Проект Кузбасской ТЭС 1320 МВт
|
ВВЕДЕНИЕ 5
1. Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 6
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 6
1.2 Технико-экономическое обоснование выбора состава основного
оборудования проектируемой ТЭС 7
1.2.1 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией
оборудования 8
1.3 Обоснование технического и технологического решения выбора
состава основного оборудования 13
1.4 Постановка задач 17
2. Расчетная часть 18
2.1 Описание тепловой схемы и подготовка данных к расчёту 18
2.2 Построение процесса расширения пара 20
2.3 Расчет установки по подогреву сетевой воды 23
2.4 Определение параметров по элементам схемы 24
2.5 Определение предварительного расхода пара на турбину 26
2.6 Баланс пара и конденсата 28
2.7 Расчет регенеративной схемы ПВД 29
2.8 Расчет деаэратора 33
2.9 Расчет регенеративной схемы ПНД 35
2.10 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 40
2.11 Укрупненный расчет котельного агрегата 43
2.11.1 Коэффициент избытка воздуха в газовом тракте котла 43
2.11.2 Расчет объемов и продуктов сгорания при рециркуляции газов . 45
2.11.3 Экономичность работы парового котла 48
2.11.4 Конструктивные и тепловые характеристики топочной камеры . 49
2.11.5 Расчет теплообмена в топке 51
2.12 Выбор вспомогательного оборудования турбинного цеха 59
2.12.1 Выбор питательных насосов 59
2.12.2 Выбор конденсатных насосов 61
2.12.3 Выбор циркуляционных насосов 63
2.12.4 Выбор сетевых насосов 64
2.12.5 Выбор регенеративных подогревателей 65
2.12.6 Выбор деаэратора 68
2.13 Выбор оборудования топливно-транспортного цеха 68
2.13.1 Приемные устройства 68
2.13.2 Ленточные конвейеры 68
2.13.3 Выбор дробилок 70
2.13.4 Топливные склады 71
2.14 Выбор оборудования пылеприготовления 71
2.14.1 Выбор числа и производительности мельниц 71
2.15 Выбор тягодутьевых машин 72
2.15.1 Выбор дутьевых вентиляторов 72
2.15.2 Выбор дымососов 74
3. Охрана окружающей среды 76
3.1 Расчет золоулавливающей установки и системы золоудаления 76
3.1.1 Золоулавливающая установка 76
3.1.2 Золоудаление 77
3.2 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 78
3.3 Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 78
3.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ ТЭС 81
3.5 Проектирование дымовой трубы 81
3.5.1 Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере 83
4. Общая часть 86
4.1 Электрическая часть проектируемой станции 86
4.2 Выбор схемы технического водоснабжения 89
4.3 Компоновка главного корпуса 90
4.4 Компоновка генерального плана 90
5. Экономическая часть 91
5.1 Оценка экономической привлекательности 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 96
1. Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 6
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 6
1.2 Технико-экономическое обоснование выбора состава основного
оборудования проектируемой ТЭС 7
1.2.1 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией
оборудования 8
1.3 Обоснование технического и технологического решения выбора
состава основного оборудования 13
1.4 Постановка задач 17
2. Расчетная часть 18
2.1 Описание тепловой схемы и подготовка данных к расчёту 18
2.2 Построение процесса расширения пара 20
2.3 Расчет установки по подогреву сетевой воды 23
2.4 Определение параметров по элементам схемы 24
2.5 Определение предварительного расхода пара на турбину 26
2.6 Баланс пара и конденсата 28
2.7 Расчет регенеративной схемы ПВД 29
2.8 Расчет деаэратора 33
2.9 Расчет регенеративной схемы ПНД 35
2.10 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 40
2.11 Укрупненный расчет котельного агрегата 43
2.11.1 Коэффициент избытка воздуха в газовом тракте котла 43
2.11.2 Расчет объемов и продуктов сгорания при рециркуляции газов . 45
2.11.3 Экономичность работы парового котла 48
2.11.4 Конструктивные и тепловые характеристики топочной камеры . 49
2.11.5 Расчет теплообмена в топке 51
2.12 Выбор вспомогательного оборудования турбинного цеха 59
2.12.1 Выбор питательных насосов 59
2.12.2 Выбор конденсатных насосов 61
2.12.3 Выбор циркуляционных насосов 63
2.12.4 Выбор сетевых насосов 64
2.12.5 Выбор регенеративных подогревателей 65
2.12.6 Выбор деаэратора 68
2.13 Выбор оборудования топливно-транспортного цеха 68
2.13.1 Приемные устройства 68
2.13.2 Ленточные конвейеры 68
2.13.3 Выбор дробилок 70
2.13.4 Топливные склады 71
2.14 Выбор оборудования пылеприготовления 71
2.14.1 Выбор числа и производительности мельниц 71
2.15 Выбор тягодутьевых машин 72
2.15.1 Выбор дутьевых вентиляторов 72
2.15.2 Выбор дымососов 74
3. Охрана окружающей среды 76
3.1 Расчет золоулавливающей установки и системы золоудаления 76
3.1.1 Золоулавливающая установка 76
3.1.2 Золоудаление 77
3.2 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 78
3.3 Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 78
3.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ ТЭС 81
3.5 Проектирование дымовой трубы 81
3.5.1 Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере 83
4. Общая часть 86
4.1 Электрическая часть проектируемой станции 86
4.2 Выбор схемы технического водоснабжения 89
4.3 Компоновка главного корпуса 90
4.4 Компоновка генерального плана 90
5. Экономическая часть 91
5.1 Оценка экономической привлекательности 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 96
Энергетика - область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов.
