Проект Алтайской ГРЭС 1320 МВт
|
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 7
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 7
1.2 Технико-экономическое обоснование выбора состава основного
оборудования проектируемой ТЭС 8
1.2.1 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией
оборудования 9
1.2.2 Расчет затрат на покупку топлива 9
1.2.3 Расчет затрат на оплату труда 11
1.2.4 Амортизационные отчисления 11
1.2.5 Расходы на ремонт основного оборудования 12
1.2.6 Прочие расходы 12
1.3 Обоснование технического и технологического решения выбора
состава основного оборудования 16
1.4 Постановка задач 18
2 Расчетная часть 19
2.1 Описание тепловой схемы и подготовка данных к расчёту 19
2.2 Построение процесса расширения пара 21
2.3 Расчет установки по подогреву сетевой воды 24
2.4 Определение параметров по элементам схемы 26
2.5 Определение предварительного расхода пара на турбину 28
2.6 Баланс пара и конденсата 30
2.7 Расчет регенеративной схемы ПВД 32
2.8 Расчет деаэратора 36
2.9 Расчет регенеративной схемы ПНД 37
2.10 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 44
2.11 Укрупненный расчет котельного агрегата 48
2.11.1 Коэффициент избытка воздуха в газовом тракте котла 48
2.11.2 Расчет объемов и продуктов сгорания при рециркуляции газов . 51
2.11.3 Экономичность работы парового котла 54
2.11.4 Конструктивные и тепловые характеристики топочной камеры 56
2.11.5 Расчет теплообмена в топке 58
2.12 Расчет водяного экономайзера низкого давления 67
2.13 Выбор вспомогательного оборудования турбинного цеха 73
2.13.1 Выбор питательных насосов 74
2.13.2 Выбор конденсатных насосов 76
2.13.3 Выбор циркуляционных насосов 78
2.13.4 Выбор сетевых насосов 79
2.13.5 Выбор регенеративных подогревателей 80
2.13.6 Выбор деаэратора 82
2.14 Выбор оборудования топливно-транспортного цеха 83
2.14.1 Приемные устройства 83
2.14.2 Ленточные конвейеры 83
2.14.3 Выбор дробилок 85
2.14.4 Топливные склады 86
2.15 Выбор оборудования пылеприготовления 86
2.16 Выбор тягодутьевых машин 87
2.16.1 Выбор дутьевых вентиляторов 87
2.16.2 Выбор дымососов 88
3 Охрана окружающей среды 90
3.1 Расчет золоулавливающей установки и системы золоудаления 90
3.1.1 Золоулавливающая установка 90
3.1.2 Золоудаление 92
3.2 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 93
3.3 Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 93
3.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ ТЭС 96
3.5 Проектирование дымовой трубы 96
3.5.1 Определение высоты дымовой трубы 96
3.5.2 Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере 97
4 Общая часть 100
4.1 Электрическая часть проектируемой станции 100
4.2 Выбор схемы технического водоснабжения 104
4.3 Компоновка главного корпуса 104
4.4 Компоновка генерального плана 105
5 Экономическая часть 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 113
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Технико-экономическое обоснование строительства ТЭС 7
1.1 Актуальность темы выпускной квалификационной работы 7
1.2 Технико-экономическое обоснование выбора состава основного
оборудования проектируемой ТЭС 8
1.2.1 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией
оборудования 9
1.2.2 Расчет затрат на покупку топлива 9
1.2.3 Расчет затрат на оплату труда 11
1.2.4 Амортизационные отчисления 11
1.2.5 Расходы на ремонт основного оборудования 12
1.2.6 Прочие расходы 12
1.3 Обоснование технического и технологического решения выбора
состава основного оборудования 16
1.4 Постановка задач 18
2 Расчетная часть 19
2.1 Описание тепловой схемы и подготовка данных к расчёту 19
2.2 Построение процесса расширения пара 21
2.3 Расчет установки по подогреву сетевой воды 24
2.4 Определение параметров по элементам схемы 26
2.5 Определение предварительного расхода пара на турбину 28
2.6 Баланс пара и конденсата 30
