Введение
Теоретическая часть
1 Энергетическое хозяйство ЧерМК ОАО «Северсталь»
2 Описание существующей ситуации
3 Характеристика оборудования I очереди ТЭЦ-ЭВС-2 ОАО «Северсталь»
3.1 Основное теплоэнергетическое оборудование
3.2 Общая характеристика тепловой схемы ТЭЦ-ЭВС-2
3.3 Общая характеристика электрической схемы ТЭЦ-ЭВС-2
3.4 Характеристика паровых турбин ТЭЦ-ЭВС-2
3.5 Теплофикационная установка
3.6 Характеристика паровых котлов ТЭЦ-ЭВС-2
3.7 Пиковые водогрейные котлы КВГМ-100 ст. № 1, 2
4 Топливный режим ТЭЦ-ЭВС-2
5 Характеристика основного оборудования II очереди ТЭЦ-ЭВС-2
5.1 Энергетический котел Е-500-13,8-560 ГДП (ТПГЕ-431)
5.2 Паровая турбина Т-110/120-130-5
5.3 Характеристики газовой турбины SGT 800, фирма «Siemens»
6 Обзор периодической литературы
Расчетная часть
1 Расчет тепловой схемы ГТУ с охлаждением
1.1 Исходные данные
1.2 Определение параметров рабочего тела в компрессоре
1.3 Тепловой расчет основных параметров камеры сгорания ГТУ
1.4 Определение параметров рабочего тела в газовой турбине
1.5 Расчет энергетических показателей ГТУ
1.6 Расчет системы охлаждения
2 Расчет полного сгорания топлива
3 Расчет тепловой схемы ПГУ-С (сбросного типа)
Организационно-экономический раздел
1 Расчет технико-экономических показателей
1.1 Расчет капитальных вложений
1.2 Расчет расходов условного топлива на эксплуатацию оборудования
1.3 Расчет экономического эффекта
1.4 Расчет срока окупаемости и коэффициента экономической эффективности
Безопасность жизнедеятельности
1 Анализ условий труда
2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда
3 Расчет шумовой характеристики
4 Меры по обеспечению устойчивости объекта в условиях ЧС
Экологическая часть
Заключение
Список использованных источников
Введение
Череповецкий металлургический комбинат ОАО «Северсталь» - одна из крупнейших в мире вертикально интегрированных сталелитейных и горнодобывающих компаний. Одним из преимуществ ЧерМК является его географическое положение. Череповец, где построен комбинат, находится на стыке трех экономических районов: Европейского Севера, Северо-Запада и Центра России.
ОАО «Северсталь», открытое для всего нового в области металлургического оборудования и технологий, является крупнейшим разработчиком и поставщиком технологий на рынке интеллектуальной собственности. По числу полученных патентов на изобретения компания - одна из лидеров Российской металлургии. Основная часть изобретений получена на новые марки стали, новые технологии их производства, совершенствование металлургического оборудования и конструкции новых агрегатов. Кроме того, стратегическим направлением ЧерМК ОАО «Северсталь» является внедрение новых технологий, прогрессивных, как с точки зрения создания конкурентоспособной продукции, так и экологической безопасности. теплоэлектроцентраль газовый турбина
Череповецкий металлургический комбинат включает восемь видов производств: агломерационное, коксохимическое, доменное, сталеплавильное, горячекатаного плоского проката, холоднокатаного проката, сортопрокатное и трубное. Обеспечением потребностей металлургического комбината в электрической и тепловой энергии, их рациональным использованием, обеспечением надежной и бесперебойной работы энерго- и электрооборудования, занимается Управление главного энергетика (УГЭ). УГЭ включает в себя следующие цеха: ТЭЦ-ПВС, ТЭЦ-ЭВС-2, ТСЦ, газовый цех, кислородный цех, цех водоснабжения, цех электроснабжения, центр энергосбережения. На ЧерМК ОАО «Северсталь» имеется дефицит как пара для технологических нужд (в зимний период), так и электроэнергии. Если смотреть в процентном соотношении, то потребность комбината в электроэнергии покрывается от собственных производителей примерно на 65 % (на ТЭЦ-ЭВС-2 приходится 25 %, на ТЭЦ-ПВС 35 %, на теплосиловой цех 3 %, на газовый цех 2 %), остальные 35 % электроэнергии закупаются. Выработка дополнительной мощности всегда целесообразнее, т.к. дополнительные затраты на топливо оказываются меньше стоимости дополнительной покупной электроэнергии. К тому же ремонтные циклы основного оборудования не соответствуют друг-другу (капремонт: котел -3 года, турбина - 4 года). Этим обусловлена необходимость расширения ТЭЦ-ЭВС-2. Одним из решений этой проблемы может быть установка ПГУ со сбросом газов в топку котла. Одним из плюсов данной установки является то, что в топку котла подаются газы, имеющие повышенную температуру, и следовательно расход теплоты для подогрева топочных газов снижается, это является причиной увеличения КПД всей комбинированной установки.
1. Теоретическая часть
1 Энергетическое хозяйство ЧерМК ОАО «Северсталь»
Энергохозяйство ЧерМК ОАО «Северсталь» представляет собой сложный энергетический комплекс, в структуру которого входят 9 энергоцехов. ТЭЦ-ЭВС-2 - теплоэлектроцентраль электровоздуходувная станция № 2 - является структурным подразделением Череповецкого металлургического комбината ОАО «Северсталь» и входит в управления главного энергетика дирекции по производству. Основными задачами ТЭЦ-ЭВС-2 являются: выработка электроэнергии для цехов ОАО «Северсталь»; отпуск тепла с паром для нужд производства; отпуск тепла с горячей водой для теплофикации ОАО «Северсталь»; выработка химочищенной воды для технологических нужд; использование (утилизация) горючих отходов металлургического производства (доменного и коксового газы, промпродукта после переработки угля); обеспечение дутьем необходимых параметров доменных печей №№5(4). Установленная электрическая мощность составляет 160 МВт; тепловая: по пару - 370 т/час, по горячей воде - 360 Гкал/час. Режим работы агрегатов ТЭЦ-ЭВС-2 круглосуточный. Схема выработки электрической и тепловой энергии комбинированная. ТЭЦ-ЭВС-2 обеспечивает технологические нужды ОАО «Северсталь» тепло- и электроэнергией и другими ресурсами, позволяет избежать глубоких ограничений в электроэнергии от системы, возможность ввода новых объектов, развитие, реконструкцию и разрешение действующих производств. ТЭЦ-ПВС - теплоэлектроцентраль паровоздуходувная станция. Основные задачи цеха: выработка электроэнергии для производств комбината и собственных нужд; выработка дутья для доменных печей № 1-4; использование (утилизация) горючих металлургических газов (доменного и коксового). Основными задачами ТСЦ (теплосилового цеха) являются: выработка тепловой и электрической энергии; бесперебойное снабжение потребителей промышленным паром, химочищенной, питательной и горячей водой, топочным мазутом; обеспечение экономичной, безаварийной работы оборудования и сетей цеха. Газовый цех занимается очисткой доменного газа, бесперебойным обеспечением газообразным топливом структурных подразделений комбината, транспортировкой газа и поддержанием его параметров в заданных пределах, выработкой электроэнегрии ГУБТ, выработкой углекислоты. В качестве газообразного топлива на ЧерМК используются доменный, коксовый и природный газы, а также их смеси различной теплотворной способности. Кислородный цех обеспечивает своевременное производство и занимается обеспечением подразделений комбината и сторонних потребителей сжатым воздухом, продуктами его разделения (кислородом, азотом, аргоном и водородом установленного качества), обеспечивает безаварийную и экономичную работу оборудования и сетей цеха. Цех водоснабжения обеспечивает бесперебойное водоснабжение свежей технической, оборотной водой, занимается водоотведением в соответствии с требованиями по качеству воды цехов и сторонних организаций, обеспечивает подразделения Общества питьевой водой для удовлетворения бытовых нужд работников структурных подразделений. Также цех обслуживает экологические объекты, исключает попадания загрязненных вод в поверхностные источники города Череповца. Цех электроснабжения обеспечивает электроснабжение подразделений комбината и сторонних потребителей. Основными задачами цеха являются эксплуатация и ремонт оборудования главных понизительных подстанций, воздушных и кабельных электрических сетей, сетей наружного освещения, испытание защитных средств. Основными задачами цеха энергосбережения являются: контроль и наладка тепловых режимов работы топливопотребляющих агрегатов и режимов сжигания топлива; контроль основных теплотехнических и теплоэнергетических показателей работы основного оборудования; обеспечение учета количества и контроля качества энергоносителей; выявление в момент возникновения и ликвидации средствами противопожарной автоматики загораний и пожаров на объектах ОАО «Северсталь» с целью снижения экономического ущерба и потерь; снижение непроизводительных затрат и потерь при производстве и распределении энергоресурсов, повышение эффективности их использования; обеспечение мониторинга за воздействием на окружающую среду.
