Реконструкция котельной при помощи газотурбинного привода номинальной электрической мощностью 6,25 МВт производства НПО "Зоря-Машпроект" г. Николаев (Украина)
Рассмотрение объемов потребления электроэнергии и мощности по месяцам. Определение способов выработки электроэнергии. Возможности выработки электроэнергии за счет утилизации выхлопных газов газотурбинного двигателя. Реконструкция трубопроводов котельной.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2017 |
| Размер файла | 64,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реконструкция котельной при помощи газотурбинного привода номинальной электрической мощностью 6,25 МВт производства НПО «Зоря-Машпроект» г. Николаев (Украина)
Данное технико-коммерческое предложение выполнено на основании опросного листа, заполненного Заказчиком.
Настоящее предложение выполнено для оценки возможности выработки собственной электроэнергии на тепловом потреблении.
1. Краткое описание существующего положения
На предприятии имеется собственная котельная, на которой установлены паровые и водогрейные котлы. Параметры котлов внесены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Паровые котлы
|
№ |
Тип котла |
Кол. |
Произво-дительность, т/ч |
Разрешенное давление, кг/см2 (изб.) |
Разрешенная температура, С |
Год ввода в эксплуатацию |
|
|
1. |
ДЕ-25-24-250 |
2 |
25 |
24 |
250 |
1995 |
|
|
2. |
ДЕ-25-14-225 |
2 |
25 |
14 |
225 |
1995 |
|
|
3. |
ДЕ-25-24-380 |
2 |
25 |
24 |
380 |
1998 |
На котлы ДЕ-25-24-380 уже установлена паровая противодавленческая турбина типа Р-2,5-2,1/0,6 с номинальным расходом пара на турбину 41 т/ч. Поэтому пар от этих котлов в расчетах не участвует.
Таблица 2
Водогрейные котлы
|
№ |
Тип котла |
Кол. |
Произво-дительность, Гкал/ч |
Фактическая температура на выходе из котла, С |
Год ввода в эксплуатацию |
Примечание |
|
|
1. |
ПТВМ-30 |
3 |
30 |
до 115 |
1979 |
||
|
2. |
Вырабатываемый паровыми котлами пар поступает на покрытие технологической нагрузки предприятия и на мазутное хозяйство и собственные нужды котельной. Сведения о потребителях пара представлены в ниже следующей таблице 3.
Таблица 3
Потребители пара
|
№ |
Тип потребителя |
Отопительный сезон |
Неотопительный сезон |
Режим потребления |
|||||
|
Кол-во пара |
Давление |
Температура, |
Кол-во пара |
Давление |
Температура, |
||||
|
1. |
Технология 1 |
25 |
20 |
230 |
20 |
20 |
230 |
круглосуточно |
|
|
2. |
Технология 2 |
65 |
5 |
200 |
40 |
5 |
200 |
круглосуточно |
|
|
3. |
Мазутное хозяйство |
1,5 |
5 |
200 |
- |
- |
- |
круглосуточно |
|
|
4. |
Собственные нужды |
10 |
5 |
200 |
6 |
5 |
200 |
круглосуточно |
Тепло, вырабатываемое водогрейными котлами, полностью покрывает заданную расчетную нагрузку отопления и горячего водоснабжения 37,5 Гкал/ч.
Продолжительность отопительного сезона 208 дней (5000 часов).
Температурный график системы отопления: 95/70С.
Фактический среднечасовой расход воды на подпитку теплосети равен 10 т/ч. Схема горячего водоснабжения - закрытая.
Потребление электрической мощности предприятием составляет примерно 11-12 МВт, причем порядка 2,5 МВт мощности покрывается мощностью, полученной от турбины Р-2,5-2,1/0,6.
