Создание ТЭЦ, работающей на отходах деревообрабатывающего производства

Исходные данные

Исходные данные взятые из письма Заказчика:

• · - температура пара, поступающего на технологию, ⁰С 180 -190
• · - температура пара, поступающего на отопление, ⁰С 190
• · - основное топливоотходы деревообрабатывающего производства;
• · - резервное топливо — отсутствует
• · - общий расход тепла на отопление, вентиляцию, Гкал/ч (т/ч) 26 (43)
• · - расход пара на технологию круглогодично, Гкал/ч (т/ч) 14 (23)
• · - в летнее время избыток тепла использовать для выработки электроэнергии.

Предлагаемые предпроектные предложения

Исходя из требований Заказчика к количеству и температуре вырабатываемого пара и вырабатываемой электроэнергии, предлагается три варианта ТЭЦ, которые располагаются по мере возрастания стоимости и экономичности.

I вариант.

ТЭЦ, состоящая из следующих отделений.

Котельное отделение:

— Паровые котлы КЕ-25−14−225 МТД -3 шт, работающие на отходах деревообрабатывающего производства, производства ОАО «Бийскэнергомаш».

Технические характеристики котла следующие:

• -паропроизводительность, т/ч -25
• -давление пара, кгс/см² — 14
• -температура перегретого пара, ⁰С — 225
• -габариты котла (длина х ширина х высота), мм- 12 640×8120×7600
• -горелочное устройство — РПК 1100/91,5, топка скоростного горения

В стандартной компоновке котел комплектуется стальным воздухоподогревателем марки ВП-498, вентилятором ВДН-12,5−1000, дымососом ДН-17 -1000, системой автоматики на базе щитов МЗТА.

Кроме котлов в состав котельного отделения ТЭЦ входят:

• — установка химводоочистки;
• — установка деаэрационно-питательная в составе атмосферного деаэратора и питательных насосов;
• — установка теплоснабжения в составе пароводяных теплообменников, сетевых и подпиточных насосов;
• — установка топливоснабжения в составе галереи топливоподачи, бункеров запаса топлива, регуляторов и питателей топлива;
• — установка золоулавливания;
• — установка шлакоудаления;
• — установка общекотельного КИПиА;
• — установка электросиловой части в составе электросиловых щитов, пускателей, РУСН или КТП;
• — установка отопления и вентиляции котельной;
• — установка водопровода и канализации котельной;
• — газоходы, воздуховоды, трубопроводы обвязки котлов и оборудования с арматурой, кабельная продукция и др.;
• — установка дымовой трубы;

здание ТЭЦ с необходимыми служебными и бытовыми помещениями. турбогенератор котельный теплоэлектроцентраль Турбинное отделение:

• — Паровая турбина конденсационная марки К-6−1,6 У -1 шт.
• — Электрогенератор Т-6−2У3 — 1 шт.
• — Трубопроводы и арматура обвязки турбин.
• — Электросиловая продукция (кабели и т. д.) обвязки электрогенераторов.

Техническая характеристика турбины К-6−1,6Уприведена в таблице.

В комплект поставки турбины производства ОАО «Калужский турбинный завод» входят конденсатор, маслоохладитель с маслобаком, а также трубопроводы обвязки турбины по пару, конденсату, маслу.

В комплект поставки электрогенератора производства ЗАО «Привод» г. Лысьва входят система возбуждения (станция управления, силовой трансформатор, возбудитель), аппаратура теплового контроля, ЗИП, приспособления для монтажа и обслуживания.

Основные технические характеристики турбогенератора:

• · - электрическая мощность, кВт 6 000
• · - генераторное напряжение, В 6 300
• · - частота вращения, об/мин 3 000
• · - КПД, % 97,6
• · - масса, кг 20 000

Для охлаждения конденсаторов и маслоохладителей требуется водонасосная станция производительностью 2700 м³/ч и градирня.

