Проект использования детандер-генераторной установки на предприятии ТЭЦ-3 в г.Томске.
|
Аннотация
Введение
2
1 Расчет потерь газа перед ГРП 6
2 Определение потерь при дросселировании газа
на ГРП ТЭЦ-3 10
3 Выбор схемы подогрева газа 12
4 Расчет подогревателя газа 19
5 Расчет ступени турбодетандера 24
6 Определение влияния детендер-генераторного агрегата на тепловую
экономичность Томской ТЭЦ-3 41
7 Описание детандер-генераторного агрегата ДГА-5000 55
8 Автоматизация ДГА-5000 64
8.1 Общие сведения об автоматическом регулировании ДГА-5000 64
8.2 Описание функциональной схемы 67
9 Охрана окружающей среды 69
10 Контрольно-измерительные приборы и автоматика 76
11 Охрана труда 82
11.1. Общие правила безопасности 82
11.2. Правила безопасности при эксплуатации газорегуляторных пунктов
(ГРП) 84
11.3. Правила безопасности при эксплуатации газоиспользующих
агрегатов 86
11.4. Техника безопасности при обслуживании турбодетандера 89
11.5. Фиико-химические свойства газа 90
ДГА 92
12.1 Предмет и метод анализа экономической эффективности 92
12.2 Предпосылки успешной реализации проекта 93
12.3 Организационно-правовые формы реализации проекта 97
12.3.1 Предварительный проект обоснования инвестиций 102
12.4 Оценка экономической эффективности проекта по внедрению
ДГА 101
Заключение 103
Список используемой литературы 92
Введение
2
1 Расчет потерь газа перед ГРП 6
2 Определение потерь при дросселировании газа
на ГРП ТЭЦ-3 10
3 Выбор схемы подогрева газа 12
4 Расчет подогревателя газа 19
5 Расчет ступени турбодетандера 24
6 Определение влияния детендер-генераторного агрегата на тепловую
экономичность Томской ТЭЦ-3 41
7 Описание детандер-генераторного агрегата ДГА-5000 55
8 Автоматизация ДГА-5000 64
8.1 Общие сведения об автоматическом регулировании ДГА-5000 64
8.2 Описание функциональной схемы 67
9 Охрана окружающей среды 69
10 Контрольно-измерительные приборы и автоматика 76
11 Охрана труда 82
11.1. Общие правила безопасности 82
11.2. Правила безопасности при эксплуатации газорегуляторных пунктов
(ГРП) 84
11.3. Правила безопасности при эксплуатации газоиспользующих
агрегатов 86
11.4. Техника безопасности при обслуживании турбодетандера 89
11.5. Фиико-химические свойства газа 90
ДГА 92
12.1 Предмет и метод анализа экономической эффективности 92
12.2 Предпосылки успешной реализации проекта 93
12.3 Организационно-правовые формы реализации проекта 97
12.3.1 Предварительный проект обоснования инвестиций 102
12.4 Оценка экономической эффективности проекта по внедрению
ДГА 101
Заключение 103
Список используемой литературы 92
Потенциал энергосбережения можно оценить в 35-40% современного энергопотребления, при этом одна треть этого потенциала сосредоточена в топливно-энергетическом комплексе. Основой электрообеспечения России являются более 700 электростанций общей мощностью свыше 215 млн. кВт. Почти 70% - это тепловые электростанции, работающие на высоких и сверхкритических параметрах пара; 20% - гидравлические электростанции; 10% - атомные электростанции.
В программе реструктуризации электроэнергетики России на 19972002 гг. приводится стоимость 1 кВт установленной мощности в РАО «ЕЭС России», которая составляет 1750 долларов (по курсу до августа 1998 года). Средний расход топлива на выработку 1 кВт-ч за два года (1995-1997) вырос на 10 г у.т.(с 335 до 345).
За период с 1995 по 2000г потери электроэнергии в сетях энергосистем увеличились на 4,2%, а производительность труда снизилась на 35%. Кроме того, производственные мощности РАО «ЕЭС России» имеют существенный материальный и моральный износ.
По оценке комиссии по реструктуризации РАО «ЕЭС России», оборудование теплоэлектростанций общей мощностью 15 млн. кВт выработало свое ресурс в 1997г., в 2000 г. это количество возросло до 35, а к 2005г. - до 55 млн. кВт.
Рост стоимости электроэнергии для промышленных предприятий, в зависимости от региона, изменяется в довольно широком диапазоне.
Одной из основных причин высокой стоимости является достаточно большой расход топлива.