2.7 Расчет регенеративной схемы ПВД 32
2.8 Расчет деаэратора 36
2.9 Расчет регенеративной схемы ПНД 37
2.10 Расчет технико-экономических показателей ТЭС 44
2.11 Укрупненный расчет котельного агрегата 48
2.11.1 Коэффициент избытка воздуха в газовом тракте котла 48
2.11.2 Расчет объемов и продуктов сгорания при рециркуляции газов . 51
2.11.3 Экономичность работы парового котла 54
2.11.4 Конструктивные и тепловые характеристики топочной камеры 56
2.11.5 Расчет теплообмена в топке 58
2.12 Расчет водяного экономайзера низкого давления 67
2.13 Выбор вспомогательного оборудования турбинного цеха 73
2.13.1 Выбор питательных насосов 74
2.13.2 Выбор конденсатных насосов 76
2.13.3 Выбор циркуляционных насосов 78
2.13.4 Выбор сетевых насосов 79
2.13.5 Выбор регенеративных подогревателей 80
2.13.6 Выбор деаэратора 82
2.14 Выбор оборудования топливно-транспортного цеха 83
2.14.1 Приемные устройства 83
2.14.2 Ленточные конвейеры 83
2.14.3 Выбор дробилок 85
2.14.4 Топливные склады 86
2.15 Выбор оборудования пылеприготовления 86
2.16 Выбор тягодутьевых машин 87
2.16.1 Выбор дутьевых вентиляторов 87
2.16.2 Выбор дымососов 88
3 Охрана окружающей среды 90
3.1 Расчет золоулавливающей установки и системы золоудаления 90
3.1.1 Золоулавливающая установка 90
3.1.2 Золоудаление 92
3.2 Расчет содержания оксидов серы в дымовых газах 93
3.3 Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах 93
3.4 Расчет суммарных выбросов вредных веществ ТЭС 96
3.5 Проектирование дымовой трубы 96
3.5.1 Определение высоты дымовой трубы 96
3.5.2 Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере 97
4 Общая часть 100
4.1 Электрическая часть проектируемой станции 100
4.2 Выбор схемы технического водоснабжения 104
4.3 Компоновка главного корпуса 104
4.4 Компоновка генерального плана 105
5 Экономическая часть 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 113
Энергетика - это градообразующая, странообразующая и
мирообразующая отрасль. Не секрет, что без электроэнергии невозможно развитие промышленности, экономики и науки. Современный мир, и в частности система промышленных и международных экономических отношений, не сможет существовать в своем нынешнем виде без электроэнергии. Появление относительно простой в передаче и использовании электрической энергии изменила мир.
В настоящее время основу производства энергии составляют тепловые электростанции, использующие горючее и ядерное топливо. На долю тепловой генерации приходится 66,14% в структуре установленной мощности электростанций в ЕЭС России. На угольную генерацию также приходится около 22% установленной мощности российских электростанций.
По данным Министерства энергетики РФ, к 2021 году запасы угля в России превысят 400 млрд тонн. По данным Министерства природных ресурсов РФ, запасы угля в Российской Федерации расположены в 22 угольных бассейнах и 146 отдельных месторождениях. Запасы каменного угля оцениваются в 120,4 млрд тонн (из них 50,1 млрд тонн пригодны для коксования), запасы бурого угля оцениваются в 146 млрд тонн. Запасы антрацитового угля оцениваются в 9 млрд. тонн. Приблизительно 174,6 млдр. Тонн (63%) запасов угля пригодны для открытой добычи.
Хотя предполагаемые запасы твердого топлива в России кажутся большими, они не бесконечны. Согласно международной статистке, добыча угля проходит свой, что, естественно, приведет к снижению темпов добычи и росту цен на топливо.
Поэтому перед российской энергетикой стоит задача повышения эффективности производства тепловой и электрической энергии за счет использования блоков на сверхкритических (СКП) и суперсверхкритических параметрах пара (ССКП). Увеличение параметров пара позволяет повысить КПД энергоблока и, таким образом, снизить затраты на топлива для производства электроэнергии. Этот вариант также снижает количество вредных веществ, выбрасываемых электростанцией в атмосферу.
