Вибір оптимального варіанта проекту електростанції

1. Техніко-економічне обґрунтування можливих варіантів ТЕЦ У зв’язку з величезною роллю енергетики в народному господарстві вибір оптимального варіанта проекту електростанції має велике значення для економіки країни.

Електростанції характеризуються дуже високою капіталоємністю, великим терміном будівництва і тривалим періодом експлуатації. До них висувають високі вимоги по забезпеченню надійності й економічності роботи, високого рівня продуктивності і безпеки праці.

Далі проводяться розрахунки трьох варіантів теплопостачання і вибір найбільш оптимального з них. Розрахунок проводиться за методикою.

1.1 Вибір основного обладнання При комбінованій схемі теплопостачання для ТЕЦ, що працюють в енергосистемі, необхідно вибирати основне устаткування таким чином, щоб забезпечити покриття теплових навантажень за допомогою найбільш потужного устаткування при оптимальному коефіцієнті теплофікації.

Проведення вибору оптимального обладнання для повного забезпечення в теплі деякого району м. Львів будемо проводити в трьох варіантах:

а) ТЕЦ з турбінами ПТ;

б) ТЕЦ з турбінами Т та Р;

в) котельня.

Підприємства та населення м. Львів потребує тепло (пар та гарячу воду), тому для покриття теплового навантаження будують ТЕЦ з турбінами ПТ (ці турбіни дозволяють відпуск пари на покриття промислового та теплофікаційного навантаження), або з турбінами типу Т та Р. Теплове навантаження також можливо покрити й за рахунок котлів в котельні. Основною відмінністю ТЕЦ від котельні є виробництво крім теплової енергії ще й електроенергії, частина якої йде на покриття власних потреб.

Для проектування ТЕЦ або котельні треба врахувати обов’язково екологічний фактор, тобто прорахувати варіанти використання більш дорогого палива — газу, але більш-менш екологічного, або дешевого палива, яким є кам’яне вугілля й витратити великі кошти на спорудження очисних споруд.

Отже, розглянемо кожен з трьох варіантів й виберемо основне обладнання, що забезпечить м. Львів в тепловому навантаженні.

ТЕЦ з турбінами ПТ Виходячи з техніко-економічних характеристик турбін типу ПТ доцільно використовувати турбіну типу:

ПТ-135/165−130/15

Номінальний виробничий і опалювальний відбори відповідно становлять: D_вир/D_опал = 320/210 т/год. Для покриття виробничих потреб потрібно встановити дві таких турбіни. Виробнича потреба становить 600 т/год, а пропускна здатність цих двох турбіни по пару становить: 2320=640 т/год (загальна пропускна здатність виробничих відборів турбін повинна бути не меншою ніж загальна потреба). Навантаження виробничого відбору кожної з турбін становить: 6002=300 т/год, що на 320−300=20 т/год нижче від номінальної продуктивності цього відбору. Тому надлишок пари в 20 т/год з кожної з турбін піде на покриття опалювального навантаження.

Витрати пари на опалювальний відбір кожної з турбін становитиме:

або теплова потужність опалювального відбору становитиме:

Для перевірки забезпечення покриття теплового навантаження скористаємось формулою, що визначається коефіцієнтом теплофікації:

де Q_Турб — сумарна величина навантаження опалювальних відборів усіх турбін, МВт;

Q_Макс — максимальне навантаження в гарячому водопостачанні, МВт.

Оптимальне значення коефіцієнта теплофікації залежить від типорозміру і початкових параметрів пари турбіни, тривалості опалювального періоду, режиму роботи ТЕЦ у неопалювальний період і навантаження у гарячому водопостачанні. Для середніх умов оптимальне значення коефіцієнту теплофікації лежить у межах:

=0,5…0,65

Отже,

та Q_Макс=500 МВт (по завданню).

де n=2 — кількість турбін типу ПТ.

Значення лежить в допустимих межах. Після того, як ми визначилися з кількістю турбін вибираємо енергетичні й водонагрівальні котли. Для покриття пікового навантаження у гарячій воді використовують водонагрівальні котли марки КВГМ-100, або КВГМ-180 (паливом для них є газ та мазут).

Для визначення кількості котлів марки КВГМ розрахуємо пікове навантаження по гарячому водопостачанню за формулою:

Q_Пік=Q_Макс — nQ_Відб =500 — 2142=2116 МВт185,7 Гкал Для визначення витрат на будівництво, на обладнання, на обслуговування і інші, приймаємо: 1КВГМ-180, а частину опалювального навантаження, що залишилась (185,7−180=5,7 Гкал=6,66МВт) можна покрити за рахунок пікових мережних підігрівачів, що живляться паром від РОУ. Для покриття парового навантаження рекомендується встановити котли з паропродуктивністю: 320, 420 та 500 т/год. Приймаємо варіант ТЕЦ з поперечними зв’язками, тобто 2 котла на 1 турбіну, для забезпечення достатньої надійності.

Отже, для 2ПТ-135, що потребують по 760 т/год пари на кожну турбіну приймаємо таку кількість котлів:

4420 т/год ТЕЦ з турбінами Т та Р.

так, як по завданню потрібно повністю забезпечити теплом, як промисловість так і населення, то можна встановити два типи турбін: турбіни типу Т, та турбіни типу Р.

Турбіни типу Р будуть повністю покривати навантаження споживачів, а турбіни типу Т повинні повністю покрити теплофікаційне навантаження.

