Помощь студентам в учебе
Повышение эффективности работы газовой дожимной компрессорной станции ООО «Курганская ТЭЦ-2» путем замены масляных охладителей
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗОДОЖИМНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ
СТАНЦИИ ООО «КУРГАНСКАЯ ТЭЦ-2» ПУТЕМ ЗАМЕНЫ
МАСЛЯНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ 8
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 10
3 РАСЧЕТ МАСЛЯНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ DMI 6-120 BEM С ГЛАДКИМИ
ТРУБКАМИ 14
3.1 Тепловой поверочный расчет 14
3.2 Г идравлический расчет 18
3.3 Конструкторский расчет теплообменника с интенсификацией
теплообмена за счет использования профильных витых трубок 22
4 РАСЧЕТ МАСЛЯНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ С ПРОФИЛЬНЫМИ ВИТЫМИ
ТРУБКАМИ 29
4.1 Тепловой поверочный расчет 29
4.2 Г идравлический расчет 33
5 ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ: УСТАНОВКА МАСЛЯНОГО
ОХЛАДИТЕЛЯ С ПРОФИЛЬНЫМИ ВИТЫМИ ТРУБКАМИ 38
5.1 Описание основных преимуществ решения 38
5.2 Экономические показатели 41
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 43
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 46
7.1 Г азовые сухие торцевые уплотнения 46
7.2 Преимущества центробежного компрессора 47
7.3 Класс опасности ООО «Курганская ТЭЦ-2» 47
7.4 Система мониторинга вибрации 47
7.5 Система управления/блокировки 48
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 50
8.1 Технические характеристики 51
8.1.1 Датчики системы автоматизации 51
8.1.2 Предупредительная сигнализация и уставки 52
8.2 Функции системы автоматизации 53
8.3 Устройство и работа системы автоматики 54
8.3.1 Контроль газовой системы 54
8.3.2 Антипомпажная защита компрессора 55
8.3.3 Система контроля компрессорного агрегата 57
8.3.4 Контроль параметров электродвигателя 57
8.3.5 Система жизнеобеспечения контейнеров 58
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 60
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 60
9.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса и
организация мероприятий защиты 61
9.2.1 Воздух рабочей зоны 61
9.2.2 Световая среда 63
9.2.3 Виброакустические факторы 64
9.2.3.1 Вибрация 64
9.2.3.1 Производственный шум 65
9.3 Безопасность производственных процессов и оборудования 67
9.3.1 Электробезопасность 68
9.3.2 Пожаровзрывоопасность 69
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 72
10.1 Смета капитальных затрат 72
10.2 Текущие затраты на эксплуатацию масляного охладителя после
модернизации Г ДКС 72
10.3 Текущие затраты на эксплуатацию масляного охладителя до
модернизации ГДКС 74
10.4 Оценка срока окупаемости проекта замены масляного охладителя
ГДКС 76
10.5 SWOT-анализ для реализации установки маслоохладителя МВТ
500-2000-16/1 для компрессора ТР10Т22Э1 77
10.6 Планирование целей предприятия и проекта 78
10.6.1 Дерево целей проекта 78
10.6.2 Поле сил изменений 79
10.6.3 План-график Ганта 81
10.7 Основные технико-экономические показатели проекта по замене
масляного охладителя ГДКС 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 83
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Экспликация генерального плана предприятия ООО «Курганская ТЭЦ-2» 87
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗОДОЖИМНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ
СТАНЦИИ ООО «КУРГАНСКАЯ ТЭЦ-2» ПУТЕМ ЗАМЕНЫ
МАСЛЯНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ 8
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕРЕДОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 10
3 РАСЧЕТ МАСЛЯНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ DMI 6-120 BEM С ГЛАДКИМИ
ТРУБКАМИ 14
3.1 Тепловой поверочный расчет 14
