Совершенствование энергохозяйства турбинного участка ТЭЦ-ПВС
АО «Уральская Сталь» с заменой турбоагрегата ПТ-60-90/13 на ПТ-65/95-
90/13 с целью увеличения отпуска тепловой и электрической энергии
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ТЕМЫ ВКР 9
1.1 Постановка задачи реконструкции 9
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 12
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 13
3.1 Оценка технического уровня ТЭЦ России 13
3.2 Технологический уровень зарубежных производителей 14
3.3 Основные пути совершенствования энергетического оборудования 16
4 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 19
4.1 Оценка диаметров, числа ступеней и распределение теплоперепадов
по ступеням цилиндра турбины ПТ-65/95-90/13 21
4.2 Выбор и расчет регулирующей ступени 28
5 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ 42
5.1 Анализ действующих технологий эффективности ТЭЦ-ПВС
АО «Уральской Стали» 44
5.1.1 Анализ работы ТЭЦ-ПВС АО «Уральской Стали» 44
5.2 Расчет тепловой схемы с турбинной ПТ-65/95-90/13 49
5.2.1 Баланс основных потоков пара и воды 49
5.2.2 Процесс расширения пара в турбине 50
5.2.3 Расчет бойлерных установок 58
5.2.4 Расчет регенеративных подогревателей высокого давления 59
5.2.5 Расчет деаэратора питательной воды 61
5.2.6 Расчет подогревателей низкого давления 62
5.2.7 Определение коэффициентов недовыработки электроэнергии 63
5.2.8 Определение мощности турбины 65
5.2.9 Оценка эффективности работы ТЭЦ-ПВС 66
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 70
6.1 Энергосбережение на теплоэлектроцентрали 71
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 73
7.1 Тепловое загрязнение воды 75
7.2 Тепловой расчет конденсатора 76
7.3 Тепловой расчет градирни 78
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 81
8.1 Роль автоматизации в производственном процессе 81
8.2 Автоматическая защита и сигнализация паровой турбины 82
8.2.1 Защиты, действующие на останов турбины и отключение генератора .. 83
8.2.2 Защита турбины, производящая локальные операции 83
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 84
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов турбинного
участка ТЭЦ-ПВС АО «Уральская Сталь» 84
9.2 Обеспечение безопасности труда 86
9.3 Охрана окружающей среды 88
9.4 Микроклимат на рабочем месте 89
9.5 Электробезопасность 91
9.6 Взрывопожарная и пожарная опасность помещений на предприятии 92
9.7 Освещение рабочих мест и производственных помещений 94
Рабочие места 95
9.8 Воздействие вибрации, инфразвука и шума на человека 95
9.9 Инструкция по охране труда для машиниста-обходчика по турбинному
оборудованию 97
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 102
10.1.1 Система капитальных затрат на реконструкцию турбинного
участка 103
10.1.2 Расчет срока окупаемости проекта 103
10.2 SWOT - анализ вариантов проектных решений 107
10.3 Планирование целей предприятия проекта 108
10.3.1 Планирование целей предприятия в пирамиде целеполагания 108
10.3.2 Планирование целей проекта в дереве целей 6
10.3.4 Ленточный график Ганта 8
10.4 Основные технико-экономические показатели проекта 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 10
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 11
Одной из острейших проблем энергетической отрасли является морально и физически устаревшая инфраструктура. По России в целом, доля оборудования, работающего более 10 лет, составляет более 50 процентов.
Как любой энергетический объект, данная проблема затронула и ТЭЦ-ПВС АО «Уральская Сталь». Станция была введена в эксплуатацию осенью 1950 года. Она построена в первую очередь на удовлетворение нужд промпредприятия (электро- и теплоснабжение комбината, источник сжатого воздуха для металлургического производства). Также она является основным источником тепла для г.Новотроицка. Оборудование, которое было введено в те года, практически не менялось и, соответственно, выработало свой парковый ресурс. Износ оборудования впоследствии может стать причиной крупных аварий и катастроф.
Другой немаловажной проблемой отрасли является увеличение цен на электрическую энергию. Начиная с 2000 года, средние тарифы на электроэнергию выросли более чем в три раза, и если названная тенденция сохранится, то, по подсчётам аналитиков, уже к 2019 году мы будем иметь цены на электроэнергию в России выше, чем в Соединённых Штатах Америки, в Финляндии и в целом ряде стран. Более того, эта цена достигнет такого уровня, когда строительство собственной генерации становится выгоднее, чем покупка энергоресурсов из сети.
В связи с реконструкцией основного производства потребность АО «Уральская Сталь» в электроэнергии за последний период имеет тенденцию к росту. Восполнение нехватки электроэнергии осуществляется из единой энергетической системы, при этом стоимость покупной электроэнергии в 1,5 раза дороже собственной. В процессе дальнейшей реконструкции комбината, связанной с сооружением энергоемких объектов, таких как: установка вакуумирования стали, кислородно-конверторный цех, потребность в электроснабжении непременно возрастет, что приведет к увеличению лимита потребления электроэнергии из внешней энергетической системы. А это повлечет за собой оформление разрешения на подключение дополнительных мощностей АО «Уральская Сталь» и увеличение затрат. Поэтому, в сложившейся ситуации актуально выражение: «Не хотим покупать - мы хотим строить».
Проектом поставлена задача рассмотрения вопроса по замене паровой турбины высокого давления ПТ-60-90/13 на новую более мощную паровую турбину ПТ-65/95-90/13 с целью увеличения выработки тепловой и электрической энергии. Целесообразность разработки данной темы дипломного проекта связана с увеличением выработки собственной электроэнергии и как следствие экономией затрат на ее покупку из внешней энергетической системы.
В выпускной квалификационной работе был проведен анализ энергохозяйства
турбинного участка ТЭЦ-ПВС АО «Уральская Сталь», который выявил неэффективность работы турбоагрегата ПТ-60-90/13 и нехватку вырабатываемой собственной электроэнергии из-за растущей мощности комбината.
В связи со значительным увеличением потребления электроэнергии для основного производства в данной работе предложена замена паровой турбины на
новую, современную и более мощную. Был проведен расчет тепловой схемы с новой турбиной ПТ-65/95-90/13. На основе теплового и поверочного расчетов было
подобрано регенеративное оборудование, конденсатор. По каталогам заводовизготовителей выбран генератор, который будет развивать необходимую мощность.
Спроектирована схема автоматизации паровой турбины ПТ-65/95-90/13 и вы полнен расчет регулятора давления перегретого пара на входе в турбину.
Рассмотрены условия, обеспечивающие необходимый уровень техники безопасности, охраны труда, охраны окружающей среды и мероприятия по устранению чрезвычайных ситуаций.
Для обоснования экономической эффективности предложенных мероприятий
был выполнен расчет технико-экономических показателей. Определялась зависимость выручки, прибыли и затрат от объема производства. При превышении значения объема производства 63 млн. кВт·ч начинает реализовываться прибыль.
При ориентировочном объеме инвестиций на реконструкцию 38,4 млн. руб., экономический эффект составит 126,2 млн. руб., а срок окупаемости проекта составит 2,45 года.
Таким образом, предложенное в проекте мероприятие обеспечивает высокий
уровень тепловой и экономической эффективности, а также достойную безопасность и надежность.