Спочатку вибираються турбіни типу Р для повного забезпечення в парі промислових споживачів, ця потреба становить 600 т/год та з тиском 1.3 МПа. Тому приймаємо,

2Р-50−130

з пропускною здатністю виробничого відбору 310 т/год кожна, з витратою пари по 370 т/год. Надлишок пари становить:

або .

Надлишок пари піде на покриття теплового навантаження у гарячій воді.

Для покриття теплового навантаження приймаємо одну турбіну марки :

Т-175/210−130

З номінальним відбором потужністю 314 МВт, й максимальною витратою пари на турбіну

Проведемо перевірку по забезпеченню теплового навантаження, для цього скористаємось формулою що визначає коефіцієнт теплофікації:

де — надлишок тепла, що йде на покриття теплофікаційного навантаження з турбін типу Р;

— навантаження опалювального відбору турбіни типу Т.

Як бачимо, значення, майже лежить у допустимих межах. Після вибору турбін обираємо енергетичні та водонагрівальні котли (якщо є в цьому потреба).

Водонагрівальні котли забезпечують покриття пікових навантажень у гарячій воді:

Q_Пік= Q_Макс — Q_Турб=500-(15,1+314)=170,9 МВт Для покриття пікових навантажень достатньо одного котла марки КВГМ-180

Для вибору кількості парових котлів визначимо сумарну потребу турбін в парі за формулою

2хР+Т=2D^Р-50+ D^Т-175=2370+760=1500 т/год.

Щоб забезпечити парою 2хР та 1хТ потрібно встановити парові котли з паропродуктивністю 420 т/год, тобто

4х420 т/год Котельня.

Вважається, що котельня — це майже та сама ТЕЦ, але без обладнання, що дозволяє виробляти електроенергію

(турбіна, генератор, тощо). для покриття теплового навантаження в гарячій воді та парі, приймаємо з розрахунку на 1 запасний, тобто Якщо, кількість парових котлів n_ПК>8, то треба будувати дві котельні.

— потреба в парі промислових споживачів (за умовою завдання).

— паропродуктивність одного парового котла.

Паропродуктивність парового котла вибирається з номенклатурного ряду: 50, 75, 100, 160 т/год. Отже, для покриття парового навантаження приймається 5×160 т/год.

для забезпечення покриття теплового навантаження в гарячій воді використовують водонагрівальні котли. Кількість таких котлів приймається без резерву, тобто де — загальна потужність в гарячому водопостачанні м. Львів (за завданням);

— номінальна потужність водонагрівального котла, вибирається з такого номенклатурного ряду водогрійних котлів: 50, 100, 180 Гкал/год .

Отже, для покриття теплового навантаження в гарячому водопостачанні м. Львів потрібно встановити водогрійні

котли типу: 3×180 Гкал/год

1.2 Розрахунок та порівняння основних техніко-економічних показників ТЕЦ та котельні

В даному розділі проводиться техніко-економічний аналіз вибору теплопостачальної системи (ТЕЦ або котельня). Основними порівняльними характеристиками є витрати палива на виробіток електроенергії та тепла, витрати електроенергії на власні потреби ТЕЦ чи котельні, капіталовкладення в новобудову, заробітна платня обслуговуючого персоналу та інші витрати. Ці показники заносяться в таблицю 1.1. й з неї робиться вже остаточне рішення, щодо спорудження теплопостачальної системи.

1.2.1 Розрахунок капіталовкладень для ТЕЦ та котельні

Сумарні капіталовкладення для ТЕЦ розраховуються за формулою:

К_ТЕЦ=К_БС+К_ОБ, у.о.

де К_БС — капіталовкладення для будівель та споруд, у.о.;

К_ОБ — капіталовкладення в обладнання, у.о.

Капіталовкладення в будівлю та споруди і обладнання розраховуються відповідно за такими формулами:

та

де — витрати на будівлю та споруди (на обладнання), віднесені відповідно на перший і на кожний наступний котлоагрегат, у.о.;

— витрати на будівлю та споруди (на обладнання), віднесені відповідно на перший і на кожний наступний турбоагрегат, у.о.;

— витрати на будівлю та споруди і на обладнання, віднесені на один піковий водонагрівальний котел, у.о.;

n_К, n_Т — кількість енергетичних котлів і турбін (без урахування першого агрегату);

n_ВК — кількість водонагрівальних котлів.

Сумарні капіталовкладення в котельню розраховується за формулою:

де — капіталовкладення на будівництво водонагрівальних (парових) котлів, віднесені відповідно на перший і на кожний наступний котлоагрегат, у.о.;

n_ВК, n_ПК — кількість водонагрівальних та енергетичних котлів (без урахування першого агрегату);

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Значення витратна будівлі та споруди і обладнання ТЕЦ чи котельні приймалися з додатку 4 та 12: «Капіталовкладення в не блочні ТЕЦ та котельні»,.

ТЕЦ з турбінами ПТ має таке основне енергетичне обладнання:

2хПТ-135/165−130/15 — турбіни

1хКВГМ-180 — водонагрівальний котел

4х420 т/год — енергетичні котли Тому, формула для розрахунку капіталовкладень в ТЕЦ з турбінами ПТ запишеться таким чином:

Для енергетичних парових котлів паливом є кам’яне вугілля, а для пікових водонагрівальних котлів ТЕЦ — мазут. Основним паливом для котельні є кам’яне вугілля на якому працюють парові та водонагрівальні котли.

