Рeкoнcтpукция АО AлЭC TЭЦ-l

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 60 страниц
В избранное:

AHHOTAЦИЯ

Дaннaя мaгиcтepcкaя диccepтaция пpeдуcмaтpивaeт peкoнcтpукцию АО «AлЭC» TЭЦ-l. Peкoнcтpукциeй пpeдуcмaтpивaeтcя уcтaнoвки группы ПВД нa турбину Р - 25 - 90/18.

B тeплoмeхaничecкoй чacти пpoизвeдeн pacчeт турбины и расчет тепловой схемы турбины. A тaкжe paccчитaны ceбecтoимocть тепловой и электрической энергии до и после реконструкции станции.

AҢДATПA

Бepiлгeн мaгиcтpлік диccepтaциядa АҚ «AлЭC» 1-ЖЭO жаңғыртуы қapacтыpылды. Жаңғырту арқылы Р - 23 - 90/18 турбинасына жоғарғы қысымдағы жылытқыш тобын орнату.

Жылу-мeхaникaлық бөлiмiндe турбинаның есептеуі мен турбинаның жылулық cүлбeciнiң eceптeуі жүpгізілгeн. Coнымeн қатар станцияның жаңғыртуға дейінгі және кейінгі шығарылатын жылу және электр өнімнің құны есептелінді.

ABSTRACT

This master’s thesis provides reconstruction of CHP plant - 1, “Almaty power stations” JSC. Reconstruction involves the installation of the groups of High pressure feedwater heater into the turbine P - 25 - 90/18.

In thermo-mechanical part there were calculated thermal circuit of the turbine and turbine. Also, it was calculated the cost of heat and electrical energy before and after reconstruction of the plant.

СОДЕРЖАНИЕ

Утвердил

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лит.

Лист

Листов

Руковод.

Н. контр

Рецензент

Выполнил

АУЭС, ТЭФ

ТЭС-98-3

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Введение

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. Описание и оценка состояния департамента АО «АлЭС» ТЭЦ - 1. . 6

Основные сведения по департаменту АО «АлЭС» ТЭЦ-1 6
Принципиальная схема ТЭЦ - 1 9
Производственные цеха станции 12
Техническое водоснабжение и водоподготовительная установка 16
Компоновка главного корпуса станции 18
Влияние станции на экологию города 20

ГЛАВА 2. ЦEЛИ И ЗAДAЧИ ПPOEКТA PEКOНCТPУКЦИИ TЭЦ-1 23

Условия труда в турбинном цехе 23
Тепловой расчет турбины Р - 25 - 90/18 25
Выбор оптимального варианта и его оценка. 41
Расчет тепловой схемы турбины Р - 25 - 90/18 42

ГЛАВА 3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 50

Расчет себестоимость тепловой и электрической энергии до реконструкции станции 50
Расчет себестоимость тепловой и электрической энергии после реконструкции станции 53

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 58

ВВЕДЕНИЕ

Утвердил

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лит.

Лист

Листов

Руковод.

Н. контр

Рецензент

Выполнил

АУЭС, ТЭФ

ТЭС-98-3

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Введение

В период всеобщего экономического развития наша республика вступает на международный рынок и приоритетной задачей для неё является снижение себестоимости выпускаемой продукции. Немаловажным является и проблема экологического улучшения атмосферного климата городов республики Казахстан [2, 5] .

Энергетическая отрасль Казахстана является наиболее значимой в решения проблем экологического статуса городов нашей республики, и в деле развития экономики государства в связи с этим необходимо дальнейшая глобализация вопросов развития и усовершенствования технологических процессов и оборудования, его эффективности и экономичности [2] .

На данный момент особую актуальность имеют вопросы ресурсосбережения, которое нацелено на сокращение масштабов потребления высококачественных топлив. При этом экономия ресурсов должна достигаться не путем снижения потребления энергии, а за счет рационального её использования. В первую очередь - это усовершенствование и оптимизация уже существующих энергетических объектов. Нужно искать оптимальных режимов работы энергетических установок, так и их модернизация, оптимизация схем и соответственно всех параметров [3] .

