Введение 4
1 Расчетная часть 5
1.1 Подготовка данных к расчету котельного агрегата БКЗ-420 5
1.2 Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки и присосы воздуха по
отдельным газоходам 6
1.3 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания 8
1.4 Конструктивные и тепловые характеристики топочной камеры 13
1.5 Расчет котельного агрегата БКЗ-420 до проведения реконструкции 15
1.5.1 Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива
котельного агрегата 15
1.5.2 Расчет теплообмена в топке 18
1.6 Расчет котельного агрегата БКЗ-420 после проведения реконструкции .. 24
1.6.1 Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива
котельного агрегата 24
1.6.2 Расчет теплообмена в топке 26
1.7 Тепловой баланс сушильно-мельничной системы 31
2 Универсальное горелочное устройство 35
2.1 Определение глубины термической подготовки топлива в муфельной части
горелочного устройства 35
2.2 Расчет муфельной части горелочного устройства 37
2.2.1 Расчет муфельной части горелочного устройства через тепловой баланс 38
2.3 Описание работы горелочного устройства 42
2.4 Описание системы управления универсального горелочного устройства 43
2.5 Аэродинамический расчет системы подготовки и подачи угольной пыли к
горелочному устройству 47
2.5.1 Расчет аэродинамического сопротивления тракта от смесителя до
горелочного устройства 48
2.5.2 Расчет аэродинамического сопротивления тракта от воздуходувки до
смесителя 50
3 Охрана окружающей среды 54
3.1 Расчет выбросов оксидов азота на котле БКЗ-420 с вихревыми горелками 54
3.1.1 Расчет экологических платежей за выбросы оксидов азота на котле с
вихревыми горелками 59
3.2 Расчет выбросов оксидов азота на котле БКЗ-420 с прямоточными
горелками 61
3.2.1 Расчет экологических платежей за выбросы оксида азота на котле с прямоточными горелками 63
3.3 Двухступенчатое сжигание 65
3.4 Трехступенчатое сжигание 68
3.5 Расчет выбросов и экологических платежей оксидов азота на котле с универсальными горелочными устройствами 69
4 Экономическая часть 73
4.1 Оценка изменения издержек производства, капитальных вложений и дополнительных годовых поступлений от реализации проекта 73
4.1.1 Изменения в статьях текущих затрат 74
4.2 Оценка коммерческой эффективности инвестиционного проекта 79
5 Безопасность проектируемого объекта 83
5.1 Общие положения безопасной эксплуатации горелочных устройств 83
5.2 Подготовительные и рабочие операции УГУ предотвращающие развитие аварийных ситуаций 85
5.3 Контроль режима работы УГУ 88
Заключение 90
Список использованных источников 92
ПРИЛОЖЕНИЕ А Оценка коммерческой эффективности проекта 94
В соответствии с «Энергетической стратегией России на период до 2025 года» структура топливно-энергетического баланса страны на долгосрочную перспективу предусматривает значительное увеличение использования угля.
Расширение потребления угольного топлива в РФ обусловлено, прежде всего, освоением углей Канско-Ачинского бассейна - крупнейшего буроугольного бассейна России. Более половины потребления канско-ачинских углей (КАУ) приходится на теплоэнергетику Красноярского края. Общие геологические запасы бассейна составляют около 640 млрд. тонн, из них пригодны для добычи наиболее дешевым открытым способом 140 млрд. тонн, что составляет более 70 % общероссийских запасов углей открытой разработки.
Многолетний опыт использования канско-ачинских углей (КАУ) на тепловых электростанциях показал, что традиционные способы их подготовки и сжигания не в полной мере соответствуют современным требованиям обеспечения надежности, эколого-экономической эффективности работы котельных агрегатов. В связи с этим на первый план выдвигается целый ряд вопросов, связанных с их эффективным энергетическим использованием.
В первую очередь к ним следует отнести:
-шлакование и загрязнение поверхностей нагрева котлоагрегатов, обусловленные специфическим составом минеральной части канско-ачинских углей, в результате чего значительно уменьшается коэффициент использования установленной мощности тепловых электростанций;
-снижение содержания оксидов азота как наиболее вредных газовых выбросов в уходящих дымовых газах на ТЭС.