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

ТЕЦ з турбінами Т та Р має таке основне енергетичне обладнання:

2хР-50−130/13 — турбіни

1хТ-175/210−130 — турбіни

1хКВГМ-180 — водонагрівальний котел

4х420 т/год — енергетичні котли При розрахунку капіталовкладень в ТЕЦ з турбінами Т та Р є певна особливість. Вона полягає в тому, що вирахування капіталовкладень для двох різних турбін приймається: до першого турбоагрегату відноситься тільки турбіни типу Т, а до наступних можуть відноситись турбіни типу Р. Для кожного варіанту формула розрахунку капіталовкладень запишеться у вигляді:

Для енергетичних парових котлів паливом є кам’яне вугілля, а для пікових водонагрівальних котлів ТЕЦ — мазут. Основним паливом для котельні є кам’яне вугілля на якому працюють парові та водонагрівальні котли.

Котельня.

Для розрахунку капіталовкладень в котельню запишемо основне обладнання котельні:

3х180 Гкал/год — водонагрівальні котли

5х160 т/год — енергетичні котли Як було зазначено вище паливом для пікових водогрійних та парових котлів котельні є кам’яне вугілля. Тому, капіталовкладення в котельню становитимуть:

1.2.2 Розрахунок витрат палива На ТЕЦ чи котельні використовується три види палива: тверде (кам'яне вугілля), газоподібне (природний газ), рідке (мазут або інші нафтопродукти) паливо. Вибір виду палива цілком залежить від екологічного фактору, відстані розташування басейну (родовища) відносно станції-споживача, а також фактору капіталовкладень в будівництво і ремонт очисних споруд та системи паливо приготування.

В даному курсовому проекті вбір найекономічнішого виду палива приймається на власний смак і розсуд (прорахунки найекономічнішого виду палива не робляться).

Виходячи з таких міркувань,

для ТЕЦ основним видом палива приймається: для енергетичних парових котлів — тверде паливо (кам'яне вугілля з теплотворною здатністю), а для водонагрівальних котлів основним видом палива є рідке (мазут з теплотворною здатністю);

для котельні основним видом палива для парових та водонагрівальних котлів приймається — тверде паливо (кам'яне вугілля з теплотворною здатністю).

Закупівельна ціна твердого палива — 35 у.о. за 1 тону умовного палива, родовище знаходиться на відстані 600 км. Закупівельна ціна мазуту — 80 у.о. за 1 тону умовного палива.

Річні витрати умовного палива на ТЕЦ розраховуються за формулою:

де — ККД котлоагрегату працюючого на кам’яному вугіллі;

— ККД теплового потоку;

а=1,9% - норма втрат палива (для кам’яного вугілля);

Q_Ен.Кот — річний виробіток тепла енергетичними котлами (приймається для кожного варіанту ТЕЦ своє значення, див. додаток 1)_, ГДж/кг;

К₁=1,02 — коефіцієнт, що враховує пускові втрати;

К₂=1,03 — коефіцієнт, що враховує роботу ТЕЦ у змінних режимах для парових котлів.

Річні витрати натурального палива, що йде на спалювання енергетичними котлами ТЕЦ розраховується по формулі:

Кам’яне вугілля має теплотворну здатність -, що було зазначено вище.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Річний виробіток тепла енергетичними котлами становить: Q_Ен.Кот=21 227,43 тис. ГДж.

Річні витрати умовного палива на ТЕЦ з турбінами типу ПТ будуть становити:

Річні витрати натурального палива, що йде на спалювання енергетичними котлами становить:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Річний виробіток тепла енергетичними котлами становить: Q_Ен.Кот=23 964,89 тис. ГДж.

Річні витрати умовного палива на ТЕЦ з турбінами типу Т та Р будуть становити:

Річні витрати натурального палива, що йде на спалювання енергетичними котлами:

Визначимо питомі витрати палива для ТЕЦ, що йде на виробіток електроенергії енергетичними котлами:

на тепловому споживанні

в конденсаційному режимі

.

де q_ТФ, q_К -питомі витрати тепла на 1 кВтгод відповідно для теплофікаційного та конденсаційного виробітку електроенергії, кДж/кВтгод.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Питомі витрати тепла для теплофікаційного і конденсаційного виробітку електроенергії відповідно становлять (приймається з заводських характеристик турбіни):

та

Питомі витрати палива енергетичними котлами на теплофікаційному й конденсаційному виробітку електроенергії відповідно становлять:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Формули для розрахунку питомих витрат палива справедливі лише для однотипних турбін ТЕЦ. Якщо ж ми мавємо два різних типи турбін, або більше двох (наприклад турбіни типу Т й ПТ, або Т і Р), то ці витрати палива розраховуються за таким планом.

Спочатку, знаходимо усереднене значення питомих витрат тепла на виробіток, що піде на виробіток електроенергії в теплофікаційному та конденсаційному режимах за формулами:

та ,

де Q_Відб. — навантаження відборів турбіни (приймається з техніко-економічних показників турбіни), МВт;

q_ТФ та q_К — питомі витрати теплоти для кожної марки турбіни в теплофікаційному та конденсаційному режимі, кДж/кВтгод;

N_К — номінальна потужність турбіни в конденсаційному режимі, для кожної турбіни своє конкретне значення, МВт.

Для турбін типу Р, значення q_К=0 та N_К=0. Запишемо чому дорівнюють величини, що присутні в розрахунковій формулі:

;;; ;

;;; .

Тоді,

.

