Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
МОЩНОСТИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ГРЭС ЗА СЧЕТ УСТАНОВКИ ГПЭС 8
1.2 Краткое описание челябинской ГРЭС 9
1.3 Состав основного оборудования ГПЭС 9
1.3.1 Газопоршневые агрегаты 10
1.3.2 Электрогенератор 10
1.3.3 Вспомогательные системы 10
1.3.4 Газотопливная система 10
1.3.5 Маслосистема 12
1.3.6 Система сжатого воздуха 13
1.3.7 Система охлаждения 14
1.3.8 Система вентиляции 15
1.3.9 Система утилизации тепла 15
2 СРАВНЕНИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АНАЛОГОВ .... 17
3 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 18
4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ГПУ 20
4.1.1 Топливо 20
4.1.2 Процесс впуска 22
4.1.3 Процесс сжатия 24
4.1.4 Процесс сгорания 25
4.1.5 Процесс расширения 27
4.1.6 Проверка точности выбора температуры остаточных газов 27
4.1.7 Индикаторные показатели рабочего цикла 28
4.1.8 Эффективные показатели двигателя 29
4.1.9 Основные параметры и показатели двигателя 30
4.2 Тепловой расчет пластинчатого теплообменного аппарата 32
4.2.1 Исходные данные для расчета центрального пластинчатого
теплообменника 32
4.2.2 Проектный расчет центрального пластинчатого теплообменника33
4.3 Исходные данные для расчета теплообменника контура рубашки
охлаждения 38
4.3.1 Проектный расчет центрального пластинчатого теплообменника39
4.4 Описание выхлопной системы 43
5 РАСЧЕТ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА ТЕПЛА
ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ 44
5.1 Топливо. Воздух. Продукты сгорания 44
5.2 Расчет поверхности теплообмена котла-утилизатора 48
5.3 Поверочный расчет котла-утилизатора 50
5.4 Выбор вспомогательного оборудования 54
6. АВТОМАТИКА 56
6.1 Система теплоутилизации 56
6.2 Управление системой теплоутилизации 56
6.3 Контроллер «Функция управления» 57
6.4. Средства обеспечения эксплуатационной безопасности 59
6.4.1 Средства контроля температуры 59
6.4.2 Средства контроля давления 60
6.4.3 Средства контроля расхода воды 60
7. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 61
7.1 Расчет выбросов вредных веществ от ГПА 62
7.2 Зимний режим работы 66
7.3 Летний режим работы 67
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 70
8.1 Требования безопасности к основному оборудованию 70
8.2 Пожаровзрывобезопасность 71
8.3 Электробезопасность 74
9. ЭКОНОМИКА 75
9.1.Экономическая часть 75
9.2 Управленческая часть дипломного проекта 82
9.2.1 Пирамида целеполагания Челябинской ГРЭС 82
9.2.2 Дерево целей проекта 83
9.2.3 Поле сил изменений системы 84
9.2.4 SWOT - анализ строительства ГПЭС 85
10 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
Библиографический список 87
Одним из приоритетов энергетической стратегии России на период до 2020 года, утвержденной Правительством РФ, является снижение удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счет рационализации их потребления и применения энергосберегающих технологий и оборудования.
В России в настоящее время 80% электроэнергии производится на паровых турбинах (без учета гидроэлектростанций). Уровень КПД при использовании энергоносителя на таких ТЭЦ достигает лишь 50-60%. Поэтому для получения одного итого же количества полезной энергии ТЭЦ с паровыми турбинами необходимо затратить почти в 2 раза больше энергоносителя, чем при получении того же количества энергии на газопоршневых ТЭЦ, КПД которых достигает 90%).
Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии (когенерация) из одного и того же первичного источника энергии - это наиболее эффективный способ экономии топлива.
Технология когенерации действительно одна из ведущих в мире. Что интересно, она прекрасно сочетает такие положительные характеристики, которые недавно считались практически несовместимыми. Наиболее важными чертами следует признать высочайшую эффективность использования топлива, более чем удовлетворительные экологические параметры, а также автономность систем когенерации.
В случае использования системы когенерации потребитель застрахован от перебоев в централизованном энергоснабжении, время от времени возникающих либо вследствие крайнего износа основных фондов в электроэнергетике, либо природных катаклизмов или других непредвиденных причин.
С использованием данной технологии снижаются затраты на производство тепловой и электрической энергии. Топливом является газ, его преимуществом является относительная дешевизна, мобильность, доступность.
В настоящее время газопоршневые двигатели разной мощности производят несколько европейских и американских представителей. Они отличаются по надежности, экономичности и стилю работы на российском рынке.
В данном проекте увеличение электрической мощности Челябинской ГРЭС мы отдадим предпочтение двигателям WARTSILA производства Финляндии, т.к. имеется большой опыт эксплуатации этих агрегатов, они хорошо показали себя в работе. Двигатели WARTSILA отличаются высокой надежностью, экономичностью и экологической безопасностью.
Современная блочная газопоршневая электростанция представляет собой сложный комплекс автоматизированного и функционально взаимосвязанного
оборудования, включающего в себя все, что необходимо для экологически чистого, экономичного, безопасного и качественного получения электрической и тепловой энергии. Рассмотренная в данном проекте увеличение электрической мощности Челябинской ГРЭС является одной из составляющих по повышению энергетической эффективности производства.
В результате возведения новой станции, будут значительно улучшены энергетические показатели работы Челябинской ГРЭС в летний период.
С точки зрения энергосбережения когенерационные установка, обеспечивает повышение эффективности использования первичного топлива за счёт увеличения КПД с 40 до 90%;
Результатом выполненной работы является проект по строительству ГПЭС электрической мощность 104,4 МВт и тепловой мощностью 102 Гкал/ч. Основным оборудованием станции являются 12 газопоршневых агрегатов мощностью 8,7 МВт, система теплоутилизации и система управления.
В данном проекте рассмотрены следующие разделы: состав основного оборудования ГПЭС, тепловой расчет ГПУ, тепловой расчет водогрейного котла-утилизатора тепла выхлопных газов, конструктивный расчет пластинчатого теплообменника, выбор вспомогательного оборудования, автоматизация работы ГПЭС, такжё проанализирована экологическая безопасность работы ГПА с точки зрения защиты окружающей сре'ды,
безопасность жизнедеятельности эксплуатационного персонала. В данном проекте срок окупаемости капиталовложений составил 4 года. Так как срок окупаемости Т<5 лет, то проект осуществим, затраты на строительство ГПЭС можно считать целесообразными.
