Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Реконструкция (модернизация) котельной с использованием современного высокоэкономичного и энергосберегающего оборудования

В настоящее время у Заказчика имеется собственная котельная с 3 паровыми котлами ДКВР-10/13 и 1 паровым котлом ДЕ – 16/14. Фактическая загрузка котельной составляет 30-40% установленной мощности. Это приводит к перерасходу эксплутационных затрат и высокой себестоимости теплоэнергии. Кроме того, все котлы морально и физически устарели и требуют замены.

С целью снижения затрат на выработку теплоэнергии Заказчик желает выполнить реконструкцию (модернизацию) котельной с использованием современного высокоэкономичного и энергосберегающего оборудования.

 

1. Исходные данные

Для разработки технико-коммерческого предложения Заказчик выдал следующие исходные данные:

 

·        Назначение котельной – производственно-отопительная;

·        Режим работы котельной – круглосуточный, круглогодично;

·        Наличие резервного котла – необходимо;

·        Вид основного топлива – газ;

·        Вид резервного топлива – нет;

·        Дымовые трубы – существующие кирпичные;

·        Режим работы котельной:

а) отопительный сезон:

-         максимальный расход пара - 27 т/ч;

-         давление пара max – 4,5 кгс/см2.

б) неотопительный сезон:

-         максимальный расход пара – 14,5 т/ч;

-         давление пара – 4,5 кгс/см2;

в) возврат конденсата – 50%.

Вспомогательное оборудование котельной находится в рабочем состоянии. Часть оборудования нуждается в капитальном ремонте.

Здание котельной в рабочем состоянии.

 

2. Принципиальные технические решения.

Предлагаются следующий вариант реконструкции (модернизации) котельной.

При этом варианте вся наружная система паро и теплоснабжения завода остается без изменений.

Все паровые котлы (ДКВР-10/13, ДЕ – 16/14) демонтируются вместе с экономайзерами, дымососами, вентиляторами, системами КИПиА.

На их место устанавливаются 3 новых паровых котла: КПЖ-6,5-0,8 Г – 1 шт; КПЖ – 10-0,8 Г – 2 шт. Техническая характеристика предлагаемых котлов приведена в таб.1,2

Краткое описание котлов КПЖ-6,5-0,8 Г и КПЖ – 10-0,8 Г приводится ниже.

Котел паровой жаротрубно-газотрубный, горизонтальный с естественной циркуляцией, с трехходовым движением газов, под наддувом, полной заводской готовности.

В комплект поставки котла входит блок котла с горелочным устройством и опорной конструкцией, вентилятор, газопровод с арматурой, система автоматики, площадка обслуживания.

Котел комплектуется современной системой автоматизированного управления САУ «Котел М-1», предназначенной для реализации алгоритма управления и выдачи силовых команд на исполнительные механизмы при пуске, регулировке нагрузки и останове котла. Система САУ «Котел М-1» позволяет выполнять в автоматическим режиме функции защиты и блокировки, дискретное управление, дистанционное управление с пульта, решение задач оптимизации техпроцесса управления котлом, позволяет работать в непрерывном режиме нагрузок от 30 до 100%.

Жаротрубно-газотрубный котел имеет ряд преимуществ перед традиционными водотрубными котлами типа ДКВР, ДЕ соответствующей производительности, а именно:

 

1.       Котел работает под наддувом, т.е. не требуется дымосос (экономия электроэнергии).

2.       Не требуется водяной экономайзер (экономия финансов и материалов).

3.       Выдерживает 105 циклов включение – останов.

4.       Поставляется с завода-изготовителя полностью готовым к монтажу. Не требует фундаментов (экономия финансов и материалов при монтаже).

5.       Короткий срок монтажа (экономия времени, быстрее начинает окупаться).

6.       Система автоматики котла выполнена на самом современном уровне. Это позволяет эксплуатировать котел полностью в автоматическом режиме, позволяет объединить все котлы АСУ ТП верхнего уровня (уменьшается количество эксплуатационного персонала, выдерживается самый экономичный режим работы котла и экономится топливо).

7.       Требование к качеству питательной воды для этого котла ниже, чем для водотрубного котла (экономия катионита, поваренной соли, реагентов и т.д.).

8.       Резко уменьшаются расходы тепла на собственные нужды котельной, на потери с непрерывной и периодической продувкой котла.

Таким образом, данные котлы удовлетворяют требованиям Заказчика.

Таблица 1

 

Наименование показателей

КПЖ-6,5-0,8 Г

Паропроизводительность, т/ч

6,5

Давление пара, МПа (кгс/см2) абс.

0,9 (9)

Расчетное топливо

Газ

Расход топлива, газ:

нм3/ч/кг/ч

488,6

Коэффициент полезного действия, %

92,1

Температура, 0С:

 

       насыщенного пара

       питательной воды

 

 

175

100

Габаритные размеры котла, мм.:

 

       длина

       ширина

       высота

 

 

8095

4853

4923

Масса котла, т

23,89

Таблица 2

Наименование показателей

КПЖ – 10-0,8 Г

Паропроизводительность, т/ч

10

Давление пара, МПа (кгс/см2)

0,8(8)

Расчетное топливо

Газ

Расход топлива, газ:

нм3  при QpH = 8500 ккал/м3

724

Коэффициент полезного

действия, %

92

Температура, 0С:

насыщенного пара

питательной воды

 

 

175

100

Габаритные размеры котла, мм:

длина

ширина

высота

 

9570

5025

5080

Масса котла, т

28

 

Учитывая, что на нужды предприятия нужен пар с давлением от 3 до 4,5 кгс/см2  предлагается  поставить энергоагрегат ПРОМ-315/1500.