Потім розраховуються питомі витрати палива в теплофікаційному та конденсаційному режимі відповідно таких формул:

.

Визначимо річні витрати палива на виробіток електроенергії на тепловому та конденсаційному режимі по формулам, т/рік:

В_ТФ=b_ТФ W_ТФ, та В_К=b_К W_К ,

де b_ТФ та b_К — питомі витрати палива, що йде на виробіток електроенергії на тепловому і конденсаційному споживанні(для відповідного варіанту ТЕЦ своє значення), кг/кВтгод;

W_ТФ, та W_К — річний виробіток електроенергії в тепловому й конденсаційному режимі, кВтгод (приймається з додатку 1 відповідно до варіанту ТЕЦ).

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Річний виробіток електроенергії в тепловому та конденсаційному режимі становить:

W_ТФ=1212,91 млн.кВтгод.; W_к=353,0897 млн.кВтгод.

Тоді річні витрати палива на виробіток електроенергії на тепловому і конденсаційному режимі в перерахунку на одну тону умовного палива:

В_ТФ=0,157 951 212,91=191,579 тис. т у.п.

В_К=0,38 533 353,0897=136,056 тис. т у.п.

Витрати натурального палива на виробіток електроенергії на тепловому й конденсаційному режимі становитиме:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Річний виробіток електроенергії в тепловому та конденсаційному режимі становить:

W_ТФ=735,0292 млн.кВтгод.; W_к=859,9708 млн.кВтгод.

Тоді річні витрати палива на виробіток електроенергії на тепловому і конденсаційному режимі в перерахунку на одну тону умовного палива:

В_ТФ=0,15 795 735,0292=116,098 тис. т у.п.

В_К=0,38 533 859,9708=314,371 тис. т у.п.

Витрати натурального палива на виробіток електроенергії на тепловому й конденсаційному режимі становитиме:

Визначимо питомі витрати палива на відпуск тепла для покриття теплового навантаження енергетичними котлами за формулою:

Витрати умовного палива, що йде на виробіток тепла для покриття теплового навантаження в гарячій воді обчислюється за формулою:

де Q_Відб., Q_РОУ — теплове навантаження, що йде на покриття теплового навантаження в гарячій воді відповідно з відборів турбін, або через РОУ, ГДж (береться з додатку 1).

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Річний відпуск теплоти, що йде на покриття теплового навантаження в гарячому водопостачанні становить (з відборів турбін ПТ): Q_Відб.=5164,266 тис. ГДж.

Річний відпуск теплоти, що йде на покриття теплового навантаження в гаряче водопостачання через РОУ становить: Q_РОУ=2,30 810^-3 тис. ГДж Витрати умовного палива, що йде на відпуск тепла для покриття теплового навантаження в гарячому водопостачанні становить:

Річні витрати натурального палива становлять:

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Річний відпуск теплоти, що йде на покриття теплового навантаження в гарячому водопостачанні становить (з відборів турбін ПТ): Q_Відб.=5164,266 тис. ГДж.

Річний відпуск теплоти, що йде на покриття теплового навантаження в гаряче водопостачання через РОУ становить: Q_РОУ=2,30 810^-3 тис. ГДж Витрати умовного палива, що йде на відпуск тепла для покриття теплового навантаження енергетичними котлами в гарячому водопостачанні становить:

Річні витрати натурального палива становлять:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Річний відпуск теплоти, що йде на покриття теплового навантаження в гарячій воді з відборів турбін Т та Р становить: ,

Витрати умовного палива, що йде на відпуск тепла для покриття теплового навантаження енергетичними котлами в гарячому водопостачанні становить:

Річні витрати натурального палива становлять:

Для покриття теплового навантаження в гарячій воді крім РОУ та відборів турбін можна ще за рахунок пікових водонагрівальних котлів. Питома витрата умовного палива на ТЕЦ для покриття теплового навантаження в гарячій воді за рахунок пікових водонагрівальних котлів розраховується за формулою:

де — ККД водонагрівального котлоагрегату працюючого на мазуті;

— ККД теплового потоку;

а=0,3% - норма втрат палива (для мазуту);

К₁=1,02 — коефіцієнт, що враховує пускові втрати;

К₂=1,01 — коефіцієнт, що враховує роботу ТЕЦ у змінних режимах, для водонагрівальних котлів.

Тоді, питомі витрати палива водонагрівальних котлів становитимуть:

Річні витрати умовного палива для покриття теплового навантаження у гарячій воді водонагрівальними котлами розраховуємо за формулою:

де Q_ВК — теплове навантаження гарячого водопостачання, покриває мого за рахунок водонагрівальних котів (приймається з додатку 1, для свого варіанту ТЕЦ), ГДж.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Теплове навантаження водонагрівальних котлів, що йде на покриття гарячого водопостачання (за рік):

Q_ВК=458,7369 тис. ГДж Річні витрати умовного палива водонагрівальних котлами для покриття теплового навантаження в гарячій воді на ТЕЦ становитимуть:

В_ВК=39,546 458,7369 =18,141тис.т.у.п.

Паливом для водонагрівальних котлів є мазут. Річні витрати натурального палива для покриття теплового навантаження водонагрівальними котлами:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Теплове навантаження водонагрівальних котлів, що йде на покриття гарячого водопостачання (за рік):

Q_ВК=201,7969 тис. ГДж Річні витрати умовного палива водонагрівальних котлами для покриття теплового навантаження в гарячій воді на ТЕЦ становитимуть:

В_ВК=39,546 201,7969 =7,980тис.т.у.п.