3.2 Г идравлический расчет 18
3.3 Конструкторский расчет теплообменника с интенсификацией
теплообмена за счет использования профильных витых трубок 22
4 РАСЧЕТ МАСЛЯНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ С ПРОФИЛЬНЫМИ ВИТЫМИ
ТРУБКАМИ 29
4.1 Тепловой поверочный расчет 29
4.2 Г идравлический расчет 33
5 ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ: УСТАНОВКА МАСЛЯНОГО
ОХЛАДИТЕЛЯ С ПРОФИЛЬНЫМИ ВИТЫМИ ТРУБКАМИ 38
5.1 Описание основных преимуществ решения 38
5.2 Экономические показатели 41
6 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 43
7 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 46
7.1 Г азовые сухие торцевые уплотнения 46
7.2 Преимущества центробежного компрессора 47
7.3 Класс опасности ООО «Курганская ТЭЦ-2» 47
7.4 Система мониторинга вибрации 47
7.5 Система управления/блокировки 48
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ 50
8.1 Технические характеристики 51
8.1.1 Датчики системы автоматизации 51
8.1.2 Предупредительная сигнализация и уставки 52
8.2 Функции системы автоматизации 53
8.3 Устройство и работа системы автоматики 54
8.3.1 Контроль газовой системы 54
8.3.2 Антипомпажная защита компрессора 55
8.3.3 Система контроля компрессорного агрегата 57
8.3.4 Контроль параметров электродвигателя 57
8.3.5 Система жизнеобеспечения контейнеров 58
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 60
9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 60
9.2 Нормирование факторов рабочей среды и трудового процесса и
организация мероприятий защиты 61
9.2.1 Воздух рабочей зоны 61
9.2.2 Световая среда 63
9.2.3 Виброакустические факторы 64
9.2.3.1 Вибрация 64
9.2.3.1 Производственный шум 65
9.3 Безопасность производственных процессов и оборудования 67
9.3.1 Электробезопасность 68
9.3.2 Пожаровзрывоопасность 69
10 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 72
10.1 Смета капитальных затрат 72
10.2 Текущие затраты на эксплуатацию масляного охладителя после
модернизации Г ДКС 72
10.3 Текущие затраты на эксплуатацию масляного охладителя до
модернизации ГДКС 74
10.4 Оценка срока окупаемости проекта замены масляного охладителя
ГДКС 76
10.5 SWOT-анализ для реализации установки маслоохладителя МВТ
500-2000-16/1 для компрессора ТР10Т22Э1 77
10.6 Планирование целей предприятия и проекта 78
10.6.1 Дерево целей проекта 78
10.6.2 Поле сил изменений 79
10.6.3 План-график Ганта 81
10.7 Основные технико-экономические показатели проекта по замене
масляного охладителя ГДКС 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 83
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Экспликация генерального плана предприятия ООО «Курганская ТЭЦ-2» 87
Курганская ТЭЦ-2 - новая теплоэлектростанция, недавно построенная в городе Курган. Строительство станции было полностью завершено 1 октября 2013 года, а торжественное открытие станции состоялось 4 марта 2014 года. ООО «Курганская ТЭЦ» является дочерней компанией ООО «Интертехэлектро - Новая генерация». Персонал ТЭЦ-2 составляет 150 человек.
Назначением объекта является Производство тепловой и электрической энергии для энергоснабжения потребителей г. Кургана (продажа по долгосрочным контрактам).
Технические характеристики объекта:
- мощность: электрическая 225 МВт, тепловая 250 Гкал/ч;
- используемое топливо - газ;
- электрический КПД электростанции ~ 51,5 %;
- используемое оборудование: ТЭЦ состоит из 2-х энергоблоков по 111 МВт.
В состав каждого энергоблока входит: газовая турбина PG 6111FA мощностью 75 МВт, котел-утилизатор паровой 2-х давлений (КУП), паровая
теплофикационная турбина мощностью 38 МВт. В главном корпусе
электростанции устанавливается два пиковых водогрейных котла КВ-ГМ-58,2-150 для покрытия пиковых тепловых нагрузок на ТЭЦ.
