Оптимальное количество и типы турбогенераторов, которые предполагается установить для дополнительной выработки электроэнергии в котельной с паровыми котлами
PAGE 6
Министерство образования Российской Федерации
Новгородский государственный университет
имени Ярослава Мудрого
Кафедра «Промышленная энергетика»
Вариант № 4
Курсовая работа по учебной дисциплине
«Энергосбережение»
для специальности 100700 – Промышленная теплоэнергетика
Руководитель
_____А .Г. Муравьёв
“_____” ________2005
Студент группы 1411
______Ф.И. Ибрагимов
“____” _________2005
Великий Новгород
2005
Содержание
Введение 3
1 Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в конце отопительного периода 4
2 Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в неотопительный период 6
3 Выбор турбогенераторов 7
4 Расчет срока окупаемости проекта 9
Заключение 11
Введение
В данной курсовой работе необходимо выбрать оптимальное количество и типы турбогенераторов, которые предполагается установить для дополнительной выработки электроэнергии в котельной с паровыми котлами, вырабатывающими насыщенный пар давлением 1,4 МПа. Дополнительное количество охлаждающей воды в конденсаторах турбин не предполагается, поэтому турбогенераторы должны быть выбраны таким образом, чтобы количество используемого в них пара не превышало количество пара, необходимого для обеспечения промышленного потребления, отопления, горячего водоснабжения и собственных нужд.
1 Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в конце отопительного периода
1.1 Количество и параметры технологического пара берем из исходных данных
DP = 8 т/час,
РП = 0,4 МПа
1.2 Определяем часовую нагрузку отопления
Гкал/час (1)
1.3 Определяем среднюю часовую нагрузку по ГВС в отопительный период
Гкал/час (2)
1.4 Рассчитываем максимальную часовую нагрузку по ГВС
Гкал/час (3)
1.5 Если учесть потери тепла в сетях в количестве 10%, то с учетом потерь
Гкал/час, (4)
Гкал/час (5)
1.6 Одна тонна пара обеспечивает тепловую нагрузку на отопление и ГВС
Гкал/т
1.7 Расход пара для обеспечения тепловой нагрузки на отопление в конце отопительного периода
т/час (6)
1.8 Расход пара для обеспечения тепловой нагрузки на ГВС в отопительный период
т/час (7)
1.9 Потребление тепла на собственные нужды примем 2,4% от тепловой нагрузки. Тогда расход пара на собственные нужды составит
т/час (8)
Таким образом, для обеспечения тепловой нагрузки в конце отопительного периода потребуется
- пара давлением 0,4 МПа 8 т/час
- пара давлением 0,1 МПа 47,8 т/час
- в том числе для ГВС 10,2 т/час
- общее производство пара 55,8 т/час
2 Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в неотопительный период
2.1 Нагрузка на отопление отсутствует
2.2 Находим тепловую нагрузку на ГВС в неотопительный период
Гкал/час, (9)
где = 0,8 – коэффициент, учитывающий изменение расхода на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду
2.3 Учитываем потери тепла в сетях в количестве 10%
Гкал/ч (10)
2.4 Определяем расход пара для обеспечения тепловой нагрузки на ГВС в неотопительный период
т/час (11)
2.5 Потребление тепла на собственные нужды примем 2,4% от номинальной нагрузки
т/час
Таким образом, для обеспечения тепловой нагрузки в неотопительный период потребуется
- пара давлением 0,4 МПа 8 т/час
- пара давлением 0,1 МПа 7,84 т/час
- в том числе для ГВС 6,53 т/час
- общее производство пара 15,84 т/час
3 Выбор турбогенераторов
Рассмотрим турбинное оборудование, выпускаемое Калужским турбинным заводом. По параметрам свежего пара подходят
ПР-2,5-1,3/0,6/0,1
ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04
ТГ 0,6/0,4-K1,3
ТГ 0,5А/0,4 Р13/3,7
ТГ 0,6А/0,4 Р12/3,7
ТГ 0,75А/0,4 Р13/2
ТГ 1,25А/0,4 Р13/2,5
ТГ 1,5А/10,5 Р13/3
ТГ 0,5ПА/0,4 Р11/6
ТГ 0,6ПА/0,4 Р13/6
ТГ 3,5АЛ/10,5 Р12/1,2
ТГ 4АС/10,5 Р14/1,2
По характеристикам подходит только один турбоагрегат, который мог бы работать круглый год
ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04
Номинальная электрическая мощность, кВт 600
Номинальные параметры сухого свежего пара (рабочий диапазон)
абсолютное давление, МПа 1,3 (1,2–1,4)
расход свежего пара, т/ч 12
Номинальные параметры пара в отборе (рабочий диапазон)
абсолютное давление, МПа 0,65
расход, т/ч 5 (0–0,9)
Номинальное абсолютное давление пара
за турбиной, кПа 50
В данный турбоагрегат будет направляться 12 т/ч пара, 8 т/ч из отбора будут редуцироваться до 0,4 МПа и поступать на технологические нужды, оставшиеся 4 т/ч пара за турбиной будут использоваться для нагрева воды ГВС. Давление пара за турбиной составляет 50 кПа, что достаточно для нагрева воды до 55 0С.
