ТЭЦ с энергоблоками мощностью 250МВт на природном газе. Расширение ТЭЦ парогазовой установкой

Уважаемая комиссия, представляю вам дипломный проект на тему “ТЭЦ с энергоблоками мощностью 250МВт на природном газе. Расширение ТЭЦ парогазовой установкой. Конструкция и тепловой расчет котла-утилизатора”.

В первой главе работы представлен расчет принципиальной тепловой схемы паросилового блока мощностью 250МВт. За основу я взял теплофикационную турбину Т-250/300-240. В ходе расчета были определены основные параметры процесса расширения пара в турбине, давления отборов, а также расходы на регенеративные и теплофикационные отборы. Последняя часть расчета включает в себя определение технико-экономических параметров блока. На листе 1 представлена развернутая тепловая схема блока Т-250/300-240.

После расчета тепловой схемы я произвел выбор основного и вспомогательного оборудования энергоблока. В качестве парогенератора я выбрал котел Пп-1000-25-545/545. Выбор обоснован необходимыми начальными параметрами пара, поступающего в турбину – 23.5МПа и 545С, а также необходимостью применения промежуточного перегрева пара. В качестве топлива был выбран природный газ. Этот вид топлива наиболее оптимально подходит для проектируемого энергоблока, так как является наиболее экологичным, что является определяющим фактором при выборе для электростанции, расположенной вблизи жилого комплекса. Прототипом котла был выбран ТГМП-314А таганрогского котельного завода. Чертежи с продольным и поперечным разрезами котла представлены на стенде. Во второй главе работы также был произведен выбор вспомогательного оборудования – конденсатора, регенеративных подогревателей, деаэратора (был выбран деаэратор неатмосферного типа ДП-1000) подогревателей сетевой воды, питательных и бустерных насосов, циркуляционных насосов, конденсатных насосов и вспомогательного оборудования котельного агрегата.

Третья глава работы посвящена котлу ТГМП-314А. В первых разделах главы представлено подробное описание котла, а также его трактов, затем был произведен расчет тепловой схемы котла. В первой части я рассчитал тепловую схему котла. В дильнейших разделах расчитаны радиационные поверхности нагрева, а также ширмовый пароперегреватель.

За расчетом котла следует расчет выбросов вредных веществ в атмосферу, и выбор высоты дымовой трубы.

Специальная часть проекта посвящена разработке парогазового блока для второй очереди строительства ТЭЦ. В качестве прототипа тепловой схемы была выбрана схема блока ПГУ-325, разработанная в 1995 году АО “Институт Теплоэлектропроект” совместно с АО ВТИ и АО “Фирма ОРГРЭС”. Основное оборудование блока включает две газотурбинных установки типа ГТЭ-110 производства “НПО Сатурн”, два котла-утилизатора П-88 (ЗИО Подольск), и одна паровая турбина К-110-6.5 производства ЛМЗ. Подробное описание тепловой схемы, оборудования, и компоновки блока приведены в первом разделе спецчасти, Тепловая схема блока ПГУ-325 и продольный разрез главного корпуса представлены на стенде.

Во втором разделе спецчасти я представил первую итерацию расчета тепловой схемы, основанную на тепловом расчете котла П-88, по итогам которого был построен процесс расширения пара в турбине.

Третий раздел посвящен котлу-утилизатору П-88, его продольный разрез, а также план котельного отделения представлены на листах 5 и 6. Котел П-88 рассчитан на два давления – 7 и 0.65МПа, и имеет горизонтальную компоновку. Все поверхности нагрева котла собраны в пакеты, связанные коллекторами, состоящие из 59 труб, собранных в 2 ряда по ходу газа. Поперек газохода устанавливается по 4 пакета, каждые 16 пакетов образуют отдельный блок, составляющий модульную конструкцию котла. Всего в котле установлено 8 таких блоков. В котле П-88 используется спиральное оребрение труб, в перегревателях – сплошное, в остальных поверхностях – просечное. Подробнее с конструкцией котла П-88 вы можете ознакомиться  в третьем разделе спецчасти.

Четвертый и основной раздел посвящен поверочному расчету котла-утилизатора П-88. Основной задачей работы была разработка методики поверочного расчета, и выполнение пробного расчета на примере П-88. В качестве исходных данных были взяты конструктивные данные котла, требования паровой турбины по давлению, и параметры газов, уходящих от ГТЭ-110. Сложность расчета заключается в том, что движение среды осуществляется противотоком, в то время как в ряде точек параметры жестко фиксированы. Представленная методика расчета была разработана на основе нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов от 1998 года. Основным инструментом сведения расчета является метод последовательных приближений, проход осуществлялся по ходу газов, начиная с перегревателя высокого давления, в первых приближениях недостающие величины были взяты по результатам балансового расчета, проведенного во втором разделе. Однако, изза того, что в контуре высокого давления жестко закреплены такие параметры как температура насыщенного пара, и температура питательной воды, в ходе расчета приходится корректировать расход пара, и величину недогрева питательной воды в экономайзере, что значительно усложняет расчет, и приводит к необходимости постоянных возвратов к его началу. На плакате представлена разработанная мной для сведения расчета блок-схема организации его итераций. Как из нее видно, количество итераций для полного сведения контура высокого давления примерно равно количеству итераций для сведения одной поверхности, возведенному в куб. Дальнейший расчет осуществляется несколько проще изза возможности изменения расхода через газовый подогреватель конденсата рециркуляционными насосами. Результатами такого расчета являются температуры и расходы перегретого пара на выходе из котла, и температура уходящих газов. Финальной частью расчета является сведение баланса водо-водяного теплофикационного теплообменника, по итогам которого определяется температура конденсата на выходе из ГПК, уточняется расход пара на питание встроенной деаэрационной установки, и определяется расход пара высокого давления на входе в голову турбины. По итогам поверочного расчета был произведен перерасчет тепловой схемы блока (вторая итерация), результат которого – процесс расширения пара в графическом виде представлен на плакате. При расчете были получены следующие технико-экономические показатели: КПД котла-утилизатора – 83.24%, установленная электрическая мощность блока – 348МВт, КПД блока по производству электроэнергии нетто – 51.43%.

Пятый раздел спецчасти представляет обзор основных методов подавления оксидов азота и углерода при сжигании гахообразного топлива в ГТУ

В шестой главе представлен расчет экономических показателей ТЭЦ, результаты расчета показателей блоков ПГУ-325 представлены на плакате.