Газовая дожимная компрессорная станция (ГДКС) обеспечивает газовые турбины ООО «Курганская ТЭЦ-2» природным газом с требуемым давлением, которые направляется в камеры сгорания для дальнейшего сжигания. Для компрессии газа используется двухступенчатый газовый дожимной компрессор центробежного типа, что позволяет поддерживать коэффициент полезного действия на высоком уровне. Преимущество компрессора заключается в том, что компримируемая среда и масло для охлаждения и смазки компрессора не контактируют. Таким образом исключено попадание масла в камеру сгорания, а это, в свою очередь, обеспечивает высокую экологичность станции в целом.
Система маслоснабжения агрегатов является совокупностью устройств, сконструированных для подачи смазочного масла к подшипниковым узлам, а также для контроля и поддержания его температуры (подогрева и охлаждения). Неточность изготовления деталей, их деформация от нагрева и нагрузки, а также
шероховатость и волнистость приводят к тому, что две поверхности контактируют на отдельных малых площадях, называемых пятнами касания. В местах их дискретного касания возникает сопротивление, называемое внешним трением, которое порождает рассеивание энергии и износ деталей агрегата. Для того, чтобы уменьшить воздействие трения используется смазочный материал. Жидкостная смазка - действие смазочного материала, при котором достигается полное разделение твердых поверхностей слоем масла. Масло, применяемое в системах маслоснабжения ГДК используется также для предотвращении коррозии. Охлаждение масла, идущего на компрессор является одной из важных задач, так как правильные параметры масла обеспечивают жидкостное трение в подшипниках газового дожимного компрессора, а следственно и уменьшение
износа фрикционных поверхностей, снижение потерь мощности на трение, отвод теплоты, выделяющейся при трении и передаваемой от горячих деталей компрессора.
Важно поддержание номинальных параметров масла, так как основным его параметром является вязкость. Вязкость - объемное свойство жидкости оказывать сопротивление относительному перемещению ее слоев. Вязкость напрямую влияет на несущую способность масляного слоя в подшипниках.
Таким образом, маслоохладитель является важным элементом системы охлаждения ГДК. В настоящее время на ГДКС ООО «Курганская ТЭЦ-2» используется масляный охладитель с гладкими трубками типа DMI 6-120 BEM. В выпускной квалификационной работе предложен вариант повышения
энергетической эффективности работы ГДКС ООО «Курганская ТЭЦ-2» путем замены масляного охладителя. Предлагается замена существующего
маслоохладителя на маслоохладитель с профильными витыми трубками типа МВТ 500-2000-2/16.
Назначением объекта является Производство тепловой и электрической энергии для энергоснабжения потребителей г. Кургана (продажа по долгосрочным контрактам).
Технические характеристики объекта:
- мощность: электрическая 225 МВт, тепловая 250 Гкал/ч;
- используемое топливо - газ;
- электрический КПД электростанции ~ 51,5 %;
- используемое оборудование: ТЭЦ состоит из 2-х энергоблоков по 111 МВт.
В состав каждого энергоблока входит: газовая турбина PG 6111FA мощностью 75 МВт, котел-утилизатор паровой 2-х давлений (КУП), паровая
теплофикационная турбина мощностью 38 МВт. В главном корпусе
электростанции устанавливается два пиковых водогрейных котла КВ-ГМ-58,2-150 для покрытия пиковых тепловых нагрузок на ТЭЦ.
Газовая дожимная компрессорная станция (ГДКС) обеспечивает газовые турбины ООО «Курганская ТЭЦ-2» природным газом с требуемым давлением, которые направляется в камеры сгорания для дальнейшего сжигания. Для компрессии газа используется двухступенчатый газовый дожимной компрессор центробежного типа, что позволяет поддерживать коэффициент полезного действия на высоком уровне. Преимущество компрессора заключается в том, что компримируемая среда и масло для охлаждения и смазки компрессора не контактируют. Таким образом исключено попадание масла в камеру сгорания, а это, в свою очередь, обеспечивает высокую экологичность станции в целом.