2 Описание существующей ситуации
ТЭЦ-ЭВС-2 входит в состав объектов теплосилового хозяйства ОАО «Северсталь» и совместно с другими энергоисточниками комбината (ТЭЦ-ПВС и теплосиловым цехом) является источниками пара для технологических нужд, горячего водоснабжения, отопления и вентиляции комбината и г.Череповца. Кроме того, она вместе с другими генерирующими энергоисточниками ОАО «Северсталь» и энергосистемой покрывает потребности комбината в электроэнергии. На I очереди ТЭЦ-ЭВС-2 установлены: Два энергетических котла Е-500-13.8-560 ГДП (ТПГЕ-431), производительностью по 500 т/ч каждый с давлением пара - 140 ата и температурой - 560°С; два турбоагрегата типа ПТ-80-130, электрической мощностью по 80МВт; два водогрейных котла типа КВГМ-100, производительностью 100 Гкал/ч каждый. Для энергетических котлов используется доменный и коксовый газы как базовое топливо, в качестве замыкающего - твердое топливо. Природный газ используется по необходимости. ТЭЦ-ЭВС-2 была спроектирована с учетом её дальнейшего расширения. Основное оборудование 1-ой очереди расположено в здании, предусматривающем установку 3-го котла и 3-ей паровой турбины. Установка оборудования 2-ой очереди предусмотрена поэтапно, тремя пусковыми комплексами: Паровой энергетический котел Е-500-13.8-560 ГДП (ТПГЕ-431) и его вспомогательное оборудование Газотурбиная установка (ГТУ), мощностью 45 МВт, газовая компрессорная. Паровая турбина Т-110/120-130. Первый пусковой комплекс
Паровой энергетический котел Е-500-13.8-560 ГДП (ТПГЕ-431) устанавливается на месте, предусмотренном для него при строительстве здания ТЭЦ-ЭВС-2 в осях 10-12, Г-Д существующего здания. Котел практически такой же как существующие котлы, но работает только на газообразном топливе. Для обеспечения работы котла устанавливается 3 вентилятора ВДН-26-0,62, дымососы ДН 26х2-0.62. Дымосоcы размещаются в расширяемой части дымососной. Сброс дымовых газов предусмотрен в существующую дымовую трубу уже на которую работают два существующих котла. Устанавливается деаэрационная установка котла типа ДП-500, а так же другое вспомогательное котельное оборудование. В сетевой установке предусматривается установка дополнительных сетевых насосов, деаэратора подпитки теплосети ДА-200. Второй пусковой комплекс
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Введение
Большинство процессов промышленного производства для обеспечения нормальной работы нуждаются в охлаждающей воде. Нефтеперерабатывающие заводы, нефтехимическое производство и заводы по химической переработке, металлургические заводы, коммунальные службы для обеспечения электроэнергий - все они для своей работы должны использовать охлаждающую воду. Системы водяного охлаждения управляют температурами и давлениями путем передачи тепла от горячих технологических процессов к охлаждающей воде, которая отводит тепло. При этом охлаждающая вода нагревается и перед ее повторным использованием должна быть либо охлаждена, либо заменена свежей подпиточной водой.
Большинство водооборотных систем для промышленного охлаждения построены 30-50 лет назад и к настоящему времени существенно изношены. На ТЭЦ преимущественное применение получила оборотная система технического водоснабжения с градирнями, в частности на ТЭЦ-ПВС в ОАО «Северсталь» применяют башенные градирни. Башенные градирни надлежит применять в системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого и глубокого охлаждения воды при высоких удельных гидравлических и тепловых нагрузках. От эффективности работы башенных градирен на электростанциях в значительной мере зависят технико-экономические показатели их работы - выработка электроэнергии и расход топлива.
Целью дипломного проекта является разработка технических решений по реконструкции технического водоснабжения ТЭЦ-ПВС ОАО «Северсталь». Будет произведен анализ фактического состояния системы и ее элементов и произведен аэродинамический, тепловой и гидравлический расчет башенной градирни.
1. Теоретическая часть
1.1 Общая характеристика ТЭЦ-ПВС
Назначение теплоэлектроцентрали - паровоздушной станции ТЭЦ-ПВС-1 ОАО «Северсталь»:
Сжигание отходов металлургического производства: доменного и коксового газов и промпродукта (отходов углеобогатительной фабрики ОАО «Северсталь» после переработки углей: Печорского бассейна марок 1 ЖР, ГЖО, 2ЖР, Кузнецкого бассейна марок КСР, ГЖО, КР, К, ЖР),
Выработка электроэнергии для ОАО «Северсталь»,
Отпуск тепла с паром для металлургического производства,
Отпуск тепла с горячей водой для теплофикации ОАО «Северсталь» и города Череповца,
Дутьё для доменных печей от паровоздушной станции,
Выработка химочищенной воды для технологических нужд.
Установленные мощности ТЭЦ-ПВС-1 составляют: электрическая 286 МВт, тепловая паровых котлов - 1232 Гкал/ч, в том числе тепловая мощность турбоагрегатов 574 Гкал/ч. Тепловая мощность водогрейных котлов - 540 Гкал/ч.
Число часов использования среднегодовой установленной электрической мощности достигает 5560 часов в год.
В котельном цехе ТЭЦ-ПВС-1 установлены три энергетических котла ТП-170-1 ст. №№ 1,2,3, два энергетических котла ТП-21 ст. №№ 4,5, пять энергетических котлов БКЗ-210-140ФД ст. №№ 6,7,8,9,10 и три пиковых водогрейных котла ПТВМ-180 ст. №№ 1,2,3. Установленная тепловая мощность десяти энергетических котлов - 1232 Гкал/ч и трех пиковых водогрейных котлов - 540 Гкал/ч, нормальная паропроизводительность энергетических котлов 1900 т/ч. Число часов использования среднегодовой установленной тепловой мощности энергетических котлов в рассматриваемый период не превышает 6000 ч/год.
Тепловая схема ТЭЦ-ПВС выполнена с поперечными связями и по рабочим параметрам установленного основного оборудования делится на две очереди.
На первой очереди установлено: пять энергетических котлов, и пять паровых турбин (ВР-6-2 УТМЗ ст. №1; ВПТ-25-4 ЛМЗ ст. №2; ПТ-30-8.8 ЛМЗ ст. №3; ВТ-25-4 БМЗ ст. №4; ВПТ-50-2 ЛМЗ ст. №5).На второй очереди ТЭЦ установлено: пять энергетических котлов, и три паровые турбины: ВТ-50-2 ЛМЗ ст. №5; ВТ-50-1 УТМЗ ст. №6; Т-100-130 УТМЗ ст. №7.
Пар от котлов 1-ой и 2-ой очереди поступает в соответствующие общестанционные коллекторы, откуда распределяется по соответствующим турбогенераторам. Между собой паровые коллекторы связаны через РОУ.
Оборудование турбинного цеха имеет также поперечные технологические связи по основному конденсату, питательной воде, пару собственных нужд, добавочной воде, циркуляционной и технической воде.
Основные потребители пара ТЭЦ-ПВС и внешние потребители питаются паром от общестанционных магистралей давления: 3,2; 0,8-1,3 и 0,12 МПа.
На ТЭЦ-ПВС имеется пятнадцать деаэрационных установок, семь деаэраторов атмосферного типа (0,12 МПа) и 8 деаэраторов повышенного давления (0,6 МПа). Деаэраторы атмосферного типа ст. №№ 1, 4, 10, 11 предназначены для деаэрации конденсата турбин доменных компрессоров, возвратного конденсата производственного пара, обессоленной воды, идущей на питание котлов. Вторая группа деаэраторов атмосферного типа ст. №№ 12, 13 обеспечивает деаэрацию химически очищенной воды для вторичных энергоресурсов, и в деаэраторе ст. №7 деаэрируется химически очищенная вода для подпитки тепловых сетей. Деаэраторы повышенного давления ст. №№ 2, 3, 5, 6, 8, 9, 16, 17 используются для деаэрации питательной воды паровых котлов.
Для покрытия максимумов теплофикационной нагрузки на ТЭЦ-ПВС установлены три пиковых водогрейных котла типа ПТВМ-180.
