Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Создание ТЭЦ, работающей на отходах деревообрабатывающего производства

     Настоящее  предпроектное  предложение разработано  в соответствии с письмом, направленным Заказчиком.

В данном письме предлагается разработать предпроектное предложение по возможности создания ТЭЦ, работающей на отходах деревообрабатывающе-го производства. Заказчик хочет получать пар на технологические нужды, отопление и вентиляцию. Заказчик также хочет обеспечить себя электроэнергией от собственного источника.

 

1. Исходные  данные.

  Исходные данные взятые из письма Заказчика:

  • - температура пара, поступающего на технологию, 0С            180 -190
  • - температура пара, поступающего на отопление, 0С               190
  • - основное топливо- отходы деревообрабатывающего производства;
  • - резервное топливо – отсутствует
  • - общий расход тепла на отопление, вентиляцию,  Гкал/ч (т/ч)  26 (43)
  • - расход пара на технологию круглогодично, Гкал/ч (т/ч)           14 (23)
  • - в летнее время избыток тепла использовать для выработки электроэнергии.

 

2. Предлагаемые  предпроектные предложения.

    Исходя из требований Заказчика к количеству и температуре вырабатываемого пара и  вырабатываемой электроэнергии, предлагается  три варианта ТЭЦ, которые располагаются по мере возрастания стоимости и экономичности.

 

                                 I вариант.

ТЭЦ, состоящая из следующих отделений.

Котельное отделение:

-Паровые котлы КЕ-25-14-225 МТД –3 шт,  работающие на отходах деревообрабатывающего производства, производства ОАО «Бийскэнергомаш»

 Технические характеристики котла следующие:

-паропроизводительность, т/ч –25

-давление пара, кгс/см2  - 14

-температура перегретого пара, 0С – 225

 -габариты котла ( длина х ширина х высота), мм- 12640 х 8120 х 7600

 -горелочное устройство – РПК 1100/91,5, топка скоростного горения

В стандартной компоновке котел комплектуется стальным воздухоподогревателем  марки ВП-498, вентилятором ВДН-12,5-1000, дымососом  ДН-17 -1000, системой автоматики на базе щитов МЗТА.

Кроме котлов в состав котельного отделения ТЭЦ  входят:

-         установка химводоочистки;

-         установка деаэрационно-питательная в составе атмосферного деаэратора и питательных насосов;

-         установка теплоснабжения в составе пароводяных теплообменников, сетевых и  подпиточных насосов;

-         установка топливоснабжения в составе галереи топливоподачи, бункеров запаса топлива, регуляторов и питателей топлива;

-         установка золоулавливания;

-         установка шлакоудаления;

-         установка общекотельного КИПиА;

-         установка электросиловой части в составе электросиловых щитов, пускателей, РУСН или КТП;

-         установка отопления и вентиляции котельной;

-         установка водопровода и канализации котельной;

-         газоходы, воздуховоды, трубопроводы обвязки котлов и оборудования с арматурой, кабельная  продукция  и др.;

-         установка дымовой  трубы;

-         здание ТЭЦ с необходимыми служебными и бытовыми помещениями.

 

Турбинное отделение:

 - Паровая турбина  конденсационная  марки К-6-1,6 У –1 шт.

 - Электрогенератор Т-6-2У3  - 1 шт.

 - Трубопроводы и арматура обвязки турбин.

 - Электросиловая продукция ( кабели и т.д.) обвязки  электрогенераторов.

