Проект ГРЭС 1600 МВт на ультрасверхкритические параметры пара
|
Введение 5
1. Технико-экономическая оценка состава основного оборудования 7
1.1 Расчёт основных технико-экономических показателей проектируемой и
сопоставляемой конденсационной электростанции 8
1.1.1 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией 8
1.1.2 Расчет себестоимости единицы электроэнергии 11
1.2 Экономическое обоснование состава основного оборудования по
критерию себестоимости энергетической продукции 13
2. Обоснование выбора основного оборудования 14
3 Расчётная часть 18
3.1 Определение параметров установки по подогреву сетевой воды 18
3.2 Построение процесса расширения пара на i-s диаграмме 20
3.3 Определение параметров по элементам схемы 23
3.4 Определение предварительного расхода пара на турбину 25
3.5 Баланс пара и конденсата 26
3.6 Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания 27
3.6.1 Теоретический объём воздуха и продуктов сгорания 27
3.6.2 Действительные объемы продуктов сгорания 28
3.6.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 29
3.7 Коэффициент полезного действия котла и потери теплоты 30
3.8 Определение расхода топлива на котел 32
3.9 Тепловой расчёт котла 32
3.10 Расчёт регенеративной схемы 39
3.10.1 Расчёт регенеративной схемы ПВД 39
3.10.2 Расчёт деаэратора 39
3.10.3 Расчёт турбопривода питательного насоса 40
3.10.4 Расчёт регенеративной схемы ПНД 40
3.11 Расчёт технико-экономических показателей 42
3.12 Выбор и расчёт вспомогательного оборудования 45
3.12.1 Выбор питательных насосов 45
3.12.2 Выбор конденсатных насосов 45
3.12.3 Выбор циркуляционных насосов 45
3.12.4 Выбор сетевых насосов 46
3.12.5 Регенеративные подогреватели 46
3.12.6 Сетевые подогреватели 48
3.12.7 Деаэратор 48
3.13 Аэродинамический расчёт котельного агрегата, выбор тягодутьевых
машин 49
3.13.1 Расчет газового тракта 50
3.13.2 Расчет воздушного тракта 64
4. Общая часть 72
4.1 Расчёт схемы водоснабжения станции 72
4.2 Проектирование топливного хозяйства ГРЭС 73
5. Генеральный план станции 77
6. Компоновка главного корпуса 77
7. Охрана окружающей среды 79
7.1 Определение выбросов вредных веществ в атмосферу 79
7.2 Расчёт дымовой трубы 80
7.3 Расчёт рассеивания выбросов вредных веществ в атмосферу 81
8 Расчет показателей экономической эффективности строительства КЭС и оценка коммерческой эффективности проекта 86
Заключение 91
Список использованных источников 93
1. Технико-экономическая оценка состава основного оборудования 7
1.1 Расчёт основных технико-экономических показателей проектируемой и
сопоставляемой конденсационной электростанции 8
1.1.1 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией 8
1.1.2 Расчет себестоимости единицы электроэнергии 11
1.2 Экономическое обоснование состава основного оборудования по
критерию себестоимости энергетической продукции 13
2. Обоснование выбора основного оборудования 14
3 Расчётная часть 18
3.1 Определение параметров установки по подогреву сетевой воды 18
3.2 Построение процесса расширения пара на i-s диаграмме 20
3.3 Определение параметров по элементам схемы 23
3.4 Определение предварительного расхода пара на турбину 25
3.5 Баланс пара и конденсата 26
3.6 Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания 27
3.6.1 Теоретический объём воздуха и продуктов сгорания 27
3.6.2 Действительные объемы продуктов сгорания 28
3.6.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 29
3.7 Коэффициент полезного действия котла и потери теплоты 30
3.8 Определение расхода топлива на котел 32
3.9 Тепловой расчёт котла 32
3.10 Расчёт регенеративной схемы 39
3.10.1 Расчёт регенеративной схемы ПВД 39
3.10.2 Расчёт деаэратора 39
3.10.3 Расчёт турбопривода питательного насоса 40
3.10.4 Расчёт регенеративной схемы ПНД 40
3.11 Расчёт технико-экономических показателей 42
