ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТУУ

За нагревательными печами обычно устанавливаются котлы-утилизаторы типа КУ (Прилож. – П 11). Давление пара после КУ должно соответствовать выбираемому направлению использования ВЭР: 1, 8 МПа – при тепловом и реже комбинированном направлении; 4, 5 МПа – только при комбинированном. Выбор оборудования ТУУ рекомендуется в следующей последовательности:

1. Тип и количество КУ. Оптимальным считается количество КУ , равное количеству печей. Допускается выбор двух КУ на одну печь и реже – одного КУ на две печи. Расход газов, поступающих в каждый КУ, не должен превышать его номинальное значение V₀. Общая паропроизводительность выбранных КУ, кг/с:

, (32)

где – номинальная паропроизводительность выбранного КУ, кг/с (Прилож. - П 11).

2. Направление использования ВЭР. Предпочтительно комбинированное направление. Тепловое направление применяется в тех случаях, когда расход пара всех КУ и УИО не обеспечивает загрузку одной утилизационной турбины (УТ). При тепловом направлении альтернативные варианты отличаются типом и количеством КУ. Характеристики УТ типа П, Р, ПР и ПТ, а также блочных турбогенераторов (БТГ), выпускаемых ОАО КТЗ, приведены в Приложениях
(П 12).

3. Тип и количество утилизационных паровых турбин. Количество устанавливаемых УТ должно быть минимальным (не более двух-трёх и вплоть до одной, поскольку резервирование энергоснабжения осуществляется от ТЭЦ). При выборе типа турбин необходимо стремиться к максимуму выработки электроэнергии и теплоты при возможной паропроизводительности КУ и УИО и заданных параметрах технологического пара.

Возможный расход пара на УТ составляет, кг/с:

(33)

Пар УИО может быть использован в УТ, спроектированных на параметры свежего пара 2, 05…3, 4 МПа и 350…435 º С, только после перегрева в
ЦП-60-С-45 (Прилож. – П 13). Свежий пар должен обеспечить работу УТ с нагрузкой не менее 70 % номинальной. При выборе однотипных УТ коэффициент их загрузки можно представить в виде:

, (34)

где - номинальный расход свежего пара на УТ выбранного типа, кг/с (Прилож. – П 12). С целью упрощения расчётов при выборе разнотипных УТ (УТ₁ и УТ₂) предполагается пропорциональное распределение свежего пара на обе турбины. Поэтому они рассматриваются в качестве одной турбины с суммарным расходом свежего пара и суммарными нагрузками производственных и отопительных отборов.

Начинают выбор с УТ, которым соответствуют максимальные значения электрической мощности и параметров свежего пара, а также оба вида теплопотребления, т.е. с УТ типа ПТ или ПР. При этом возможны случаи, когда часть пара КУ и (или) УИО оказывается избыточной. Избыточный пар стремятся использовать в БТГ, обеспечивая их загрузку не ниже 70 % (38). В противном случае избыточный пар через РОУ направляется в паровые сети предприятия.

Возможны случаи, когда паропоизводительность ТУУ невелика и обеспечивает загрузку небольших УТ типа Р или БТГ типа П, а давление технологического пара выше допустимого давления пара за УТ или в регулируемом отборе. В таких случаях представляется приемлемым использование пара противодавления или П-отбора для подогрева сетевой воды, если соответствующая нагрузка сетевых подогревателей не превышает летней нагрузки ГВС предприятия и подключённых потребителей. В ПЗ необходимо привести соответствующее обоснование.

Таким образом, использование пара КУ и УИО возможно в значительном количестве вариантов состава основного оборудования и, в частности:

· В одной - двух УТ типа ПТ или ПР на средние параметры пара (2, 9…3, 4 МПа; 405…435 º С). Турбины типа ПР выбираются с теплофикационным противодавлением.

· В двух УТ типа П и ПР (или Р) на средние параметры пара. Турбина типа ПР или Р выбираются с теплофикационным противодавлением.

· В двух разнотипных УТ (например, типа П-25-3, 4/0, 6 и Р-25-3, 4/0, 1) на средние параметры пара.

· В двух УТ типа ПР, одна из которых на средние, а другая на низкие параметры пара. Обе турбины с теплофикационным противодавлением.

· В одной УТ типа ПР (с теплофикационным противодавлением) и одной типа Р (с производственным противодавлением) на средние и (или) низкие параметры пара.

· В одной УТ на средние и (или) низкие параметры пара типа Р и (или) одном БТГ типа П.

· В одном – двух БТГ.

· Один из перечисленных вариантов в сочетании с тепловым направления использования избыточного пара (через РОУ).

· Тепловое направление использования ВЭР (пар от КУ и УИО через РОУ 1, 8/р_п МПа отпускается в паровые сети предприятия).

В качестве альтернативных выбираются два-три варианта с наиболее близкими характеристиками (тепловой и электрической мощностью).

4. Нагрузки УТ ТУУ. Суммарные нагрузки по промышленному пару и сетевой воде выбранных УТ определяются по диаграммам режимов или оценочно по формулам:

, (35)

, (36)

где – номинальный расход пара производственного отбора (противодавления) УТ выбранного типа (П, Р, ПР и ПТ), кг/с; – номинальная тепловая нагрузка отопительного отбора УТ типа ПТ или теплофикационного противодавления УТ типа ПР, ТГ и, в ряде случаев, Р, МВт.

 

ГОДОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТУУ

ТЭЦ крупных промышленных предприятий обычно не обеспечивают требуемый уровень электропотребления. Дефицит электрической мощности покрывается за счёт её приобретения у районной энергосистемы. Ввод в эксплуатацию ТУУ приводит к частичному сокращению дефицита электроснабжения с одновременным вытеснением отборов турбин ТЭЦ за счёт отпуска теплоты от ТУУ при сохранении отпуска теплоты от ТЭЦ и ТУУ на исходном уровне.

