Помощь студентам в учебе
Реконструкция турбогенератора ПТ-60-130/13 Челябинской ТЭЦ-2 путем замены охлаждения электрогенератора
|
Аннотация
Введение
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
2 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ЗАМЕНЫ ТУРБОГЕНЕРАТОРА
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ
4 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ ПАО «ФОРТУМ» И
ЧТЭЦ-2
5 ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ПТ-60-130/13
6 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. НОВЫЕ РЕШЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
ПОВЫШЕНИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРА С ВОЗДУШНЫМ
ОХЛАЖДЕНИЕМ
7 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
8 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ
9 АВТОМАТИЗАЦИЯ
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Введение
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
2 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ЗАМЕНЫ ТУРБОГЕНЕРАТОРА
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ
4 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ ПАО «ФОРТУМ» И
ЧТЭЦ-2
5 ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ПТ-60-130/13
6 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. НОВЫЕ РЕШЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
ПОВЫШЕНИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРА С ВОЗДУШНЫМ
ОХЛАЖДЕНИЕМ
7 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
8 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ
9 АВТОМАТИЗАЦИЯ
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Резкое повышение числа промышленных предприятий города Челябинска после 50-х годов породило потребность в дополнительном источнике тепло и электроэнергии. С этой целью была построена ЧТЭЦ-2. Основное оборудование введено в эксплуатацию еще в 60-х годах прошлого века. На сегодняшний день рабочее состояние основного оборудования расценивается как удовлетворительное - котлоагрегаты I очереди требуют полной реконструкции и замены вспомогательного оборудования, Срок эксплуатации турбогенератора ТВФ-60-2 окончен, в связи с этим требуется его полная замена.
Отсюда появляется необходимость в срочной замене отслужившего свой срок оборудования, принимая во внимания новшества и технологии последних лет.
Проанализировав Российский рынок энергогенерирующего оборудования, выбор остановлен на генераторе ТФ-63-2У3, производимом предприятием «ЭЛСИБ» (г. Новосибирск).
Поставка осуществляется в комплекте, который помимо самого турбогенератора со статором, ротором, воздухоохлатителями, щёточноконтактным аппаратом и концевыми выводами включает в себя шумозащитный кожух, насосы (подачи воды в воздухоохладители), оборудование для осушки воздуха и надува, систему автоматизированного контроля, ремонтную и эксплуатационную документацию.
Целью выпускной квалификационной работы - реконструкция
турбогенератора ПТ-60-130/13 Челябинской ТЭЦ-2 с водородным охлаждением, срок эксплуатации которого подошел к концу, на более эффективный и экономичный турбогенератор с воздушным охлаждением, который не требуют большого количества сложного вспомогательного оборудования и более безопасен в эксплуатации.
Проблемы замены, восстановительных ремонтов и модернизации конструкции с целью повышения надежности указанных турбогенераторов и продления сроков службы являются чрезвычайно актуальными. До недавнего времени, в эксплуатации находились преимущественно турбогенераторы с водородным и водородно-водяным охлаждением, которые очень дороги в эксплуатации. Турбогенераторы с воздушным охлаждением, являющиеся ранее не столь долговечными за счет окисления металла, в наши дни находятся на новом техническом уровне - более технологичен и экономичен.
В ходе дипломной работы были поставлены задачи:
• разработка и обоснование унифицированной для воздуха принципиальной схемы косвенного газового охлаждения обмотки статора турбогенераторов, используя, в зубцах статора, аксиальные щелевые каналы;
• создание продуктивной системы вентиляции турбогенераторов с воздушным охлаждением, разделяю газоснабжение охлаждающих контуров статора и ротора;
- практическое изучение интенсивности отвода тепла применяя аксиальные щелевые каналы в зубцах статора при водородном охлаждении; - разработка концепции увеличения предельной мощности турбогенератора (при воздушном охлаждении) при помощи внутреннего охлаждения обмотки статора сжатым воздухом.
Отсюда появляется необходимость в срочной замене отслужившего свой срок оборудования, принимая во внимания новшества и технологии последних лет.
Проанализировав Российский рынок энергогенерирующего оборудования, выбор остановлен на генераторе ТФ-63-2У3, производимом предприятием «ЭЛСИБ» (г. Новосибирск).
Поставка осуществляется в комплекте, который помимо самого турбогенератора со статором, ротором, воздухоохлатителями, щёточноконтактным аппаратом и концевыми выводами включает в себя шумозащитный кожух, насосы (подачи воды в воздухоохладители), оборудование для осушки воздуха и надува, систему автоматизированного контроля, ремонтную и эксплуатационную документацию.
Целью выпускной квалификационной работы - реконструкция
турбогенератора ПТ-60-130/13 Челябинской ТЭЦ-2 с водородным охлаждением, срок эксплуатации которого подошел к концу, на более эффективный и экономичный турбогенератор с воздушным охлаждением, который не требуют большого количества сложного вспомогательного оборудования и более безопасен в эксплуатации.
