Тепловая часть КЭС-1500. Проектирование технологической схемы электростанций
 Скачать 375.72 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт заочно – вечернего обучения Кафедра электрических станций, сетей и систем Раздел тепловой части ВКР «Проектирование технологической схемы электростанций» Выполнил студент группы ЭСбз-17-1 ___________ У. А. Тиллаев Проверил ___________ В. В. Федчишин Иркутск 2022 г. ВведениеВ выпускной квалификационной работе представлен проект электрической части КЭС мощностью 1500 МВт, сооружаемой вблизи города Кумкурган Республики Узбекистан. Энергетика Узбекистана является базовой отраслью народного хозяйства Республики и, обладая значительным производственным и научно-техническим потенциалом, оказывает весомое воздействие на развитие всего народнохозяйственного комплекса. Сплошная электрификация создала возможность развития производственной и социальной инфраструктуры городов и сельских районов Узбекистана, становления промышленности, стройиндустрии. Электрификация в сельском хозяйстве, ирригации и мелиорации позволила освоить значительные площади плодородных земель Джизакской, Бухарской, Кашкадарьинской и Сурхандарьинской областях, что вывело Республику в число ведущих стран по производству ценнейшего продукта - хлопкового волокна. Узбекская энергосистема полностью обеспечивает потребность народного хозяйства и населения Республики в электроэнергии. Узбекистан стал крупнейшей энергетической державой в Центрально-Азиатском регионе. Тепловые электростанции Узбекистана обеспечивают сегодня порядка 85% выработки электроэнергии. Энергосистема Узбекистана оснащена современным технологическим оборудованием и обладает более 11 млн. кВт установленной мощности, 39 электростанциями с потенциальной возможностью производства электроэнергии в объёме 55 млрд. кВт.ч. Электросетевое хозяйство включает в себя более 234 тыс. км линий электропередачи всех классов напряжения и около 46 млн. кВА трансформаторных мощностей. В "Программе развития и реконструкции генерирующих мощностей в энергетике Республики Узбекистан на 2017-2022 годы" также предусматривается широкое привлечение иностранных инвестиций и участие ведущих зарубежных фирм. Фирмой "Сименс" выполнена реконструкция двух энергоблоков по 300 МВт Сырдарьинской ТЭС за счет кредита Европейского банка реконструкции и развития. Иностранные инвестиции будут привлечены и для реализации проектов реконструкции Ташкентской, Навоийской ТЭС, Мубарекской ТЭЦ и Ташкентской ТЭЦ, а также для реконструкции электросетевого хозяйства и модернизации кабельных сетей г.Ташкента. В соответствии с Программой налажено производство супертонкого базальтового волокна, лакокрасочной продукции, кислотоупорного и огнеупорного кирпича, кислотоупорной плитки, электротехнических изделий и материалов, а также комплектующих изделий для основного и вспомогательного оборудования ТЭС и ГЭС, другой продукции. Спроектированная КЭС будет предназначена для экспорта электроэнергии в Пакистан и Афганистан, что поможет преодолеть дефицит электроэнергии в данных странах. 1 Выбор площадки под строительство и компоновка КЭСВыбор самой площадки строительства согласно Нормам производится на основе технико-экономического сопоставления наиболее целесообразных (в природных условиях намеченного района) вариантов. Поскольку предполагается, что площадка ЭС должна быть привязана к конкретной местности, то и расположение сооружений на площадке должно удовлетворять как географическому расположению потребителей энергии 220 кВ и системы 500 кВ, так и технологическим требованиям производства электроэнергии, а также требованиям экологии и безопасности. Площадка для размещения проектируемой станции расположена вблизи города Кумкурган Республики Узбекистан. Требуемая площадь для сооружения станции составляет 90 га. Так как проектируемая КЭС является достаточно мощной (1500 МВт), то необходимо большое количество охлаждающей воды. Строить специально для КЭС водохранилеще не нужно будет, так как в данном районе есть Южно-Сурханское водохранилище пригодное для снабжения КЭС водой. Ситуационный план проектируемой КЭС представлен на рисунке 1.1.  