Помощь студентам в учебе
Модернизация системы управления тягодутьевых механизмов котла Е-250-9,8-545 КТ путём оснащения частотным регулированием
|
Реферат 7
Введение 11
1.1 Описание и назначение станции 13
1.2 Основные производственные подразделения ГРЭС 14
1.3 Планы по модернизации станции 16
2 Описание котла Е-250-9,8-545 КТ 17
2.1 Общие характеристики котла 17
2.2 Топочно-горелочное устройство 20
2.3 Поверхности нагрева 21
2.4 Барабан котла и предохранительные устройства котла 23
2.5 Вспомогательное оборудование 24
2.6 Маневренность котла 26
3 Тепловой расчет котлоагрегата 27
3.1 Исходные данные для теплового расчета 27
3.2 Теоретически необходимые объемы воздуха и продуктов сгорания 28
3.3 Определение коэффициентов избытка воздуха 28
3.4 Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания 30
3.5 Определение элементов теплового баланса котельного агрегата 31
3.6 Расчет теплообмена в топке 34
3.7 Тепловой расчета поверхностей нагрева 37
4 Аэродинамический расчет котлоагрегата 41
4.1 Исходные данные 41
4.2 Аэродинамический расчет газового тракта 42
4.3 Выбор дымососов 49
4.4 Аэродинамический расчет воздушного тракта 51
4.5 Выбор дутьевых вентиляторов 55
5 Модернизация тягодутьевых механизмов котла 57
5.1 Режимы работы котельных агрегатов 57
5.2 Актуальность внедрения преобразователя частоты 60
5.3 Анализ различных схем регулирования 62
5.4 Экономические аспекты выбора частотно-регулируемого привода
тягодутьевых машин 66
5.5 Расчет режима работы и параметров вентилятора 69
5.6 Техническая реализация модернизации ТДМ 74
6 Система автоматизация котла 79
6.1 Объем автоматизации 79
6.2 Описание системы автоматического регулирования 81
6.3 Описание технических средств системы автоматизации 83
7 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 87
7.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 87
7.1.1 Анализ конкурентных технических решений 87
7.1.2 SWOT-анализ 89
7.2 Планирование научно-исследовательских работ 92
7.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 92
7.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения 94
7.3 Бюджет научно-технического исследования 97
7.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования .. 97
7.3.2 Расчет амортизации специального оборудования 97
7.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 98
7.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 100
7.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 100
7.3.6 Накладные расходы 101
7.3.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 101
7.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 102
8 Социальная ответственность 108
8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности .... 109
8.1.1 Правовые нормы трудового законодательства 109
8.1.2 Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны 111
8.2 Производственная безопасность 112
8.3 Экологическая безопасность 117
8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 119
Заключение 121
Список использованных источников 123
Приложение А - Структурная схема регулятора тепловой нагрузки 127
Приложение Б - Структурная схема регулятора общего воздуха 128
Приложение В - Структурная схема регулятора разрежения 129
Приложение Г - Схема автоматизации системы автоматического регулирования котла 130
Приложение Д - Диаграмма Ганта 131
Введение 11
1.1 Описание и назначение станции 13
1.2 Основные производственные подразделения ГРЭС 14
1.3 Планы по модернизации станции 16
2 Описание котла Е-250-9,8-545 КТ 17
2.1 Общие характеристики котла 17
2.2 Топочно-горелочное устройство 20
2.3 Поверхности нагрева 21
2.4 Барабан котла и предохранительные устройства котла 23
2.5 Вспомогательное оборудование 24
2.6 Маневренность котла 26
3 Тепловой расчет котлоагрегата 27
3.1 Исходные данные для теплового расчета 27
3.2 Теоретически необходимые объемы воздуха и продуктов сгорания 28
3.3 Определение коэффициентов избытка воздуха 28
3.4 Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания 30
3.5 Определение элементов теплового баланса котельного агрегата 31
3.6 Расчет теплообмена в топке 34
3.7 Тепловой расчета поверхностей нагрева 37
4 Аэродинамический расчет котлоагрегата 41
4.1 Исходные данные 41
4.2 Аэродинамический расчет газового тракта 42
4.3 Выбор дымососов 49
4.4 Аэродинамический расчет воздушного тракта 51