Ежегодно на пылеугольных ТЭС России расходуется более 10 млн. тонн мазута для растопки котлов, подсветки факела и стабилизации выхода жидкого шлака. В последние годы цена мазута резко возросла. В связи с этим становится очевидным актуальность замены мазута при растопке котельных агрегатов высокореакционными углями Канско-Ачинского бассейна, цена которых на порядок ниже жидкого топлива-мазута.
В этой связи возникает необходимость разработки высокоэффективной технологии энергетического использования КАУ на тепловых электростанциях (ТЭС), позволяющей осуществить комплексное решение вышеуказанных проблем и обеспечить надежность, экономичность и экологическую безопасность работы котельного оборудования энергетических систем и комплексов, внедрение которой вносит значительный вклад в экономику России.
Настоящая бакалаврская работа предусматривает проведение реконструкции Красноярской ГРЭС-2 путем установки универсальных горелочных устройств на котле БКЗ-420, что позволяет комплексно решить проблемы экологии и энергоэффективности использования углей на современных тепловых электростанциях.
В рамках данной бакалаврской работы была выполнена реконструкция Красноярской ГРЭС-2 путем установки универсального горелочного устройства на котле БКЗ-420, позволяющего комплексно решить проблемы экологии и энергоэффективности использования углей на современных тепловых электростанциях.
Внедрение универсальных горелочных устройств позволит существенно повысить эффективность работы угольных энергоблоков ТЭС, а именно:
- полностью отказаться от применения растопочного жидкого топлива- мазута;
- снизить в 2 раза выбросы оксидов азота;
- уменьшить шлакование поверхностей нагрева котлоагрегатов;
Данная бакалаврская работа включает в себя следующие расчеты:
- расчет котельного агрегата БКЗ-420 до и после проведения реконструкции, рассчитаны основные показатели экономичности работы парового котла, то есть был определен КПД котла по обратному балансу, а также определены полный и расчетный расходы топлива;
- в результате расчета топочной камеры были найдены тепловосприятие топочных экранов и температура газов на выходе из топки;
- произведен расчет выбросов оксидов азота и определены экологические платежи на котле БКЗ-420 с различными горелками, а именно вихревыми, прямоточными и универсальным горелочным устройством.
В качестве индивидуального задания рассматривалась разработка универсального горелочного устройства.
Определен объем муфельной части УГУ, а также рассчитаны конструктивных характеристики, исходя из которых выполнен эскиз универсального горелочного устройства, что в дальнейшем послужило основой для выполнения рабочих чертежей.
Аэродинамический расчет системы подготовки и подачи угольной пыли к горелочному устройству заключается в определении сопротивления двух трактов: от воздуходувки до смесителя и от смесителя до горелки. В итоге суммарное сопротивление тракта подачи пыли к муфельным горелкам составило 1763,09 мм.вод.ст.
Установка воздуходувки марки ТВ-80-1,4 с напором перед смесителем 3500 мм.вод.ст. вполне обеспечит необходимые скорости пылевоздушной смеси, равные 13,3 м/с, что подтверждено реальными данными испытаний.
Так как процесс горения и газификации угля, рассматриваемый в данной работе относится к производству повышенной опасности, в бакалаврскую работу включен раздел «Безопасность проектируемого объекта». Особое внимание уделено проведению подготовительных и рабочих операций УГУ, предотвращающих развитие аварийных ситуаций, а также контролю режима работы горелочного устройства.
Экономическая часть работы содержит оценку изменения издержек производства, капитальных вложений и дополнительных годовых поступлений от реализации проекта. Внедрение технологии УГУ на ТЭС повлияет на изменение налоговых платежей: увеличение налога на имущество вследствие расширения налогооблагаемой базы, связанного с вводом нового оборудования; снижение платежей за выбросы загрязняющих веществ. Определены интегральные показатели коммерческой эффективности проекта для одного универсального горелочного устройства, а именно чистый дисконтированный доход и срок окупаемости проекта, численные значения, которых составили соответственно 5,484 млн. руб. и около 4 лет.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