1 - площадка КЭС; 2 - подводящий канал; 3 - отводящий канал; 4 - железная дорога; 5 - линии 500 кВ, связывающие КЭС с ЕЭС; 6 - линии 110 кВ, питающие промышленный район; 7 - шлакоотвал; 8 - водохранилище Рисунок 1.1 – Ситуационный план КЭС-1500 МВт Правильная ориентация сооружений относительно розы ветров необходима для защиты от дымовых уносов как сооружений самой станции (в первую очередь открытых распределительных устройств и электрооборудования наружной установки), так и близлежащих населенных пунктов, и окружающей природы. Поэтому на чертеже генплана должна быть обязательно показана роза ветров — графическое изображение относительного распределения средних или максимальных скоростей ветра по разным направлениям. Внутренние факторы, влияющие на компоновку электростанции, вытекают из особенностей и параметров самой проектируемой станции. Такими внутренними факторами являются количество и площади основных и вспомогательных сооружений, технологические и электрические связи между ними, внутренняя транспортная сеть, требования пожарной безопасности и гражданской обороны. При составлении вариантов компоновок КЭС руководствуются следующими общими принципами: - Оптимальная ориентация относительно естественных водоемов; - Удобство внешних инженерных коммуникаций - подьездных дорог, линий электропередачи, тепловых сетей, шлакозолопроводов; - Удобство внутренних инженерных коммуникаций - транспортной сети и подъемно-транспортного оборудования, технологических (транспортеров, трубопроводов, водоводов и т.п.) и электрических (токопроводов разных конструкций) связей; - Размещение зданий вспомогательных хозяйств (ремонтных служб и мастерских, масляного и воздушного хозяйств, пожарного депо, гаража и т. д.) в соответствии с их назначением; - Возможность дальнейшего расширения станции до конечной мощности при минимально необходимом отчуждении земель; Компоновка проектируемой электрической станции представлена на рисунке 1.2.  1 - Главный корпус; 2 - Водохранилище; 3 - Радиальный склад угля; 4 - Галерея ленточных транспортеров; 5 - Дробильный корпус; 6 - Эстакада топливоподачи; 7 - Дымовая труба (не более 4 котлов на одну; в данном случае две трубы, так 5 котлов); 8 - Багерная насосная; 9 - Распределительное устройство низкого напряжения (110 кВ); 10 - Распределительное устройство высокого напряжения (500 кВ); 11 - Отходящие линии (ВЛ) к местной (промышленной) нагрузке; 12 - Линии (ВЛ), обеспечивающие связь с системой; 13 - Автотрансформатор связи, либо автотрансформатор блока; 14 - Пусковая котельная; 15 - Компрессорная и азотно-кислородная станция; 16 – Химводоочистка; 17 – Склад; 18 – Вагоноопрокидыватель; 19 - Мазутное и масляное хозяйство; 20 - Насосная станция; 21 - Подводящий канал; 22 - Отводящий канал; 23 - Железнодорожные пути; 24 - Силовые трансформаторы (трансформаторы энергоблока); 25 – Котлоагрегаты; 26 - Турбогенераторы Рисунок 1.2 – Компоновка КЭС-1500 МВт В качестве топлива для проектируемой электрической станции используется каменный уголь Байсунского месторождения. Угли Байсуна отличаются однородным составом. По степени углефикации угли Байсуна отнесены к марке ОС. Запасы месторождения составляют 366,5 млн. т, в том числе штольневые балансовые 26,5 млн. т. Высокое качество углей, при относительно легкой доступности (можно подвести ж.-д. линию), ставит месторождение Байсун в число возможных источников энергетического топлива для южных районов Узбекистана. Состав топлива на рабочую массу приведен в таблице 1.1 [1]. Таблица 1.1 – Характеристики каменного угля Байсунского месторождения
2 Тепловая часть На проектируемой КЭС-1500 МВт установлено пять энергоблоков мощностью 300 МВт. В данном разделе рассмотрен: Выбор турбинных установок для блоков 300 МВт. Выбор котельных агрегатов. Принципиальная тепловая схема блока 300 МВт и её работа. 2.1 Выбор турбинных установок Тип турбин выбирается, исходя из энергетических нагрузок, вида и параметров турбогенераторов. На КЭС применяются конденсационные турбины (К). Для привода турбогенераторов мощностью 300 МВт на КЭС устанавливаются пять турбин К-300-240. Основные параметры турбин приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1 – Параметры турбин
