Энергоснабжение предприятий
Пиковые паровые нагрузки технологических потребителей покрываются от паровых котлов через редукционно-охладительные установки (РОУ), а пиковые нагрузки потребителей сетевой воды — от пиковых водогрейных котлов (ПВК) в соответствии с выражением Избыточная теплопроизводительность однотипных ПВК должна быть минимальной. Расчётная часть курсовой работы была выполнена на бумажных носителях… Читать ещё >
Энергоснабжение предприятий (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Иркутская государственная сельскохозяйственная академия Энергетический факультет Кафедра электроснабжения и электротехники
Курсовая работа
по энергоснабжению
На тему: Энергоснабжение предприятий
Выполнил студент Еременко Олег
3 курс энергетического ф-та, специальность 140 211,65; шифр Проверила Лукина Галина Владимировна Иркутск
- ВВЕДЕНИЕ
- 1. ПРОМЫШЛЕННО-ОТОПИТЕЛЬНАЯ ТЭЦ. ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
- 1.1 Производственно-технологические потребители (пар)
- 1.1.1 Расчетная технологическая нагрузка с учетом потерь в тепловых сетях
- 1.1.2 Годовой отпуск теплоты технологическим потребителям, ГДж
- 1.1.3 Годовой график технологических нагрузок
- 1.2 Коммунально-бытовые и производственные потребители (горячая вода)
- 1.2.1 Расчетные тепловые нагрузки
- 1.2.2 Средние тепловые нагрузки
- 1.2.3 Годовой расход теплоты
- 1.3 Отпуск теплоты по сетевой воде
- 1.3.1 Расчетная сантехническая нагрузка
1.3.2 Средние нагрузки () и годовые расходы теплоты ()
- 1.3.3 Годовой расход теплоты на сантехнические нужды промпредприятия
- 1.3.4 Расчетная нагрузка потребителей сетевой воды
- 1.3.5 Годовой отпуск по сетевой воде
- 2. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ
- 3. ГОДОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЭЦ
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- ВВЕДЕНИЕ
- Целью данной расчётно — графической курсовой работы является более глубокое ознакомление с предприятием, оборудованием и работой Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), в зависимости от его местонахождения и средне — годовых погодных условий в данном регионе, а также выявление и закрепление полученных знаний, накопленных в течении курса лекций по дисциплине «Энергоснабжение».
- В данной курсовой работе, согласно методическим указаниям к курсовой работе «Энергоснабжение предприятий», приведены расчёты и выбор основного оборудования источника теплоснабжения промышленного предприятия
- Расчётная часть курсовой работы была выполнена на бумажных носителях и перенесена с помощью персонального компьютера в программном обеспечении Microsoft Word на электронный носитель. Графики выполнены в программном обеспечении Microsoft Excel и на миллиметровой бумаге формата А4 от руки.
1. ПРОМЫШЛЕННО-ОТОПИТЕЛЬНАЯ ТЭЦ. ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
1.1 Производственно-технологические потребители (пар)
1.1.1 Расчетная технологическая нагрузка с учетом потерь в тепловых сетях
Где, , — энтальпии технологического пара, обратного конденсата и холодной воды зимой, кДж/кг;
— доля тепловых потерь в паровых сетях (принимается в пределах от 0,04 до 0,06);
расчетный отпуск пара на производственно-технологические нужды, кг/с;
доля возврата (принимается в пределах от до)
1.1.2 Годовой отпуск теплоты технологическим потребителям, ГДж
годовое время использования максимума технологической нагрузки, ч
1.1.3 Годовой график технологических нагрузок
0,407
0,36
относительная величина средней технологической нагрузки месяца i, ГДж сумма относительных величин средних технологических нагрузок по месяцам за год, ГДж
№ п/п | Относительная среднетехническая нагрузка по пару (по мес.) | Абсолютная среднетехническая нагрузка по пару (по мес.) | ||
4,1 | 0,45 | |||
0.92 | 3,7 | 0,407 | ||
0.81 | 3,3 | 0,36 | ||
0.65 | 2,6 | 0,29 | ||
0.59 | 2,4 | 0,26 | ||
0.57 | 2,3 | 0,25 | ||
0.55 | 2,25 | |||
0.56 | 2,29 | 0,25 | ||
0.63 | 2,5 | 0,28 | ||
0.75 | 3,07 | 0,33 | ||
0.88 | 3,6 | 0,39 | ||
0.95 | 3,8 | 0,42 | ||
1.2 Коммунально-бытовые и производственные потребители (горячая вода)
1.2.1 Расчетные тепловые нагрузки
1. Расчетная нагрузка на отопление, ВТ (МВт) и ГДж/ч
100*261 0000(1+0,25)=326 250 000 Вт 326,2 МВт Где укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади, ВТ/м2;
общая площадь жилых зданий, м2;
м2
норма общей площади в жилых зданиях на 1 чел. (может приниматься равной 18 м2/чел.);
коэффициент, учитывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий.