Ном. (макс. ) мощность, кВт                                     6000(6600)

Частота вращения ротора, об/мин                           3000

Параметры свежего пара,
номинал (рабочий диапазон):                                   

     абсолютное давление,  МПа                               1,57 (0,59-1,58)

     температура, °С                                                    320 (207-332)

Ном. абс. давление пара за турбиной:                      

 при конденсационном режиме, кПа                      9,8

Температура регенеративного 
подогрева питательной воды, °С                            92

Ном. расход пара на турбину:                                   

при конденсационном режиме, т/ч                         33

Ном. удельный расход теплоты 
при конденсационном режиме, ккал/кВтч             -
Тип конденсатора:                                                     КП-1000М-1

     поверхность охлаждения, м2                               1000

     гидравлическое сопротивление по воде, МПа 0,035

     ном. (макс.) температура охлаждающей воды, °С                                    30(33)

Ном. расход охлаждающей воды
на конденсатор и маслоохладители, м3/ч               2660
Масляная система:                                                     

     емкость масляного бака, м3                                 4,6

     поверхность охлаждения маслоохладителей, м2                                      18х2

Монтажные характеристики:                                    

     масса турбины, т                                                  50,92

     масса конденсатора, т                                          25,1

     масса поставляемого оборудования, т               109,6

     высота фундамента турбины, м                          2,78

     высота крюка крана над полом
     машинного зала, м                                               8,0

В комплект поставки турбины производства ОАО « Калужский турбинный завод» входят  конденсатор, маслоохладитель с  маслобаком, а также трубопроводы обвязки турбины по пару, конденсату, маслу.

В комплект поставки электрогенератора производства ЗАО « Привод» г.Лысьва входят система возбуждения ( станция управления, силовой трансформатор, возбудитель), аппаратура теплового контроля, ЗИП, приспособления для монтажа и обслуживания.

Основные технические характеристики турбогенератора:

·        - электрическая мощность, кВт      6 000

·        - генераторное напряжение, В       6 300

·        - частота вращения, об/мин                       3 000

·        - КПД, %                                                      97,6

·        - масса, кг                                                     20 000

 

Для охлаждения конденсаторов и маслоохладителей требуется водонасосная станция производительностью 2700м3/ч и градирня.

Выбор вышеуказанного оборудования обоснован следующим образом. Заказчику необходимо на технологию получать пар Р=13 кгс/сми

 t = 180-190 0С в количестве 23 т/ч- круглогодично, а на отопление зимой нужен пар Р= 13 кгс/см2 и t= 190 0C в количестве 43 т/ч (26 Гкал/ч). С учетом потерь в паропроводах на выходе из котельной должна быть температура пара не менее 205-210 0С. Такую температуру пара ( 225 0С) выдают котлы КЕ-25-14-225-МТД. Общий максимальный расход пара зимой равен

43 + 23 = 66 т/ч. Поэтому к установке предлагаются 3 котла КЕ-25-14-225 МТД  (производительность общая 75 т/ч). В то же время Заказчик хочет получать электроэнергию в летнее время за счет избытка пара в количестве 50 т/ч. Так как в летний период пар после турбины не используется,  к установке предлагается турбина конденсационная на 6 МВт типа К-6-1,6У.

 

Ориентировочные стоимости (включая НДС) всего комплекса ТЭЦ следующие:

1.      Котельное отделение – 135 млн. руб.

2.      Турбинное отделение – 35 млн. руб.

3.      Градирня и насосная станция  - 18 млн. руб.

Количество обслуживающего персонала следующее:

1.      Котельное отделение – 45 чел.

2.      Турбинное отделение – 5 чел.

3.      Градирня и насосная станция  -  5 чел.

В численности персонала не учтены АУП, бухгалтерия, охрана, служба транспорта, МТС, которые входят в состав персонала основного предприятия.

                                

 

                                       II вариант.

Отличается от I варианта установкой  котлов КЕ-25-14-225 С. Предлагается установить на эти котлы «топки кипящего слоя». Эти топки имеют целый ряд преимуществ по сравнению с топками слоевого сжигания топлива, которыми оборудованы  котлы КЕ-25-14-225МТД. Это следующие преимущества:

1.      Более высокий к п д топки (82-84% против 72-80%).

2.      Меньшая чувствительность к качеству сжигаемого топлива и его влажности.

