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
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.
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.
1.Степанец А.А. Энергосберегающие турбодетандерные установки/Под ред.А.Д.Трухния.-М.:ООО «Недра-бизнесцентр»,1999.
2.Загорученко В.А., Журавлева А.М. Теплофизические свойства газообразного и жидкого метана.-М.:Изд-во Комитета стандартов,1969.
3. Термодинамические свойства метана: ГСССД / В.В.Сычев, А.А.Вассерман, В.А.Загорученко, А.Д.Козлов, Г.А.Спиридонов, В .А.Цымарный.-М. :Изд-во стандартов,1979.
4. Епифанова В.И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. -М. Машиностроение, 1974.
5. Степанец А.А., Горюнов И.Т, Гуськов Ю.Л. Энергосберегающие комплексы, основанные на использовании перепада давления на газопроводах // Теплоэнергетика.-1995.-№6.
.Влияние детандер-генераторных агрегатов на тепловую экономичность ТЭЦ / Э.К.Аракелян, В.В.Кудрявый, Ю.Л.Гуськов,
A. А.Степанец и др. // Электрические станции.1997.Спец.выпуск.
7. Степанец А.А. Оценка эффективности влияния детандергенераторных агрегатов на работу ТЭЦ //Теплоэнергетика.1999.-№12.
8. Получение экологически чистой электроэнергии при утилизации энергии давления траспортируемого природного газа / В.С. Агабабов,
B. Ф. Утенков, Ю.Ю. Хаймер // Энергосбережение и водоподготовка.1999. - №4.
9. Агабабов В.С. Турбодетандерные установки - путь к энергосбережению // Теплоэнергетика.2000.-№9.
10. Новожилов Ю.Н. Схемы подогрева газа // Промышленная энергетика.2001.-№10.
11.Определение энергетической эффективности использования детандер-генераторного агрегата в системах газоснабжения / В.С.Агабабов, А.В.Корягин // Теплоэнергетика.2002.-№12.
12. Теплообменные аппараты холодильных установок/ Г.Н.Данилова,
С.Н.Богданов, О.П.Иванов и др.;Под общ.ред. Г.Н.Даниловой.-2-е
изд.,перераб. и доп.-Л.:Машиностроение.Ленингр.отд-ние,1986.
13. Справочник по теплообменным аппаратам / П.И.Бажан, Г.Е.Каневец, В .М.Селиверстов. -М. Машиностроение, 1989.
14.Энергосберегающие и нетрадиционные технологии производства электроэнергии / А.И.Леонтьев, В.И.Доброхотов, И.А.Новожилов, О.О.Мильман,В.А.Фёдоров // Теплоэнергетика.1999.-№4.
15. Промышленная энергетика, проблемы и основные направления энергосбережения / А.Д.Гольдштейн, П.А.Кругликов, Ю.В.Смолкин // Т еплоэнергетика.2003. -№2.
16. Сибикин Ю., Сибикин М. О важнейших направлениях энергосберегающей политики Российской Федерации // Промышленная энергетика. 1999.-№11.
17.Энергосбережение как важнейший компонент природоохранной политики / Г.С.Асланян, С.Д.Молодцов, А.А.Соловьянов // Т еплоэнергетика. 1998. -№ 1.
18. Степанец А.А. Об эффективности детандер-генераторных агрегатов в тепловой схеме ТЭЦ // Энергетик.1999.-№4.
19.О подогреве газа в детандер-генераторных агрегатах / В.С.Агабабов , А.В.Корягин , В.Л.Титов , И.А.Михайлов // Энергосбережение и водоподготовка.2001.-№1.
20. Дейч М.Е., Филиппов Г.А., Лазарев Л.Я. Атлас профилей решёток осевых турбин.-М.:Машиностроение, 1965.
21. Щеголяев А.В. Паровые турбины.Теория теплового процесса и конструкции турбин .В двух кн. 6 -е изд., перераб. и дополн. Подготов. К печати Б.М. Трояновским. - М.: Энергоатомиздат , 1993.
22. Степанец А.А. Большие задачи малой энергетики // Деловая жизнь России.1999.-№1.
23. Степанец А.А. Источники финансирования проектов по энергосбережению на предприятиях электроэнергетики России // Деловая жизнь России.1999.-№3,4.
24. Трухний А.Д. Термодинамические основы использования утилизационных турбодетандерных установок // Вестник МЭИ.-1999.-№5.
25. Стерман Л.С., Шарков А.Т., Тевлин С.А. Тепловые и атомные электростанции. Учебник для вузов. Под ред. Л.С.Стермана, М., Атомиздат, 1975.
26. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче: Учеб. Пособие для вузов.-4-е изд., перераб.-М.: Энергия, 1980.
27. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара.-М.: Издательство стандаров, 19 9.
28. Правила безопасности в газовом хозяйстве.-М.: ПИО ОБТ, 1998.
29. Теплотехнический справочник. Изд. 2-е, перераб. Под ред. В.Н.Юренева и П.Д.Лебедева. Т.1.-М.: Энергия, 1975.
29. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей.-М.: ЭНАС, 1997.
30. Applikation of a Hard Sphere Equation of State to Refrigerants and Refrigerants Mixtures. NBS Technical Note 1226.