3.12 Выбор и расчёт вспомогательного оборудования 45
3.12.1 Выбор питательных насосов 45
3.12.2 Выбор конденсатных насосов 45
3.12.3 Выбор циркуляционных насосов 45
3.12.4 Выбор сетевых насосов 46
3.12.5 Регенеративные подогреватели 46
3.12.6 Сетевые подогреватели 48
3.12.7 Деаэратор 48
3.13 Аэродинамический расчёт котельного агрегата, выбор тягодутьевых
машин 49
3.13.1 Расчет газового тракта 50
3.13.2 Расчет воздушного тракта 64
4. Общая часть 72
4.1 Расчёт схемы водоснабжения станции 72
4.2 Проектирование топливного хозяйства ГРЭС 73
5. Генеральный план станции 77
6. Компоновка главного корпуса 77
7. Охрана окружающей среды 79
7.1 Определение выбросов вредных веществ в атмосферу 79
7.2 Расчёт дымовой трубы 80
7.3 Расчёт рассеивания выбросов вредных веществ в атмосферу 81
8 Расчет показателей экономической эффективности строительства КЭС и оценка коммерческой эффективности проекта 86
Заключение 91
Список использованных источников 93
Многие десятилетия тепловые электрические станции (ТЭС) остаются главным промышленным источником энергии. Современная энергетика сегодня продолжает в значительной мере опираться на использование ТЭС, что обусловлено некоторыми ограничениями в других её отраслях:
• Доля атомной энергетики составляет около 10% в мировом производстве электроэнергии, многие страны осуществляют поэтапное закрытие станций и осуществляют их замену. В настоящее время к выходу из эксплуатации до 2040 г. готовятся более 200 ядерных реакторов (в таких странах как США, Россия и Япония). В связи с этим возникает проблема восполнения нехватки генерирующих мощностей: особенно остро в последнее время она поднимается в странах Европы.
• Перспективы развития гидроэнергетики ограничены тем, что гидропотенциал развитых стран почти полностью исчерпан, кроме того, серьёзным препятствием прогрессу в данной отрасли является неравномерное расположение гидропотенциала, обусловленное географическим расположением рек и водоёмов.
• Несмотря на значительный прогресс в использовании ветряной и солнечной энергии, в ближайшем будущем не предполагается широкий переход на использование данных видов энергии вследствие их сильной зависимости от климатических условий, препятствующей надёжному снабжению потребителя электроэнергией.
В данных условиях, с учётом использования новых экологичных технологий и общему прогрессу в изготовлении конструкционных материалов перспективным и надёжным источником энергии остаются мощные пылеугольные энергоблоки. Сейчас, вследствие аварий, связанных со «старением» оборудования с одной стороны (в середине десятилетия по статистике средний возраст основного оборудования станций превышал 33 года) и роста потребности в электрической и тепловой энергии с другой, важным является ввод новых мощностей в этой сфере. Запасы угля огромны, проблем с его производством нет, и спрос на него ограничен исключительно вопросами экологии, в настоящее время успешно решаемыми в европейских странах новейшими технологиями по сокращению выбросов CO2.
Однако другим, наиболее острым вопросом в условиях постоянного роста потребления электроэнергии в мире является увеличение эффективности использования энергоблоков и единичной мощности агрегатов. Одним из возможных решений данных задач является переход на новую ступень параметров пара - суперсверхкритические параметры (ССКД) с давлением свежего пара более 24 МПа. С прогрессом в металлургии, в частности в освоении технологий создания новых высокопрочных и жаростойких сталей (главным образом перлитного и аустенитного классов), данное решение становится перспективной тенденцией в развитии энергетики. Создание блоков на ССКД позволит максимально эффективно использовать богатые запасы угля, при этом получая мощность конкурентную на рынке электроэнергии, но следуя самым жестким экологическим стандартам.
