
- •140100.62.3 – Промышленная теплоэнергетика
- •Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •Место дисциплины в учебном процессе.
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объём дисциплины и виды учебной работы
- •Введение (2 часа)
- •Раздел 1. Тэк и теплоснабжение (24 часов)
- •1.1. Назначение и структура тэк (6 часов)
- •1.2. Эффективность теплофикации (18 часов)
- •Раздел 2. Тепловое потребление (24 часа)
- •2.1. Круглогодовое теплопотребление (6 часов)
- •2.2. Сезонное теплопотребление (6 часов)
- •2.3. Интегральный график тепловых нагрузок (6 часов)
- •2.4. Коэффициент теплофикации и выбор основного оборудования тэц (6 часов)
- •Раздел 3. Источники теплоснабжения предприятий (28 часов)
- •3.1. Тэц (10 часов)
- •3.2. Котельные и аст (12 часов)
- •3.3. Теплоутилизационные установки предприятий (6 часов)
- •Раздел 4. Оборудование теплоподготовительных установок (14 часа)
- •Раздел 5. Системы теплоснабжения предприятий (28 часа)
- •5.2. Водяные системы теплоснабжения (12 часов)
- •5.3. Системы дальнего теплоснабжения (4 часов)
- •Раздел 6. Регулирование отпуска теплоты (24 часов)
- •6.1. Методы регулирования отпуска теплоты (8 часов)
- •6.2. Центральное регулирование по нагрузке отопления (8 часов)
- •6.3. Центральное регулирование по совмещённой нагрузке (8 часов)
- •Раздел 7. Конструкции тепловых сетей (16 часов)
- •Раздел 8. Методы расчёта тепловых сетей (28 часов)
- •8.2. Тепловой расчёт теплопроводов (8 часов)
- •8.3. Основы расчёта на прочность тепловых сетей (8 часов)
- •Раздел 9. Эксплуатация систем теплоснабжения предприятий (28 часов)
- •9.1. Надёжность и качество теплоснабжения (12 часов)
- •9.2. Испытания в системах теплоснабжения (6 часов)
- •9.3. Служба эксплуатации системы теплоснабжения (10 часов)
- •Раздел 10. Энергосбережение и программное обеспечение (24 часа)
- •10.1. Энергосбережение в системах теплоснабжения (12 часов)
- •10.2. Программное обеспечение для систем теплоснабжения (10 часов)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •Тематический план лекций для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно – логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Лабораторные работы
- •2.5.2. Практические занятия
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •Для допуска к экзамену необходимо набрать 60 баллов.
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект1 введение
- •Раздел 1. Тэк и теплоснабжение
- •1.1. Назначение и структура тэк
- •1.2. Энергетическая эффективность теплофикации
- •Удельные показатели тепловой экономичности тэц рао «еэс России»2
- •Вопросы для самопроверки по разделу 1
- •Раздел 2. Тепловое потребление
- •2.1. Круглогодовое теплопотребление
- •2.1.1. Технологическая нагрузка
- •Удельное теплопотребление по видам продукции
- •2.1.2. Нагрузка горячего водоснабжения.
- •2.2. Сезонное теплопотребление
- •2.2.1. Нагрузка отопления
- •2.2.2. Нагрузка вентиляции
- •Погрешность расчёта при замене t на t
- •2.3. Интегральный график тепловых нагрузок
- •2.4. Коэффициент теплофикации и выбор основного оборудования тэц
- •Зависимость от
- •Вопросы для самопроверки по разделу 2
- •Раздел 3. Источники теплоснабжения предприятий
- •3.1.1. Паротурбинные тэц
- •Основные технические характеристики турбин типа пт-140/165-130/15 утз
- •3.1.2. Газотурбинные и парогазовые тэц
- •3.1.2.1. Газотурбинные тэц
- •Основные технические характеристики гту энергоблоков гт и пг тэц
- •3.1.2.2. Парогазовые тэц
- •Основные технические характеристики оборудования пгу-325
- •Основные технические характеристики гту и пгу зарубежных фирм
- •Годовые характеристики пг тэц с ку
- •3.1.3. Сопоставление основных тэп действующих тэц России
- •Основные тэп тэц России за 2005 г.