Система маслоснабжения агрегатов является совокупностью устройств, сконструированных для подачи смазочного масла к подшипниковым узлам, а также для контроля и поддержания его температуры (подогрева и охлаждения). Неточность изготовления деталей, их деформация от нагрева и нагрузки, а также
шероховатость и волнистость приводят к тому, что две поверхности контактируют на отдельных малых площадях, называемых пятнами касания. В местах их дискретного касания возникает сопротивление, называемое внешним трением, которое порождает рассеивание энергии и износ деталей агрегата. Для того, чтобы уменьшить воздействие трения используется смазочный материал. Жидкостная смазка - действие смазочного материала, при котором достигается полное разделение твердых поверхностей слоем масла. Масло, применяемое в системах маслоснабжения ГДК используется также для предотвращении коррозии. Охлаждение масла, идущего на компрессор является одной из важных задач, так как правильные параметры масла обеспечивают жидкостное трение в подшипниках газового дожимного компрессора, а следственно и уменьшение
износа фрикционных поверхностей, снижение потерь мощности на трение, отвод теплоты, выделяющейся при трении и передаваемой от горячих деталей компрессора.
Важно поддержание номинальных параметров масла, так как основным его параметром является вязкость. Вязкость - объемное свойство жидкости оказывать сопротивление относительному перемещению ее слоев. Вязкость напрямую влияет на несущую способность масляного слоя в подшипниках.
Таким образом, маслоохладитель является важным элементом системы охлаждения ГДК. В настоящее время на ГДКС ООО «Курганская ТЭЦ-2» используется масляный охладитель с гладкими трубками типа DMI 6-120 BEM. В выпускной квалификационной работе предложен вариант повышения
энергетической эффективности работы ГДКС ООО «Курганская ТЭЦ-2» путем замены масляного охладителя. Предлагается замена существующего
маслоохладителя на маслоохладитель с профильными витыми трубками типа МВТ 500-2000-2/16.
В выпускной квалификационной работе обоснована актуальность повышения энергетической эффективности работы газовой дожимной компрессорной станции ООО «Курганской ТЭЦ-2». Было проведено сравнение отечественных и зарубежных технологий, откуда сделан вывод, что применение масляного охладителя типа МВТ-550-2000-2/16 отечественной разработки является более целесообразным. Произведены тепловой поверочный, гидравлический и конструкторский расчеты теплообменных аппаратов, существующего и рекомендованного к внедрению. В техническом решении обоснован выбор теплообменного аппарата к энергетической и экономической точки зрения. Разобраны вопросы энергосбережения при применении масляного охладителя с профильными витыми трубками. Разобраны вопросы экологии при внедрении проекта замены масляного охладителя ГДКС. В разделе автоматизации рассмотрены средства контроля и автоматизации управления ГДКС в процессе ее эксплуатации. Рассмотрены основные мероприятия, применяемые на ГДКС ООО «Курганская ТЭЦ-2» для обеспечения безопасности работы в процессе эксплуатации оборудования. В разделе экономика и управление выполнен технико-экономический расчет проекта замены масляного охладителя. Проведен SWOT-анализ технических вариантов и решений, по результатам которого сделан вывод, что проект замены масляного охладителя ГДКС является целесообразным как с экономической, так и с энергетической точки зрения. Выполнена работа по планированию целей предприятия и проекта, где определены главные цели и задачи по замене масляного охладителя. Составлен график Ганта для определения последовательности выполняемых работ по внедрению проекта на ООО «Курганская ТЭЦ-2».
Согласно технико-экономическому расчету срок окупаемости проекта замены масляного охладителя ГДКС ООО «Курганской ТЭЦ-2» составил 1 год и 8 месяцев, в связи с чем проект считается целесообразным не только с энергетической, но и с экономической точки зрения и рекомендован к внедрению на ГДКС ООО «Курганской ТЭЦ-2».
Согласно технико-экономическому расчету срок окупаемости проекта замены масляного охладителя ГДКС ООО «Курганской ТЭЦ-2» составил 1 год и 8 месяцев, в связи с чем проект считается целесообразным не только с энергетической, но и с экономической точки зрения и рекомендован к внедрению на ГДКС ООО «Курганской ТЭЦ-2».
