Расчет технико-экономических показателей и принципиальной тепловой схемы энергоустановки

, $,

 

 

    Суммарные капитальные вложения  в строительство КЭС и котельных  для варианта раздельного энергоснабжения , определенные по формуле:

 

             (34)

 

    При ; ; , $, формула (34) равна:

 

 

 

 

3.2.2.Определение расхода  топлива и основных

 показателей для варианта  энергоснабжения КЭС и котельной.

 

   Расход топлива на отпуск электрической  и тепловой энергии по варианту  раздельного энергоснабжения определяется  из условия одинакового энергетического  эффекта, то есть:

 

             (35)

 

            (36)

 

            

 

24244000           

 

   Величина расхода топлива на  отпуск электроэнергии с шин  КЭС может быть 

определена по формуле:

 

            (37)

 

   где  - удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии,

кг у.т./кВт*ч, принимаем равным 0,32 кг у.т./кВт*ч.

 

 

 

   Величина расхода топлива на  отпуск теплоты оценивается с  учетом отпуска на отопление,  вентиляцию и горячее водоснабжение  от отопительной котельной и  с технологическим паром от  промышленной котельной.

   Эту оценку можно выполнить  по формуле:

 

            (38)

 

   где  и - удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии в отопительной и промышленной котельных, кг у.т./ГДж, определяются по формулам:

 

,            (39)

 

,            (40)

 

где и – КПД паровых и водогрейных котлов, принимаем , . 

 

   С учётом вышесказанного формулы (39), (40) и (38) равны:

 

,

 

,

 

 

1399528240

  

   Суммарный расход топлива на  отпуск электрической и тепловой  энергии по раздельному варианту  энергоснабжения определяется по  формуле:

 

             (41)

 

1399528240

 

 

3.3. Выбор варианта энергоснабжения.

 

   Критерием для выбора варианта  энергоснабжения является минимум  расчетных затрат по сравниваемым  вариантам, определяемый для варианта  комбинированного энергоснабжения  из выражения:

 

             (42)

 

и для  варианта раздельного энергоснабжения:

 

             (43)

 

где  - нормативный коэффициент окупаемости (окупаемость капиталовложений за 6,5 лет), принимаем равным 0,15;

- цена топлива, $/т у.т., принимаем равным 200 $/т у.т.

 

 

 

615106906

 

Как видно по результатам , значит, выбираем вариант комбинированного энергоснабжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Построение процесса  расширения пара в турбине.

 

   Процесс расширения пара для  выбранной турбины строится в h-s координатах. Исходные данные необходимые для построения берутся из характеристики конкретного турбогенератора.

   Потери давления от дросселирования пара перед турбиной в регулирующих и стопорных клапанах, а также в производственном и теплофикационном отборах определяются по формуле:

 

.            (44)

 

.

 

Составляем  таблицу отборов пара в турбине  на основании [6, таб. 50].

Таблица 5.

Потребитель пара	Параметры пара в камере отбора
	Давление, МПа (бар)	Температура, оС
0	12,7500 (127,500)	555
0’	12,1100 (121,100)	555
1 (ПВД-3)	3,3900 (33,900)	375
2 (ПВД-2)	2,1450 (21,450)	325
3 (ПВД-1, Д, ПП)	1,2700 (12,700)	275
4 (ПНД-4)	0,4900 (4,900)	178
5 (ПНД-3, ДП)	0,2610 (2,610)	127
6 (ПС-2, ПНД-2, П)	0,1280 (1,280)	-
7 (ПС-1, ПНД-1)	0,0048 (0,048)	-
Конденсатор	0,0034 (0,034)	-

 

   По таблице 5 строим процесс  расширения пара в турбине  в h-s координатах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Краткая характеристика  паровой турбины.

 

   Турбина ПТ-135-130/15 не имеет каких-либо конструктивных отличий от турбины ПТ-140/165-130/15, поэтому дальше мы рассмотрим характеристики второй.

   Турбина ПТ-140/165-130/15 имеет температуру охлаждающей воды 20 ^оС, длин-

на  рабочей части рабочей лопатки 830 мм, число ступеней в одном потоке ЦЕД – три.

