Реконструкція парового котла БКЗ-75-39 із заміною палива

Обґрунтування вибору лігніну як альтернативного виду палива для котлоагрегату БКЗ-75-39. Розрахунок основного і допоміжного обладнання для котлоагрегату з врахуванням в якості палива відходів гідролізного виробництва. Виробництво брикетів з лігніну.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Анотація

В бакалаврській кваліфікаційній роботі здійснено реконструкцію парового котла БКЗ-75-39 із заміною палива - природного газу на лігнін; виконано тепловий та аеродинамічний розрахунки котлоагрегату.

Тепловий розрахунок парового котла складається з перевірочного розрахунку перед паливні для спалювання лігніну, паливні, фестонів, пароперегрівача, водяного економайзера, повітропідігрівника.

Під час роботи прийнято такі припущення: склад і характеристики палива і відповідно склад і ентальпії продуктів горіння, а також повітря задаються табличними; конструкція водяного економайзера і пароперегрівача приймається двоступеневою.

Таким чином, метою даної бакалаврської кваліфікаційної роботи є вибір та розрахунок основного і допоміжного обладнання для котлоагрегату БКЗ-75-39ФБ з врахуванням в якості палива відходів гідролізного виробництва - лігніну.



Зміст

Вступ

1. Обґрунтування вибору лігніну як альтернативного виду палива для котлоагрегату БКЗ-75-39

1.1 Загальна характеристика лігніну

1.2 Виробництво паливних гранул і брикетів з лігніну

2. Загальна характеристика та тепловий розрахунок котлоагрегату БКЗ-75-39

2.1 Загальна характеристика котлоагрегату БКЗ-75-39

2.2 Опис і тепловий розрахунок передпаливні котлоагрегату БКЗ-75-39 для спалювання лігніну

2.3 Тепловий розрахунок котлоагрегату БКЗ-75-39

3. Розрахунок і підбір допоміжного устаткування для котлоагрегату

3.1 Тягодуттєва установка котлоагрегату БКЗ-75-39

3.2 Живильні пристрої котельної установки

3.3 Деаераційні установки

3.4 Золовловлювачі

4. Охорона праці

4.1 Аналіз об'єкту з позиції небезпеки

4.2 Нормативи з охорони праці

4.3 Заходи пожежної безпеки

5. Економічна частина

Висновок

Література



Вступ

Сучасна енергетика в основному формується під впливом двох факторів. По-перше, це неперервне збільшення потреби в енергії разом з подорожчанням первинних джерел енергії. Ситуація, що склалась змусила багато країн форсувати вітчизняне добування нафти і газу (при наявності розвіданих запасів), а також пришвидшеними темпами розвивати ядерну і теплову енергетику на базі твердого палива.

По-друге, в останні роки особливу гостроту набула проблема забруднення повітряного басейну. Зростання викидів в атмосферу шкідливих речовин, що утворюються при спалюванні органічного палива, спонукають розробляти нові технології в промисловості і в енергетиці.

Використання великих котелень, побудованих в радянські часи для великих заводів і підприємств, стали в наш час нерентабельні. Старе обладнання, дороге обслуговування, зношеність системи вимагає великих витрат, внаслідок чого надійність теплопостачання знижується. В цих умовах актуальним є завдання підтримання в робочому стані та модернізації вже існуючого устаткування.

Ситуація, яка склалась в Україні на ринку енергоносіїв на сьогодні, майже критична. Основним видом палива в паливо-комунальній сфері є природній газ. Видобуток власного природного газу на Україні не перекриває потреб його використання навіть на 10-15%. Виникає енергозалежність від зовнішніх постачальників природного газу(зокрема Росії), стрімко підвищується ціна на газ. Використання інших видів палива(тверде та рідке паливо, сонячної енергії, енергії вітру) розвинене досить слабо і мають певні недоліки при їх використанні. А саме - транспортування, незручність складування і зберігання, наявність відходів при спалюванні(велика зольність), шкідливі викиди в атмосферу, значні первинні капітальні вкладення в обладнання. Натомість на території України є значний обсяг промислових відходів, з яких можливо порівняно дешево отримати паливо рівноцінне, наприклад, природному газу і ефективно його використовувати. Такими відходами можуть бути відходи гідролізного виробництва - лігніну. Сировиною для цього виробництва є тирса та інші відходи деревообробної промисловості, соняшникове лушпиння, кукурудзяні качани, солома хлібних злаків. Лігнін - це прекрасне, висококаллорійне паливо і легкодоступна поновлювана сировина для виробництва паливних гранул і брикетів.



1. Обґрунтування вибору лігніну як альтернативного виду палива для котлоагрегату БКЗ-75-39

На даний час більшість енергетичного устаткування ТЕС і ТЕЦ України технічно застаріло і потребує модернізації або заміни. Але введення нових енергетичних потужностей ведеться повільними темпами, так як великих коштів, потрібних для цього, енергетичні компанії не мають, а державні дотації невеликі.

