Вибір оптимального варіанта проекту електростанції

Обґрунтування можливих варіантів теплопостачання для теплоелектроцентралі. Проведення вибору оптимального обладнання для повного забезпечення в теплі району м. Львів. Розрахунок та порівняння основних техніко-економічних показників ТЕЦ та котельні.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

1. Техніко-економічне обґрунтування можливих варіантів ТЕЦ

У зв'язку з величезною роллю енергетики в народному господарстві вибір оптимального варіанта проекту електростанції має велике значення для економіки країни.

Електростанції характеризуються дуже високою капіталоємністю, великим терміном будівництва і тривалим періодом експлуатації. До них висувають високі вимоги по забезпеченню надійності й економічності роботи, високого рівня продуктивності і безпеки праці.

Далі проводяться розрахунки трьох варіантів теплопостачання і вибір найбільш оптимального з них. Розрахунок проводиться за методикою.

1.1 Вибір основного обладнання

При комбінованій схемі теплопостачання для ТЕЦ, що працюють в енергосистемі, необхідно вибирати основне устаткування таким чином, щоб забезпечити покриття теплових навантажень за допомогою найбільш потужного устаткування при оптимальному коефіцієнті теплофікації.

Проведення вибору оптимального обладнання для повного забезпечення в теплі деякого району м. Львів будемо проводити в трьох варіантах:

а) ТЕЦ з турбінами ПТ;

б) ТЕЦ з турбінами Т та Р;

в) котельня.

Підприємства та населення м. Львів потребує тепло (пар та гарячу воду), тому для покриття теплового навантаження будують ТЕЦ з турбінами ПТ (ці турбіни дозволяють відпуск пари на покриття промислового та теплофікаційного навантаження), або з турбінами типу Т та Р. Теплове навантаження також можливо покрити й за рахунок котлів в котельні. Основною відмінністю ТЕЦ від котельні є виробництво крім теплової енергії ще й електроенергії, частина якої йде на покриття власних потреб.

Для проектування ТЕЦ або котельні треба врахувати обов'язково екологічний фактор, тобто прорахувати варіанти використання більш дорогого палива - газу, але більш-менш екологічного, або дешевого палива, яким є кам'яне вугілля й витратити великі кошти на спорудження очисних споруд.

Отже, розглянемо кожен з трьох варіантів й виберемо основне обладнання, що забезпечить м. Львів в тепловому навантаженні.

ТЕЦ з турбінами ПТ

Виходячи з техніко-економічних характеристик турбін типу ПТ доцільно використовувати турбіну типу:

ПТ-135/165-130/15

Номінальний виробничий і опалювальний відбори відповідно становлять: D_вир/D_опал = 320/210 т/год. Для покриття виробничих потреб потрібно встановити дві таких турбіни. Виробнича потреба становить 600 т/год, а пропускна здатність цих двох турбіни по пару становить: 2320=640 т/год ( загальна пропускна здатність виробничих відборів турбін повинна бути не меншою ніж загальна потреба ). Навантаження виробничого відбору кожної з турбін становить: 6002=300 т/год, що на 320-300=20 т/год нижче від номінальної продуктивності цього відбору. Тому надлишок пари в 20 т/год з кожної з турбін піде на покриття опалювального навантаження.

Витрати пари на опалювальний відбір кожної з турбін становитиме:

або теплова потужність опалювального відбору становитиме:

Для перевірки забезпечення покриття теплового навантаження скористаємось формулою, що визначається коефіцієнтом теплофікації:

де Q_Турб - сумарна величина навантаження опалювальних відборів усіх турбін, МВт;

Q_Макс - максимальне навантаження в гарячому водопостачанні, МВт.

Оптимальне значення коефіцієнта теплофікації залежить від типорозміру і початкових параметрів пари турбіни, тривалості опалювального періоду, режиму роботи ТЕЦ у неопалювальний період і навантаження у гарячому водопостачанні. Для середніх умов оптимальне значення коефіцієнту теплофікації лежить у межах:

=0,5…0,65

Отже,

,та Q_Макс=500 МВт (по завданню).

де n=2 - кількість турбін типу ПТ.

Значення лежить в допустимих межах. Після того, як ми визначилися з кількістю турбін вибираємо енергетичні й водонагрівальні котли. Для покриття пікового навантаження у гарячій воді використовують водонагрівальні котли марки КВГМ-100, або КВГМ-180 (паливом для них є газ та мазут).