Энергетические котлы приспособлены для раздельного или совместного сжигания доменного, коксового и природного газов, и пыли промпродукта Воркутинского каменного угля. Водогрейные котлы эксплуатируются только на природном газе. На ТЭЦ-ПВС имеется три водоподготовительные установки: обессоливающая установка для подпитки энергетических котлов производительностью 340 м3/ч; химводоочистка для вторичных энергоресурсов производительностью 450 м3/ч; химводоочистка для подпитки теплосети производительностью 180 м3/ч.
В состав ТЭЦ-ПВС входит паровоздуходувная станция (ПВС), обеспечивающая дутьем доменные печи. На ПВС установлено восемь компрессоров различного типа, шесть из которых ст. №№ 1-6, приводятся во вращение от конденсационных паровых турбин, и два компрессора ст. №№ 7, 8 имеют электрический привод. Пар на турбокомпрессоры ст. №№ 1, 5, 6 подается от котлов первой очереди из общестанционного коллектора свежего пара давлением 100 кг/см2 и температурой 510°С.
Паровые конденсационные турбины компрессоров ст. №№ 2, 3, 4 работают на паре средних параметров, подаваемом от противодавления турбогенератора ст. №1 (ВР-6-2 УТМЗ) и от двух РОУ 100/33. Конденсат из конденсаторов приводных турбин перекачивается в деаэраторы атмосферного типа ст. №№ 4, 10, 11.
ТЭЦ-ПВС имеет оборотную систему технического водоснабжения. В качестве водоохладителей используется семь башенных градирен противоточного типа.
1.2 Системы оборотного водоснабжения ТЭЦ ПВС
Существуют три основных типа систем водяного охлаждения. Конструкция охлаждающей системы зависит от использующей ее установки, а эффективность и производительность установки зависит от типа охлаждаемого процесса, характеристик воды и экологических соображений. Вода является наиболее широко используемым теплоносителем, потому что обычно она имеется в изобилии, без труда может быть использована и дешева, вода способна переносить большие количества теплоты в единице объема, в условиях обычно встречающихся диапазонов температур расширение и сжатие воды незначительны, вода не разлагается.
Хотя двух одинаковых систем водяного охлаждения не существует, фактически существует три базовые конструкции.
Открытая рециркуляционная система является наиболее распространенной конструкцией промышленной системы охлаждения. Она состоит из насосов, теплообменников и градирни. Вследствие наличия испарения, основной химический состав воды в открытых рециркуляционных системах подвергается изменениям.
В прямоточных системах охлаждающая вода проходит через теплообменник только один раз.
Замкнутые рециркуляционные системы используют одну и ту же охлаждающую воду повторно в непрерывном цикле. Сначала вода отбирает тепло у технологической жидкости и затем отдает его в другом теплообменнике. В таких системах градирня не используется.
В цехе ТЭЦ-ПВС открытая рециркуляционная система, а для такого типа характерны такие проблемы как коррозия, загрязнение, накипь, микробиологические загрязнения и разложение древесины.
В настоящее время обеспечение водой, требуемой для охлаждения конденсаторов, масло и воздухоохладителей турбокомпрессоров ПВС и турбогенераторов ТЭЦ осуществляется по двум оборотным циклам.
Оборотная система циркуляционного водоснабжения ТЭЦ-ПВС включает следующие сооружения и оборудование:
1. Охладители циркуляционной воды - градирни, семь шт.
2. Два подземных железобетонных самотечных канала охлажденной воды (1600х2000 мм) разделенных между турбогенераторами ст. № 4, 5 заглушками и входящими, соответственно, в циркуляционный контур № 1 и 2.
3. Четыре стальных подземных коллектора охлажденной воды на ПВС, Ду 1200 мм.
4. Два стальных подземных трубопровода нагретой воды Ду 1200 мм, и Ду 1400 мм, разделенных между генераторами ст. № 4 и 5 заглушками и входящими, соответственно, в циркуляционный контур № 1 и 2.
5. Четыре подземных трубопровода нагретой воды от ПВС, Ду 1200 мм.
6. Циркуляционные насосы турбогенераторов и турбовоздуходувок, по два на каждой турбине.
7. Водяной тракт конденсаторов турбины.
8. Насосы технической и сырой воды для собственных нужд станции.
9. Теплообменники поверхностного типа: маслоохладители турбогенераторов и механизмов; газоохладители генераторов, возбудители, электродвигатели напряжением 6000 В.
10. Общестанционный коллектор технической воды Ду З00 мм. Подпитка коллектора может осуществляться с напора циркуляционных насосов; через соответствующие перемычки, от главного водовода Ду 1400 мм и от насосов сырой воды.
Первый контур циркуляционного водоснабжения включает четыре башенных градирни №№ 1, 2, 3 и 7 и обеспечивает работу турбогенераторов №№ 2, 3, 4 и оборудования ПВС.
Второй контур циркуляционного водоснабжения включает башенные градирни №№ 4, 5, 6 и обеспечивает работу турбогенераторов ст. № 5, 6, 7.
Продувка оборотной системы циркуляционного водоснабжения не регулируется и практически не организована.
Источником технического водоснабжения ТЭЦ-ПВС является: река Шексна (единая фильтровальная станция (ЕФС) ОАО «Северсталь» и заводской водопровод).
Подпитка оборотной системы технического водоснабжения ТЭЦ-ПВС, а также подача исходной воды для химического цеха, осуществляются из реки Шексны непосредственно цехом водоснабжения, по главному водоводу Ду 1400 мм.
Подпитка оборотной системы от фильтровальной станции цеха водоснабжения осуществляется по главному водоводу Ду 1000 мм. Максимальный суммарный расчетный расход воды для химотделения и подпиточной воды для системы оборотного водоснабжения ТЭЦ-ПВС от цеха водоснабжения ОАО «Северсталь» составляет 3400 м3/ч, в том числе, расчетный расход сырой воды для нужд химического отделения составляет 800 м3/ч.
Питьевое и противопожарное водоснабжение всех объектов ТЭЦ-ПВС осуществляется от общезаводской водопроводной сети. Для нужд системы гидрозолоудаления используется осветленная вода в количестве до 680 м3/ч.
Все башенные градирни выполнены в виде многоугольников с металлическим наружным каркасом и обшиты к настоящему времени оцинкованными профлистами.
Водосборный бассейн и нижнее опорное кольцо выполнены из сборного железобетона. Поступление воздуха в градирню регулируется шторами, установленными по, периметру противооблединительного тамбура градирен. Шторы образованы горизонтальными поворотными щитами, управляемыми вручную, возможно одновременное изменение положения трех щитов.
В дипломном проекте будет рассмотрено совершенствование системы оборотного водоснабжения второй очереди.
1.3 Классификация градирен
Охлаждающей водой, нагретой в тепловыделяющем оборудовании, можно распорядиться по-разному, но вариантов фактически три и все они известны. По первому, вода сбрасывается в канализацию, т.е. используется на проток. Очевидно, что в настоящее время не только по экологическим, но и по экономическим соображениям это неприемлемо. По второму варианту, нагретая (условно чистая) вода используется в технологии предприятия. Такое решение самое привлекательное, так как одновременно утилизируется и полученное ею от оборудования тепло. Однако возможность даже частичного использования нагретой охлаждающей воды встречается крайне редко и составляет тысячные доли процента от общей массы ее потребления. Остается последнее -- нагретую воду охладить и повторно использовать, то есть организовать водооборотную систему. Этот вариант является преимущественным в общемировой практике, а усилия специалистов направлены на совершенствование техники и технологии таких систем.
Градирни - основной вид искусственного охладителя, широко распространенный на теплоэлектроцентралях и в настоящее время получивший наибольшее применение.
Градирня представляет собой сложное высотное сооружение и одновременно сложное теплообменное устройство, являющееся связующим звеном между турбиной и атмосферой. Основная рабочая часть градирни - оросительное устройство, в котором вода, подлежащая охлаждению после конденсаторов турбин, разделяется на струи и капли или стекает вниз по щитам в виде пленок. Вода в виде капель или пленок охлаждается вследствие испарения и соприкосновения с воздухом, входящим через оросительное устройство через окна. Нагретый, насыщенный водяными парами воздух отводится вверх под действием естественной тяги через вытяжную башню.
По способу передачи тепла атмосферному воздуху можно классифицировать градирни на:
Испарительные, в которых передача тепла от воды воздуху осуществляется в основном за счет испарения;
Радиаторные, или сухие, в которых передача тепла от воды воздуху осуществляется через стенку радиаторов за счет теплопроводности и конвекции;
Смешанные, в которых используется передача тепла за счет испарения, теплопроводности и конвекции.
Теоретическим пределом охлаждения воды в испарительных градирнях является температура атмосферного воздуха по смоченному термометру, которая может быть ниже температуры по сухому термометру на несколько градусов.