Одной из важных технологий в сфере увеличения эффективности использования энергоблока является схема блока повышенной эффективности (БПЭ). Данная технология предполагает снижение температуры уходящих газов за счёт установки в газоходе котла дополнительных поверхностей нагрева - так называемых турбинных экономайзеров - являющихся байпасом групп регенеративных подогревателей низкого и высокого давления. Кроме того, байпасируя часть общего потока воды, можно существенно снизить расход пара из отборов турбины на работу регенеративных подогревателей, при этом освободившийся отборный пар направляется в хвост турбины, тем самым вырабатывая дополнительную электрическую мощность.
Объектом проектирования в данной работе является ГРЭС 1600 МВТ с энергоблоками 800 МВт на суперсверхкритические параметры пара, с использованием технологии БПЭ и двойного промперегрева. Предполагаемый потребитель - реализуемый в Бородинском районе Красноярского края компанией «Интергео» ГОК, который по плану будет введён в эксплуатацию в 2023 году в рамках проекта по освоению новых месторождений медно- никелевых руд. Реализация современной ГРЭС, использующей в качестве топлива уголь Ирша-Бородинского разреза, будет являться более перспективным решением в сравнении с транспортом электроэнергии с других станций посредством ЛЭП - одной из важнейших статей расходов, связанных с проектом (в настоящий момент «Интергео» предполагает сооружение ЛЭП протяжённостью более 400 километров).
Для выбора прототипа проектируемого блока был проведён анализ ряда зарубежных аналогов:
• буроугольная ТЭС Neurath (блок 660 МВт, P0=29,6 МПа, t0= 600°С),
• ТЭС ShwarzePumpe (блок 800 МВт, Po=26,8 МПа, to=565°C))
• ТЭС Niederhaussem, блок К установленной мощностью 1000 МВт, КПД = 43 % (P0=27,4 МПа, t0= 580°С)
После проведённого анализа было принято решение об использовании в качестве прототипа проектируемого блока использовать блок К станции Niederhaussem, так как на данном блоке с 2002 года успешно применяется технология БПЭ.
Электростанция Niederaussem, принадлежащая компании RWE, расположена в западной части Германии, в 30 км к северо-западу от Кельна, в Nordrhein Westfalen, близко к запасам бурого. Блок К Niederaussem является самым последним установленным агрегатом, и он знаменует собой значительное изменение производительности. Этот блок представляет собой ведущий мировой пример эффективного и чистого производства энергии на основе бурого угля, и в настоящее время на нём достигается значительная экономия удельных вредных выбросов по сравнению с предыдущим поколением установок, использующих высоковлажный бурый уголь в качестве основного топлива. Блок мощностью 1000 МВт представляет собой блок на ультрасверхкритические параметры пара с КПД более 43%. Он был открыт в 2002 году, а текущее накопленное время работы составляет более 120000 часов. Наибольшая доля мощности компании RWE приходится на использование бурого угля (более 41%). Она располагает тремя крупными открытыми шахтами, снабжающими свои электростанции в Рейнском районе добычи бурого угля: Хамбах, Гарцвейлер и Инден. Восемь действующих в настоящее время старых установок в Нидерауссеме и Блок К используют только два угля (Хамбах и Гарцвейлер), смешанные между собой во избежание проблем, связанных с составом золы.
Niederaussem должен был иметь очень большой котел, чтобы сжигать высоковлажный (50-60%) бурый уголь и производить достаточное количество пара для обеспечения мощности в 1000 МВт. Массивный котел башенного типа имеет площадь 26 м и высоту 162 м. При проектировании также необходимо было учитывать необходимость предотвращения шлакообразования бурым углем при таких высоких температурах пара, так как хамбачский уголь имеет повышенную склонность к шлакообразованию. Было также решено иметь систему пуска, которая не требовала бы дополнительного вида топлива (используется сухой бурый уголь), и должна была иметь альтернативные системы обработки золы, чтобы транспортировать большое количество золы в случае, если одна система не сможет поддерживать работу.