В цих умовах актуальним є підтримання в робочому стані існуючого устаткування, а також його модернізація.

В зв'язку з системним ростом цін на природний газ рентабельність виробництва теплової енергії постійно знижується, а частка палива в собівартості продукції зростає.

Тому, актуальним є питання використання альтернативних енергоносіїв в промисловій теплоенергетиці. Для цього є ряд причин:

1. Традиційні енергоносії - газ, вугілля, нафта - з кожним роком стає добувати все важче, і це веде до постійного підвищення їх вартості. Особливої актуальності для України, як відомо, має питання вартості імпортованого газу.

2. Запаси традиційних енергоносіїв швидко вичерпуються, що робить виробництво альтернативних енергоносіїв дуже перспективним напрямом бізнесу.

3. Виробництво альтернативних джерел енергії стимулюється Урядами всіх розвинутих країн.

Новим законом «Про сприяння виробництву та використанню біологічних видів палива" підприємства-виробники біопалива, в т.ч. паливних гранул і брикетів, звільнені до січня 2020р. від оподаткування прибутку. Є також ряд економічних, екологічних і соціальних передумов, що сприяють розширенню ринку біопалива взагалі, і паливних гранул і брикетів зокрема. Але багато підприємців, що направили свої зусилля і капітали в цей перспективний сегмент економіки, зіткнулися з несподіваними проблемами. Основна конкуренція в галузі використання нетрадиційного палива полягає не в сфері збуту, причому, в основному, вся продукція відвантажується на експорт в країни Євросоюзу - а у сфері забезпечення сировиною. Справа в тому, що багато підприємств, які встановили обладнання брикетування або грануляції біомаси, в даний час працюють не на повну потужність, а часто взагалі простоюють через відсутність сировини. Це пов'язано насамперед з сезонністю наявності деяких видів сировини (лушпиння соняшника, соломи, відходів круп'яних культур, відходів переробки кукурудзи, інших видів сільгоспсировини), некоректним вибором місця встановлення обладнання (наприклад, віддаленість від потенційних джерел сировини), великими логістичними витратами на доставку сировини , що має, як правило, дуже малу насипну вагу (наприклад, насипна вага лушпиння соняшника - 100 кг/м³). У такій ситуації лігнін є хорошою альтернативою сільськогосподарським відходам як сировини, оскільки його запаси є в досить великій кількості незалежно від сезону переробки.

1.1 Загальна характеристика лігніну

Лігнін (від лат. lignum - дерево, деревина) - це речовина, що характеризує задерев'янілі стінки рослинних клітин. Складне полімерне з'єднання, що міститься в клітинах вищих рослин і деяких водоростях. Гідролізний лігнін - речовина штучного походження, залишок виробничого процесу - гідролізу деревини. Використовується для одержання активного вугілля, оцтову кислоту тощо. Крім того, за певних умов лігніни можуть використовуватися як недефіцитна зв'язуюча речовина при виробництві паливних гранул та брикетів.

Лісистість західних регіонів України не досягає європейських показників, які становлять 25-30%, проте, ця частина країни має найбільші запаси деревини, у порівнянні з рештою території. В Україні є сім центрів лісохімії: Великий Бичків, Перечин, Свалява на Закарпатті, Вигода в Івано-Франківській, Славута в Хмельницькій, Коростень у Житомирській, Клевань у Рівненській областях.

Підприємства, які методом гідролізу деревини й нехарчової рослинної сировини виробляють лігнін, входять до гідролізної промисловості. Сировиною є тирса та інші відходи деревообробної промисловості, подрібнена деревина, бавовняна та соняшникова лузга, кукурудзяні качани, солома хлібних злаків, лляна костриця. До підприємств цієї галузі належать Верхньодніпровський гідролізно-фурфуроловий завод в Дніпропетровській області та на Запоріжжі. Окремі цехи і виробництва є в Одесі, Сімферополі, Вознесенську (Миколаївська область), Кіровограді, Слов'янську, Тернополі, Вінниці, на Івано-Франківщині.

Лігнін добре піддається гранулюванню і брикетуванню, має досить велику насипну вагу (до 700 кг/м³), що робить рентабельним його перевезення на значні відстані навіть не в гранульованому вигляді, має високу теплотвірну здатність, яка відповідає вугіллю із значно меншою зольністю, і ціна сировини-лігніну порівняно невисока. На основі особливих властивостей лігніну в технології його підготовки для подальшого використання особливе значення надається питанню сушіння лігніну.

Якщо розглядати лігнін з фізико-хімічної точки зору, то в початковому вигляді це речовина являє собою скл...