X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В работе рассмотрены вопросы автономного электроснабжения котельной установки.

Целью данной работы является обеспечение автономности котельной установки от электрической энергии. Для достижения этой цели решены следующие задачи:

анализ электропотребляющего оборудования котельной установки;

анализ вариантов автономного электроснабжения котельной установки;

выбор автономного электроснабжения котельной установки.

В качестве объекта исследования принята производственно-отопительная котельная с данными:

Тип применяемого теплогенератора – паровой котел ДЕ-25-14;

Количество котлов – 2 шт;

Вид топлива – мазут сернистый М100;

Габариты котельной: 36×18×9 м.

Электропотребляющее оборудование:

№	Наименование оборудования	Количество, шт	Мощность, кВт		Суммарная мощность, кВт
1	Дутьевой вентилятор ДВН-9	2	15		30
2	Дымосос ДН-13	2	11		22
3	Питательный центробежный насос	2 (1 резерв)	45		45
4	Подпиточный насос Wilo HWJ20250L1	2 (1 резерв)	2,2		2,2
5	Насос сырой воды К8/18	2 (1 резерв)	1,2		1,2
6	Центробежный сетевой насос летний НКУ-90	2 (1 резерв)	22		22
7	Центробежный сетевой насос зимний НКУ-140	2 (1 резерв)	44		44
8	Насос конденсатный	2 (1 резерв)	14		14
9	Насос мазутопровода КС50-55	4 (2 резерв)	5,5		11
				Суммарная нагрузка:		191,4

Запас на собственные нужды котельной принимается как 10% от суммарной нагрузки. (19,14 кВт)

Расчет суммарного электропотребления

Нагрузка оборудования 191,4 кВт.

Собственные нужды 19,14 кВт.

Освещение

Цель расчета общего освещения – определить количество светильников и мощность осветительной установки, необходимых для обеспечения в цехе нормированной освещенности.

Ниже рассмотрен расчет общего освещения методом коэффициента использования светового потока.

При расчете по указанному методу необходимый световой поток одной лампы определяется по формуле:

Где световой поток лампы;

– норма освещенности (СНиП 23-05-95));

– освещаемая площадь помещения, м²;

– коэффициент запаса (для люминесцентных ламп = 1,3);

– количество принятых светильников;

– коэффициент использования светового потока;

– число ламп в светильнике ;

– поправочный коэффициент минимальной освещенности (для люминесцентных ламп .

Освещаемая площадь помещения определяется:

Где размеры помещения.

Для определения коэффициента использования светового потока находят индекс помещения:

В зависимости от индекса производственного помещения с незначительными пылевыделениями определяем .

Расчетная высота:

высота помещения, м;

высота свеса светильника (

Расстояние между светильниками:

Число рядов светильников в помещении:

Число светильников в ряду:

Общее число светильников:

Световой поток лампы:

В зависимости от светового потока по таблице ближайшую стандартную лампу выбираем тип светильника ДРЛ-250, имеющего световой поток 11000 лк.

Делаем пересчет на стандартные лампы. Общее число светильников определяется:

Мощность осветительной установки определяется:

Суммарное электропотребление определяется как сумма всех нагрузок котельной:

Анализ вариантов автономного электроснабжения котельной установки

Рассмотрены два варианта когенерации (выработки тепловой и электрической энергии) на предприятии:

Поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), в котором химическая энергия горения топлива превращается в тепловую, а затем в механическую энергию.

Тепло от ДВС можно извлечь по трем контурам, установив соответствующие теплообменники:

Контур охлаждения уходящих газов (выхлоп);

Контур охлаждения масла двигателя;

Контур теплообмена охлаждающей жидкости ДВС.

ДВС классифицируются по виду топлива: газообразное (природный, сжиженный и генераторный газы), жидкое (бензин, керосин, дизельное топливо). Газожидкостные двигатели работают на смеси газообразного и жидкого топлива, причем основным топливом является газообразное, а жидкое используется как запальное в небольшом количестве. Многотопливные двигатели способны длительно работать на разных топливах в диапазоне от сырой нефти до высокооктанового бензина.

