Проект Медвежьегорской ТЭС мощностью 1980 МВт
|
Реферат 2
Введение 4
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 5
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 5
1.2 Технико-экономическое обоснование состава выбранного
оборудования 10
1.3 Обоснование технического решения выбора состава основного
оборудования 18
1.4 Постановка задач 23
2 Расчетная часть 23
2.1 Описание тепловой схемы электростанции и подготовка данных к
расчету 23
2.2 Укрупненный расчет турбоустановки 25
2.3 Расчет тепловой схемы 33
2.4 Укрупненный расчет котельного агрегата 47
2.5 Расчет технико-экономических показателей 54
2.6 Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки 57
2.7 Выбор оборудования пылеприготовления 64
2.8 Выбор тягодутьевых машин 66
3 Охрана окружающей среды 70
3.1 Золоулавливание и золоудаление 71
3.2 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 74
3.3 Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 77
3.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ ТЭС 78
3.5 Проектирование дымовой трубы 79
3.6 Определение приземной концентрации вредных веществ 81
4 Общая часть 84
4.1 Выбор схемы технического водоснабжения 84
4.2 Выбор оборудования топливно-транспортного цеха 86
4.3 Электрическая часть проектируемой ТЭС 89
4.4 Компоновка генерального плана и главного корпуса ТЭС 91
5 Экономическая часть 92
5.1 Оценка экономической привлекательности проектируемой ТЭС 92
6 Индивидуальное задание 96
6.1 Определение эскизной площади поверхности теплообмена 97
6.2 Определение основных конструктивных размеров 100
6.3 Компоновка трубного пучка 104
6.4 Компоновка межтрубного пространства 106
6.5 Определение значений коэффициентов теплопередачи 109
Заключение 115
Список использованных источников 117
Введение 4
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 5
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 5
1.2 Технико-экономическое обоснование состава выбранного
оборудования 10
1.3 Обоснование технического решения выбора состава основного
оборудования 18
1.4 Постановка задач 23
2 Расчетная часть 23
2.1 Описание тепловой схемы электростанции и подготовка данных к
расчету 23
2.2 Укрупненный расчет турбоустановки 25
2.3 Расчет тепловой схемы 33
2.4 Укрупненный расчет котельного агрегата 47
2.5 Расчет технико-экономических показателей 54
2.6 Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки 57
2.7 Выбор оборудования пылеприготовления 64
2.8 Выбор тягодутьевых машин 66
3 Охрана окружающей среды 70
3.1 Золоулавливание и золоудаление 71
3.2 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 74
3.3 Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 77
3.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ ТЭС 78
3.5 Проектирование дымовой трубы 79
3.6 Определение приземной концентрации вредных веществ 81
4 Общая часть 84
4.1 Выбор схемы технического водоснабжения 84
4.2 Выбор оборудования топливно-транспортного цеха 86
4.3 Электрическая часть проектируемой ТЭС 89
4.4 Компоновка генерального плана и главного корпуса ТЭС 91
5 Экономическая часть 92
5.1 Оценка экономической привлекательности проектируемой ТЭС 92
6 Индивидуальное задание 96
6.1 Определение эскизной площади поверхности теплообмена 97
6.2 Определение основных конструктивных размеров 100
6.3 Компоновка трубного пучка 104
6.4 Компоновка межтрубного пространства 106
6.5 Определение значений коэффициентов теплопередачи 109
Заключение 115
Список использованных источников 117
Теплоэнергетика - отрасль промышленности, занимающаяся преобразованием теплоты в другие виды энергии. Основу современной теплоэнергетики составляют тепловые электрические станции (ТЭС), использующие в качестве топлива уголь, газ, а также нефтепродукты. Теплоэнергетика в мировом масштабе преобладает среди традиционных видов; на базе угля вырабатывается 46% всей электроэнергии мира.
Главная цель современной угольной энергетики не только России, но и мира - обеспечение максимального КПД проектируемых электростанций. Пути достижения этой цели многообразны и направлены, в основном, на совершенствование базового цикла, по которому работают все паротурбинные установки - цикла Ренкина. Так, уже десятки лет инженеры внедряют прогрессивные технологии в процесс производства электрической и тепловой энергии на ТЭС. Среди них использование промежуточного перегрева пара, увеличение вакуума в конденсаторе турбины и многие другие способы повышения КПД ТЭС. Наиболее перспективным из них является повышение начальных параметров пара - давления и температуры. В настоящее время мировая теплоэнергетика уже сделала реальные шаги к массовому переходу к энергоблокам суперсверхкритических параметров пара (ССКП): 30 МПа, 600 °C, а затем 35 МПа, 650 °C. В зарубежной печати имеются сообщения о работе над энергоблоком на начальную температуру 720 °C. Все эти мероприятия направлены на снижение удельных расходов топлива на выработку единицы энергии и, как следствие, снижение стоимости вырабатываемой энергии.
Вместе с тем немаловажную роль в современной энергетике играет экологическая обстановка. Известно, что тепловые электростанции являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды. В этой связи все больше ужесточаются требования к проектируемым электростанциям. Перед проектировщиками встает вопрос о создании электростанции, способной выбрасывать как можно меньшее количество вредных веществ в атмосферу.
