ВВЕДЕНИЕ 7
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 8
1.1 Изучение характеристик ТБО 8
1.2 Анализ технологических решений по утилизации ТБО 9
1.2.1 Сжигание ТБО на механических колосниковых решетках в слоевых топках 9
1.2.2 Сжигание в кипящем слое 10
1.2.3 Сжигание в трубчатых (барабанных) печах 10
1.2.4 Пиролиз ТБО 11
1.3 Выбор наиболее оптимального варианта 12
1.4 Экономическая эффективность подсветки при помощи бурого угля перед природным газом 12
1.5 Постановка задач 15
2 Расчетная часть 16
2.1 Выбор основного оборудования 16
2.2 Расчет принципиальной тепловой схемы 16
2.2.1 Описание тепловой схемы и исходные данные к расчету 16
2.2.2 Построение процесса расширения на i-s диаграмме 18
2.2.3 Расчет установки по подогреву сетевой воды 20
2.2.4 Определение параметров по элементам схемы 21
2.2.5 Определение предварительного расхода пара на турбину 22
2.2.6 Баланс пара и конденсата 22
2.2.7 Расчет расширителя непрерывной продувки 23
2.2.8 Расчет подогревателя химически очищенной воды 24
2.2.9 Расчет регенеративной схемы ПВД 25
2.2.10 Расчет регенеративной схемы ПНД 27
2.3 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 30
2.4 Расчет котельного агрегата 32
2.4.1 Исходные данные для расчета 32
2.4.2 Коэффициент избытка воздуха в топке и присосы воздуха в отдельных поверхностях нагрева 33
2.4.3 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания 34
2.4.3.1 Объемы теоретического количества воздуха и продуктов сгорания при а=1 34
2.4.3.2 Действительные объемы продуктов сгорания 36
2.4.3.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 36
2.4.4 Экономичность работы парового котла. Расход топлива на котел .... 38
2.4.4.1 Коэффициент полезного действия и потери теплоты 38
2.4.4.2 Определение расхода топлива на котел 39
2.4.5 Расчет топочной камеры 40
2.4.5.1 Конструктивные характеристики топочной камеры 40
2.4.6 Расчет теплообмена в топке 41
2.4.6.1 Первый проход 42
2.4.6.2 Второй проход 43
2.4.6.3 Третий проход 44
2.4.7 Расчет тепловосприятия радиационного пароперегревателя 45
2.4.8 Расчет конвективного пароперегревателя 46
2.4.9 Расчет водяного экономайзера второй ступени 50
2.4.10 Расчет водяного экономайзера второй ступени 52
2.4.11 Составление прямого баланса котла 55
2.4.12 Выбор и расчет систем пылеприготовления и горелочных устройств котельного агрегата 56
2.4.12.1 Расчет газовой сушки ТКО 56
2.4.12.2 Тепловой расчет сушильно-мельничной системы угля 57
2.4.12.3 Расчет горелочных устройств для подсветки 60
2.4.13 Аэродинамический расчет газового тракта 62
2.4.13.1 Расчет сопротивлений поверхностей нагрева 63
2.4.13.2 Расчет сопротивления газоходов. Расчет местных сопротивлений 64
2.4.13.3 Расчет сопротивления трения 65
2.4.13.4 Расчет гидравлического сопротивления золоуловителя и устройств сероочистки 65
2.4.13.5 Расчет сопротивления дымовой трубы 65
2.4.13.6 Расчет самотяги 66
2.4.13.7 Расчет перепада полных давлений по газовому тракту 67
2.4.13.8 Выбор типоразмера дымососа. Определение его производительности, напора и мощности привода 67
2.4.14 Расчет воздушного тракта 68
2.4.15 Расчет естественной циркуляции (средней секции фронтального экрана) 70
3 Охрана окружающей среды 79
3.1 Расчет токсичных выбросов в атмосферу 79
3.2 Расчет дымовой трубы 80
3.3 Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере 82
4 Общая часть 84
4.1 Выбор вспомогательного оборудования турбинного цеха 84
4.1.1 Выбор насосов 84
4.1.2 Выбор регенеративных подогревателей 85
4.2 Выбор оборудования ТТЦ 86
4.2.1 Выбор выгоноопрокидывателя 86
4.2.2 Выбор ленточных конвейеров 86
4.2.3 Выбор дробилок угля 88
4.2.4 Выбор емкости бункера сырого угля и питателя 88
4.2.5 Выбор емкости бункера ТБО и питателя 88
4.2.6 Выбор магнитного сепаратора 88
4.2.7 Топливные склады 89
4.5 Золоудаление 89
4.6 Выбор схемы технического водоснабжения 89
4.7 Электрическая часть проектируемой ТЭС 91
5 Оценка экономической привлекательности 94
6 Компоновка генерального плана и главного корпуса 97
6.1 Компоновка главного корпуса 97
6.2 Компоновка генерального плана 97
Заключение 98
Список использованных источников 102
Проблема обращения с бытовыми отходами актуальна по всему миру, но в России всего лишь 10% отходов подлежат переработке, остальная часть находится на мусорных полигонах, несанкционированных свалках, организованных самим же человеком. Площадь таких полигонов и свалок по всей стране составляет более 4 миллионов гектаров, и эта цифра растет с каждым годом. Помимо огромной площади бытовые отходы, при своем естественном разложении, являются источником загрязнения не только почвы, но и атмосферного воздуха, так же побочным эффектом являются частые пожары “мусорных пастбищ”. Все эти факторы влияют на экологическую обстановку в регионах и в последующем на здоровье людей. Именно поэтому проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) с мест их захоронения является актуальной проблемой в современном мире.