В качестве расчётного расхода отходящих газов печей V принят средний за годовое время их эксплуатации h. Потому годовую выработку электроэнергии в ТУУ целесообразно определять по располагаемой электрической мощности выбранных УТ, МВт:

, (37)

где - номинальная электрическая мощность каждой УТ выбранного типа, МВт (Прилож. – П 12), а - располагаемая электрическая мощность ТУУ, равная:

(38)

Тогда искомая рассчитывается по формуле, МВт·ч:

, (39)

где - коэффициенты аварийного и ремонтного простоя УТ, принимаемые равными 0, 98.

Отпуск электроэнергии потребителям промпредприятия от ТУУ равен выработке за вычетом расхода электроэнергии на собственные нужды, т.е.:

, (40)

где - удельный расход электроэнергии на собственные нужды ТУУ, принимаемый равным 8…9 %.

Ввод в эксплуатацию ТУУ обеспечивает годовую экономию первичного топлива на промышленно-отопительной ТЭЦ, соответствующую отпуску теплоты от ТУУ. В ТУУ возможны случаи использования пара выбранных КУ и УИО по тепловому или комбинированному направлению, а при наличии избыточного пара – сочетания обоих направлений. Поэтому, в общем случае, годовая экономия топлива рассчитывается по формуле [1, 12], тут:

, (41)

где - удельный расход теплоты на теплофикационную выработку электроэнергии (ТВЭ) паротурбинными установками ТЭЦ ( ), а - электромеханический КПД (Прилож. - П 14), ГДж/кВт·ч; - то же на конденсационную выработку электроэнергии (КВЭ) паротурбинными установками ТЭЦ (Прилож. - П 15), ГДж/кВт·ч; - среднегодовое значение удельной теплофикационной выработки электроэнергии на ТЭЦ, кВт·ч/ГДж:

, (42)

- годовой отпуск теплоты от ТУУ по комбинированному и тепловому направлению, рассчитываемый по формулам, ГДж:

, (43)

, (44)

где - энтальпии свежего пара после КУ и УИО и питательной воды перед ними, кДж/кг; - суммарная нагрузка производственных отборов выбранных УТ, равная, МВт:

(45)

Если весь пар КУ и УИО используется по тепловому направлению, в формуле (41) , а в выражение (44) для расчёта подставляются суммарные паропроизводительности выбранных КУ и УИО. При наличии избыточного пара УИО, а иногда и КУ, в выражение (44) вместо и подставляются соответствующие значения этих избытков.

Перегрев пара в ЦП связан с перерасходом топлива, определяемым по формуле, тут:

, (46)

где - расход пара УИО, направляемый для перегрева в ЦП, кг/с; - номинальная паропроизводительность и номинальный расход топлива в ЦП, кг/с и кгут/с (Прилож. - П 13).

Следовательно, в общем случае, годовая экономия топлива за счёт применения ТУУ должна составить:

(47)

Избыточный пар УИО, используемый по тепловому направлению, не следует перегревать в ЦП.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Основные методические положения по планированию использования вторичных энергетических ресурсов. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

2. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. МУКП. – СПб.: СЗПИ, 1998.

3. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. СНиП 11-01-95. - М.: ГП «ЦЕНТРИНВЕСТпроект», 1995.

4. Порядок разработки, согласования, утверждения и состав обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений. СП 11-101-95. – М.: Минстрой России, 1995

5. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. – М.: НПКВЦ «Теринвест», 1994.

6. Виленский П.Л., Лившиц В.Н., Орлова Е.Р., Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов. – М.: Дело, 1998.

7. Ковалёв В.В. Методы оценки инвестиционных проектов. – М.: Финансы и статистика, 1998.

8. Мелкумов Я.С. Экономическая оценка эффективности инвестиций и финансирование инвестиционных проектов. – М.: ИКЦ «ДИС», 1997.

9. Тепловые сети. СНиП 2.04.07-86*. - М.: Минстрой России, 1994.

10. Строительная климатология и геофизика. СНиП 2.01.01-82.. - М.: Стройиздат, 1983

11. Манюк В.И., Каплинский И.И., Хиж Э.Б. и др. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. - М.: Стройиздат, 1988.- 432 с.

12. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

13. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

14. Паротурбинные энергетические установки. – М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1988.

15. Паровые турбины и турбогенераторы. Номенклатурный перечень № 1. – Калуга, ОАО КТЗ, 2001.

16. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты / А.П. Воинов, В.А Зайцев, Л.И. Куперман, Л.Н. Сидельковский. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

17. Котлы-утилизаторы и котлы энерготехнологические. Отраслевой каталог / В.А. Зайцев, Л.М. Микрюкова. – М.: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1985.

18. Астахов Н.Л., Калинов В.Ф., Киселёв Г.П. Современная методика расчёта показателей тепловой экономичности ТЭС. – Энергетик, 1997, № 12.

19. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара – М.: Энергия, 1980.

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

П 1. Соотношение единиц физических величин

 

Давление

1 кгс/см² = 0, 098 МПа 1 м.вод.ст. = 9, 807 кПа

Количество теплоты

1 ккал = 4, 187 кДж 1 Гкал = 4, 187 ГДж

Тепловой поток

1 ккал/ч = 1, 163 Вт 1 ккал/ч = 4, 187 кДж/ч 1 Гкал/ч = 1, 163 МВт 1 Гкал/ч = 4, 187 ГДж/ч

 

Удельная теплоемкость

1 ккал/(кг·К) = 4, 187 кДж/(кг·К)

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: