Введение

Котельная представляет собой промышленное здание, в котором размещаются котельный агрегат и вспомогательные устройства. В закрытых котельных все оборудование находится внутри здания.

В данном проекте производится модернизация нерегулируемого электропривод центробежного дымососа одностороннего вращения ДН-11,2, расположенный в помещении котельной ОАО «Нэфис Косметикс» по адресу ул. Г. Тукая 152 в г. Казань.

Котельными установками называется комплекс оборудования, предназначенного для превращения химической энергии топлива в тепловую с целью получения горячей воды или пара заданных параметров.

В зависимости от назначения различают следующие котельные установки: отопительные – для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения; отопительно-производственные – для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического водоснабжения и производственные для технологического теплоснабжения. Котельная установка состоит из котельного агрегата, вспомогательных механизмов и устройств.

Целью дипломного проекта является изменения способа регулирования производительностью дымососа от неэкономичного управления с помощью направляющего аппарата в пользу внедрения преобразователя частоты.

1 Описание технологического процесса

1.1 Технологическая схема производственно-отопительной котельной

Производственно-отопительная котельная, предназначена для выработки пара с необходимыми параметрами качества, который используется технологическими потребителями, а также для выработки горячей воды для обеспечения систем отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения.

Система отопления обеспечивает заданный тепловой режим в помещениях в холодное время года, компенсируя теплопотери через наружные ограждения зданий.

Система вентиляции создает требуемую чистоту воздуха в рабочей зоне производственных зданий, необходимый воздушный и тепловой режимы в общественных зданиях путем организации воздухообмена в помещениях.

Система кондиционирования воздуха применяется для создания в помещении микроклимата, удовлетворяющего повышенным санитарно-гигиеническим или технологическим требованиям, путем обеспечения строго заданных температуры, влажности, подвижности и чистоты воздуха в рабочей зоне.

Система горячего водоснабжения предназначена для подогрева и транспортирования воды к местам водоразбора на хозяйственно-бытовые или производственные нужды.

Теплотехнологическое оборудование является потребителем тепловой энергии в виде подогретой воды или водяного пара и включает в себя как специальные теплопроводы, так и разные теплообменные аппараты.

Природный газ по газопроводу поступает на территорию предприятия в газорегуляторный пункт (ГРП) или газорегуляторную установку (ГРУ), где давление городского газа снижают до рабочего и поддерживают его на заданном уровне. Из ГРП газ подается к горелкам котельного агрегата.

Из мазутохранилища, обогреваемого паром, через фильтры тонкой очистки насосами мазут подается в горелку и после смешивания с воздухом сгорает.

Котельный агрегат имеет топку с расположенными в ней испарительными поверхностями нагрева (кипятильными трубами), верхний и нижний барабаны, конвективные поверхности нагрева, пароперегреватель, водяной экономайзер.

Воздух, необходимый для сжигания газа, забирается из верхней части котельной и по воздухозаборному коробу поступает на вход дутьевого вентилятора, откуда под давлением подается в горелки. Продукты горения проходят последовательно через все теплоиспользующие элементы и с помощью дымососа выбрасываются в дымовую трубу.

Пар поступает в общий сборный коллектор, откуда направляется к технологическим потребителям. Часть пара после снижения давления в редукционной установке подается в деаэратор, где происходит удаление из питательной воды растворенных в ней агрессивных газов для предотвращения коррозии поверхностей нагрева.

Для получения горячей воды, в котельной установлен пароводяной бойлер. Пар в бойлер поступает из общего паросборного коллектора по специальному паропроводу. Сетевая вода сетевым насосом, установленным на обратной линии, подается для нагрева в бойлер, из которого поступает в прямую линию системы теплоснабжения к потребителям теплоты. Конденсат пара из бойлера поступает в деаэратор. Для уменьшения солесодержания котловой воды из барабана по трубопроводу производится непрерывная продувка. Котловая вода направляется в расширитель непрерывной продувки, где в результате снижения давления вскипает. Образующийся при этом пар поступает в паровую линию к деаэратору, а горячая вода – в подогреватель сырой воды, которая насосом подается в систему химической подготовки воды. Химически очищенная вода перед поступлением в деаэратор подогревается в охладителе деаэрированной воды. Деаэрированная вода питательным насосом направляется в водяной экономайзер котла. [1]

1.2 Оборудование котельной

Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котёл) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, паропроводы, водопроводы и другие. Схему котельного помещения можно посмотреть на рисунке 1.