Обеспечение высоких основных параметров пара, выбранное как путь к высокой эффективности, стало проблемой во время строительства. Используемые материалы (17% хрома) были бы улучшением по сравнению с более привычными сталями и позволяли использовать более тонкие стенки труб, при этом работая на границах допустимого диапазона. Эти материалы были самыми передовыми, которые затем были одобрены для использования в деталях под давлением в Германии: хотя даже более продвинутые стали были одобрены в некоторых местах за рубежом, сначала их было невозможно использовать в Niederaussem.
Для нового блока «К» были установлены следующие требования:
* установка рассчитана на работу с базовой нагрузкой;
* система управления агрегатом предназначена для работы в режиме скользящего давления;
* предел перегрузки для поддержания частоты составляет 1,5%;
* система управления должна соответствовать требованиям DVG (Немецкие национальные нормы);
* установка предназначена для работы в конденсационном режиме, при этом обеспечивается возможность отбора технологического пара или централизованного теплоснабжения;
* система обжига и парогенератор предназначены для работы с рейнским сырым бурым углем из открытых шахт Хамбаха и Гарцвейлера с теплотворной способностью от 7,9 до 10,5 МД /кг;
* минимальная нагрузка при сжигании угля (без резервного сжигания) должна составлять приблизительно 50%.
Общая площадь нагрева частей пароперегревателей и промпароперегревателей котла составляет около 150 000 м2. Длина труб составляет примерно 1100 км. Ограждающие стены составляют примерно 170 км, пароперегреватель - 540 км, а подогреватель - 370 км. Площадь поверхностей нагрева для системы рекуперации тепла дымовых газов составляет еще 150 000 м2. Это эквивалентно дополнительной трубе длиной примерно 1300 км.
Для стенок котла используется самый высоколегированный материал, доступный для расчетных условий, т. е. 13 CrMo 44. Этот материал не требует никакой термической обработки после сварки.
Для сепараторов и уровнемера используется материал X10 CrMoVNb (P 91). Этот высоколегированный материал подходит для условий коррозии, вызванной деформацией вследствие высоких температур.
Конвективные поверхности нагрева изготавливаются из аустенитной стали X3 CrNiMoN 17-13 с 17-процентным содержанием хрома и 12¬процентным содержанием никеля для защиты от высокотемпературной коррозии. Этот материал был подвергнут крупномасштабной фазе испытаний в виде пробирки на электростанции Вайсвайлер при температуре 600°C с 1994 года.
Успех производителей и RWE в преодолении потенциальных трудностей очевиден из их опыта работы с данной станцией в общем и блоком К в частности.
В перспективе предполагается улучшение и оптимизация данного проекта, расчёт работы при различных условиях и с различными технологиями с целью обеспечить максимальную эффективность блока при минимально возможных капитальных вложениях.
• Доля атомной энергетики составляет около 10% в мировом производстве электроэнергии, многие страны осуществляют поэтапное закрытие станций и осуществляют их замену. В настоящее время к выходу из эксплуатации до 2040 г. готовятся более 200 ядерных реакторов (в таких странах как США, Россия и Япония). В связи с этим возникает проблема восполнения нехватки генерирующих мощностей: особенно остро в последнее время она поднимается в странах Европы.
• Перспективы развития гидроэнергетики ограничены тем, что гидропотенциал развитых стран почти полностью исчерпан, кроме того, серьёзным препятствием прогрессу в данной отрасли является неравномерное расположение гидропотенциала, обусловленное географическим расположением рек и водоёмов.
• Несмотря на значительный прогресс в использовании ветряной и солнечной энергии, в ближайшем будущем не предполагается широкий переход на использование данных видов энергии вследствие их сильной зависимости от климатических условий, препятствующей надёжному снабжению потребителя электроэнергией.