Необходимость осуществления политики энергосбережения в нашей стране заставляет по-новому взглянуть на многие технологические процессы, которым ранее не уделялось должного внимания.
Такое внимание заслуживает утилизация потенциальной энергии давления природного газа, транспортируемого в трубопроводах.
По существующим магистральным газопроводам газ транспортируется с давлением до 5,5^8,0 МПа; в перспективе возможно увеличение давления до 10 МПа. По отводам от газопроводов газ направляется к газораспределительным станциям и газораспределительным пунктам, в которых давление уменьшается до значений 1,2 и 0,15 МПа соответственно. В некоторых случаях, например для подачи газа в газотурбинные двигатели компрессорных станций и электростанций, давление снижается до 1.5У3,5 МПа.
Уменьшение давления газа обычно производится в дросселирующих устройствах различных типов, в которых энергия избыточного давления газа расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений и, таким образом, безвозвратно теряется. Правда, при этом в ряде случаев возможно получение достаточного количества холода.
Если учесть существующие и постоянно растущие в мире расходы природного газа, то при подобном дросселировании потери энергии могут составить многие десятки миллиардов киловатт-часов в год.
В целом ряде государств сейчас уделяется значительное внимание полезному использованию (утилизации) энергии избыточного давления природного газа, разработке и внедрению соответствующих установок. Последнее подтверждается многочисленными примерами действующих утилизационных установок на газораспределительных станциях и на газораспределительных пунктах. Единичная мощность некоторых из них достигает 10^12 МВт.
В подавляющем большинстве утилизационных установок расширение газа осуществляется в турбодетандерах. При прочих одинаковых условиях этот процесс в них близок к изоэнтропическому, что обеспечивает получение максимальной величины механической энергии и максимального количества холода с единицы массы конструкции и, таким образом, предопределяет возможность реализации минимальной стоимости производства.
Кроме того, на основании многолетнего опыта работы в газовой промышленности общепризнан факт, что применение турбодетандерных агрегатов для подготовки и переработки газа обусловливает простоту, надежность, низкую металлоёмкость конструкций и широкий диапазон режимов, минимальное количество обслуживающего персонала, отсутствие влияния на окружающую среду и в конечном счёте невысокие капитальные и эксплуатационные затраты.
Научные предпосылки и практика позволяют считать, что для утилизации энергии избыточного давления природного газа - этого вторичного источника энергии - турбодетандерные установки в наибольшей степени соответствуют задачам экономии энергетических ресурсов, материальных средств и улучшения экологической обстановки.
Известные сейчас турбодетандерные утилизационные установки применяются на газораспределительных станциях (ГРС), на газораспределительных пунктах (ГРП) различных энергетических объектов, например на газотурбинных компрессорных станциях (ГТКС) магистральных газопроводов и тепловых электрических станциях (ТЭС). Мощность турбодетандеров чаще всего используется для привода электрогенераторов. По оценкам специалистов, в частности, АО «Криокор», удельные капитальные затраты на сооружение подобных установок единичной мощностью порядка 5 МВт, внедренных на ТЭС, в 2-3 раза ниже, чем у обычных газо- и паротурбинных установок.
В некоторых случаях турбодетандеры служат для привода компрессоров, насосов и т. п. Понижение температуры газа в турбодетандерах иногда используется для получения холода.
В программе реструктуризации электроэнергетики России на 19972002 гг. приводится стоимость 1 кВт установленной мощности в РАО «ЕЭС России», которая составляет 1750 долларов (по курсу до августа 1998 года). Средний расход топлива на выработку 1 кВт-ч за два года (1995-1997) вырос на 10 г у.т.(с 335 до 345).
За период с 1995 по 2000г потери электроэнергии в сетях энергосистем увеличились на 4,2%, а производительность труда снизилась на 35%. Кроме того, производственные мощности РАО «ЕЭС России» имеют существенный материальный и моральный износ.
По оценке комиссии по реструктуризации РАО «ЕЭС России», оборудование теплоэлектростанций общей мощностью 15 млн. кВт выработало свое ресурс в 1997г., в 2000 г. это количество возросло до 35, а к 2005г. - до 55 млн. кВт.
Рост стоимости электроэнергии для промышленных предприятий, в зависимости от региона, изменяется в довольно широком диапазоне.
Одной из основных причин высокой стоимости является достаточно большой расход топлива.
Необходимость осуществления политики энергосбережения в нашей стране заставляет по-новому взглянуть на многие технологические процессы, которым ранее не уделялось должного внимания.