Річні витрати натурального палива для покриття теплового навантаження водонагрівальними котлами:

Розрахуємо річні витрати палива спаленого піковими водогрійними котлами, для забезпечення покриття промислових споживачів парою, за формулою:

де — річний відпуск пари промисловим споживачам (приймається з додатку 1);

— питомі витрати палива енергетичними котлами для покриття теплового навантаження (розрахунок див. вище).

Тоді,

Річні витрати натурального палива для покриття теплового навантаження енергетичними котлами:

Котельня.

Для котельні, як вище було зазначено, основним видом палива є кам’яне вугілля не залежно від того водонагрівальні чи парові котли. Розрахуємо річні витрати умовного палива для забезпечення парового навантаження енергетичними котлами котельні, за формулою:

де — ККД енергетичного котлоагрегату працюючого на кам’яному вугіллі;

— ККД теплового потоку;

а=1,9% - норма втрат палива (для кам’яного вугілля);

коефіцієнт 1,17 — що враховує витрати тепла на власні потреби котельні.

Тоді,

Питомі витрати палива водонагрівальних котлів, що покривають теплове навантаження у гарячій воді, розраховується за формулою:

де — ККД енергетичного котлоагрегату працюючого на кам’яному вугіллі;

— ККД теплового потоку;

а=1,9% - норма втрат палива (для кам’яного вугілля);

коефіцієнт 1,0526 — що враховує витрати палива для отримання тепла для пуску котлоагрегату.

Тоді,

Річний відпуск тепла для покриття парового навантаження котельні приймається таким самим, як і для ТЕЦ тому цей параметр береться з додатку 1 і він становить:, аналогічно приймаємо й відпуск тепла для покриття теплового навантаження в гарячій воді:

Річні витрати умовного палива для парових та водонагрівальних котлів, відповідно розраховується за формулами:

Сумарні витрати умовного палива парових та водонагрівальних котлів котельні, що йде на покриття теплового навантаження, становить:

Сумарні витрати натурального палива парових та водонагрівальних котлів котельні, що йде на покриття теплового навантаження, становить:

Витрати натурального палива, відповідно для парових та водонагрівальних котлів котельні, що йде на покриття теплового навантаження, становить:

1.2.3 Розрахунок витрат на власні потреби Розрахунок витрат на власні потреби це один із найважливіших показників економічності ТЕЦ чи котельні. Витрати на власні потреби включають в себе: витрати електроенергії на власні потреби, витрати на заробітну плату персоналу ТЕЦ, амортизаційні відрахування, загально станційні та інші витрати.

Визначення витрат електроенергії на власні потреби, а саме на паливо приготування, тягодуттьове обладнання,

живильні насоси, гідро золовидалення, циркуляційні насоси, мережні насоси та інші споживачі.

Визначимо річні витрати електроенергії на паливо приготування ТЕЦ за такою формулою:

W_ППР= w_ППР B_Нат., кВтгод, де w_ППР — питомі витрати електроенергії на приготування 1 тони натурального палива, кВтгод/т:

для кам’яного вугілля — w_ППР=25…28 кВтгод/т нат.п. ;

для мазуту — w_ППР=3,5…3,6 кВтгод/т нат. п.;

В_Нат. — річні витрати натурального палива у тонах, для водонагрівальних та енергетичних котлів.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Питомі витрати електроенергії приймаємо:

для кам’яного вугілля — w_ППР=25 кВтгод/т нат.п. ;

для мазуту — w_ППР=3,5 кВтгод/т нат. п.

Річні витрати електроенергії на паливо приготування становлять:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Питомі витрати електроенергії приймаємо:

для кам’яного вугілля — w_ППР=25 кВтгод/т нат.п. ;

для мазуту — w_ППР=3,5 кВтгод/т нат. п.

Річні витрати електроенергії на паливо приготування становлять:

Котельня.

Питомі витрати електроенергії, для кам’яного вугілля, приймаємо — w_ППР=25 кВтгод/т нат.п. ;

Річні витрати електроенергії на паливо приготування в котельні становлять:

Річні витрати електроенергії на тягодуттьове обладнання розраховується за формулою:

W_ТД=w_ТД D_Пар, кВтгод, де w_ТД — питомі витрати електроенергії на вироблення 1 тони пари енергетичними котлами, кВтгод/т

D_Пар — кількість пари, яку виробляють енергетичні котли. Річний відпуск пари енергетичними котлами можна визначити за допомогою такої формули:

де Q_Ен.Кот. — річний виробіток тепла енергетичними котлами, ГДж.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Витрати електроенергії на виробіток 1 тони пари енергетичними котлами, для кам’яного вугілля, становить:

w_ТД=4,6…6,2 кВтгод/т=4,6 кВтгод/т Річний виробіток тепла енергетичними паровими котлами становить (приймається з додатку 1):

Q_Ен.Кот.=21 227,43 тис. ГДж Річний відпуск пари енергетичними котлами:

Річні витрати електроенергії на тягодуттьове обладнання становить:

W_ТД=4,68 195,919=37,701 млн. кВтгод ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Витрати електроенергії на виробіток 1 тони пари енергетичними котлами, для кам’яного вугілля, становить:

w_ТД=4,6…6,2 кВтгод/т=4,6 кВтгод/т Річний виробіток тепла енергетичними паровими котлами становить (приймається з додатку 1):

Q_Ен.Кот.=23 964,89 тис. ГДж Річний відпуск пари енергетичними котлами:

Річні витрати електроенергії на тягодуттьове обладнання становить:

W_ТД=4,69 252,853=42,563 млн. кВтгод Котельня.