4.5 Выбор дутьевых вентиляторов 55
5 Модернизация тягодутьевых механизмов котла 57
5.1 Режимы работы котельных агрегатов 57
5.2 Актуальность внедрения преобразователя частоты 60
5.3 Анализ различных схем регулирования 62
5.4 Экономические аспекты выбора частотно-регулируемого привода
тягодутьевых машин 66
5.5 Расчет режима работы и параметров вентилятора 69
5.6 Техническая реализация модернизации ТДМ 74
6 Система автоматизация котла 79
6.1 Объем автоматизации 79
6.2 Описание системы автоматического регулирования 81
6.3 Описание технических средств системы автоматизации 83
7 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 87
7.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 87
7.1.1 Анализ конкурентных технических решений 87
7.1.2 SWOT-анализ 89
7.2 Планирование научно-исследовательских работ 92
7.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 92
7.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения 94
7.3 Бюджет научно-технического исследования 97
7.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования .. 97
7.3.2 Расчет амортизации специального оборудования 97
7.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 98
7.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 100
7.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 100
7.3.6 Накладные расходы 101
7.3.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 101
7.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 102
8 Социальная ответственность 108
8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности .... 109
8.1.1 Правовые нормы трудового законодательства 109
8.1.2 Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны 111
8.2 Производственная безопасность 112
8.3 Экологическая безопасность 117
8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 119
Заключение 121
Список использованных источников 123
Приложение А - Структурная схема регулятора тепловой нагрузки 127
Приложение Б - Структурная схема регулятора общего воздуха 128
Приложение В - Структурная схема регулятора разрежения 129
Приложение Г - Схема автоматизации системы автоматического регулирования котла 130
Приложение Д - Диаграмма Ганта 131
Единая энергосистема Казахстана (ЕЭС Казахстана) работает параллельно с единой энергосистемой России (ЕЭС России) и Объединенной энергосистемой Центральной Азии (ОЭС Центральной Азии) по сети 500-220 кВ. Параллельная работа энергосистем предусматривает взаимное
регулирование незапланированных перетоков мощности, вызванные несбалансированным графиком производства и потребления электрической мощности, а также регулирование частоты [32].
Исходя из необходимости обеспечения устойчивой работы и повышения экономической эффективности электрических станций ЕЭС Казахстана, в 2017 году в АО «KEGOC» было принято решение о создании «Централизованной системы автоматического регулирования частоты и мощности».
ГРЭС ТОО «Главная распределительная энергостанция Топар» входит в перечень станций для участия в регулировании частоты и перетоков мощности. В связи с этим очень важным является наличие на станции современного основного технологического оборудование (турбинными и котельными установками) оснащенного системами автоматизированного управления, позволяющему решать задачи оперативного управления обеспечивая максимальную энергоэффективность, надежность и маневренность.
Котельная установка является одним из основных звеньев тепловой электрической станции, ее надежная и экономичная работа определяет общий характер работы станции в целом. Котлоагрегат как объект управления представляет из себя сложную динамическую систему с большим количеством взаимосвязанных величин.
Современные программные и технические средства позволяют реализовать сложнейшие алгоритмы управления. В то же время возрастают требования к исполнительным механизмам и схемным решениям механизмов собственных нужд и запорно-регулирующей арматуры.
Целью работы является модернизация системы управления тягодутьевых механизмов (дымососов и дутьевых вентиляторов) котлоагрегата Е-250-9,8-545 КТ путём оснащения частотным регулированием для участия в системе автоматического регулирования котла процессами горения. Будет проведен анализ эффективности поддержания режимов работы парогенератора в регулирующем и базовом режиме, влияние на экономичность.
