СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТЭЦ Г.СИБАЙ ПУТЕМ УСТАНОВКИ ГПА JENBACHER, ГТЭС-16ПА, ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ Е-50-140
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1.ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ 7
1 Л.Исходные данные 7
1.2.Обоснование выбора основного оборудования 7
1.3.Определение режимов работы теплосети 8
1.4.Обоснование выбора вспомогательного оборудования 10
1.4.1. Выбор сетевых насосов 10
1.4.2. Выбор деаэратора 11
1.4.3.Оборудование топливного хозяйства 12
1.5.Работа ЗуТЭЦ в период летнего снижения нагрузки 14
2.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 15
3. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 16
4. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ТЭЦ 17
4.1. ГТЭС-16ПА 18
4.1.1. Условия работы, требования, предъявляемые к турбине ГТЭС-
16ПА 19
4.1.2. Тепловой расчет ГТЭС-16ПА 22
4.2. ГПА Jenbacher JMS-620 GS 24
4.3. Котел Е-50-140ГМ 25
4.4. Котел-утилизатор водогрейный КУВ-24-114 26
4.4.1. Техническое описание установки КУВ-24-114. Принципиальная
тепловая схема подключения установки в тепловой схеме ТЭЦ 26
4.4.2. Условия работы, требования, предъявляемые к установке КУВ-24-
114 при эксплуатации и ремонте ГТЭС-16ПА 29
4.4.3. Прочностной расчет КУВ-24-114 32
5. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 41
5.1.Задачи программы 41
5.2. Мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической
эффективности 42
6. ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 43
6.1. Расчет выбросов окислов азота 43
6.2. Поверочный расчет дымовой трубы 45
7. АВТОМАТИЗАЦИЯ 48
7.1. Выбор средств автоматизации 48
8. ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 51
8.1. Капитальные затраты 51
8.2. Текущие затраты 52
8.3. Расчет себестоимости энергии 52
8.4. Расчет срока окупаемости 53
8.5. SWOT-анализ вариантов проектных решений 55
8.6. Дерево целей проекта 57
8.7. Планирование мероприятий по реализации проекта (график Ганта) 8.8.Оценка движущих и сдерживающих сил разработки проекта ЗуТЭЦ 58
9. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 59
9.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов 59
9.2. Безопасность производственных процессов и оборудования 60
9.3.Оценка ожидаемого ущерба 64
9.4. Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне на
Зауральской ТЭЦ 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А ДЕРЕВО ЦЕЛЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ГРАФИК ГАНТА
ВВЕДЕНИЕ 5
1.ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ 7
1 Л.Исходные данные 7
1.2.Обоснование выбора основного оборудования 7
1.3.Определение режимов работы теплосети 8
1.4.Обоснование выбора вспомогательного оборудования 10
1.4.1. Выбор сетевых насосов 10
1.4.2. Выбор деаэратора 11
1.4.3.Оборудование топливного хозяйства 12
1.5.Работа ЗуТЭЦ в период летнего снижения нагрузки 14
2.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 15
3. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 16
4. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ТЭЦ 17
4.1. ГТЭС-16ПА 18
4.1.1. Условия работы, требования, предъявляемые к турбине ГТЭС-
16ПА 19
4.1.2. Тепловой расчет ГТЭС-16ПА 22
4.2. ГПА Jenbacher JMS-620 GS 24
4.3. Котел Е-50-140ГМ 25
4.4. Котел-утилизатор водогрейный КУВ-24-114 26
4.4.1. Техническое описание установки КУВ-24-114. Принципиальная
тепловая схема подключения установки в тепловой схеме ТЭЦ 26
4.4.2. Условия работы, требования, предъявляемые к установке КУВ-24-
114 при эксплуатации и ремонте ГТЭС-16ПА 29
4.4.3. Прочностной расчет КУВ-24-114 32
5. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 41
5.1.Задачи программы 41
5.2. Мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической
эффективности 42
6. ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 43
6.1. Расчет выбросов окислов азота 43
6.2. Поверочный расчет дымовой трубы 45
7. АВТОМАТИЗАЦИЯ 48
7.1. Выбор средств автоматизации 48
8. ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 51
8.1. Капитальные затраты 51
8.2. Текущие затраты 52
8.3. Расчет себестоимости энергии 52
8.4. Расчет срока окупаемости 53
8.5. SWOT-анализ вариантов проектных решений 55
8.6. Дерево целей проекта 57
8.7. Планирование мероприятий по реализации проекта (график Ганта) 8.8.Оценка движущих и сдерживающих сил разработки проекта ЗуТЭЦ 58
9. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 59
9.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов 59
9.2. Безопасность производственных процессов и оборудования 60
9.3.Оценка ожидаемого ущерба 64
9.4. Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне на
Зауральской ТЭЦ 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А ДЕРЕВО ЦЕЛЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ГРАФИК ГАНТА
Зауральская ТЭЦ построена в 2004г. для снижения дефицита электрической мощности в Башкирском Зауралье и выработки тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения г. Сибая с целью разгрузки существующего источника тепла - котельной ООО «Сибайская тепловая компания» (ООО «СТК»), а также для полного покрытия нагрузок по горячему водоснабжению г.Сибай в летний период.