Витрати електроенергії на виробіток 1 тони пари енергетичними котлами котельні, для кам’яного вугілля, становить:

w_ТД=4,6…6,2 кВтгод/т=4,6 кВтгод/т Річний відпуск пари енергетичними паровими котлами котельні становить (приймається з додатку 1):

D_Пар.=8160 тис. ГДж Річні витрати електроенергії на тягодуттьове обладнання rjntkmys становить:

W_ТД=4,68 160=37,536 млн. кВтгод Розрахуємо для ТЕЦ витрати електроенергії на живильні насоси, за формулою:

де w_ЖН — питомі витрати електроенергії на перекачування 1 тони живильної води, кВтгод/т.

Для кам’яного вугілля ця величина становить: w_ЖН =7,2…7,6 кВтгод/т=7,2 кВтгод/т.

D_Пар — річний відпуск пари енергетичними котлами, т.

Розрахуємо для котельні витрати електроенергії на живильні насоси за формулою:

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Річний відпуск пари енергетичними котлами:

Витрати електроенергії на живильні насоси, становлять:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Річний відпуск пари енергетичними котлами:

Витрати електроенергії на живильні насоси, становлять:

Котельня.

Річний відпуск пари енергетичними котлами:

Витрати електроенергії на живильні насоси, становлять:

Визначимо витрати електроенергії на гідро золовидалення, його визначають у відсотках від виробітку електроенергії, тобто

де — річний загальний виробіток електроенергії(приймається з додатку 1), кВтгод.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Загальний річний виробіток електроенергії становить (приймається з додатку 1):

Річні витрати електроенергії на гідро золовидалення (для кам’яного вугілля) становитиме:

теплоелектроцентраль котельня економічний

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Загальний річний виробіток електроенергії становить (приймається з додатку 1):

Річні витрати електроенергії на гідро золовидалення (для кам’яного вугілля) становитиме:

Котельня.

Для котельні витрати електроенергії на гідро золовидалення розраховується за такою формулою (з розрахунку на те, що котлами котельні спалюється кам’яне вугілля):

де — річні витрати натурального палива водонагрівальними та паровими котлами котельні;

— річні витрати електроенергії на гідро золовидалення ТЕЦ з турбінами ПТ;

— річні витрати кам’яного вугілля спаленого енергетичними котлами.

Тоді,

Витрати електроенергії циркуляційними насосами визначається за формулою:

де — річний загальний виробіток електроенергії(приймається з додатку 1), кВтгод.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Загальний річний виробіток електроенергії становить (приймається з додатку 1):

Річні витрати електроенергії циркуляційними насосами становитиме:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Загальний річний виробіток електроенергії становить (приймається з додатку 1):

Річні витрати електроенергії циркуляційними насосами становитиме:

Котельня.

Для котельні витрати електроенергії циркуляційними насосами дорівнюють нулю, тобто Витрати електроенергії основними споживачами — мережними насосами — можна обчислити за такою формулою:

де — питомі витрати електроенергії на 1 ГДж тепла, що відпущено з гарячою водою;

Q_г. в.=45 623,005 тис. ГДж — річний відпуск тепла у гарячій воді.

Тому, витрати електроенергії мережними насосами становить:

W_МН=2,45 623,005=13,495 млн. кВтгод Крім вище перерахованих витрат електроенергії на власні потреби є крім цих ще багато інших, які складають не великий відсоток від загального обсягу виробленої електроенергії на станції. Ці витрати розраховуються за формулою:

де — річний загальний виробіток електроенергії на ТЕЦ (приймається з додатку 1), кВтгод.

Для котельні ці витрати розраховуються за формулою:

де — річні витрати електроенергії на власні потреби без урахування інших витрат, для котельні, кВтгод.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Річний виробіток електроенергії на ТЕЦ становить (приймається з додатку 1):

Витрати електроенергії на інші потреби становитимуть:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Річний виробіток електроенергії на ТЕЦ становить (приймається з додатку 1):

Витрати електроенергії на інші потреби становитимуть:

Котельня.

Річні витрати електроенергії на власні потреби для котельні без урахування інших витрат розраховується за формулою:

Усі величини, що входять в формулу були вище розраховані для варіанту котельні.

Витрати електроенергії на інші потреби котельні становитимуть:

Сумарні витрати електроенергії на власні потреби:

для ТЕЦ з турбінами ПТ

для ТЕЦ з турбінами Т та Р

для котельні

Річний відпуск електроенергії з ТЕЦ становить:

для ТЕЦ з турбінами ПТ ;

для ТЕЦ з турбінами Т та Р ;

Амортизаційні відрахування для ТЕЦ обчислюються за формулою:

де — середні норми амортизаційних відрахувань, відповідно від будівель та споруд і обладнання. За нині діючим законодавством України ці норми становлять, відповідно 5% та 15%.

Амортизаційні відрахування для котельні розраховуються за формулою:

відповідно до цих формул розрахуємо ці витрати.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Капіталовкладення в будівлі та споруди і обладнання ТЕЦ відповідно становлять:

К_БС=125,2 млн. у.о.; К_ОБ=235,1 млн. у.о.