3.      Более широкий диапазон регулирования производительности топки.

4.      Улучшение экологических характеристик  удаляемых дымовых газов.

Реконструкция котлов увеличивает стоимость котельного отделения на

10 млн. руб. по сравнению с I вариантом. Все остальное остается полностью аналогичным I варианту.

Основным недостатком двух вышеприведенных вариантов является следующее:

1.      Котлы КЕ-25-14-225 МТД и котлы КЕ-25-14-225 С с топкой «кипящего слоя» рассчитаны на сжигание отходов с содержанием опилок не более 20% от общей массы топлива, остальное должно быть коро-древесные отходы. 

2.      Очень малое время работы  паровой турбины (только в летний период), установка дорогостоящего оборудования для конденсационной турбины (градирня, насосная станция, необходимость иметь большой источник водозабора и т.д.). Вследствие этого ТЭЦ на базе этих вариантов будет иметь большой срок окупаемости, высокую себестоимость вырабатываемого пара и электро-энергии, низкую экономическую эффективность капитальных затрат.

 

                                          III  вариант.  

        В большей степени лишен недостатков вариантов I и II. Является более экономичным, с меньшим сроком окупаемости и меньшей себестоимостью пара и электроэнергии.

Котельное отделение:

В качестве источника пароснабжения предлагаются  3-х паровых котла новой конструкции Е- 25-3,9-440 ДФТ с параметрами пара: D= 25т/ч, Р= 4,0 МПа (40 кгс/см2 ), t = 440 0С. Котлы специально разработаны для сжигания отходов деревообрабатывающего производства. Оснащены мембранной топкой и предтопком «кипящего слоя». 

 

Технические характеристики котла следующие:

·        -паропроизводительность, т/ч – 25

·        -давление пара, кгс/см2  - 40

·        -температура перегретого пара, 0С – 440

·        -горелочное устройство – топка «кипящего слоя» с предтопком.

·         

Котел комплектуется стальным воздухоподогревателем , вентилятором ВДН-12,5-1500, дымососом  ДН-19 -1000, вентилятором горячего дутья ВГД-16SД, импортной системой автоматики на базе микропроцессоров.

 

Основные преимущества нового котла по сравнению с раннее предложенными следующие:

1 Экранированный предтопок позволяет дополнительно генерировать до 10-12% тепла и, соответственно, повысить паропроизводительность котла, а также его КПД за счет снижения температуры уходящих газов.

2.Содержание опилок в массе топлива могут достигать 70%.

3.      Высокий КПД котла до 86-87%.

4.      Низкий избыток воздуха в предтопке  a=0,3-0,5 позволяет гарантированно обеспечить безшлаковый режим работы «кипящего слоя».  

Набор остального оборудования котельного отделения остается аналогично

 I варианту.

 

 

Турбинное отделение:

  • - Паровая турбина  с противодавлением и отбором  марки ПР-6-3,4/1,0/0,1-1     –1 шт.
  • - Электрогенератор Т-6-2У3  - 1 шт.
  • - Трубопроводы и арматура обвязки турбин.

·        - Электросиловая продукция (кабели и т.д.) обвязки  электрогенераторов

 

Ном. (макс. ) мощность, кВт                                     6000

Частота вращения ротора, об/мин                           3000

Параметры свежего пара,
номинал (рабочий диапазон):                                   

     абсолютное давление,  МПа                               3,4 (3,1-3,6)

     температура, °С                                                    435 (420-445)

Ном. абс. давление пара за турбиной:                      

     (РАБОЧИЙ Д,ИАПАЗОН), МПа                         0,12 (0,07- 0,25

 Регулируемый производственный отбор,
номинал (рабочий диапазон):                                   

     абсолютное давление, МПа                                1,0 (0,8-1,3)

     температура, °С                                                    298 (276-327)

     расход, т/ч                                                             50 (0-50)

Ном. расход пара на турбину:                                   

