РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭНЕРГОБЛОКА №1 «ЮЖНОУРАЛЬСКАЯ ГРЭС-2» ФИЛИАЛ АО «ИНТЕР РАО - ЭЛЕКТРОГЕНЕРАЦИЯ» С ЦЕЛЬЮ ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ
|
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ЭНЕРГОБЛОКА №1 10
1.1 Краткое описание и назначение предприятия 10
1.2 Процесс и этапы модернизации 12
1.3 Техническая характеристика газовой турбины 14
1.4 Техническая характеристика котла-утилизатора и принцип его работы... 16
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 24
3. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ КУ 25
4. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА ЕП-260/62/42-11,85/2,9/0,34-544/542/234 (П-140) 27
4.1 Тепловой расчет котла 29
4.2 Расчет теплового баланса котла-утилизатора 45
5. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. МОДЕРНИЗАЦИЯ КВОУ ЮУГРЭС-2 49
5.1 Влияние эффективности воздушных фильтров на выработку электроэнергии 49
5.2 Классификация фильтров для очистки циклового воздуха 50
5.3 Расчет энергоэффективности фильтров 55
5.4 Расчет расхода воздуха через КВОУ 56
5.5 Выбор новых энергоэффективных фильтров 58
6. СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОТЛАХ-УТИЛИЗАТОРАХ 61
7. ЭКОЛОГИЯ 64
7.1 Определение объемов продуктов сгорания 64
7.2 Расчет выбросов окислов азота 68
8. АВТОМАТИЗАЦИЯ 70
8.1 Технологические защиты и блокировки КУ 70
8.2 Автоматическое регулирование КУ 73
9. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 78
9.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов 79
9.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса 80
10. ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ 86
10.1 Технико-экономический расчет 86
10.1.1 Смета капитальных затрат 86
10.1.2 Расчет текущих затрат 88
10.1.3 Расчет срока окупаемости 89
10.2 Качественный анализ вариантов 91
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 94
10.3.1 Пирамида целеполагания предприятия 94
10.3.2 Планирование целей проекта в дереве целей 96
10.3.3 Поле сил эффективности реализации проекта 96
10.3.4 Планирование мероприятий по реализации проекта 98
10.4 Основные технико-экономические показатели проекта 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 101
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ЭНЕРГОБЛОКА №1 10
1.1 Краткое описание и назначение предприятия 10
1.2 Процесс и этапы модернизации 12
1.3 Техническая характеристика газовой турбины 14
1.4 Техническая характеристика котла-утилизатора и принцип его работы... 16
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 24
3. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ КУ 25
4. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА ЕП-260/62/42-11,85/2,9/0,34-544/542/234 (П-140) 27
4.1 Тепловой расчет котла 29
4.2 Расчет теплового баланса котла-утилизатора 45
5. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. МОДЕРНИЗАЦИЯ КВОУ ЮУГРЭС-2 49
5.1 Влияние эффективности воздушных фильтров на выработку электроэнергии 49
5.2 Классификация фильтров для очистки циклового воздуха 50
5.3 Расчет энергоэффективности фильтров 55
5.4 Расчет расхода воздуха через КВОУ 56
5.5 Выбор новых энергоэффективных фильтров 58
6. СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОТЛАХ-УТИЛИЗАТОРАХ 61
7. ЭКОЛОГИЯ 64
7.1 Определение объемов продуктов сгорания 64
7.2 Расчет выбросов окислов азота 68
8. АВТОМАТИЗАЦИЯ 70
8.1 Технологические защиты и блокировки КУ 70
8.2 Автоматическое регулирование КУ 73
9. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 78
9.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов 79
9.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса 80
10. ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ 86
10.1 Технико-экономический расчет 86
10.1.1 Смета капитальных затрат 86
10.1.2 Расчет текущих затрат 88
10.1.3 Расчет срока окупаемости 89
10.2 Качественный анализ вариантов 91
10.3 Планирование целей предприятия и проекта 94
10.3.1 Пирамида целеполагания предприятия 94
10.3.2 Планирование целей проекта в дереве целей 96
10.3.3 Поле сил эффективности реализации проекта 96
10.3.4 Планирование мероприятий по реализации проекта 98
10.4 Основные технико-экономические показатели проекта 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 101
Весь ХХ в. характеризовался быстрым ростом потребления первичных энергоресурсов и электрической энергии - суммарное мировое потребление энергии увеличилось в 15 раз, а душевое - в 4,4 раза. (Различие обусловлено увеличением численности населения от 1,6 до 6,0 млрд человек). В первом десятилетии нового столетия кардинальных изменений в сформировавшиеся тенденции не произошло. Продолжает возрастать потребление энергии, несмотря на периодически случающиеся экономические кризисы и вызванные ими кратковременные снижения энергопотребления. К середине XXI в. прогнозируется удвоение потребления энергетических ресурсов и утроение потребления электрической энергии. Вместе с этим обостряются проблемы, связанные с надежным обеспечением человечества энергией на приемлемых условиях. Вот три основные проблемы, которые в наибольшей мере влияют на все стороны жизни человека и затрагивают основы устойчивого развития цивилизации: дефицит электроэнергии и энергоресурсов приемлемой стоимости; угроза благополучию окружающей среды вследствие техногенного воздействия объектов энергетики; геополитические и социальные угрозы.