1. Расчетная нагрузка вентиляции, Вт (МВт) и ГДж/ч Где коэффициент, учитывающий долю теплового потока на вентиляцию общественных зданий (для зданий постройки после 1985 г.).
2. Расчетная нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч Где укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на 1 чел., Вт/чел.
3. Расчетная нагрузка коммунально-бытовых потребителей, Вт (МВт) и ГДж/ч
1.2.2 Средние тепловые нагрузки
1. Средняя нагрузка отопления, Вт (МВт) и ГДж/ч
Где средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий
(для жилых и общественных зданий, для производственных зданий);
расчетная для отопления и средняя за отопительный период температуры наружного воздуха.
2. Средняя нагрузка вентиляции, Вт (МВт) и ГДж/ч
3. Средняя за отопительный период нагрузки горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч
МВт
4. Средняя за неотапливаемый период нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч
Где и соответственно температуры холодной (водопроводной) воды в отопительный и неотапливаемый период;
коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному;
для жилых и общественных зданий;
для курортных и южных городов; для промышленных предприятий).
5. Средняя за отопительный период нагрузка коммунально-бытовых потребителей
1.2.3 Годовой расход теплоты
1. Годовой расход теплоты на отопление, ГДж
Где длительность отопительного периода, ч.
2. Годовой расход теплоты на вентиляцию, ГДж
Где ч — время работы за сутки систем вентиляции общественных зданий.
3. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение, ГДж
)
4. Годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды, ГДж
1.3 Отпуск теплоты по сетевой воде
Сантехническая нагрузка промышленного предприятия покрывается сетевой водой и суммируется с коммунально-бытовой нагрузкой.
1.3.1 Расчетная сантехническая нагрузка
1.3.2 Средние нагрузки () и годовые расходы теплоты ()
1.3.3 Годовой расход теплоты на сантехнические нужды промпредприятия
1.3.4 Расчетная нагрузка потребителей сетевой воды
1.3.5 Годовой отпуск по сетевой воде
Где q-доля тепловых потерь в тепловых сетях (принимается в пределах от 0,04 до 0,06 при надземной прокладке и от 0,02 до 0,04 при подземной прокладке, если прокладываемые трубопроводы изолированы пенополиуретаном (ППУ) и имеют гидроизоляционную оболочку (ГО) из полиэтилена).
= +(+)(1+q) (30)
По формуле (30) получаем:
= 255,4 + (424 + 140) • (1 + 0,04) = 841,96 МВт Исходные данные и результаты тепловых нагрузок сводим в таблицу. По результатам расчета нагрузок потребителей сетевой воды строится график тепловых нагрузок по продолжительности.
Таблица 2 — Исходные данные (ИД)
Характеристика | Условное обозначение | Источник | Исходные данные по шифру | |
1. Расчётная нагрузка по промпару, кг/с | Табл. 1 | |||
2. Параметры промпара: | ||||
2.1. Давление, МПа | pП | Табл. 3 | ||
2.2. Температура, ?С | tП | Табл. 3 | ||
2.3. Энтальпия, кДж/кг | hП | [19] | 2839,2 | |
2.4. Годовое время использования макс. пара, ч | Табл. 3 | |||
3. Обратный конденсат: | ||||
3.1.Доля возврата | К | Табл. 3 | 0,85 | |
3.2. Температура, ?С | tК | Табл. 3 | ||
3.3. Энтальпия, кДж/кг | hК | [19] | 398,8 | |
4. Расчётная нагрузка по горячей воде, МВт: | ||||
4.1. Отопления и вентиляции промпредприятия | Табл. 1 | |||
4.2. ГВС промпредприятия | Табл. 1 | |||
5. Климатические условия города: | ||||
5.1. Расчётная температура наружного воздуха, ?С | Приложение Е, табл. 5 | — 45 | ||
5.2. Средняя температура за отопительный период, ?С | tО | Приложение Е, табл. 5 | — 9,5 | |