ГЛАВА 1. Описание и оценка состояния департамента АО «АлЭС» ТЭЦ - 1

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Основные сведения по департаменту АО «АлЭС» ТЭЦ-1

Департамент ТЭЦ - 1 АО «АлЭС» несет нагрузку по обеспечению теплоснабжением центральный и восточный части города Алматы.

Продукцией ТЭЦ - 1, является:

Электроэнергия для нужд города и передачи в энергосистему напряжением 110 кВ.
Пар давлением 1, 2-1, 5 МПа для технологических нужд;
Горячая вода на теплофикационные нужды для обеспечения тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;

Номинальная электрическая мощность ТЭЦ-1 - 145 МВт; Тепловая мощность - 1060 МВт (913, 8 Гкал/ч) .

Тепловая нагрузка ТЭЦ:

- в горячей воде составляют 968 МВт (834, 5 Гкал/ч) ;

Режим работы ТЭЦ-1 - по тепловому графику в течение года.

Температурный график теплосети 132/70°С [18] .

Состав основного оборудования «АлЭС» ТЭЦ-1 и его характеристики.

Паровые котлы: 6хБКЗ-160-100Ф. Параметры пара:

давление 100 атм.,

температура 540 °С;

160 т/ч; Паровые турбины Р-25-90/18

электрическая мощность 25 МВт;
расход пара на турбину 260 т/ч;
суммарная тепловая мощность 180 МВт. 2хПТ-60-90/13

электрическая мощность 60 МВт;
расход пара на турбину 341 т/ч;
суммарная мощность 201, 8 МВт. Пиковая водогрейная котельная:

Водогрейные котлы №1-7, типа ПТВМ-100, расположены в отдельном здании. Топливо мазут и газ.

Производительность котлов:

при работе на мазуте - 75 Гкал/ч,
при работе на газе -100 Гкал/ч.

«АлЭС» ТЭЦ-1 использует три вида топлива: природный газ, мазут и уголь [18] .

Уголь на станцию поступает по железной дороге, разгрузка его осуществляется вагоноопрокидывателем. Открытый склад угля рассчитан на хранение 250 000 т.

Мазут поступает с нефтеперерабатывающих заводов Казахстана в цистернах. Склад мазута состоит из двух резервуаров хранения 2x1000 м и двух расходных резервуаров 2x2000 м3.

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Газовое топливо поступает по газопроводу в ГРП (газораспределительный пункт) и затем подводится к энергетическим и водогрейным котлам [18] .

Таблица 1. 1 - Оборудование тепловой схемы АО «АлЭС» ТЭЦ-1

№

Наименование оборудования

Марка

ол - во

Тепл. произв Гкал/в

Примечание

№: 1

Наименование оборудования:

2

Марка:

3

ол - во:

4

Тепл. произв Гкал/в:

5

Примечание:

6

№: 1.

Наименование оборудования:

Паровой котел №8-13

Марка:

БКЗ-160-100Ф

ол - во:

6

Тепл. произв Гкал/в:

98, 0

Примечание:

№: 2.

Наименование оборудования:

Паровая турбина №8

Марка:

Р-25-90/18

ол - во:

1

Тепл. произв Гкал/в:

155

Примечание:

Nэ = 25 мВт

№: 3.

Наименование оборудования:

Паровая турбина №9, 10

Марка:

ПТ-60-90/13

ол - во:

2

Тепл. произв Гкал/в:

164

Примечание:

Nэ = 60 мВт

№: 4.

Наименование оборудования:

Редукционная охладительная установка

Марка:

РОУ-22/6

ол - во:

2

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание:

G = 60 т/ч

№: 5.