Для визначення кількості котлів марки КВГМ розрахуємо пікове навантаження по гарячому водопостачанню за формулою:

Q_Пік=Q_Макс - nQ_Відб =500 - 2142=2116 МВт185,7 Гкал

Для визначення витрат на будівництво, на обладнання, на обслуговування і інші, приймаємо: 1КВГМ-180, а частину опалювального навантаження, що залишилась (185,7-180=5,7 Гкал=6,66МВт ) можна покрити за рахунок пікових мережних підігрівачів, що живляться паром від РОУ. Для покриття парового навантаження рекомендується встановити котли з паропродуктивністю: 320, 420 та 500 т/год. Приймаємо варіант ТЕЦ з поперечними зв'язками, тобто 2 котла на 1 турбіну, для забезпечення достатньої надійності.

Отже, для 2ПТ-135, що потребують по 760 т/год пари на кожну турбіну приймаємо таку кількість котлів:

4420 т/год

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

так, як по завданню потрібно повністю забезпечити теплом, як промисловість так і населення, то можна встановити два типи турбін: турбіни типу Т, та турбіни типу Р.

Турбіни типу Р будуть повністю покривати навантаження споживачів, а турбіни типу Т повинні повністю покрити теплофікаційне навантаження.

Спочатку вибираються турбіни типу Р для повного забезпечення в парі промислових споживачів, ця потреба становить 600 т/год та з тиском 1.3 МПа. Тому приймаємо,

2Р-50-130

з пропускною здатністю виробничого відбору 310 т/год кожна, з витратою пари по 370 т/год. Надлишок пари становить:



або .

Надлишок пари піде на покриття теплового навантаження у гарячій воді.

Для покриття теплового навантаження приймаємо одну турбіну марки :

Т-175/210-130

З номінальним відбором потужністю 314 МВт, й максимальною витратою пари на турбіну

Проведемо перевірку по забезпеченню теплового навантаження, для цього скористаємось формулою що визначає коефіцієнт теплофікації:

де - надлишок тепла, що йде на покриття теплофікаційного навантаження з турбін типу Р;

- навантаження опалювального відбору турбіни типу Т.

Як бачимо, значення , майже лежить у допустимих межах. Після вибору турбін обираємо енергетичні та водонагрівальні котли (якщо є в цьому потреба).

Водонагрівальні котли забезпечують покриття пікових навантажень у гарячій воді:

Q_Пік= Q_Макс - Q_Турб=500-(15,1+314)=170,9 МВт

Для покриття пікових навантажень достатньо одного котла марки КВГМ-180

Для вибору кількості парових котлів визначимо сумарну потребу турбін в парі за формулою

2хР+Т=2D^Р-50+ D^Т-175=2370+760=1500 т/год.

Щоб забезпечити парою 2хР та 1хТ потрібно встановити парові котли з паропродуктивністю 420 т/год, тобто

4х420 т/год

Котельня.

Вважається, що котельня - це майже та сама ТЕЦ, але без обладнання, що дозволяє виробляти електроенергію

(турбіна, генератор, тощо). для покриття теплового навантаження в гарячій воді та парі, приймаємо з розрахунку на 1 запасний, тобто

Якщо, кількість парових котлів n_ПК>8, то треба будувати дві котельні.

- потреба в парі промислових споживачів(за умовою завдання).

- паропродуктивність одного парового котла.

Паропродуктивність парового котла вибирається з номенклатурного ряду: 50, 75, 100, 160 т/год. Отже, для покриття парового навантаження приймається 5х160 т/год.

для забезпечення покриття теплового навантаження в гарячій воді використовують водонагрівальні котли. Кількість таких котлів приймається без резерву, тобто

де - загальна потужність в гарячому водопостачанні м. Львів(за завданням);

- номінальна потужність водонагрівального котла, вибирається з такого номенклатурного ряду водогрійних котлів: 50, 100, 180 Гкал/год .

Отже, для покриття теплового навантаження в гарячому водопостачанні м. Львів потрібно встановити водогрійні

котли типу: 3х180 Гкал/год

1.2 Розрахунок та порівняння основних техніко-економічних показників ТЕЦ та котельні

В даному розділі проводиться техніко-економічний аналіз вибору теплопостачальної системи(ТЕЦ або котельня ). Основними порівняльними характеристиками є витрати палива на виробіток електроенергії та тепла, витрати електроенергії на власні потреби ТЕЦ чи котельні, капіталовкладення в новобудову, заробітна платня обслуговуючого персоналу та інші витрати. Ці показники заносяться в таблицю 1.1. й з неї робиться вже остаточне рішення, щодо спорудження теплопостачальної системи.

1.2.1 Розрахунок капіталовкладень для ТЕЦ та котельні

Сумарні капіталовкладення для ТЕЦ розраховуються за формулою:

К_ТЕЦ=К_БС+К_ОБ , у.о.

де К_БС - капіталовкладення для будівель та споруд, у.о.;

К_ОБ -...