Компоновка котельных
Компоновка и технико - экономические показатели котельных
Генеральные планы котельных.Ввиду взрывоопасности котлов, возможности возникновения пожаров и по санитарно-гигиеническим требованиям котельные установки, в большинстве случаев размещаются в отдельно стоящих зданиях. Встраивать и пристраивать котельные к жилым и общественным зданиям, где возможно скопление людей, запрещается.
В состав котельных входит ряд таких помещений и сооружений, как: котельный зал, где устанавливаются котлы, помещения для вспомогательного оборудования, служебно-бытовые помещения, ГРУ, сооружения электропитания, сооружения топливного хозяйства и системы шлакозолоудаления, баки-аккумуляторы горячей воды, бункер мокрого хранения соли и др. Ряд сооружений располагается внутри здания котельной, а другие – на территории котельной. Взаимное расположение здания котельной и других сооружений изображается на генеральном плане.
Рис.75. генеральные планы котельных:
а – на жидком топливе; б – на твердом топливе
На рис.75 показаны генпланы котельных, работающих на мазуте и угле. Мазутное хозяйство представлено приемной железнодорожной эстакадой, двумя мазутными резервуарами и мазутонасосной. Эта часть площадки обвалована для предотвращения растекания мазута.
Вблизи котельной расположены продувочный колодец 2, резервуар мокрого хранения соли 3, два бака-аккумулятора горячей воды 4 и дымовая труба 8.
Уголь на склад доставляется по железной дороге и хранится в штабелях. Доставка угля в котельную производится автопогрузчиком, который в нерабочее время стоит под навесом 10. Шлак хранится до очередного вывоза самосвалом в сборном бункере 9.
Размещение котлов и вспомогательного оборудования. Котлы и вспомогательное оборудование располагаются в котельной так, чтобы их обслуживание было безопасным и удобным, а устройство коммуникаций характеризовалось бы оптимальными затратами на их сооружение и минимальными тепловыми и гидравлическими потерями во время работы.
В котельном зале котлы, как правило, устанавливают фронтом обслуживания в одну линию и обращены к окнам котельной. При однорядной компоновке фронт котлов имеет хорошее естественное освещение и удобное наблюдение за работой котлов. Упрощается эвакуация обслуживающего персонала при авариях и пожарах через двери, расположенные по сторонам фронта котлов.
Для сокращения длины газовоздушных трактов дутьевые вентиляторы устанавливаются перед котлами, а экономайзеры, дымососы и золоуловители – за котлами. Топливоподачу, шлакозолоудаление, водоподготовительные установки, системы питания и другие системы делают, как правило, общими для всей котельной.
Основная часть вспомогательного оборудования размещается, обычно, правее или левее котлов на полу котельной. Деаэраторы; а часто, и сетевые водоподогреватели устанавливаются на площадках, расположенных на отметке до 5 – 7 м.
Нормы проходов и расстояния.Для обеспечения удобного и безопасного обслуживания котлы и вспомогательное оборудование согласно требованиям Ростехнадзора устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга, а также до стен и перекрытий. Например, минимальные расстояния от оборудования до стен
и перекрытий, а также проходы между оборудованием должны составлять:
– расстояния от фронта котлов или выступающих частей топок до противоположной стены котельной ......2-3 м;
– расстояние от выступающих частей горелочных устройств до стены котельной....1 м;
– ширина свободного прохода вдоль фронта котлов..........1,5 м;
– проход между котлами при необходимости их бокового обслуживании.....1,5-2 м;
– то же, но при отсутствии обслуживания, а также другие проходы между оборудованием и стенами.......0,7-1 м;
– расстояние от площадки обслуживания до перекрытия.........2м;
– расстояние от верхнего элемента котла до перекрытия при отсутствии обслуживания .....0,7 м.
Определенные требования предъявляются к устройству площадок для обслуживания котлов и вспомогательного оборудования и соединяющих их лестниц.
Площадки и ступени лестниц выполняются из листов или элементов с негладкой поверхностью и огораживаются перилами. Ширина свободного прохода площадок и лестниц устраивается не менее 0,6-0,8 м, а высота перил – не менее 0.9 м. Высота ступеней должна быть не более 200 мм, а их ширина - не менее 80 мм. При высоте лестниц более 1,5 м угол наклона их к горизонтали не должен превышать 500. Предусматривается сплошная обшивка перил снизу на высоту не менее 100 мм.
Здания и помещения котельных. В современных котельных применяются чаще всего здания каркасного типа, с пролетами одного направления, одинаковой ширины и высоты. Для изготовления зданий применяются унифицированные железобетонные и металлические конструкции, которые используются в промышленном и специальном строительстве. Так, например, пролеты зданий принимаются равными 6, 9, 12, 18, 24 или 30 м, а шаг колонн – 6 или 12 м. Высота помещений (этажей) и разбивка оконных проемов принимается с учетом применяемых панелей и крупных блоков.
