ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ ПЕРЕВОДА КОТЛА ПК-33-83 НА
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ В ФИЛИАЛЕ «ЮЖНОУРАЛЬСКАЯ ГРЭС» АО «ИНТЕР РАО — ЭЛЕКТРОГЕНЕРАЦИЯ» 6
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 7
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
РАЗРАБОТОК 9
3.1 Отечественное оборудование 9
3.2 Зарубежное оборудование 10
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ КОТЛА ПК-33-83 ПРИ ПЕРЕВОДЕ НА СЖИГАНИЕ
ПРИРОДНОГО ГАЗА 12
4.1 Топливо, воздух и продукты сгорания 12
4.1.1 Теоретический объем воздуха 12
4.1.2 Теоретические объемы продуктов сгорания 12
4.1.3 Действительное количество воздуха и продуктов сгорания 13
4.2 Характеристики продуктов сгорания в газоходах котельного агрегата 14
4.2.1 Реальный объем продуктов сгорания 14
4.3 Расчет теплового баланса котельного агрегата и расход топлива 18
4.4 Расчет теплообмена в топке 19
4.5 Расчет фестона 21
4.6 Расчёт II ступени пароперегревателя 23
4.7 Расчёт I ступени пароперегревателя 25
4.8 Расчёт II ступени экономайзера 27
4.9 Расчёт II ступени воздухоподогревателя 28
4.10 Расчёт I ступени экономайзера 31
4.11 Расчёт I ступени воздухоподогревателя 33
4.12 Расчёт невязки теплового баланса котельного агрегата 35
5 РАСЧЕТ ГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА КОТЛА 37
5.1 Расчет газовой горелки 37
5.2 Экономическое обоснование 41
6 КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА КОТЛА ПК-
33-83 43
6.1 Контрольно-измерительные приборы 44
6.1.1 Датчики температуры 44
6.1.2 Датчики давления 44
6.1.3 Расходомеры 45
6.2 Сигнализация 45
6.3 Регулирование 46
6.3.1 Регулирование питания 46
6.3.2 Регулирование топлива 46
6.3.3 Регулирование воздуха 46
6.3.4 Регулирование разряжения в топке 46
6.3.5 Регулирование температуры перегретого пара 47
6.3.6 Регулирование давления пара 47
6.4 Защиты и блокировки 48
6.5 Спецификация к функциональной схеме КИПиА котла ПК-33-83 51
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 58
7.1 Определение объемов продуктов сгорания топлива 59
7.1.1 Теоретические объемы продуктов сгорания 60
7.2 Расчёт выбросов окислов азота 62
7.3 Расчёт выбросов окиси углерода 63
7.4 Определение количества и концентрации NO2 и CO 63
8 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 67
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 70
9.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов... 70
9.2 Безопасность производственных процессов и оборудования 73
9.3 Пожаровзрывобезопасность 75
9.4 Электробезопасность 76
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 79
10.1 Технико-экономический расчёт вариантов повышения энергетической
эффективности работы котельной 79
10.1.1 Смета капитальных затрат на модернизацию котла ПК-33-83 79
10.1.2 Расчёт текущих затрат по вариантам технических решений 81
10.1.3 Расчёт срока окупаемости проекта реконструкции котла 86
10.1.4 Расчет себестоимости 1 Гкал теплоты по 2 варианту 87
10.2 Модель SWOT - анализ вариантов технических решений по повышению
энергетической эффективности работы котельного агрегата 89
10.3 Планирование целей проекта повышения энергетической эффективности
реконструкции котла ПК-33-83 92
10.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей 92
10.3.2 Ленточный график Ганта по реализации мероприятий проекта 93
10.4 Основные технико-экономические показатели проекта 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 95
ПРИЛОЖЕНИЕ А 98
Теплоэнергетика России характеризуется высокой концентрацией предприятий в городских и промышленных центрах, где обеспечивается наиболее значимое потребление тепловой энергии. Теплоэнергетика в России имеет большое значение для экономики страны и жизни населения. Большинство тепловых электростанций находятся в европейской части России, на Урале и в Сибири [1].
Южноуральская ГРЭС одна из первых в Советском Союзе тепловых электростанций Урала и Сибири, на которой было установлено оборудование отечественного производства на высокие параметры пара, проектной мощностью 1000 МВт. Расположена в 90 километрах от города Челябинска, что обуславливает установку на I-II очередях 6 котлов ПК-10Ш, 3 котлов ПК-14, на III очереди 2 котла ПК-33-83 построенных Подольским машиностроительным заводом им. Орджоникидзе и смонтированных в 50-х годах ХХ века для сжигания Челябинского бурого угля марки 3-БР [48].
Южноуральская ГРЭС является основным загрязнителем атмосферного воздуха города Южноуральска и Увельского района. При сжигании угля образуются сернистые и азотистые оксиды (SOx, NOx), летучие частицы - пыль, зола, с содержанием кремния от 20 до 70%, бензопирен, имеющий сильное канцерогенное и мутагенное действия, мазутная зола.
Природный газ является экологически чистым видом топлива. Большие
запасы природного газа по сравнительно низким ценам и ужесточение экологических требований по снижению вредных выбросов на угольных электростанциях, заставляет всё чаще задуматься об альтернативном топливе, таким как природный газ.
Решение задачи совершенствования использования топлив для котлов на первый план можно поставить научно-технические мероприятия, осуществляемые с минимально возможными капиталовложениями, использующие резервы имеющегося оборудования. При этом экономические и экологические показатели сжигания топлива должны доводиться до уровня современных требований. Перевод котла ПК-33-83 Южноуральской ГРЭС на сжигание природного газа, позволит повысить технико-экономические и экологические показатели по сравнению со сжиганием Челябинского бурого угля. Что в свою очередь позволит расширить возможности электростанции по использованию различных видов топлива и повысит конкурентоспособность на рынке, снизит зависимость от поставщиков угля.
В выпускной квалификационной работе рассмотрено предложение по переводу котла ПК-33-83 на сжигание природного газа Уренгойского месторождения. Доказана актуальность темы и отображены основные проблемы при сжигании Челябинского бурого угля марки 3БР.
ВКР выполнена с использованием современных литературных источников, связанных с темой ВКР.
В рамках ВКР предложено лучшее повышение технической и экономической целесообразности, за счёт перевода котла ПК-33-83 на сжигание Уренгойского природного газа увеличилась эффективность работы котельного агрегата. Существенно снизился расход топлива, увеличился КПД котла, уменьшилось количество выбросов вредных веществ в атмосферу.
В работе рассмотрены пути повышения энергоэффективности котельного агрегата, вопросы экологии, проведена проверка соответствия ПДК вредных веществ требованиям качества воздуха, рассмотрены контрольно-измерительные приборы и автоматика котла, отображены способы регулирования, сигнализация, защиты и блокировки, рассмотрены вредные производственные факты, а также предложения по минимизации их воздействия на человека.
В разделе «Экономика и управление» представлена экономическая целесообразность проекта. Отображен технико-экономический расчёт, приведен SWOT-анализ, доказывающий рациональность перевода котла ПК-33-83 на сжигание природного газа Уренгойского месторождения по сравнению с Челябинским бурым углем марки 3БР.
В результате перевода котла существенно снижается расход топлива, увеличился КПД котельного агрегата, снизилось количество выброса вредных веществ в атмосферу, уменьшились затраты на эксплуатацию и обслуживание котла.
