Котельные установки

Оглавление
Введение……………...………………………………………………………..3
1 Общая характеристика предприятия………………………………………7
1.1 Структура и основные производственные показатели НК ТЭЦ……....7
1.2 Производство и потребление электрической энергии………………….12
1.3 Материальный баланс…………………………………………………….13
1.4 Задачи проектирования…………………………………………………...14
2 Котельные установки……………………………………………………….15
2.1 Парк котельного оборудования…………………………………………..15
2.2 Устройство котла………………………………………………………….16
2.3 Тепловой расчет котла………………………………………………….....19
2.3.1 Определение низшей теплоты сгорания топлива……………………..19
2.3.2 Избыток воздуха и присосы по газоходам………………………….....20
2.3.3 Объем и энтальпия продуктов сгорания………………………………20
2.3.4 Тепловой баланс котла………………………………………………….22
2.3.5 Расчёт теплообмена в топке…………………………………………….24
2.3.6 Расчёт конвективных поверхностей нагрева…………………………..29
2.3.7 Расчёт тяговой установки……………………………………………….43
2.3.8 Расчёт дутьевого вентилятора……………………………………….….47
3. Модернизация привода питательного насоса……………………………..51
3.1. Описание объекта…………………………………………………………51
3.2. Анализ известных технических решений………………………………..53
3.3 Описание предложенного технического решения………………………57

3.3.1 Построение зависимости мощности питательного насоса от частоты
вращения…………………………………………………………………...57
3.3.2. Описание конструкции турбопривода………………………………...62
3.4 Технико-экономическое обоснование проекта………………………….72
4. Экология…………………………………………………………………...85
4.1. Данные для расчета…………………………………………………….…85
4.2. Определение выбросов вредных веществ…………………………….…86
4.3. Предложенные технические решения…………………………………....91
5. Охрана труда………………………………………………………………....92
5.1. Общие положения………………………………………………………....92
5.2.Требования безопасности перед началом работы………………………………………………………………………...…93
5.3. Требования безопасности во время работы……………………………...93
5.4.Требования безопасности по окончании работ………………………......94
5.5. Обслуживание оборудования ТЭЦ…………………………………….....95
5.6. Требования пожарной безопасности…………………………………......96
5.7. Надзор за работой насосной установки…………………………….....97
5.8. Техника безопасности при эксплуатации насосных установок……....99
6. Экономический раздел……………………………………………………..103
6.1. Расчет себестоимости производства тепловой и
электрической энергии………………………………………………………..103
7 Заключение………………………………………………………………......107
Библиографический список…………………………………………………..110