Перечисленные проблемы заставляют современных инженеров- энергетиков искать пути решения их, создавая электростанцию, которая будет удовлетворять всем требованиям - мощную, экологически чистую и эффективную.
В данной работе представлен проект пылеугольной ТЭС установленной электрической мощностью 1980 МВт, состоящей из трех блоков по 660 МВт на суперсверхкритических параметрах пара. Проектируемая электростанция располагается в Медвежьегорском районе республики Карелия, где наблюдается сильный дефицит электроэнергии из-за большого количества работающих и строящихся промышленных предприятий.
Главная цель современной угольной энергетики не только России, но и мира - обеспечение максимального КПД проектируемых электростанций. Пути достижения этой цели многообразны и направлены, в основном, на совершенствование базового цикла, по которому работают все паротурбинные установки - цикла Ренкина. Так, уже десятки лет инженеры внедряют прогрессивные технологии в процесс производства электрической и тепловой энергии на ТЭС. Среди них использование промежуточного перегрева пара, увеличение вакуума в конденсаторе турбины и многие другие способы повышения КПД ТЭС. Наиболее перспективным из них является повышение начальных параметров пара - давления и температуры. В настоящее время мировая теплоэнергетика уже сделала реальные шаги к массовому переходу к энергоблокам суперсверхкритических параметров пара (ССКП): 30 МПа, 600 °C, а затем 35 МПа, 650 °C. В зарубежной печати имеются сообщения о работе над энергоблоком на начальную температуру 720 °C. Все эти мероприятия направлены на снижение удельных расходов топлива на выработку единицы энергии и, как следствие, снижение стоимости вырабатываемой энергии.
Вместе с тем немаловажную роль в современной энергетике играет экологическая обстановка. Известно, что тепловые электростанции являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды. В этой связи все больше ужесточаются требования к проектируемым электростанциям. Перед проектировщиками встает вопрос о создании электростанции, способной выбрасывать как можно меньшее количество вредных веществ в атмосферу.
Перечисленные проблемы заставляют современных инженеров- энергетиков искать пути решения их, создавая электростанцию, которая будет удовлетворять всем требованиям - мощную, экологически чистую и эффективную.
В данной работе представлен проект пылеугольной ТЭС установленной электрической мощностью 1980 МВт, состоящей из трех блоков по 660 МВт на суперсверхкритических параметрах пара. Проектируемая электростанция располагается в Медвежьегорском районе республики Карелия, где наблюдается сильный дефицит электроэнергии из-за большого количества работающих и строящихся промышленных предприятий.
В рамках выполнения выпускной квалификационной работы по теме «Проект Медвежьегорской ТЭС мощностью 1980 МВт» были произведены расчеты и проектирование тепловой электрической станции, работающей на твердом топливе и суперсверхкритических параметрах пара.
Был проведен сравнительный анализ технико-экономических показателей состава основного оборудования станции, по итогам которого выбран вариант с оптимальными значениями. Так, для проектирования принят следующий состав основного оборудования: паровая турбина К-660-26,5 и паровой котел Пп-1900- 27,0-610/610.
Результатом укрупненного расчета турбинной установки стало определение внутреннего относительного КПД турбины, который составил 0,892. Также был построен процесс расширения пара в турбине.
По завершении расчета тепловой схемы блока 660 МВт были определены значения расходов и энтальпий пара и конденсата во всех точках схемы, а также найден расход пара на турбину, равный 500,66 кг/с.
Укрупненный расчет котельного агрегата позволил оценить КПД котельного агрегата, который составил 91,043 %, а также было получено значение расчетного расхода топлива на работу котлоагрегата, которое получилось равным 341,124 т/ч.
В результате оценки технике -экономических показателей работы станции были определены значения удельных расходов топлива на производство и отпуск электроэнергии, равные соответственно 0,274 кг/кВтш и 0,3 кг/кВтш.
Расчет и выбор вспомогательного оборудования проектируемой ТЭС был произведен с целью определения типоразмеров оборудования, задействованного в производственном процессе. Были выбраны марки насосов, подогревателей регенеративной схемы, тягодутьевого оборудования, деаэратора.
Для удовлетворения экологическим нормам выбросов вредных веществ были оценены значения выбрасываемых со станции отходов: золы, оксидов серы и азота. В соответствии с полученными данными был выбран состав золоулавливающего оборудования. Так, была принята комбинация мокрых золоуловителей МС-ВТИ с коагулятором Вентури и электрофильтров типа ЭГА2-88-12-6-4-330-5. Полученные значения выбросов оксидов серы и азота позволили выбрать высоту дымовой трубы, при которой будет достигаться допустимая концентрация вредных веществ на уровне дыхания человека. Так, была принята бетонная труба высотой 250 м и диаметром устья 9,6 м.
Для проектируемой ТЭС была выбрана схема с оборотным водоснабжением с башенными градирнями. По расходу охлаждающей воды были выбраны градирни производительностью 52500 тыс. м3/ч в количестве 6 штук.