С 2010 года в состав Зауральской ТЭЦ входят следующие обособленные подразделения:
1. Абдулкаримовская мГЭС - установленная мощность 0,3 МВт.
2. Таналыкская мГЭС - установленная мощность 0,05 МВт.
При реализации проекта в состав ЗуТЭЦ будет входить:
• котельный цех в составе четырех котлов Е-50-140ГМ суммарной тепловой мощностью 576,14 ГДж/ч;
• газотурбинная энергетическая установка ГТЭС-16ПА электрической мощностью 16 МВт с водогрейным котлом-утилизатором мощностью 84,58 ГДж/ч;
• два машинных зала с шестью установленными 4-тактными газовыми моторами австрийской фирмы «Jenbacher» с 20 цилиндрами, расположенные под углом 60о друг к другу, с водяным охлаждением и нагнетанием газовоздушной смеси в турбонагнетателе, с генераторами 6,3 кВ, номинальной мощностью по 2,492 МВт каждый;
- насосно-подогревательная установка, предназначенная для передачи тепла, полученного охлаждающей водой в теплообменниках ГПА (внутренний контур) в тепловые сети г. Сибая (наружный контур).
Для выдачи тепловой мощности предусмотрены :
-насосно-подогревательная установка (тепловой пункт) в составе ЗуТЭЦ;
-тепловой пункт на наружных тепловых сетях;
-теплопроводы, связывающие ЗуТЭЦ с тепловым пунктом.
Установленные котлы Е-50-140ГМ и КУ ГТУ работают на отдельный тепловой контур. Прямой и обратный трубопроводы сетевой воды теплового контура соединяются с соответствующими трубопроводами прямой и обратной сетевой воды существующей части ЗуТЭЦ для возможности параллельной работы. Выдача тепловой энергии производится по существующей тепломагистрали ЗуТЭЦ.
Для циркуляции теплоносителя предусмотрены 3 сетевых насоса (один летний и 2 зимних) с электродвигателями 6 кВ. Между трубопроводами прямой и обратной сетевой воды предусмотрена перемычка для возможности осуществления циркуляции внутреннего контура и проведения гидравлических испытаний в тепловой сети. Обеспечение собственных нужд котельного цеха в электроэнергии производится посредством распределительно устройства собственных нужд РУСН-6кВ. контейнерном исполнении.
ГТЭС размещается для эксплуатации на открытой площадке на подготовленном фундаменте.
ГТЭС снабжена котлом-утилизатором для наиболее полного использования тепла уходящих газов.
Тип котла-утилизатора - водогрейный, открытого типа, без дополнительного сжигания топлива, вертикальной компоновки с байпасным каналом и дымовой трубой. Байпасный канал позволяет осуществлять плавное от 0 до 100 % байпасирование по дымовым газам.
Схема водоподготовки (докотловой обработки воды) выполнена с учетом качества исходной воды с установкой вихревых или вакуумных деаэраторов согласно ГОСТ 16860-87. Качество воды после водоподготовительной установки соответствует ПТЭ, РД 24.031.120-91 и СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Водоподготовительная установка рассчитана на производительность до 120 т/ч. Также проектом предусмотрена установка баков аккумуляторов запаса подпиточной воды вместимостью 2х1000 м3.
Хозяйство резервного жидкого топлива предназначено для обеспечения непрерывной работы котлов Е-50-140ГМ в случае прекращения подачи газа к горелкам.
В качестве резервного жидкого топлива выбрано средство «Универсин С» ТУ 38.1011142-88.
Для обеспечения беспрерывной подачи топлива к котлам предусматривается система подогрева и рециркуляции топлива.
В состав хозяйства резервного жидкого топлива входит:
• склад резервного жидкого топлива;
• насосная резервного жидкого топлива;
• система подогрева резервного жидкого топлива;
• система подачи и рециркуляции жидкого топлива.
С 2010 года в состав Зауральской ТЭЦ входят следующие обособленные подразделения:
1. Абдулкаримовская мГЭС - установленная мощность 0,3 МВт.
2. Таналыкская мГЭС - установленная мощность 0,05 МВт.
При реализации проекта в состав ЗуТЭЦ будет входить:
• котельный цех в составе четырех котлов Е-50-140ГМ суммарной тепловой мощностью 576,14 ГДж/ч;
• газотурбинная энергетическая установка ГТЭС-16ПА электрической мощностью 16 МВт с водогрейным котлом-утилизатором мощностью 84,58 ГДж/ч;
• два машинных зала с шестью установленными 4-тактными газовыми моторами австрийской фирмы «Jenbacher» с 20 цилиндрами, расположенные под углом 60о друг к другу, с водяным охлаждением и нагнетанием газовоздушной смеси в турбонагнетателе, с генераторами 6,3 кВ, номинальной мощностью по 2,492 МВт каждый;
- насосно-подогревательная установка, предназначенная для передачи тепла, полученного охлаждающей водой в теплообменниках ГПА (внутренний контур) в тепловые сети г. Сибая (наружный контур).