Наименование оборудования:

Быстродействующая редукционная охл. установка

Марка:

БРОУ-100/13

ол - во:

3

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание:

G= 150 т/ч

№: 6.

Наименование оборудования:

Деаэраторы смешивающие повышенного

давления

Марка:

ДСП-225

ол - во:

5

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание:

V=72 м3

G= 225 т/ч

№: 7.

Наименование оборудования:

Деаэраторы, смешивающие атмосферного давления

Марка:

ДСА-300 ДСА- 200

ол - во:

2

1

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание:

V=27 м3

G = 300 т/ч V=53

м3

№: 8.

Наименование оборудования:

Конденсаторы №9, 10

Марка:

КСЦ-50-4

ол - во:

2

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание:

G = 800 т/ч схема включения

- послед.

№: 9.

Наименование оборудования:

Насосная (Талгарская)

Марка:

24НДН

ол - во:

2

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание:

Н = 56 м. вод. ст. G = 5000 т/ч

№: 10.

Наименование оборудования:

Насосная (сырой воды)

Марка:

300Д90

ол - во:

6

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание: Н = 74 м. вст. G = 900 т/ч

№: 11.

Наименование оборудования: Деаэраторы Смешивающие вакуумные

Марка:

ВД-1200 ВД-800 ВД-400

ол - во:

1

3

3

Тепл. произв Гкал/в:

Примечание:

G= 1200 т/ч G = 800 т/ч G = 400

т/ч

Продолжение таблицы 1. 1

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

№

Наименование оборудования

Марка

Кол

-во

Тепл. произв.

Гкал/в

Примечание

№:

1

Наименование оборудования:

2

Марка:

3

Кол-во:

4

Тепл. произв.Гкал/в:

5

Примечание:

6

№:

12.

Наименование оборудования:

Баки запаса деаэр. воды

Марка:

Кол-во:

2

Тепл. произв.Гкал/в:

Примечание:

V = 5000 т/ч

№:

13.

Наименование оборудования:

Насосная (сетевая)

Марка:

СЭ1250-140 СЭ1250-125

Кол-во:

6

6

Тепл. произв.Гкал/в:

Примечание:

Н=140мв. ст

№:

G= 1250 т/ч Н=125

м в. ст

№:

G= 1250 т/ч

№:

14.

Наименование оборудования:

Насосная (Подпиточная)

Марка:

300Д90

Кол-во:

8

Тепл. произв.Гкал/в:

Примечание:

Н=64м вст G=900 т/ч

№:

15.

Наименование оборудования:

Подогреватели сетевой воды верт. типа основные

Марка:

ПСВ 315-

Кол-во:

2

Тепл. произв.Гкал/в:

Примечание:

G=725T/Ч F=315 М 2 G=1150T/Ч F=500 М2

№:

3-23

ПСВ500-

Наименование оборудования:

3

№:

3-23

Наименование оборудования:

№:

16.

Наименование оборудования:

Подогреватели сетевой воды верт. типа пиковые

Марка:

ПСВ500- 14-23

ПСВ315- 14-23

Кол-во:

1

2

Тепл. произв.Гкал/в:

Примечание:

G=1800T/Ч F=500 М2 G=1130T/Ч F=315 М2

№:

17.

Наименование оборудования:

Насосная перехвата сетевой воды

Марка:

СЭ-5000-70

Кол-во:

2

Тепл. произв.Гкал/в:

Примечание:

G = 5000 т/ч Н = 70

м. в. ст.

№:

18.

Наименование оборудования:

Насосная (повысит)

Марка:

СЭ-5000-160

Кол-во:

5

Тепл. произв.Гкал/в:

Примечание:

G = 5000 т/ч Н = 160

м. в. ст.

№:

19.

