4. Предварительный выбор основного оборудования по вариантам ТЭЦ
и производственной котельной
Выбор основного оборудования по вариантам ТЭЦ и производственной котельной делается исходя из номенклатуры выпускаемого заводами энергетического оборудования.
Паровые турбины ТЭЦ выбираются по среднеотопительному режиму таким образом, чтобы их номинальная мощность обеспечивала покрытие:
а) технологической нагрузки;
б) отопительной нагрузки и нагрузки ГВС ЖКС;
в) электрической конденсационной нагрузки.
Выбор паровых котлов по варианту производственной котельной производится по нагрузкам в максимально-зимнем режиме с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одного, самого мощного котла, оставшиеся в работе покрывали нагрузку самого холодного месяца.
Выбор паровых турбин по варианту ТЭЦ представлен в таблице 4.1.
Выбор паровых и водогрейных котлов по варианту производственной котельной представлен в таблице 4.2.
Таблица 4.1. – Баланс нагрузок для выбора паровых турбин по варианту ТЭЦ.
|
Статья баланса |
Нагрузка в среднеотопительном режиме |
||
|
Dпр, т/ч |
Dо, т/ч |
Nкон, МВт |
|
|
Нагрузка |
133,7 |
82,08 |
10 |
|
Покрытие: ПР – 25 – 90/10/0,9 ПТ – 25 – 90/10 |
60 70 |
63 50 |
0 25 |
|
Итого: |
130 |
113 |
25 |
Принимаем к установке одну турбину ПР – 25 – 90/10/0,9 и одну турбину ПТ – 25 – 90/10.
Таблица 4.2. – Баланс нагрузок паровых и водогрейных котлов по варианту котельной.
|
Статья баланса |
Dпр, т/ч |
Dо, Гкал/ч |
||
|
максимально- зимний |
самого холодного месяца |
максимально- зимний |
самого холодного месяца |
|
|
Нагрузка |
137,08 |
135,62 |
79 |
59,35 |
|
Покрытие: 4×Е – 50 – 14ГМ 4×КВ – ГМ - 20 |
200 - |
150 - |
- 80 |
- 60 |
|
Итого: |
200 |
150 |
80 |
60 |
Принимаем к установке четыре паровых котла Е – 50 – 14ГМ и четыре водогрейных котла КВ – ГМ – 20.
5. Технико-экономическое сравнение при выборе источников
теплоснабжения
5.1 Расчёт капитальных вложений по вариантам
Капитальные затраты на сооружение энергоисточника обычно вычисляются после разработки технического проекта и приводятся в специальной литературе. Для предварительного выбора варианта расчет капиталовложений и эксплуатационных издержек могут быть выполнены на основании удельных показателей энергоисточников, полученных в результате статистической обработки данных по ранее выполненным проектам специальными проектными институтами.
5.1.1 Капиталовложения в строительство ТЭЦ определяются пропорционально мощности установленного оборудования.
Ктэц=ктэц∙Nтэц·r,
гдектэц – удельные капиталовложения на единицу мощности, принимаем
ктэц =250 руб/кВт;
Nтэц - установленная мощность турбоагрегатов на ТЭЦ, кВт;
r - районный коэффициент;
Ктэц= 250∙25000·1,3= 8,125 млн. руб.
5.1.2 Капиталовложения в строительство КЭС
Ккэс=ккэс∙Nкэс×r,
гдеккэс – удельные капиталовложения на единицу мощности, принимаем
ккэс =120 руб/кВт;
Nкэс - установленная мощность КЭС, Nкэс = 25000кВт;
Ккэс= 120∙25000·1,3= 3,9 млн. руб.
5.1.3 Капиталовложения в ЛЭП
Клэп=, руб.
гдеd– удельные капиталовложения на сооружение ЛЭП, руб./МВт,
принимаем d =10000 руб/MВт;
Lлэп – длина ЛЭП, принимаем Lлэп=400 км;
а – коэффициент пропорциональности, руб./(А∙км),
принимаем а=20 руб./(А∙км);
U – напряжение на ЛЭП, кВ, принимаем U=500 кВ;
Клэп = млн. руб.
5.1.4 Капитальное вложение в строительство производственно –
отопительной котельной
Стоимость принимается пропорционально тепловой мощности установленных паровых и водогрейных котлов.
,
где и - удельные капиталовложения в паровые и водогрейные
котлы, тыс.руб./МВт, принимаем тыс.руб./МВт, тыс.руб./МВт;
- мощность установленных в котельной паровых и водогрейных котлов, МВт;
млн. руб.
5.1.5 Доля издержек на амортизацию и ремонт
a = 1/Тсл,
где Тсл – срок службы оборудования, принимаем Тслтэц = 25 лет, котельной
Тслкот = 15 лет;
aтэц = 1/25 = 0,04; aкот = 1/15 = 0,07.
5.1.6 Эффективность затрат
e = 1/Ток=1/7=0,143,
где Ток = 7лет - срок окупаемости.