Тоді, амортизаційні відрахування становитимуть:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Капіталовкладення в будівлі та споруди і обладнання ТЕЦ відповідно становлять:

К_БС=117,2 млн. у.о.; К_ОБ=212,7 млн. у.о.

Тоді, амортизаційні відрахування становитимуть:

Котельня.

Капіталовкладення в будівництво котельні становить:

К_Кот.=81,8 млн. у.о.

Тоді, амортизаційні відрахування становитимуть:

Заробітна платня персоналу ТЕЦ обчислюється за формулою:

И_ЗП=R_еФ_е, у. о.,

де R_е — чисельність персоналу ТЕЦ, що приймають у залежності від виду палива, загального числа основних агрегатів (турбоагрегатів, енергетичних та водонагрівальних котлів), сумарної паропродуктивності енергетичних котлів за додатком 9[8] для ТЕЦ із поперечними зв’язками по методичних вказівках.

Ф_е -середньорічний фонд заробітної плати однієї людини з на рахуванням на неї, залежить від потужності агрегату (турбіни) на яку він працює.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Для даного виду ТЕЦ приймаємо середньорічний фонд заробітної плати: Ф_е =6300 у.о./ люд. рік.

Чисельність персоналу ТЕЦ становить: R_е =206 людин.

Заробітна плата персоналу ТЕЦ становить:

И_ЗП = 2 066 300 = 1,2978 млн. у.о.

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Для даного виду ТЕЦ приймаємо середньорічний фонд заробітної плати: Ф_е =6100 у.о./ люд. рік.

Чисельність персоналу ТЕЦ становить: R_е =216 людин.

Заробітна плата персоналу ТЕЦ становить:

И_ЗП = 2 166 100 = 1,3176 млн. у.о.

Котельня.

Питома чисельність персоналу в котельні на кам’яному вугіллі:

для парових котлів продуктивністю 600 т/год — ця величина становить — 0,163чол./Т пари:

для водонагрівальних котлів потужністю 500МВт — ця величина становить -0,13 чел./МВт.

Чисельність персоналу на котельні:

R_е = 6000,1 635 000,13=163 людини.

Середньорічний фонд заробітної платні працівників котельні приймаємо Ф_е =4500 у.о./люд.рік.

Заробітна платня персоналу котельні становить:

И_ЗП =1 634 500 =0,734 млн. у.о.

Загально станційні витрати обчислюються у відсотках від суми витрат на заробітну платню й амортизаційні відрахування:

де _Інші — норми відрахувань на інші витрати.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Норми відрахувань на інші витрати для ТЕЦ потужністю 275 МВт становить: _Інші=52%.

Заробітна плата персоналу ТЕЦ становить: И_ЗП = 1,2978 млн. у.о.

Амортизаційні відрахування становлять:

Загально станційні витрати ТЕЦ становитимуть:

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Норми відрахувань на інші витрати для ТЕЦ потужністю 275 МВт становить: _Інші=52,5%.

Заробітна плата персоналу ТЕЦ становить: И_ЗП = 1,3176 млн. у.о.

Амортизаційні відрахування становлять:

Загально станційні витрати ТЕЦ становитимуть:

Котельня.

Норми відрахувань на інші витрати для котельні становлять: _Інші=70%.

Заробітна плата персоналу ТЕЦ становить: И_ЗП = 0,734 млн. у.о.

Амортизаційні відрахування становлять:

Загально котельні витрати становитимуть:

Витрати на паливо розраховуємо по формулі(без урахування витрат на транспортування):

для ТЕЦ — И_Пал.=Ц_Тв.Пал.(В_ТФ+В_К+В_ПК)+ Ц_{Рідк.Пал.}В_ВК, у.о.;

для котельні - И_Пал.=Ц_Тв.Пал.В_Кот., у.о.,

де Ц_Тв.Пал=35 у.о./т у.п. та Ц_{Рідк.Пал}=80 у.о./т у.п. — ціна 1 тони умовного палива, відповідно кам’яного вугілля та мазуту.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Річні витрати палива в теплофікаційному та конденсаційному режимах, піковими водонагрівальними та енергетичними котлами відповідно становлять:

В_ТФ=191,579 тис. т у.п.; В_К=136,056 тис. т у.п.; В_ВК=18,141 тис. т у.п.;

Витрати на паливо становитимуть:

И_Пал.=35(191,579+136,056+552,051)+8018,141=32,24 млн. у.о.

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Річні витрати палива в теплофікаційному та конденсаційному режимах, піковими водонагрівальними та енергетичними котлами відповідно становлять:

В_ТФ=116,098 тис. т у.п.; В_К=314,371 тис. т у.п.; В_ВК=7,98 тис. т у.п.;

Витрати на паливо становитимуть:

И_Пал.=35(116,098+314,371+562,697)+807,98=35,399 млн. у.о.

Котельня.

Річні сумарні витрати палива піковими водонагрівальними та енергетичними котлами становлять:

В_Кот.=609,928 т ис. т у.п.;

Витрати на паливо становитимуть:

И_Пал.=35 609,928=21,348 млн. у.о.

Сумарно річні умовно-постійні витрати розраховуються за формулою:

И_Пост=И_а+И_ЗП+И_Інші, у.о.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Заробітна плата персоналу ТЕЦ становить: И_ЗП = 1,2978 млн. у.о.

Амортизаційні відрахування становлять:

Загально станційні витрати ТЕЦ становлять:

Тоді, сумарно річні умовно-постійні витрати становитимуть:

И_Пост.=41,525+1,2978+22,678=65,5 млн. у.о.