В данных условиях, с учётом использования новых экологичных технологий и общему прогрессу в изготовлении конструкционных материалов перспективным и надёжным источником энергии остаются мощные пылеугольные энергоблоки. Сейчас, вследствие аварий, связанных со «старением» оборудования с одной стороны (в середине десятилетия по статистике средний возраст основного оборудования станций превышал 33 года) и роста потребности в электрической и тепловой энергии с другой, важным является ввод новых мощностей в этой сфере. Запасы угля огромны, проблем с его производством нет, и спрос на него ограничен исключительно вопросами экологии, в настоящее время успешно решаемыми в европейских странах новейшими технологиями по сокращению выбросов CO2.
Однако другим, наиболее острым вопросом в условиях постоянного роста потребления электроэнергии в мире является увеличение эффективности использования энергоблоков и единичной мощности агрегатов. Одним из возможных решений данных задач является переход на новую ступень параметров пара - суперсверхкритические параметры (ССКД) с давлением свежего пара более 24 МПа. С прогрессом в металлургии, в частности в освоении технологий создания новых высокопрочных и жаростойких сталей (главным образом перлитного и аустенитного классов), данное решение становится перспективной тенденцией в развитии энергетики. Создание блоков на ССКД позволит максимально эффективно использовать богатые запасы угля, при этом получая мощность конкурентную на рынке электроэнергии, но следуя самым жестким экологическим стандартам.
Одной из важных технологий в сфере увеличения эффективности использования энергоблока является схема блока повышенной эффективности (БПЭ). Данная технология предполагает снижение температуры уходящих газов за счёт установки в газоходе котла дополнительных поверхностей нагрева - так называемых турбинных экономайзеров - являющихся байпасом групп регенеративных подогревателей низкого и высокого давления. Кроме того, байпасируя часть общего потока воды, можно существенно снизить расход пара из отборов турбины на работу регенеративных подогревателей, при этом освободившийся отборный пар направляется в хвост турбины, тем самым вырабатывая дополнительную электрическую мощность.
Объектом проектирования в данной работе является ГРЭС 1600 МВТ с энергоблоками 800 МВт на суперсверхкритические параметры пара, с использованием технологии БПЭ и двойного промперегрева. Предполагаемый потребитель - реализуемый в Бородинском районе Красноярского края компанией «Интергео» ГОК, который по плану будет введён в эксплуатацию в 2023 году в рамках проекта по освоению новых месторождений медно- никелевых руд. Реализация современной ГРЭС, использующей в качестве топлива уголь Ирша-Бородинского разреза, будет являться более перспективным решением в сравнении с транспортом электроэнергии с других станций посредством ЛЭП - одной из важнейших статей расходов, связанных с проектом (в настоящий момент «Интергео» предполагает сооружение ЛЭП протяжённостью более 400 километров).
Для выбора прототипа проектируемого блока был проведён анализ ряда зарубежных аналогов:
• буроугольная ТЭС Neurath (блок 660 МВт, P0=29,6 МПа, t0= 600°С),
• ТЭС ShwarzePumpe (блок 800 МВт, Po=26,8 МПа, to=565°C))
• ТЭС Niederhaussem, блок К установленной мощностью 1000 МВт, КПД = 43 % (P0=27,4 МПа, t0= 580°С)
После проведённого анализа было принято решение об использовании в качестве прототипа проектируемого блока использовать блок К станции Niederhaussem, так как на данном блоке с 2002 года успешно применяется технология БПЭ.