Годовое потребление электроэнергии и мощности предприятием по месяцам представлено в таблице 4:
Таблица 4
Потребление электроэнергии и мощности по месяцам
|
Месяц |
Потребление электроэнергии за 2002 год, кВтч |
Фактическая мощность, потребляемая предприятием, кВт |
|
|
Январь |
9 708 000 |
12 043 |
|
|
Февраль |
8 901 000 |
12 428 |
|
|
Март |
9 227 000 |
11 965 |
|
|
Апрель |
8 282 000 |
11 513 |
|
|
Май |
7 253 000 |
11 424 |
|
|
Июнь |
6 795 000 |
10 835 |
|
|
Июль |
7 353 000 |
11 151 |
|
|
Август |
7 122 000 |
11 441 |
|
|
Сентябрь |
7 073 000 |
11 474 |
|
|
Октябрь |
7 813 000 |
12 638 |
|
|
Ноябрь |
7 648 000 |
10 602 |
|
|
Декабрь |
8 552 000 |
12 759 |
|
|
Итого за год: |
95 727 000 |
Основное топливо для котлов - природный газ с теплотворной способностью 7950 Ккал/нм3. Резервное топливо - топочный мазут теплотворной способностью 9200 Ккал/нм3.
В существующем здании имеется свободное место под одну турбину.
Тарифы на энергоносители (без НДС):
|
-Электроэнергия |
|
|
-Природный газ, руб./нм3 0,832 |
2. Предлагаемые технические решения
Поскольку наиболее эффективным является совместная выработка тепла и электроэнергии, то далее, в предложении, варианты выработки электроэнергии при реконструкции котельной будут рассматриваться только на базе теплового потребления.
Согласно таблице 1 имеется два потока пара от паровых котлов следующих параметров:
- 50 т/ч с абсолютным давлением 2,5 МПа и температурой 250С;
- 50 т/ч с абсолютным давлением 1,5 МПа и температурой 225С.
Проанализировав параметры пара потребителей из таблицы 3, можно выделить две группы потребителей:
1 группа (технология 1):
в отопительный период: 25 т/ч пара на параметры: 2,1 МПа и 230С;
в неотопительный период: 20 т/ч пара на параметры: 2,1 МПа и 230С.
2 группа (технология 2, мазутное хозяйство и собственные нужды):
в отопительный период: 76,5 т/ч пара на параметры: 0,6 МПа и 200С;
в неотопительный период: 46 т/ч пара на параметры: 0,6 МПа и 200С.
Причем 41 т/ч пара с параметрами: 0,6 МПа и 200 С потребители получают с уже установленной и действующей на предприятии турбины Р-2,5-2,1/0,6. Следовательно, оставшееся количество пара, на котором можно было бы вырабатывать электроэнергию, составит:
в отопительный период: 76,5 - 41 = 35,5 т/ч;
в неотопительный период: 46 - 41 = 5 т/ч.
Таким образом, вырабатывать электроэнергию можно следующими способами:
1. установив паровую противодавленческую турбину мощностью 600 кВт параллельно существующей редукционно-охладительной установки РОУ 1,5/0,6 на параметры пара 1,5 МПа и 225С (на параметры пара: 2,5 МПа и 250С с противодавлением 2,1 МПа паровую турбину установить не представляется возможным из-за отсутствия перепада давления), при этом выработка электроэнергии составит примерно 3 млн. кВтч в год;
2. установив в параллель с существующими паровыми котлами на параметры пара: 2,5 МПа и 250С газотурбинный агрегат электрической мощностью 6000 кВт с котлом-утилизатором паропроизводительностью 13 т/ч с давлением 2,5 МПа и температурой 250с выдачей пара в паросборный коллектор от существующих котлов, при этом выработка электроэнергии составит 57 млн. кВтч.
Поскольку потребление пара с параметрами 0,6 МПа и 250С в неотопительный сезон уменьшается до 5 т/ч, то работа паровой турбины будет возможна только в отопительный сезон в течение 5000 часов в году. При этом вложение капитала в проект с паровой турбиной по сравнению с отдачей капитала при работе турбины будет не оправдано, поскольку капитальные вложения очень сильно опережают отдачу. Поэтому далее будет рассматриваться вариант только с газовой турбиной.
Для выработки электроэнергии, а также пара и горячей воды за счет утилизации выхлопных газов газотурбинного двигателя (ГТД) предлагается установить газотурбинную энергетическую установку типа ГТЭ-6С.