Проблемы замены, восстановительных ремонтов и модернизации конструкции с целью повышения надежности указанных турбогенераторов и продления сроков службы являются чрезвычайно актуальными. До недавнего времени, в эксплуатации находились преимущественно турбогенераторы с водородным и водородно-водяным охлаждением, которые очень дороги в эксплуатации. Турбогенераторы с воздушным охлаждением, являющиеся ранее не столь долговечными за счет окисления металла, в наши дни находятся на новом техническом уровне - более технологичен и экономичен.
В ходе дипломной работы были поставлены задачи:
• разработка и обоснование унифицированной для воздуха принципиальной схемы косвенного газового охлаждения обмотки статора турбогенераторов, используя, в зубцах статора, аксиальные щелевые каналы;
• создание продуктивной системы вентиляции турбогенераторов с воздушным охлаждением, разделяю газоснабжение охлаждающих контуров статора и ротора;
- практическое изучение интенсивности отвода тепла применяя аксиальные щелевые каналы в зубцах статора при водородном охлаждении; - разработка концепции увеличения предельной мощности турбогенератора (при воздушном охлаждении) при помощи внутреннего охлаждения обмотки статора сжатым воздухом.
В выпускной квалификационной работе рассмотрен вопрос повышении эффективности технической, эксплуатационной и экономической деятельности Челябинской ТЭЦ-2. Предложена замена турбогенератора с водородным охлаждением, срок эксплуатации которого подошел к концу, на более эффективный и экономичный турбогенератор с воздушным охлаждением, который не требуют большого количества сложного вспомогательного оборудования и более безопасен в эксплуатации. Проблемы замены, восстановительных ремонтов и модернизации конструкции с целью повышения надежности указанных турбогенераторов и продления сроков службы являются чрезвычайно актуальными. До недавнего времени, в эксплуатации находились преимущественно турбогенераторы с водородным и водородно-водяным охлаждением, которые очень дороги в эксплуатации. Турбогенераторы с воздушным охлаждением, являющиеся ранее не столь долговечными за счет окисления металла, в наши дни находятся на новом техническом уровне - более технологичен и экономичен.
В работе были рассмотрены отечественные и зарубежные передовые технологии, влияние ПАО «Фортум» на развитие энергетики, характеристика станции Челябинской ТЭЦ-2 и основоное ее оборудовние. Проанализировав изученную информацию было выявлено, что основное оборудование устарело и требует замены.
В соответствии с поставленными задачами, был выявлено, что в большинстве стран, отмечено повышение внедрения турбогенераторов с воздушным охлаждением, то есть замены водорода в корпусе генератора на воздух. Это вызвано следующими факторами:
• при использование воздушного охлаждения сокращается большое количества энергоёмкого оборудования. Такие как схему масло на уплотнение турбогенератора, а так же водородную станцию, что приведет: к повышению надежности турбогенератора, снизит его габариты и вес, повышению коэффициента готовности до 0,997-0,998, сокращению аварийных ситуаций, количества и стоимости ремонтных работ;
• для повышения КПД современных ТЭС необходимо рассмотреть вопрос о замене паровых турбин на газотурбинные установки. Для газотурбинных установок наиболее перспективны турбогенератора с полным воздушным охлаждением.
На основе данных о новейших технологиях и опыту других предприятий, предложено произвести замену турбогенератора ТВФ-60-2 с водородным охлаждением на турбогенератор ТФ-63-2У3 с воздушным охлаждением.
Так же в ходе работы рассмотрены многоструйная схема вентиляции турбогенератора; U-образные каналы, обеспечивающие эффективное охлаждение активной стали статора в отсеках сердечниках статора. Данные системы способны повысить КПД турбогенераторов. Произведено исследование характеристик радиально-аксиальной системы воздушного охлаждения. Сопоставление и распределение коэффициентов теплоотдачи показывает, что в радиальных участках вентиляционного тракта охлаждения в полтора раза выше, чем с U- образным каналом.
Новая система охлаждения обладает следующими сравнительными
достоинствами перед существующей системой. Увеличение общей поверхности охлаждения в зубцовой зоне. Повышение коэффициентов теплоотдачи в радиальных каналах в 1,5...1,6 раза. Достаточно высокие коэффициенты теплоотдачи в относительно коротких аксиальных каналах.
Произведен расчет максимальных температур зубцовой зоны, искомое превышение температуры на 17°С меньше, чем в предыдущей конструкции.
Замена турбогенератора с водородного охлаждением на воздушное является не только эффективной, но и экономичной.
Капиталовложения на реконструкцию составили 231 516,76 тыс.руб.