Теоретическим пределом охлаждения воды в радиаторных градирнях является температура атмосферного воздуха по сухому термометру.
В комбинированных радиаторно - испарительных градирнях, так же как и в сухих, охлаждение воды происходит через стенки радиаторов, орошаемые снаружи водой. Отдача тепла водой, протекающей через радиаторы к воздуху, осуществляется за счет теплопроводности через стенки и испарения орошающей воды. Указанные градирни получили меньшее распространение, чем испарительные и радиаторные из-за неудобств при эксплуатации.
По способу создания тяги воздуха градирни разделяются на:
Вентиляторные, через которые воздух прокачивается нагнетательными или отсасывающими вентиляторами;
Башенные, в которых тяга воздуха создается высокой вытяжной башней;
Открытые, или атмосферные, в которых для протока воздуха через них используются естественные токи воздуха - ветер и отчасти естественная конвекция.
В зависимости от конструкции оросительного устройства и способа, которым достигается увеличение поверхности соприкосновения воды с воздухом, градирни подразделяются на пленочные, капельные и брызгальные.
Каждый из указанных видов градирен может иметь разнообразные конструкции отдельных элементов оросительного устройства, отличаться их размерами, расстояниями между ними и может быть выполнен из различных материалов.
Выбор типа градирен следует производить по технологическим расчетам с учетом заданных в проекте расходов воды и количества тепла, отнимаемого от продуктов, аппаратов и охлаждаемого оборудования, температур охлаждаемой воды и требований к устойчивости охладительного эффекта, метеорологических параметров, инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства градирни, условий размещения охладителя на площадке предприятия, характера застройки окружающей территории и транспортных путей, химического состава добавочной и оборотной воды и санитарно-гигиенических требований к нему, технико-экономических показателей процесса строительства этих сооружений.
На ТЭЦ-ПВС применяются только башенные градирни, поэтому остановимся на них поподробнее.
1.4 Башенные градирни
Общие положения.
Башенные градирни надлежит применять в системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого и глубокого охлаждения воды при высоких удельных гидравлических и тепловых нагрузках. Башенные градирни применяются, главным образом, на атомных и тепловых электростанциях.
Башенные градирни могут быть испарительными, радиаторными, или сухими и смешанными - испарительно-сухими. К испарительно-сухим относятся сухие градирни, в которых для увеличения глубины охлаждения осуществляется набрызг воды (как правило, обессоленной) на радиаторы.
На рисунке 1.1 изображена башенная противоточная градирня.
Рисунок 1.1 - Башенная противоточная градирня: 1 -вытяжная башня; 2 - водоуловитель; 3 - водораспределительная система; 4 - оросительное устройство; 5 - воздухорегулирующее устройство; 6 - водосборный бассейн
Башенные градирни разрабатываются, как правило, испарительные и с противоточной схемой движения воды и воздуха.
Конструктивная характеристика градирни №4.
В дипломном проекте будет произведен расчет башенной градирни №4, относящейся ко второй очереди, с целью замены оросительного устройства и системы водораспределения.
Градирня №4 введена в эксплуатацию в 1963г. Градирня №4 предназначена для охлаждения воды в оборотной системе водоснабжения ТЭЦ-ПВС, в которой вода является средством отведения больших количеств тепла от энергетических агрегатов. По способу охлаждения обследуемая градирня относится к башенной, где благодаря наличию вытяжной башни, создается естественная тяга атмосферного воздуха. По способу создания развитой поверхности соприкосновения охлаждения воды, градирня относится к пленочной. Принцип охлаждения заключается в том, что, проходя сквозь градирню, вода разделяется на тонкие пленки, благодаря чему увеличивается поверхность охлаждения, и продувается потоком воздуха.
Основными элементами градирни №4 являются:
Вытяжная башня, создающая циркуляцию воздуха, а также отводящая насыщенные пары на достаточную высоту для их рассеивания в атмосфере;
Водораспределительное устройство, распределяющее по рабочим лоткам поступающую по центральному стояку воду с последующим разбрызгиванием ее через сопла;
Оросительное устройство, обеспечивающее создание необходимой поверхности охлаждения;
Водосборный бассейн, служащий для сбора охлажденной воды в циркуляционной системе.
Водоуловитель в градирне отсутствует.
В плане железобетонный каркас оросительного и водораспределительного устройств градирни №4 имеет форму многоугольника и разбит десятью лучевыми осями на десять секторов с углом 360 каждый и четырьмя кольцевыми рядами «А», «Б», «В» и «Г» по ортогональной схеме. Диаметр наружного ряда 40, 240 м, высота каркаса 8,61 м. Строительный объем составляет 11000 м3.
Щиты оросителя уложены в два яруса на опорную железобетонную конструкцию. Опорная конструкция состоит из радиальных балок, установленных на отметке 3,55 м и 5,60 м.
Водораспределительное устройство градирни запроектировано лотковым. Лотки железобетонные: магистральные - лучевые и рабочие - кольцевые. На рабочих лотках предусмотрены сопла с разбрызгивающими тарелочками. Лотки водораспределительного устройства опираются на радиальные и промежуточные балки, установленные на отметке 8,30 м.
Щиты оросителя при проектировании предусмотрены деревянными.
При эксплуатации градирни №4 были выполнены следующие ремонтные работы, имеющие отношение к каркасу оросительного и водораспределительного устройств:
Монтаж нижнего яруса оросителя, установка разбрызгивающих тарелочек, чистка чаши бассейна градирни (1979 г.);
Реконструкция системы водораспределения с заменой деревянного оросителя на полиэтиленовые блоки, чистка чаши бассейна градирни (1994 -1995 гг.);
Чистка лотков, частичная замена разбрызгивающих устройств (1997 г.).
В ходе обследования строительных конструкций было выявлено, что они находятся в работоспособном состоянии и замены не требуется. Следовательно, снижаются затраты на реконструкцию градирни №4.
Оросительное устройство.
Оросители являются основным конструктивным элементом градирни, определяющим ее охлаждающую способность. Конструкция оросителя должна обеспечивать получение достаточной площади поверхности охлаждения при оптимальном аэродинамическом сопротивлении.
В зависимости от характера преобладающей поверхности охлаждения оросители могут быть:
Пленочные;
Капельно-пленочные;
Капельные;
Брызгальные;
Комбинированные.
В пленочных оросителях вода обтекает поверхность охлаждения в виде тонкой пленки. Эти оросители обеспечивают самое эффективное охлаждение, которое может быть интенсифицировано в 1,5-2 раза или более путем увеличения шероховатости, пористости или волнистости поверхности оросителя. К сожалению, пористые оросители быстро выходят из строя при наличии в воде нерастворимых примесей. Поэтому, если концентрация нефтепродуктов в оборотной воде превышает 25 мг/л, а взвешенных веществ - 50 мг/л, рекомендуется использовать капельные или сетчатые капельно-пленочные оросители. Брызгальные оросители применяют, если общая концентрация нефтепродуктов, жиров, взвешенных веществ и других превышает 120 мг/л.
В настоящее время большинство оросителей изготавливаются из различных полимеров: полиэтилена низкого давления, поливинилхлорида, полиэфирных смол и т. д. Эти материалы практически не подвержены коррозии, прочны и обладают небольшой плотностью. Кроме того, из них достаточно легко можно получать трубы, решетки или сетки сложной конфигурации. В то же время необходимо помнить, что некоторые полимеры (например, полистирол) разрушаются при контакте с различными углеводородами.
Для удобства установки оросительных устройств в градирню отдельные элементы их монтируются в блоки. Размеры блоков в плане не должны превышать 1?1,5 м2, а высота их принимается по конструктивным соображениям с учетом общей высоты оросительного устройства. Блоки могут быть закреплены на подвесках или установлены на опорных балках.
При наличии в оборотной воде большого количества агрессивных химических веществ для продления срока службы оросителя рекомендуется организовывать предварительную водоподготовку. Ороситель работающей градирни постоянно омывается водой, и вероятность его возгорания равна нулю. Однако при длительных остановках охлаждающих установок и проведении ремонтных работ оросители, изготовленные из полиэтилена или другого легкогорючего пластика, могут загореться и устойчиво гореть с выделением большого количества тепла и дыма. Поэтому их рекомендуется изготовлять из полимеров, не поддерживающих горение. Также при выборе материала для оросителя необходимо учитывать, что при низких температурах механические свойства некоторых видов полимеров ухудшаются.
Усовершенствование существующих оросителей и разработка новых конструкций является одной из главных задач, направленных на повышение эффективности градирен за счет создания развитой поверхности теплосъема, увеличение удельного расхода воздуха, улучшения процесса тепломассообмена и, как следствие, - повышение охлаждающей способности.