Рис.76. Производственно-отопительная котельная с котлами ДКВР– 4- 13:
1 – дутьевые вентиляторы; 2 – паровые котлы; 3 – сетевые насосы; 4 – подпиточные насосы; 5 – питательные насосы; 6 – фильтры; 7 – резервуар мокрого хранения соли; 8 – продувочный колодец; 9 – сепаратор продувки; 10 – водоподогреватели; 11 – деаэратор; 12 – водяные экономайзеры; 13 – дымососы; 14 – дымовая труба.
Котельные залы, как правило, делаются одноэтажными и без чердачных перекрытий. Кроме зала в котельной предусматриваются помещения для мастерской, лаборатории химводоочистки и электрического распредустройства. Согласно требованиям производственной санитарии в котельных устраиваются гардеробные с умывальниками, душевые, уборные, комната приема пищи, комната начальника котельной и др.Данные служебно-бытовые помещения располагаются в торцевой части здания или в отдельной пристройке в несколько этажей. В некоторых случаях в состав котельных могут входить помещения (пристройки) для ГРП, трансформаторной подстанции, а иногда и для хранения запасов топлива.
Здания (помещения) и сооружения котельных в зависимости от степени взрывоопасности и пожароопасности разделяются на различные категории производства и для каждого из них устанавливается степень огнестойкости. Например, котельные залы относятся к категории производства Г и должны иметь степень огнестойкости II, а помещения ГРП – к категории А со степенью огнестойкости II.
При проектировании и строительстве здания котельной учитывается возможность ее расширения, поэтому одна из торцевых стен котельной остается свободной. Для проноса и транспортировки оборудования в стенах котельной предусматриваются монтажные проемы. Для этой же цели используются дверные и оконные проемы.
Для эвакуации персонала при пожарах и авариях котельный зал должен иметь две двери, открывающиеся наружу. Один выход предусматривается в небольших котельных с площадью пола менее 200 м2 при длине фронта котлов не более 12 м. Двери из других помещений должны открываться в сторону котельного зала.
Пол котельного зала перед фронтом котлов делается не ниже уровня прилегающей территории. Заглубление пола ухудшает санитарно-гигиенические условия и затрудняет выход при авариях.
Для поддержания температуры воздуха, для удаления вредных газов, пыли и влаги помещения котельных снабжаются системой вентиляции, а в случае необходимости и отоплением. Так, например, производственные помещения оборудуются воздушным отоплением, а вспомогательные – системами отопления с местными нагревательными приборами. Котельные залы с постоянным обслуживающим персоналом оборудуются естественной вытяжкой воздуха с учетом подсоса воздуха в газовоздушный тракт котла. При необходимости применяется принудительная вытяжная вентиляция, в том числе дутьевыми вентиляторами. В помещениях мазутонасосных предусматривается десятикратный обмен воздуха в 1 ч с помощью двух приточных и двух вытяжных вентиляционных установок производительностью по 100 % каждая.
Важное значение для правильного обслуживания оборудования имеет хорошее освещение рабочих мест: указателей уровня, измерительных приборов, тепловых щитов, пультов управления. фронтов котлов и т.д. Поэтому котельные имеют достаточную освещенность естественным светом и искусственным освещением. Кроме того в местах установки измерительных приборов и устройств применяется местное освещение со степенью освещенностью не менее 50 лк. Также предусматривается аварийное освещение.
Электроприемники котельных по надежности электроснабжения относятся к 1-й и 2-й категории (с учетом категории котельной).
23.2. Технико – экономические показатели котельных
Основными технико – экономическими показателями котельных являются:
– установленная теплопроизводительность котельной, Гкал/ч;
– годовые выработка и отпуск тепла потребителям, тыс. Гкал;
– годовые расходы натурального и условного топлива, воды и электроэнергии;
– численность персонала, чел;
– общая сметная стоимость строительства котельной (капитальные затраты), тыс. руб.;
– годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб./год;
– себестоимость 1 Гкал отпущенной теплоты, руб/Гкал;
– строительный объем главного корпуса котельной, м 3 и др.
Наиболее важными показателями являются капитальные затраты и годовые эксплуатационные расходы.
Капитальные затраты на сооружение котельной. Сметная стоимость котельной определяется ее тепловой мощностью и техническим оснащением и зависит от типа, числа, производительности котлов и вида топлива, от типа и количества вспомогательного оборудования, от оформления строительной части и местных условий.
Капзатраты К складываются из стоимости оборудования с монтажом К ОБ и стоимости строительных работ К СТР:
К = К ОБ + К СТР
Доля стоимости оборудования с монтажом равна 45-60%. Большую стоимость имеют котельные, работающие на твердом топливе. При этом стоимость монтажных работ составляет 30-40% от стоимости оборудования.
Стоимость строительных работ достигает 40-60% от общих капитальных затрат. При этом наименьшие затраты имеют котельные с водогрейными котлами, сжигающими газомазутное топливо.