Электростанция Niederaussem, принадлежащая компании RWE, расположена в западной части Германии, в 30 км к северо-западу от Кельна, в Nordrhein Westfalen, близко к запасам бурого. Блок К Niederaussem является самым последним установленным агрегатом, и он знаменует собой значительное изменение производительности. Этот блок представляет собой ведущий мировой пример эффективного и чистого производства энергии на основе бурого угля, и в настоящее время на нём достигается значительная экономия удельных вредных выбросов по сравнению с предыдущим поколением установок, использующих высоковлажный бурый уголь в качестве основного топлива. Блок мощностью 1000 МВт представляет собой блок на ультрасверхкритические параметры пара с КПД более 43%. Он был открыт в 2002 году, а текущее накопленное время работы составляет более 120000 часов. Наибольшая доля мощности компании RWE приходится на использование бурого угля (более 41%). Она располагает тремя крупными открытыми шахтами, снабжающими свои электростанции в Рейнском районе добычи бурого угля: Хамбах, Гарцвейлер и Инден. Восемь действующих в настоящее время старых установок в Нидерауссеме и Блок К используют только два угля (Хамбах и Гарцвейлер), смешанные между собой во избежание проблем, связанных с составом золы.
Niederaussem должен был иметь очень большой котел, чтобы сжигать высоковлажный (50-60%) бурый уголь и производить достаточное количество пара для обеспечения мощности в 1000 МВт. Массивный котел башенного типа имеет площадь 26 м и высоту 162 м. При проектировании также необходимо было учитывать необходимость предотвращения шлакообразования бурым углем при таких высоких температурах пара, так как хамбачский уголь имеет повышенную склонность к шлакообразованию. Было также решено иметь систему пуска, которая не требовала бы дополнительного вида топлива (используется сухой бурый уголь), и должна была иметь альтернативные системы обработки золы, чтобы транспортировать большое количество золы в случае, если одна система не сможет поддерживать работу.
Обеспечение высоких основных параметров пара, выбранное как путь к высокой эффективности, стало проблемой во время строительства. Используемые материалы (17% хрома) были бы улучшением по сравнению с более привычными сталями и позволяли использовать более тонкие стенки труб, при этом работая на границах допустимого диапазона. Эти материалы были самыми передовыми, которые затем были одобрены для использования в деталях под давлением в Германии: хотя даже более продвинутые стали были одобрены в некоторых местах за рубежом, сначала их было невозможно использовать в Niederaussem.
Для нового блока «К» были установлены следующие требования:
* установка рассчитана на работу с базовой нагрузкой;
* система управления агрегатом предназначена для работы в режиме скользящего давления;
* предел перегрузки для поддержания частоты составляет 1,5%;
* система управления должна соответствовать требованиям DVG (Немецкие национальные нормы);
* установка предназначена для работы в конденсационном режиме, при этом обеспечивается возможность отбора технологического пара или централизованного теплоснабжения;
* система обжига и парогенератор предназначены для работы с рейнским сырым бурым углем из открытых шахт Хамбаха и Гарцвейлера с теплотворной способностью от 7,9 до 10,5 МД /кг;
* минимальная нагрузка при сжигании угля (без резервного сжигания) должна составлять приблизительно 50%.
Общая площадь нагрева частей пароперегревателей и промпароперегревателей котла составляет около 150 000 м2. Длина труб составляет примерно 1100 км. Ограждающие стены составляют примерно 170 км, пароперегреватель - 540 км, а подогреватель - 370 км. Площадь поверхностей нагрева для системы рекуперации тепла дымовых газов составляет еще 150 000 м2. Это эквивалентно дополнительной трубе длиной примерно 1300 км.
Для стенок котла используется самый высоколегированный материал, доступный для расчетных условий, т. е. 13 CrMo 44. Этот материал не требует никакой термической обработки после сварки.
Для сепараторов и уровнемера используется материал X10 CrMoVNb (P 91). Этот высоколегированный материал подходит для условий коррозии, вызванной деформацией вследствие высоких температур.
Конвективные поверхности нагрева изготавливаются из аустенитной стали X3 CrNiMoN 17-13 с 17-процентным содержанием хрома и 12¬процентным содержанием никеля для защиты от высокотемпературной коррозии. Этот материал был подвергнут крупномасштабной фазе испытаний в виде пробирки на электростанции Вайсвайлер при температуре 600°C с 1994 года.