Эффективность предложенного решения возрастает с увеличением допус¬тимого расхода пара в ЧСД, что, возможно, осуществить либо за счет повышения предельного давления за ЧВД (в камере производственного отбора), либо путем мо¬дернизации ЧСД. Так, например, для турбин типа ПТ-60 и ПТ-80 ЛМЗ указанные ва¬рианты прошли опытную проверку, которая показала возможность увеличения мак¬симального расхода пара в ЧСД на 15-20 % без снижения надежности их работы. Широкое распространение получила модернизация ЧСД этих турбин, разработанная Харьковским ЦКБ «Энергопрогресс», для увеличения пропускной способности и по¬вышения величины Т-отбора.
Т.о. наличие на ТЭЦ турбопривода питательного насоса, включенного по па¬ру между коллекторами Г1- и Т- отборов помимо прочих решает задачу дополнитель¬ной загрузки П-отбора, а следовательно повышение выработки электроэнергии на тепловом потреблении для турбин типа Р и ПТ.
Кроме того, турбопривод, также как гидромуфта или частотный преобразова¬тель, позволяет регулировать производительность и напор насоса. Но он делает это с наибольшей эффективностью, т.к. и гидромуфта, и частотный преобразователь за счет своих дополнительных потерь (Пг.муф. или Пчаст.преобр.) увеличивают потребляемую насосным агрегатом электрическую мощность на всех режимах.
Питательные насосы ТЭЦ являются важными элементами электростанции, обеспечивающими нормальную работу энергоблока и его основного оборудования. Необходимая мощность питательного насоса зависит от расхода питательной воды , т.е. от мощности основного турбоагрегата и его параметров.
Как правило применяются многоступенчатые питательные насосы центробежного типа. Возможны два варианта привода питательного насоса- электрический и турбинный. В первом случае насос приводится асинхронным электродвигателем с постоянной частотой вращения около nэ.д.=50 с-1. Расчетную частоту вращения насоса больших производительности и напора целесообразно увеличивать, чтобы nнас>nэ.д., что, однако, требует включения редукторной передачи, усложняющей и удорожающей насосный агрегат, снижающей его КПД. Существенным недостатком электропривода является постоянство частоты вращения, в то время как у насоса в зависимости от режима работы частота вращения должна меняться. Поэтому при переменных режимах работы между приводом и насосом включается гидромуфта. В этом случае мощность насосного агрегата примерно пропорциональна квадрату расхода питательной воды.
Другой способ - паротурбинный привод питательного насоса. Приводная паровая турбина (турбопривод) питается паром от главной турбины, в турбинах ТЭЦ - обычно паром после СПП, т.е. при разделительном давлении и температуре промежуточного перегрева. Поскольку турбопривод может проектироваться практически для любой частоты вращения и работать с переменной частотой, то нет необходимости в использовании редуктора или гидромуфты. При переменных режимах работы турбонасосного агрегата его мощность пропорциональна кубу расхода питательной воды. Выбор номинальной частоты вращения n0 при проектировании турбонасосного агрегата производится с учетом оптимального конструирования как насоса, так и турбины (n0=70..130 с-1).
Турбопривод часто выполняется конденсационным, с собственным конденсатором. При конденсационном турбоприводе уменьшается расход пара, поступающего в последнюю ступень ЦНД главной турбины. При этом пропорционально квадрату уменьшения расхода пара сокращаются выходные потери, что немаловажно для экономичности всей турбоустановки.
Турбопривод можно выполнить и с противодавлением: отработавший пар направляется в линию одного из отборов низкого давления. В этом случае исчезает упомянутое преимущество сокращения выходных потерь главной турбины, при пуске главной турбины требуется пусковой электронасос, однако облегчается проектирование самого турбопривода, т.к. в нем нет напряженных длинных последних лопаток, через которые в конденсационном варианте проходит относительно большой объем пара.
В дипломном проекте произведена замена электропривода питательного насоса на турбопривод на НК ТЭЦ.

В классической книге Рыжкина В.Я. "Тепловые Электрические Станции" (1) в разделе" Тип привода питательных насосов и схемы включения приводных турбин" относительно ТЭЦ написано: «ТЭЦ с начальным давлением пара перед турбинами около 9 и 13 МПа большей частью не имеют промежуточного перегрева пара и рабо¬тают по не блочной схеме. Питательные рабочие насосы имеют, как правило, элек¬трический привод. Паровой привод питательных рабочих насосов целесообразен, если отработавший пар приводных турбин можно использовать в течение всего года для нужд внешнего теплового потребления. Такое решение, безусловно, экономиче¬ски выгодно, если паром, отработавшим в приводных турбинах, не вытесняется пар из отборов главных турбин и с отработавшим паром приводных турбин отпускается дополнительное количество тепла внешним потребителям. В случае вытеснения этим паром отборов из главных турбин выбор парового или электрического привода рабочих питательных насосов подлежит технико-экономическому сравнению».
Это было написано в те времена, когда ТЭЦ были полностью загружены, как по тепловой, так и по промышленной нагрузке. Достаточно серьезные проблемы в последнее время возникают на многих ТЭЦ с эксплуатацией турбин типа ПТ и Р, что вызвано значительным сокращением потребления пара производственного отбора. Турбины типа Р простаивают, или ра¬ботают только на пиковые бойлера (не более 1000 часов в году), а по турбинам типа ПТ даже предложено изменить принцип работы регулирования (2). Отпуск пара про¬изводственного отбора должен, как правило, осуществляться при полностью откры¬тых регулирующих клапанах (РК) части среднего давления (ЧСД) и поддерживаться с помощью специального регулирующего устройства, установленного на паропроводе отбора, и только в случае его полного открытия в работу должны вступать РК ЧСД. Заданный отпуск тепла из теплофикационных отборов должен управляться регули¬рующими диафрагмами ЧНД, а при полном их закрытии (в режимах работы по тепло¬вому графику) - регулирующими клапанами части высокого давления (ЧВД). При ра¬боте по рассмотренному принципу отсутствует прямая связь отпуска пара производ¬ственного отбора с расходом свежего пара (такая связь осуществляется косвенно через заданные значения теплофикационной и/или электрической нагрузок). Это по¬зволит в случае уменьшения производственного отбора исключить неоправданное ограничение расходов пара в ЧВД и ЧСД и обеспечит поддержание указанных рас¬ходов на максимально возможном уровне, соответствующем заданным графикам те¬пловой и электрической нагрузок.