Для этого необходимо будет решить следующие задачи:
- ознакомится со схемой производства электрической и тепловой энергии ГРЭС;
- выполнить анализ технологической схемы котла, его конструктивных особенностей, вид сжигаемого топлива;
- выполнить тепловой расчет котла;
- выполнить аэродинамический расчет газового и воздушного трактов;
- подобрать дутьевой вентилятор и дымосос;
- обосновать актуальность внедрения частотного регулирования;
- выполнить анализ существующих схем регулирования;
- провести расчет экономической эффективности внедрения частотно-регулируемого привода;
- разработать схему системы автоматического регулирования;
- выполнить разделы финансового менеджмента и социальной ответственности.
регулирование незапланированных перетоков мощности, вызванные несбалансированным графиком производства и потребления электрической мощности, а также регулирование частоты [32].
Исходя из необходимости обеспечения устойчивой работы и повышения экономической эффективности электрических станций ЕЭС Казахстана, в 2017 году в АО «KEGOC» было принято решение о создании «Централизованной системы автоматического регулирования частоты и мощности».
ГРЭС ТОО «Главная распределительная энергостанция Топар» входит в перечень станций для участия в регулировании частоты и перетоков мощности. В связи с этим очень важным является наличие на станции современного основного технологического оборудование (турбинными и котельными установками) оснащенного системами автоматизированного управления, позволяющему решать задачи оперативного управления обеспечивая максимальную энергоэффективность, надежность и маневренность.
Котельная установка является одним из основных звеньев тепловой электрической станции, ее надежная и экономичная работа определяет общий характер работы станции в целом. Котлоагрегат как объект управления представляет из себя сложную динамическую систему с большим количеством взаимосвязанных величин.
Современные программные и технические средства позволяют реализовать сложнейшие алгоритмы управления. В то же время возрастают требования к исполнительным механизмам и схемным решениям механизмов собственных нужд и запорно-регулирующей арматуры.
Целью работы является модернизация системы управления тягодутьевых механизмов (дымососов и дутьевых вентиляторов) котлоагрегата Е-250-9,8-545 КТ путём оснащения частотным регулированием для участия в системе автоматического регулирования котла процессами горения. Будет проведен анализ эффективности поддержания режимов работы парогенератора в регулирующем и базовом режиме, влияние на экономичность.
Для этого необходимо будет решить следующие задачи:
- ознакомится со схемой производства электрической и тепловой энергии ГРЭС;
- выполнить анализ технологической схемы котла, его конструктивных особенностей, вид сжигаемого топлива;
- выполнить тепловой расчет котла;
- выполнить аэродинамический расчет газового и воздушного трактов;
- подобрать дутьевой вентилятор и дымосос;
- обосновать актуальность внедрения частотного регулирования;
- выполнить анализ существующих схем регулирования;
- провести расчет экономической эффективности внедрения частотно-регулируемого привода;
- разработать схему системы автоматического регулирования;
- выполнить разделы финансового менеджмента и социальной ответственности.
В ходе выполнения работы был рассмотрен проект модернизация системы управления тягодутьевых механизмов (дымососов и дутьевых вентиляторов) котлоагрегата Е-250-9,8-545 КТ путём оснащения частотным регулированием для участия в системе автоматического регулирования котла процессами горения.
В ходе выполнения теплового расчета котла при сжигании каменного угля Борлинского месторождения были получены температуры по ходу движения газов, определены конструктивные характеристики поверхностей нагрева.
Результаты теплового расчета были использованы при проведении аэродинамического расчета газового и воздушного тракта котла. На основании расчетных гидравлических сопротивлений трактов и расходов воздуха и газов выполнен подбор дымососов ДН-22х2ФК и дутьевых вентиляторов ВДН-18К.
Рассмотрены факторы, влияющие на маневренные характеристики котла, а также схемы регулирования производительностью тягодутьевых механизмов. Максимальное распространение имеют схемы регулирования с использованием направляющих аппаратов из своей простоты и лучших эксплуатационных характеристик. Но предложенный вариант применения частотно-регулируемого привода является более экономичен, улучшает качество регулирования, надежность, уменьшает потребление электрической энергии приводом, что в конечном итоге увеличивает КПД нетто котла.
