Материал: Розрахунок теплоелектроцентралі Соколівського цукрового заводу

 [] (2.21)

 ().

Витрата умовного палива на котельню

 ,[] (2.22)

 ().

Витрата робочого палива на котельню

 ,[] (2.23)

 ().

3. Перевірка устаткування ТЕЦ

Перевірка насосів

В даній котельні встановлені такі насоси: живильні, мережні, підживлювальні, конденсатні, насоси сирої води, дренажний насос.

Мережні насоси призначені для забезпечення циркуляції теплоносія в тепловії мережі. Їх подача () визначається за максимальною масовою витратою мережної води.

Подача мережного насоса (максимальна) відома,

 ().

Отже, достатньо встановлених на котельні двох насосів (робочий та резервний) марки 6КМ-12: подача - 162 м³/год, напір - 0,2 МПа, ККД - 80%, потужність електродвигуна - 17 кВт.

Перевірка живильних насосів. Живильні насоси встановлюються в котельню з паровими котлами, забезпечують подачу живильної води в котел і створення необхідного тиску пари на виході з котла. В котельні їх повинно бути не менше двох, причому на великих котельнях один або більше - з паровим приводом. На ТЕЦ встановлено 4 живильних насосів ( по одному на кожен котел та один резервний) чотири GRUNDFOS CRE 32-2 A-F-A-E HQQE. Подача живильного насоса

 , [] (3.1)

 ().

Отже, на кожен з котлів достатьно насосу КС-80-155: подача - 80 м³/год, напір - 1,55 МПа, ККД - 65%, потужність електродвигуна - 55 кВт.

Перевірка конденсатних насосів

Встановлюють для подачі кондансатів з конденсатних баків або водопідігрівних установок до деаератора котельні.

Подача конденсатних насосів,

 , [] (3.2)

 ().

Отже, на кожен з котлів достатьно насосу КС-80-155: подача - 80 м³/год, напір - 1,55 МПа, ККД - 65%, потужність електродвигуна - 55 кВт.

Перевірка підживлювального насоса

Використовують в схемах котелень для покриття витікань мережної води. Подача підживлювального насоса

 ,[] (3.3)

 ().

Отже, достатньо встановлених двох насосів (робочий та резервний) марки 1,5К-8/19: подача - 6 м³/год, напір - 0,203 Мпа, ККД - 44 %, потужність електродвигуна - 1,5 кВт.

Перевірка насоса сирої води

Виконують роль підведення сирої води через систему водопідготовки та теплообмінне обладнання в деаератор для покриття втрат пари, води, конденсату тощо.

Подача насоса

теплоелектроцентраль енергозберігаючий турбіна пара

 ,[] (3.4)

 ().

Отже, на кожен з котлів достатьно насосу КС-80-155: подача - 80 м³/год, напір - 1,55 МПа, ККД - 65%, потужність електродвигуна - 55 кВт.

Перевірка установки для підготовки води

Основною складовою живильної води парових котлів є конденсат, який повертається в котельню від споживачів пари. Обов’язковою стадією водопідготовки є деаерація (дегазація) живильної води та води для підживлення теплової мережі з метою зниження до допустимих норм вмісту в них агресивних газів - кисню і вуглекислоти [3]. Марка деаератора вибирається, виходячи з витрати деаерованої води, одержаної в процесі розрахунків теплової схеми котельні.

Витрата деаерованої води

 ,[] (3.5)

 ().

Отже достатньо встановлених на котельні двох атмосферних деаераторів ДСА 100/50, продуктивністю - 100 т/год, об’єм бака - 50 м³.

Вибір трубопроводів.

В котельні використовуються трубопроводи пари, гарячої води, трубопроводи водопідготовчої установки, конденсату. Діаметри трубопроводів визначаються, виходячи з розрахункових максимальних витрат, а також допустимих швидкостей води і пари. Швидкість води має становити 0,5...2 м/с, причому чим більша довжина трубопроводу, тим менша швидкість води в ньому. Рекомендовані швидкості насиченої пари вибирають в межах 10...40 м/с, а перегрітої - 20...70 м/с.

Діаметри трубопроводів даної котельні

, [м] (3.6)

де G - масова витрата середовища, яке транспортується, кг/с;

w - його середня швидкість, м/с;

ρ - середня густина середовища (кг/м³), яка визначається як півсума густин на початку і в кінці трубопроводу. [4]

Діаметр трубопроводів живильної води

 , [м] (3.7)

 (м).

Приймаємо трубопровід ,  .

Діаметр колектору 39 атм

 , [м] (3.8)

 (м).

Приймаємо трубопровід ,  .

Діаметр паропровода від колектора 5 атм до РУ

 , [м] (3.9)

 (м).

Приймаємо трубопровід ,  .

Діаметр трубопровода від ТФ

 , [м] (3.10)

 (м).

Приймаємо трубопровід ,  .