В качестве газотурбинного привода предлагается газовая турбина номинальной электрической мощностью 6,25 МВт (максимальной - 7,2 МВт) производства НПО «Зоря-Машпроект» г. Николаев (Украина).
В настоящее время на рынке России имеются газовые турбины аналогичной мощности производимые ОАО «НПО Сатурн» г. Рыбинск и ОАО «Турбомоторный завод» г. Екатеринбург, которые имеют более низкий электрический КПД 23,5% против 29,8% у турбины НПО «Зоря-Машпроект», а также малый ресурс эксплуатации в качестве привода.
Газотурбинная энергетическая установка ГТЭ-6С состоит из газотурбогенератора (ГТД и электрогенератора) и утилизационной котельной установки. В котле-утилизаторе осуществляется генерирование перегретого пара давлением 25 кгс/см2 и температурой 250С и дополнительный подогрев воды в газовом подогревателе сетевой воды (ГПСВ) для системы теплофикации за счет остаточного тепла уходящих газов. ГТЭ-6С содержит все необходимое вспомогательное оборудование и обслуживающие системы для нормального функционирования.
Основные технические характеристики газотурбинной энергетической установки ГТЭ-6С при температуре наружного воздуха +15С и давлении наружного воздуха 0,1013 МПа приведены в таблице 5.
Таблица 5
Основные технические характеристики ГТЭ-6С
|
энергоустановка Параметры |
ГТА-6РМ |
|
|
Мощность на выходном валу ГТД, МВт |
6,7 |
|
|
КПД, % |
31,5 |
|
|
Мощность электрическая на клеммах электрогенератора, МВт |
6,2* |
|
|
КПД электрический, % |
29,8* |
|
|
Температура газов перед турбиной, С |
1015 |
|
|
Степень повышения давления в компрессоре |
13,9 |
|
|
Расход газов на выхлопе ГТД, кг/с |
30,6 |
|
|
Температура газов на выхлопе ГТД, С |
430 |
|
|
Частота вращения выходного вала, об/мин |
3000 |
|
|
Вид топлива |
природный газ |
|
|
Необходимое давление топливного газа на входе в ГТД, С |
25** |
|
|
Номинальный расход газообразного топлива при НИН = 50056 кДж/кг, кг/ч |
1495 |
|
|
Ресурс ГТД до капитального ремонта, ч |
25000 |
|
|
Полный ресурс ГТД до списания, ч |
100000 |
|
|
Наработка на отказ, ч, не менее |
3500 |
|
|
Габаритные размеры ГТД (длинаширинавысота), м |
4,61,81,8 |
|
|
Масса ГТД, т |
4,5 |
|
|
Паропроизводительность, т/ч |
13,1 |
|
|
Температура перегретого пара, С |
250 |
|
|
Давление перегретого пара, кгс/см2 |
25 |
|
|
Температура газов за ГПСВ, С |
91 |
|
|
Расход воды через ГПСВ, т/ч |
36 |
|
|
Температура воды на входе в ГПСВ, С |
70 |
|
|
Температура воды на выходе из ГПСВ, С |
110 |
|
|
Тепловая мощность котла-утилизатора с ГПСВ, МВт |
11,1 |
|
|
Коэффициент использования тепла топлива, % |
84,8 |
Примечания:
* - параметры даны с учетом потерь полного давления в воздухоприемном газоотводящем устройствах ГТД, котле-утилизаторе, а также КПД электрогенератора;
** - для обеспечения необходимого давления топливного газа на входе в двигатель требуется устанавливать дожимной компрессор.
ГТЭ-6С изготавливается и поставляется в блочно-контейнерном исполнении и состоит из отдельных блоков -контейнеров:
– блока-контейнера, в котором размещается ГТД и электрогенератор с обслуживающими их системами и вспомогательным оборудованием,
– блока комплексного воздухоочистительного устройства (КВОУ),
– блока котельной установки,
– блоков электротехнического оборудования: блока высокого напряжения и блока управления.
