Курсовая работа (т): Проектирование тепловой схемы ТЭЦ для промышленного предприятия и жилого района

7.3 Годовая выработка электроэнергии

Определим годовую выработку электроэнергии турбиной Р-6-35/5:

Турбиной ПТ-12-35/10:

где  - коэффициент использования установленной мощности. [4]

Суммарная годовая выработка электроэнергии турбинами равна

.4 Годовая выработка пара

Годовой расход пара на турбины типа ПТ-12-35/10 находится из уравнения

Откуда

Годовая производительность котельной с учетом 2 % расхода пара на собственные нужды равна:

7.5 Годовая выработка тепла для внешних потребителей

Годовой расход тепла на промышленную нагрузку:

Годовой расход тепла на технологические нужды:

Здесь коэффициент 0,8 учитывает суммарные потери тепла, связанные с утечками конденсата в паропроводах, а также в связи с охлаждением конденсата в трубопроводах. [4]

Годовой расход тепла на ГВС:

Годовой расход тепла на отопление:

Годовой расход тепла на вентиляцию:

Суммарный годовой отпуск тепла внешним потребителям:

8. Определение КПД котлоагрегата и расхода топлива

Величина КПД котлоагрегата, η_КА, необходимая для расчета расхода топлива, определяется согласно уравнению из теплового баланса котлоагрегата:

где  - сумма тепловых потерь.

Тепловые потери с уходящими газами рассчитываются по формуле:

где  - энтальпия уходящих газов, кДж/кг;  - энтальпия холодного воздуха (обычно принимается при температуре воздуха, 30 ºС);  - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах за котлоагрегатом;  - коэффициент избытка воздуха в топке, принимается по приложению Д;  - сумма присосов по газовому тракту котла. [4]

Энтальпия продуктов сгорания при  и температура уходящих газов определяется по формуле:

где  - энтальпия продуктов сгорания при , кДж/кг. [4]

Для определения  необходимо выполнить расчеты по воздуху и продуктам сгорания.

По таблице определяем элементарный состав рабочей массы топлива для каменного угля подмосковного месторождения марки Б2:

С^Р= 28,7 %; H^Р = 2,2 %; S^Р_Л = 2,7 %; N^Р = 0,6 %; O^Р = 8,6 %; A^Р = 25,2 %; W^Р = 32 %. [4]

Теоретически необходимое количество воздуха:

Теоретический объем азота:

Объем трехатомных газов:

Теоретический объем водяных паров:

Полный объем продуктов сгорания при :

Энтальпия продуктов сгорания при  :

Теплоемкости компонентов продуктов сгорания имеют следующие значения:

при температуре уходящих газов . [4]

Окончательно

Энтальпия уходящих газов:

Тепловые потери с уходящими газами:

Потери тепла от химической и механической неполноты сгорания определяются по приложению Д и составляют  [4]

Потери тепла в окружающую среду  составляют для котлоагрегатов производительностью D ≥ 75 т/ч и

Потерями с физическим теплом шлака можно пренебречь, т. е.

С учетом всех найденных потерь тепла коэффициент полезного действия котлоагрегата составит:

Годовой расход топлива на котлоагрегаты с учетом потерь при продувке котлов (Р = 3 %):

где  - энтальпия перегретого пара на выходе из пароперегревателя при номинальных параметрах p = 3 МПа и t_ПП=430 °С составит   - энтальпия котловой воды при p = 3 МПа составит

9. Расчет показателей тепловой экономичности ТЭЦ

Годовой расход топлива на выработку тепла:

где  - КПД, учитывающий потери тепла в паропроводах. [4]

Годовой расход топлива на выработку электроэнергии:

Частный КПД по выработке электроэнергии:

Частный КПД по выработке тепловой энергии:

Удельные расходы топлива на выработку электроэнергии:

натурального

условного

Удельные расходы топлива на выработку тепловой энергии:

натурального

условного

10. Расчет и выбор оборудования ТЭЦ

После расчета тепловой схемы ТЭЦ производится расчет и выбор оборудования: пароводяных сетевых подогревателей (основных и пиковых), пиковых водогрейных котлов, охладителей конденсата греющего пара, сетевых насосов, деаэратора подпитки, центральных баков аккумуляторов(при открытых тепловых сетях), РОУ.

Паровые и водоводяные подогреватели.

Подогреватели сетевой воды (бойлеры) подразделяются на две группы: основные(ОСП) и пиковые(ПСП). Основные предназначаются для работы в базисной части графика тепловых нагрузок ТЭЦ. Греющий пар к ним подводится из теплофикационных отборов турбин с давлением 30÷250 кПа. Подогрев сетевой воды в ОСП может быть доведен до 115÷119 °С. Дальнейший подогрев сетевой воды до 130÷150 °С производится в ПСП или пиковых водогрейных котлах.

На ТЭЦ может быть одна или несколько (блочный вариант) теплоподготовительных установок, работающих параллельно на общие выходные коллекторы прямой сетевой воды. В последнем случае число подогревателей сетевой воды должно быть минимальным, по возможности по одному каждого типа на турбину. В теплоподготовительных установках применяются поверхностные кожухотрубчатые теплообменники, вертикальные и горизонтальные.

Для выбора теплообменников определяется расчетная поверхность теплообмена, как правило, при максимально-зимнем режиме.

Выбор типоразмеров сетевых подогревателей, т. е. их поверхности нагрева, производят на основании поверочного теплового расчета и конструктивных данных изготавливаемых заводами подогревателей.

Целью поверочного теплового расчета является обоснование достаточности выбранной поверхности теплообмена для заданных расчетных условий. Поверхности выбранных теплообменников, как правило, превышают требуемые по расчету, т. е. выбор поверхности нагрева теплообменника всегда производится с некоторым запасом.