Полимерные оросители, в отличие от природных материалов, таких как дерево и асбошифер, не обладают высокими показателями смачиваемости поверхности конструкций, способствующей развертыванию пленки воды, т.е. увеличению площади контакта воды с воздухом. В полимерных оросителях необходимая интенсивность тепломассообмена может быть обеспечена увеличением поверхности теплосъема за счет многократного дробления капель разбрызгиваемой воды и увеличения расхода воздуха за счет коэффициента аэродинамического сопротивления.
Мировой практикой установлено, что по экономическим, тепловым и аэродинамическим показателям максимальный эффект достигается в оросителях, имеющих развитую сетчатую структуру.
Тепло, отводимое водой от конденсаторов и других теплообмеников, в охладителях оборотных систем отдается окружающей среде. Охлаждение воды происходит как вследствие частичного ее испарения, так и конвекцией, т.е. посредством теплоотдачи соприкосновением. В теплое время года преобладает теплоотдача испарением.
Таким образом, на работу систем охлаждения, т.е. на температуру охлаждающей воды на выходе из градирни влияют два основных фактора:
Работа элементов градирни;
Метеорологические параметры окружающей среды.
Система охлаждения, построенная на основе испарительной градирни обладает рядом недостатков:
1. Низкое качество воды, её загрязненность, вследствие контакта с пылью окружающего градирню воздуха;
2. Загрязнение системы солями, которые постоянно накапливаются из-за непрерывного испарения воды. От каждого кубического метра водопроводной испарившейся воды в системе происходит накопление как минимум 100 гр. солевых отложений. Это приводит к резкому уменьшению коэффициента теплопередачи на теплообменных поверхностях и следовательно эффективности теплообмена;
3. Развитие в системе водорослей и микроорганизмов, включая опасных бактерии за счет активной аэрации;
4. Непрерывное окисление и коррозия металла;
5. Обледенение градирен в зимний сезон;
6. Отсутствие гибкости и точности регулировки температуры;
7. Постоянные затраты на воду и химические реагенты для чистки;
8. Большие потери давления в системе.
Касательно охраны окружающей среды, основными вредными факторами, производимыми градирнями являются шум и воздействие аэрозолей, выбрасываемых из градирен в окружающую среду
Вредное воздействие происходит в результате выброса капель оборотной воды в атмосферу, осаждения капель на почву и на поверхность окружающих объектов.
В каплях могут содержаться ингибиторы коррозии, накипеобразования и химические реагенты для предотвращения биологических обрастаний, добавляемые в оборотную воду.
Кроме этого, в каплях могут быть патогенные микроорганизмы, бактерии, вирусы, грибы. Некоторые микроорганизмы в градирнях при благоприятных условиях для их жизнедеятельности могут размножаться.
Капли воды распространяются в атмосфере в районе градирен и увлажняют поверхность земли и близ расположенные сооружения, а в зимний период вызывают их обледенение, поэтому в СНиП II-89-80 приведены допустимые минимальные расстояния от градирен до ближайших сооружений.
Зона выпадения капельной влаги на поверхности земли имеет форму эллипса с большой осью, проходящей через центр градирни в направлении ветра. Наибольшая интенсивность выпадения капель на поверхность земли в этой зоне находится на большой оси эллипса на расстоянии примерно двух высот градирни. Размер зоны зависит от высоты градирни, скорости ветра, степени турбулентности воздуха в приземном слое, концентрации и крупности капель, а также от температуры и влажности атмосферного воздуха.
При наличии в атмосферном воздухе газообразных примесей, выходящая из градирен влага может с ними взаимодействовать и образовывать вредные для окружающей среды соединения. Например, при взаимодействии влаги с окислами серы происходит окисление сернистого ангидрида в более вредные для человека сульфаты.
Водоуловитель.
Работающая градирня выбрасывает в атмосферу воздух, насыщенный водяными парами и содержащий капельки воды размером 100-500 мкм
Все известные конструкции водоуловителей работают по одному принципу - осаждение летящих вверх капелек воды на препятствии за счет инерции при отклонении воздушного потока для огибания препятствия. В качестве препятствия используются водоуловители, отличающиеся друг от друга не только материалом, но и формой указанных элементов.
К водоуловителям предъявляются требования максимально возможного снижения выноса капель из градирни с потоком воздуха при минимальном аэродинамическом сопротивлении. Этим требованиям удовлетворяют конструкции водоуловителей, схемы которых изображены на рисунке 1.2.
Водоуловители рекомендуется устанавливать на расстоянии около 2 м над водораспределительными системами, обеспечивающем доступ к водоразбрызгивающим соплам. При необходимости снижения общей высоты градирни этого условия можно не придерживаться, однако расстояние от водоуловителей до водораспределительных систем в этом случае должно быть не менее 0,5 м.
Скорость движения воздуха в створе перед водоуловителем не следует принимать более 3 м/с во избежание значительного повышения уноса капель.
На рисунке 1.2 изображены схемы водоуловителей
Рисунок 1.2 - Схемы водоуловителей
В градирне №4 водоуловитель на данный момент не установлен. При выборе водоуловителя необходимо учитывать, что каждому из них присущи свои достоинства и недостатки. Они различаются материалом, схемой сборки блоков и механической прочностью, а также значением аэродинамического сопротивления проходу воздуха.
Водораспределительное устройство.
Водораспределительное устройство является технологическим элементом градирни, во многом определяющим ее эффективную и надежную работу. Оно должно обеспечивать равномерное распределение воды по оросителю при небольших энергозатратах, не создавая ощутимых препятствий проходу и распределению потока воздуха.
Водораспределительные устройства градирен можно разделить на три основные группы: разбрызгивающие, без разбрызгивания и подвижные. Разбрызгивающие водорасределительные устройства, в свою очередь, подразделяются на безнапорные, представляющие собой системы открытых желобов и лотков, и напорные, выполняемые из закрытых желобов или труб с соплами или разбрызгиватели, к которым вода подводится с большим или меньшим напором.
Сопла при проектировании и привязке градирен необходимо подбирать с учетом их пропускной способности, размеров факела разбрызгивания, незасоряемости примесями оборотной воды и диаметра капель.
На экспериментальном стенде ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева для испытаний разбрызгивающих устройств был смоделирован фрагмент водораспределительной системы башенной градирни. По результатам гидравлических испытаний разбрызгивающих сопел различных конструкций были определены типы сопел, обеспечивающих наиболее больший радиус факела разбрызгивания воды.
В дипломном проекте предусмотрена замена лоткового водораспределения на трубное с заменой форсунок и выбором оптимального их количества.
1.5 Конденсаторы паровых турбин
Тепловая энергетика производит 85% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии и развивается за счет ввода в действие мощных электростанций с крупными энергоблоками, работающими на высоких и сверхвысоких параметрах пара.
Коэффициент полезного действия турбины можно увеличить, повысив температуру и давление пара, поступающего в турбину, или снизив температуру и давление насыщенного пара на выходе из турбины. Последнее достигается путем конденсации выходящего из турбины пара, которая происходит в установленном для этой цели конденсаторе при подаче в него охлаждающей воды.
Поверхностный конденсатор состоит из пучков трубок диаметром 17--25 мм, длиной в несколько метров, которые выполняются из металлов, хорошо проводящих тепло (латунь, мельхиор). Концы трубок ввальцованы в металлические трубные доски, помещенные в корпусе конденсатора, который представляет собой металлическую емкость. Пространства между трубными досками и торцами корпуса образуют водяные камеры. В одноходовых конденсаторах вода поступает в переднюю водяную камеру, проходит через трубки и выходит в заднюю камеру, из которой отводится сливными трубами. В двухходовых конденсаторах вода дважды проходит по длине корпуса и отводится из передней камеры. В трехходовых конденсаторах вода проходит корпус три раза.
Выходящий из турбины пар поступает в паровое пространство конденсатора, заключенное между трубными досками, и конденсируется на внешней поверхности трубок, внутри которых проходит охлаждающая вода. Сконденсировавшийся пар (конденсат) собирается в нижней части корпуса конденсатора и отводится конденсатным насосом для повторного использования.
Известно, что температура охлаждающей воды, подаваемой в конденсатор, непосредственно влияет на температуру конденсации отработавшего в турбине пара и, следовательно, на глубину вакуума в конденсаторе и к. п. д. турбины. Кроме того, при повышении температуры охлаждающей воды сверх определенного значения снижается мощность, отдаваемая турбиной. Предельная температура охлаждающей воды, при которой турбина может работать на минимальную мощность, принимается обычно равной 33° С, а для турбин, изготовляемых для районов с тропическим климатом, --36--40° С.