Турбина с противодавлением, которая выдает пар на выходе с давлением выше атмосферного. После турбины пар поступает потребителям.

Паровые турбины с противодавлением получили распространение в различных областях промышленности, где требуется получение технологического пара для различных нужд.

Паровые противодавленческие турбины обладают рядом преимуществ: эти турбины можно эффективно использовать уже в существующих котельных, переводя их в режим мини-ТЭЦ. Для этого параллельно редукционному устройству устанавливается комплекс с паровой противодавленческой турбиной. Пар, идущий на технологический процесс или отопление, направляется через турбину, а работа, совершаемая в ней паром, используется для привода электрического генератора, насоса, вентилятора или других устройств. Что снижает затраты электроэнергии на привод устройств и повышает КПД использования пара. Кроме того, движущиеся части паровых турбин работают в менее агрессивной среде, в отличие от газовых турбин и ДВС, а это повышает их надежность и снижает издержки технического обслуживания. Паровой котел, работающий совместно с турбиной, может иметь топку на различных видах топлива: газе, мазуте, угле, древесине и т. д. Это, в свою очередь, позволяет создавать станции, использующие местные виды топлив, что дает дополнительные выгоды от снижения затрат на его транспортировку.

Выбор автономного электроснабжения котельной установки

По мощности лучше установить двигатель внутреннего сгорания (≈ 300 кВт), но так как в качестве топлива используется мазут, то выбираем турбину противодавления (≈ 600 кВт).

В проекте используется производственно-отопительная котельная, поэтому излишки электроэнергии можно направить на производство.

Выбираем блочный турбогенератор с противодавлением таким образом, чтобы она покрывала нагрузки электропотребления (≈ 300 кВт), а также удовлетворяла условиям:

Давление пара на входе – 1,4 МПа;

Давление пара на выходе – 0,3 МПа.

В этом случае идеальным вариантом становится ТГ-0,6А/0,4 Р12/3,7 мощностью 600 кВт.

Заключение

В результате этой работы разработан вариант электроснабжения котельной установки.

Для автономизации котельной необходим независимый источник электроснабжения. На промышленном предприятии среди рассмотренных вариантов выбираем наиболее подходящий нам – блочный турбогенератор с противодавлением ТГ-0,6А/0,4 Р12/3,7 мощностью 600 кВт.

После включения турбины в тепловую сеть пар, поступающий в гребенку, будет делиться на две части, одна из которых направляется потребителю, а другая – в турбину противодавления.

После турбины пар выходит с давлением 0,3 МПа, поэтому необходимо установить сетевые теплообменники, работающие при соответствующих параметрах. Наиболее подходящим вариантом является горизонтальный подогреватель сетевой воды типа ПГС-1300-3-8-I.

При установлении турбины противодавления на промышленном предприятии мы достигаем автономии котельной от внешнего электроснабжения.

Список используемой литературы

СП 41-104-2000 Проектирование автономных источников теплоснабжения.

СНиП II-35-76 Котельные установки.

СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.

Справочник для проектирования электрического освещения» Под редакцией Г. М. Кнорринга.

Привила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. HTU РД 34.20.501-95UTH (М., АО «Энергосервис», 1996).

Кирюхин В.И. «Паровые турбины малой мощности КТЗ» Кирюхин В.И. и др. М.: Энергоатомиздат. 1987 г.

http://nnhpe.spbstu.ru/wp-content/uploads/2015/02/Obzor-PTU-maloy-moshchnosti.pdf

http://promprivod.by/articles/122-energoistochnik

http://www.турбопар.рф/противодавленческие-паровые-турбины-малой-мощности

http://www.intech-gmbh.ru/condensing_steam_turbines.php

Код для цитирования: Скопировать