В отопительный период совместно с ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04 возможна работа следующих турбоагрегатов
1 вариант
Один турбогенератор ТГ 3,5АЛ/10,5 Р12/1,2
Номинальная электрическая мощность, кВт 3500
Номинальные параметры сухого свежего пара (рабочий диапазон)
абсолютное давление, МПа 1,2 (1,0–1,4)
расход свежего пара, т/ч 45
Номинальное абсолютное давление пара
за турбиной, кПа 120
Из вырабатываемых 55,8 т/ч пара давлением 1,4 МПа 12 т/ч направляются в турбоагрегат ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04, из отбора которого 8 т/ч используется на технологические нужды, 4 т/ч после турбины идут на приготовление воды в системе ГВС. Оставшиеся 43,8 т/ч пара направляются в турбогенератор ТГ 3,5АЛ/10,5 Р12/1,2. Тепло, выделяющееся в его конденсаторе, используется для приготовления воды в системах отопления, ГВС и СН.
2 вариант
Два турбогенератора ТГ 1,24А/0,4 Р12/2,5
Номинальная электрическая мощность, кВт 1250
Номинальные параметры сухого свежего пара (рабочий диапазон)
абсолютное давление, МПа 1,3 (1,2–1,4)
расход свежего пара, т/ч 22
Номинальное абсолютное давление пара
за турбиной, кПа 250
Как и в первом варианте, из вырабатываемых 55,8 т/ч пара давлением 1,4 МПа 12 т/ч направляются в турбоагрегат ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04 (8 т/ч из отбора идут на технологические нужды, 4 т/ч – на приготовление воды в системе ГВС). Оставшиеся 43,8 т/ч пара направляются в турбогенераторы ТГ 1,24А/0,4 Р12/2,5, в конденсаторах которых тепло пара используется в системах отопления, ГВС и СН.
4 Расчет срока окупаемости проекта
Примем стоимость электроэнергии 1 рубль за 1 кВтч. Стоимость оборудования, монтажа и наладки определяем по формуле
, (12)
где N – мощность турбогенератора в кВт
Как правило, летом система ГВС на определенный период отключается на профилактику, в это же время предполагается проведение профилактики для турбин, работающих круглогодично, поэтому их время работы в году будет составлять 350 суток.
4.1 Расчет срока окупаемости для первого варианта
4.1.1 Рассчитываем стоимость проекта
4.1.2 Находим количество часов работы в году турбогенератора, вырабатывающего электроэнергию круглый год
ч
4.1.3 Находим количество часов работы в году турбогенератора, вырабатывающего электроэнергию только в отопительный период
ч
4.1.4 Определяем количество выработанной электроэнергии за год
кВтч (13)
4.1.5 Стоимость электроэнергии энергии составит
руб
4.1.6 Срок окупаемости проекта
года (14)
4.2 Расчет срока окупаемости для второго варианта
4.2.1 Рассчитываем стоимость проекта
4.2.2 Определяем количество выработанной электроэнергии за год
кВтч
4.2.3 Стоимость электроэнергии составит
руб
4.2.4 Срок окупаемости проекта
года
Т.к. срок окупаемости первого проекта меньше, то следует выбрать его.
Заключение
В данной курсовой работе был выбран оптимальный, по сроку окупаемости, вариант установки турбогенераторов для выработки электроэнергии на паровой котельной. Выбраны следующие типы турбогенераторов, выпускаемых Калужским турбинным заводом, ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04, ТГ 3,5АЛ/10,5 Р12/1,2 мощностью 600 кВт и 3500 кВт соответственно. Предполагается круглогодичная работа ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04 и работа ТГ 3,5АЛ/10,5 Р12/1,2 в отопительный период. При установке этих турбоагрегатов выработка электроэнергии должна составить 23520000 кВтч в год, срок окупаемости проекта 1,97 года.
Оптимальное количество и типы турбогенераторов, которые предполагается установить для дополнительной выработки электроэнергии в котельной с паровыми котлами