Величина температурного напора конденсатора зависит от коэффициента теплопередачи его трубок, на который огромное влияние оказывает состояние поверхности трубок -- их чистота. На стенках трубок могут образовываться отложения механического, биологического и химического происхождения, что связано с качеством охлаждающей воды. В результате образования таких отложений коэффициент теплопередачи трубок резко падает, а температурный напор конденсатора возрастает. Например, наличие органических отложений толщиной всего 0,1 мм может привести к повышению температурного напора конденсатора на 10° С. Кроме того, отложения в трубках конденсаторов и циркуляционных трубопроводах увеличивают гидравлическое сопротивление системы.
Из сказанного следует, что хотя для охлаждения конденсаторов используется техническая вода, качество которой не нормируется, необходимо принимать все возможные меры по снижению ее температуры и улучшению качества.
1.6 Выводы по главе и постановка задачи
Таким образом, комплексная программа мероприятий по усовершенствованию градирни, а именно замена оросителя, водораспределительного устройства и установка водоуловителя, позволит увеличить охлаждающую способность градирни, что в свою очередь приведет к увеличению вырабатываемой мощности.
Перед выполнением мероприятий по усовершенствованию градирни необходимо выбрать тип оборудования с оптимальными характеристиками, для чего требуется провести ряд инженерных расчетов, а именно аэродинамический, тепловой расчеты для обоснования выбранного типа оросителя и водоуловителя.
Для определения количества добавочной воды необходимо произвести расчет потерь воды в градирне.
Так же следует произвести гидравлический расчет системы водораспределения с целью подбора диаметра магистральных труб и количества и типа форсунок.
В ходе дальнейшей работы будут произведены все вышеперечисленные типы расчетов, по результатам которых был определен объем мероприятий по усовершенствованию градирни. Так же определен экономический эффект от данного проекта.
2. Расчет башенной градирни
2.1 Методика расчета башенной градирни
Выбор исходных данных.
Технологический - тепловой и аэродинамический - расчет необходим при проектировании новых, модернизации и привязке существующих проектов градирен к местным метеорологическим условиям с учетом требований к температуре охлажденной воды и гидравлическим нагрузкам.
Конечной целью расчета башенных градирен обычно является определение температуры охлажденной воды t2 при заданных значениях площади оросителя fор, удельной гидравлической нагрузке qж, температуре и относительной влажности ц1 воздуха.
В пособии к СНиП по проектированию градирен (к СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения») аэродинамеческие расчеты башенных градирен рекомендуется производить по прилагаемым к ним графикам. Эти графики были составлены на основании лабораторных исследований, выполненных на клиновых моделях башенных градирен площадью орошения 500-3000 м2. По графикам определяется общий коэффициент аэродинамического сопротивления градирни жобщ и его зависимость от площади (высоты) воздуходувных окон. а также коэффициент сопротивления оросительного устройства. Анализ условий, при которых были разработаны эти графики, показал, что использование их: во-первых, затруднительно, во-вторых, не корректно, т.к. они были составлены для лоткового водораспределения и не учитывают сопротивления водоуловителя. Поэтому возникает необходимость в разработке математической модели для расчета требуемых режимов.
В журнале «Холодильная техника и технология» №1 за 2011 год приводится усовершенствованная методика технологического расчета башенной градирни, отличительной особенностью которой является учет соотношения количества теплоты, отведенного от воды испарением и конвекцией с теплопроводностью.
В расчетные зависимости, отражающие или определяющие работу градирни, входят следующие величины:
Расходы воды и воздуха;
Температуры входящей и выходящей воды;
Расчетные атмосферные параметры (климатические условия), определяющие энтальпию и плотность входящего воздуха, а также предел охлаждения воды в градирне;
Технологические характеристики оросителя;
Площадь орошения градирни.
В зависимости от задачи расчета одна из указанных величин может быть искомой, а остальные заданы. При этом климатические условия (расчетные атмосферные параметры) должны быть всегда заданы.
Расход воды (гидравлическая нагрузка Gж) обычно задается технологами производства исходя из теплотехнических расчетов охлаждаемого водой оборудования - конденсаторов, холодильников, компрессоров, различных технологических аппаратов, металлургических агрегатов и др. Расход воздуха через вентиляторную градирню определяется точкой пересечения зависимости сопротивления градирни от расхода и характеристики используемого вентилятора. Для определения расхода через башенную градирню, необходимого для теплового расчета, проводится расчет аэродинамического сопротивления градирни. Скорость воздуха определяется по величине самотяги, расходуемой на преодоление сопротивления.
Температура входящей воды t1 и выходящей t2 воды устанавливаются технологами производства на основании теплотехнических расчетов с учетом характеристик охлаждаемого оборудования. Следует иметь ввиду, что температуры оборотной воды, особенно t2, могут иметь весьма существенное влияние на параметры технологического процесса, размеры градирни, диаметры труб, подачу насосов и производительность другого оборудования, а также на потребление электроэнергии. Поэтому целесообразно определять t2, а также расход охлаждаемой воды Gж путем технико-экономических расчетов совместной работы всех сооружений водооборотного цикла. Однако эти расчеты не всегда выполнимы. В этом случае при проектировании рекомендуется принимать расчетное значение t2, исходя из условия, чтобы разность t2-ф была не менее 5°С, самые низкие значения могут быть приняты лишь в том случае, когда это диктуется жесткими требованиями производства.
Тепловой расчет градирен производится на неблагоприятные для работы этих сооружений атмосферные условия в летние месяцы года. Однако выполнять расчет на более высокие температуру и влажность атмосферного воздуха нецелесообразно, так как они могут наблюдаться в течение года лишь кратковременно, и чем выше расчетные температуры и влажность, тем больших размеров будет градирня и соответственно выше затраты на ее сооружение. С другой стороны, слишком низкие расчетные температура и влажность воздуха могут привести к тому, что фактическая температура воды на выходе из градирни в течение длительного периода в летнее (жаркое) время года не будет обеспечивать охлаждение технологических продуктов до требуемой температуры tпр.
Расчет градирен согласно СНиП 2.04.02-84 надлежит выполнять исходя из среднесуточных температур атмосферного воздуха по сухому и влажному термометрам (или относительной влажности воздуха) по многолетним наблюдениям при обеспеченности 1 - 10 % за летний период года (июнь, июль, август). Выбор обеспеченности можно производить в зависимости от категории водопотребителя по таблице 2.1, в которой все водопотребители условно разделены на три категории по уровню требований к температурам охлаждаемой воды.
|
Зависимость технологического процесса производства или работы оборудования от превышения температуры охлажденной воды (или охлажденного продукта) над расчетной |
Обеспеченность метеорологических параметров за летний период года (июнь, июль, август) при расчете градирен, % |
||
|
Нарушение технологического процесса производства в целом и, как следствие, значительные убытки |
|||
|
Допускаемое временное нарушение технологического процесса отдельных установок |
|||
|
Временное снижение экономичности технологического процесса производства в целом и отдельных установок |
Градирня №4 предназначена для охлаждения воды в оборотной системе водоснабжения ТЭЦ-ПВС, в которой вода является средством отведения больших количеств тепла от энергетических агрегатов. По способу охлаждения обследуемая градирня относится к башенной, где благодаря наличию вытяжной башни, создается естественная тяга атмосферного воздуха. По способу создания развитой поверхности соприкосновения охлаждения воды, градирня относится к пленочной. Принцип охлаждения заключается в том, что, проходя сквозь градирню, вода разделяется на тонкие пленки, благодаря чему увеличивается поверхность охлаждения, и продувается потоком воздуха.
В журнале «Холодильная техника и технология» №1 за 2011 год приводится усовершенствованная методика технологического расчета башенной градирни. Для определения расхода через башенную градирню, необходимого для теплового расчета, проводится расчет аэродинамического сопротивления градирни. Скорость воздуха определяется по величине самотяги, расходуемой на преодоление сопротивления.
где 0,2- это коэффициент удельного сопротивления дождя под оросителем, отнесенный к скорости воздуха в свободном горизонтальном сечении градирни так же, как и все остальные коэффициенты сопротивления в формулах; l - половина длины воздухораспределителя, равная половине радиуса оросителя, м; - коэффициент распределения дождя в водораспределительном устройстве, принятый для обычного трубного водораспределителя с тангенциальными пластмассовыми соплами ВОДГЕО, по данным натурных исследований равный 0,1; - высота дождя в водораспределителе, при соплах факелами вниз равная 0,2…0,6; 0,8 м - при направлении факела вверх; - коэффициент сопротивления дождя в оросителе, принимаемый в соответствии с данными таблицы 2.4; - удельная гидравлическая нагрузка градирни, м3/(м2·ч).