Блочно-контейнерное исполнение обеспечивает минимальный срок ввода электростанции в эксплуатацию и позволяет использовать ее на открытой местности.
Котел-утилизатор будет работать параллельно с одним из котлов ДЕ-25-24-250. В случае аварийного останова ГТУ паровой котел увеличивает свою производительность до требуемого на технологию, что не вызовет перерыва в подаче пара.
3. Тепловая схема
Пар от котла-утилизатора поступает в общий коллектор с параметрами: 2,5 МПа и 250С, от которого передается на технологию в размере 2025 т/ч с давлением 2,1 МПа и температурой 230С.
Таким образом, реконструкция трубопроводов котельной предполагается незначительной по объему работ.
Принципиальная тепловая схема ТЭЦ представлена на рис.1.
котельная реконструкция электроэнергия утилизация
4. Ориентировочные этапы и сроки проекта
4.1. Разработка рабочего проекта 4-5 месяцев, в том числе утверждаемая часть 2 месяца.
4.2. Заказ, изготовление и поставка оборудования и материалов 12-14 месяцев.
4.3.Строительно-монтажные и пуско-наладочные работы со сдачей объекта Заказчику 16-18 месяцев.
Для сокращения сроков реализации проекта необходимо будет выполнить заказ основного оборудования (турбоустановки) сразу после утверждения основных технических решений.
Сроки и продолжительность работ указаны от начала действия договора (общий срок до 18 месяцев) и при условии стабильного финансирования.
Определяющим в сроке строительства является срок изготовления турбоагрегата, который по данным завода-изготовителя составляет для газовой турбины: 10-12 месяцев. Кроме этого, на срок реализации проекта в целом может повлиять время согласование и утверждения проекта.
7
Рис. 1 Принципиальная тепловая схема ТЭЦ
Размещено на http://www.allbest.ru/
5. Стоимостные показатели
Общий объем капитальных вложений на условиях «под ключ» по укрупненным показателям в текущих ценах ориентировочно составит (с НДС) 139 млн. руб. Указанные затраты будут уточнены после обследования объекта, получения всех необходимых исходных данных и при наличии технического задания, утвержденного Заказчиком.
Простой срок окупаемости капитальных вложений с момента ввода объекта в эксплуатацию, определенный по общепринятой методике для аналогичных объектов промышленной теплоэнергетики, при указанной Заказчиком стоимости электрической энергии и топлива, составит ориентировочно 73 месяцев с момента начала эксплуатации. (Приложение 1).
В вышеуказанную стоимость не включено:
- возможные дополнительные затраты, связанные с выполнением технических условий энергосистемы (под дополнительными затратами понимаются затраты не связанные с установкой ТЭЦ).
Приложение 1
Ориентировочный расчет срока окупаемости капвложений
1. Годовая выработка электроэнергии газовой турбиной определяется исходя из мощности, вырабатываемой турбиной и количества часов работы:
72005000 + 6200(8400-5000) =
= 36 + 21,08 = 57,08 млн. кВтч
где 7200 и 6200 кВт - электрическая мощность, развиваемая газовой турбиной в отопительный и неотопительный период;
5000 час - длительность отопительного периода;
8400 час - среднегодовое время работы турбины;
2. Отпуск электроэнергии в сеть завода, учитывая увеличение собственных нужд при работе газовой турбины - 3%:
57,08(1-0,03) = 55,37 млн. кВтч
3. Уменьшение ежегодной платы на покупку электроэнергии при тарифе 0,71 руб./кВт·ч без НДС с учетом заявленной мощности составит:
55,370,71 = 39,31 млн. руб.
4. Увеличение расхода топлива на выработку электроэнергии:
1) расход газа на газовую турбину в отопительный период:
где 860 - коэффициент перевода кВт в ккал/ч;
0,298 - электрический КПД газовой турбины см. табл. 5.;
7950 - теплотворная способность газа, ккал/кг;
5000 - длительность отопительного периода, час.
