Расчет технико-экономических показателей и принципиальной тепловой схемы энергоустановки

Капиталовложения в сооружение ТЭЦ

(3.11)

2. Определение расхода  топлива при теплоснабжении от ТЭЦ

Электромеханический к.п.д. генератора принимаем

Коэффициент теплового потока принимаем

Коэффициент полезного действия котельного агрегата брутто

Удельный расход топлива  при выработке электроэнергии на базе теплового потребления

(3.12)

 

Абсолютный внутренний к.п.д. турбоагрегата принимаем

Удельный расход условного  топлива при выработке электроэнергии в конденсационном режиме

(3.13)

 

Удельная выработка электроэнергии на теплофикационном потреблении определяется по [1, рис. 6.4]

Удельная выработка электроэнергии на производственном потреблении определяется по [1, рис.6.4]

Годовое число часов использования  максимума тепловой нагрузки принимаем

Количество отработавшей теплоты, отданной на теплофикационные  и технологические нужды

(3.14)

 

где удельное теплосодержание  отработавшего пара в теплофикационном отборе

(3.15)

 

где удельное теплосодержание  отработавшего пара в теплофикационном отборе

Полная выработка электроэнегии на теплопотреблении составляет

(3.16)

 

Выработка электроэнергии на конденсационном потоке

(3.17)

 

Величина расхода топлива  на отпуск электроэнергии от ТЭЦ

(3.18)

 

Величина расхода топли на отпуск тепловой энергии от ТЭЦ

К.п.д. пиковой водогрейной  котельной принимаем согласно [1]

Удельный расход топлива  при использовании ПВК

(3.19)

 

Удельный расход топлива  на турбину

(3.20)

 

Графическим интегрированием  годового графика расхода тепла  получим

Расход топлива на выработку  тепловой энергии

(3.21)

 

Суммарный расход топлива  на ТЭЦ

(3.22)

3. Вариант раздельного  энергоснабжения от КЭС и котельной

1. Определение капитальных  вложений в КЭС

Электрическая мощность КЭС

(3.23)

 

Коэффициент капитальных  вложений в КЭС

Капиталовложения в сооружение КЭС

(3.24)

 

Капиталовложения в сооружение отопительных и промышленных котельных

Удельные капиталовложения в отопительную котельную

Удельные капиталовложения в промышленные котельные

Капиталовложения в сооружение отопительной котельной

(3.25)

 

Капиталовложения в сооружение производственной котельной

(3.26)

 

Суммарные капитальные затраты

(3.27)

2. Определение расхода  топлива при раздельной схеме  от КЭС и котельной

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

Удельный расход условного  топлива при выработке электроэнергии принимаем

Величина расхода топлива  на отпуск электроэнергии от КЭС

(3.28)

 

Коэффициент полезного действия паровых котлов

Коэффициент полезного действия водогрейных котлов

Удельный расход топлива  водогрейным котлом

(3.29)

 

Удельный расход топлива  паровым котлом

(3.30)

 

Расход топлива на отпуск тепловой энергии 

(3.31)

 

Расход топлива на отпуск пара промышленным предприятиям

(3.32)

 

Общий расход топлива в  котельных

(3.33)

 

Суммарный расход топлива  на отпуск электрической и тепловой энергии по раздельному варианту

(3.34)

 

Определение приведенных  затрат

Нормативный коэффициент  окупаемости за 6,5 лет

Цена топлива

4. Выбор варианта электроснабжения района

Критерием для выбора варианта электроснабжения является минимум  приведеных затрат

Приведенные затраты при  использовании ТЭЦ

(3.35)

 

Приведенные затраты при  раздельной выработке энергии

(3.36)

 

Таким образом, согласно анализа приведенных затрат предпочтительнее энергоснабжение от ТЭЦ

 

4. Построение  процесса расширения пара в турбине ПТ-135-130/15

Процесс расширения пара для  рассматриваемой турбины строиться  в h-s координатах. Исходные данные необходимые для построения p₀, t₀, p_к и т.д. берутся из характеристик турбины ПТ-135-130/15 по [1, П1]. Построение выполняем по методике изложенной в [1]. 

