2 Технико-экономическое обоснование реконструкции тэц-4

Базовой составляющей модуля проектируемой надстройки ТЭЦ, определяющей эффективность работы, является газовая турбина.

Основные принципы выбора типа газотурбинной установки:

-единичная мощность газовой турбины;

-высокий электрический коэффициент полезного действия (КПД) при работе по простому циклу;

-комплектный объем поставки заводской готовности;

-обеспечение экологических нормативов.

Для утилизации тепла уходящих дымовых газов ГТУ предусматривается установка парового котла-утилизатора. Перегретый пар от котла-утилизатора направляется в существующие коллектора ТЭЦ.

В данном предложении рассмотрена тепловая схема котла-утилизатора с одним контуром давления пара (одноконтурная). Это обусловлено тем, что ТЭЦ имеет постоянного круглогодичного потребителя тепла в виде горячей воды, и стабильно покрывает определенную часть тепловой нагрузки. В тепловую схему котла-утилизатора включен газовый подогреватель конденсата (ГПК), размещаемый в хвостовой части котла-утилизатора. Тепло дымовых газов максимально утилизируется, коэффициент использования топлива будет достаточно высок, а капитальные затраты будут меньше по сравнению с двухконтурной схемой.

В настоящей работе к установке принят следующий состав основного оборудования модуля «надстройки» ГТУ ТЭЦ:

-газотурбинные установки типа PG6111FA номинальной электрической мощностью 76 МВт каждая, разработки компании «GE».

-паровые котлы-утилизаторы КУП-125-140-560(д) с дожигающим устройством паропроизводительностью 125 т/ч при давлении пара 14,0МПа и температуре перегрева 560ºС.

Количество оборудования будет определено в результате предварительного расчета теплового баланса.

Надстройка газотурбинного контура с котлом-утилизатором позволит:

-снизить удельные затраты топлива на выработку электроэнергии и отпуск тепла при работе по устаревшим паротурбинным технологиям;

-снизить дефицит выработки электроэнергии в Уфимском энергоузле;

-повысить конкурентоспособность производимой энергии в результате низкой эффективности оборудования;

-вывести из эксплуатации оборудование I блока 9,0Мпа;

-вывести из эксплуатации один из паровых котлов II блока 14,0МПа, выработавшего парковый ресурс;

-получить доход от: продажи электричества ГТУ; экономии топлива за счет тепла, вырабатываемого котлом-утилизатором; экономии топлива за счет тепла, снимаемого в ВВТО.

В соответствии с приведенными условиями был произведен расчет теплового баланса схемы ТЭЦ-4 до модернизации по данным, предоставленным ТЭЦ-4. Приведение баланса по данным, полученным в результате расчета энергомодуля будет произведен в п.5.3.

Будут рассмотрены варианты модернизации с одним блоком ГТУ – КУ и тремя блоками.

Тепловой баланс ТЭЦ-4 до реконструкции.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема ТЭЦ до реконструкции

Исходные данные:

Температура наружного воздуха: +15^ОС

Мощность паровых турбин:

Расход топлива котлов:

Теплота сгорания топлива:

КПД паровых котлов: 93,25%

Механический КПД турбоагрегатов: 98%

Механический КПД в генераторах: 99%

Расход пара в конденсатор паровых турбин:

Температура насыщения в конденсаторе: 45 ⁰С

Отпуск тепла производственному потребителю: ,

Возврат конденсата от теплового потребителя:

Температура конденсата, возвращаемого от потребителя: 67 ⁰С

Расход сетевой воды:

Уравнение парового баланса:

где производительность котлов:

,

расход свежего пара на турбины:

Уравнение теплового баланса:

где

1. Теплота сгорания топлива паровых котлов:

2. Потери тепла в паровых котлах (учитывает потери уходящих газов, исходя из кпд котлов):

3. Потери тепла в паровых турбинах:

4. Мощность паровых турбин:

5. Потери тепла в конденсаторах паровых турбин (при температуре насыщения в конденсаторе 45⁰С) :

6. Отпуск тепла потребителям (с учетом возврата конденсата 45 т/ч при температуре 67 ⁰С):

7. Отпуск тепла на теплофикацию:

Баланс:

781,58=52,75+6,51+212+306,61+206,98;

781,58=784,86

Расхождение баланса:

Вариант модернизации выберем исходя из расчетных данных котла-утилизатора. Паропроизводительность КУ при температуре наружного воздуха +15^ОС составляет 125 т/ч дожигания, чего недостаточно для замены какого-либо энергетического котла станции. Производительность двух КУ составляет 250 т/ч, что достаточно для замены одного энергетического котла Е-210-140ГМ. Производительность трех КУ составит 375 т/ч, что является избыточным при замене котла Е-210-140ГМ, но недостаточным для замены котла ТГМ-84Б (номинальная паропроизводительность 420 т/ч).

Кроме указанного выше, вариант с тремя энергоустановками имеет капиталоемкость на 1/3 большую, чем вариант с двумя блоками ГТУ-КУ. Суммируя вышесказанное, сделан вывод о целесообразности установки двух энергоблоков.