Для определения экономичности внедрения частотно-регулируемого привода по сравнению регулированием направляющим аппаратом был проведен расчет в различных режимах работы котла, который показал экономию электроэнергии до 45% при нагрузке котла 0,834 • DH.
Одним из факторов, сдерживающих внедрение управления приводом тягодутьевых механизмов котла, являются большие первоначальные инвестиции при проведении модернизации с питающим напряжением 6кВ.
Исследование показало, что в настоящее время на рынке присутствует не малое количество предложений, в том числе отечественного производства, схемных решений - с входным и выходным трансформаторами и низковольтным ПЧ, высоковольтные транзисторные и тиристорные преобразователи частоты. Каждое решение отличается по стоимости.
Однако экономический расчет показывает о окупаемости проекта от 2 до 5 лет. Помимо экономии электроэнергии применение частотнорегулируемого привода улучшает эксплуатационные характеристики, улучшает качество регулирования, надежность и экологические характеристики.
Рассмотрены вопросы внедрения АСУТП и реализации регулятора тепловой нагрузки, регулятора общего воздуха и регулятора разрежения. Реализация сложных алгоритмов управления и САР, совместно с внедрением частотно-регулируемого привода позволяет улучшить показатели маневренности котла в регулирующем и базовом режимах.
Разработаны разделы «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» и «Социальная ответственность».
Данная выпускная квалификационная работа показала актуальность реализации проекта по модернизации системы управления тягодутьевых механизмов энергетических котлов путём оснащения частотным регулированием, как и для вновь вводимых котлоагрегатов, так и для эксплуатируемых в настоящее время.
В ходе выполнения теплового расчета котла при сжигании каменного угля Борлинского месторождения были получены температуры по ходу движения газов, определены конструктивные характеристики поверхностей нагрева.
Результаты теплового расчета были использованы при проведении аэродинамического расчета газового и воздушного тракта котла. На основании расчетных гидравлических сопротивлений трактов и расходов воздуха и газов выполнен подбор дымососов ДН-22х2ФК и дутьевых вентиляторов ВДН-18К.
Рассмотрены факторы, влияющие на маневренные характеристики котла, а также схемы регулирования производительностью тягодутьевых механизмов. Максимальное распространение имеют схемы регулирования с использованием направляющих аппаратов из своей простоты и лучших эксплуатационных характеристик. Но предложенный вариант применения частотно-регулируемого привода является более экономичен, улучшает качество регулирования, надежность, уменьшает потребление электрической энергии приводом, что в конечном итоге увеличивает КПД нетто котла.
Для определения экономичности внедрения частотно-регулируемого привода по сравнению регулированием направляющим аппаратом был проведен расчет в различных режимах работы котла, который показал экономию электроэнергии до 45% при нагрузке котла 0,834 • DH.
Одним из факторов, сдерживающих внедрение управления приводом тягодутьевых механизмов котла, являются большие первоначальные инвестиции при проведении модернизации с питающим напряжением 6кВ.
Исследование показало, что в настоящее время на рынке присутствует не малое количество предложений, в том числе отечественного производства, схемных решений - с входным и выходным трансформаторами и низковольтным ПЧ, высоковольтные транзисторные и тиристорные преобразователи частоты. Каждое решение отличается по стоимости.
Однако экономический расчет показывает о окупаемости проекта от 2 до 5 лет. Помимо экономии электроэнергии применение частотнорегулируемого привода улучшает эксплуатационные характеристики, улучшает качество регулирования, надежность и экологические характеристики.
Рассмотрены вопросы внедрения АСУТП и реализации регулятора тепловой нагрузки, регулятора общего воздуха и регулятора разрежения. Реализация сложных алгоритмов управления и САР, совместно с внедрением частотно-регулируемого привода позволяет улучшить показатели маневренности котла в регулирующем и базовом режимах.
Разработаны разделы «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» и «Социальная ответственность».
Данная выпускная квалификационная работа показала актуальность реализации проекта по модернизации системы управления тягодутьевых механизмов энергетических котлов путём оснащения частотным регулированием, как и для вновь вводимых котлоагрегатов, так и для эксплуатируемых в настоящее время.
