Реконструкция промышленно-отопительной котельной по переводу ее в режим работы мини-ТЭЦ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реконструкция промышленно-отопительной котельной по переводу ее в режим работы мини-ТЭЦ

Введение

Для отопления жилого района используется промышленная котельная, с паровыми котлами, производящими насыщенный пар давления 1,4 МПа. Часть пара используется круглогодично на промышленные нужды, остальной пар для теплоснабжения и горячего водоснабжения (ГВС) жилого района. Система отопления закрытая. Вода для ГВС приготавливается в котельной, баки-аккумуляторы ГВС отсутствуют. Температурный график системы теплоснабжения 95-70 °С.

В котельной предлагается установить турбогенераторы для дополнительной выработки электрической энергии.

Считается, что турбогенераторы устанавливать экономически выгодно, если они работают непрерывно как минимум весь отопительный период. Нужно выбрать оптимальное количество и типы турбогенераторов и рассчитать срок окупаемости проекта. Изменение эксплуатационных затрат не учитывать.

В графической части работы представить схемы потоков пара в котельной после перевода её в режим работы мини-ТЭЦ для каждого из вариантов в отопительный и неотопительный период. На схемах указать значения расхода и давления паровых потоков.

1. Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в конце отопительного периода

отопительный котельная промышленный

Количество и параметры технологического пара берутся из исходных данных.

Расход и давление технологического пара составляют D_p = 8 т/ч, Рп = 0,4 МПа.

1. Часовую нагрузку отопления рассчитываем по формуле:

Где: Q_{o max} - расчетная нагрузка отопления, Гкал/час; (Дано)

t_i - температура внутри помещений; (Дано)

t_к - температура наружного воздуха в конце отопительного периода; (Дано)

t₀ - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления ,°С. (Дано)

2. Средняя часовая нагрузка по ГВС в отопительный период рассчитывается по формуле

Где: Q_hn - суточное нормативное потребление тепла на ГВС, Гкал. (Дано)

3. Максимальную часовую нагрузку по ГВС можно рассчитать по формуле

4. Если учесть потери тепла в сетях в количестве 10%, то часовые нагрузки на отопление и ГВС станут

Далее требуется рассчитать количество пара, обеспечивающего тепловые нагрузки в конце отопительного сезона.

Энтальпия насыщенного пара при 0,1 Мпа кДж/кг, энтальпия конденсата при 0,1 Мпа - кДж/кг.

Тогда одна тонна пара обеспечит тепловую нагрузку на отопление и ГВС k=0,539 Гкал/т.

Для обеспечения тепловой нагрузки на отопление в конце отопительного периода потребуется

=36,17 т/час пара

Для обеспечения тепловой нагрузки на ГВС в отопительный период потребуется

=10,2 т/час пара

Потребление тепла на собственные нужды возьмем как 2,4% от тепловой нагрузки

=1,3 т/час пара

Таким образом, для обеспечения тепловой нагрузки в конце отопительного периода потребуется:

2. Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в неотопительном периоде

Нагрузка на отопление будет отсутствовать.

Тепловая нагрузка на ГВС в неотопительный период находится по формуле

, (Гкал /ч)

где в - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортов в = 1,2 -1,5), для предприятий - 1,0; t_c^s = 15°С - температура холодной воды в неотопительный период; t_с = 5°С - температура холодной воды в отопительный период.

Гкал/час.

Для обеспечения тепловой нагрузки на ГВС в неотопительный период потребуется следующее количество пара

т/час

Потребление тепла и выработку пара на собственные нужды нужно взять как в отопительный период 2,4% от номинальной нагрузки,

D_сп = D_сп2 = 1,3 т/час

Таким образом, для обеспечения тепловой нагрузки в неотопительный период потребуется

3. Выбор турбоагрегатов

Можно рассмотреть турбинное оборудование, выпускаемое, например, Калужским турбинным заводом .

4. Расчет срока окупаемости проекта

Поскольку стоимость турбогенераторов зависит от их мощности и, кроме того, чем более мощный турбогенератор, тем дешевле обходится единица устанавливаемой мощности. Так как стоимость оборудования и электроэнергии постоянно меняется, то период окупаемости будем оценивать следующим образом.

Стоимость электроэнергии примем 1 рубль за 1 кВт*ч. Стоимость оборудования, монтажа и наладки будем находить по формуле.

С=15000N(1-(N-600)/10000), руб.

Здесь N- мощность турбогенератора в кВт .

Изменение эксплуатационных затрат в расчетах учитывать не будем.

Поскольку, 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.

1вариант.

Рассчитаем стоимость проекта

С=15000*500(1-(500-600)/10000)+15000*600(1-(600-600)/10000)=16575000

Рассчитаем количество часов работы в году для каждого турбогенератора Z. Если он работает круглый год, то Zг=350*24=8400 ч. Если он работает только в отопительный период, то Zо=220*24=5280 ч. За год будет выработано Y кВт*ч электроэнергии

Y=500*Zo+600*Zг=7368000 кВт*ч

Ее стоимость составит Сэ=Y руб.

Тогда срок окупаемости проекта:

Т=С/Сэ=2,25 года.

2 вариант

С=15000*750(1-(750-600)/10000)+15000*600(1-(600-600)/10000)+15000*600(1-(600-600)/10000)=27562500

Y=(600+750)*Zг+600*Zo=12168000 кВт*ч

Тогда срок окупаемости проекта:

Т=С/Сэ=2,26 года

Если основным критерием выбора проекта является срок окупаемости, то следует выбрать первый проект.

Заключение

отопительный котельная промышленный

В данной курсовой работе были рассмотрены оптимальные по сроку окупаемости варианты установки турбогенераторов для выработки электроэнергии на паровой котельной. Выбраны следующие типы турбогенераторов выпускаемых калужским заводом, ТГ-0,6 А/0,4 Р12/3,7 ;ТГ 0,75 ПА/0,4 Р13/4; ТГ-0,5 А/0,4 Р13/3,7; ТГ 0,6 ПА/0,4 Р13/6;ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04; В первом варианте предполагалась совместная работа двух турбогенераторов ТГ-0,5 А/0,4 Р13/2\3,7 и ТГ 0,6 ПА/0,4 Р13/6. Выработка электроэнергии должна составить 7 368 000 кВт*ч в год и срок окупаемости 2,25 года. Во втором варианте предполагается работа трёх турбогенераторов ТГ-0,75 А/0,4Р13/4, ТГ 0,6 А/0,4 Р12/3,7 и ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04. При их совместной работе выработка электроэнергии составила бы 12 168 000 кВт*ч в год и срок окупаемости 2,26 года. В данном случае предпочтительнее использовать первый вариант, так как срок окупаемости проекта меньше.

Список литературы

1. Муравьёв А.Г. Энергосбережение в теплоэнергетике и технологиях. Методическое пособие. В. Новгород, НовГУ им. Ярослава Мудрого, 2006, 68с.

2. Боровков В.М., Зысин Л. В. Основные направления реконструкции отопительных и промышленных котельных по переводу их в режим работы мини - ТЭЦ на базе современных парогазовых технологий. Энергосбережение в Новгородской области. Проблемы и перспективы: Тезисы докл. Второго регионального научно-практического семинара.-Великий Новгород: НовГУ,НУНЦЭ, 2002,17-19.

3. http://www.energosovet.ru/npb1126p13.html

Размещено на Allbest.ru