Развитие экономики любой страны, в настоящее время, невозможно без использования электрической энергии. Она вырабатывается на электростанциях и распределяется между потребителями посредством электрических сетей под ответственностью сетевой организации.
Основой энергетики сегодняшнего дня являются топливные запасы угля, нефти и газа, которые удовлетворяют примерно 90% энергетических потребностей человечества всего мира. На 2018 год мировой баланс выработки электроэнергии по разным видам топлива выглядел следующим образом: уголь 38%, возобновляемые источники энергии 25,1%, газ 23,2%, ядерное топливо 10,2%, масло 3% и другие 0,6%. Как известно запасы топливных ресурсов, добываемых из недр земли, ограничены и с каждым годом уменьшаются. Исходя из этого, мировая энергетика движется в сторону развития и внедрения возобновляемой энергетики, которая позволит не только сохранить ресурсную базу, но и улучшить экологическое положение. Но на сегодня день невозможно полностью отказаться от традиционной энергетики из-за того, что использование возобновляемых источников энергии не дает бесперебойной выработки электроэнергии.
В нынешних реалиях развития мировой энергетики наилучший вариант - это строительство блоков на сверхкритические параметры и суперсверхкритические параметры пара (СКП и ССКП), работающих на твердом топливе. Это способствует увеличению КПД цикла станции, что позволяет сократить расход топлива на выработку электрической и тепловой энергии. Кроме этого такой вариант позволяет уменьшить вредные выбросы в атмосферу.
Именно поэтому в разрабатываемом проекте будет выполнено строительство ГРЭС, работающей на каменном угле, установленной электрической мощностью 1320 МВт. Станция будет спроектирована с двумя блоками, с сверхкритическими параметрами пара, по 660 МВт каждый.
Развитие экономики любой страны, в настоящее время, невозможно без использования электрической энергии. Она вырабатывается на электростанциях и распределяется между потребителями посредством электрических сетей под ответственностью сетевой организации.
Основой энергетики сегодняшнего дня являются топливные запасы угля, нефти и газа, которые удовлетворяют примерно 90% энергетических потребностей человечества всего мира. На 2018 год мировой баланс выработки электроэнергии по разным видам топлива выглядел следующим образом: уголь 38%, возобновляемые источники энергии 25,1%, газ 23,2%, ядерное топливо 10,2%, масло 3% и другие 0,6%. Как известно запасы топливных ресурсов, добываемых из недр земли, ограничены и с каждым годом уменьшаются. Исходя из этого, мировая энергетика движется в сторону развития и внедрения возобновляемой энергетики, которая позволит не только сохранить ресурсную базу, но и улучшить экологическое положение. Но на сегодня день невозможно полностью отказаться от традиционной энергетики из-за того, что использование возобновляемых источников энергии не дает бесперебойной выработки электроэнергии.
В нынешних реалиях развития мировой энергетики наилучший вариант - это строительство блоков на сверхкритические параметры и суперсверхкритические параметры пара (СКП и ССКП), работающих на твердом топливе. Это способствует увеличению КПД цикла станции, что позволяет сократить расход топлива на выработку электрической и тепловой энергии. Кроме этого такой вариант позволяет уменьшить вредные выбросы в атмосферу.
Именно поэтому в разрабатываемом проекте будет выполнено строительство ГРЭС, работающей на каменном угле, установленной электрической мощностью 1320 МВт. Станция будет спроектирована с двумя блоками, с сверхкритическими параметрами пара, по 660 МВт каждый.
В данной работе был разработан проект строительства Кузбасской ТЭС 1320 МВт. Станция проектируется блочная, в количестве двух блоков. В качестве основного оборудования было выбрано: турбина К-660-247 вместе с генератором ТВФ-660-2.
Для турбины был выполнен расчет принципиальной тепловой схемы. Были найдены параметры пара по отборам, затем построен процесс расширения. Так же выполнялся расчет всех элементов ПТС, найдены параметры воды и пара. Температура питательной воды составила 276,97 °C.