Количество тепла, отдаваемое теплоносителем охлаждающему агенту в градирнях, так же как и в обычных теплообменных аппаратах, пропорционально поверхности теплообмена. Под поверхностью теплообмена в градирне понимают общую поверхность всех капель и пленок воды, вступающих в соприкосновение с воздухом. Для пленочных градирен допускается некоторая условность: в качестве поверхности теплообмена принимается боковая поверхность щитов оросителя, предполагая, что эта часть поверхности теплообмена составляет наибольшую долю.
Теоретические основы и конструкция металлургических печей, закладных кессонов и системы охлаждения закладных кессонов печи взвешенной плавки. Характеристика водоснабжения промышленного предприятия. Анализ роли и значения охлаждения металлургических печей.
курсовая работа , добавлен 20.11.2010
Сравнительный анализ технических характеристик типовых конструкций градирен. Элементы систем водоснабжения и их классификация. Математическая модель процесса оборотного водоснабжения, выбор и описание средств автоматизации и элементов управления.
дипломная работа , добавлен 04.09.2013
Классификация и область применения градирен. Показатели водяного охлаждения оборудования турбинного цеха. Анализ технического состояния градирни и решения по реконструкции. Аэродинамический расчет, определение теплового и материального баланса градирни.
дипломная работа , добавлен 15.07.2015
Факторы, влияющие на жизнедеятельность человека в полёте. Работоспособность авиационных систем охлаждения по высоте и скорости полета. Конструкция и принцип работы турбохолодильника. Система охлаждения аппаратуры средних и заднего технических отсеков.
дипломная работа , добавлен 14.11.2017
Характеристика деятельности СПП ПАО "Северсталь". Назначение сортопрокатного цеха, описание основного оборудования. Устройство и принцип работы летучих ножниц. Описание реконструкции привода путем замены зубчатой муфты на упругую втулочно-пальцевую.
дипломная работа , добавлен 13.07.2015
Характеристика сортамента цеха. Определение производительности стана 1700 ПХЛ ОАО "Северсталь". Основные транспортные потоки. Конструкция листоправильной машины. Уборочное устройство обрези. Реконструкция петлевого устройства и привода канатных барабанов.
дипломная работа , добавлен 16.05.2017
Составные части транспортно-грузового комплекса для навалочных и насыпных грузов, их взаимодействие между собой. Разработка графиков работы погрузочно-складского комплекса. Определение технического оснащение склада. Расчет погрузочно-разгрузочного фронта.
курсовая работа , добавлен 11.12.2014
Использование холодильников в промышленной и в бытовой сфер. Назначение, применение, типы и устройство компрессоров. Система охлаждения холодильных компрессоров: описание функций, диапазон применения, схема холодильного цикла, фитинги для компонентов.
курсовая работа , добавлен 02.11.2009
Разработка и обоснование основных технических решений по реконструкции стана. Энергокинематический расчет привода. Расчет и конструирование промежуточного вала. Составление принципиальной схемы гидропривода. Анализ технологичности конструкции детали.
дипломная работа , добавлен 22.03.2018
Характеристика технического творчества как важной сферы интеллектуальной деятельности человека. Классификация методов поиска новых технических решений. Анализ списка вопросов по А. Осборну для изобретателя. Сущность идеального технического решения.
Введение
Энергетика - одна из ведущих, отраслей народного хозяйства нашей страны, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии.
Народному хозяйству требуется в основном два вида энергии – электрическая и тепловая, которые и призвана производить современная энергетика.
Развитие электроэнергетики в XX веке характеризовалось высокими темпами строительства электростанций и расширением электрических сетей, созданием энергосистем, энергообъединений и в конечном итоге Единой энергетической системы (ЕЭС) страны. В настоящее время электроэнергетический комплекс России имеет установленную мощность электростанций 216 ГВт с производством электроэнергии 916 ГВт·ч в год. Протяженность сетей составляет около 2,5 млн. км, в том числе линий 220 – 1150 кВ – 157 тыс. км.
В августе 2003 г. Правительством РФ была утверждена "Энергетическая стратегия России на период до 2020 года" (расп. от 28.08.03 № 1234 – р).
К числу наиболее важных задач Энергетической стратегии России относятся определение основных количественных и качественных параметров развития электроэнергетики и конкретных механизмов достижения этих параметров, а также координация развития электроэнергетики с развитием других отраслей топливно–энергетического комплекса и потребностями экономики страны.
Стратегическими целями развития отечественной электроэнергетики в перспективе до 2020 г. являются:
Надежное энергоснабжение экономики и населения страны электроэнергией;
Сохранение целостности и развитие Единой энергетической системы России, интеграция ЕЭС с другими энерго объединениями на Евразийском континенте;
Повышение эффективности функционирования и обеспечение устойчивого развития электроэнергетики на базе новых современных технологий;
Уменьшение вредного воздействия отрасли на окружающую среду.
В оптимистическом варианте развитие электроэнергетики России ориентировано на сценарий экономического развития страны, предполагающий форсированное проведение социально-экономических реформ с темпами роста производства валового внутреннего продукта до 5 – 6 % в год и соответствующим устойчивым ростом электропотребления 2 – 2,5 % в год. В результате ежегодное потребление электроэнергии должно достигнуть к 2020 г.: в оптимистическом варианте – 1290 млрд. кВт·ч; в умеренном – 1185 млрд. кВт·ч.
Однако, несмотря на столь оптимистичные прогнозы в последнее десятилетие возникла и существует до сих пор проблема, обусловленная массовым физическим и моральным старением давно введенного в эксплуатацию электрооборудования.
В связи с этим Департаментом научно–технической политики и развития ОАО РАО "ЕЭС России" было принято решение: прирост потребности в генерирующей мощности и обновление оборудования получать осуществлением следующих основных мероприятий:
Продление срока эксплуатации действующих ГЭС, АЭС и значительного числа ТЭС с заменой только основных узлов и деталей оборудования электростанций;
Достройка энергообъектов, находящихся в высокой степени готовности;
Сооружение новых объектов в энергодефицитных регионах;
Техническое перевооружение ТЭС с заменой оборудования на аналогичное новое или с использованием перспективных технологий.
Структура цеха ПВС
I. Общие положения
1. Цех является самостоятельным структурным подразделением.
2. Цех создается и ликвидируется приказом генеральным директором ОАО «Сода».
3. Цех подчиняется главному энергетику.
4. Непосредственное руководство цехом осуществляет начальник цеха,назначаемый приказом генерального директора ОАО «Сода».
II. Структура.
1. Структуру и штатную численность цеха утверждает генеральный директор ОАО «Сода» исходя из условий и особенностей деятельности предприятия по представлению главного энергетика и начальника цеха и по согласованию с ОТиЗ.
2. Цех ПВС включает в себя пять ремонтно-эксплуатационных участков и четыре технологические смены, в том числе:
Участок теплогазовоздухоснабжения
Участок коммуникаций и производственной канализации
Участок насосных станций и блоков водооборота
Участок механизации
Электроремонтный участок
Смена № 1
Смена № 2
Смена № 3
Смена № 4
III. Задачи.
1. Задача цеха ПВС состоит в осуществлении бесперебойного и надежного снабжения
цехов паром, природным газом, воздухом, технической, хозяйственно-питьевой и теплофикационной водой, а также отведение от цехов канализационных стоков.
Цех ПВС обеспечивает также технической (речной) водой промышленные предприятия северной промышленной зоны города.
2. Выполнение хозяйственных заданий руководства по производству продукции.
3. Применение современных технологий.
4. Экономия средств предприятия за счет соблюдения технологии производства и сокращения брака.
IV. Функции.
1. Цех ПВС осуществляет эксплуатацию, обслуживание и ремонт инженерных сетей, оборудования насосных станций, блоков водооборота, теплопунктов, а также зданий и сооружений входящих в состав цеха.
1.1. Регулирование нагрузки по теплогазо и водоснабжению цехов и производств, а также сторонних потребителей в соответствии с установленными технологическими нормами и лимитами. Осуществление контроля за рациональным использованием энергоресурсов ОАО «Сода».
1.2. Обеспечение энергоресурсами цехов и производства ОАО «Сода» и сторонних потребителей обусловлено соблюдением обязательных норм по параметрам (расход, давление, температура).
1.3. В случаях, когда нормативные параметры газа, пара, хозпитьевой воды не выдерживается по вине поставщиков ФОАО «Газ-сервис», Стерлитамакская ТЭЦ и ТЭЦ ОАО «Сода», «Межрайводоканал» - цех ПВС совместно с отделом главного энергетика принимает необходимые меры для обеспечения договорных параметров.
2. Оперативно-производственное планирование.
