Пример проектирования котельной
Мастер класс по проектированию котельной от Палея Е.Л.
Задание на проектирование (пример 2009 года): котельной для теплоснабжения объектов университета.
Заказчик заполняет опросный лист, после согласований мы получаем техническое задание на нашу котельную.
Опросный лист котельная:
Опросный лист
Техническое задание:
Техническое задание
Решения:
ris-1
Рис.1. Тепловая схема котельной с зависимым подключением потребителей через "Гидравлический распределитель".
ris-2
Рис.2. Тепловая схема котельной с зависимым подключением потребителей без "Гидравлического распределителя".
ris-3
Рис.3. Тепловая схема котельной с независимым подключением потребителей ОВ м ГВС через теплообменники в котельной.
ris-4
Рис.4. Тепловая схема котельной с независимым подключением потребителей ОВ м ГВС через теплообменники ЦТП/ИТП.
Исходные данные:
Для сопоставимости рассматриваемых вариантов принимаются следующие условия:
- Подключенные нагрузки потребителей, с учетом потерь в сетях, для всех случаев равны и составляют:
— (Qо) - отопление 1,15 МВт,
— (Qв) вентиляция -1,25 МВт,
— (Qг.ср) ГВСср. час 0,36 МВт,
— (Qг.макс) ГВС макс. час 0,78 МВт.
Параметры теплоносителя у потребителя:
— Отопление и вентиляция - горячая вода с температурой 95/70 °С.
— ГВС - горячая вода с температурой 65 °С. - Котельные располагаются на территории Санкт-Петербурга, в зоне существующей жилой застройки,
- Потребители тепла – существующие здания квартала жилой застройки (2-ая категория по надежности теплопотребления).
- Тепловые сети от котельных до потребителей, включая ЦТП (по рис.2 и рис.4) прокладываются новые в современной изоляции заводского исполнения, например ППУ- изоляции (потери тепла в по данным производителя труб в изоляции, например ЗАО «ТВЭЛ», не превышают 3%).
- Топливом для котельной принят природный газ. Аварийное топливо – дизельное топливо зимних марок.
- Основное оборудование котельной в настоящей работе принято российского производства, (обычно такое требование выставляется в заданиях на проектирование государственными или муниципальными предприятиями, эксплуатирующими котельные).
Расчет эксплуатационных затрат:
Для расчета эксплуатационных затрат принято следующее:
- стоимость 1000 нм3 газа – 2290*1,18=2702,2 руб.
- стоимость 1 КВт электроэнергии – 2,1568*1,18=2,545 руб.
- стоимость 1 м3 воды – 14,77*1,18=17,4 руб.
- стоимость 1 м3 канализования – 13,11*1,18=15,5 руб.
- срок службы котельной 10 лет (по сроку службы котла) - амортизация равна 10%
- котельная построена на собственные средства (кредитование отсутствует)
- налог на имущество принят по ставке – 2,2%
- остальные налоговые платежи (земельный, выбросы вредных веществ) отсутствуют.
- котельная работает в автоматическом режиме без постоянного присутствия персонала.
Затраты на эксплуатацию специализированной организации, включая т.н. текущий ремонт составляют 30 000 руб./мес. (по опыту эксплуатирующих организаций Санкт-Петербурга).
Данные расчеты разбиты по вариантам и сведены в таблицу:
| Наименование | Стоимость млн. руб. | |||
| Тип 1 Рис.1 |
Тип 1 Рис.2 |
Тип 2 Рис.3 |
Тип 2 Рис.4 |
|
| Общая стоимость топлива | 2,84 | 2,84 | 2,84 | 2,84 |
| Общая стоимость электроэнергии | 3,00 | 2,11 | 4,12 | 1,94 |
| Общая стоимость воды | 0,78 | 0,78 | 0,78 | 0,00 |
| Амортизационные отчисления | 2,70 | 2,60 | 2,86 | 2,42 |
| Налог на имущество | 0,60 | 0,57 | 0,63 | 0,53 |
| Затраты на эксплуатацию | 0,36 | 0,36 | 0,36 | 0,36 |
| ВСЕГО | 10,28 | 9,26 | 11,59 | 8,09 |
| Стоимость выработки тепла Руб/1,0МВт | 1146,14 | 1032,42 | 1292,20 | 993,29 |
Капитальные затраты:
| Позиция, изделие, вид работ | Стоимость млн. руб. | |||
| Тип 1 Рис.1 |
Тип 1 Рис.2 |
Тип 2 Рис.3 |
Тип 2 Рис.4 |
|
| Котлы | 0,7*3=2,10 | 0,7*3=2,1 | 0,7*3=2,1 | 0,7*3=2,1 |
| Горелки | 0,5*3=1,50 | 0,5*3=1,5 | 0,5*3=1,5 | 0,5*3=1,5 |
| Сетевые насосы первого контура | 0,20 | 0,00 | 0,40 | 0,00 |
| Циркуляционный насос котла | 0,07 | 0,07 | 0,07 | 0,07 |
| Сетевые насосы ОВ | 0,16 | 0,40 | 0,30 | 0,40 |
| Подающие насосы ГВС | 0,15 | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
| Циркуляционные насосы ГВС | 0,14 | 0,14 | 0,14 | 0,00 |
| Гидравл. распределитель | 0,10 | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
| Теплообменники ОВ | 0,00 | 0,00 | 0,80 | 0,00 |
| Теплообменники ГВС | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,00 |
| Буферная емкость ГВС | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,00 |
| Расширит. баки перв. контура и ОВ | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 |
| Расширит. Бак ГВС | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Магнитные шламоотделители | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 |
| Запорная и регулирующая арматура и пр. | 1,50 | 1,10 | 1,80 | 1,50 |
| Трубопроводы, изоляция | 1,00 | 0,90 | 1,10 | 1,00 |
| Газоснабжение внутреннее, арматура, узлы учета, трубопроводы | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| Аварийное топливо, емкость, арматура, трубопроводы | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,8 |
| Внутренняя система ОВ котельной | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,15 |
| Внутренняя система ВК котельной | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 |
| Электрофикация котельной | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,35 |
| Автоматизация котельной | 0,80 | 0,80 | 0,85 | 0,75 |
| Дымовые трубы в рамной конструкции | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| Строительная часть контейнеров | 2,20 | 2,20 | 2,20 | 1,65 |
| Фундаменты под котельную и дым. трубы | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,70 |
| Строительно-монтажные работы | 4,60 | 4,60 | 4,80 | 4,20 |
| Пусконаладочные работы | 3,80 | 3,80 | 4,20 | 3,20 |
| Проектные работы, включая согласования и экспертизы | 3,00 | 3,00 | 3,00 | 2,80 |
| ВСЕГО | 26,68 | 25,97 | 28,62 | 24,23 |
Выводы из расчета затрат:
После проведения необходимых расчетов и выбора оборудования по всем вариантам была произведена оценка капитальных затрат. Из которой явно видно, что вариант схемы с независимым присоединением потребителей и расположением теплообменников за пределами котельной самый дешевый.