Успех производителей и RWE в преодолении потенциальных трудностей очевиден из их опыта работы с данной станцией в общем и блоком К в частности.
В перспективе предполагается улучшение и оптимизация данного проекта, расчёт работы при различных условиях и с различными технологиями с целью обеспечить максимальную эффективность блока при минимально возможных капитальных вложениях.
В данной выпускной квалификационной работе разработан проект ГРЭС мощностью 1600 МВт, с двумя блоками по 800 МВт. В ходе теоретического обзора были рассмотрены различные варианты исполнения проектируемого блока. Вследствие особенностей используемого топлива (бурого угля Ирша- Бородинского разреза) было принято решение об использовании котла башенной компоновки с кольцевой топкой, работающего на суперсверхкритических параметрах пара, с двойным промперегревом. Кроме того, была применена технология блока повышенной эффективности, заключающаяся в применении турбинных экономайзеров - байпасов групп ПНД и ПВД, расположенных в опускном газоходе котла. Для осуществления стабильной и надёжной работы блока была выбрана турбина Siemens SST- 6000, зарекомендовавшая себя на зарубежных станциях.
Для проверки эффективности данного проекта были произведены следующие расчеты:
-расчет тепловой схемы турбины;
-тепловой расчет котлоагрегата;
-расчет технико-экономических показателей работы станции;
-аэродинамический расчет котла;
-расчёт и выбор вспомогательного оборудования
-расчёт системы технического водоснабжения;
-расчет выбросов и рассеивания вредных веществ;
-оценка экономической эффективности проекта и вычисление срока окупаемости.
Расчёт тепловой схемы показал, что технология блока повышенной эффективности с применением байпасов ПВД и ПНД совместно с переходом на ультрасверхкритические параметры пара позволила существенно увеличить КПД и улучшить показатели удельных расходов топлива по сравнению с классическим блоком К-800 (с котлом П-67). В то время как на классическом блоке К-800 удельный расход условного топлива на производство электроэнергии составил 0,381 кг/кВт-ч, на проектируемом блоке он был улучшен до 0,301 кг/кВт-ч; в то же время показатель удельного расхода условного топлива на производство тепловой энергии улучшился с 30,836 кг/ГДж до 4,128 кг/ГДж.
Расчет котельного агрегата конструкторской методикой позволил найти основные габаритные размеры поверхностей нагрева (в частности, высота ВЗП составила 4,439 метра, а байпасов ПВД и ПНД - 2,8 и 8,2 метра соответственно), а также температуры и энтальпии дымовых газов и рабочей среды по всему тракту. По результатам расчёта в среде SolidWorks была спроектирована 3Б-модель котла.
Аэродинамический расчет котла показал, что величина сопротивления газовоздушного тракта при башенной компоновке с учётом дополнительных поверхностей нагрева составляет приемлемую величину, по газовому тракту - 283,1 мм.вод.ст., по воздушному -557,6 мм.вод.ст. В связи с этим были выбраны тягодутьевые машины следующих марок: дымосос типа ДОД-31,5Ф с частотой вращения 740 об/мин и дутьевой вентилятор ВДОД-31,5 с частотой вращения 585 об/мин.
Особенностью в выборе вспомогательного оборудования стало применение на проектируемом блоке принципиально новой конструкции деаэратора, используемой на станции CEGB, а также использование технологии совмещённых ПНД.
Расчёт системы технического водоснабжения показал, что при использовании оборотной системы водоснабжения высота используемых на проектируемой станции градирен составит 55,96 метров (по одной градирне на каждый блок), диаметр градирен - 223,8 метра.
При расчёте вредных выбросов была вычислена общая концентрация вредных выбросов с учётом установки комбинированного золоуловителя, которая составила порядка 1,9 кг/с на два блока, при этом выбросы отдельных составляющих удовлетворяют нормативным. Кроме того, был произведён расчёт рассеивания вредных выбросов, который показал, что при опасной скорости ветра, составившей 6,351 м/с, максимальная приземная концентрации вредных веществ для выброса нагретой газовоздушной смеси составила 0,162. Также был выполнен расчёт высоты дымовой трубы, показавший, что при использовании 2 труб на станции высота каждой составит 200 метров.
