Введение 6
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 7
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 7
1.2 Обоснование места строительства 8
1.3 Логистика 10
1.4 Технико-экономический выбор и обоснование состава основного
оборудования 10
1.4.1 Определение ежегодных затратов, связанных с эксплуатацией
оборудования 11
1.4.2 Расчет затрат на топливо 12
1.4.3 Эксплуатационные расходы 13
1.5 Обоснование технического и технологического решения выбора состава
основного оборудования 16
1.6 Постановка задач 22
2 Расчетная часть 22
2.1 Описание тепловой схемы и подготовка данных к расчету 22
2.2 Построение процесса расширения пара 24
2.3 Расчет принципиальной тепловой схемы 27
2.3.1 Расчет теплофикационной схемы по подогреву сетевой воды 27
2.3.2 Определение параметров по элементам 28
2.3.3 Определение предварительного расхода пара на турбину 29
2.3.4 Баланс пара и конденсата 31
2.3.5 Расчет регенеративной схемы ПВД 33
2.3.6 Расчет деаэратора 36
2.3.7 Расчет регенеративной схемы ПНД 38
2.4 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 43
2.5 Укрупненный расчет котельного агрегата 46
2.5.1 Коэффициент избытка воздуха в газовом тракте котла 47
2.5.2 Расчет объемов и продуктов сгорания при рециркуляции газов 48
2.5.3 Экономичность работы парового котла 51
2.5.4 Конструктивные и тепловые характеристики топочной камеры 52
2.5.5 Расчет теплообмена в топке 54
2.6 Выбор вспомогательного оборудования турбинного цеха 60
2.6.1 Выбор питательных насосов 60
2.6.2 Выбор конденсатных насосов 62
2.6.3 Выбор циркуляционных насосов 64
2.6.4 Выбор сетевых насосов 65
2.6.5 Выбор регенеративных подогревателей 66
2.6.6 Выбор деаэратора 73
2.7 Выбор оборудования топливно-транспортного цеха 73
2.7.1 Приемные устройства 73
2.7.2 Ленточные конвейеры 73
2.7.3 Выбор дробилок 75
2.7.4 Топливные склады 76
2.8 Выбор оборудования пылеприготовления 77
2.8.1 Выбор типа мельницы 77
2.8.2 Выбор схемы пылеприготовления 77
2.8.3 Выбор числа и производительности мельниц 77
2.9 Выбор тягодутьевых машин 78
2.9.1 Выбор дутьевых вентиляторов 78
2.9.2 Выбор дымососов 80
3 Охрана окружающей среды 81
3.1 Расчет золоулавливающей установки и системы золоудаления 81
3.1.1 Золоулавливающая установка 81
3.1.2 Золоудаление 87
3.2 Расчет выбросов вредных веществ ТЭС 88
3.2.1 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 88
3.2.2 Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 89
3.2.3 Расчет содержания бензапирена 91
3.2.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ 92
3.3 Расчет дымовой трубы 92
3.4 Расчет рассеивания вредных примесей в атмосферу 93
4 Общая часть 98
4.1 Выбор схемы технического водоснабжения 98
4.2 Электрическая часть проектируемой ТЭС 100
4.3 Генеральный план ГРЭС 104
4.4 Компоновка главного корпуса 105
5 Экономическая часть 105
5.1 Расчет себестоимости единицы электроэнергии 105
5.2 Расчет денежных потоков 107
Заключение 111
Список использованных источников 113
Тепловые электростанции (ТЭС) играют важную роль в производстве электрической и тепловой энергии, обеспечивая около 40% всей мировой электроэнергии. Они являются эффективными, надежными и легко адаптируются к изменениям в энергосистеме. Теплоэнергетика считается ключевым фактором экономического роста и устойчивого развития России, поэтому правительство уделяет ей особое внимание и вкладывает значительные инвестиции в модернизацию и совершенствование отрасли. Несмотря на развитие альтернативных источников энергии, теплоэнергетика продолжает быть основным методом производства электроэнергии в России, составляя около 70% от общего объема. Она основана на использовании различных топлив, таких как уголь, нефть и газ.
В свете растущих требований к экологической безопасности и необходимости сокращения выбросов вредных веществ, разработка современных электростанций ставит перед инженерами-энергетиками сложные задачи. Важно сосредоточиться на совершенствовании технологий и процессов производства электроэнергии с минимальным воздействием на атмосферу.
Перспективной тенденцией является повышение начальных параметров пара, таких как давление и температура. В настоящее время наблюдается значительный прогресс в направлении массового внедрения энергоблоков, работающих на сверхкритических и суперсверхкритических параметрах пара (СКП и ССКП). Это способствует повышению эффективности станции, что в свою очередь снижает расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу.