Одно из долгосрочных направлений энергетической политики Российской Федерации связано с использованием возобновляемых источников для производства электрической энергии. Примером источника являются ТБО, которые ежедневно образуются в результате работы предприятий, офисных зданий и жизнедеятельности человека.
Как показывает мировой опыт, самым доступным и одним из наиболее экономически целесообразных возобновляемых источников энергии являются тепловые электростанции, которые сжигают ТБО - ТЭС на ТБО. Твердые бытовые отходы - это топливо, которое по теплоте сгорания сопоставимо с торфом и некоторыми марками бурых углей. ТБО образуется в тех местах, где электроэнергия наиболее востребована, т.е. в крупных городах, каким и является город Красноярск.
Строительство мини-ТЭС на ТБО в районе города Красноярск позволит значительно разгрузить мусорные полигоны, избавиться от
несанкционированных свалок, а также предложить людям города Красноярск и близлежащих городов новую, более низкую цену за вывоз ТБО. Так же в результате строительства современной ТЭС на ТБО позволит отказаться от старых, неэффективных и неэкологичных котельных, которые влияют на качество атмосферного воздуха.
Таким образом, данная работа нацелена на решение комплексной задачи: разработка объекта энергосистемы, который будет эффективно решать проблему обращения с ТБО и обеспечивать дополнительной тепловой и электрической энергией местных жителей.
Такую станцию целесообразно будет поставить в городе Сосновоборск Красноярского края. В данном городе уже имеется площадка для сооружения станции подобного типа, а именно площадка бывшей Сосновоборской ТЭЦ. Так же данный город отлично подходит как место для сбыта ТБО из трех крупных городов: Красноярска, Сосновоборска и Железногорска.
Выполняя разработку станции мощностью 40МВт, работающей на ТКО, было решено множество технических задач. Была выбрана теплофикационная турбина “Уральского турбинного завода” типа Т-42/50-2,9 совместно с турбогенератором ТТК-50К-2УЗ-П.
Для турбоагрегата была рассчитана принципиальная тепловая схема, найдены параметры отборного пара, определена температура питательной воды, которая составила 119,609 °C.
Одной из самых сложных задач оказалось выбрать паровой котел. Однако, в качестве прототипа был выбран котельный агрегат со слоевым сжиганием П¬52 производства ЗИО “Подольск”. Данный котел был пересчитан под характеристики выбранной турбины с номинальными параметрами Р0 = 2,9 МПа, t0= 410 OC. Расход перегретого пара составил 180,226 т/ч. Был рассчитан теплообмен в топочной камере, определены температуры на выходе из каждого прохода топки. Были определены компоновки таких поверхности нагрева как: конвективный пароперегреватель, водяной экономайзер первой и второй ступеней.
После теплового расчета выполнялся расчет пылесистем, результатом которого являлось определение расхода газов на сушку ТБО и угля. Отбор газов на сушку ТБО осуществляется из поворотной камеры котла. Для сушки угля было принято поставить маленькие угольные котлы мощностью 300 кВт компании “Терморобот” Так же были выбраны 2 мельницы марки ШБМ 320/570/17,8 для более тонкого помола топлива.
Были рассчитаны газовый и воздушный тракты котла в результате чего было выбрано тягодутьевое оборудование: два дымососа марки : Д-18х2у с числом оборотов п =590 об/мин; два дутьевых вентилятора марки ВДН-21 с числом оборотов п =740 об/мин.
Был выполнен гидродинамический расчет котельного агрегата. Были рассчитаны скорость циркуляции, которая составила 0,36 м/с, полезный напор контура циркуляции - 3600 Па, коэффициенты запаса на опрокидывание и застой, которые составили соответственно 54 и 44.
В ходе расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, были рассчитаны такие выбросы как: твердые частицы, монооксид углерода, оксиды серы, оксиды азота, бензаперен. На основе этих расчетов была выбрана дымовая труба высотой 100м с диаметром устья 3,6м. После чего были определены приземные концентрации вредных веществ на различном расстоянии как по оси раструба, так и перпендикулярно ему.
Далее выполнялся выбор вспомогательного оборудования для турбинного цеха. Было выбрано теплообменное оборудование, а также следующие насосы: 2 питательных насоса по 50% производительности марки ПЭ-150-53; 2 конденсатных по 100% производительности марки КсВ-120-85; 2 циркнасоса по 98 50% необходимой производительности каждый марки ОВ6-55К-УЗ; Сетевые насосы марки СЭ-500-140.
В ходе выбора оборудования для системы топливо подачи был выбран боковой вагоноопрокидыватель производительностью 1860-1500 т/ч. Были рассчитаны конвейера угля и ТБО. Конвейер угля получился с производительностью 16,469 т/ч и шириной ленты в 500 мм, а конвейер для ТБО - 119,04 т/ч и шириной ленты 800 мм. В качестве дробильного устройства была выбрана дробилка марки СМ-431 производительностью 18-24 т/ч с размером выходного куска от 30 до 5 мм. Для очистки ТБО от примесей железа был выбран магнитный сепаратор фирмы “Рудгормаш” марки ПБС/150 с производительностью 80-120 т/ч.
При выборе системы технического водоснабжения была выбрана оборотная в виду своей экологичности. На необходимый расход охлаждающей воды была выбрана градирня производительностью 8500 м3/ч и площадью орошения 1500 м2.
При расчете экономической привлекательности было выявлено, что обычный срок окупаемости мини-ТЭС на ТБО составляет чуть более 10-ти лет. Однако, учитывая норму дисконта, срок окупаемости наступает в 14 год существования проекта.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