   Каждая турбина имеет один регулируемый производственный отбор пара с номинальным давлением 1,47 МПа и два регулируемых отопительных отбора пара – верхний и нижний, предназначенных для подогрева сетевой воды в сетевых подогревателях турбоустановки и добавочной воды в станционных теплообменниках.

   При ступенчатом подогреве сетевая вода через сетевые подогреватели нижней и верхней ступеней подогрева должна пропускаться последовательно и в одинаковом количестве.

   Регулируемое давление в производственном  отборе может задаваться в  пределах 1,18-2,06 МПа.

   Пределы регулируемого давления  в отопительных отборах при  независимом поддержании давления  в каждом из отборов:

   - в верхнем отборе от 0,088 до 0,245 МПа;

   - в нижнем отборе от 0,039 до 0,118 МПа.

   При независимом поддержании  давления в двух отопительных  отборах возможно получение из  них пара на собственные нужды.

   Разрешается нерегулируемый отбор пара для внешнего теплопотребления после 3й ступени ЦСД в количестве до 75 т/ч сверх расхода на регенеративный подогрев питательной воды в ПНД-4 при соответствующем уменьшении электрической мощности и величины отопительных отборов. Давление в отборе на номинальном режиме составляет 0,49 МПа. Турбина имеет нерегулируемый отбор после 7й ступени для внешнего теплопотребления в количестве до 90 т/ч с давлением 3,43 МПа, обеспечиваемом при расходе пара на турбину не менее 80% от номинального.

   При номинальных параметрах свежего  пара, расходе охлаждающей воды 12400 м³/ч и температуре её 20 ^оС на входе в конденсатор, полностью включенной регенерации, количестве воды, подогреваемой в ПВД, равном 100% расхода пара на турбину, выключенном нерегулируемом отборе после 3й ступени ЦСД допускаются следующие величины регулируемых отборов:

   - номинальные величины одновременных отборов при номинальной мощности: производственного при давлении 1,47 МПа – 335 т/ч; отопительного (из обеих камер) при давлении 0,078 МПа в верхнем отборе – 480 ГДж/ч (115 Гкал/ч), что соответствует 220 т/ч;

   - максимальная величина производственного  отбора при номинальной мощности  турбины, отсутствии отопительных  отборов и давлении 1,47 МПа –  415 т/ч. Возможно увеличение производственного  отбора при отсутствии отопительного  отбора до 500 т/ч при давлении 1,47 МПа, электрическая мощность при  этом составляет около 115 МВт;

   - максимальная величина отопительного  отбора (из обеих камер) на подогрев  сетевой воды в сетевых подогревателях  турбоустановки и добавочной  воды в станционных теплообменниках  – 587 ГДж/ч (140 Гкал/ч; около 270 т/ч). Возможна максимальная величина отопительного отбора на подогрев сетевой воды в сетевых подогревателях турбоустановки – 480 ГДж/ч (115 Гкал/ч; около 220 т/ч).

   Подогрев питательной воды осуществляется  в регенеративной установке до  температуры 232 ^оС при номинальной нагрузке турбины.

   Конструкция турбины.

   Турбина ПТ-140/165-130/15-2 представляет  собой одновальный агрегат, выполненный  по схеме 1ЦВД-1ЦНД. 

   Свежий пар подаётся к двум  стопорным клапанам, откуда по  четырём перепускным трубам (по 2 от каждого клапана) поступает  к регулирующим клапанам ЦВД.  Клапаны расположены в паровых  коробках, приваренных к корпусу  цилиндра.

    Из ЦВД пар направляется в производственный отбор и к регулирующим клапанам ЦНД, расположенных в паровых коробах, которые приварены к паровпускной части ЦНД. Из последней ступени ЦНД отработанный пар поступает в конденсатор.

   ЦВД выполнен двустенным, противоточным. В левом потоке, направленном в сторону переднего подшипника, расположены одновенечная регулирующая ступень и шесть ступеней давления, в правом потоке расположено шесть ступеней давления.

   ЦНД включает в себя 3 части:  ЧСД, имеющую одновенечную регулирующую ступень и шесть ступеней давления; промежуточный отсек, имеющий регулирующую ступень и одну ступень давления; ЧНД, имеющую регулирующую ступень и две ступени давления.