1 – циркуляционный насос; 2 – дымосос; 3 – ВРУ; 4 – экономайзер; 5 – вентиляторная станция; 6 – щит управления; 7 – насос сырой воды; 8 – водоподготовительная установка; 9 – питающий насос котла.

Рисунок 1 – Схема котельного помещения

Котёл – установка, предназначенная для генерации насыщенного или перегретого пара, а также для подогрева воды, путём выделения теплоты, полученной при сжигании топлива и перехода его химической энергии в тепловую. [2]

Газовоздушный тракт включает оборудование, обеспечивающее в котле продвижение воздуха (до топки) и продуктов сгорания (от топки до выхода в атмосферу). Это движение сопровождается потерями давления в поверхностях нагрева. Напор, необходимый для преодоления этих сопротивлений, создают тягодутьевые машины: вентиляторы и дымососы. Вентиляторы устанавливают в начале тракта на холодном воздухе, они создают избыточное давление. Дымососы же обеспечивают в конце установки разрежение. Кроме тягодутьевых машин в комплекс оборудования газовоздушного тракта котельной установки входят также всасывающие и нагнетательные воздуховоды и газоходы с расположенными в них поверхностями нагрева и золоулавливающими установками; регулирующие устройства – шиберы, направляющие аппараты; компенсаторы линейных удлинений воздуховодов; дымовые трубы.

Источниками водоснабжения для питания котлов являются пруды, реки, озера, используются также фунтовые или артезианские воды, вода из городского или поселкового водопровода.

Для питания паровых котлов водой применяют три типа питательных установок: инжекторы, поршневые и центробежные насосы.

1.3 Описание технологического процесса котельной оао «Нэфис Косметикс»

Котельная предназначена для отпуска тепловой энергии технологическим потребителям. Покрытие внешних нагрузок по пару обеспечивается вырабаты­ваемым в трех паровых котлах типа ДЕ-16-14-250 «Бийского котельного завода», производительностью , перегретым паром с параметрами ,

Вода, из производственного водопровода, для питания котлов, подогревается в пароводяном пластинчатом теплообменнике типа HHN22-TC16-22-ТК фирмы ЗАО «Ридан» до температуры . Затем проходит комплексную систему очистки воды в водоподготовительной установке ООО «Софт Трэйд».

Водоподготовительная установка ООО «Софт Трэйд» рассчитана на пиковый расход . Комплексная система очистки воды построена по следующей схеме: комбинированная система удаления механических загрязнений; система умягчения и обезжелезивания воды первой ступени; система умягчения воды до . Технологический процесс водоподготовительной установки полностью автоматизированный.

После этого вода подогревается до температуры в пластинчатом теплообменнике типа HHN22-TC16-23-TK фирмы ЗАО «Ридан» и проходит деаэрацию в атмосферном деаэраторе типа ДА-100/25.

В котлы, питательная вода поступает с помощью питательных насосов типа CRE20-17 фирмы «GRUNDFOS». Перед поступлением в котел, вода проходит через экономайзер типа ЭБ1-3ЗОИ, в котором нагревается дымовыми газами до температуры .

Пар, со всех котлов, поступает в общий коллектор. С коллектора часть пара с температурой и давлением поступает к потребителю, а часть идет на собственные нужды.

Пар на собственные нужды, проходит редуцирование и охлаждение в редукционной охладительной установке фирмы ЗАО «РОУ», до параметров , .

Редуцированный пар поступает на атмосферный деаэратор и на пароводяные пластинчатые теплообменники. В теплообменниках типа HHN4A-TO16-8-TL фирмы ЗАО «Ридан» осуществляется приготовление воды на собственные нужды котельной (отопление помещений котельной и горячее водоснабжение).

Циркуляция воды в системах отопления и горячего водоснабжения котельной осуществляется соответственно насосами сетевой воды типа TP32-180/2 и циркуляционными насосами типа CR1-2 фирмы «GRUNDFOS».

Перед поступлением в деаэратор, пар проходит через регулятор прямого действия фирмы ООО «Самсон контролc», который снижает давление пара до.

Так же установлен сепаратор непрерывной продувки . Пар, с сепаратора, поступает непосредственно в атмосферный деаэратор.

Система автоматического управления котельной осуществляет:

1. автоматическое регулирование температуры пара, поступающего в пароводяные теплообменники;

2. автоматическое регулирование давления пара, поступающего в атмосферный деаэратор;

3. автоматическое регулирование уровня воды в атмосферном деаэраторе. Учет пара, от каждого котла, осуществляется стандартными диафрагмами. Учет пара, поступающего к потребителю, осуществляется счетчиком пара типа ИМ23/РС фирмы «OttW».