- •3.1.4. Атомные тэц
- •3.2. Котельные и аст
- •3.3. Теплоутилизационные установки предприятий
- •Использование вэр в промышленности ссср (1990 г)
- •Вопросы для самопроверки по разделу 3
- •Раздел 4. Оборудование тпу
- •4.1. Теплобменное оборудование
- •4.2. Оборудование конденсатных систем
- •4.3.Водоподготовительные установки (впу)
- •Вопросы для самопроверки по разделу 4
- •Раздел 5. Системы теплоснабжения предприятий
- •5.1. Паровые системы теплоснабжения
- •5.2. Водяные системы теплоснабжения
- •5.2.1. Закрытые водяные системы теплоснабжения
- •5.2.2. Открытые водяные системы теплоснабжения
- •5.3. Системы дальнего теплоснабжения
- •Вопросы для самопроверки по разделу 5
- •Раздел 6. Регулирование отпуска теплоты
- •6.1. Методы регулирования отпуска теплоты
- •6.1.1. Классификация методов регулирования
- •6.1.2. Тепловые характеристики теплообменных аппаратов
- •6.2. Центральное регулирование по нагрузке отопления
- •6.2.1. Центральное регулирование однородной нагрузки
- •6.2.2. Центральное регулирование разнородной нагрузки
- •6.3. Центральное регулирование по совмещённой нагрузке
- •Вопросы для самопроверки по разделу 6
- •Раздел 7. Конструкции тепловых сетей
- •7.1. Схемы тепловых сетей
- •7.2. Прокладки тепловых сетей
- •7.3. Оборудование тепловых сетей
- •Вопросы для самопроверки по разделу 7
- •Раздел 8. Методы расчёта тепловых сетей
- •8.1. Гидравлический расчёт и гидравлический режим
- •8.1.1. Задачи гидравлического расчёта
- •Теоретические основы, особенности и порядок расчёта
- •Коэффициенты местных сопротивлений
- •Примеры расчёта эквивалентных длин в водяных тс
- •Гидравлический расчёт паровой сети (Пример 8.1)
- •8.1.3. Пьезометрический график
- •8.2. Тепловой расчёт теплопроводов
- •8.2.1. Задачи и методика теплового расчёта
- •1. Бесканальные теплопроводы
- •2. Канальные теплопроводы
- •8.2.2. Тепловые потери в тепловых сетях
- •8.2.3. Охлаждение теплоносителя в тепловых сетях
- •8.2.4. Выбор толщины теплоизоляционного слоя
- •Основные требования сНиП 41-03-2003 к выбору параметров tо, τ, tп
- •8.3. Основы расчёта на прочность тепловых сетей
- •8.3.1. Задачи и расчёт на прочность
- •Характеристики стальных трубопроводов для расчёта δ
- •2. Зависимость φ от способа сварки стыковых швов
- •3. Σдоп в стальных трубопроводах, мПа
- •Рекомендуемая длина пролёта при канальной прокладке
- •R2 стали для труб
- •8.3.2. Компенсация температурных расширений
- •Вопросы для самопроверки по разделу 8
- •Раздел 9. Эксплуатация систем теплоснабжения предприятий
- •9.1. Надёжность и качество теплоснабжения
- •Оценка предельного параметра потока отказов в двухтрубных бесканальных теплопроводах в апб при сроке службы свыше 15 лет
- •Условия резервирования тс
- •9.2. Испытапия в системах теплоснабжения
- •9.3. Служба эксплуатации системы теплоснабжения
- •Вопросы для самопроверки по разделу 9
- •Раздел 10. Энергосбережение и программное обеспечение
- •10.1. Энергосбережение в системах теплоснабжения
- •10.1.1. Задачи и нормативная база энергосбережения
- •10.1.2. Направления энергосбережения
- •10.2. Программное обеспечение для систем теплоснабжения
- •10.2.1. Программное обеспечение группы компаний cSoft
- •10.2.2. Пакет прикладных программ зао «эст»
- •10.2.3. Программно-информационная система «ОптиМет»
- •10.2.4. Пакет прикладных программ «Группы энек»
- •10.2.5. Геоинформационная система Zulu компании «Политерм»
- •10.2.6. Информационно-графическая система «CityCom» ивц «Поток»
- •10.2.7. Графико-информационный комплекс «ТеплоЭксперт» нпп «Теплотэкс»1
- •Вопросы для самопроверки по разделу 10
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •3.4.1. Общие положения
- •Описание лабораторных установок
- •Номинальные характеристики паровых котлов типа де1
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •Приложения к лабораторным работам
- •Приложение 1 лр
- •Алгоритм расчёта паровой котельной в сто
- •Приложение 2 лр
- •Исходные данные для паровой котельной в сто (пример)
- •Приложение 3 лр
- •Алгоритм расчёта паровой котельной в стз
- •Приложение 4 лр
- •Исходные данные для паровой котельной в стз (пример)
- •3.5. Методические указания к проведению практических занятий
- •Практическое занятие 1
- •Задача 1
- •Практическое занятие 2 Задача 2
- •Практическое занятие 3
- •Задача 3
- •Практическое занятие 4
- •Задача 4
- •Практическое занятие 5
- •Задача 5
- •4.Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Общие указания
- •Блок тестов текущего контроля.