Для сравнения стоимости котельных используется понятие удельных капзатрат, т.е. капзатрат на 1 МВт (1 Гкал/ч ) установленной мощности в тыс. руб/ МВт (тыс. руб/Гкал/ч). Наибольшие удельные капзатраты имеют котельные установки с паровыми котлами на угле, наименьшие — водогрейные котельные со стальными котлами. С ростом тепловой мощности удельные капзатраты уменьшаются. Например, в ценах 1985 г. удельные капзатраты котельных с паровыми котлами на угле составляют: при мощности 10 МВт — 40 тыс. руб, при мощности 40 МВт — 25 тыс. руб. Наименьшие затраты имеют котельные, работающие на газе, а наибольшие – на угле.
Годовые эксплуатационные расходы определяются за годовой период работы и включают в себя расходы на топливо, электроэнергию, воду, зарплату, на амортизацию оборудования, на текущий ремонт и общекотельные расходы в тыс. руб в год:
С ГОД = С Т + С Э + С В + СЗП + С АМ + СТР + С ОБЩ
Расходы на топливонаходятся по формуле:
СТ =цт Вгод
Цена топлива цт принимается по действующим прейскурантам отпускных цен с учетом его транспортировки до котельной. Годовой расход натурального топлива ВГОД находится по выработанной теплоте Q ВЫРГОД:
В ГОД = Q ВЫРГОД /Qнр η,
где η – средний кпд котла. Qнр –теплота сгорания топлива
К этому расходу добавляется расход топлива на растопку котлов и потери топлива на складах.
Расходы на топливо составляют 50-70% и более от суммы годовых расходов на эксплуатацию котельной.
Расходы на электроэнергию.При установленной электрической мощности котельной Р более 100 кВА расходы на электроэнергию есть сумма платы за потребленную электроэнергию Э кВч/год и платыза установленную электрическую мощность котельной :
С Э = ц Э Э + ц Р Р,
где ц Э - цена 1 кВтч, руб; ц Р- цена 1 кВА установленной мощности, руб/кВА.
Установленная электрическая мощность котельной приближенно может быть найдена по известной тепловой мощности котельнойQ УСТ из следующего соотношения: Р / Q УСТ = 10 – 30 кВА/ Гкал/ч. При этом следует учесть, что коэффициент использования установленной мощности равен 0,5—0,7.
Расходы на электроэнергию ориентировочно составляют 10-12 % от годовых общекотельных расходов.
Расходы на водупрямо пропорциональны потреблению воды и стоимости 1 кубометра воды.
Расходы на зарплату учитывают прямые ежемесячные выплаты эксплуатационному персоналу с учетом начислений за выслугу лет, премий, отпусков, социального страхования, за выполнение и перевыполнение плановых показателей. При ориентировочных расчетах годовой фонд зарплаты принимается равным 1650 – 1800 руб/чел в год. Численность персонала зависит от типа установленного оборудования, его производительности, вида топлива, степени механизации и автоматизации технологических процессов и определяется штатным расписанием. Для нахождения численности персонала котельной используется штатный коэффициент, те число людей на единицу установленной тепловой мощности котельной. Например, для котельных на твердом топливе при мощности от 5 до 15 МВт штатный коэффициент принимается равным 4 чел/ МВт, а при мощности от 15 до 30 МВт – 2,6 чел/ МВт.
Амортизационные отчисления — это деньги, предназначенные для выполнения текущих, капитальных ремонтов и замены физически изношенного или морально устаревшего оборудования. Амортизационные отчисления образуются, как сумма отчислений от капзатрат на оборудование и стоимости строительных работ:
САМ = а СТР КСТР /100 + а ОБ К ОБ / 100,
Где а СТР = 3%, а ОБ = 5,5 — 9% – нормативные коэффициенты отчислений, соответственно, от стоимости строительной части и оборудования в зависимости от вида оборудования, вида топлива и числа часов использования оборудования в год.
Большая часть амортизационных отчислений расходуется на выполнение капитальных ремонтов.
Расходы на текущие ремонты связаны с чисткой оборудования, заменой дефектных деталей, ревизией и регулировкой оборудования и находятся как часть амортизационных отчислений:
СТР = а ТР С АМ
где а ТР = 0,2—0,3 доля отчислений на текущий ремонт.
Общекотельные расходывключают в себя затраты на эксплуатационные материалы (масло, химреагенты, прокладочные материалы и т.д.), на вывозку шлака и разгрузку топлива, на содержание охраны и управленческого аппарата, на налоги, сборы и прочие обязательные отчисления. Их доля составляет аОБЩ = 0,3—0,45 от суммы расходов на зарплату, амортизационных отчислений и текущего ремонта:
С ОБЩ = аОБЩ ( СЗП + С АМ + СТР)
Себестоимость отпущенной теплоты:
с = С ГОД /Q ОТПруб/ Гкал,
где Q ОТП –годовое количество отпущенной теплоты, Гкал/год.