2) расход газа на газовую турбину в неотопительный период:
3) уменьшение расхода топлива потребляемого существующими котлами котельной при замещении их котлом-утилизатором:
- в отопительный период:
- в неотопительный период:
- за год: 7,58 + 4,44 = 12,02 млн. нм3
где 12,9 и 11,1 МВт - тепловая мощность котла-утилизатора в отопительный и неотопительный период по данным завода-изготовителя;
0,86 - коэффициент перевода МВт в ккал/ч;
0,92 - КПД существующих паровых котлов ДЕ-25-24-250;
7950 - теплотворная способность газа, ккал/кг;
4) увеличение расхода топлива на выработку электроэнергии газовой турбиной:
13,07 + 7,65 - 12,02 = 8,7 млн. нм3
5. Увеличение затрат на покупку газа при тарифе 0,832 руб./нм3:
8,70,832 = 7,24 млн. руб.
6. Увеличение стоимости основных фондов ориентировочно составит 110 млн. руб.
7. Учитывая, что ресурс работы газотурбинного агрегата - 12 лет, средневзвешенная норма амортизации составит 0,083, тогда амортизационные отчисления:
1100,083 = 9,13 млн. руб.
8. Среднегодовые затраты на ремонтно-техническое обслуживание оборудования с учетом отчислений на капремонт по данным завода-изготовителя составят 3,6 млн. руб.
9. Увеличение налога на основные фонды 2%:
1100,02 = 2,2 млн. руб.
10. Годовое увеличение расходов на заработную плату дополнительного персонала из расчета 15 человек с окладами 5000 рублей и отчислений с ФОТ (36%)
500015121,36 = 1,22 млн. руб.
11. Прочие затраты принимаем 20% от условно-постоянных затрат:
0,2(9,13 + 3,6 + 1,22) = 2,79 млн. руб.
12. Годовые эксплуатационные затраты связанные с установкой турбины составят:
7,24 + 9,13 + 3,6 + 2,2 + 1,22 + 2,79 = 26,18 млн. руб.
13. Годовая экономия средств при реконструкции котельной в мини-ТЭЦ составит:
39,31 - 26,18 = 13,13 млн. руб.
14. После выплаты налога на прибыль в размере 24%, чистая прибыль составит:
13,13(1-0,24) = 9,98 млн. руб.
15. Поток денежных средств (экономия +амортизация)
9,98 + 9,13 = 19,11 млн. руб.
16. Стоимость капвложений в реконструкцию ориентировочно составит 116 млн. руб. (без НДС)
17. Простой срок окупаемости капвложений с момента ввода в эксплуатацию:
года или 73 месяца
18. Себестоимость выработки электроэнергии: 26,18/55,37 = 47 коп.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет потребления электроэнергии технологическим оборудованием. Светотехнический расчет предприятия. Построение почасового суточного графика потребления электроэнергии. Мероприятия по экономии электроэнергии на предприятиях общественного питания.
курсовая работа [69,5 K], добавлен 02.12.2014Краткая характеристика ОАО "САРЭКС". Реконструкция теплоснабжения. Определение тепловых нагрузок всех потребителей. Расчет схемы тепловой сети и тепловой схемы котельной. Выбор соответствующего оборудования. Окупаемость затрат на сооружение котельной.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 01.01.2009Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя. Определение передаточного числа привода и его ступеней, силовых и кинематических параметров привода. Выбор материала зубчатых передач. Определение допускаемых напряжений.
курсовая работа [285,3 K], добавлен 24.02.2015Расчет на прочность узла компрессора газотурбинного двигателя: описание конструкции; определение статической прочности рабочей лопатки компрессора низкого давления. Динамическая частота первой формы изгибных колебаний, построение частотной диаграммы.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 04.02.2012Знакомство с особенностями и проблемами составления электробаланса машиностроительного предприятия. Анализ этапов расчета годового расхода электроэнергии ремонтно-механическим цехом. Рассмотрение причин потери электроэнергии в электрической сети.
контрольная работа [353,2 K], добавлен 16.11.2014Проект двигателя для привода газоперекачивающего агрегата. Расчет термодинамических параметров двигателя и осевого компрессора. Согласование параметров компрессора и турбины, профилирование компрессорной ступени. Газодинамический расчет турбины на ЭВМ.