Перевірка вентиляторів і димососів. Перевірка тягодуттєвих машин здійснюється за заводськими характеристиками, що визначають залежність напору, який розвиває машина, від подачі для густини середовища, що транспортується, яка відповідає температурі 100...200 ºС для димососа або 20 ºС для вентилятора і атмосферному тиску 101,325 кПа. [4]

Розрахункова подача вентилятора

, [] (3.11)

де k - коефіцієнт запасу, що дорівнює 1,1;

B_p - розрахункова номінальна витрата палива, кг/с;⁰ - теоретична кількість повітря, необхідна для згорання 1 кг твердого і рідкого палива або 1 м³ газоподібного палива, м³/кг (м³/м³);

α_в - коефіцієнт надлишку повітря перед вентилятором;_в - температура повітря перед вентилятором.

 ().

Отже, достатньо встановленого вентилятора марки ВДН - 18: подача - 58 тис м³/год, повний напір - 384 м в.ст., ККД -82 %, електрична потужність - 40 кВт.

Розрахункова подача димососа

, [] (3.12)

де V_г⁰ - теоретичний об’єм продуктів згорання палива, м³/кг (м³/м³);

α_д - коефіцієнт надлишку повітря перед димососом;_д - температура димових газів перед димососом.

 ().

Загальна електрична потужність власних потреб,

 , [] (3.13)

 ().

Перевірка теплообмінників

Теплообмінники, що застосовуються в котельнях, є в основному кожухотрубчастими або пластинчастими апаратами поверхневого типу й використовуються для підігрівання мережної, сирої та хімочищенної води, а також для охолодження води і конденсату [5].

Метою теплового розрахунку є визначення параметрів теплоносіїв і необхідної площі поверхні нагріву для заданої теплової потужності, вибраної конструкції та відомих температур теплоносіїв на вході в теплообмінник і на виході з нього, застосовуючи рівняння теплопередачі,

, [] (3.14)

де Q - теплова потужність теплообмінника, Вт;

k - коефіціент теплопередачі, Вт/(м²·К);

- для водоводяних теплообмінників;

- для пароводяних.

Δt - середній температурний напір у теплообміннику, ºС.

Теплова потужність ПДВ

 , [] (3.15)

 ().

Середній температурний напір у теплообміннику

, [ºС] (3.16)

де більша і менша різниця температур між теплоносіями, відповідно, ºС .

 (ºС).

Площа поверхні нагріву

 (м²).

Отже достатньо встановленого пароводяного теплообмінника ПП1-9-7ІІ: діаметр корпусу - 325/309 мм, площа поверхні нагріву - 9,5 м², довжина трубок - 3000мм, їх кількість - 64 шт.

Теплова потужність ПМВ

, [] (3.17)

 ().

Середній температурний напір у теплообміннику

, [ºС] (3.18)

 (ºС).

Площа поверхні нагріву

 (м²).

Отже, достатньо площі теплообміну двох встановлених на котельні пароводяних бойлера ПП1-53-7-ІІ: діаметр корпусу - 630/616 мм, площа поверхні нагріву - 53,9 м², довжина трубок - 3000 мм, їх кількість -392 шт.

Теплова потужність ПСВ

, [] (3.19)

 ().

Середній температурний напір у теплообміннику

, [ºС] (3.20)

 (ºС).

Площа поверхні нагріву

 (м²).

Отже, достатньо поверхні теплообміну існуючого теплообмінника ПВ-z-08: внутрішній діаметр корпусу - 106 мм, площа поверхні нагріву - 3,54 м², довжина трубок - 4000мм, їх кількість - 19 шт.

. Техніко-економічні показники роботи ТЕЦ

Капітальні вкладення. Капітальні вкладення складаються з одночасних витрат на будівництво і обладнання котельні, а також на виконання монтажно-налагоджувальних робіт. Найбільш точним методом визначення їх є складання кошторисів з переліком необхідного обладнання, матеріалів, включаючи всі будівельно-монтажні роботи. При цьому вартість обладнання та матеріалів установлюється за прейскурантами, а монтажу - за цінниками. Однак цей метод складний і трудомісткий. Тому для орієнтовних розрахунків і порівняння різних варіантів проекту котельні капітальні вкладення можна визначати за укрупненими показниками.[7]

Задаємо капіталовкладення К = 150 млн грн.

Експлуатаційні витрати. Експлуатаційні витрати на відпуск із котельні теплової енергії у вигляді пари або гарячої води залежать від витрат на роботу обладнання, експлуатацію будівлі та споруд, заробітну плату і від втрат, безпосередньо пов'язаних з виробництвом теплоти.

Експлуатаційні витрати визначаються за рік роботи котельні. Річні експлуатаційні витрати (витрати виробництва) складаються з витрат на паливо, споживане котельнею, С_п ; електричну енергію, що надходить із зовнішніх джерел електропостачання (районної електричної мережі), С_ее ; воду, що витрачається в котельні, С_в ; амортизацію обладнання, будівель, споруд та інших основних фондів С_а ; поточний ремонт основних фондів С_пр ; заробітну плату обслуговуючого персоналу С_зп та інші витрати С_і .