Расчет ТЭЦ на Свалочном и природном газе

 

3.7 Расчёт теплообменных аппаратов

Расчёт деаэратора подпитки теплосети

Так как применяется  двухступенчатый подогрев сетевой  воды, то для деаэрации подпиточной  воды используется вакуумный деаэратор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.2 Схема  подпитки Дэаэратора

 

 

Расход сетевой  воды:

,

где  кДж/ч;

кДж/(кг^oС).    кг/ч

 

Величина подпитки теплосети:

т/ч.

Составим уравнение  смешения для определения температуры  на входе в ПСН:

,

где   для вакуумных деаэраторов.

Определим расход пара в  верхний  и в нижний подогреватель:

,

где   –  определяем по давлению в подогревателе; .

т/ч;

,

где   – определяем по давлению подогревателей;

 т/ч.

 

 

 

 Составление баланса пара и воды.

Принимаем расход пара на турбину G_т=1. Тогда подвод свежего пара к стопорным клапанам ЦВД G_o=G_т+G^пр_упл=1,02·G_т. Паровая нагрузка парогенератора G_пе=G_o+G_ут=1,012·G_o=1,032·G_т, где потеря от утечек через неплотности G_ут=0,012·G_o=0,01224·G_т. Расход питательной воды G_пв=G_пе=1,032·G_т.  Расход добавочной воды G_доб=G_ут=0,01224G_т.

 

Расчет  системы ПВД.

Из таблицы 2 находим:

h₁=3026 кДж/кг                           h₂₁^оп=1180 кДж/кг

h₂=2953 кДж/кг                           h₂₂^оп=1053 кДж/кг

h₃=3329 кДж/кг                           h₂₃^оп=865 кДж/кг

 

h_j^опп = f (P_{под j}, t_{н j}+20)                   h_{др j} = f (P_{под j}, t_{в j+1}+10)

h₁^опп=2865 кДж/кг                        h_др1=1085 кДж/кг

h₂^опп=2858 кДж/кг                        h_др2=873 кДж/кг

h₃^опп=2832 кДж/кг                        h_др3=719 кДж/кг

 

Повышение энтальпии воды в питательных насосах:

 кДж/кг.

Энтальпия воды перед ПВД 3 с учетом работы питательных  насосов:

h₁₃=h^`_д+Dh_пн=687+35,9=722,9 кДж/кг.

Расход пара уплотнений, подаваемый на подогреватель:

Энтальпия пара уплотнений:

 кДж/кг.

Тепловой баланс для ПВД 1:

 

Тепловой баланс для ПВД 2:

 

 

Тепловой баланс для ПВД 3:

 

Определяем  нагрев воды в ОПП:

 кДж/кг.

 кДж/кг.

 кДж/кг.

 

Уточняем энтальпии  воды за подогревателями.

 кДж/кг.

 кДж/кг.

 кДж/кг.

 

Составляем  уточненные тепловые балансы.

Для ПВД 1:

 

Для ПВД 2:

Так как ПВД-3 включён по схеме Виален, то на этом этапе уравнение для ПВД-3 не меняется. 

Необходимо  уточнить .

  кДж/кг, t_пв=276 ^оС.

 

ПВД-8	ПВД-7	ПВД-6
0,0716	0,0704	0,0592

3.8 Расчет деаэратора питательной воды.

 

Составим уравнение  материального баланса:

,

где G_пв=1,04G_т; G_вып=0,002G_ок;

 

Тогда

1,04+0,002 G_ок=0,2079G_т+G_д+G_ок

Уравнение теплового  баланса:

Отсюда G_ок=0,8148 G_т;     G_д=0,0192.

3.9 Расчет системы ПНД.

 

h₄=3136 кДж/кг                 h₂₄=641 кДж/кг               h_др4=646 кДж/кг

h₅=3036 кДж/кг                 h₂₅=572 кДж/кг               h_др5=580 кДж/кг

h₆=2994 кДж/кг                 h₂₆=531 кДж/кг               h_др6=535 кДж/кг

h₇=2847 кДж/кг                 h₂₇=427 кДж/кг               h_др7=417 кДж/кг

                                h^’_псв=535 кДж/кг

                                h^’_псн=417 кДж/кг

Составим систему  уравнений из тепловых балансов ПНД 4-5-6-7, связанных дренажными насосами:

;

;

;

;

;

;

;

; ;

.

Рассчитаем  конденсатор ОУ+СП, ОЭ как один смешивающий  подогреватель.

Примем G₈=0, G_оэ=0,002 G_т

Расход пара в конденсатор:

Тепловой баланс для ОУ+СП и ОЭ:

Оценим энтальпию h₂₇.

Принимаем т/ч.

Отсюда  кДж/кг, а ^оС, что меньше 60 ^оС, значит линия рециркуляции не работает, а следовательно ПНД 8 не работает.

3.10 Определение расхода пара на турбину и проверка ее мощности.

Расход пара при теплофикационном режиме:

 кг/с,

 

где   – электрическая мощность на клеммах генератора; – электромеханический КПД турбогенератора; – соответственно расход пара отбор турбины и коэффициент недовыроботки для этого отбора; –  приведенная относительная величина утечек пара через концевые уплотнения турбины:

,

где   и – соответственно относительная величина утечки пара через концевое уплотнение и работа этого пара в турбине.

Расход пара на турбину:

Тогда:

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч.

