Введение 6
1. Обзор научно-технической и патентной литературы по
парокомпрессионным теплонасосным установкам 10
1.1 Обзор патентной литературы 10
1.2 Принцип работы и классификация парокомпрессионных теплонасосных
установок (ТНУ) 16
1.3 Источники низкопотенциальной теплоты 20
2. Анализ расчета цикла теплонасосной установки (ТНУ) 25
2.1 Методика расчета ТНУ 25
2.2 Методики расчета основных теплообменных аппаратов в составе
теплонасосной установки (ТНУ) 39
2.2.1 Расчет испарителя теплонаносной установки 39
3. Установка теплонасосной установки на Набережночелнинскую
тепловую электроцентраль (ТЭЦ) 55
3.1 Описание Набережночелнининской ТЭЦ (НЧ ТЭЦ) 55
3.2 Описание схемы подачи циркуляционной воды ЦВ и ХОВ на тепловой
насос 57
3.2.1 Описание схемы подачи циркуляционной воды на тепловой насос 57
3.3 Принцип работы теплового насоса (ТН) на Набережночелнинской ТЭЦ
(НЧ ТЭЦ) 58
3.4 Хладагенты, используемые в теплонасосной установке (ТНУ) 60
3.5 Расчет двухкаскадной теплонасосной установки (ТНУ) на
Набережночелнискую теплоэлектроцентраль (НЧ ТЭЦ) 63
3.5.1 Расчет на зимние условия 63
3.5.2 Расчет на летние условия 67
3.6 Расчет дросселя ТНУ 71
3.6.1 Расчет на зимние условия 71
3.6.1.1 Дроссель первого контура ТНУ 71
3.6.1.2 Дроссель второго контура ТНУ 72
3.7 Выбор компрессора ТНУ 75
3.8 Выбор теплообменника для передачи тепловой энергии от циркуляционной воды (ЦВ) к ТНУ и от ТНУ к химочищенной воде (ХОВ) . 76
3.9 Специальная часть. Расчет промежуточного теплообменника 77
3.9.1 Расчет на зимние условия 77
3.9.2 Расчет на летние условия 81
4. Экономическая часть 84
4.1 Экономический расчет 85
4.2 Прямые материальные затраты на производство продукции 89
4.3 Затраты на оплату труда 90
4.3.2 Финансово-экономическая оценка проекта. 90
Заключение 93
Список используемой литературы 94
Энергетика оказывает огромное влияние на нашу жизнь. В этой области ошибочные расчеты могут иметь серьезные последствия. Современная энергетика основана на топливных запасах угля, нефти и газа, на которые приходится около девяноста процентов энергетических потребностей человечества. Более универсальным потреблением энергии является электричество и тепло, вырабатываемое в основном теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).
Во многих отраслях, таких как автомобильная, химическая, нефтеперерабатывающая, металлургическая, целлюлозно -бумажная, текстильная, пищевая наряду с электроэнергией требуется большое количество тепловой энергии. В этих условиях естественно использовать пар, вырабатываемый в парогенераторах на тепловых электростанциях, как для выработки электроэнергии, так и для отопления потребителей. Электростанции с такими функциями называются тепловыми электростанциями (ТЭЦ). Специальные паровые турбины с промежуточным отбором пара используются в оборудовании ТЭЦ для получения параметров пара, требуемых потребителями. В таких турбинах после того, как часть энергии пара используется на то, чтобы привести в движение турбины ее параметры снижаются, определенная доля пара передается потребителям.
Оставшаяся доля пара далее обычным порядком используется в турбине и затем поступает в конденсатор. Структурная схема ТЭЦ приведена на рисунке
1.1. В котлоагрегат Кт подается топливо, подогретый воздух и питательная вода ПВ. Подача воздуха осуществляется дутьевым вентилятором ДВ, а питательной воды - питательным насосом ПН. Образующиеся при сгорании топлива газы ДГ отсасываются из котла дымососом Д и выбрасываются через дымовую трубу (высотой 100-250 м) в атмосферу. Пар из котла при давлении до 30 МПа и температуре до 650°С подается в паровую турбину Т, где, проходя через ряд ступеней, он совершает механическую работу - вращает
Лист
ВКР 1.13.03.01.01.19.03.00.00 ПЗ 6
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
турбину и жестко связанный с ней ротор генератора Г. Отработанный пар из турбины поступает в конденсатор К (теплообменник); здесь он конденсируется благодаря пропуску через конденсатор значительного количества холодной (15 - 25oC) циркуляционной воды. Источником холодной воды ИХВ могут быть: река, озеро, искусственное водохранилище, а также специальные установки с охлаждающими башнями (градирнями) или с брызгальными бассейнами, откуда охлаждающая вода подается в конденсатор циркуляционными насосами ЦН. Воздух, попадающий в конденсатор через неплотности, удаляется с помощью эжектора Э. Конденсат, образующийся в конденсаторе, с помощью конденсатного насоса КН подается в деаэратор Др, который предназначен для удаления из питательной воды газов и в первую очередь кислорода, вызывающего усиленную коррозию труб котла. В деаэратор также подается химически очищенная вода ХОВ. После деаэратора питательная вода питательным насосом ПН подается в котел, предварительно вода подогревается, причем ее подогрев осуществляется в подогревателях различного давления, снабжаемых паром из отборов турбины, а также в экономайзере (хвостовой части) котла.
Целью данной работы является утилизация низкопотенциальной теплоты системы охлаждения конденсаторов паровых турбин Набережночелнинской ТЭЦ.
Был проведен анализ циклов теплонасосных установок, рабочих агентов.
В процессе работы был проделан расчет теплонасосной установки, теплообменников, дросселей. Помимо этого, был осуществлен подбор компрессоров, которые необходимо было выбрать для нижнего и верхнего каскада отдельно, так как рабочее давление у хладагента высокого давления почти в 2 раза больше, чем у хладагента низкого давления.
Также был произведен экономический расчет, который дал понять, что проект окупиться в течение 3,7 лет и затем начнет приносить выгоду.
Вывод: тепловой насос на НЧ ТЭЦ будет установлен между КПП 1 и главным корпусом. Будет установлено 8 контейнеров по 2,66 МВт мощности. Габариты одного контейнера 12,2*2,45*2,6 м с массой 14,8 т. Общий габарит ТНУ в длину 12,2 м ширину 20,825 м и высоту 2,6 м с массой 118,4 т. Планируется установить контейнеры бок о бок.
Лист
ВКР 1.13.03.01.01.19.03.00.00 ПЗ 93
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
