- суммарная нагрузка котельной,
=139,76 + 68,97 = 208,73 МВт;
чел;
млн. руб/год.
5.4 Расчёт приведённых затрат по вариантам
5.4.1 Приведённые затраты по варианту ТЭЦ
Зтэц=(α + ε + ρ)∙Ктэц+Итсм+ Иотсн,
где Итсм – издержки на топливо, сырье и материалы,
Итсм = 1,2×Итопл = 1,2×3,44 = 4,128 млн.руб.
Иотсн – издержки на оплату труда и социальные нужды,
Иотсн = 2× Изп = 2×0,675 = 1,35 млн.руб.
α – доля отчислений на полное восстановление основных фондов;
,
где Там = 40 лет – срок амортизации;
ε – уровень эффективности инвестиций;
ε =,
где Ток = 7 лет – срок окупаемости;
ρ – доля отчислений на капитальный и текущий ремонт основных производственных фондов;
ρ =
где Тсл = 20 лет – срок службы
Зтэц=(0,025+0,14+0,05)∙8,125 + 4,128 + 1,35= 7,22 млн.руб./год.
5.4.2 Приведённые затраты по варианту котельной
Зкот=(α + ε + ρ)∙(Ккот+Клэп)+ ++Иотсн,
где - годовые издержки на покупку электроэнергии;
;
где T – тариф на электроэнергию,
руб./кВт·ч;
млн.руб./год.
Зкот=(0,025+0,14 + 0,05)∙(8,23+0,65)+1,2×2,62 + 3,1+
+ 2×0,213 = 8,58 млн.руб./год.
Таким образом, по приведённым затратам, строительство ТЭЦ выгоднее:
В результате технико-экономического расчёта по приведённым затратам вариант ТЭЦ выгоднее, поэтому в качестве проектируемого источника энергоснабжения жилого посёлка и промышленного предприятия выбираем производственную ТЭЦ.
6. Выбор системы теплоснабжения и схема присоединения
подогревателей горячего водоснабжения
Согласно СНиП для системы теплоснабжения должна применяться двухтрубная водяная тепловая сеть с перегретой водой и расчетной температурой в подающем трубопроводе 150 °С, а в обратном - 70°С. По условиям качества подпиточной воды, которая имеет высокое содержание солей кальция и магния, применяется закрытая тепловая сеть.
Закрытая тепловая сеть имеет преимущества:
1. Стабильное качество горячей воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, одинаковое с качеством водопроводной воды;
2. Гидравлическая изолированность воды, циркулирующей в тепловой сети;
3. Простота контроля герметичности системы по величине подпитки;
4. Простота санитарного контроля местных установок горячего водоснабжения.
Недостатки закрытой тепловой сети:
1. Сложность эксплуатации в абонентских вводах из-за подогревателей горячего водоснабжения;
2. Коррозия местных установок горячего водоснабжения из-за поступления в них недеаэрированной водопроводной воды;
3. Выпадение накипи в подогревателях и системах горячего водоснабжения при повышенной жесткости водопроводной воды.
Схема присоединения подогревателей горячего водоснабжения.
В закрытых тепловых сетях возможна комбинация установок отопления и горячего водоснабжения, которая позволяет снизить потребление горячей воды абонентами, т.е. снизить расчетный расход воды в тепловой сети, уменьшить диаметры трубопроводов тепловых сетей, а следовательно и капиталовложения.
Выбор схемы присоединения установки ГВС к отопительной установке на абонентском вводе производится в зависимости от относительной величины нагрузки ГВС по сравнению с отопительной нагрузкой.
Qгвс/Qo= 20,88/74,7 = 0,28<0,6
Принимаем к установке двухступенчатую последовательную схему, которая приведена на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1. Двухступенчатая последовательная схема присоединения установки ГВС.
7. Выбор метода центрального регулирования отпуска теплоты
Согласно СНиП, в двухтрубных тепловых сетях должно применяться центральное качественное регулирование отпуска тепла по температуре наружного воздуха с поправкой на силу ветра. При соотношении нагрузок отопления и ГВС:
= 9,447/74,7 = 0,13 < 0,15,
применяется график центрального регулирования по отопительной нагрузке.
8. Расчёт расхода сетевой воды и определение диаметра
магистрального трубопровода
Для определения диаметра магистральных трубопроводов необходимо вычислить расчётный расход сетевой воды, который в закрытых тепловых сетях является постоянным для всех режимов работы. Величина расхода сетевой воды зависит от способа присоединения и метода центрального регулирования отпуска тепла. При центральном регулировании по отопительной нагрузке расчётный расход сетевой воды определяется по формуле:
Gp=Go+ Gв+0,6·,
где Go, Gв – расчётные расходы воды на отопление и вентиляцию, кг/с.