Расчёт экономической эффективности проекта позволил вычислить индекс доходности, который составил 1,31, что является показателем высокой эффективности проекта. Простой и дисконтированный сроки окупаемости проекта составили 5,9 и 9,4 года соответственно, что также свидетельствует о том, что проект эффективен.
Для проверки эффективности данного проекта были произведены следующие расчеты:
-расчет тепловой схемы турбины;
-тепловой расчет котлоагрегата;
-расчет технико-экономических показателей работы станции;
-аэродинамический расчет котла;
-расчёт и выбор вспомогательного оборудования
-расчёт системы технического водоснабжения;
-расчет выбросов и рассеивания вредных веществ;
-оценка экономической эффективности проекта и вычисление срока окупаемости.
Расчёт тепловой схемы показал, что технология блока повышенной эффективности с применением байпасов ПВД и ПНД совместно с переходом на ультрасверхкритические параметры пара позволила существенно увеличить КПД и улучшить показатели удельных расходов топлива по сравнению с классическим блоком К-800 (с котлом П-67). В то время как на классическом блоке К-800 удельный расход условного топлива на производство электроэнергии составил 0,381 кг/кВт-ч, на проектируемом блоке он был улучшен до 0,301 кг/кВт-ч; в то же время показатель удельного расхода условного топлива на производство тепловой энергии улучшился с 30,836 кг/ГДж до 4,128 кг/ГДж.
Расчет котельного агрегата конструкторской методикой позволил найти основные габаритные размеры поверхностей нагрева (в частности, высота ВЗП составила 4,439 метра, а байпасов ПВД и ПНД - 2,8 и 8,2 метра соответственно), а также температуры и энтальпии дымовых газов и рабочей среды по всему тракту. По результатам расчёта в среде SolidWorks была спроектирована 3Б-модель котла.
Аэродинамический расчет котла показал, что величина сопротивления газовоздушного тракта при башенной компоновке с учётом дополнительных поверхностей нагрева составляет приемлемую величину, по газовому тракту - 283,1 мм.вод.ст., по воздушному -557,6 мм.вод.ст. В связи с этим были выбраны тягодутьевые машины следующих марок: дымосос типа ДОД-31,5Ф с частотой вращения 740 об/мин и дутьевой вентилятор ВДОД-31,5 с частотой вращения 585 об/мин.
Особенностью в выборе вспомогательного оборудования стало применение на проектируемом блоке принципиально новой конструкции деаэратора, используемой на станции CEGB, а также использование технологии совмещённых ПНД.
Расчёт системы технического водоснабжения показал, что при использовании оборотной системы водоснабжения высота используемых на проектируемой станции градирен составит 55,96 метров (по одной градирне на каждый блок), диаметр градирен - 223,8 метра.
При расчёте вредных выбросов была вычислена общая концентрация вредных выбросов с учётом установки комбинированного золоуловителя, которая составила порядка 1,9 кг/с на два блока, при этом выбросы отдельных составляющих удовлетворяют нормативным. Кроме того, был произведён расчёт рассеивания вредных выбросов, который показал, что при опасной скорости ветра, составившей 6,351 м/с, максимальная приземная концентрации вредных веществ для выброса нагретой газовоздушной смеси составила 0,162. Также был выполнен расчёт высоты дымовой трубы, показавший, что при использовании 2 труб на станции высота каждой составит 200 метров.
Расчёт экономической эффективности проекта позволил вычислить индекс доходности, который составил 1,31, что является показателем высокой эффективности проекта. Простой и дисконтированный сроки окупаемости проекта составили 5,9 и 9,4 года соответственно, что также свидетельствует о том, что проект эффективен.