Выбор вышеуказанного оборудования обоснован следующим образом. Заказчику необходимо на технологию получать пар Р=13 кгс/см² и.

t = 180−190 ⁰С в количестве 23 т/чкруглогодично, а на отопление зимой нужен пар Р= 13 кгс/см² и t= 190 ⁰C в количестве 43 т/ч (26 Гкал/ч). С учетом потерь в паропроводах на выходе из котельной должна быть температура пара не менее 205−210 ⁰С. Такую температуру пара (225 ⁰С) выдают котлы КЕ-25−14−225-МТД. Общий максимальный расход пара зимой равен.

43 + 23 = 66 т/ч. Поэтому к установке предлагаются 3 котла КЕ-25−14−225 МТД (производительность общая 75 т/ч). В то же время Заказчик хочет получать электроэнергию в летнее время за счет избытка пара в количестве 50 т/ч. Так как в летний период пар после турбины не используется, к установке предлагается турбина конденсационная на 6 МВт типа К-6−1,6У.

Ориентировочные стоимости (включая НДС) всего комплекса ТЭЦ следующие:

• 1. Котельное отделение — 135 млн руб.
• 2. Турбинное отделение — 35 млн руб.
• 3. Градирня и насосная станция — 18 млн руб.

Количество обслуживающего персонала следующее:

• 1. Котельное отделение — 45 чел.
• 2. Турбинное отделение — 5 чел.
• 3. Градирня и насосная станция — 5 чел.

В численности персонала не учтены АУП, бухгалтерия, охрана, служба транспорта, МТС, которые входят в состав персонала основного предприятия.

II вариант.

Отличается от I варианта установкой котлов КЕ-25−14−225 С. Предлагается установить на эти котлы «топки кипящего слоя». Эти топки имеют целый ряд преимуществ по сравнению с топками слоевого сжигания топлива, которыми оборудованы котлы КЕ-25−14−225МТД. Это следующие преимущества:

• 1. Более высокий к п д топки (82−84% против 72−80%).
• 2. Меньшая чувствительность к качеству сжигаемого топлива и его влажности.
• 3. Более широкий диапазон регулирования производительности топки.
• 4. Улучшение экологических характеристик удаляемых дымовых газов.

Реконструкция котлов увеличивает стоимость котельного отделения на.

10 млн руб. по сравнению с I вариантом. Все остальное остается полностью аналогичным I варианту.

Основным недостатком двух вышеприведенных вариантов является следующее:

• 1. Котлы КЕ-25−14−225 МТД и котлы КЕ-25−14−225 С с топкой «кипящего слоя» рассчитаны на сжигание отходов с содержанием опилок не более 20% от общей массы топлива, остальное должно быть коро-древесные отходы.
• 2. Очень малое время работы паровой турбины (только в летний период), установка дорогостоящего оборудования для конденсационной турбины (градирня, насосная станция, необходимость иметь большой источник водозабора и т. д.). Вследствие этого ТЭЦ на базе этих вариантов будет иметь большой срок окупаемости, высокую себестоимость вырабатываемого пара и электро-энергии, низкую экономическую эффективность капитальных затрат.

III вариант.

В большей степени лишен недостатков вариантов I и II. Является более экономичным, с меньшим сроком окупаемости и меньшей себестоимостью пара и электроэнергии.

Котельное отделение:

В качестве источника пароснабжения предлагаются 3-х паровых котла новой конструкции Е- 25−3,9−440 ДФТ с параметрами пара: D= 25т/ч, Р= 4,0 МПа (40 кгс/см²), t = 440 ⁰С. Котлы специально разработаны для сжигания отходов деревообрабатывающего производства. Оснащены мембранной топкой и предтопком «кипящего слоя».

Технические характеристики котла следующие:

• · -паропроизводительность, т/ч — 25
• · -давление пара, кгс/см² — 40
• · -температура перегретого пара, ⁰С — 440
• · -горелочное устройство — топка «кипящего слоя» с предтопком.
• ·

Котел комплектуется стальным воздухоподогревателем, вентилятором ВДН-12,5−1500, дымососом ДН-19 -1000, вентилятором горячего дутья ВГД-16SД, импортной системой автоматики на базе микропроцессоров.