- •Блок итогового контроля за первый семестр
- •4.2. Контрольная работа
- •4.2.1. Задание на контрольную работу
- •Исходные данные на контрольную работу
- •4.2.2. Методические указания
- •Паровые турбины для производственно-отопительных и отопительных тэц
- •Паровые котлы для производственно-отопительных и отопительных тэц
- •Водогрейные котлы заводов России
- •Сетевые подогреватели типа псв (Саратовэнергомаш)
- •Сводные данные по контрольной работе.
- •Исходные данные
- •Результаты расчёта (с пвк)
- •Результаты расчёта (с псв)
- •1. Сводные данные по тэц тгк-3 (оао «Мосэнерго») за 2008 г. И тгк-5 за 2007 гг.
- •Сводные данные по огк-1…6 за 2008 г.
- •4.3. Курсовой проект
- •4.3.1. Задание на курсовой проект
- •4.3.2. Методические указания
- •4.3.4. Приложения к кп п.1. Соотношение единиц физических величин
- •П.3. Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий (5 этажей и более) qо , Вт/м2
- •П.7. Температура прямой (числитель) и обратной (знаменатель) сетевой воды.
- •Расход пара, кг/с
- •Расход воды, кг/с
- •П.13 Коэффициент k4
- •П.15. Тепловые потери от бесканального двухтрубного теплопровода в ппу-изоляции
- •П.16. Форма таблицы теплового расчета теплоизоляционной конструкции водяных тепловых сетей и конденсатопровода
- •П. 17. Сильфонный компенсатор
- •П.18. Характеристики сильфонных компенсаторов
- •П.19. Компенсирующая способность (lк, мм) и осевые силы (Рк, кН) п-образных компенсаторов * [5]
- •П.20. Расстояния между неподвижными опорами (при канальной и надземной прокладке), м
- •П.21. Характеристики 1 м стальных труб в ппу- изоляции (Альбом 313.Тс-002.000)
- •П.22. Удельная сила трения при бесканальной прокладке трубопроводов в ппу-изоляции, кН/м
- •П.23. Нагрузки на неподвижные опоры (осевые) при установке сильфонных компенсаторов
- •П.24. Неподвижные опоры.
- •4.4. Текущий контроль
- •4.4.1. Тренировочные тесты
- •4.4.2. Вопросы к зачёту
- •4.5. Итоговый контроль
- •4.5.1. Вопросы к экзамену (Часть 1).
- •4.5.2. Вопросы к экзамену (Часть 2).