Теплоизоляция трубопроводов и газоходов выполнена из минеральной ваты с покрытием тонколистовой оцинкованной стали.

Дымовые газы от каждого котла после экономайзеров чугунных типа ЭБ1-330И дымососами правого вращения типа ДН-11,2 отводятся в индивидуальные дымовые трубы (3 штуки) диаметром высотой каждая.

Котельная укомплектована переносным газоанализатором «Seitron».

1.4 Назначение, устройство и технические характеристики дымососа ДН-11.2

1.4.1 Назначение и устройство дымососа

Центробежные дымососы одностороннего всасывания типа ДН-11,2 предназначен для отсасывания дымовых газов из топок газомазутных котлов на твёрдом топливе паропроизводительностью , оборудованных эффективно действующими “сухими” золоуловителями.

Дымососы рассчитаны на продолжительный режим работы в помещении и на открытом воздухе в условиях умеренного климата (климатическое исполнение У, категория размещения 1, 2, 3, 4, ГОСТ15150-69). Запуск дымососов разрешается при температуре в улитке не ниже . Максимальная допустимая температура на входе в дымосос не должна превышать .

Дымосос (рисунок 1) состоит из следующих узлов: ходовой части 3, улиткообразного корпуса 14 с входным (всасывающим) 10 и выходным (нагнетательным) 8 патрубками, крыльчатки (ротора) 5 и направляющего аппарата.

Ходовая часть дымососа состоит из вала 16 (рисунок 2), который вращается на двух подшипниках 17. Вся ходовая часть размещена в масляной ванне, которая имеет крышку и поддон. Температура масла контролируется термометром 4, а уровень – по указателю уровня масла, который размещен в масляной ванне.

Рабочее колесо – это устройство, состоящее из диска 6, к которому приварены или приклепаны лопатки 7, концы которых соединены кольцом. К диску приварена втулка 15(ступица), с помощью которой он закрепляется на валу.

При вращении рабочего колеса вентилятора воздух по воздуховоду подводится к его центру и за счет центробежных сил отбрасывается от центра к периферии и нагнетается в воздуховод. В центре рабочего колеса образуется разрежение, куда беспрерывно поступает воздух.

Направляющий аппарат, с помощью которого регулируется подача воздуха (разрежение в топке), устанавливается перед вентилятором (дымососом) на всасывающем патрубке. Он состоит из металлического патрубка с фланцами, внутри кото­рого размещены поворотные лопатки. Все поворотные лопатки имеют общий поворотный механизм, с помощью которого они могут поворачиваться одновременно на одинаковый угол. [3]

1 – электродвигатель; 2 – муфта; 3 – ходовая часть; 4 – термометр; 5 – ротор; 6 – диск; 7 – лопатки (крыльчатка); 8, 10 – выходной и входной патрубки; 9 – рукоятка поворота лопастей; 11 – центральный рассекатель; 12 – поворотные лопасти; 13 – поворотное кольцо; 14 – улиткообразный корпус; 15 – втулка; 16 – вал; 17 – подшипник.

Рисунок 2 – Установка с центробежным дымососом ДН-11,2

1.4.2 Основные технические характеристики дымососа

Привод дымососов осуществляется от закрытых асинхронных одно- или двухскоростных электродвигателей.

В рассматриваемой нами установке (дымосос) в котельной ОАО «Нэфис Косметикс» использовался двигатель входящий в стандартную комплектацию 4АМ200L4.

Основные технические характеристики дымососа приведены в таблице 1.

Таблица 1 Технические характеристики дымососа ДН – 11,2

Наименование параметра	Единица измерения	Величина или характеристика
Тип дымососа	–	ДН-11,2 – центробежный, одностороннего всасывания, правого вращения, без противоизносной защиты, улитки и всасывающего кармана
Завод – изготовитель	–	ОАО «Бийский котельный завод»
Диаметр рабочего колеса	мм	1120
Производительность	м3 / ч	28700
Полное давление	Па	2810
Температура	◦С	200
Частота вращения	об / мин	1500
Мощность на валу	кВт	27,2
Максимально допустимая частота вращения	об / мин	3000
Максимальный КПД	%	83
Уровень звуковой мощности:
шум нагнетания	дБ	102
шум всасывания	дБ	97
шум от корпуса	дБ	90