РЕКОНСТРУКЦИЯ ТЭЦ ЧФ ООО «МЕЧЕЛ - ЭНЕРГО» С УСТАНОВКОЙ ТУРБИНЫ Р-12-90/18 М
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ ТЭЦ ЧФ ООО «МЕЧЕЛ- ЭНЕРГО» С УСТАНОВКОЙ ТУРБИНЫ
Р-12-90/18 М 8
1.1 Общая характеристика ТЭЦ ЧФ ООО «Мечел- Энерго» 8
1.2 Сведения о структуре и основной деятельности ТЭЦ 9
1.3 Краткое описание технологического процесса ТЭЦ 13
1.4 Структура турбинного цеха № 1 ТЭЦ 14
1.5 Описание и техническая характеристика турбины Р-12-90/18 М 16
1.6 Система маслоснабжения турбогенератора 17
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 21
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 22
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ 25
4.1 Определение среднего диаметра ступени 25
4.2 Расчет сопловой решетки 26
4.2.1 Определение типа сопловой решетки 26
4.2.2 Расчет суживающихся сопел 27
4.3 Расчет рабочей решетки 29
4.3.1 Двухвенечная ступень 29
4.4 Сводная таблица расчета двухвенечной ступени 47
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 51
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 55
6.1 Тепловое загрязнение водоемов 55
6.2 Загрязнение сточных вод нефтепродуктами 57
6.3 Оборотное водоснабжение турбинного цеха №1 59
6.4 Обслуживание оборотного водоснабжения 60
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 61
7.1 Система автоматического регулирования турбины 61
7.2 Система автоматической защиты турбины 62
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 64
8.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 64
8.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса 65
8.2.1 Воздух рабочей зоны 65
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 70
9.1 Технико-экономический расчет 70
9.1.1 Расчет капитальных затрат 70
9.1.2 Расчет текущих затрат 71
9.1.3 Расчет срока окупаемости проекта 72SWOT-анализ вариантов проектных решений 72
9.3 Планирование целей проекта 74
9.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей 74
9.4 Планирование на предприятии 76
9.4.1 План-график Гантта по реализации целей 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК 79
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ ТЭЦ ЧФ ООО «МЕЧЕЛ- ЭНЕРГО» С УСТАНОВКОЙ ТУРБИНЫ
Р-12-90/18 М 8
1.1 Общая характеристика ТЭЦ ЧФ ООО «Мечел- Энерго» 8
1.2 Сведения о структуре и основной деятельности ТЭЦ 9
1.3 Краткое описание технологического процесса ТЭЦ 13
1.4 Структура турбинного цеха № 1 ТЭЦ 14
1.5 Описание и техническая характеристика турбины Р-12-90/18 М 16
1.6 Система маслоснабжения турбогенератора 17
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 21
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 22
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ 25
4.1 Определение среднего диаметра ступени 25
4.2 Расчет сопловой решетки 26
4.2.1 Определение типа сопловой решетки 26
4.2.2 Расчет суживающихся сопел 27
4.3 Расчет рабочей решетки 29
4.3.1 Двухвенечная ступень 29
4.4 Сводная таблица расчета двухвенечной ступени 47
5 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 51
6 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 55
6.1 Тепловое загрязнение водоемов 55
6.2 Загрязнение сточных вод нефтепродуктами 57
6.3 Оборотное водоснабжение турбинного цеха №1 59
6.4 Обслуживание оборотного водоснабжения 60
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ 61
7.1 Система автоматического регулирования турбины 61
7.2 Система автоматической защиты турбины 62
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 64
8.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 64
8.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса 65
8.2.1 Воздух рабочей зоны 65
9 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 70
9.1 Технико-экономический расчет 70
9.1.1 Расчет капитальных затрат 70
9.1.2 Расчет текущих затрат 71
9.1.3 Расчет срока окупаемости проекта 72SWOT-анализ вариантов проектных решений 72
9.3 Планирование целей проекта 74
9.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей 74
9.4 Планирование на предприятии 76
9.4.1 План-график Гантта по реализации целей 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК 79
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) - тепловая электростанция, вырабатывающая не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды. Использование в практических целях отработавшего тепла двигателей, вращающих электрические генераторы, является отличительной особенностью ТЭЦ и носит название теплофикация. Комбинированное производство энергии двух видов способствует более экономному использованию топлива по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии на конденсационных электростанциях (в СССР — ГРЭС) и тепловой энергии на местных котельных установках.