Рассмотрены два варианта будущего развития - замена генератора и проведение реконструкции и продолжение деятельности без реконструкции на пределах возможностей. Очевидно, что проведение реконструкции выгодно, так как сокращаются годовые текущие затраты на эксплуатацию. До реконструкции годовые текущие затраты ЧТЭЦ-2 составили 3 508 380,47 тыс.руб. в год, после реконструкции - 3 300 616,94 тыс.руб. в год. Это произошло за счет снижения расхода воды и сокращению расходов на текущий и аварийный ремонт. Кроме того произошло увеличение годового отпуска теплоты и энергии. Такой рост обусловлен сокращением времени нахождения оборудования в ремонте. При этом экономия в расходах составила 207 766,53 тыс.руб. в год, а экономия на воде составила 3 644,16 тыс.руб. в год.
Срок окупаемости реконструкции турбины составляет 1,3 года. Если сравнивать полученное значение с нормативным значением срока окупаемости, равным 5-6 лет (Ток<Тн) можно сделать вывод о том, что проект реконструкции турбогенератора турбины можно считать экономически эффективным для предприятия ЧТЭЦ-2.
В итоге, можно судить, что реконструкция турбогенератора для предприятия Челябинская ТЭЦ-2 является эффективной и экономически выгодной.
В работе были рассмотрены отечественные и зарубежные передовые технологии, влияние ПАО «Фортум» на развитие энергетики, характеристика станции Челябинской ТЭЦ-2 и основоное ее оборудовние. Проанализировав изученную информацию было выявлено, что основное оборудование устарело и требует замены.
В соответствии с поставленными задачами, был выявлено, что в большинстве стран, отмечено повышение внедрения турбогенераторов с воздушным охлаждением, то есть замены водорода в корпусе генератора на воздух. Это вызвано следующими факторами:
• при использование воздушного охлаждения сокращается большое количества энергоёмкого оборудования. Такие как схему масло на уплотнение турбогенератора, а так же водородную станцию, что приведет: к повышению надежности турбогенератора, снизит его габариты и вес, повышению коэффициента готовности до 0,997-0,998, сокращению аварийных ситуаций, количества и стоимости ремонтных работ;
• для повышения КПД современных ТЭС необходимо рассмотреть вопрос о замене паровых турбин на газотурбинные установки. Для газотурбинных установок наиболее перспективны турбогенератора с полным воздушным охлаждением.
На основе данных о новейших технологиях и опыту других предприятий, предложено произвести замену турбогенератора ТВФ-60-2 с водородным охлаждением на турбогенератор ТФ-63-2У3 с воздушным охлаждением.
Так же в ходе работы рассмотрены многоструйная схема вентиляции турбогенератора; U-образные каналы, обеспечивающие эффективное охлаждение активной стали статора в отсеках сердечниках статора. Данные системы способны повысить КПД турбогенераторов. Произведено исследование характеристик радиально-аксиальной системы воздушного охлаждения. Сопоставление и распределение коэффициентов теплоотдачи показывает, что в радиальных участках вентиляционного тракта охлаждения в полтора раза выше, чем с U- образным каналом.
Новая система охлаждения обладает следующими сравнительными
достоинствами перед существующей системой. Увеличение общей поверхности охлаждения в зубцовой зоне. Повышение коэффициентов теплоотдачи в радиальных каналах в 1,5...1,6 раза. Достаточно высокие коэффициенты теплоотдачи в относительно коротких аксиальных каналах.
Произведен расчет максимальных температур зубцовой зоны, искомое превышение температуры на 17°С меньше, чем в предыдущей конструкции.
Замена турбогенератора с водородного охлаждением на воздушное является не только эффективной, но и экономичной.
Капиталовложения на реконструкцию составили 231 516,76 тыс.руб.
Рассмотрены два варианта будущего развития - замена генератора и проведение реконструкции и продолжение деятельности без реконструкции на пределах возможностей. Очевидно, что проведение реконструкции выгодно, так как сокращаются годовые текущие затраты на эксплуатацию. До реконструкции годовые текущие затраты ЧТЭЦ-2 составили 3 508 380,47 тыс.руб. в год, после реконструкции - 3 300 616,94 тыс.руб. в год. Это произошло за счет снижения расхода воды и сокращению расходов на текущий и аварийный ремонт. Кроме того произошло увеличение годового отпуска теплоты и энергии. Такой рост обусловлен сокращением времени нахождения оборудования в ремонте. При этом экономия в расходах составила 207 766,53 тыс.руб. в год, а экономия на воде составила 3 644,16 тыс.руб. в год.
Срок окупаемости реконструкции турбины составляет 1,3 года. Если сравнивать полученное значение с нормативным значением срока окупаемости, равным 5-6 лет (Ток<Тн) можно сделать вывод о том, что проект реконструкции турбогенератора турбины можно считать экономически эффективным для предприятия ЧТЭЦ-2.
В итоге, можно судить, что реконструкция турбогенератора для предприятия Челябинская ТЭЦ-2 является эффективной и экономически выгодной.
