Введение 5
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭЦ 7
1.1 Обоснование актуальности строительства Артемовской ТЭЦ-2 7
1.2 Задачи при проектировании Артемовской ТЭЦ-2 10
1.3 Обоснование технического и технологического решения 12
1.4 Постановка задач 14
2 Расчетная часть 15
2.1 Разработка ПТС 15
2.2 Тепловой расчет ГТУ 16
2.2.1 Определение параметров процесса сжатия воздуха в
компрессоре 16
2.2.2 Определение параметров газа после камеры сгорания 19
2.2.3 Определение параметров процесса расширения газа в турбине 22
2.3 Расчет установки по подогреву сетевой воды 28
2.4 Расчет двухконтурной комбинированной энергоустановки 31
2.4.1 Исходные данные 31
2.4.2 Тепловой расчет котла-утилизатора 31
2.5 Конструкторский расчет котла-утилизатора 37
2.5.1 Определение габаритных размеров котла-утилизатора 38
2.5.2 Определение поверхности теплообмена одной секции 39
2.5.3 Определение площади поверхности теплообмена ППВД 41
2.5.4 Определение площади поверхности теплообмена ИСПВД 42
2.5.5 Определение площади поверхности теплообмена
экономайзера 43
2.5.6 Определение площадей поверхностей теплообмена контура
низкого давления 44
2.6 Укрупненный расчет паровой турбины 45
2.7 Расчет технико-экономических показателей работы ПГУ 49
2.8 Выбор вспомогательного оборудования в пределах ПТС 51
2.8.1 Выбор сетевых подогревателей 51
2.8.2 Выбор сетевых насосов 51
2.8.3 Выбор питательных насосов 51
2.8.4 Выбор конденсатных насосов 52
2.8.5 Выбор циркуляционных насосов 52
3 Общая часть 53
3.1 Газовое хозяйство 53
3.2 Система технического водоснабжения 54
3.3 Выбор и описание генерального плана ТЭЦ 55
3.4 Выбор и описание компоновки главного корпуса 56
4 Охрана окружающей среды 57
4.1 Расчет выбросов оксида азота 57
4.2 Расчет выбросов оксида углерода и несгоревших углеводородов 59
4.3 Расчет и выбор дымовой трубы 60
5 Экономическая часть 61
5.1 Расчёт основных технико-экономических показателей
проектируемой парогазовой электростанции 61
5.1.1 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией 62
5.1.2 Калькуляция себестоимости электрической и тепловой
энергии 64
5.2 Расчёт срока окупаемости капитальных вложений и оценка
экономической эффективности проекта расширения ПГУ-ТЭЦ 65
Заключение 67
Список использованных источников 68
Проблемы теплоэнергетики на сегодняшний день стоят на одном из первых мест в мире по значимости и сложности решения. В России проблемы теплоэнергетики появились достаточно давно, а в последние несколько лет этот вопрос встал особенно остро. Неэффективное использование топливных ресурсов приводит к огромным финансовым потерям в отрасли, что влечет за собой значительное удорожание цен на топливо. Из этого следует, что проблемы теплоэнергетики напрямую влияют на развитие нашей экономики в целом.
Специалисты выделяют некоторые основные проблемы теплоэнергетики в России:
1. Моральный и физический износ фондов. На данном этапе периодически происходит локальная замена устаревшего оборудования. При этом важно понимать, что замена изношенного оборудования на аналогичное новое не решает проблем теплоэнергетики, потому что, помимо физического износа, оборудование устарело морально. Оно недостаточно автоматизировано и является весьма малоэффективным.
2. Отсутствие четкого плана дальнейшего развития данной отрасли. По утверждениям специалистов, энергетический сегмент нашей экономики существует без какого либо долгосрочного планирования, и это главная проблема теплоэнергетики. Уход от плановой экономики, существовавшей в Советском Союзе, повлек за собой необратимые процессы в системе развития данного направления. Недостаток государственного финансирования отодвигает на неопределенный срок решение проблем теплоэнергетики в стране.
3. Кадровый вопрос. За последние десять-двадцать лет резко поменялись приоритеты населения в выборе профессиональной деятельности, что не могло не отразиться на качестве и количестве квалифицированных специалистов.
4. Проблемы теплоэнергетики, связанные с нерациональным использованием ресурсов. Устаревшее оборудование не отвечающее современным нормативам, приводит к массовому расточительному расходу топлива. Зачастую ТЭЦ абсолютно не обеспечены достойным современным оборудованием, и весь рабочий процесс сводится к бесконечному ремонту и наладкам устаревшего основного фонда.
В данной работе необходимо выполнить проект Артемовской ТЭЦ-2 для замещения мощностей выработавшей свой парковый ресурс АТЭЦ.
В ходе выполнения выпускной работы необходимо выполнить расчет тепловой схемы парогазовой установки (ПГУ) утилизационного типа, который состоит из следующих расчетов:
- Тепловой расчет газотурбинной установки (ГТУ);
- Тепловой и конструкторский расчет котла-утилизатора (КУ);
- Укрупненный расчет паровой турбины (ПТ);
- Расчет технико-экономических показателей работы ПГУ.
Перед выполнением расчетов необходимо произвести подбор оборудования для проектируемой ТЭЦ, полная электрическая мощность которой составляет 400 МВт, тепловая - 480 Гкал/ч.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был выполнен тепловой расчет газотурбинной установки ГТЭ-65, в результате которого были определены КПД ГТУ и расход топлива, а также расход, температура и энтальпия уходящих газов, которые были необходимы для теплового расчета котла-утилизатора.
В результате расчета тепловой схемы были получены:
- параметры пара и воды по всему тракту (давления, температуры, влажность, энтальпии и расходы);
- процесс расширения пара в турбине, КПД отсеков паровой турбины и ее мощность, внутренний относительный КПД;
- абсолютный электрический КПД паротурбинной установки;
- КПД котла-утилизатора;
- КПД парогазовой установки.
После расчета тепловой схемы определены технико-экономические показатели: удельные расходы топлива на производство тепловой и электрической энергии.
Далее был произведен подбор вспомогательного оборудования, рассмотрена схема газового хозяйства и система оборотного водоснабжения. Рассчитаны выбросы вредных веществ в атмосферу и высота дымовой трубы.
В экономической части определены себестоимости тепловой и электрической энергии и срок окупаемости капитальных вложений.
В графической части представлены:
- Принципиальная тепловая схема;
- Генплан;
- Разрез главного корпуса;
- Разрез котла-утилизатора.