Аналогичным образом произведена оценка эксплуатационных затрат
И в этом случае вариант с независимым присоединением потребителей и расположением теплообменников за пределами котельной оказался наиболее экономичным.
Оптимизация затрат осуществлялась путем сравнения капитальных и эксплуатационных затрат, что хорошо видно из расчета и выбора расширительных баков.
Сравнительная таблица выбросов вредных веществ от российской горелки (СтароРусПрибор) и немецкой горелки (Weishaupt) при работе на природном газе.
| Выброс | Горелка ГБЛ | Горелка G7/1D-LN | Годовой объем дымовых газов: V=Bx[Vгo+(a-1)xVо]х х(273+Тср):273=24,5млн.м3 |
| СО мг/м3 | 130 (паспорт) | 80,0(паспорт) | |
| СО т/год | 3,185 | 1,960 | |
| NО мг/м3 | 32,5(паспорт) | 13,0(паспорт) | |
| NО т/год | 0,796 | 0,385 | |
| NО2 мг/м3 | 200,0(паспорт) | 80,0(паспорт) | |
| NО2 т/год | 4,900 | 1,960 |
1) для распределителей горизонтального типа, важное условие – расстояние между патрубками подачи и разбора. Должна быть соблюдена пропорциональность и самое главное, расстояние между внутренними патрубками (подающий/обратный) должно быть не менее 5-и диаметров гидравлического разделителя.
2) для распределителей вертикального типа существуют два метода подбора расстояний между патрубками. Первый метод – « метод трех диаметров», второй метод – «метод чередующихся патрубков» (см. журнал «Инженерные системы. АВОК СЗ» №4(38) 2008).
3) установка в котельной «гидравлического распределителя» оправдана только в одном случае – если имеется большое (более 3-х) количество выходов теплоносителя из котельной к разным системам. Такое обычно бывает, когда котельная устанавливается на крыше здания, или пристроена и обслуживает несколько систем отопления, вентиляции, ГВС, теплые полы и т.п. В нашем случае установка «гидравлического распределителя» ничем не обоснована, за исключением случая установки сетевых насосов (вторичного контура) вне котельной и нежеланием теплоснабжающей организации отвечать за вторичный контур теплоснабжения.
Выводы по вариантам схем:
На основании выше изложенного можно сделать следующие выводы:
- по проведенному технико-экономическому анализу:
С точки зрения инвестора по котельной, без учета затрат на тепловые сети от котельной до потребителя, наиболее преемлимым вариантом необходимо принять вариант схемы котельной с независимым присоединением потребителей через ЦТП или ИТП (рисунок №4).
В случае невозможности организации ЦТП или ИТП рекомендуется принять вариант (Тип1 Рис. 2).
- по вопросам энергетической безопасности:
При проектировании котельных, обеспечивающих теплом жилую застройку (2-ая категория надежности по теплоснабжению) обязательно выполнение следующих требований:
- количество котлов должно определяться из расчета обеспечения соблюдения требований п.5.4 СНиП 41-02-2003.
Основное насосное и теплообменное оборудование должно иметь 100% резервирование по мощности. Включение резервных насосов должно осуществляться автоматически (АВР).
- Котельные должны быть оборудованы аварийными системами топливоподачи из расчета обеспечения требований п.5.4 СНиП 41-02-2003.
- Ввод электропитания от внешних источников (2-х независимых трансформаторов) рекомендуется дополнить ручным автоматом, позволяющим подключить передвижную дизельную электростанцию.
- На обратных линиях тепловых сетей рекомендуется устанавливать наряду с ферромагнитными фильтрами магнитные шламоотделители.
- по вопросу экологической безопасности:
При проектировании современных котельных в зоне жилой застройки должно применяться оборудование, обеспечивающее более низкие показатели по шумам и выбросам вредных веществ в атмосферу.
Примеры оформления наших проектов:
Это может быть также полезно: - Статьи
Проектирование
