Розрахунок енергозберігаючих заходів (стр. 11 из 18)

Відповідність вимогам і нормам екології

-Зниження екологічно шкідливих викидів у димових газах в 1,5-2 рази, максимальне значення температури в ядрі горіння 1350-1480 °С.

Зручність обслуговування й експлуатації

- забезпечується блочністью виконання пальників, у блок входять всі елементи, необхідні для підготовки й подачі палива в зону горіння, прилади автоматичного регулювання процесом горіння й аварійного захисту.

Можливості регулювання пальників Weishaupt і керування котлами МЕ

При реалізації проектів з котлами МЕ, ДКВР, оснащеними пальниками Weishaupt, у даний момент можливе використання практично всіх найсучасніших принципів і систем регулювання процесів спалювання палива й режимів роботи котла. Додатково можуть бути вбудовані різні функції виміру, регулювання й керування котлоагрегатом:

- Плавне модулююме регулювання потужності котла залежно від витрати пари;

- Частотне регулювання двигунів пальників і димососів;

- Кисневе регулювання процесів спалювання палива;

- Керування роботою димососів котлів;

- Керування роботою й аварійними режимами котлоагрегатів;

- Індикація режимів роботи котлоагрегатів;

Рисунок 4.2 - Принципова сх. автоматики і пальника Weishaupt

5. ВСТАНОВЛЕННЯ ГІДРОДИНАМІЧНОГО НАГРІВАЧА НА МИЙНУ МАШИНУ ММД – 12

В локомотивному депо встановлена одна мийна машина ММД-12, яка призначена для обмивки рам візків, колісних пар інших великогабаритних вузлів рухомого складу. Для її роботи необхідний теплоносій з температурою не менш як 95^оС. Теплоносій з такими параметрами відпускається з котельні локомотивного депо. Для цього необхідно в часи роботи мийної машини в зимовий період підвищувати продуктивність котла, а в літній період взагалі запускати котельню коли вона взагалі не працює. Таким чином в даному дипломному проекті запропоновано встановити гідродинамічний нагрівач УГД "Термер" який дозволить працювати мийній машині автономно незалежно від котельні, і з економити кошти.

Технічний опис установки

Гідродинамічний нагрівач УГД "Термер" об'єднує в собі три важливі властивості:

• некритичність до режимів електроживлення (важливе дотримання лише добового споживання електроенергії);

• простота навантаження/розвантаження електродвигуна від 15% до 120% номінальної потужності в безперервному (безступінчатому) режимі;

•можливість генерувати/споживати реактивну потужність. Системи гідравлічного нагріву відповідають необхіднимумовам первинного регулювання частоти енергосистеми, зокрема — в режимі зовнішнього управління з боку диспетчера енергосистеми.

УГД "Термери" дозволяють досягати температури 95 °С у системах теплопостачання за атмосферним тиском і 250 °С в замкнутих системах, що знаходяться під надлишковим тиском.

Нагрівання рідини в генераторі відбувається шляхом перетворення механічної енергії рухомої рідини в теплову енергію з використанням ефекту об'ємної кавітації. Зона кавітації знаходиться усередині потоку, що дозволяє уникнути руйнування робочих частин і не створює шумового ефекту.

Застосування УГД "Термер" вирішує проблему локального забезпечення низько і середньотемпературних циклічних теплових процесів, виключаючи втрати низкопотенційного тепла, що важливо як для промислового, так і для побутового секторів. При їхній роботі, на відміну від агрегатів прямого електричного нагріву, не виникають струми витоку і струми Фуко, які сприяють прискоренню електрохімічної корозії будівельних конструкцій і технологічного устаткування.

Використання високотемпературних агрегатів УГД "Термер" у технологічних процесах хімічної, нафтохімічної, переробної й інших галузях промисловості дає можливість:

• відмовитися від парових котельних,

• підвищити ефективність виробництва,

• знизити енерговитрати,

• зменшити собівартість продукції, що випускається,

• скоротити терміни введення в експлуатацію.

УГД "Термер" практично миттєво нагріває рідину і самостійно здійснює її подачу в систему теплозабезпечення.

Гідродинамічні нагрівачі УГД "Термер" не є електронагрівальними приладами, а відносяться до технологічного устаткування.

Принцип дії

Робота УГД "Термер" заснована на перетворенні механічної енергії у теплову. В установці "Термер" використовується ефект гідродинамічного нагріву, що виникає в результаті різкого гальмування багатьох потоків рідини, що містять кавітаційні каверни. Механічна енергія обертання електричного двигуна передається на активатор, що має радіальні лопатки. Рідина всередині порожнин активатора розкручується, набуваючи запасу кінетичної енергії, відзеркалюється від нерухомих лопастей корпусу, після чого різко гальмується, нагріваючись усередині апарату.