Такое внимание заслуживает утилизация потенциальной энергии давления природного газа, транспортируемого в трубопроводах.
По существующим магистральным газопроводам газ транспортируется с давлением до 5,5^8,0 МПа; в перспективе возможно увеличение давления до 10 МПа. По отводам от газопроводов газ направляется к газораспределительным станциям и газораспределительным пунктам, в которых давление уменьшается до значений 1,2 и 0,15 МПа соответственно. В некоторых случаях, например для подачи газа в газотурбинные двигатели компрессорных станций и электростанций, давление снижается до 1.5У3,5 МПа.
Уменьшение давления газа обычно производится в дросселирующих устройствах различных типов, в которых энергия избыточного давления газа расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений и, таким образом, безвозвратно теряется. Правда, при этом в ряде случаев возможно получение достаточного количества холода.
Если учесть существующие и постоянно растущие в мире расходы природного газа, то при подобном дросселировании потери энергии могут составить многие десятки миллиардов киловатт-часов в год.
В целом ряде государств сейчас уделяется значительное внимание полезному использованию (утилизации) энергии избыточного давления природного газа, разработке и внедрению соответствующих установок. Последнее подтверждается многочисленными примерами действующих утилизационных установок на газораспределительных станциях и на газораспределительных пунктах. Единичная мощность некоторых из них достигает 10^12 МВт.
В подавляющем большинстве утилизационных установок расширение газа осуществляется в турбодетандерах. При прочих одинаковых условиях этот процесс в них близок к изоэнтропическому, что обеспечивает получение максимальной величины механической энергии и максимального количества холода с единицы массы конструкции и, таким образом, предопределяет возможность реализации минимальной стоимости производства.
Кроме того, на основании многолетнего опыта работы в газовой промышленности общепризнан факт, что применение турбодетандерных агрегатов для подготовки и переработки газа обусловливает простоту, надежность, низкую металлоёмкость конструкций и широкий диапазон режимов, минимальное количество обслуживающего персонала, отсутствие влияния на окружающую среду и в конечном счёте невысокие капитальные и эксплуатационные затраты.
Научные предпосылки и практика позволяют считать, что для утилизации энергии избыточного давления природного газа - этого вторичного источника энергии - турбодетандерные установки в наибольшей степени соответствуют задачам экономии энергетических ресурсов, материальных средств и улучшения экологической обстановки.
Известные сейчас турбодетандерные утилизационные установки применяются на газораспределительных станциях (ГРС), на газораспределительных пунктах (ГРП) различных энергетических объектов, например на газотурбинных компрессорных станциях (ГТКС) магистральных газопроводов и тепловых электрических станциях (ТЭС). Мощность турбодетандеров чаще всего используется для привода электрогенераторов. По оценкам специалистов, в частности, АО «Криокор», удельные капитальные затраты на сооружение подобных установок единичной мощностью порядка 5 МВт, внедренных на ТЭС, в 2-3 раза ниже, чем у обычных газо- и паротурбинных установок.
В некоторых случаях турбодетандеры служат для привода компрессоров, насосов и т. п. Понижение температуры газа в турбодетандерах иногда используется для получения холода.
1. Расчет потерь давления газа перед ГРП позволил произвести выбор детандер-генераторного агрегата .
2. Определение потерь энергии при дросселировании позволило определить количество безвозвратно теряемой энергии.
3. Определена схема подогрева газа, наиболее оптимальная в заданных условиях.
4. На основании расчета подогревателя газа определена энтальпия сетевой воды за подогревателем и площадь поверхности теплообменника.
5. Определена энтальпия и температура газа за турбодетандером.
6. Определена тепловая экономичность при включении турбодетандера в тепловую схему ТЭЦ-3.
7. Рассчитана экономическая эффективность инвестиционного проекта по внедрению энергосберегающего комплекса на базе ДГА-5000.
2. Определение потерь энергии при дросселировании позволило определить количество безвозвратно теряемой энергии.
3. Определена схема подогрева газа, наиболее оптимальная в заданных условиях.
4. На основании расчета подогревателя газа определена энтальпия сетевой воды за подогревателем и площадь поверхности теплообменника.
5. Определена энтальпия и температура газа за турбодетандером.
6. Определена тепловая экономичность при включении турбодетандера в тепловую схему ТЭЦ-3.
7. Рассчитана экономическая эффективность инвестиционного проекта по внедрению энергосберегающего комплекса на базе ДГА-5000.