Наименование оборудования:

Пиковые водогрейные котлы

Марка:

ПТВМ-100

Кол-во:

7

Тепл. произв.Гкал/в:

100

Примечание:

Q=100Гкал/ч

Принципиальная схема ТЭЦ - 1

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Исходной водой для нужд ТЭЦ - 1 является вода Талгарского водовода. Вода поступает по двум трубопроводам диметром 1000 мм на сырую насосную и откуда насосами сырой воды подается в конденсаторы турбин, где подогревается и подается в химический цех. Часть воды минуя конденсаторы насосами технической воды подается на ХВО для подготовки обессоленной воды, которая используется для восполнения потерь пара и конденсата [9, 17, 18] .

Обессоленная вода после ХВО проходит двухступенчатую деаэрацию, сначала в атмосферном деаэраторе, греющей средой 0, 12 МПа и в деаэраторе повышенного давления, греющей средой которого является пар из обще станционного коллектора 0, 6 МПа. Затем питательными насосами вода, дополнительно подогреваясь в подогревателе высокого давления и подается на подпитку котлов [18] .

Техническая вода Талгарского водапровода подогревается во встроенных пучках конденсаторов ПТ - 60 - 90/13 до 50°С и подается на ХВО для соответствующий обработки. Поле ХВО подпиточная вода направляется на вакуумные деаэраторы, греющей средой которых является прямая сетевая вода отбираемых после основных и пиковых бойлеров. После вакуумных деаэраторов подпиточная вода подается в баки аккумуляторы, откуда подпиточными насосами подается на всас сетевых насосов, далее вода сетевыми насосами подается соответственно на основные и пиковые подогреватели паровых турбин. Запас подпиточной воды теплосети обеспечивается в аккумуляторных баках 2x5000 м ³ .

Подогрев сетевой воды производится последовательно в основных и пиковых подогревателях и водогрейных котлах. Схема подачи сетевой воды двухступенчатая. Сетевые насосы второго подъема установлены перед водогрейными котлами. Отпуск тепла от ТЭЦ-1 в горячей воде производится по шести двухтрубным магистралям [18] .

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Pиcунoк 1. 1 - Пpинципиaльнaя тeплoвaя cхeмa AО «АлЭС» TЭЦ-1.

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Pиcунoк 1. 2 - Teмпepaтуpный гpaфик тeплoвoй ceти 132-70°C.

Производственные цеха станции

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

На предприятии работают четыре основных цеха: топливно- транспортный цех, котельный цех, турбинный цех и электроцех. И два вспомогательных цеха: цех ХВО и цех ТАИ.

Топливно-транспортный цех

На ТЭЦ-1 АО «АлЭС» используется три вида топлива: природный газ, мазут и концентрат энергетический карагандинского угля. Наряду с концентратом энергетическим на станцию поступает и рядовой промпродукт, угли других бассейнов РК. Доставка угля производится Алматинской железной дорогой. Разгрузка производится на вагоноопракидывателе. В холодный зимний период уголь размораживает, пропуская вагоны через размораживающее устройства [18] .

Уголь хранится открытым способом и рассчитан на хранение 250 000 т. угля. Фактическая загрузка угля в отдельные годы превышала проектную и составляла около 400 000 т. В штабеле замена угля производится не реже одного раза в год в соответствии с требованиями норм хранения угля на складе. Мазут поставляется с нефтеперерабатывающих заводов Казахстана в цистернах. Мазутный склад включает два резервуара хранения 2x1 м и два расходных резервуара 2x2000 м ³ . В районе ТТЦ находятся склады твёрдого и жидкого топлива. Под жидкое топливо отведено 4 ёмкости: 2 по 1 тонн, 2 по 2000 тонн - это расходные емкости. В ТТЦ осуществляется подготовка топлива к сжиганию. По газопроводу газовое топливо поступает в газораспределительный пункт и затем к энергетическим и водогрейным котлам. На ТЭЦ-1 доставка твёрдого и жидкого топлива осуществляется по Алматинской железной дороге. При сжигание природного газа в качестве основного топлива, предусматривается сохранение в качестве резервного топлива угля - для энергетических котлов и мазута - для водогрейных котлов [18] .