3. Выполнение всех работ в строгом соответствии с чертежами, техническими условиями, инструкциями.
4. Обеспечение необходимого технического уровня производства.
5. Повышение эффективности производства и производительности труда.
6. Создание безопасных условий труда и повышение технической культуры
производства.
7. Рациональное использование производственных ресурсов.
8. Сокращение издержек (материальных, финансовых, трудовых)
9. Расчет производственных мощностей.
10. Составление отчета о загруженности производственных мощностей.
11. Участие в разработке и проведении мероприятий по реконструкции и модернизации
производства.
12. Обеспечение эффективности производства.
13 Контроль за соблюдением технологической дисциплины, правил и норм по охране труда, технике безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности, санитарных норм.
14. Составление отчетов о деятельности цеха.
15 Проведение инвентаризаций.
16. Экономическое обоснование необходимости обновления оборудования цеха.
17. Составление заявок соответствующим структурным подразделениям предприятия на расходные материалы, хозяйственный инвентарь и оборудование.
18. Координация деятельности между структурными подразделениями цеха.
19. Согласование планов размещения оборудования.
20. Организация взаимодействия с научно-исследовательскими институтами, организациями.
V. Права.
1. Цех имеет право:
1.1. Участвовать в общем планировании деятельности предприятия.
1.2. Заключать договоры на производство продукции по чертежам контрагентов.
2. Начальник цеха также вправе:
2.1. Представлять руководству предприятия предложения о поощрениях отличившихся работников, и о наложении взысканий на работников, нарушающих производственную и трудовую дисциплину.
2.2. Санкционировать или отменять технологические или производсвенно-технические решения подчиненных работников.
(Из книги «О людях и для людей»)
Заканчивается зимний отопительный сезон. Для работников заводской электростанции лето – это время напряжённой подготовительной работы. Ведь ТЭЦ-ПВС – это «сердце» не только завода, но и всего посёлка! И это постоянно работающее и никогда не останавливающееся «сердце», обогревает нас, толкая по трубам парового и водяного отопления живительное тепло, освещая электрическим светом не только наши дома и заводские цехи, но и наши души, заставляет работать сложную технику, без работы которой замрёт не только завод, но и посёлок.
На одном из оперативных совещаний генеральный директор нашего завода Алексей Алексеевич Третяк высказал очень интересную мысль о том, что завод наш должен крепнуть не только от увеличения количества и повышения качества выпускаемого металла, но и от роста производства электроэнергии и тепла, продавая эту продукцию в городскую энергосистему. Какие же задачи решает сегодня коллектив ТЭЦ-ПВС в связи с эти заявлением? Ответить на этот вопрос редакция газеты «Косогорец» попросила главного инженера электростанции В. А. Исаева.
А. И. Бочаров: Закончилась зима. В каком состоянии сегодня электростанция?
В. А. Исаев: На сегодняшний день коллектив ТЭЦ-ПВС работает вполне удовлетворительно, хорошо мы отработали и зимний период. Не было у нас больших аварий, мелкие неудачи мы устраняли оперативно
Одним словом, претензий никаких к нам не было, как со стороны внутризаводских потребителей, так и от жителей посёлка, города Тулы и тульской городской Управы. Отопительный сезон сегодня подходит к завершению. И мы, я в том уверен, завершим его хорошо.
А. И. Бочаров: Лето – это время ремонтов?!
В. А. Исаев: Да. Наступает самый ответственный период нашей работы. Время подготовки к следующему отопительному сезону. И в это лето будет проведена большая работа по капитальному ремонту основного энергетического оборудования. В частности, по котельному отделению, где будет выполнен капитальный ремонт паровых котлов: первого и четвёртого. А также водогрейного котла КВГМ. Кроме того, должно быть завершено строительство нового котла № 5. И пуск его должен быть осуществлён к новому отопительному сезону.
В машинном отделении запланирован капремонт бойлерных установок. Тех, которые непосредственно подают тепло жителям посёлка и города. И капремонт турбогенератора №2. Турбогенератор также у нас относится к основному оборудованию. Это же выработка электроэнергии. Но в зимний период точно также с отопительных отборов идёт пар на отопление.
А. И. Бочаров: Выполненные работы позволят увеличить производство тепла и электроэнергии?
В. А. Исаев: Безусловно, хорошее оборудование и работает лучше! Но кроме этого совместно с доменным и газовым цехами мы разрабатываем комплекс мероприятий по экономии энергоресурсов.
В частности, эти мероприятия связаны с учётом пуска в эксплуатацию (как планируется пятнадцатого мая!) доменной печи №3 после её капитального ремонта. При её работе, естественно, будет увеличен выход доменного газа. И чтобы он не пропадал зря, не сжигался на «свече», коллектив ТЭЦ-ПВС приложит все усилия к тому, чтобы сжечь его в котлах.Это позволит сократить потребность в дорогом природном газе, меньше его потреблять при производстве электроэнергии и тепла. То есть, используя свой доменный газ. Он же является вторичным продуктом работы доменных печей.
А. И. Бочаров: Что для этого будет нужно сделать?
В. А. Исаев: Эти мероприятия сегодня не только разработаны, но и частично по ним работа уже начата. Не далее как вчера пущен паровой котёл №2. Он был остановлен с той целью, чтобы выполнить работу по увеличению его возможности большего приёма доменного газа.
Есть, однако, и здесь у нас проблема. Газ к нам идёт, к сожалению, влажный, с большой долей запылённости, что приводит к забиванию как самих газопроводов доменного газа, так и непосредственно поверхностей нагрева котлов и горелок, сжигающих этот газ.
А. И. Бочаров: А сейчас горелки, газопроводы в каком состоянии?
В. А. Исаев: Ту часть газопровода, которая связывает котёл с основным газопроводом, мы полностью вычистили. Даже можно смело сказать сейчас, что котёл работает в нормальном режиме. И потребление доменного газа уже сегодня увеличилось. По нашим скромным подсчётам и прикидкам – процентов на двадцать пять!
Такая же работа будет проведена и летом, во время капитальных ремонтов первого и четвёртого котлов. И к началу отопительного сезона мы остановим на профилактику третий котёл, во время которой, прочистим и котёл, и газопроводы.
Вопрос экономии энергоресурсов большой и важный, комплексный, который можно решить лишь всем заводским коллективом. И мы работаем вместе: доменный, газовый цехи и ТЭЦ-ПВС. То есть, ещё будут прорабатываться вопросы по улучшению очистки доменного газа, по его сушке, чтобы избежать его отложения внутри котлов.
А. И. Бочаров: Если говорить об экономии, то нельзя ли не заметить и вопроса сбережения тепла при его транспортировке?
В. А. Исаев: Конечно нельзя! Да, большую работу предстоит выполнить нам в летний период по изолировке теплотрасс. Как на заводской территории, так и тех, что несут тепло в Тулу. Руководство завода будет обращаться в администрацию города с предложением своей помощи в теплоизоляции теплотрасс, идущих в Тулу.
Сейчас эти теплотрассы практически не имеют теплоизоляционного покрытия, что приводит к большим потерям тепла зимой. А это, в свою очередь, к более напряжённой работе ТЭЦ-ПВС. Приходится расходовать на обогрев южного района города Тулы большого количества тепла, получается перерасход топлива.
Эту работу планируется провести силами нашего ремонтно-строительного управления. В счёт погашения платежей в городской бюджет. Ну, а ремонт теплотрасс паровых магистралей на территории завода ТЭЦ-ПВС будет проводить своим силами, своими ремонтными бригадами. На территории посёлка ремонтом теплотрасс и теплоизоляцией их будут заниматься бригады жилищно-коммунального отдела.
А. И. Бочаров: Какие же бригады вашего цеха, те есть, электростанции, будут заняты на ремонте?
В. А. Исаев: Как я уже сказал, начинается ответственная пора капитальных ремонтов. И качественное, быстрейшее их выполнение, конечно же, зависит от людей, их профессионального мастерства, отношения к делу.
В ТЭЦ-ПВС замечательные специалисты! К примеру, ремонтный участок, руководимый очень ответственным человеком – Виктором Владимировичем Зиминым, является дружным, сплочённым коллективом, на который и ляжет основная тяжесть выполнения проводимых ремонтов.
А в котельном отделении работникам ремонтного участка будут помогать коллеги из котельного отделения под руководством мастера Юрия Васильевича Гваськова, тоже замечательного специалиста и человека.
Я не могу не назвать в таком плане и таких специалистов высокого класса, как Александр Андреевич Муратов, Николай Петрович Ганичев, Евгений Васильевич Ключников, Виктор Михайлович Сошников, Александр Поздняков, Николай Самошкин, да и многих других.
