АНОТАЦІЯ
В даній курсовій роботі проведені розрахунки модернізованої теплової схеми ТЕЦ Соколівського цукрового заводу з встановленням теплонасосної установки. Потужність теплофікації становить 6,42 МВт.
ЗМІСТ
Вступ…………………………………………………………………….…….….……..5
Показники роботи теплової схеми існуючої ТЕЦ……….…………..…………….6
Розрахунок контактного економайзера та визначення потужності
утилізації………………………………………………………………………….….7
Багатоваріантний аналіз застосування теплового насоса……………...…..…….12
3.1.Розрахунок теплового насоса на максимальний режим.……………….……12
3.2 Розрахунок теплового насоса на оптимальний режим………………………14
4 Розрахунок ГПД та визначення потужності утилізації……...………..….............17
5 Розрахунок теплової схеми модернізованої ТЕЦ……...………………..………..20
5.1 Розрахунок існуючої схеми ТЕЦ (максимальний режим)…………………...20
5.2 Розрахунок існуючої схеми ТЕЦ (середній режим)………………………….27
5.3 Розрахунок модернізованої схеми ТЕЦ
(максимальний і середній режим)…………………………………………………28
6 Підбір тепло насосного, когенераційного та допоміжного
обладнання……......................………………………………………………………...31
7 Аналіз економічної ефективності ТЕЦ з ТНУ……….…………………………..32
Висновки……………………………………………………………………………….38
Перелік посилань.....................................................................................................................39
Додаток А Технічне завдання...............................................................................................40
ВСТУП
На сьогоднішній день економія паливно-енергетичних ресурсів і охорона навколишнього середовища набувають все більш пріоритетного значення; задача підвищення ефективності теплотехнологічних систем стає дедалі актуальнішою. Одним із засобів економії органічного палива в таких системах є впровадження теплоносних установок (ТНУ). Останні дозволяють утилізувати низькотемпературну енергію практично будь-яких промислових відходів [1-2].
Енергетичні, екологічні та економічні проблеми у світі зумовили широке використання теплонасосних установок в системах центалізованого постачання міст. У західних країнах вже дійшли висновку, що одним з найбільш ефективних заходів по утилізації теплоти вторинних енергоресурсів є ТНУ.
Завдяки раціональному використанню (перетворенню) енергії в ТНУ досягається економія паливно-енергетичних ресурсів. Тут для отримання низькотемпературної енергії не спалюється органічне паливо, як в котлах, а використовується скидна і електрична енергія.
Відсутність процесів горіння в ТНУ знижує забруднення навколишнього середовища. Крім того, утилізація низькотемпературних відходів, масштаби яких зростають пропорційно енергоспоживанню, являє собою один з найефективніших засобів захисту біосфери від теплових забруднень[1]. На теперішній час ТНУ є практично єдиним засобом для використання скидної низькотемпературної енергії.
Для економічної роботи ТНУ необхідними є наступні умови: сприятливе співвідношення цін на паливо та електроенергію, природні або промислові низькотемпературні джерела теплоти, а також достатньо потужна мережа споживачів, яка б забезпечувала цілорічну роботу ТНУ[3].
Метою курсової роботи є модернізація теплової схеми котельні, яка полягає в заміні водогрійних котлів теплонасосною установкою, що використовує низькотемпературну теплоту від утилізатора теплоти відхідних газів.
1 Показники роботи теплової схеми існуючої тец
Показники роботи теплової схеми існуючої ТЕЦ показані в таблиці 1.1
Таблиця 1.1– Теплоенергетичні показники роботи ТЕЦ
Назва |
Розрахункові режими |
Сезонний |
|
Витрата пари на систему теплофікації Dтф кг/с |
2,96 |
Загальна витрата пари D0, кг/с |
14,84 |
Теплова потужність ТЕЦ бруто Qб, МВт |
42,9 |
Витрата умовного палива на котли Bук, кг/с |
1,59 |
Витрата робочого палива на котли Bрк, м3/с |
1,34 |
ККД ТЕЦ брутто ηк |
0,92 |
Потужність технологічних споживачів Qпс, МВт |
6,42 |
2 Розрахунок контактного економайзера та визначення потужності утилізації
В таблиці 2.1 представлені результати розрахунку контактного економайзера.
