Введение 4
1 Характеристика Якутской ГРЭС-2 5
1.1 Исходные данные 5
2 Порядок теплового расчета ГТУ 7
2.1 Определение параметров процесса сжатия воздуха в компрессоре 7
2.2 Определение параметров газа после камеры сгорания 9
2.3 Определение параметров процесса расширения газа в турбине 14
2.4 Учет охлаждения турбины ГТУ 20
3 Тепловой расчет водогрейного котла-утилизатора 22
4 Проектирование котла-утилизатора водогрейного 25
4.1 Определение эскизной площади поверхности теплообмена 25
4.2 Определение основных конструктивных размеров котла-утилизатора 26
4.3 Расчет площади поверхности теплообмена 28
4.4 Определение коэффициента теплопередачи 30
4.5 Уточнение значения площади поверхности теплообмена 32
5 Расчет сетевого подогревателя 33
6 Экологическая часть 36
6.1 Расчет выбросов оксида азота 36
6.2 Расчет выбросов оксида углерода и несгоревших углеводородов 37
6.3 Расчет и выбор дымовой трубы 38
7 Общие сведения 41
7.1 Водоснабжение 41
7.2 Газовое хозяйство 41
7.3 Компоновка главного корпуса 43
8 Экономическая часть 44
8.1 Расчет основных технико-экономических показателей проектируемой
газотурбинной электростанции 44
8.2 Определение ежегодных издержек, связанных с эксплуатацией 44
8.2.1 Затраты на топливо 44
8.2.2 Расход на оплату труда 47
8.2.3 Амортизационные отчисления 47
8.2.4 Расходы по ремонтному обслуживанию 48
8.2.5 Прочие расходы 48
8.3 Калькуляция себестоимости электрической и тепловой энергии 48
8.4 Расчёт срока окупаемости капитальных вложений и оценка
экономической эффективности проекта ГТУ 51
8.5 Оценка инвестиционного риска методом анализа чувствительности 54
9 Индивидуальное задание 56
9.1 Выбор абсорбционной холодильной установки 59
Заключение 62
Список использованных источников 63
Проект расширения Якутской ГРЭС-2 предназначен для частичного замещения мощности Якутской ГРЭС (которая выводится из эксплуатации по причине выработки ресурса) и обеспечения растущих потребностей города Якутска в энергии. Расположение ЯГРЭС-2 позволяет совместно с существующими ТЭЦ и ГРЭС более равномерно распределить тепловые нагрузки. С появлением нового источника тепла улучшится экологическая ситуация за счет частичного вытеснения действующих котельных.
Центральный энергетический район республики является изолированным. Основное энергоснабжение обеспечивает Якутская ГРЭС (далее ЯГРЭС), построенная более 35 лет назад. После замены первоначально установленных ГТУ производства ЛМЗ турбинами ОАО «Турбоатом» (г. Харьков) на станции в настоящее время эксплуатируются четыре ГТЭ-35, четыре ГТЭ-45 и четыре ГТ-12.
Актуальность строительства второй очереди обусловлена:
1) значительным ростом электрических (на 70%) и тепловых (на 30%) нагрузок на перспективу до 2030 г.;
2) необходимость повышения надежности энергообеспечения ЦЭР Республики Саха (Якутия) и г. Якутска;
4) достижением предела выработки ресурса газотурбинных агрегатов на существующей ЯГРЭС-1, состоянием зданий и сооружений ЯГРЭС;
5) необходимостью увеличения доли комбинированной выработки электроэнергии и теплоэнергии с соответствующим ростом экономичности энергоисточников и сокращением расхода газообразного топлива;
Прогноз развития Якутска и прилегающих районов требует срочного создания надежной высокоэффективной электростанции. Многолетний опыт эксплуатации в Якутске газотурбинной ТЭЦ (условно называемой ГРЭС) свидетельствует об оптимальности варианта с газотурбинными установками, работающими в когенерационном цикле (с утилизацией тепла уходящих газов ГТУ в водогрейных котлах-утилизаторах).
Номинальная электрическая мощность проектируемой ГРЭС с первой очередью составляет 339 МВт и тепловая мощность 652 Гкал/ч.
В рамках данного дипломного проекта был выполнен проект второй очереди Якутской ГРЭС-2. На проектируемой ГРЭС второй очереди установлено три газотурбинных установки мощностью 42,3 МВт и три водогрейного котла-утилизатора с тепловой нагрузкой 50,3 Гкал/ч. В качестве топлива используется природный газ Средне-Вилюйского месторождения.
Данный проект включает в себя следующие расчеты:
-тепловой расчет схемы ГТУ;
-тепловой и конструкторский расчет водогрейного котла утилизатора, в результате которого определены поверхности нагрева, коэффициент теплопередачи, габариты котла-утилизатора;
- расчет сетевого подогревателя с помощью компьютерной программы фирмы «Ридан». Определена модель пластинчатого теплообменника;
В разделе «Экономическая часть» дана оценка варианта строительства газотурбинной ТЭЦ.
В разделе «Экологическая часть» рассчитаны выбросы вредных веществ из дымовой трубы. ПДК не превышены. После чего был выполнен расчет и выбор дымовой трубы;
В индивидуальном задании была рассмотрена возможность охлаждения воздуха на входе в газотурбинную установку в летний период времени, с помощью абсорбционной холодильной установки. Для расчета холодильной установки и сравнения двух вариантов был выполнен сравнительный тепловой расчет ГТУ при температуре наружного воздуха 15 и 27 оС. В результате чего приведено экономическое обоснование схемы с холодильной установкой и без реконструкции. Представлена принципиальная схема ГТУ-ТЭЦ с абсорбционной холодильной установкой в формате А2.