Для решения первой проблемы необходимо предпринимать ряд мер по снижению себестоимости электроэнергии, а именно: вводить новое
высокоэффективное оборудование, повышать производительность труда, совершенствовать технологию производства электроэнергии, выводить из эксплуатации старое оборудование с низким КПД. Реализация этих мер требует от энергетических компаний значительных инвестиций в производство. Практика показала, что инвесторы не спешат инвестировать в производство крупные суммы денег, так как им нужны гарантии окупаемости инвестиций. Чтобы решит эту проблему 2010 году регуляторами энергетического рынка была инициирована программа договоров на поставку мощности (ДПМ), которая была призвана создать условия для финансирования инвестиций в строительство новых генерирующих мощностей. Суть ДПМ заключается в том, что инвестор обязуется в указанные сроки ввести в строй определённый объём генерации. Взамен он получает гарантию возврата инвестированных средств через повышенную стоимость продаваемой мощности в течение 10 лет. Невыполнение взятых на себя обязательств предусматривает жёсткие санкции.
В рамках программы ДПМ копания ПАО «Интер РАО» в 2014 году ввела в промышленную эксплуатацию первый энергоблок Южноуральской ГРЭС-2.
Помимо программы ДПМ, правительство Российской Федерации ставит приоритетную задачу снижения удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счет оптимизации их потребления и применения энерго и ресурсосберегающих технологий и оборудования
Ресурсосбережение - это совокупность мер по бережливому и эффективному использованию фактов производства. Обеспечивается посредством использования ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; снижения фондоемкости и материалоемкости продукции; повышения производительности труда;
сокращения затрат живого и обеществленного труда; повышения качества продукции; рационального применения труда менеджеров и маркетологов; использования выгод международного разделения труда и др. Способствует росту эффективности экономики, повышению ее конкурентоспособности.
Экономия материальных ресурсов - это экономическая категория, которая характеризуется снижением удельного расхода материальных ресурсов на единицу продукции по сравнению с базисным или текущим периодом, но без снижения качества и технического уровня продукции.
Ресурсосбережение должно достигаться на всех этапах производства и использования ресурсов: рационализацией добычи природного сырья, топлива и др. (например, более полное извлечение нефти из пласта), максимальным использованием добытого ресурса, сведением к минимуму потерь при транспортировке и хранении; наиболее эффективным применением ресурса в процессе производства или непроизводственного потребления; выявлением, учетом и полным использованием вторичных ресурсов (образующихся в процессе их первичного потребления), прежде всего по прямому назначению—в качестве полноценного сырья, источника энергии или тепла и др., а также переработкой отходов и утилизацией отбросов. Обеспечение ресурсосбережения —
обязательное требование к технике, технологии, организации производства и непроизводственной деятельности, хозяйственному механизму. Новая техника должна требовать меньшего расхода ресурсов как в процессе ее производства, так и в процессе эксплуатации. Новая технология должна быть безотходной или малоотходной, малооперационной. Ресурсосбережение позволяет высвобождать и приумножать капитал. Сокращение потерь ресурсов позволяет высвобождать денежные средства и направлять их для решения других проблем. Инвестиции, направленные на сокращение потерь ресурсов, окупаются по оценкам экспертов в три раза быстрее, чем инвестиции по увеличению данного ресурса.
Для решения первой проблемы необходимо предпринимать ряд мер по снижению себестоимости электроэнергии, а именно: вводить новое
высокоэффективное оборудование, повышать производительность труда, совершенствовать технологию производства электроэнергии, выводить из эксплуатации старое оборудование с низким КПД. Реализация этих мер требует от энергетических компаний значительных инвестиций в производство. Практика показала, что инвесторы не спешат инвестировать в производство крупные суммы денег, так как им нужны гарантии окупаемости инвестиций. Чтобы решит эту проблему 2010 году регуляторами энергетического рынка была инициирована программа договоров на поставку мощности (ДПМ), которая была призвана создать условия для финансирования инвестиций в строительство новых генерирующих мощностей. Суть ДПМ заключается в том, что инвестор обязуется в указанные сроки ввести в строй определённый объём генерации. Взамен он получает гарантию возврата инвестированных средств через повышенную стоимость продаваемой мощности в течение 10 лет. Невыполнение взятых на себя обязательств предусматривает жёсткие санкции.
В рамках программы ДПМ копания ПАО «Интер РАО» в 2014 году ввела в промышленную эксплуатацию первый энергоблок Южноуральской ГРЭС-2.
