала:

Списочный состав ремонтного персонала:

Планирование численности персонала управления

Н_м = 12 рабочих – норма управляемости для мастера;

Н_у = 4 мастеров – норма управляемости для начальника участка;

Н_ц = 2 начальника участка – норма управляемости для начальника цеха;

Н_в = 2 – норма управляемости для руководителя;

М = 99 – количество работающих единиц оборудования;

С = 3 – сменность работы в теплохозяйстве.

Списочный состав рабочего персонала:

,

чел

Численность мастеров:

, чел

Численность начальников участков (отделов):

, чел

Численность начальников цехов:

чел

Численность персонала ОГЭ:

,

, чел

Численность промышленно-производственного персонала:

, чел

Число уровней линейного руководства:

,

Поскольку расчетное число уровней линейного руководства составило 3, то примем, что в данной котельной начальнику цеха соответствует начальник участка.

Планирование фонда заработной платы рабочих

В энергетике применяются несколько систем оплаты труда.

Если для каждого работника легко можно установить и проконтролировать объем выполняемой им работы или выработки продукции, то применяется сдельная система оплаты труда: в ремонтном хозяйстве, в строительных предприятиях энергообъединений, почти во всех вспомогательных подразделениях, где объемы производства известны или могут планироваться.

В основном производстве, объемы которого не зависят от энергетиков, применяется повременная оплата.

В данном случае для всех категорий работников применим простую повременную систему оплаты труда, основным элементом, которой являются тарифные ставки:

- С_т^э = 42 руб/час – для эксплуатационного персонала;

- С_т^р = 45 руб/час – для ремонтного персонала.

Фонд оплаты по тарифу:

Премиальные доплаты до часового фонда заработной платы (за безаварийную работу, за экономию топлива и т.п.):

где n₁ = 0 – для ремонтного персонала;

n₁ = 25% - для эксплуатационного персонала.

Оплата праздничных дней:

Где n₂ = 1,5% - для ремонтного персонала;

n₂ = 0,9% - для эксплуатационного персонала.

Доплаты за работу в ночное время принимаются только для эксплуатационных рабочих в размере 6,75% от оплаты по тарифу.

Часовой фонд:

Оплата за работу в праздничные дни производится в двойном размере, поэтому сумма доплат до дневного фонда в этой части соответствует оплате за праздничные дни, рассчитанной в часовом фонде:

Дневной фонд:

Доплаты до годового фонда определяются в процентах к дневному фонду. Фонд тарифной оплаты исчисляется по отношению к фактическому числу рабочих дней в году. Необходимо пересчитать процент невыходов на работу в связи с отпусками и выполнением государственных и общественных обязанностей по отношению к фактическому числу рабочих дней. С учетом этого, процент доплат за отпуска:

Процент доплат за выполнение государственных и общественных обязанностей:

Годовой фонд:

 

Средняя заработная плата

Таблица 7.7.4 – Планирование заработной платы рабочих теплохозяйства.

Показатели	Обозна-чение	Заработная плата, тыс. руб.
Эксплуатационных рабочих	Ремонтных рабочих
Фонд оплаты по тарифу за год	Фт	42·1992·42·0,001=3514	45·1992·48·0,001=4303
Доплаты до часового фонда: -премиальные -оплата праздничных дней -за работу в ночное время	Дпрем Опр Дноч	878,5+31,6+237,2=1147,3 0,25·3514=878,5 0,009·3514=31,6 0,0675·3514=237,2	64,5 0,015·4303=64,5
Итого часовой фонд	Фч	3514+1147,3=4661,3	4303+64,5=4367,5
Доплаты до дневного фонда: -за работу в праздничные дни	Дпр	0,009·3514=31,6	0,015·4303=64,5
Итого дневной фонд	Фдн	4661,3+31,6=4692,9	4367,5+64,5=4432
Доплаты до годового фонда: -оплата отпусков -за выполнение государственных и общественных обязанностей	Дотп Добяз	614,8+25,3=640,1 0,131·4692,9=614,8 0,0054·4692,9=25,3	580,6+23,9=604,5 0,131·4432=580,6 0,0054·4432=23,9
Итого годовой фонд	Фгод	4692,9+640,1=5333	4432+604,5=5036,5
Средняя заработная плата за год	Зср	5333/42=127	5036,5/48=105

 

 

Планирование фонда заработной платы персонала управления

Для расчета заработной платы персонала управления необходимо составить штатное расписание.

Таблица 7.7.5 – Штатное расписание функционального персонала и линейных руководителей теплохозяйства

Наименование должности	Количество штатных единиц, чел	Месячный оклад, руб
Начальник котельной Главный энергетик Зам. главного энергетика Мастер участка Мастер по ремонту котельного оборудования Мастер участка по ремонту электрооборудования и средств КИПиА Мастер участка водоподготовки Сменный мастер		15000х4
Итого:

 

Годовой фонд зарплаты персонала управления:

, руб

 

Планирование производительности труда

Производительность труда рассчитывается как отношение объема работ в условных единицах ремонтосложности к списочному составу ремонтного персонала:

,

.