Замена местных котельных, нерационально использующих топливо и загрязняющих атмосферу городов и посёлков, централизованной системой теплоснабжения способствует не только значительной экономии топлива, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению санитарного состояния населённых мест. Исходный источник энергии на ТЭЦ — органическое топливо (на паротурбинных и газотурбинных ТЭЦ) либо ядерное топливо (на планируемых атомных ТЭЦ). Вследствие большей близости ТЭЦ к населённым местам на них шире (по сравнению с ГРЭС) используют более ценное, меньше загрязняющее атмосферу твёрдыми выбросами топливо — мазут и газ. Для защиты воздушного бассейна от загрязнения твёрдыми частицами используют золоуловители, для рассеивания в атмосфере твёрдых частиц, окислов серы и азота сооружают дымовые трубы высотой до 200—250 м. ТЭЦ, сооружаемые вблизи потребителей тепла, обычно отстоят от источников водоснабжения на значительном расстоянии.
Поэтому на большинстве ТЭЦ применяют оборотную систему водоснабжения с искусственными охладителями — градирнями. Прямоточное водоснабжение на ТЭЦ встречается редко.
Преимущественное распространение имеют паротурбинные ТЭЦ на органическом топливе, являющиеся наряду с конденсационными электростанциями основным видом тепловых паротурбинных электростанций (ТПЭС). Различают ТЭЦ промышленного типа — для снабжения теплом промышленных предприятий, и отопительного типа — для отопления жилых и общественных зданий, а также для снабжения их горячей водой.
Тепло от промышленных ТЭЦ передаётся на расстояние до нескольких км (преимущественно в виде тепла пара), от отопительных — на расстояние до 20— 30 км (в виде тепла горячей воды).
Основное оборудование паротурбинных ТЭЦ — турбоагрегаты, преобразующие энергию рабочего вещества (пара) в электрическую энергию, и котлоагрегаты, вырабатывающие пар для турбин.В состав турбоагрегата входят паровая турбина и синхронный генератор. Паровые турбины, используемые на ТЭЦ, называются теплофикационными турбинами (ТТ). В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами:
• с противодавлением, обычно равным 0,7—1,5 Мн/м2 (устанавливаются на ТЭЦ, снабжающих паром промышленные предприятия);
• с конденсацией и отборами пара под давлением 0,7— 1,5 Мн/м2 (для промышленных потребителей) и 0,05—0,25 Мн/м2 (для коммунально-бытовых потребителей);
• с конденсацией и отбором пара (отопительным) под давлением 0,05— 0,25Мн/м2.
Отработавшее тепло ТТ с противодавлением можно использовать полностью.
Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
• тепловому - электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка - приоритет).
• электрическому - электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует (приоритет - электрическая нагрузка).
Совмещение функций генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, так как оставшееся тепло, которое не участвует в работе, используется в отоплении. Это повышает расчетный КПД в целом (80 % у ТЭЦ), но не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении
и КПД цикла КЭС.
При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.
Замена местных котельных, нерационально использующих топливо и загрязняющих атмосферу городов и посёлков, централизованной системой теплоснабжения способствует не только значительной экономии топлива, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению санитарного состояния населённых мест. Исходный источник энергии на ТЭЦ — органическое топливо (на паротурбинных и газотурбинных ТЭЦ) либо ядерное топливо (на планируемых атомных ТЭЦ). Вследствие большей близости ТЭЦ к населённым местам на них шире (по сравнению с ГРЭС) используют более ценное, меньше загрязняющее атмосферу твёрдыми выбросами топливо — мазут и газ. Для защиты воздушного бассейна от загрязнения твёрдыми частицами используют золоуловители, для рассеивания в атмосфере твёрдых частиц, окислов серы и азота сооружают дымовые трубы высотой до 200—250 м. ТЭЦ, сооружаемые вблизи потребителей тепла, обычно отстоят от источников водоснабжения на значительном расстоянии.
Поэтому на большинстве ТЭЦ применяют оборотную систему водоснабжения с искусственными охладителями — градирнями. Прямоточное водоснабжение на ТЭЦ встречается редко.