Исходя из вышесказанного, в проекте будет представлен вариант строительства ГРЭС, работающей на буром угле, с установленной мощностью в 1320 МВт. С оборудованием, работающим на сверхкритических параметрах пара.
мирообразующая отрасль. Не секрет, что без электроэнергии невозможно развитие промышленности, экономики и науки. Современный мир, и в частности система промышленных и международных экономических отношений, не сможет существовать в своем нынешнем виде без электроэнергии. Появление относительно простой в передаче и использовании электрической энергии изменила мир.
В настоящее время основу производства энергии составляют тепловые электростанции, использующие горючее и ядерное топливо. На долю тепловой генерации приходится 66,14% в структуре установленной мощности электростанций в ЕЭС России. На угольную генерацию также приходится около 22% установленной мощности российских электростанций.
По данным Министерства энергетики РФ, к 2021 году запасы угля в России превысят 400 млрд тонн. По данным Министерства природных ресурсов РФ, запасы угля в Российской Федерации расположены в 22 угольных бассейнах и 146 отдельных месторождениях. Запасы каменного угля оцениваются в 120,4 млрд тонн (из них 50,1 млрд тонн пригодны для коксования), запасы бурого угля оцениваются в 146 млрд тонн. Запасы антрацитового угля оцениваются в 9 млрд. тонн. Приблизительно 174,6 млдр. Тонн (63%) запасов угля пригодны для открытой добычи.
Хотя предполагаемые запасы твердого топлива в России кажутся большими, они не бесконечны. Согласно международной статистке, добыча угля проходит свой, что, естественно, приведет к снижению темпов добычи и росту цен на топливо.
Поэтому перед российской энергетикой стоит задача повышения эффективности производства тепловой и электрической энергии за счет использования блоков на сверхкритических (СКП) и суперсверхкритических параметрах пара (ССКП). Увеличение параметров пара позволяет повысить КПД энергоблока и, таким образом, снизить затраты на топлива для производства электроэнергии. Этот вариант также снижает количество вредных веществ, выбрасываемых электростанцией в атмосферу.
Исходя из вышесказанного, в проекте будет представлен вариант строительства ГРЭС, работающей на буром угле, с установленной мощностью в 1320 МВт. С оборудованием, работающим на сверхкритических параметрах пара.
В данной дипломной работе был разработан проект строительства Мунайской ГРЭС 1320 МВт. Станция спроектирована по блочной схеме и имеет 2 блока по 660 МВт каждый. На ТЭС установлен турбоагрегат К-660247 с генератором ТВФ-660-2.
Для турбины был выполнен расчет принципиальной тепловой схемы для двух режимов работы. При основном режиме работы тепловая схема работает через подогреватель низкого давления, при резервном режиме работы через подогреватель ПНД-1. Для режима работы с выключенным ВЭК НД рассчитаны и выбраны все элементы ПТС, найдены параметры воды и пара. В обоих случаях температура питательно воды составила 273,116 °С.
Из-за того, что турбина не является серийно для ее был выполнен расчет эскизных площадей.
По результатам технико-экономических подателей работы станции были найдены удельные расходы условного топлива на выработку электрической и тепловой энергии для двух вариантов работы тепловой схемы. Вариант с включенным ВЭК НД показывает большую эффективность работы, так при таком варианте показатели составили 0,316 кг/кВт-и 37,387 т.у.т/ГДж, а для резервного режима составили 0,325 кг/кВт-и 38,237 т.у.т/ГДж, соответственно.
В рамках выбора котельного агрегата был выбран котел ПП-2225-25- 540/568. Данный котел представляет собой Т-образную компоновку с призматической топкой. Так как котел изначально спроектирован на другой уголь, был выполнен расчет коэффициента полезного действия котла на Мунайский уголь марки 2БФ, укрупненный расчет котла и расчет топочной камеры, для определения теплонапряжения топочного объёма и сечения топки, они составили 78,557 кВт/м3, 151,188 кВт/м2, соответственно.