Так как турбина является не серийной, был выполнен расчет эскизных площадей для всех подогревателей. Выбраны насосы в рамках тепловой схемы.
По результатам расчета технике -экономических показателей работы станции были найдены удельные расходы условного топлива на выработку электрической и тепловой энергии, они составили 0,324 кг/кВт-ч и 97,681 кг/ГДж, соответсвенно.
В рамках выбора котельного агрегата был выбран котел 1111-2100-25,4-270/570. Данный котел представляет собой Т-образную компоновку с кольцевой топкой. Так как котел спроектирован на другой уголь, был выполнен пересчет КПД котла для Кузнецкого каменного угля, выполнен тепловой расчет топочной камеры, для определения теплонапряжения топочного объема, поверхности топки и сечения топки, они составили 125,269 кВт/м3 , 310,951 кВт/м2 и 4,348 МВт/м2 , соответственно. Температура на выходе из топки составила 1087,492 °C.
Был произведен расчет занимаемой площади угольного склада для работы станции с необходимым запасом по времени. Выбрано оборудование топливно-транспортного цеха, участвующее в подготовке топлива. Дутьевые вентиляторы выбраны марки ВДОД-41-500-1 в количестве 2 штук, дымосос марки ДОД-43-500, также 2 шт. В рамках мельничного устройства была выбрана мельница валковая МВС-240, с производительностью 36 тонн/час, в количестве 8 штук на котел. Система пылеприготовления выбрана с прямым вдуванием. Так же был произведен выбор золоулавливающей установки, в данном проекте - это золоуловитель типа ЭГВМ2-70-18-6-8 в количестве двух штук на котел.
По результатам расчета вредных выбросов в атмосферу было решено применить для очистки дымовых газов, помимо электрофильтров, установки серо и азото очистки, т.к. полученные значения выбросов не удовлетворяли нормативным. На основе расчетов выбросов вредных веществ была выбрана дымовая труба высотой 200 м и диаметром устья 7,2 м. Также были определены приземные концентрации вредных веществ на различном расстоянии в двух координатах, по оси раструба и перпендикулярно ему.
При выборе схемы технического водоснабжения была выбрана оборотная. По необходимому расходу охлаждающей воды были выбраны градирни, в количестве двух штук на станцию, с площадью орошения 9400 м2...
Для турбины был выполнен расчет принципиальной тепловой схемы. Были найдены параметры пара по отборам, затем построен процесс расширения. Так же выполнялся расчет всех элементов ПТС, найдены параметры воды и пара. Температура питательной воды составила 276,97 °C.
Так как турбина является не серийной, был выполнен расчет эскизных площадей для всех подогревателей. Выбраны насосы в рамках тепловой схемы.
По результатам расчета технике -экономических показателей работы станции были найдены удельные расходы условного топлива на выработку электрической и тепловой энергии, они составили 0,324 кг/кВт-ч и 97,681 кг/ГДж, соответсвенно.
В рамках выбора котельного агрегата был выбран котел 1111-2100-25,4-270/570. Данный котел представляет собой Т-образную компоновку с кольцевой топкой. Так как котел спроектирован на другой уголь, был выполнен пересчет КПД котла для Кузнецкого каменного угля, выполнен тепловой расчет топочной камеры, для определения теплонапряжения топочного объема, поверхности топки и сечения топки, они составили 125,269 кВт/м3 , 310,951 кВт/м2 и 4,348 МВт/м2 , соответственно. Температура на выходе из топки составила 1087,492 °C.
Был произведен расчет занимаемой площади угольного склада для работы станции с необходимым запасом по времени. Выбрано оборудование топливно-транспортного цеха, участвующее в подготовке топлива. Дутьевые вентиляторы выбраны марки ВДОД-41-500-1 в количестве 2 штук, дымосос марки ДОД-43-500, также 2 шт. В рамках мельничного устройства была выбрана мельница валковая МВС-240, с производительностью 36 тонн/час, в количестве 8 штук на котел. Система пылеприготовления выбрана с прямым вдуванием. Так же был произведен выбор золоулавливающей установки, в данном проекте - это золоуловитель типа ЭГВМ2-70-18-6-8 в количестве двух штук на котел.
По результатам расчета вредных выбросов в атмосферу было решено применить для очистки дымовых газов, помимо электрофильтров, установки серо и азото очистки, т.к. полученные значения выбросов не удовлетворяли нормативным. На основе расчетов выбросов вредных веществ была выбрана дымовая труба высотой 200 м и диаметром устья 7,2 м. Также были определены приземные концентрации вредных веществ на различном расстоянии в двух координатах, по оси раструба и перпендикулярно ему.
При выборе схемы технического водоснабжения была выбрана оборотная. По необходимому расходу охлаждающей воды были выбраны градирни, в количестве двух штук на станцию, с площадью орошения 9400 м2...
