1 Введение
2 Варианты создания мини-ТЭЦ
2.1 Основные технические решения
3 Топливообеспечение
4 Расчетные тепловые и электрические нагрузки
4.1 Тепловые нагрузки
4.2 Электрические нагрузки
5 Выбор основного оборудования
5.1 Газотурбинная установка
6 Тепловая схема
6.1 Построение графиков тепловых нагрузок
6.2 Расчет тепловой схемы энергоустановки в максимально - зимнем
режиме
6.3 Расчет тепловой схемы энергоустановки в средне - зимнем режиме
6.4 Расчет тепловой схемы энергоустановки в средне - отопительном режиме
6.5 Расчет тепловой схемы энергоустановки в летнем режиме
7 Потребление технической воды для охлаждения оборудования
8 Охрана окружающей среды
8.1 Экологические характеристики технологического оборудования мини – ТЭЦ
8.2 Расчет выбросов оксидов азота
8.3 Расчет выбросов оксидов углерода
8.4 Проверка высоты дымовой трубы
9 Электрическая часть мини-ТЭЦ и топливное хозяйство
9.1 Параметры и характеристики генераторов
9.2 Система автоматического управления, регулирования защиты контроля и диагностики (САУ)
9.3 Электротехническое оборудование
9.4 Выдача электрической мощности
9.5 Схема собственных нужд
9.6 Контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА)
9.7 Кабельная канализация
9.8 Освещение. Молниезащита. Заземление
9.9 Топливное хозяйство
10 Спецвопрос: тепловой расчет водогрейного котла
10.1 Техническое описание котла
10.2 Исходные данные и выбор коэффициента избытка воздуха
10.3 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания
10.4 Тепловой баланс котла
11 Надежность оборудования
12 Компоновка оборудования
13 Генеральный план
14 Охрана труда и техника безопасности
15 Экономическая часть
15.1 Основные технико-экономические показатели
15.2 Оценка капиталовложений
15.3 Затраты
15.4 Расчет себестоимости энергопродукции
15.5 Расчет срока окупаемости
16 Заключение
Приложение А Библиография
Настоящая работа представляет собой предпроектные изыскания для строительства и эксплуатации мини-ТЭЦ мощностью 6 МВт на базе Калининской газовой котельной в Калининском районе города Новосибирска.
Ключевые слова: когенерация, ГТУ, окупаемость.
Работа состоит из:
- 75 страниц,
- 4 рисунков,
- 9 таблиц,
- 6 приложений.
Список использованной литературы содержит 13 источников.
1 Введение
Рост энергопотребления, дефицит природных энергоносителей и рост цен на них приводит к решению задачи повышения КПД использования топлива.
Так, применительно к системам производства тепловой и электрической энергии из органического топлива повышение эффективности использования топлива возможно за счет использования тепловой энергии сбрасываемых продуктов сгорания (утилизируемое тепло может быть использовано для отопления и кондиционирования помещений, для подогрева воды и т.д.) и повышением тем самым КПД электротеплогенерирующей установки; применение новых технологий при сжигании топлива, обеспечивающих большую эффективность преобразования его энергии в тепловую энергию рабочего тела; автоматизация работы тепло или электрогенерирующей установки, что позволяет обеспечить работу на номинальных режимах в процессе всего времени эксплуатации.
Можно значительно уменьшить общее потребление топлива путем применения когенерации - комбинированного производства электрической (или механической) и тепловой энергии из одного и того же первичного источника энергии. При эксплуатации традиционных (паровых) электростанций, в связи с технологическими особенностями процесса генерации энергии, большое количество выработанного тепла сбрасывается в атмосферу через конденсаторы пара, градирни и т.п. Большая часть этого тепла может быть утилизирована и использована для удовлетворения тепловых потребностей, это повышает эффективность с 30-50% для электростанции до 80-90% в системах когенерации.
Наиболее яркими примерами применения когенерации является создание мини-ТЭЦ на базе действующих отопительных котельных с газотурбинной надстройкой и создание парогазовых теплоэлектростанций.
Парогазовая установка состоит из двух отдельных установок: паросиловой и газотурбинной. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (мазут, солярка). На одном валу с турбиной находится первый генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газотурбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из газотурбины все ещё имеют высокую температуру. С выхода из газотурбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500 градусов по Цельсию позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор. Существуют парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае устанавливается только один генератор.
Газотурбинная установка (мини-ТЭЦ) состоит из газовой турбины на одном валу с электрогенератором и котла утилизатора (водогрейного или парового). Тепловая энергия выходящих из турбины газов поступает в котел - утилизатор.
Исследования, разработки и проекты, реализованные в течение последних 25 лет, привели к существенному усовершенствованию технологии, которая теперь действительно является зрелой и надежной. Уровень распространения когенерации в мире позволяет утверждать, что это наиболее эффективная (из существующих) технология повышения эффективности сжигания топлива для энергообеспечения потенциальных потребителей. Когенерация обеспечивает огромный выигрыш в энергетическом КПД.
Производство энергии – один из главных источников загрязнения. Применяя когенерацию для повышения КПД использования топлива, используя первичное топливо в два-три раза эффективней традиционной энергетики, снижаются выбросы загрязняющих веществ (оксида азота, двуокиси серы и летучих органических соединений) в 2-3 раза, в зависимости от конкретного случая. В настоящее время, электростанции ответственны за 2/3 суммарных выбросов двуокиси серы (SO2), 1/4 окиси азота (NOx), 1/3 ртути (Hg) и 1/3 выбросов двуокиси углерода (CO2), основного парникового газа.