5.3. Расчетный тепловой поток на отопление, Вт/м2 | qо | Приложение С, табл. 3 | ||
5.4. Средний тепловой поток на ГВС, Вт/чел | qГ | Приложение D, табл. 4 | ||
5.5. Продолжительность отопительного периода, ч | hо | Приложение Е, табл. 5 | ||
6. Численность населения, чел | m | Табл. 2 | ||
7.Система теплоснабжения | Табл. 1 | СТ0 | ||
8. Топливо | Табл. 3 | Твердое | ||
Таблица 3 — Тепловые нагрузки потребителей
Характеристика | Условное обозначение | Формула или источник | Расчёт | |
1. Потребители технологического пара: | ||||
1.1. Расчётная нагрузка, МВт | 241,2 | |||
1.2. Годовой отпуск теплоты, млн. ГДж | 3,6 hП 10−6 | |||
1.3. То же как сумма среднемесячных нагрузок | Значения среднемесячных относительных нагрузок по Приложению В, табл. 2 | 33 850 586,88 | ||
1.4. Отпуск теплоты по месяцам, млн. ГДж | ||||
Январь | QП1 | 431 219,9 | ||
Февраль | QП2 | 396 722,3 | ||
Март | QП3 | 349 288,1 | ||
Апрель | QП4 | 280 292,9 | ||
Май | QП5 | 254 419,7 | ||
Июнь | QП6 | 245 795,3 | ||
Июль | QП7 | 237 170,9 | ||
Август | QП8 | 241 483,1 | ||
Сентябрь | QП9 | 271 668,5 | ||
Октябрь | QП10 | 323 414,9 | ||
Ноябрь | QП11 | 379 473,5 | ||
Декабрь | QП12 | 409 658,9 | ||
2. Потребители сетевой воды: | ||||
2.1. Коммунально-бытовые: | ||||
2.1.1. Расчётная нагрузка, МВт: | ||||
Отопления | q0 mf (1+ k1) | 236,9 | ||
Вентиляции | q0 A k1 k2 | 28,5 | ||
ГВС | qГ т 10−6 | 43,16 | ||
Суммарная | 308,56 | |||
2.1.2.Средняя нагрузка, МВт | ||||
Отопления | (tв — tо)/(tв —) | 108,45 | ||
Вентиляции | (tв — tо)/(tв —) | 17,27 | ||
ГВС зимняя | 43,16 | |||
ГВС летняя | (55 — tХЛ) в/ (55 — tХ) | 27,62 | ||
2.1.3. Годовой отпуск теплоты, млн. ГДж | ||||
На отопление | h0 | 20 061 417,6 | ||
На вентиляцию | 3,6 [ h0 z/24] | 1 374 278,4 | ||
На ГВС | 3,6[ h0 + (8400 — h0) | 1 130 612,4 | ||
Итого | 22 566 308,4 | |||
2.2. Санитарно-технические: | ||||
2.2.1. Годовой отпуск теплоты, млн. ГДж | ||||
На отопление и вентиляцию | 3,6[(- tО)/(-)] hО | 904 780,8 | ||
На ГВС | 3,6[(hО+в (8400-h0)(tГ — tХЛ)/(tГ — tХ)] | 2 209 935,6 | ||
Итого | 3 114 716,4 | |||
Продолжение таблицы 3 | ||||
2.3. Суммарное теплопотребление по сетевой воде | ||||
2.3.1. Расчётная нагрузка с потерями в тепловых сетях, МВт | (1+q) | 455,06 | ||
2.3.2. Годовой отпуск теплоты, млн. ГДж | 6,132 485 | |||
2.3.3. То же с потерями в тепловых сетях, млн. ГДж | (1+q) | 26 708 265,792 | ||
1. По результатам расчёта нагрузок потребителей сетевой воды построен график тепловых нагрузок по продолжительности (см. рис.2).
2. Результаты расчётов мощности отбора, обеспечения потребления тепла W, годовой продолжительности использования мощности сведены в таблицу 2.
Таблица 4 — Обеспечение потребления тепла за счёт отбора турбин
Показатели | Коэффициент теплофикации, б | ||||||||
1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | |||
Мощность отбора, (МВт) | 705,1 | 635,32 | 564,73 | 494,14 | 423,55 | 352,96 | 282,37 | ||
Обеспечение потребления W | МВт•ч | ||||||||
% | |||||||||
Годовая продолжительность использования мощности ТИСП, ч | 5534,36 | 5892,42 | 6340,06 | 6915,55 | 7682,87 | 8757,11 | 10 368,46 | ||
3. Выводы: По результатам таблицы 2 самый близкий по значению коэффициент теплофикации, для города Новгород, является 1,0. Годовая продолжительность использования мощности в Новгороде составляет 5280 часов, расчётная 5534,36 часов. Исходя из данных, промышленное предприятие полностью обеспечивает годовую продолжительность использования мощности.
2. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ
В курсовую работу предполагается, что в качестве основного источника теплоснабжения сооружается паротурбинная ТЭЦ. К основному оборудованию ТЭЦ относят паровые (ПК) и водогрейные котлы (ПВК) и паровые турбины (ПТ, Т, Р) осуществляется по расчетным тепловым нагрузкам, характеристикам выбираемых паровых турбин и расчетным значениям коэффициентов теплофикации по пару и сетевой воде, которые должны меняться в пределах соответственно При этом используется выражения Выбираем 2е ПТ-50/60−12,8/0,7
Выбираем 2е ПТ-60/75, 2е Т-110/120
Где — расчетный отпуск пара из производственных отборов и противодавления выбранных турбин типа ПТ и Р, кг/с;
— расчетный отпуск теплоты из отопительных отборов и встроенных пучков конденсаторов выбранных турбин типа Т и ПТ, МВт.
Паровые (ПК) и водогрейные котлы (ПВК) выбираются, исходя из требуемой парои теплопроизводительности по соответствующим характеристикам выпускаемых котлов.
При выборе основного оборудования ТЭЦ необходимо стремиться к выполнению следующих условий:
1. Уменьшению числа агрегатов, за счет увеличения их единичной мощности.
2. Преимущественному выбору однотипного оборудования, обеспечивающего требуемые виды теплопотребления. Рекомендуется начинать выбор с турбин типа ПТ, обеспечивая достижение оптимального значения и проверяя получаемое при этом значение. Если отличается от рекомендуемого, то для его увеличения необходимо добавить турбины типа Т, а для его уменьшения — убавить количество турбин типа ПТ, добавив соответствующее количество турбин типа Р.
3. Встроенные пучки конденсаторов турбин типа Т и ТП используются для подогрева подпиточной воды в СТО или обратной сетевой воды перед сетевыми подогревателями в СТЗ.
4. Пиковые паровые нагрузки технологических потребителей покрываются от паровых котлов через редукционно-охладительные установки (РОУ), а пиковые нагрузки потребителей сетевой воды — от пиковых водогрейных котлов (ПВК) в соответствии с выражением Избыточная теплопроизводительность однотипных ПВК должна быть минимальной.
5. Выбор типа и количества паровых котлов производится по сумме максимальных расходов свежего пара на все турбины () и РОУ () с коэффициентом 1,02 для компенсации неучтенных потерь в цикле ТЭЦ, кг/с
— энтальпии свежего пара и питательной воды паровых котлов, кДж/кг;
— КПД РОУ.
Котлы должны быть однотипными и обеспечивать минимальный запас по паропроизводительности.
Таблица 5 — Выбор основного оборудования ТЭЦ
Характеристика | Условное обозначение | Формула или источник | Расчёт | |
1. Паровые турбины (ПТ) | ||||
1.1. Турбины типа ПТ и Р | ||||
1.1.1. Типоразмер турбин | ||||
1.1.1.1. Типа ПТ | Приложение F, табл. 6 | |||
1.1.1.2. Типа Р | ||||
1.1.2. Количество турбин, шт. | ||||
1.1.2.1. Типа ПТ | nПТ | Принято | ||
1.1.2.2. Типа Р | nР | Принято | ||
1.1.3. Расчётная нагрузка П-отбора и противодавления, кг/с | ||||
1.1.4. Расчётный коэффициент теплофикации по пару | 0,91 | |||
1.1.5. Расчётная нагрузка Т-отбора и ВП, МВт | Приложение F, табл. 6 | |||
1.1.6. Максимальный расход пара на ПТ, кг/с | Приложение F, табл. 6 | |||
1.1.7 Установленная электрическая мощность, МВт | NПТ, Р | NПТ + NР | ||
1.2. ПТ типа Т | ||||
1.2.1. Типоразмер турбин | Приложение F, табл. 6 | |||
1.2.2. Количество турбин, шт | nТ | Принято | ||
1.2.3. Расчётная нагрузка Т-отбора и ВП, МВт | Приложение F, табл. 6 | |||
1.2.4. Расчётный коэффициент теплофикации по сетевой воде | (+)/ | 0,49 | ||
1.2.5. Максимальный расход пара на Т, кг/с | Приложение F, табл. 6 | |||
1.2.6. Установленная электрическая мощность, МВт | NТ | nТ NТ | ||
