Проект Бирюсинской ТЭС 990 МВт
|
Введение 6
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 7
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 7
1.2 Обоснование места строительства и логистика перевозок топлива .... 8
1.3 Технико-экономическая оценка состава основного оборудования
проектируемой ТЭС 10
1.3.1 Расчёт затрат на топливо 11
1.3.2 Эксплуатационные расходы 13
1.3.3 Расчёт себестоимости единицы электроэнергии 15
1.4 Обоснование технического решения выбора состава основного
оборудования 18
1.5 Постановка задач 22
2 Расчетная часть 23
2.1 Описание тепловой схемы электростанции и подготовка данных к
расчету 23
2.2 Построение процесса расширения 25
2.3 Расчет принципиальной тепловой схемы 27
2.3.1 Расчет установки по подогреву сетевой воды 27
2.3.2 Определение параметров по элементам схемы 29
2.3.3 Определение предварительного расхода пара на турбину 31
2.3.4 Баланс пара и конденсата 32
2.3.5 Расчет регенеративной схемы ПВД 33
2.3.6 Расчет деаэратора 36
2.3.7 Расчет регенеративной схемы ПНД 37
2.4 Укрупненный расчет котла 41
2.4.1 Тепловой расчет топочной камеры 48
2.5 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 53
2.6 Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки 56
2.6.1 Выбор питательных насосов 56
2.6.2 Выбор конденсатных насосов 57
2.6.3 Выбор циркуляционных насосов 59
2.6.4 Выбор сетевых насосов 60
2.6.5 Выбор регенеративных подогревателей 61
2.6.6 Выбор деаэратора 62
2.7 Топливное хозяйство 62
2.7.1 Ленточные конвейеры 62
2.7.2 Выбор дробилок 64
2.7.3 Топливные склады 65
2.8 Выбор оборудования пылеприготовления 65
2.8.1 Выбор типа мельниц 65
2.8.2 Выбор схемы пылеприготовления 66
2.8.3 Выбор числа и производительности мельниц 66
2.9 Выбор тягодутьевых машин 67
2.9.1 Выбор дутьевых вентиляторов 67
2.9.2 Выбор дымососов 68
3 Охрана окружающей среды 70
3.1 Золоулавливание и золоудаление 71
3.1.1 Золоулавливание 71
3.1.2 Золоудаление 72
3.2 Расчет выбросов вредных веществ ТЭС 73
3.2.1 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 73
3.2.2. Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 75
3.2.3 Расчет содержания бензапирена 78
3.2.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ 78
3.3 Выбор дымовые трубы 78
3.4 Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере 80
4 Общая часть 84
4.1. Выбор схемы технического водоснабжения 84
4.2 Электрическая часть проектируемой ТЭС 85
4.3 Компоновка генерального плана и главного корпуса проектируемой
ТЭС 88
5. Экономическая часть 89
5.1. Оценка экономической привлекательности, проектируемой ТЭС. 89
5.2 Анализ чувствительности 93
Список использованных источников 99
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 7
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 7
1.2 Обоснование места строительства и логистика перевозок топлива .... 8
1.3 Технико-экономическая оценка состава основного оборудования
проектируемой ТЭС 10
1.3.1 Расчёт затрат на топливо 11
1.3.2 Эксплуатационные расходы 13
1.3.3 Расчёт себестоимости единицы электроэнергии 15
1.4 Обоснование технического решения выбора состава основного
оборудования 18
1.5 Постановка задач 22
2 Расчетная часть 23
2.1 Описание тепловой схемы электростанции и подготовка данных к
расчету 23
2.2 Построение процесса расширения 25
2.3 Расчет принципиальной тепловой схемы 27
2.3.1 Расчет установки по подогреву сетевой воды 27
2.3.2 Определение параметров по элементам схемы 29
2.3.3 Определение предварительного расхода пара на турбину 31
2.3.4 Баланс пара и конденсата 32
2.3.5 Расчет регенеративной схемы ПВД 33
2.3.6 Расчет деаэратора 36
2.3.7 Расчет регенеративной схемы ПНД 37
2.4 Укрупненный расчет котла 41
2.4.1 Тепловой расчет топочной камеры 48
2.5 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 53
2.6 Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки 56
2.6.1 Выбор питательных насосов 56
2.6.2 Выбор конденсатных насосов 57
2.6.3 Выбор циркуляционных насосов 59
2.6.4 Выбор сетевых насосов 60
2.6.5 Выбор регенеративных подогревателей 61
2.6.6 Выбор деаэратора 62
2.7 Топливное хозяйство 62
2.7.1 Ленточные конвейеры 62
2.7.2 Выбор дробилок 64
2.7.3 Топливные склады 65
2.8 Выбор оборудования пылеприготовления 65
2.8.1 Выбор типа мельниц 65
2.8.2 Выбор схемы пылеприготовления 66
2.8.3 Выбор числа и производительности мельниц 66
2.9 Выбор тягодутьевых машин 67
2.9.1 Выбор дутьевых вентиляторов 67
2.9.2 Выбор дымососов 68
3 Охрана окружающей среды 70
3.1 Золоулавливание и золоудаление 71
3.1.1 Золоулавливание 71
3.1.2 Золоудаление 72
3.2 Расчет выбросов вредных веществ ТЭС 73
3.2.1 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 73
3.2.2. Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 75
3.2.3 Расчет содержания бензапирена 78
3.2.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ 78
3.3 Выбор дымовые трубы 78
3.4 Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере 80
4 Общая часть 84
4.1. Выбор схемы технического водоснабжения 84
4.2 Электрическая часть проектируемой ТЭС 85
4.3 Компоновка генерального плана и главного корпуса проектируемой
ТЭС 88
5. Экономическая часть 89
5.1. Оценка экономической привлекательности, проектируемой ТЭС. 89
5.2 Анализ чувствительности 93
Список использованных источников 99
Тепловые электростанции занимают более 90% общей мощности по выработки электроэнергии в мире. Такое значение достигается простотой и эффективностью работы теплоэнергетики. Успешное развитие теплоэнергетики является приоритетной задачей и в России. Несмотря на развитие альтернативных источников энергии теплоэнергетика также является превалирующим методом получения электроэнергии и достигает 70%. Основными исходными компонентами в данной отрасли являются углеводороды, к которым относятся нефть, газ и ископаемый уголь.