- •Содержание
Основные технические характеристики турбин типа пт-140/165-130/15 утз
Характеристика |
Модификация |
||
ПТ-140/165-130/15-2М |
ПТ-140/165-130/15-3М |
ПТ-140/165-130/9-4 |
|
1. Электрическая мощность, МВт |
|
|
|
номинальная |
142 |
142 |
150 |
максимальная |
167 |
165 |
165 |
на конденсационном режиме |
120 |
120 |
120 |
2. Расход свежего пара, кг/с (т/ч) |
|
|
|
номинальный |
218,9 (788) |
218,9 (788) |
218,9 (788) |
максимальный |
225 (810) |
225 (810) |
225 (810) |
3. Давление свежего пара, МПа (кгс/см2) |
12,8 (130) |
12,8 (130) |
12,8 (130) |
4. Температура свежего пара, °С |
555 |
555 |
555 |
5. Тепловая нагрузка |
|
|
|
5.1. Производственная, кг/с (т/ч) |
|
|
|
номинальная |
93,1 (335) |
93,1 (335) |
106,9 (385) |
максимальная |
138,9 (500) |
138,9 (500) |
138,9 (500) |
5.2. Отопительная, МВт (Гкал/ч) |
|
|
|
номинальная |
133,7 (115) |
139,5 (120) |
93,0 (80) |
максимальная |
162,8 (140) |
162,8 (140) |
133,7 (115) |
6. Пределы изменения давления в отборах, МПа (кгс/см2) |
|
|
|
6.1. П-отбор |
1,18-2,06 (12-21) |
1,18-2,06 (12-21) |
0,88-1,47 (9-15) |
6.2. Т-отбор |
|
|
|
верхний |
0,059-0,245 (0,6-2,5)* |
0,059-0,245 (0,6-2,5)* |
0,059-0,245 (0,6-2,5)* |
нижний |
0,039-0,118 (0,4-1,2) |
0,039-0,118 (0,4-1,2) |
0,039-0,118 (0,4-1,2) |
7. Количество ступеней ЦВД/ЦНД, шт. |
13/12 |
13/11 |
14/10 |
8. Расчётная температура питательной воды, °С |
232 |
232 |
232 |
9. Расчётная температура охлаждающей воды, °С |
20 |
27 |
27 |
10. Расчётный расход охлаждающей воды, м3/ч |
13500 |
13500 |
13500 |
11. Поверхность охлаждения конденсатора, м2 |
6000 |
6000 |
6000 |
* При ступенчатом подогреве сетевой воды с отключённой диафрагмой верхнего отбора, а при независимом поддержании в каждом отборе (включены обе диафрагмы) пределы регулирования давления составляют: в верхнем отборе 0,088-0,245 МПа (0,9-2,5 кгс/см2), в нижнем отборе 0,039-0,196 МПа (0,4-2,0 кгс/см2) |
При высоком солесодержании исходной воды химическое обессоливание дополняется термическим с использованием испарительной установке (ИУ) 23. В состав ИУ входит два испарителя и охладитель вторичного пара. Конденсат греющего пара от ИУ отводится в соответствующий ПНД (на рис. 3.1 отвод не показан).
Утечка воды в ТС компенсируется умягчённой деаэрированной водой от подпиточной установки. Она состоит из ВПУ с предочисткой, механической очисткой и умягчением исходной воды (например, одно- или двухступенчатого Na-катионированием). Такая ВПУ может представлять собой часть описанной выше ВПУ 36, предназначенной для восполнения потерь пара и конденсата. Умягчённая вода после ВПУ направляется в подпиточный деаэратор 9 атмосферного типа (0,12 МПа), а затем подпиточным насосом через регулятор подпитки 33 подаётся во всасывающий коллектор СН 1-го подъёма. Импульс на регулятор подпитки поступает от перемычки СН 2-го подъёма. Если расход подпиточной воды не соответствует величине утечки в ТС, меняется давление в импульсной линии, что приводит к открытию или прикрытию регулятора для восстановления требуемого давления сетевой воды.
Приведённая выше схема ТФУ и подпиточной установки ТЭЦ применяется в закрытой системе теплоснабжения (СТЗ). Об этом свидетельствует использование встроенного пучка ВП конденсатора для подогрева обратной сетевой воды, хотя выработка электроэнергии была бы больше при охлаждении ВП подпиточной водой или общим потоком исходной воды перед ВПУ. Однако его расход в СТЗ существенно меньше необходимого для охлаждения ВП.
В открытой системе теплоснабжения (СТО) расход подпиточной воды, в качестве исходной воды для которой используется холодная вода из городского водопровода, вполне достаточен для охлаждения ВП. Один из упрощённых вариантов схемы подготовки подпиточной воды на производственно-отопительных ТЭЦ в СТО представлен на рис. 3
.