   Все ступени ЦНД правого вращения. Все диски ротора высокого давления откованы заодно с валом. Шесть дисков ротора низкого давления – цельнокованые, а шесть дисков –

насадные.

  Регулирование и защита.

   Турбина снабжена системой автоматического регулирования, предназначенной для поддержания в заданных пределах частоты вращения ротора турбогенератора и давления пара в трёх регулируемых отборах.

      Турбина снабжена тремя регуляторами давления: одним для производственного отбора и двумя для отопительных отборов. Регуляторы давления автоматически поддерживают давления пара в камерах отборов на установленном уровне.

   Для предотвращения  поступления пара в турбину  при несвоевременном закрытии  или неплотности регулирующих клапанов предусмотрены два стопорных клапана ЦВД, снабженных автоматическими затворами.

   Турбоустановка снабжена  системой контроля, сигнализацией  и дистанционным управлением,  позволяющим производить пуск, останов  и управление турбоустановкой  с дистанционного щита.

   Конденсаторная  установка.

   Включает в себя  конденсаторную группу, воздухоудаляющее устройство, установку для очистки конденсаторных труб, конденсатные и циркуляционные насосы, эжектор циркуляционной системы, водяные фильтры, трубопроводы с необходимой арматурой.

   Конденсаторная группа  предназначена для конденсации  поступающего в неё пара, создания  разрежения в выхлопном патрубке  турбины и сохранения конденсата, а также для использования  тепла пара на режимах работы  по тепловому графику для подогрева  подпиточной воды во встроенном пучке.

   Регенеративная установка.

   Предназначена для подогрева питательной воды паром, отбираемым из нерегулируемых отборов турбины, и имеет 4 ступени ПНД, 3 ступени ПВД и деаэратор.

   ПНД предназначены для последовательного подогрева основного конденсата перед подачей его в деаэратор. Каждый ПНД представляет собой поверхностный пароводяной теплообменный аппарат вертикального типа.

   Каждый ПВД - поверхностный  пароводяной теплообменный аппарат  вертикального типа со встроенным  пароохладителем и охладителем  дренажа.

   Конденсат греющего  пара из ПНД-4 сливается в ПНД-3. Из него в ПНД-2, а из него  конденсат откачивается насосом  в линию основного конденсата.

    Конденсат греющего  пара из ПВД-3 и-2 сливается каскадно  в ПВД-1, откуда направляется в  деаэратор.

   Установка  для подогрева сетевой воды.

   Включает в себя 2 сетевых подогревателя, конденсатные  и сетевые насосы.

   Конденсатные насосы  установлены для откачки конденсата  из конденсатосборников сетевых подогревателей и подачи его в магистраль основного конденсата.

   Комплектующее  оборудование.

      В состав  комплектующего оборудования турбоустановки  входят:

   - паровая турбина  с автоматическим регулированием, валоповоротным устройством, фундаментными рамами, паровой коробкой с автоматическим стопорным клапаном, обшивкой турбины;

   - внутретурбинные трубопроводы;

   - бак масляный, маслоохладитель,  эжекторы циркуляционной системы;

   - регенеративная установка,  включающая подогреватели поверхностного  типа с регулирующими и предохранительными  клапанами;

   - установка сетевых  подогревателей, включающая сетевые  подогреватели 1 и 2 с регулирующим  клапаном;

   - насосы и электрооборудование  паротурбинной установки;

   - конденсаторная группа  с задвижками на входе и  выходе охлаждающей воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет и выбор сетевой  установки.

 

Расчет  сетевых подогревателей включает определение  расхода пара на подогреватели при  максимальной тепловой нагрузке выбранной  турбины. Отпуск тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение  обычно производится по температурному графику подогрева сетевой воды 150/70, где 150 °С и 70 °С – соответственно температура прямой t_пс с и обратной t_ос (возвращаемой на ТЭЦ) сетевой воды.

 

 

Рисунок 1.

 

   При наличии нагрузки на горячее  водоснабжение  снижается на величину . Температурный перепад для нагрева сетевой воды на ТЭЦ оценивается как