Материал: Розрахунок теплоелектроцентралі Соколівського цукрового заводу

Розрахунок теплоелектроцентралі Соколівського цукрового заводу

Зміст

Вступ

1. Характеристика теплової схеми

2. Розрахунок теплової схеми

2.1 Початкові дані

2.2 Розрахунок існуючої схеми ТЕЦ

. Перевірка устаткування ТЕЦ

. Техніко-економічні показники роботи ТЕЦ

Висновки

Список літератури

Додаток

Вступ

Вінницька область має досить розгалужену і розвинуту промисловість.

Одна з найбільших галузей промисловості області - цукрова. На території Вінницької області розташовано 40 цукрових заводів, потужність яких становить від 75 тон до 6000 тон по переробленню цукрової сировини за добу, з яких у 2006 р. працювало 18, в тому числі Соколівський цукровий завод.

Стан енергетичної галузі Вінницької області, як і у всій Україні знаходиться на дуже низькому рівні. Тому необхідні кардинальні зміни для покращення становища в енергетичній галузі. Основні проблеми даної галузі полягають у відсутності паливних енергоресурсів, а також у їхній високій вартості. Тому необхідне впровадження новітніх досягнень науки та техніки, а також впровадження енергозберігаючих технологій та мало відхідних систем та комплексів. Інша проблема енергетичної галузі держави послідовно витікає із першої, а саме - це висока вартість та дефіцит електроенергії, особливо це відчутно в осінній та зимовий періоди року. Розв’язок цих двох основних проблем енергетичної галузі держави дасть змогу підвищити рівень самої галузі, а як наслідок становище і інших галузей Вінницької області та держави взагалі, що дасть змогу поліпшити становище економіки в цілому по всіх регіонах держави.

Впровадження цих систем та комплексів дасть змогу зменшити витрати коштів на купівлю паливних енергоресурсів за кордоном, а також в нашій державі. Оскільки цукрова промисловість займає найбільшу частину енергетичної галузі Вінницької області, тому доцільніше було б розпочинати реконструкцію, модернізацію, та впровадження енергозберігаючих та маловідхідних технологій та систем саме в цій галузі промисловості України.

Впровадження вище сказаних технологій та систем в цукровій промисловості дасть можливість зменшити витрати паливних енергоресурсів на одиницю переробленої сировини в період виробництва на цукрових заводах та зменшити споживання паливних енергоресурсів взагалі по області та державі.

Це особливо важливо тому, що період виробництва на цукрових заводах з періодом максимальних енергетичних та паливних ресурсів - це осінній та початок зимового періоду. Тому економія палива саме в цей період має велике значення для держави взагалі, бо надмірне споживання енергоресурсів призводить до перевантаження енергосистеми, та падіння тиску природного газу в газопроводах держави, це в свою чергу до виключення споживачів від системи електромереж, а також від газопроводів. Тому економія палива саме в цей період має велике значення для держави взагалі. Крім економії паливних енергоресурсів на цукрових заводах, що дасть впровадження нових енергозберігаючих та маловідхідних технологій та систем , цукрові заводи будуть мати можливість виробляти надлишкову електричну енергію та відпускати її в енергосистему. Це призведе до зменшення електричного навантаження на енергосистему і при цьому можливість перевантаження системи електромереж практично зникає.

Отже впровадження енергозберігаючих та маловідхідних технологій на цукрових заводах необхідне і є доцільним. Цукрових завод по своїй суті в цілому і є енергетична галузь. Тому наведені вище технології та системи можливо впроваджувати по всьому заводу.

1. Характеристика теплової схеми

Соколівський цукровий завод під час своєї роботи споживає теплову та електричну енергію. Для отримання цих видів енергії є ТЕЦ (теплоелектроцентраль). Потужність ТЕЦ залежить від потужності заводу, яка характеризує кількість переробленої сировини за добу. [1 ]

На ТЕЦ Соколівського цукрового заводу встановлено чотири парогенератори типу БКЗ 50-39 Ф, та один турбоагрегат Р-1,5-15/3 В якості основного палива використовують природній газ, а резервним паливом є мазут. Відповідно до цього на цукровому заводі існує мазутне господарство з усіма системами зберігання палива та його підготовки до спалювання в парогенераторах. Допоміжне обладнання включає: конденсатозбірник, насоси (живильної води,охолодної води, конденсатний), димосос, вентилятор.

Під час виробництва Соколівський цукровий завод потребує близько 9 тон/год пари з параметрами 1,4 МПа та температурою 195ºС, крім цього, для роботи заводу необхідно близько 3 МВт електроенергії.