курсовая работа [429,8 K], добавлен 30.06.2012Расчет основных показателей во всех основных точках цикла газотурбинного двигателя. Определение количества теплоты участков, изменение параметров для процессов и их работу. Расчет термического коэффициент полезного действия цикла через его характеристики.
курсовая работа [110,4 K], добавлен 19.05.2009Определение статических нагрузок, действующих на вал двигателя. Расчет потребляемой мощности двигателя и пускового сопротивления. Проверка выбранного двигателя по типу и по перегрузочной способности. Расход электроэнергии за сутки, среднесуточный КПД.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.11.2010Реконструкция газоотводящего тракта водогрейного котла ПТВМ-50, расположенного на котельной ЖМР-16. Установка конденсационных теплоутилизаторов и теплового насоса в газоотводящем тракте; использование уходящих продуктов сгорания, снижение расхода топлива.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 24.07.2013Определение стоимости основного и вспомогательного оборудования котельной мощностью 4 МВт. Составление смет строительно–монтажных работ. Выявление экономически более эффективного варианта проектного решения, оценка этого способа технического решения.
дипломная работа [193,9 K], добавлен 31.10.2009Использование системного анализа при исследовании масляной системы газотурбинного двигателя с целью изучения его эффективности. Схема маслосистемы с регулированным давлением масла. Структурный, функциональный анализ системы. Инфологическое описание.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.05.2011Определение понятий статического момента и момента инерции, действующих на валу главного привода. Расчет и построение механических и электромеханических характеристик двигателя. Расход электроэнергии за сутки, среднесуточный КПД и коэффициент мощности.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 20.03.2012Определение удельного расхода электроэнергии при двухстадийном дроблении известняка в щёковой и молотковой дробилках. Построение графика зависимости удельного расхода электроэнергии от кратности измельчения каждой дробилкой. Расчёт параметров дробилок.
курсовая работа [471,8 K], добавлен 10.01.2013- Расчет надежности и прогнозирование долговечности лопатки газотурбинного двигателя на базе ТВВД Д-27
Компрессор авиационного газотурбинного двигателя: предназначение и характеристика. Расчет надежности рабочих лопаток компрессора при повторно-статических нагружениях. Дисперсия составляющих изгибающих моментов по главным осям инерции для газовых сил.
курсовая работа [367,7 K], добавлен 22.02.2012 Описание конструкции, назначение и условия работы сварного узла газотурбинного двигателя. Выбор способа сварки и его обоснование, выбор сварочных материалов и режимов сварки. Выбор методов контроля: внешний осмотр и обмер сварных швов, течеискание.
курсовая работа [53,5 K], добавлен 14.03.2010Краткая характеристика производства и потребителей электроэнергии. Требования к электрооборудованию плоскошлифовальных станков. Состав и краткое описание основных узлов и частей установок. Расчет и построение механической характеристики электродвигателя.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.05.2013Расчет технологической нормы расхода электроэнергии холодильной установки, холодопроизводительности и эффективной мощности компрессора. Расчет расхода электроэнергии, отклонения фактического расхода от нормативного, норм потребности в воде и аммиаке.
контрольная работа [48,6 K], добавлен 17.05.2012Расчет нагревательных элементов, их выбор и размещение в печном пространстве. Определение расхода электроэнергии и составление баланса. Влияние показателей качества электроэнергии на режим работы печей сопротивления. Расчет ущерба от качества энергии.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 22.12.2014Изучение комбинированной выработки на электростанциях электроэнергии и тепла, которая называется теплофикацией. Характеристика оборудования тепловых электростанций и видов парогазовых теплофикационных установок с КУ: парогазовые и газотурбинные ТЭЦ.
реферат [216,5 K], добавлен 27.03.2010Выбор двигателя привода редуктора, определение номинальной мощности двигателя, передаточных чисел, силовых и кинематических параметров привода. Проектный расчет закрытой зубчатой передачи. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов на тихоходном валу.
курсовая работа [182,1 K], добавлен 22.04.2019