Цель современной угольной энергетики является обеспечение максимального КПД проектируемых станций. Пути достижения этой цели многообразны и направлены, в основном, на совершенствование базового цикла, по которому работают все паротурбинные установки.
Несмотря на распространенность тепловых электростанций, у них существуют технологические и экологические ограничения затрудняющие дальнейшее развитие данной отрасли. По данной причине основной задачей, поставленной перед инженерами в теплоэнергетике, является повышение коэффициента полезного действия как отдельных энергоблоков, так и всей электростанции, а также уменьшения выбросов путем минимизации опасных выбросов или применение альтернативных источников для получения энергии.
Подобные решения необходимы в ближайшее время, из-за существенного увеличения производства с большими затратами электроэнергии. Развитие электростанций должно быть одном технологическом уровне с современными производствами, для поддержания эффективного развития всего общества.
В данной работе представлен проект пылеугольной ТЭС установленной энергетической мощностью 990 МВт, состоящей из трех энергоблоков по 330 МВт на сверхкритические параметры пара. Проектируемая электростанция располагается в Иркутской области, где наблюдается сильный дефицит электрических мощностей из-за многочисленных угледобывающих и промышленных предприятий.
Цель современной угольной энергетики является обеспечение максимального КПД проектируемых станций. Пути достижения этой цели многообразны и направлены, в основном, на совершенствование базового цикла, по которому работают все паротурбинные установки.
Несмотря на распространенность тепловых электростанций, у них существуют технологические и экологические ограничения затрудняющие дальнейшее развитие данной отрасли. По данной причине основной задачей, поставленной перед инженерами в теплоэнергетике, является повышение коэффициента полезного действия как отдельных энергоблоков, так и всей электростанции, а также уменьшения выбросов путем минимизации опасных выбросов или применение альтернативных источников для получения энергии.
Подобные решения необходимы в ближайшее время, из-за существенного увеличения производства с большими затратами электроэнергии. Развитие электростанций должно быть одном технологическом уровне с современными производствами, для поддержания эффективного развития всего общества.
В данной работе представлен проект пылеугольной ТЭС установленной энергетической мощностью 990 МВт, состоящей из трех энергоблоков по 330 МВт на сверхкритические параметры пара. Проектируемая электростанция располагается в Иркутской области, где наблюдается сильный дефицит электрических мощностей из-за многочисленных угледобывающих и промышленных предприятий.
В ходе выпускной квалификационной работы была спроектирована ТЭС электрической мощностью 990 МВт и отопительной нагрузкой 180 Гкал/ч на сверхкритические параметры пара. В качестве основного оборудования были выбраны паровые турбины К-330-240 и котлоагрегаты с кольцевой топкой Пп- 1050-25,5-565 КЦ.
Далее были составлены уравнения теплового и материального баланса, определены все необходимые расходы, энтальпии, после чего была произведена проверка по мощности, погрешность составила 0 %. Следующим шагом был расчет технико-экономических показателей станции, из него был определен удельный расход топлива на выработку электроэнергии, который составил 0,297 кг/кВтш, а удельный расход топлива на выработку тепловой энергии 56,95 кг/ГДж.