Таблиця 2.1 – Розрахунок контактного економайзера та визначення потужності утилізації для максимального режиму роботи. |
||||||||
Вихідні дані |
Позначення |
Одинці вимірюван-ня |
Формула |
Значення для 1-го сезону |
Значення для 2-го сезону |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
Витрата робочого палива на котел |
Вр |
м3/с |
з розрахунку парово-го котла |
1,34 |
0,59 |
|||
Коефіцієнт надлишку повітря |
|
- |
Те ж |
1,2 |
1,2 |
|||
Теоретичний об’єм димових газів при спалюванні 1м3 робочого палива |
V0 |
м3/м3 |
Те ж |
9,43 |
9,43
|
|||
Об’ємна витрата димових газів |
vг |
м3/с |
В
р |
15,16 |
6,77 |
|||
Температура відхідних газів за контактним економайзером |
t`вг |
|
задаємось |
55 |
55 |
|||
Температура відхідних газів за котлом |
tвг |
|
з розраху-нку паро-вого котла |
140 |
140 |
|||
Питома теплоємність газів |
Срг |
кДж/(кг К) |
з розраху-нку парового котла |
1,76 |
1,76 |
|||
Теплота згорання робочого палива |
Qрн |
МДж/м3 |
з розрахунку парового котла |
34,7 |
34,7 |
|||
Продовження табл. 2.1 |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
Потужність утилізатора теплоти відхідних газів з котла |
Qут |
МВт |
Vгcpг× ×( tвг- -tвг`) 0,001 |
2,268 |
1,014 |
|||
Нижча теплота згорання умовного палива |
Qрну |
МДж/кг |
|
29,3 |
29,3 |
|||
Питомий об’єм водяної пари |
rH2O |
м3/м3 |
з розрахунку парового котла |
2,14 |
2,14 |
|||
Потужність за рахунок конденсації водяних парів |
Qк |
МВт |
rH2O 1,5× ×(2500- -2,33× ×t`вг) 0,001 |
10,202 |
4,561 |
|||
Температура води на вході в утилізатор |
t12 |
|
задаємось |
35 |
35 |
|||
Температура води на виході з утилізатора |
t11 |
|
задаємось |
50 |
50 |
|||
Загальна потужність утизаторів |
∑Qут |
М Вт |
Qут +Qк |
12,471 |
5,574 |
|||
Масова витрата води через утилізатор |
G1 |
кг/с |
Qут/(t11- t12) |
198,42 |
88,70 |
|||
Потужність пластинчастого теплообмінника |
Qто |
МВт |
G1 4,19 ( t22- -t21) |
12,47 |
5,575 |
|||
Температура нагріваної води на вході в пласт. ТА |
t21 |
|
задаємось |
30 |
30 |
|||
V0
Продовження табл. 2.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Температура нагріваної води на виході з ТА |
t22 |
|
задаємось |
45 |
45 |
Таблиця 2.2 – Розрахунок контактного економайзера та визначення потужності утилізації для оптимального режиму роботи
Вихідні дані |
Позначення |
Одинці вимірювання |
Формула |
Значення для 1-го сезону |
Значення для 2-го сезону |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Витрата робочого палива на котел |
Вр |
м3/с |
з розрахунку парового котла |
1,169 |
0,599 |
Коефіцієнт надлишку повітря |
|
- |
Те ж |
1,2 |
1,2 |
Теоретичний об’єм димових газів при спалюванні 1м3 робочого палива |
V0 |
м3/м3 |
Те ж |
9,43 |
9,43
|
Об’ємна витра-та димових газів |
vг |
м3/с |
В р V0 |
13,228 |
6,778 |
Температура відхідних газів за контактним економайзером |
t`вг |
|
задаємось |
55 |
55 |
Температура відхідних газів за котлом |
tвг |
|
з розраху-нку паро-вого котла |
140 |
140 |
Питома теплоємність газів |
Сpг |
|
з розраху-нку парово-го котла |
1,76 |
1,76 |
Продовження табл. 2.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Потужність утилізатора теплоти від-хідних газів з котла |
Qут |
МВт |
Vгcpг ( tвг- -tвг`) 0,001 |
1,979 |
1,014 |
Теплота згорання робочого палива |
Qрн |
МДж/м3 |
з розрахунку парового котла |
34,7 |
34,7 |
Нижча теплота згорання умовного палива |
Qрну |
МДж/кг |
|
29,3 |
29,3 |
Питомий об’єм водяної пари |
rH2O |
м3/м3 |
з розрахунку парового котла |
2,14 |
2,14 |
Потужність за рахунок конденсації водяних парів |
Qк |
МВт |
rH2O 1,5× ×(2500- -2,33 t`вг)× ×0,001 |
8,9 |
4,56 |
Температура води на вході в утилізатор |
t12 |
|
задаємось |
35 |
35 |
Температура води на виході з утилізатора |
t11 |
|
задаємось |
50 |
50 |
Загальна поту-жність утиза-торів |
∑Qут |
М Вт |
Qут +Qк |
10,879 |
5,574 |
Масова витр. води через ути-лізатор |
G1 |
кг/с |
Qут/(t11- t12) |
173,1 |
88,70 |
Потужність пластинчастого теплообмінника |
Qто |
МВт |
G1 4,19 ( t22- -t21) |
10,88 |
5,575 |
Продовження табл. 2.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Температура нагріваної води на вході в пластинчастий ТА |
t21 |
|
задаємось |
30 |
30 |
Температура нагріваної води на виході з ТА |
t22 |
|
задаємось |
45 |
45 |
Потужність пластинчастого теплообмінника |
Qто |
МВт |
G1 4,19 ( t22- -t21) |
1,496 |
0,352 |
Температура нагріваної води на вході в пластинчастий ТА |
t21 |
|
задаємось |
30 |
30 |
БАГАТОВАРІАНТНИЙ АНАЛІЗ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕПЛОВОГО
НАСОСУ