ТЕЦ Соколівського цукрового заводу виробляє пару з параметрами 3,9 МПа, та температурою 440ºС. Ця пара надходить в машзал, де вона подається на турбіни протитискового типу. На виході з турбін пара має потенціал близько 1,4 МПа, температуру 195-200 ºС. Далі пара з вказаними параметрами надходить в головний корпус заводу і подається на перший корпус випарної станції, де вона конденсується і повертається в ТЕЦ до конденсатозбірника.

Витрати пари на турбіни ТЕЦ близько 9 тон/год. Іншу нестачу пари на Соколівському цукровому заводі відпускають за допомогою РОУ (редукційно-охолоджувальна установка). Витрата пари через РОУ становить 23,3 тон/год. Охолодною водою для РОУ є живильна вода котлів. Турбіни ТЕЦ Соколівського цукрового заводу під час роботи генерують близько 3 МВт електричної енергії.

Недоліком роботи цієї теплової схеми ТЕЦ є її малий коефіцієнт корисної дії. Це є наслідком неефективного використання потенціалу природного газу, що спалюється в парогенераторах, а саме низький перегрів пари та висока температура відхідних газів, що в загальному випадку значно знижує ККД парогенераторів. Крім цього внаслідок недосконалого використання обладнання ТЕЦ, а саме застосування РОУ через яке проходить близько 32% виробленої пари, що значно знижує ККД всього циклу.

2. Розрахунок теплової схеми

2.1 Початкові дані

Ентальпія пари за котлом

Ентальпія пари після РОУ1

Ентальпія пари після РОУ2

Ентальпія котлової води (при Р = 40 бар)

Ентальпія зливної води після ПСВ (підігрівник сирої води) (ºC)

Ентальпія пари на деаератор

Ентальпія сирої води (ºC)

Ентальпія додаткової води (ºC)

Ентальпія зворотної мережної води  (ºC)

Ентальпія прямої мережної води  (ºC)

Ентальпія живильної та підживлювальної води

Ентальпія пари після РУ перед ПМВ

Ентальпія охолодної води після РОУ2

2.2 Розрахунок існуючої схеми ТЕЦ

Витрата мережної води

 () .

Потужність теплофікації

, [Вт] (2.1)

 (МВт).

Витрата пари на теплофікацію

 [] (2.2)

 ().

Витрата води на підживлення мережі, , ().

Визначаємо витрату пари на турбіну. Будуємо графік робочого процесу розширення пари в паровій турбіні на h-S діаграмі. З графіка робочого процесу при Pn =0.3МПа знаходимо адіабатний перепад ентальпій

 [кДж/кг] (2.3)

=3155-2770=385 (кДж/кг).

Потрібно визначити витрату пари на турбіну при протитиску P=0,3 МПа можна визначити з діаграми турбіни заводу-виготовлювача або обчислити з урахуванням адіабатного перепаду.

Рисунок 2.1 - Графік робочого процесу розширення пари в паровій турбіні на h-S діаграмі

Витрата пари на турбіну

=  , (2.4)

де (3155 - 2730)·0,86=366 (кДж/кг).

Ентальпія пари після турбіни

 [кДж/кг] (2.6)

.

Розрахунок РОУ2

418 кДж/кг

697 кДж/кг

3310 кДж/кг

 2764 кДж/кг

Питома витрата охолодної води

,[] (2.5)

 ().

Витрата пари після РОУ2

(). (2.6)

Витрата пари на РОУ2

, [] (2.7)

 ().

Витрата охолодної води на РОУ2

, [] (2.8)

. ()

Витрата охолодної води після РОУ2

, [] (2.9)

().

Паровидатність котельні

 , []

Тепловий баланс ПСВ (підігрівник сирої води)

 (2.10)

Ентальпія сирої води після ПСВ

, [] , (2.11)

де  - витрата сирої води на ХВО.

 ().

Тепловий баланс ОВ (охолодник випару)

 (2.12)

Температура додаткової води після охолодника випару

  (2.13)

_ов=40+1071/4,19·G_дв.

Отже, витрата додаткової води

 (). (2.14)

Витрата живильної води на котел

, [] (2.15)

 (). (2.16)

Матеріальний баланс деаератора

 (2.17)

 (2.18)

Тепловий баланс деаератора

 (2.19)

 (2.20)

Витрата пари на ПСВ

 ().

Витрата пари на РОУ2

 ().

Витрата пари після РОУ2

 ().

Витрата додаткової води

 ().

Витрата сирої води

 ().

Витрата живильної води

 ().

Паровидатність котельні

 ().

Ентальпія сирої води після ПСВ

 ().

Витрата охолодної води на РОУ2

.

Витрата охолодної води після РОУ2

.

Температура додаткової води після охолодника випару_ов=40+1071/4,19·14,78=57,3 ⁰С.

Теплова потужність котельні,