Рис. 3.2. Принципиальная тепловая схема подготовки подпиточной воды на ТЭЦ
1 – конденсатор турбины со встроенным пучком; 2 – ВПУ; 3 – декарбонизатор; 4 – вакуумный деаэратор ВД; 5 – трубопровод греющей воды на ВД; 6, 7 – СП (нижний и верхний) СП; 8 – байпас верхнего СП
Обычно подогрев исходной воды в ВП конденсатора производится до 30-40 °С. Далее она умягчается на ионообменных фильтрах ВПУ, освобождается от двуокиси углерода в декарбонизаторе и от кислорода в вакуумном деаэраторе ВД. В качестве греющего теплоносителя в ВД используется сетевая вода с температурой не ниже 100 °С, которая отбирается после ПВК (на рис. 3.2 не показаны), а при их отключении – после верхнего СП. Это обеспечивает необходимое качество деаэрации подпиточной воды при температуре 70-75 °С, поскольку в ВД с помощью пароструйного эжектора поддерживается абсолютное давление на уровне 32-39 кПа (0,32-0,39 кгс/см2). Применение ВД обеспечивает дополнительную выработку электроэнергии и экономию затрат на водоподготовку обессоленной воды по сравнению с атмосферным деаэратором, для работы которого в СТО необходим значительный расход греющего пара. Размещать ВД необходимо на высоте 10 м от максимального уровня воды в установленных на ТЭЦ баках-аккумуляторах.
Несмотря на неоспоримые преимущества, эффективность применения ВД во многом определяется соответствием их монтажа и уровня эксплуатации нормативным требованиями. Необходим постоянный контроль стабильности температурного режима, герметичности вакуумной системы и качества отвода выпара из ВД с обеспечением конденсации содержащегося в нём пара в специально установленном охладителе выпара.
На современных производственно-отопительных ТЭЦ в зависимости от структуры и уровня тепловых нагрузок помимо турбин типа ПТ могут дополнительно устанавливаться турбины типа Т с отопительными отборами и (или) типа Р с производственным противодавлением. К числу основных заводов-изготовителей теплофикационных турбин относятся:
Уральский турбинный завод (УТЗ, г. Екатеринбург)1 – турбины мощностью 30…285 МВт. Для ТЭЦ предприятий с умеренной паровой нагрузкой УТЗ выпускает турбины Тп-185/220-130-2 и Тп-185/220-130-4.
Силовые машины (СМ, г. Санкт-Петербург)2 - турбины мощностью 25…185 МВт.
Калужский турбинный завод (КТЗ, г. Калуга)3, входящий в состав компании СМ – турбины мощностью 0,5…30 МВт для производственных ТЭЦ небольших и средних предприятий.
Тип и количество энергетических котлов для производственно-отопительной ТЭЦ должен быть согласован с характеристиками устанавливаемых турбин по начальным параметрам пара и максимальному расходу пара на турбины с учётом необходимого отпуска технологического пара через РОУ и расчётного отпуска теплоты из регулируемых отборов. Дефицит отпуска теплоты между расчётной нагрузкой по сетевой воде и расчётным отпуском теплоты от турбин в тепловые сети собственных и сторонних потребителей должен быть обеспечен выбором ПВК с минимально возможным запасом по теплопроизводительности. Выбор энергетических котлов и ПВК целесообразно осуществлять с помощью Интернет-ресурсов по сайтам заводов-изготовителей: Таганрогского котлостроительного завода «Красный котельщик» (ТКЗ, г. Таганрог)4;
Производственного комплекса «СИБЭНЕРГОМАШ» (г. Барнаул)5;
Подольского машиностроительного завода (ЗИО, г. Подольск)6;
Дорогобужкотломаш (ДКМ, г. Дорогобуж)7.
Важным преимуществом паротурбинных ТЭЦ по сравнению с раздельным энергоснабжением является снижение уровня вредного воздействия на окружающую среду. Это обусловлено снижением потребления топлива при одинаковом производстве электроэнергии и теплоты в схемах комбинированного и раздельного энергоснабжения, что приводит к соответствующему снижению газообразных выбросов в атмосферу, включая парниковые газы, выбросов золы, тепловых сбросов в водоёмы, а также сокращению площадей под золоотвалами и т.п.
Годовые отчёты по эксплуатации ТЭЦ должны содержать основные технико-экономические показатели (ТЭП) за отчётный период. ТЭП производственно-отопительной ТЭЦ обычно получают в результате расчёта тепловой схемы, методика расчёта которой изложена в технической литературе. К основным ТЭП относятся уже знакомые нам КПИТ и удельные расходы УТ на отпуск ЭЭ и ТЭ. Сопоставление основных ТЭП паротурбинных, газотурбинных и парогазовых ТЭЦ будет представлено ниже.