Был произведен расчет нанимаемой площади угольного склада с необходимым запасом топлива. Выбрано оборудование топливнотранспортного цеха. В качестве вспомогательного оборудования были выбраны дутьевые вентиляторы марки ВДОД-31,5-5-С в количестве 2 штук, дымососы марки ДОД 41 2 шт. В рамках системы подготовки топлива были выбраны 4 дискозубые дробилки ДДЗ-4М для более тонкого помола однороторные дробилки ДМН-21*18,5. Система пылеприготовления выбрана с прямым вдуванием, мельничным устройством, является МВ 3300/800/490 производительностью 58 т/ч. В данном проекте была выбрана гидрозолошлакоудаление с тремя багерными насосами и золоулавливающее устройство - электрофильтр ЭГВ2-70-12-6-8 в количестве двух единиц на блок.
Для очистки дымовых газов по результатам расчета вредных выбросов в атмосферу было решено установить сероочистку, т.к. по показателю выбросов оксидов серы значения превышали допустимые нормативы. На основе расчета вредных выбросов и объема дымовых газов была выбрана дымовая труба высотой 200 м и диаметром устья 6 м. Так же был выполнен расчет концентраций вредных выбросов на различном расстоянии от факела дымовой трубы в двух координатах.
По итогу экономического расчета определен срок окупаемости станции с учетом дисконтирования составил практически 10 лет, что является допустимым значение для тепловой энергетики.
По результатам расчетов была выполнена 3D модель и построены чертежи с помощью программного обеспечения SolidWorks.
Для турбины был выполнен расчет принципиальной тепловой схемы для двух режимов работы. При основном режиме работы тепловая схема работает через подогреватель низкого давления, при резервном режиме работы через подогреватель ПНД-1. Для режима работы с выключенным ВЭК НД рассчитаны и выбраны все элементы ПТС, найдены параметры воды и пара. В обоих случаях температура питательно воды составила 273,116 °С.
Из-за того, что турбина не является серийно для ее был выполнен расчет эскизных площадей.
По результатам технико-экономических подателей работы станции были найдены удельные расходы условного топлива на выработку электрической и тепловой энергии для двух вариантов работы тепловой схемы. Вариант с включенным ВЭК НД показывает большую эффективность работы, так при таком варианте показатели составили 0,316 кг/кВт-и 37,387 т.у.т/ГДж, а для резервного режима составили 0,325 кг/кВт-и 38,237 т.у.т/ГДж, соответственно.
В рамках выбора котельного агрегата был выбран котел ПП-2225-25- 540/568. Данный котел представляет собой Т-образную компоновку с призматической топкой. Так как котел изначально спроектирован на другой уголь, был выполнен расчет коэффициента полезного действия котла на Мунайский уголь марки 2БФ, укрупненный расчет котла и расчет топочной камеры, для определения теплонапряжения топочного объёма и сечения топки, они составили 78,557 кВт/м3, 151,188 кВт/м2, соответственно.
Был произведен расчет нанимаемой площади угольного склада с необходимым запасом топлива. Выбрано оборудование топливнотранспортного цеха. В качестве вспомогательного оборудования были выбраны дутьевые вентиляторы марки ВДОД-31,5-5-С в количестве 2 штук, дымососы марки ДОД 41 2 шт. В рамках системы подготовки топлива были выбраны 4 дискозубые дробилки ДДЗ-4М для более тонкого помола однороторные дробилки ДМН-21*18,5. Система пылеприготовления выбрана с прямым вдуванием, мельничным устройством, является МВ 3300/800/490 производительностью 58 т/ч. В данном проекте была выбрана гидрозолошлакоудаление с тремя багерными насосами и золоулавливающее устройство - электрофильтр ЭГВ2-70-12-6-8 в количестве двух единиц на блок.
Для очистки дымовых газов по результатам расчета вредных выбросов в атмосферу было решено установить сероочистку, т.к. по показателю выбросов оксидов серы значения превышали допустимые нормативы. На основе расчета вредных выбросов и объема дымовых газов была выбрана дымовая труба высотой 200 м и диаметром устья 6 м. Так же был выполнен расчет концентраций вредных выбросов на различном расстоянии от факела дымовой трубы в двух координатах.
По итогу экономического расчета определен срок окупаемости станции с учетом дисконтирования составил практически 10 лет, что является допустимым значение для тепловой энергетики.
По результатам расчетов была выполнена 3D модель и построены чертежи с помощью программного обеспечения SolidWorks.