Данные турбины представляют собой одновальный агрегат, состоящий из трех цилиндров: цилиндра высокого давления (ЦВД), цилиндра среднего давления (ЦСД), цилиндра низкого давления (ЦНД). Турбины снабжены гидравлическими системами регулирования; электрогидравлическими преобразователями; позволяющими вводить в систему регулирования электрические сигналы; устройствами защиты, обеспечивающими останов турбины при аварийных нарушениях режима работы. Принципиальная тепловая схема блока мощностью 300 МВт представлена на рисунке 2.1.  1 – паровой котел; 2 – пароперегреватель; 3 – дренажный насос; 4 – цилиндр высокого давления; 5 – цилиндр среднего давления; 6 – цилиндр низкого давления; 7 – генератор; 8 – конденсатор; 9 – конденсатный насос; 10 – деаэратор; 11 – питательный насос с турбоприводом; 12 – калорифер воздуха; 13 – подогреватели высокого давления; 14 – подогреватели низкого давления; 15 – тепловой потребитель; 16 – сетевой насос; 17 – сетевые подогреватели Рисунок 2.1 – Принципиальная тепловая схема блока К-300-240 Принцип работы тепловой схемы конденсационного энергоблока К-300-240. В котле (1) питательная вода в пароперегревателе (2) нагревается до состояния перегретого пара. Острый пар под давлением 25 МПа и температурой 545OС поступает через группу спорных и регулирующих клапанов в цилиндр высокого давления (4), после чего с параметрами 2,5 МПа, 345OС отводится в пароперегреватель (2) котельного агрегата для вторичного перегрева и с параметрами 3,53 МПа, 542OС возвращается в цилиндр среднего давления (5). Из цилиндра среднего давления пар поступает в двухпоточный цилиндр низкого давления (6). Затем из каждой выхлопной части пар поступает в свой конденсатор (8). Турбина имеет восемь регенеративных отборов пара: - Два из цилиндра высокого давления; - Четыре из цилиндра среднего давления; - Два из цилиндра низкого давления. Часть пара из цилиндра высокого давления расходуется на подогреватели высокого давления (13). Из цилиндра среднего давления идут отборы пара на подогреватели высокого давления (13), деаэратор и подогреватели низкого давления (14), а также на калорифер воздуха (12) для обеспечения нужд системы отопления и горячего водоснабжения. Отбор из цилиндра низкого давления поступает в подогреватели низкого давления (14). После конденсатора (8) конденсат посредством конденсатного насоса (9) подается в систему подогревателей низкого давления (14), затем в деаэратор (10) в котором производится дегазация конденсата. Из деаэратора посредством питательного электронасоса (11) питательная вода подается в тракт подогревателей высокого давления (13), где производится ее нагрев и подача в паровой котел (1). 2.2 Выбор котельных агрегатов На проектируемой КЭС устанавливаются паротурбинные блоки с промежуточным перегревом пара. При давлении 25 МПа (255 кгс/см2) возможно применение только прямоточных котлов. Паропроизводительность паровых котлов энергоблока выбирается по максимальному расходу пара, учитывая возможное ухудшение вакуума, снижение параметров пара в допустимых пределах, потери пара на пути от парового котла к турбине. С турбинами в блоках 300 МВт устанавливается прямоточный паровой котел Пп-1000-255 (ТПП-315 СЗ). Основные параметры котлоагрегатов представлены в таблице 2.2. Таблица 2.2 – Параметры котлов
Список использованных источников 1. Никифорова С.В., Сушко С.Н., Воронков В.В. Тепловые и атомные электрические станции. Расчёт тепловых схем ТЭЦ. Учебное пособие для студентов теплоэнергетических специальностей очной и заочной форм обучения. – Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2010 г. – 94 с. 2. Бойко Е.А. Тепловые электрические станции (паротурбинные энергетические установки ТЭС): Справочное пособие / Е.А. Бойко, К.В. Баженов, П.А. Грачев. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 162 с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, МДж/кг