Поверхность нагрева теплообменника находится по уравнению теплопередачи:

По ГОСТ 15119-79 принимаем - ПСВ-63-7-15.

Характеристика подогревателя:

Площадь поверхности теплообмена - 63 м²;

Рабочее давление воды - 15∙10⁴ Па;

Рабочее давление пара - 7∙10⁴ Па;

Максимальная температура воды на входе - 400 °С;

Номинальный расход воды: 2 ходовой - 240 т/ч, 4 ходовой 120 т/ч.

11. Описание тепловой схемы ТЭЦ

Принципиальная тепловая схема ТЭЦ представлена на рис.1, показан котлоагрегат, турбоустановки ПТ-12-35/10; Р-16-35/5; тепловые потребители. Турбоустановка ПТ-12-35/10 имеет регулируемые отборы - промышленный давлением 3,0 МПа (10ата), для отпуска пара на производство, теплофикационным давлением 0,1 МПа для отпуска теплоты на отопление и ГВС.

Рисунок 11.1- Принципиальная тепловая схема ТЭЦ

Два нерегулируемых отбора давлением 0,48 МПа, давлением 0,085 МПа, для регенеративного подогрева питательной воды в подогревателе высокого давления (ПВД) и в подогревателе низкого давления (ПНД).

Давление в деаэраторе поддерживается 0,12МПа независимо от давления в регулируемом отборе 0,12-0,6 МПа при помощи регулирующего клапана. Из бака деаэратора питательная вода подается питательными насосами (ПН) в ПВД-1 и в ПВД-2, в которых нагрев питательной воды осуществляется паром из нерегулируемого отбора ЧСД и из производственного отбора турбины типа ПТ. Конденсат греющего пара из этих подогревателей направляется в деаэратор. Продувочная вода из котлоагрегата поступает в расширитель непрерывной продувки (Р), пар из которого направляется в деаэратор, а конденсат из расширителя идет в поверхностный дренажный теплообменник (ДТ) для подогрева добавочной воды и воды для подпитки теплосети. Далее эти потоки воды подогреваются паром из теплофикационного отбора в подогревателе сырой воды (ПСВ).

После химводоочистки (ХВО) подпиточная вода направляется на узел подпитки теплосети, а добавочная вода в сальниковом подогревателе (СП) нагревается паром из уплотнений турбин и подается в деаэратор (Д).

Охлажденный конденсат из дренажного теплообменника сливается в канализацию, а конденсат из ПСВ и СП в деаэратор. Пар из регулируемого производственного отбора турбины ПТ и из противодавления турбины Р-16-35/5 технологическим потребителям поступает через охладительные установки ОУ-1 и ОУ-2. Вода для впрыска на охладительные установки подается из питательной линии, а конденсат из охладительных установок направляется в деаэратор.

Пиковый подогреватель (ПП) сетевой воды подключен по пару к производственному регулируемому отбору, а основной подогреватель (ОП) - к теплофикационному отбору. Конденсат из пикового подогревателя поступает в паровое пространство основного подогревателя, из которого конденсат насосом перекачивается в станционный деаэратор. Подпиточный узел горячего водоснабжения состоит из подпиточного деаэратора (ПД), водоводяного теплообменника (ВТ) и пароводяного теплообменника (ТП).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате курсовой работы на тему «Проектирование тепловой схемы ТЭЦ для промышленного предприятия и жилого района» по дисциплине «Источники производства теплоты» получены основные навыки проектирования ТЭЦ.

В ходе приведен расчет тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС. Выбрана тепловая схема ТЭЦ, турбины ПТ и Р, подобраны котлоагрегаты. Особенностью турбины с противодалвением является то, что у этих турбин отсутствует конденсатор. Отработавший пар, имеющий давление выше атмосферного, поступает в специальный сборный коллектор, откуда направляется к тепловым потребителям, отопительным или производственным. Теплофикационные паровые турбины служат для одновременного получения электрической и тепловой энергии. Но основной конечный продукт таких турбин - тепло. Тепловые электростанции, на которых установлены теплофикационные паровые турбины, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). К теплофикационным паровым турбинам относятся турбины с противодавлением, с регулируемым отбором пара, а также с отбором и противодавлением.

Рассчитан процесс расширения пара в турбине, годовые выработки пара и электроэнергии, КПД котлоагрегата и расход топлива, показатели тепловой экономичности ТЭЦ.

Подобран теплообменник по рассчитанной площади нагрева. Для выбора теплообменников определена расчетная поверхность теплообмена, как правило, при максимально-зимнем режиме. Выбор типоразмеров сетевых подогревателей, т. е. их поверхности нагрева, произведены на основании поверочного теплового расчета и конструктивных данных изготавливаемых заводами подогревателей. Целью поверочного теплового расчета является обоснование достаточности выбранной поверхности теплообмена для заданных расчетных условий.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.        Шубин, Е.П. Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных / Е.П. Шубин. - М.: Энергия, 1970. - 483 с.

2.       Соколов, Е.А. Теплофикация и теплофикационные сети / Е.А. Соколов - М.: МЭИ, 2006. - 472 с.

.         Ляликов, Б.А. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий / Б.А. Ляликов. - Т.: ТПУ, 2008. - 172 с.

.         Источники производства теплоты. Расчет тепловой схемы ТЭС: самост. учеб. электрон. изд. / Сыкт. лесн. ин-т ; сост.: Т. Л. Леканова, Е. Г. Казакова. - Электрон. дан. - Сыктывкар : СЛИ, 2014.

.         Бутина, О.Н. Курсовое проектирование по теплоснабжению / О.Н. Бутина. - Т.: ТГАСУ, 2010. - 107 с.

.         Сафонов, А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям / А.П. Сафонов.- Москва, 1980. - 401 с.