Следующим этапом был выбор вспомогательного оборудования. По результатам рассчитанного требуемого значения производительности в размере 1194,754 м3/ч были два питательных насоса ПТН-1150-340-15 с турбоприводом ОР-12ПМ. Исходя из рассчитанного требуемого значения были выбраны конденсатные насосы первой и второй ступени, по значению требуемой производительности насосов в размере 567,84 м3 /ч и 568,792 м3 /ч соответственно, были выбраны два насоса КсВ-700-180. Циркуляционные насосы ОП2-185 в количестве две штук и один в резерве выбирались исходя из общей потребности в объеме воды, равном 39600 м3/ч, после этого были выбраны сетевые насосы СЭ 500-140. Также были выбраны марки подогревателей регенеративной схемы и деаэратор - ДСП-1300.
Далее были выбраны два дутьевых вентилятора ДОД-28,5 по найденному значению расчетной производительности. Аналогично, по расчетному значению производительности были выбраны дымососы ДОД-41 в количестве двух штук.
Для удовлетворения экологическим нормам выбросов вредных веществ были оценены значения выбрасываемых со станции отходов: золы и шлака. В соответствии с полученными данными был выбран состав золоулавливающего оборудования - электрофильтры типа ЭГВМ с высотой электродов 18м, площадью активного сечения 545 м2 и производительностью 1965000 м3/ч.
Для проектируемой ТЭС была выбрана схема с оборотным водоснабжением с тремя башенными градирнями с плошаю орошения 6400 м2.
Выбор и расчет оборудования топливно-транспортного цеха позволил оценить необходимую площадь угольного склада, которая составила 44208,833 м2. Также были выбраны типоразмеры вагоноопрокидывателей, 97
дробилок, рассчитаны необходимые размеры ленточных конвейеров и бункеров сырого угля. Была выбрана схема пылеприготовления с прямым вдуванием, а также марки восьми мельниц - МВС-175.
Также была разработана электрическая часть станции мощность 990 МВт и напряжением 500 кВ, разработана схема выдачи мощности, а также структурная схема станции. Осуществлен выбор основного оборудования электроцеха: турбогенераторы типа ТВВ-350-2 и трансформаторы ТДЦ- 400000/500.
На основании рассчитанных критериев оценки эффективности проекта можно сделать вывод, что он является доходным, так как индекс доходности составил 1,014, со сроками окупаемости: простой срок окупаемости составил 8 лет, дисконтированный - 15 лет.
Далее были составлены уравнения теплового и материального баланса, определены все необходимые расходы, энтальпии, после чего была произведена проверка по мощности, погрешность составила 0 %. Следующим шагом был расчет технико-экономических показателей станции, из него был определен удельный расход топлива на выработку электроэнергии, который составил 0,297 кг/кВтш, а удельный расход топлива на выработку тепловой энергии 56,95 кг/ГДж.
Следующим этапом был выбор вспомогательного оборудования. По результатам рассчитанного требуемого значения производительности в размере 1194,754 м3/ч были два питательных насоса ПТН-1150-340-15 с турбоприводом ОР-12ПМ. Исходя из рассчитанного требуемого значения были выбраны конденсатные насосы первой и второй ступени, по значению требуемой производительности насосов в размере 567,84 м3 /ч и 568,792 м3 /ч соответственно, были выбраны два насоса КсВ-700-180. Циркуляционные насосы ОП2-185 в количестве две штук и один в резерве выбирались исходя из общей потребности в объеме воды, равном 39600 м3/ч, после этого были выбраны сетевые насосы СЭ 500-140. Также были выбраны марки подогревателей регенеративной схемы и деаэратор - ДСП-1300.
Далее были выбраны два дутьевых вентилятора ДОД-28,5 по найденному значению расчетной производительности. Аналогично, по расчетному значению производительности были выбраны дымососы ДОД-41 в количестве двух штук.
Для удовлетворения экологическим нормам выбросов вредных веществ были оценены значения выбрасываемых со станции отходов: золы и шлака. В соответствии с полученными данными был выбран состав золоулавливающего оборудования - электрофильтры типа ЭГВМ с высотой электродов 18м, площадью активного сечения 545 м2 и производительностью 1965000 м3/ч.
Для проектируемой ТЭС была выбрана схема с оборотным водоснабжением с тремя башенными градирнями с плошаю орошения 6400 м2.
Выбор и расчет оборудования топливно-транспортного цеха позволил оценить необходимую площадь угольного склада, которая составила 44208,833 м2. Также были выбраны типоразмеры вагоноопрокидывателей, 97
дробилок, рассчитаны необходимые размеры ленточных конвейеров и бункеров сырого угля. Была выбрана схема пылеприготовления с прямым вдуванием, а также марки восьми мельниц - МВС-175.
Также была разработана электрическая часть станции мощность 990 МВт и напряжением 500 кВ, разработана схема выдачи мощности, а также структурная схема станции. Осуществлен выбор основного оборудования электроцеха: турбогенераторы типа ТВВ-350-2 и трансформаторы ТДЦ- 400000/500.
На основании рассчитанных критериев оценки эффективности проекта можно сделать вывод, что он является доходным, так как индекс доходности составил 1,014, со сроками окупаемости: простой срок окупаемости составил 8 лет, дисконтированный - 15 лет.