Явище кавітації— лавиноподібне зростання і схлопування нанопухирів пари, які виникають через тертя або різкої зміни швидкостіпотоку рідини за помірної температури. У зоні кавітації спостерігаються температури близько 10000—15000°С. Термін введений в 1894 році британським інженером Р. Фрудом. Якщо тиск у будь-якій точці рідини стає меншим тиску її насиченої пари, це призводить до її об'ємного випаровування з утворенням нанопухирів пари. Місцеве пониження тиску рідини відбувається, зокрема, при її різькому прискоренні. Витікаючі пухирі пари рухаються разом із рідиною. При різкому гальмуванні рідини її тиск стає більшим за тиск насиченої пари і парові пухирі з силою схлопуються. У об'ємі схлопування виділяється енергія випаровування рідини, кінетична енергія пари і енергія поверхневого натягнення рідини, що призводить до різкого місцевого підвищення температури. Схлопування пухирів створює шум, викликає вібрацію, а іноді й світіння рідини. Схлопування пухирів на твердій поверхні викликає їх швидке руйнування. Особливості процесу кавітації, використовуваного у УГД "Термер", полягають в тому, що зона схлопування кавітаційних пухирів організується у контрольованому внутрішньому об'ємі рідини, що унеможливлює руйнування робочих деталей установки, не призводить до виникнення шуму і вібрацій. Разом із тим, локальні ударні, хімічні і термічні ефекти кавітації призводять до руйнування механічних частинок, присутніх у рідині, зокрема, накипу, а також до гарантованої загибелі водної мікрофлори.

Рисунок 5.1 Принцип дії УГД "Термер"

Застосування низькотемпературних УГД "Термер"

Низькотемпературні УГД "Термер" (нагрів до 100 °С) застосовуються для забезпечення:

• опалювання, вентиляції,

• гарячого водопостачання,

• як проточний нагрівач,

• підігріву технологічних рідин.

Найбільша економія коштів досягається при використанні УГД у нічний час доби при розрахунках за електричну енергію за зонними диференційованими тарифами.

У години найменшої вартості електричної енергії здійснюється акумуляція теплової енергії у баці (утеплена ємність, об'єм якої розраховується, виходячи з особливостей об'єкту, клімату й інших параметрів). Мережні насоси подають теплоносій споживачу. Коли час пільгового тарифу закінчується, УГД "Термер" вимикається і мережні насоси роздають накопичену енергію з баку. Теплопостачання здійснюється за температурним графіком, що оптимізується у процесі експлуатації на конкретному об'єкті.

За узгодженням з енергетичною системою можливо короткочасне включення УГД "Термер" для підігріву рідини у баці акумуляції в години денних провалів електричного навантаження.

Система управління

Регулювання параметрів роботи УГД "Термер" здійснюється вентилями, розташованими на виході і вході теплоносія з установки. Оператор коригує роботу установки відкриттям або закриттям вентилів.

У ручній системі управління передбачений наступний захист агрегатів:

• відключення УГД "Термер" при перевантаженні електричного двигуна;

• світлова й звукова сигналізація, що оповіщає оператора про виникнення аварійних ситуацій.

Автоматизована система управління

Для автоматизації процесу нагріву УГД "Термер" додатково комплектується системою автоматизованого управління, що дозволяє обходитися без обслуговуючого персоналу. При цьому забезпечується доступність інформації, що одержується від підключених датчиків і контролерів на всіх інформаційних рівнях. Система автоматичного управління забезпечує:

• збір інформації від її джерел (датчики температури, тиску, тепло-, водо-витрати, електролічильники і т.д.);

• доступ до сучасних комунікаційних технологій (підключення до мережі ІМТЕМЕТ, передача інформації мережами стандарту GSМ), дистанційний моніторинг стану обладнання, диспетчеризацію об'єкта управління, посилання тривожних сповіщень у разі відмов і т.д.;

• контроль усіх вихідних і вхідних функціональних параметрів системи;

• контроль і встановлення нових значень усіх параметрів настройки;

• перемикання будь-якого з виходів у режим ручного управління;

• установку необхідних значень регульованих параметрів (температура приміщення),

• установку часу включення і виключення УГД по часових зонах диференційованого обліку;

• програмування графіку роботи;

• контроль переліку відмов і параметрів таймерів.

Для кожного конкретного випадку вибирається найбільш близьке рішення з пропонованого набору типових проектів, оптимальна конфігурація обладнання, що усуває надмірність в апаратних і програмних рішеннях. Основна відмітна особливість установки — простота експлуатації.

Таблиця 5.1 Технічні характеристики УГД "Термер"

Найменування	УГД-55	УГД-75	УГД-90	УГД-110	УГД-400	УГД-630
Установлена потужність, кВт	55	75	90	110	400	630
Максимальна теплова продуктивність, Гкал/год	0,045	0,063	0,074	0,090	0,325	0,53
Градієнт тиску, МПа	0,15...0,2
Опалювальний обсяг , м3	5180	7063	8450	10200	40300	60000
Габарити, мм
довжина	1405			2400	3200
ширина	1400			980	1600
висота	861			1500	1300
Повна маса, кг	1000	1245	1295	1825	2500

5.1 Розрахунок необхідної кількості тепла для мийної машини ММД -12