     при работе с номинальным отбором, т/ч          67,5

     без отбора, т/ч                                                       41,1

Струйный подогреватель:

     производительность по пару, кг/ч                     1100

     химически очищенная вода :

         номинальное давление, МПа                          0,35

         макс. температура, 0С                                      40

         расход, м3/ч                                                       20

Масляная система:                                                     

     емкость масляного бака, м3                                 3,0

     поверхность охлаждения маслоохладителей, м2     10х2

     ном. температура охл. воды, 0С                         20

     ном. расход охл. воды на маслоохладители, м3/ч  - 20х2

Монтажные характеристики:                                    

     масса турбины, т                                                  29,8

     масса ротора турбины, т                                    3,25

     масса в/п корпуса с диафрагмами, т                 8,5

     масса поставляемого оборудования, т               37,8

     высота фундамента турбины, м                          5,0

     высота крюка крана над полом
     машинного зала, м                                               4,0

 

В комплект поставки турбины производства ОАО « Калужский турбинный завод» входят также  маслоохладитель с  маслобаком, а также трубопроводы обвязки турбины по пару, маслу.

 

В комплект поставки электрогенератора производства ЗАО « Привод» г.Лысьва входят система возбуждения ( станция управления, силовой трансформатор, возбудитель), аппаратура теплового контроля, ЗИП, приспособления для монтажа и обслуживания.

 

Схема работы ТЭЦ следующая.

В зимний (отопительный ) период работают все 3 котла и производят 66 т/ч пара (необходимое количество) с параметрами 40 кгс/см2 и 440 0С. Этот пар с давлением 36 кгс/сми расходом 66 т/ч подается на турбину. Из промотбора турбины отбирается пар с давлением 14 кгс/см2  и температурой  276 0С в количестве 23 т/ч (14 Гкал/ч) и подается на технологические нужды предприятия. На нужды отопления и вентиляции подается мятый пар после турбины с температурой 195 0С и давлением 2,5 кгс/см2 в количестве 43 т/ч (24 Гкал/ч). Таким образом зимой полностью используется потенциал пара и при этом вырабатывается электроэнергия в количестве 6 МВт в час.

В летний период работает 1 котел. Вырабатывает пар в количестве 25 т/ч с параметрами 40 кгс/см2 и 440 0С и подает его на турбину. Промотбор на турбине закрыт. Весь пар после турбины с необходимыми параметрами подается на технологические нужды. Таким образом в летний период также полностью используется потенциал пара от 1 котла и при этом вырабатывается электроэнергия в количестве 3 МВт в час, т.к. турбина будет загружена на 50% своей мощности. 2 котла остаются в резерве и на них можно производить (при необходимости) ремонтные и наладочные работы.    

Этот вариант позволяет ТЭЦ выдавать пар и электроэнергию круглогодично и, за счет экономии на покупной электроэнергии, значительно уменьшает срок окупаемости и повышает экономическую эффективность капитальных вложений.

Стоимость полного комплекса ТЭЦ (котельное + турбинное отделение) составляет  235 млн. руб. (с НДС).

Количество персонала в котельном и турбинном отделении остается аналогичным  I варианту.

 

Все стоимостные характеристики даны ориентировочно.

В стоимостных характеристиках всех 3-х вариантов не учтены все наружные сооружения и коммуникации (за исключением дымовой трубы котельного отделения), находящиеся за пределами стен ТЭЦ. Их стоимость Заказчиком определяет самостоятельно.

 

Данное предпроектное предложение носит ориентировочный характер в связи с малым объемом исходных данных, полученных от Заказчика.

Для проработки и выдачи компоновочного плана (М 1:500 или М 1:2000) размещения основных производственных участков такой ТЭЦ необходимо выполнить довольно значительный объем предпроектных работ, связанных с получением большого количества исходных данных и принятии на их основе технических решений.

 

Когенерация.ру, http://www.combienergy.ru