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Заробітна плата персоналу ТЕЦ становить: И_ЗП = 1,3176 млн. у.о.

Амортизаційні відрахування становлять:

Загально станційні витрати ТЕЦ становлять:

Тоді, сумарно річні умовно-постійні витрати становитимуть:

И_Пост.=37,765+1,3176+20,518=59,6 млн. у.о.

Котельня.

Заробітна плата персоналу котельні становить: И_ЗП = 0,734 млн. у.о.

Амортизаційні відрахування становлять:

Загально котельні витрати становлять:

Тоді, сумарно річні умовно-постійні витрати становитимуть:

И_Пост.=8,589+0,734+6,526=15,849 млн. у.о.

Сумарно річні експлуатаційні витрати розраховуються за формулою:

И=И_Пал.+И_Пост.+И_W, у.о.,

де И_W — вартість додаткових витрат електроенергії на власні потреби, розраховується за формулою:

И_W=W_Вир. Ц_W, у.о.,

де Ц_W — вартість електроенергії для даної об'єднаної енергосистеми при певній кількості годин використання встановленої потужності. Для України ця вартість становить: Ц_W=0,057 у.о./кВтгод.

W_Вир — різниця максимальних відпусків електроенергії з ТЕЦ, один з яких прийнято за базовий, причому враховані власні потреби.

Ці величини вже розраховані і наведені в таблиці 1.1, як замикаючий відпуск електроенергії.

ТЕЦ з турбінами ПТ.

Вартість додаткових витрат електроенергії на власні потреби ТЕЦ становить: И_W=0,5 712,25=0,6983 млн. у.о.

Сумарно річні умовно-постійні витрати становлять: И_Пост.=65,5 млн. у.о.

Витрати на паливо становлять: И_Пал.= 32,24 млн. у.о.

Тоді, сумарно-річні експлуатаційні витрати становитимуть:

И=32,24+65,5+0,6983=98,4383 млн. у.о.

ТЕЦ з турбінами Т та Р.

Вартість додаткових витрат електроенергії на власні потреби ТЕЦ становить: И_W=0 млн. у.о.

Сумарно річні умовно-постійні витрати становлять: И_Пост.=59,6 млн. у.о.

Витрати на паливо становлять: И_Пал.= 35,599 млн. у.о.

Тоді, сумарно-річні експлуатаційні витрати становитимуть:

И=35,599+59,6+0=95,199 млн. у.о.

Котельня.

Вартість додаткових витрат електроенергії на власні потреби котельні становить: И_W=0,571 514,118=86,305 млн. у.о.

Сумарно річні умовно-постійні витрати становлять: И_Пост.=15,849 млн. у.о.

Витрати на паливо становлять: И_Пал.= 21,348 млн. у.о.

Тоді, сумарно-річні експлуатаційні витрати становитимуть:

И=15,849+21,348+86,305=123,502 млн. у.о.

Приведені остаточні витрати для ТЕЦ чи котельні обчислюються за формулою:

З= И+Е_Н К_{ТЕЦ (Кот.)}, у.о.,

де Е_Н=0,1 — нормативний коефіцієнт ефективності.

К_{ТЕЦ (Кот.)} — сумарні приведені капіталовкладення в будівництво ТЕЦ (котельні), у.о.

Приведені витрати становлять:

для ТЕЦ з турбінами ПТ — З=98,4383+0,1360,3=134,4683 млн. у.о.

для ТЕЦ з турбінами Т та Р — З=95,199+0,1329,9=128,189 млн. у.о.

для котельні - З=123,502+0,181,8=131,682 млн. у.о.

Найменші приведені витрати має ТЕЦ з турбінами Т та Р. Усі проведені вище розрахунки були занесені в таблицю 1.1, для спрощення оцінки найекономічнішого варіанту джерела теплопостачання.

В результаті техніко-економічного розрахунку двох варіантів ТЕЦ та котельні були отримані майже однакові значення приведених витрат. Це свідчить про рівноцінність капіталомістких проектів. Тому, ми обираємо проект будівництва джерела тепло та енергопостачання в м. Львів з найменшими приведеними витратами та найбільшою електричною потужністю, тобто ТЕЦ-275 МВт.

Теплоелектроцентраль потужністю 275 МВт, повністю покриває теплове навантаження м. Львів в технологічній парі - 600 т/год з параметрами 1,3…1,5 МПа та гарячому водопостачанні - 500 МВт з параметрами води 150/70 C. Дана ТЕЦ має таке основне енергетичне обладнання:

турбоагрегати — 2хР-50−130, 1хТ-175/210−130;

енергетичні парові котли — 4×420 т/год;

пікові водонагрівальні котли — 1хКВГМ-180.

Основним паливом для енергетичних котлів ТЕЦ є кам’яне вугілля, для пікового водонагрівального котла — мазут. Закупівельна ціна палива для кам’яного вугілля становить -35 у.о. за тону умовного палива, для мазуту — 80 у.о. за тону умовного палива.

З точки зору екології така ТЕЦ не допустима для великих густонаселених промислових міст, таких як Львів, через те що середньо фонова концентрація шкідливих речовин в повітрі може перевищувати нормативно-допустиме значення. Але ми пішли на цей рішучий крок заради однієї мети — досконально ознайомитись з методикою найскладнішого варіанту ТЕЦ, а саме ТЕЦ працюючої на твердому паливі та заради дешевого палива.