В настоящее время на АО «АлЭС» ТЭЦ-1 сжигается концентрат энергетический карагандинского угля со следующими усредненными характеристиками:

калорийность - 5322 ккал/кг -зольность - 22, 43%
влажность - 9, 14% -выход летучих -14, 8%

Расход топлива для котла БКЗ-160-100Ф составляет 19, 96 т/ч, для всех энергетических котлов - 130 т/ч. В энергетических котлах в качестве растопочного топлива используется мазут.

Расчетная потребность ТЭЦ-1 в топливе, при условии работы всех энергетических и водогрейных котлов на газе, составляет зимой - 184300

нм ³ ч; летом - 3 - 4 нм ³ ч. В качестве основного топлива на водогрейных котлах 7хПТВМ-100 сжигается мазут, а также избытки природного газа. Расход мазута водогрейными котлами составляет 77, 4 т/ч [18] .

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Мазутохозяйство

Мазутное хозяйство Алматинской ТЭЦ-1 состоит из трехпутной сливной железнодорожной эстакады, предназначенной для разгрузки одновременно 18- ти шестидесяти кубовых цистерн; подземной железобетонной приемной емкости. Мазута хранилища состоит из двух металлических резервуаров емкостью по 1 м ³ , оборудованной погружными насосами, двух расходных резервуаров мазута емкостью по 2000 м ³ и мазут насосной [18] .

Хозяйство газообразного топлива

Газоснабжение АО «АлЭС» ТЭЦ-1 обеспечивается от ГРС-1 и ГРС-2. ГРС-1 трубопроводом диаметром 400 мм с давлением 0, 3 - 0, 4 МПа и ГРС-2 трубопроводом диаметром 700 мм с давлением 0, 3 МПа. Схема газоснабжения ТЭЦ-1тупиковая. Газовое хозяйства рассчитана на максимальный расход газа всеми рабочими котлами: энергетическими и водогрейными.

Система газоснабжения состоит из следующих узлов:

подводящие газопроводы от ГРС-1 и ГРС-2;
газорегуляторный пункт (ГРП) ;
внутриплощадочные газопроводы (среднего давления) ;
газопроводами энергетических и водогрейных котлов [18] .

Котельный цех

После ТТЦ топливо по ленточном конвейере попадает в котельный цех, где и сжигается. В котельном цехе установлены паровые котлы БКЗ- 160-100, котлы БКЗ-160-100 работают только в процессе выработки электроэнергии. Кроме этих котлов на ТЭЦ установлены и водогрейные котлы №1-7 ПТВМ-100 которые работают при температуре 150 градусов и располагают нагрузкой в 80 Гкал. Водогрейные котлы: №1-№7

Пaровые котлы: №8-№13-БКЗ-160-100 - изготовлены на Барнаулском

котельном заводе, мощность котла - 160 т/ч, рабочее давление -100 атм, раб. Темперaтура - 540 ºC. Эти котлы работают в процессе выработки электрической энергии [18] .

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Водогрейные котлы ПТВМ-100 установленные на ТЭЦ-1 с целью увеличения надежности работы поверхностей нагрева и повышение тепло производительности до номинальной, прошли реконструкцию по проекту, разработанному СКБ ВТИ. В связи с этим фронтовой и задний экраны, расположение горелок, конвективная часть имеют отличие от заводской конструкции.

(Гкал/ч) - 100
Объём топочной камеры (м3) - 275, 3
Поверхность конвективной чаcти (м2) - 2743
Габариты по оcям котла (мм) : ширина - 6900

глубинa - 6900

выcота - 14450

5. Диаметр экрaнных труб (мм) - 60*2

Шаг мeжду трубaми (мм) - 64
Диaметр труб конвективной части (мм) - 38*3
Шaги попeречный (мм) - 110 продольный (мм) - 60
Водяной oбъём (м3) - 30

10. Номинaльной расход воды при двухходовой схеме (м3/ч) - 2400

Минимaльный расход воды (м3/ч) - 1500
Распологаемaя нагрузка 80 Гкал при t=150 [18] .