5.1.7 Дополнительные капиталовложения в расширение топливной базы
КТБ=р∙∆В
Где р – удельные капиталовложения в расширение топливной базы,
принимаем р = 50 руб./т топлива в год
КТБ=50∙40,62∙103=2,031 млн. руб.
5.2 Расчёт годовых расходов топлива по вариантам
5.2.1 Годовой расход условного топлива в котельной
Годовой расход условного топлива в котельной рассчитывается исходя из удельных расходов условного топлива на получение пара и горячей воды:
где и - годовые расходы теплоты паровыми и водогрейными
котлами, ГДж
и - удельные расходы условного топлива в котельной,
кг условного топлива/ГДж
,
где - КПД трубопроводов, принимаем ;
- КПД паровых котлов;
=0,84 – КПД водогрейных котлов;
кг у.т./ГДж;
кг у.т./ГДж;
т у.т./год.
5.2.2 Годовой расход условного топлива на КЭС
Годовой расход условного топлива на КЭС определяется пропорционально выработке электроэнергии и удельному расходу условного топлива на выработку 1 кВт∙ч.
Вкэс=bкэс∙Wкэс;
Wкэс=(1+Сэ)Wтэц,
где Сэ – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии на транспортировку и трансформацию, Сэ=0,1;
bкэс=, кг у.т./кВт∙ч;
где ηкэс – КПД турбоустановки на КЭС, для турбоустановки К-200-130
ηкэс=0,37;
bкэс=0,332 кг у.т./кВт∙ч;
Вкэс=bкэс∙(1+Сэ)Wтэц=0,332∙(1+0,1)∙191,44∙106=69,91∙103 т у.т./год.
5.2.3 Годовой расход условного топлива на ТЭЦ
Годовой расход условного топлива на ТЭЦ складывается из расхода топлива на выработку электроэнергии и расхода топлива на выработку теплоты. Определение расходов топлива по видам продукции в комбинированном процессе ТЭЦ один из сложнейших вопросов.
Распределение годового расхода топлива по видам продукции рассчитывается по эксергетическому методу:
,
где bэ, bп, bо – удельные расходы топлива.
Удельный расход топлива на выработку электроэнергии
;
=0,31,
где - КПД цикла Ренкина,
где Токр = 305 К– температура окружающей среды;
Т`св= 582 К– температура насыщенного пара;
кг у.т./кВт∙ч;
Удельный расход условного топлива на выработку теплоты, отпускаемой паротурбинной установкой:
,
где ψ – коэффициент трансформации теплоты свежего пара в теплоту отборного пара.
ψп=ηсв/ηп; ψо=ηсв/ηо.
Коэффициент трансформации тепла показывает, сколько единиц теплоты низкого потенциала получается при обратимой трансформации теплоты высокого потенциала.
ψп=1,4; ψо=2,45;
кг у.т./ГДж;
кг у.т./ГДж;
Годовая выработка электроэнергии на тепловом потреблении производственным и отопительным потоками пара:
, кВт∙ч,
где ηoi – относительный внутренний КПД турбоустановки = 0,8;
w – доля выработки электроэнергии на тепловом потреблении;
; ,
Т`п = 461 К, Т`0 = 377 К – температуры пара производственного и
отопительного отборов;
; ;
, кВт∙ч/год;
т у.т./год.
5.2.4 Годовой перерасход условного топлива по варианту КЭС и котельной по сравнению с ТЭЦ
;
т у.т./год.
5.3 Расчёт годовых издержек по вариантам
5.3.1 Годовые издержки на топливо для ТЭЦ
,
гдеСт – стоимость топлива, принимаем Ст =23 руб./т.у.т.;
Стр – стоимость транспортировки топлива, принимаем
Стр =0,01 руб./тыс.км;
L – расстояние, км, принимаем L=500 км;
млн. руб/год.
5.3.2 Годовые издержки на топливо для котельной
;
млн. руб/год.
5.3.3 Годовые издержки на топливо для КЭС
;
млн. руб/год.
5.3.4 Годовые издержки на заработную плату по вариантам
Годовые издержки на заработную плату принимаются исходя из среднегодовой зарплаты на одного человека в данной отрасли и количество персонала обслуживающего энергоустановку без учета ремонтного персонала.
; ,
где d ≈ 1 – дополнительная оплата (пенсионный фонд, фонд занятости, фонд социального страхования и т.д.);
Р – средняя годовая зарплата в отрасли, руб./(чел∙год),
принимаем Р = 1500 руб./(чел∙год),
П – количество персонала, установленное согласно штатному
расписанию,
- по варианту ТЭЦ
,
где - штатный коэффициент, принимаем = 9 чел/МВт
N – мощность энергоисточника, N = 25 МВт,
чел.
млн. руб/год.
- по варианту котельной:
,
где - штатный коэффициент, чел/МВт, =0,34 чел/МВт;