Преимущественное распространение имеют паротурбинные ТЭЦ на органическом топливе, являющиеся наряду с конденсационными электростанциями основным видом тепловых паротурбинных электростанций (ТПЭС). Различают ТЭЦ промышленного типа — для снабжения теплом промышленных предприятий, и отопительного типа — для отопления жилых и общественных зданий, а также для снабжения их горячей водой.
Тепло от промышленных ТЭЦ передаётся на расстояние до нескольких км (преимущественно в виде тепла пара), от отопительных — на расстояние до 20— 30 км (в виде тепла горячей воды).
Основное оборудование паротурбинных ТЭЦ — турбоагрегаты, преобразующие энергию рабочего вещества (пара) в электрическую энергию, и котлоагрегаты, вырабатывающие пар для турбин.В состав турбоагрегата входят паровая турбина и синхронный генератор. Паровые турбины, используемые на ТЭЦ, называются теплофикационными турбинами (ТТ). В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами:
• с противодавлением, обычно равным 0,7—1,5 Мн/м2 (устанавливаются на ТЭЦ, снабжающих паром промышленные предприятия);
• с конденсацией и отборами пара под давлением 0,7— 1,5 Мн/м2 (для промышленных потребителей) и 0,05—0,25 Мн/м2 (для коммунально-бытовых потребителей);
• с конденсацией и отбором пара (отопительным) под давлением 0,05— 0,25Мн/м2.
Отработавшее тепло ТТ с противодавлением можно использовать полностью.
Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
• тепловому - электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка - приоритет).
• электрическому - электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует (приоритет - электрическая нагрузка).
Совмещение функций генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, так как оставшееся тепло, которое не участвует в работе, используется в отоплении. Это повышает расчетный КПД в целом (80 % у ТЭЦ), но не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении
и КПД цикла КЭС.
При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.
Результатом выполненной работы является описание действующего оборудования ТЭЦ ЧФ ООО «Мечел - Энерго», с установкой противодавленческой паровой турбины типа Р-12-90/18 М с генератором электрического тока, производства Лысьвенского турбогенераторного завода серии Т-12-2УЗ. Турбина включает в себя сопловое парораспределение, выполненное в виде восьми ступеней. Первая ступень - двухвенечная, остальные - одновенечные. На основании этого были произведены расчеты двухвенечной ступени скорости, которые показали, что данная ступень дает 3,9 МВт от всей мощности турбины. Представлены графически треугольники скоростей входа и выхода пара в каждую ступень соответственно, а так же приведен процесс расширения пара в проточной части двухвенечной регулирующей ступени.Выполнен проектный тепловой расчет регулирующей ступени турбины, определен средний диаметр ступени, расчет сопловой решетки.
Кратко рассмотрена функциональная схема автоматизации паровой турбины Р-12-90/18М.
Так же в выпускной квалификационной работе были рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности обслуживающего персонала включающие в себя анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов и нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса, рассмотрены вопросы пожаровзрывобезопасности.
В разделе вопросы экологии рассмотрены методы защиты от теплового загрязнения водоёмов. Приведено описание и обслуживание схемы оборотного водоснабжения турбинного цеха №1 ТЭЦ ЧФ ООО «Мечел - Энерго».
В технико - экономической части выпускной квалификационной работы приведены капитальные затраты на реконструкцию турбинного цеха №1 ТЭЦ ЧФ ООО «Мечел - Энерго» и рассчитан срок окупаемости, который составляет 1 год 9 месяцев.
Кратко рассмотрена функциональная схема автоматизации паровой турбины Р-12-90/18М.
Так же в выпускной квалификационной работе были рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности обслуживающего персонала включающие в себя анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов и нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса, рассмотрены вопросы пожаровзрывобезопасности.
В разделе вопросы экологии рассмотрены методы защиты от теплового загрязнения водоёмов. Приведено описание и обслуживание схемы оборотного водоснабжения турбинного цеха №1 ТЭЦ ЧФ ООО «Мечел - Энерго».
В технико - экономической части выпускной квалификационной работы приведены капитальные затраты на реконструкцию турбинного цеха №1 ТЭЦ ЧФ ООО «Мечел - Энерго» и рассчитан срок окупаемости, который составляет 1 год 9 месяцев.