Выбор и расчет оборудования топливно-транспортного цеха позволил оценить необходимую площадь угольного склада, при которой будет возможна бесперебойная подача топлива. Так, площадь угольного склада составила 22491,704 м2. Также были выбраны типоразмеры вагоноопрокидывателей, дробилок, рассчитаны необходимые размеры ленточных конвейеров и бункеров сырого угля.
Была составлена схема выдачи электрической мощности, разработана компоновка главного корпуса и генеральный план станции. Главный корпус и генеральный план были выполнены в CAD-среде SolidWorks. По выполненной 3В-модели была разработана техническая документация.
Расчет эффективности инвестиций позволил составить финансовый профиль проекта, а также оценить срок окупаемости проекта, который составил
7,3 лет.
Индивидуальное задание было выполнено с целью определения типоразмеров подогревателей регенеративной схемы. Для примера представлен тепловой расчет подогревателя низкого давления ПНД-4, результатом которого стало нахождение расчетной площади поверхности теплообмена.
Таким образом, был разработан проект тепловой электрической станции, в котором применены продвинутые технологии повышения эффективности и экологичности ТЭС: использование суперсверхкритических параметров пара, инновационные разработки в области котлостроения, а также современные способы очистки дымовых газов от вредных веществ. При составлении генерального плана станции был предусмотрен временный торец, что позволит в будущем производить работы по расширению электростанции. Объекты ТЭС на генплане размещены с учетом розы ветров так, чтобы обеспечить максимально компактное их взаиморасположение.
Был проведен сравнительный анализ технико-экономических показателей состава основного оборудования станции, по итогам которого выбран вариант с оптимальными значениями. Так, для проектирования принят следующий состав основного оборудования: паровая турбина К-660-26,5 и паровой котел Пп-1900- 27,0-610/610.
Результатом укрупненного расчета турбинной установки стало определение внутреннего относительного КПД турбины, который составил 0,892. Также был построен процесс расширения пара в турбине.
По завершении расчета тепловой схемы блока 660 МВт были определены значения расходов и энтальпий пара и конденсата во всех точках схемы, а также найден расход пара на турбину, равный 500,66 кг/с.
Укрупненный расчет котельного агрегата позволил оценить КПД котельного агрегата, который составил 91,043 %, а также было получено значение расчетного расхода топлива на работу котлоагрегата, которое получилось равным 341,124 т/ч.
В результате оценки технике -экономических показателей работы станции были определены значения удельных расходов топлива на производство и отпуск электроэнергии, равные соответственно 0,274 кг/кВтш и 0,3 кг/кВтш.
Расчет и выбор вспомогательного оборудования проектируемой ТЭС был произведен с целью определения типоразмеров оборудования, задействованного в производственном процессе. Были выбраны марки насосов, подогревателей регенеративной схемы, тягодутьевого оборудования, деаэратора.
Для удовлетворения экологическим нормам выбросов вредных веществ были оценены значения выбрасываемых со станции отходов: золы, оксидов серы и азота. В соответствии с полученными данными был выбран состав золоулавливающего оборудования. Так, была принята комбинация мокрых золоуловителей МС-ВТИ с коагулятором Вентури и электрофильтров типа ЭГА2-88-12-6-4-330-5. Полученные значения выбросов оксидов серы и азота позволили выбрать высоту дымовой трубы, при которой будет достигаться допустимая концентрация вредных веществ на уровне дыхания человека. Так, была принята бетонная труба высотой 250 м и диаметром устья 9,6 м.
Для проектируемой ТЭС была выбрана схема с оборотным водоснабжением с башенными градирнями. По расходу охлаждающей воды были выбраны градирни производительностью 52500 тыс. м3/ч в количестве 6 штук.
Выбор и расчет оборудования топливно-транспортного цеха позволил оценить необходимую площадь угольного склада, при которой будет возможна бесперебойная подача топлива. Так, площадь угольного склада составила 22491,704 м2. Также были выбраны типоразмеры вагоноопрокидывателей, дробилок, рассчитаны необходимые размеры ленточных конвейеров и бункеров сырого угля.
Была составлена схема выдачи электрической мощности, разработана компоновка главного корпуса и генеральный план станции. Главный корпус и генеральный план были выполнены в CAD-среде SolidWorks. По выполненной 3В-модели была разработана техническая документация.
Расчет эффективности инвестиций позволил составить финансовый профиль проекта, а также оценить срок окупаемости проекта, который составил
7,3 лет.
Индивидуальное задание было выполнено с целью определения типоразмеров подогревателей регенеративной схемы. Для примера представлен тепловой расчет подогревателя низкого давления ПНД-4, результатом которого стало нахождение расчетной площади поверхности теплообмена.
Таким образом, был разработан проект тепловой электрической станции, в котором применены продвинутые технологии повышения эффективности и экологичности ТЭС: использование суперсверхкритических параметров пара, инновационные разработки в области котлостроения, а также современные способы очистки дымовых газов от вредных веществ. При составлении генерального плана станции был предусмотрен временный торец, что позволит в будущем производить работы по расширению электростанции. Объекты ТЭС на генплане размещены с учетом розы ветров так, чтобы обеспечить максимально компактное их взаиморасположение.