В целом, задача инженеров-энергетиков при вновь проектируемых энергетических объектах заключается в разработке мощной, экологически чистой и эффективной электростанции.
В данной работе разрабатывается конденсационная электростанция мощностью 1320 МВт, которая будет состоять из двух блоков повышенной эффективности по 660 МВт каждый. Эта станция является не только символом технологического прогресса, но и ключевым фактором для развития региона. Ее строительство в пгт. Староуткинске открывает новые перспективы для промышленного развития. Она будет служить надежным источником энергии для предприятий УГМК, обеспечивая их энергетические потребности и способствуя их дальнейшему росту и процветанию. Кроме того, строительство станции в Староуткинске сократит дефицит электроэнергии в Свердловской области, обеспечивая стабильное и надежное энергоснабжение для местных жителей и предприятий.
В данной выпускной квалификационной работе разработан проект ГРЭС 1320 МВт, с двумя блоками по 660 МВт. Основное оборудование включает в себя: паровые турбины К-660-247 вместе с генератором ТВФ-660-2, котлоагрегаты HG-2100/25.4-YM16.
Для турбины был выполнен расчет принципиальной тепловой схемы. Были определены параметры пара и построен процесс расширения. Также проведен расчет всех элементов ПТС, найдены параметры воды и пара. Температура питательной воды составила 276,01 °С.
Учитывая, что турбина является не серийной, был произведен расчет эскизных площадей для всех подогревателей. В рамках тепловой схемы рассчитаны и подобраны насосы.
На основе расчета технико-экономических показателей работы станции были найдены удельные расходы условного топлива на выработку электрической и тепловой энергии, которые составили 0,31 кг у.т./кВт-ч и 45,44 кг у.т./ ГДж соответственно.
Паровой котел HG-2100/25.4-YM16 П-образный, на сверхкритические параметры пара, работающий с переменным давлением, со спиральными трубами, однократным промперегревом, тангенциальными горелками, уравновешенной тягой, твердым шлакоудалением, полнометаллической подвесной конструкцией и обмуровкой, работающий на угле. Данный котел был спроектирован на уголь с шахты «Котинская», поэтому был выполнен пересчет на уголь Талдинского месторождения. Из укрупненного расчета котельного агрегата мы определили температуру газов на выходе из топки, которая составила 1114,655 °С. Полученная температура не превышает температуру начала деформации золы. Таким образом, гарантируется отсутствие шлакования поверхностей нагрева. Также произведен расчет на проектное топливо для сравнения. Его результаты показали, что характеристики Талдинского угля удовлетворяют требованиям, заложенным проектом.
Был произведен расчет занимаемой площади угольного склада для работы станции с необходимым запасом по времени. Также было выбрано вспомогательное оборудование котельного цеха, включая два дутьевых вентилятора марки ВДОД-41-500-1, два дымососа ДОД-43-500-4 и восемь валковых мельниц МВС-240 с производительностью 50 т/ч каждая на котел. В системе пылеприготовления выбрана замкнутая система с прямым вдуванием. В процессе пылеприготовления используется смесь горячего воздуха и дымовых газов в качестве сушильного агента. Произведен расчет электрофильтра ЭГВМ2- 70-18-6-8 и определена степень его очистки, которая составила 99,83%.
Для соблюдения нормативных требований к выбросам вредных веществ в атмосферу дополнительно к использованию электрофильтров, принято решение внедрить установки серо- и азотоочистки. На основе расчетов выбросов вредных веществ были выбраны конструктивные параметры дымовой трубы: высота 250 м и диаметр устья 7,2 м. Также был произведен расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере, который показал, что наибольшая концентрация приходится на расстояние 5000 м по оси факела.
Для обеспечения технического водоснабжения была выбрана оборотная схема. Для необходимого расхода охлаждающей воды были установлены две градирни на один блок площадью орошения 5300 м2 каждая.
На основании рассчитанных критериев оценки эффективности проекта, можно сделать следующий вывод: окупаемость проекта в по чистому денежному потоку происходит на 7-й год его существования, что свидетельствует о положительной финансовой перспективе проекта.
Однако, при учете нормы дисконта, окупаемость проекта затягивается и наступает только на 14-й год. Это указывает на важность учета временной стоимости денег и фактора дисконтирования при оценке финансовой эффективности проекта.
Несмотря на относительно длительный период окупаемости при учете нормы дисконта, проект все равно остается финансово привлекательным и потенциально прибыльным. Важно принять во внимание другие факторы, такие как потенциальный рост рынка, конкурентные преимущества проекта и его влияние на долгосрочную стратегию и развитие компании.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