Таблица 4.1-Процесс расшерения пара

 

Точка процесса расширения	Характеристика  точки	Давление, МПа	Температура, °С	Энтальпия, кДж/кг	Энтропия, кДж/(кг °С)
О	Начальные параметры	12,75	555	3487	6,64
О'	Параметры после дросселирования	12,37	553,7	3487	6,65
1	В конце идеального процесса расширения	0,0034	26,3	1985	6,65
1'	В конце реального процесса расширения	0,0034	26,3	2255	7,55
2'	Верхний отопительный отбор	0,25	130,5	2723	7,07
3'	Нижний  отопи-тельный отбор	0,12	104,9	2627	7,15
4'	Производст-венный отбор	1,47	280,9	2996	6,85

 

 

Рисунок 4.1-Процесс расширения пара

5. Краткая характеристика турбины ПТ-135-130/15

 

Турбина ПТ-135/165-130/15 представляет собой одновальный  двухцилиндровый агрегат, выполненный по схеме: 1ЦВД+1ЦНД.

Свежий пар  подается к двум стопорным клапанам, откуда по четырем перепускным трубам (по две 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, расположенным в паровых коробках, которые приварены к паровпускной части ЦНД. Из последней ступени ЧНД отработанный пар поступает в конденсатор.

ЦВД турбины  ПТ-135/165-130/15 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 три 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. Длина рабочей  лопатки последней ступени равна 830 мм, средний диаметр этой ступени – 2280 мм. Все диски ротора высокого давления откованы заодно с валом. Шесть дисков ротора низкого давления – цельнокованые, а шесть дисков – насадные.

Фикспункт турбины расположен на передних опорах выхлопного патрубка турбины. Агрегат расширяется в сторону переднего подшипника.

Для сокращения времени прогрева и улучшения  условий пуска турбины предусмотрен паровой обогрев фланцев и шпилек ЦВД.

Для уменьшения протечек пара в турбине применены  бесконтактные лабиринтовые уплотнения.

Турбина снабжена валоповоротным устройством, вращающим валопровод турбоагрегата с частотой 0,067 с^-1.

Лопаточный  аппарат турбины рассчитан и  настроен на работу при частоте тока в сети 50 Гц, что соответствует частоте вращения ротора 50 с^-1.

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

Регуляторы  давления автоматически поддерживают давление пара в камерах отборов  на установленном уровне. Регулирование  допускает возможность работы турбины по тепловому графику с минимальным количеством пара, поступающим в конденсатор.

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

Для защиты турбины от недопустимого возрастания  частоты вращения в случае неисправности  системы регулирования служит автомат  безопасности.

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

Система маслоснабжения предназначена для обеспечения смазкой подшипников и системы регулирования. В баке емкостью 26 м установлены фильтры и воздухоотделительное устройство. Для подачи масла в систему предусмотрено четыре насоса: главный, пусковой, резервный и аварийный электронасосы.

Масло охлаждается  шестью маслоохладителями, встроенными  в масляный бак.

 

6. Расчет и  выбор сетевой установки для турбины ПТ-135-130/15

 

Температура прямой воды

Температура обратной воды

Температура обратной воды с  учетом нагрузки горячего водоснабжения

(6.1)

 

Количество пара, идущее в  отопительные отборы одной  турбины

Полный подогрев сетевой  воды составляет

(6.2)

 

Подогрев воды в сетевых  подогревателях турбины составляет

(6.3)

 

Коэффициент полезного действия сетевого подогревателя

Давление в верхнем  отборе выбранной турбины

Давление в нижнем отборе выбранной турбины

Энтальпия пара в верхнем  отборе выбранной турбины

Энтальпия пара в нижнем отборе выбранной турбины

Температура насыщения пара в верхнем отборе

Температура насыщения пара в нижнем отборе

Принимаем недогревы до температуры насыщения в верхнем и нижнем отборах

Температуры воды после первой и второй ступени подогревателей

(6.4)

 

(6.5)

 

Теплота отбираемого пара от одной турбины ПТ-135-130/15

Расход сетевой воды через  сетевые подогреватели

(6.6)

 

Энтальпия насыщенной воды верхнего теплофикационного отбора