Помимо программы ДПМ, правительство Российской Федерации ставит приоритетную задачу снижения удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счет оптимизации их потребления и применения энерго и ресурсосберегающих технологий и оборудования
Ресурсосбережение - это совокупность мер по бережливому и эффективному использованию фактов производства. Обеспечивается посредством использования ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; снижения фондоемкости и материалоемкости продукции; повышения производительности труда;
сокращения затрат живого и обеществленного труда; повышения качества продукции; рационального применения труда менеджеров и маркетологов; использования выгод международного разделения труда и др. Способствует росту эффективности экономики, повышению ее конкурентоспособности.
Экономия материальных ресурсов - это экономическая категория, которая характеризуется снижением удельного расхода материальных ресурсов на единицу продукции по сравнению с базисным или текущим периодом, но без снижения качества и технического уровня продукции.
Ресурсосбережение должно достигаться на всех этапах производства и использования ресурсов: рационализацией добычи природного сырья, топлива и др. (например, более полное извлечение нефти из пласта), максимальным использованием добытого ресурса, сведением к минимуму потерь при транспортировке и хранении; наиболее эффективным применением ресурса в процессе производства или непроизводственного потребления; выявлением, учетом и полным использованием вторичных ресурсов (образующихся в процессе их первичного потребления), прежде всего по прямому назначению—в качестве полноценного сырья, источника энергии или тепла и др., а также переработкой отходов и утилизацией отбросов. Обеспечение ресурсосбережения —
обязательное требование к технике, технологии, организации производства и непроизводственной деятельности, хозяйственному механизму. Новая техника должна требовать меньшего расхода ресурсов как в процессе ее производства, так и в процессе эксплуатации. Новая технология должна быть безотходной или малоотходной, малооперационной. Ресурсосбережение позволяет высвобождать и приумножать капитал. Сокращение потерь ресурсов позволяет высвобождать денежные средства и направлять их для решения других проблем. Инвестиции, направленные на сокращение потерь ресурсов, окупаются по оценкам экспертов в три раза быстрее, чем инвестиции по увеличению данного ресурса.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы на тему: «Реконструкция энергоблока №1 филиала «Южноуральская ГРЭС - 2» АО «Интер РАО - Электрогенерация», был предложен вариант реконструкции энергоблока который предусматривает: реконструкцию газовой турбины SGT5 - 4000F производства «Siemens» до версии SP 7; замену старых фильтрующих элементов на новые, энергоэффектовные фильтра производства компании EMW Filtertetechnik GmbH HERA.
В работе выполнен тепловой расчет котла на новые параметры, посчитан срок окупаемости проекта. Такая реконструкция позволит получить увеличение мощности энергоблока на 12 МВт, увеличение КПД установки на 0,25%. Также возрастет межремонтный интервал с 25 000 эквивалент часов до 33 000 эквивалент часов и повысится температура газов за турбиной на 8 °С. Расчеты
показали, что увеличение параметров газовой турбины не критичны для котла - утилизатора, и, следовательно, его замена не требуется.
Также в работе предусмотрены мероприятия по обеспечению комфортных и безопасных условий труда для обслуживающего персонала. Обеспечение безопасности труда является одной из приоритетных задач компании Интер РАО. Кроме того, для обеспечения экологической безопасности выполнен расчет вредных выбросов окислов азота.
Целью модернизации энергоблока Южноуральской ГРЭС - 2 компанией Интер РАО является увеличение КПД электростанции, уменьшение ее текущих затрат и, следовательно, увеличение прибыли. Данная работа подтверждает, что эта цель легко достижима. Согласно расчетам данный проект окупится уже через 3 года и 4 месяца, что является очень хорошим показателем на сегодняшний день.
В работе выполнен тепловой расчет котла на новые параметры, посчитан срок окупаемости проекта. Такая реконструкция позволит получить увеличение мощности энергоблока на 12 МВт, увеличение КПД установки на 0,25%. Также возрастет межремонтный интервал с 25 000 эквивалент часов до 33 000 эквивалент часов и повысится температура газов за турбиной на 8 °С. Расчеты
показали, что увеличение параметров газовой турбины не критичны для котла - утилизатора, и, следовательно, его замена не требуется.
Также в работе предусмотрены мероприятия по обеспечению комфортных и безопасных условий труда для обслуживающего персонала. Обеспечение безопасности труда является одной из приоритетных задач компании Интер РАО. Кроме того, для обеспечения экологической безопасности выполнен расчет вредных выбросов окислов азота.
Целью модернизации энергоблока Южноуральской ГРЭС - 2 компанией Интер РАО является увеличение КПД электростанции, уменьшение ее текущих затрат и, следовательно, увеличение прибыли. Данная работа подтверждает, что эта цель легко достижима. Согласно расчетам данный проект окупится уже через 3 года и 4 месяца, что является очень хорошим показателем на сегодняшний день.