 т/ч 

 т/ч 

 т/ч 

 т/ч 

 

Мощность турбины:

Погрешность определения мощности составляет 3%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Разработана схема ТЭЦ  с котлом ТГМП-314, работающим на смеси  природного и свалочного газа. Расход на свалочного газа на данный котел Всв. г.= 114720,94 м³/час (что составляет примерно 1 005 млн м³/год) и расход природного газа на этот же котел В пр.г. = 71257,39 м³/ч (а это свыше 624 млн м³/год). Экономия на потреблении природного газа котлом достигается засчет примешивания свалочного газа в количестве bзам= 1007,353 м³/час (в год эта цифра куда сильнее впечатляет  - почти 9 млн м³/год), что в свою очередб составляет экономию почти в 1134 тыс. у. е./год при цене газа 126 у.е. за тысячу м³.

Подобраны 3 турбины  Т-250 с теплофикационным отбором  пара, сетевые подогреватели, дэаэратор,  теплообменные аппараты, насосное оборудование.

Спроектированная  ТЭЦ позволяет обеспечивать теплом и электроэнергией почти 200 тыс. человек в близлежащих населенных пунктах, но принципиально важно, что себестоимость такой энергии снижена на 2%. Это не такая большая цифра, но важно не забвать также, что подобная схема позволяет сократить выбросы парникового свалочного газа в атмосферу, а следовательно значительно уменьшит ее загрязнение.

Годовые издержки на эксплуатацию тепловых сетей:

И_ТС=4,5×10⁶ у.е./год,

Годовые издержки на экплуатацию ЛЭП:

И_ЛЭП=0,476×10⁶ у.е./год

Суммарные затраты  на ТЭЦ:

З_ТЭЦ=59,8 млн.у.е./год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Список использованной литературы

 

• http://bibliotekar.ru/spravochnik-150-biogaz/index.htm
• http://www.chem.msu.su/rus/teaching/safonov1/3%281%29.html
• http://www.solidwaste.ru/technologys/11.html
• http://waste-nn.ru/tehnologiya-zahoroneniya-tbo/
• http://lnkenergy.com/art-2.html
• http://www.m2m-energy.ru/ru/teo.html
• http://www.energyresource.ru/
• В.Баадер, Е.Доне, М.Бренндерфер

Биогаз: теория и практика

Перевод с немецкого  и предисловие инженера М. И. Серебряного

• федеральный закон «Об отходах производства и потребления»
• Тепловой расчет котлов, Нормативный метод, Санкт Петербург 1998г.Издание 3е.
• АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОПЛИВА –  ПЕРСПЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ  Ягафарова Г.Г., Насырова Л.А., Шаимова А.М., Фасхутдинов Р.Р. Уфимский государственный нефтяной технический университет
• Экотехнологии и ресурсосбережение 1999г. №4

Обзор технологий добычи и использования биогаза  на свалках и полигонах твердых бытовых отходов и перспективы их развития в Украине. Гелетуха Г.Г., Марценюк З. А.

• Л. Н. Сидельковский, В. Н. Юренев, Котельные установки промышленных предприятий
• Горбатюк О.В., Лифшиц А.Б., Минько О.И. Утилизация биогаза полигонов твердых отходов. Проблемы больших городов // Обзорная инф. МГЦНТИ.- М
• Лифшиц А.Б., Гурвич В.И. Утилизация свалочного биогаза - мировая практика, российские перспективы // Чистый город.- 1999. № 2
• Обоснование комплексных энергетических технологий на полигонах твердых бытовых отходов / Елистратов В.В, Кубышкин Л.И., Масликов В.И., Покровская Е.Р. // Энергетическая политика. Вып.3, 2001
• Статья: Энергетическое использование ТБО как средство решения проблемы управления отходами на украине, Матвеев Ю.Б., Гелетуха Г.Г., ИТТФ НАН украины, НТЦ Биомасса.
• Мариненко Е.Е. Основы получения и использования биотоплива для решения вопросов энергосбережения и охраны окружающей среды в жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве: Учебное пособие. – Волгоград: ВолгГАСА, 2003.
• Барбара  Эдер Хайнц Шульц Биогазовые установки. Практическое пособие. 1996 г.
• Стоимость тысячи кубометров газа в США составила менее 100 долларов. ПроНедра.ru 17 января 2012г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Приложение

 

Рисунок 1

 

Таблица 1

 

……….

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление:

 

Введение

 

1.  Теоретическая информация по  твердым бытовым отходам и  возможности использлвания их продуктов.

 

1.  Классификация отходов по различным характеристикам – 1
2. Особенности некоторых видов отходов – 3
3. Природоохранные технологии на полигонах ТБО – 8
4. Основы производства биогаза. - 13
5. Пример проекта получения горючего газа из TБO в Украине - 17

6.         Устройство биогазовых полигонов

1.6.1     Технологическая схема экстракции свалочного газа – 20

1.6.2     Скважины для добычи свалочного газа – 21

1.6.3     Технология сбора и отвода свалочного газа на полигоне твердых бытовых и промышленных отходов – 21

7. Применение свалочного газа
1. Технологии получения тепловой и электрической энергии с использованием свалочного газа. – 22
2. Факельное сжигание свалочного газа - 22
3. Сжигание в газовых котлах - 23
4. Получение Электроэнергии при сжигании свалочного газа – 24
5. Пример электростанции, работающей на свалочном газе. – 25
6. Когенерация – совместная выработка тепловой и электрической энергии – 27
7. Продажа свалочного газа потребителю в качестве заменителя природного газа – 28
8. Технология получения биогаза CATERPILLAR – 29
2. Расчет ТЭЦ, работающей на свалочном газе полученном на Торбеевском Полигоне

2.1 Исходные данные по используемым ресурсам свалочного газа – 32

2.2 Обоснование  выбора типоразмера котла для  ТЭС и турбины. - 32