- средний расход воды на ГВС, кг/с;
Расчетные расходы воды на отопление и вентиляцию
; ,
где с – теплоёмкость воды, кДж/(кг∙оС), принимаем с = 4,19 кДж/(кг∙оС);
τ1р, τ2р – расчётные температуры в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха на отопление, оС;
– расчётные температуры в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха на вентиляцию, оС;
кг/с; кг/с;
Расход воды на ГВС
,
где - температура сетевой воды в подающем и обратном трубопрово-дах в точке излома температурного графика центрального регулирования;
- температура воды за подогревателем первой ступени;
оС;
кг/с.
Расход сетевой воды
Gp = 222,85 + 28,3 + 0,6·30,55 =269,48, кг/с.
По расчётному расходу сетевой воды Gp = 269,48 кг/с и давлению потерей Rл = 80 Па/м по номограмме для гидравлического расчёта выбираем для магистрального трубопровода трубу диаметром d = 406 мм.
Скорость воды wв = 2 м/с.
Действительное линейное падение давления Rл=80 Па/м.
9. Принципиальная схема ТЭЦ
Составление принципиальной схемы производится на основании стандартных тепловых схем турбоустановок, которые разработаны заводами выпускающие конкретный тип паровой турбины.
В принципиальной схеме должна быть предложена установка для отпуска сетевой воды, схема выработки производственного пара, схема утилизации, продувки паровых котлов.
ПТС отражает в графическом виде технологический процесс выработки тепла (горячей воды и пара) и электроэнергии.
Рисунок 9.1. Принципиальная тепловая схема ТЭЦ
10. Выбор вспомогательного оборудования
10.1 Выбор сетевых подогревателей
Выбор сетевых подогревателей производится по двум параметрам: расчётной площади поверхности и расходу сетевой воды. Расход воды должен быть близким к номинальному, так как он определяет коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи. Выбор сетевых подогревателей производится по максимальной тепловой нагрузке, которая имеет место для пиковых подогревателей в максимально-зимнем режиме, а для основных – когда пиковые подогреватели отключены, а сетевая вода основных подогревателей имеет максимальную температуру.
Расчётная нагрузка основных подогревателей:
МВт;
Поверхность теплообмена основного подогревателя:
,
где к –коэффициент теплопередачи, Вт/(кг∙К), принимаем к = 3300 Вт/(кг∙К);
z – количество основных подогревателей, принимаем z = 3 шт.;
∆tср – среднелогарифмический температурный напор;
;
м2.
Расход воды через основной подогреватель:
м3/с = 334 м3/ч.
Принимаем к установке три основных сетевых подогревателя типа ПСВ-200-7-15 с площадью теплообмена 200 м2 и расходом 400 м3/ч каждый.
Расчётная нагрузка пиковых подогревателей:
МВт.
Поверхность теплообмена пикового подогревателя:
.
гдек –коэффициент теплопередачи, Вт/(кг∙К), принимаем
к = 3300 Вт/(кг∙К);
z – количество пиковых подогревателей, принимаем z = 2 шт.;
∆tср – среднелогарифмический температурный напор;
;
м2.
Расход воды через пиковый подогреватель:
м3/с = 515 м3/ч.
Принимаем к установке два пиковых сетевых подогревателя типа ПСВ-200-7-15 с площадью теплообмена 200 м2 и расходом 800 м3/ч каждый.
Сетевые насосы выбираются по двум параметрам:
1) расчётному расходу сетевой воды;
2) напору, который необходим для преодоления гидравлических сопротивлений подающего и обратного трубопроводов в теплосети, пиковых и основных сетевых подогревателей и коллекторов.
Количество и единичную мощность сетевых насосов определяют исходя из условия экономичной работы насосов в течение года.
В летний период целесообразно применять летний насос малой производительности.
Режим работы насоса всегда определяется совмещением рабочих характеристик насоса и сети.
РОУ используется для резервирования производственных отборов турбин и их постоянная работа нецелесообразна. Выбираются по общей потребности производства в паре, устанавливаются в количестве двух штук, без резерва. При общей потребности производства в паре 137,1 т/ч принимаем две РОУ 80/10. Покрытие – 160 т/ч.
Для деаэрации подпитки теплосети применяются деаэрационные колонки атмосферного типа с давлением греющего пара 1,2 ата. Деаэрационные колонки устанавливаются на аккумуляторных баках по 1 – 2 штуки. Емкость аккумуляторных баков должна хранить пятнадцатиминутный запас деаэрируемой воды. Аккумуляторные баки устанавливаются в количестве не менее двух, без резерва, но заполняются водой на 80 %.
По расходу подпиточной воды тепловой сети Gпод= 14,94 кг/с =53,78 т/ч принимаем к установке две деаэрационные колонки производительностью 50т/ч каждая, установленных на аккумуляторных баках.
Аккумуляторные баки должны хранить 15 минутный запас деаэрированной воды.
15 минутный запас:
.
Принимаются к установке 2 аккумуляторных бака ёмкостью по 25 м3.
Список использованной литературы
1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 7-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с., ил.
2. Наладка и эксплуатация водяных и тепловых сетей: Справочник (В.И. Манюк, Э.Б. Хит, А.И. Манюк). – М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.
3. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов/ Под ред. В.Я. Гришфельда. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.: ил.