Для выдачи тепловой мощности предусмотрены :
-насосно-подогревательная установка (тепловой пункт) в составе ЗуТЭЦ;
-тепловой пункт на наружных тепловых сетях;
-теплопроводы, связывающие ЗуТЭЦ с тепловым пунктом.
Установленные котлы Е-50-140ГМ и КУ ГТУ работают на отдельный тепловой контур. Прямой и обратный трубопроводы сетевой воды теплового контура соединяются с соответствующими трубопроводами прямой и обратной сетевой воды существующей части ЗуТЭЦ для возможности параллельной работы. Выдача тепловой энергии производится по существующей тепломагистрали ЗуТЭЦ.
Для циркуляции теплоносителя предусмотрены 3 сетевых насоса (один летний и 2 зимних) с электродвигателями 6 кВ. Между трубопроводами прямой и обратной сетевой воды предусмотрена перемычка для возможности осуществления циркуляции внутреннего контура и проведения гидравлических испытаний в тепловой сети. Обеспечение собственных нужд котельного цеха в электроэнергии производится посредством распределительно устройства собственных нужд РУСН-6кВ. контейнерном исполнении.
ГТЭС размещается для эксплуатации на открытой площадке на подготовленном фундаменте.
ГТЭС снабжена котлом-утилизатором для наиболее полного использования тепла уходящих газов.
Тип котла-утилизатора - водогрейный, открытого типа, без дополнительного сжигания топлива, вертикальной компоновки с байпасным каналом и дымовой трубой. Байпасный канал позволяет осуществлять плавное от 0 до 100 % байпасирование по дымовым газам.
Схема водоподготовки (докотловой обработки воды) выполнена с учетом качества исходной воды с установкой вихревых или вакуумных деаэраторов согласно ГОСТ 16860-87. Качество воды после водоподготовительной установки соответствует ПТЭ, РД 24.031.120-91 и СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Водоподготовительная установка рассчитана на производительность до 120 т/ч. Также проектом предусмотрена установка баков аккумуляторов запаса подпиточной воды вместимостью 2х1000 м3.
Хозяйство резервного жидкого топлива предназначено для обеспечения непрерывной работы котлов Е-50-140ГМ в случае прекращения подачи газа к горелкам.
В качестве резервного жидкого топлива выбрано средство «Универсин С» ТУ 38.1011142-88.
Для обеспечения беспрерывной подачи топлива к котлам предусматривается система подогрева и рециркуляции топлива.
В состав хозяйства резервного жидкого топлива входит:
• склад резервного жидкого топлива;
• насосная резервного жидкого топлива;
• система подогрева резервного жидкого топлива;
• система подачи и рециркуляции жидкого топлива.
В выпускной квалификационной работе было предложено решение о обеспечении надежного и бесперебойного теплоснабжения новых районов и в целом города Сибай. Был произведен сравнительный анализ газотурбинной установки ГТЭ-16 GE Oil&Gas (Италия) и российской производителя Пермский Моторный Завод. Параметры ГТУ отличаются незначительно, однако отечественный стоит дешевле зарубежного аналога. Так же был проведен расчет номинальных тепловых нагрузок, тепловой расчет ГТЭС- 16ПА на номинальном режиме, прочностной расчет котла-утилизатора КУВ- 24-114. В экономическом разделе проводился сравнительный
анализ двух типов установки оборудования:
1)Установка двух водогрейных котлов Е-50-140ГМ, двух ГПА Jenbacher и одной ГТЭС-16ПА;
2)Установка двух водогрейных котлов Ferroli (Италия), двух ГПА Caterpillar G3612 и одной ГТЭ-16 GE Oil&Gas (Nuovo Pignone S.p.A.)
По размеру капитальных и текущих затрат было выяснено, что первый вариант установки оборудования является экономически выгоднее.
В разделе экологии были описаны экологические проблемы связанные с эксплуатацией ТЭЦ, и меры по их предотвращению.
анализ двух типов установки оборудования:
1)Установка двух водогрейных котлов Е-50-140ГМ, двух ГПА Jenbacher и одной ГТЭС-16ПА;
2)Установка двух водогрейных котлов Ferroli (Италия), двух ГПА Caterpillar G3612 и одной ГТЭ-16 GE Oil&Gas (Nuovo Pignone S.p.A.)
По размеру капитальных и текущих затрат было выяснено, что первый вариант установки оборудования является экономически выгоднее.
В разделе экологии были описаны экологические проблемы связанные с эксплуатацией ТЭЦ, и меры по их предотвращению.