Система ГЗУ

На департамент АО «АлЭС» ТЭЦ - 1 система гидравлического удаления золы и шлака (ГЗУ) выполнена по замкнутой схеме с возвратом осветленной воды и повторным ее использованием. В результате многократного использования ограниченных объемов воды возрастает минерализация воды, что, в свою очередь, вызывает загрязнение оборудования системы ГЗУ отложениями малорастворимых солей и продуктов коррозии. Солеотложения на внутренней поверхности трубопровода приводят к значительному перерасходу водных ресурсов и резко снижают эффективность работы установок. На системе ГЗУ чистоту поверхности оборудования можно обепечить двумя путями: периодической химической очисткой оборудования, заключающейся в растворении отложений либо стабилизационной обработкой воды химическими реагентами. И тот и другой способы успешно реализуются с помощью комплексонов. Применение комплексонов для растворения отложений, основано на их способности вступать во взаимодействие с ионами металлов в

широком диапазоне рН, и образовывать устойчивые водорастворимые комплексы. Периодическая очистка трудоемка, требует дополнительных затрат и не обеспечивает экономичной и надежной эксплуатации в период между очистками. Свойства золы и шлака: Протяженность трубопроводов пульпы и осветленной воды - 15 км. Диаметр трубопроводов - 620 мм. Емкость бассейна золоотвала - 700 000 м3. Время прохождения воды с золошлаковой пульпой полного цикла - 42 суток. Расход воды на смыв золошлаковой пульпы - 700 м3 /час. Химические свойства и фазово- минералогический состав золы и шлака в основном определяется составом минерального вещества топлива и теми изменениями, которые оно претерпевает при высокотемпературной обработке в котлах ТЭС. В процессе сгорания топлива происходят сложные химические и фазовые превращения минерального вещества, в результате чего образуются вещества с новыми свойствами - зола и шлак. В условиях топочного режима котлов большая часть минерального вещества топлива переходит в золу и меньшая - в шлак. Зола большинства видов топлива на 98 - 99% состоит из свободных и связанных в химические соединения оксидов кремния, алюминия, железа, кальция, калия, натрия, титана, серы. На департаменте АО «АлЭС» ТЭЦ-1 используется карагандинский уголь. Зольность карагандинского угля составляет в среднем 30%. По химическому составу в золе преобладают оксиды кремния и алюминия. По модулю основности Мо = (СаО + MgO) /(SiO2 + Аl2О3) (меньше единицы) зола карагандинского угля относится к кислым золам. В кислых золах, как правило, отмечается менее 10% оксида кальция при наличии кислотных оксидов более 70 - 80%. Солевой состав воды золоотвала полностью определяется химсоставом золы, сжигаемого угля и составом природной воды [18] .

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

ДП - 5В071700 - 2013 - ДО(ЗО) - ПЗ

Турбинный цех

Из КЦ острый пар по коллектору поступает в турбинный цех на турбины, которые расположены в цехе. В цехе расположены турбины №8

Р-25-90/13 и №9-№10- Пт-60 -90 /13.

Мощность турбин 25 МВт и 60 МВт соответственно, работает при давлении

90 атм и при производственном отборе 13 атм. Турбины соединены с генераторами, которые расположены также в ТЦ. В цехе работают генераторы №8-ТВФ-30 и №9 и 10 -ТВФ-60. Турбины: №8 - Р-25-90/13; №9,

№10 - ПТ-60-90/13. Паровая турбина ПТ-60-90/13 с конденсацией и с двумя регулируемыми отборами, представляет собой двухцилиндровый одновальный агрегат [9, 17, 18] .