1.3. Установленная электрическая мощность ТЭЦ, МВт | NТЭЦ | NПТ, Р + NТ | ||
2. Паровые котлы (ПК) и РОУ | ||||
2.1. Параметры свежего пара и питательной воды: | ||||
2.1.1. Давление пара, Мпа | p0 | Приложение К, табл. 7 | 13,8 | |
2.1.2. Температура пара, ?С | t0 | Приложение К, табл. 7 | ||
2.1.3. Энтальпия пара, кДж/кг | h0 | [19] | 2845,73 | |
2.1.4. Температура питательной воды, ?С | tПВ | Приложение К, табл. 7 | ||
2.1.5. Энтальпия воды, кДж/кг | hПВ | [19] | 21,4191 | |
2.2. Расход свежего пара на РОУ, кг/с | — )(hП — hПВ)/(h0 зРОУ — hПВ) | 47,844 | ||
2.3. Требуемая паропроизводительность ПК, кг/с | 1.02(+ +) | 128,15 | ||
2.4. Тип устанавливаемых ПК | Приложение К, табл. 7 | Е — 480 — 18,8 ГМ | ||
2.5. Количество ПК, шт | nПК | Принято | ||
2.6. Номинальная паропроизводительность котла, кг/с | Приложение К, табл. 7 | 133,3 | ||
2.7. Установленная паропроизводительность ПК, кг/с | nПК | |||
3. Пиковые водогрейные котлы (ПВК) | ||||
3.1. Расчётная нагрузка, МВт | — (+) | 231,06 | ||
3.2. Тип устанавливаемых ПВК | Приложение L, табл. 8 | КВ — ГВ — 100; КВ — ГВ — 50; КВ — ГВ — 10; | ||
3.3. Количество, шт | nПВК | Принято | ||
3.4. Номинальная теплопроизводительность котла, МВт | Приложение L, табл. 8 | 166; 58,2; 11,6; | ||
3. ГОДОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЭЦ
Годовая выработка электроэнергии Э определяется в предложении, что ТЭЦ эксплуатируется по тепловому графику. В наиболее общем случае состава основного оборудования, т. е. при установке на ТЭЦ турбин типа ПТ, Р и Т, она складывается из выработки электроэнергии на технологическом (пар) и отопительном (сетевая вода) теплопотреблении, рассчитываемых по формулам, кВт*ч Где — нагрузка производственных отборов выбранных турбин типа ПТ и Т
— нагрузка отопительных отборов выбранных турбин типа ПТ и Т, МВт;
— годовой коэффициент теплофикации по пару и сетевой воде;
— коэффициенты аварийного и ремонтного простоя (среднегодовые значения ориентировочного принимаются равными соответственно 0,98 и 0,92…0,94);
— средневзвешенные значения удельной выработки электроэнергии на технологическом и отопительном теплопотреблении, которые представляют собой, кВт*ч/ГДж
Соответствующие значения удельной выработки электроэнергии для выбранных типов турбин Годовой расход условного топлива на ТЭЦ складывается из годовых расходов на отпуск электроэнергии () и теплоты (), вычисляемых по формулам паротурбинный теплоэлектроцентраль турбина
— 3
— 3
Где — удельный расход топлива на отпуск электроэнергии и теплоты от ТЭЦ с высокими параметрами пара (ориентировочно: при работе на ГМ и, а на Т соответственно — 0,354 кгут/кВт*ч и 34,5 кгут/ГДж);
— удельный расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ (ориентировочно: при работе на ГМ равен 7…7,5%, а на Т — 9…9,5%).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В расчётно — графической курсовой работе представлен выбор основного оборудования для обеспечения нормальной работы промышленного предприятия, а именно турбины типа ПТ — 60/75 — 12,8/1,3; Т-110/120−12,8; водогрейных котлов марки КВ — ГМ — 180; КВ — ГМ — 30 и парового котла марки Е — 500 — 13,8 ГМН, на основании расчётов. Также на основании расчётов и представленных графиков доказана эффективность организации работы ТЭЦ в данном регионе. Изображён график нагрузки по продолжительности. Приведены принципиальные схемы: турбины типа ПТ — 60/75 — 12,8/1,3, а также парового котла в СТО.
1 Лукина Г. В. Подъячих С.В. Методические указания к курсовой работе Энергоснабжение предприятий. 2012.
2 Трухний А. Д. Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. 2002.
3 Деев Л. В. Балахничев Н.А. Котельные установки и их обслуживание. 1990.