Основные преимущества нового котла по сравнению с раннее предложенными следующие:

• 1 Экранированный предтопок позволяет дополнительно генерировать до 10−12% тепла и, соответственно, повысить паропроизводительность котла, а также его КПД за счет снижения температуры уходящих газов.
• 2. Содержание опилок в массе топлива могут достигать 70%.
• 3. Высокий КПД котла до 86−87%.
• 4. Низкий избыток воздуха в предтопке a=0,3−0,5 позволяет гарантированно обеспечить безшлаковый режим работы «кипящего слоя».

Набор остального оборудования котельного отделения остается аналогично.

I варианту.

Турбинное отделение:

• · - Паровая турбина с противодавлением и отбором марки ПР-6−3,4/1,0/0,1−1 -1 шт.
• · - Электрогенератор Т-6−2У3 — 1 шт.
• · - Трубопроводы и арматура обвязки турбин.
• · - Электросиловая продукция (кабели и т. д.) обвязки электрогенераторов

Техническая характеристика турбины приведена в таблице.

В комплект поставки турбины производства ОАО «Калужский турбинный завод» входят также маслоохладитель с маслобаком, а также трубопроводы обвязки турбины по пару, маслу.

В комплект поставки электрогенератора производства ЗАО «Привод» г. Лысьва входят система возбуждения (станция управления, силовой трансформатор, возбудитель), аппаратура теплового контроля, ЗИП, приспособления для монтажа и обслуживания.

Схема работы ТЭЦ следующая.

В зимний (отопительный) период работают все 3 котла и производят 66 т/ч пара (необходимое количество) с параметрами 40 кгс/см² и 440 ⁰С. Этот пар с давлением 36 кгс/см² и расходом 66 т/ч подается на турбину. Из промотбора турбины отбирается пар с давлением 14 кгс/см² и температурой 276 ⁰С в количестве 23 т/ч (14 Гкал/ч) и подается на технологические нужды предприятия. На нужды отопления и вентиляции подается мятый пар после турбины с температурой 195 ⁰С и давлением 2,5 кгс/см² в количестве 43 т/ч (24 Гкал/ч). Таким образом зимой полностью используется потенциал пара и при этом вырабатывается электроэнергия в количестве 6 МВт в час.

В летний период работает 1 котел. Вырабатывает пар в количестве 25 т/ч с параметрами 40 кгс/см² и 440 ⁰С и подает его на турбину. Промотбор на турбине закрыт. Весь пар после турбины с необходимыми параметрами подается на технологические нужды. Таким образом в летний период также полностью используется потенциал пара от 1 котла и при этом вырабатывается электроэнергия в количестве 3 МВт в час, т.к. турбина будет загружена на 50% своей мощности. 2 котла остаются в резерве и на них можно производить (при необходимости) ремонтные и наладочные работы.

Этот вариант позволяет ТЭЦ выдавать пар и электроэнергию круглогодично и, за счет экономии на покупной электроэнергии, значительно уменьшает срок окупаемости и повышает экономическую эффективность капитальных вложений.

Стоимость полного комплекса ТЭЦ (котельное + турбинное отделение) составляет 235 млн руб. (с НДС).

Количество персонала в котельном и турбинном отделении остается аналогичным I варианту.

Все стоимостные характеристики даны ориентировочно.

В стоимостных характеристиках всех 3-х вариантов не учтены все наружные сооружения и коммуникации (за исключением дымовой трубы котельного отделения), находящиеся за пределами стен ТЭЦ. Их стоимость Заказчиком определяет самостоятельно.

Данное предпроектное предложение носит ориентировочный характер в связи с малым объемом исходных данных, полученных от Заказчика.

Для проработки и выдачи компоновочного плана (М 1:500 или М 1:2000) размещения основных производственных участков такой ТЭЦ необходимо выполнить довольно значительный объем предпроектных работ, связанных с получением большого количества исходных данных и принятии на их основе технических решений.