Паросиловой энергоагрегат ПРОМ-315/1500-Э в составе паровой роторной объемной машины с противодавлением ПРОМ-315/1500 и синхронного электрогенератора СГ2-315-4УЗ предназначен для производства электроэнергии в паровых котельных с котлами, вырабатывающими пар промышленных параметров (давление до 2,4 МПа (24 кгс/см2) и температурой до 250 0С.

Энергоагрегат предназначен для использования в качестве основного источника электропитания потребителей переменным трехфазным током напряжением 400 В частотой 50 Гц.

Энергоагрегат рассчитан на продолжительную работу в следующих основных режимах:

·        Параллельная работа с сетью местного электроснабжения;

·        Параллельная работа с однотипными электрогенераторами в локальной электрической сети.

Параметры пара на входе и на выхлопе паровой машины выбираются в зависимости от условий эксплуатации энергоагрегата в энергохозяйстве потенциальных владельцев: промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятий. Схема включения энергоагрегата в тепловую схему котельной показаны на рис.1.


Рис.1 Принципиальная схема размещения энергоагрегата ПРОМ    315/1500-Э в котельной с паровыми котлами

 

Надстройка котельного оборудования энергоагрегатом ПРОМ-315/1500-Э должна решить следующие задачи:

-         производство дешевой электроэнергией;

-         утилизация энергии дросселируемого пара (энергосбережение).


 

Номинальные технические характеристики ПРОМ-315/1500-Э.

 

Таблица 2

Электрическая мощность, кВт

315

Напряжение, кВ

0,4

Род тока

Переменный

Трехфазный

Частота тока, Гц

50

Коэффициент мощности cos φ (при индивидуальной нагрузке)

0,8

Частота вращения выходного вала паровой машины, с-1 (мин-1)

25(1500)

Максимальные параметры пара на входе паровой машины:

 

Давление пара, МПа (кгс/см2) до:

2,4 (24)

Температура пара, 0С до:

250

Допустимый перепад давления пара между входом и выхлопом паровой машины, МПа (кгс/см2) до:

1,1 (11)

Номинальные параметры пара:

 

Давление пара на входе, МПа (кгс/см2)

1,1 (11)

Температура пара на входе, 0С

185

Давление пара на выхлопе, МПа (кгс/см2)

0,4 (4)

Температура пара на выхлопе, 0С

143

Расход пара при номинальных параметрах, т/ч

18,5

Номинальная тепловая мощность выхлопа, Гкал/ч

11,4

Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию (при номинальной тепловой мощности выхлопа), г у.т./кВт*ч

150

Коэффициент полезного действия проточной части, %

60

Время готовности к принятию номинальной нагрузки, не более, мин.:

 

из холодного состояния

10

из горячего состояния

2

Полный ресурс, ч

200 000

Ресурс между капитальными ремонтами, ч

20 000

Габаритные размеры (с генератором), мм, не более:

 

длина

3110

ширина

1575

высота

1805

Масса (с генератором), кг, не более

7500

 

 

Энергоагрегат допускает перегрузку по мощности на 10% сверх номинальной (при номинальном коэффициенте мощности) в течение 1 ч при атмосферных условиях, оговоренных для номинальной мощности. Повторение режимов максимальной мощности не менее чем через 5 ч.

 

Энергоагрегат допускает длительную работу при параметрах пара на входе и выходе, отличных от номинальных с соответствующим изменением мощности и расхода пара, (см. например, табл.3).

 


Таблица 3.

Давление пара на входе, МПа (кгс/см2)

1,4

(14)

1,15

(11,5)

0,92

(9,2)

0,8

(8)

0,7

(7)

0,6

(6)

Давление пара на выхлопе, МПа (кгс/см2)

0,6

(6)

0,4

(4)

0,25

(2,5)

0,17

(1,7)

0,12

(1,2)

0,07

(0,7)

Расход пара при номинальной мощности, т/ч

23

18,5

15,2

13,4

11,9

10

Тепловая мощность выхлопа, Гкал/ч

14,5

11,4

8

8

7

5,7

 

В состав энергоагрегата входят:

·        паровая роторно-объемная машина ПРОМ-315./500-Э;

·        электрогенератор СГ-15-42-4УЗ;

·        опорная рама;

·        соединительная муфта;

·        маслосистема;

·        масляно-водяной радиатор;

·        комплектное распределительное устройство (КРУ);

·        блок системы автоматического управления и защиты;

·        выносной пульт управления с регулирующим клапаном Dу=200 мм.

 

Все составные части энергоагрегата, кроме выносной панели управления и КРУ смонтированы на раме.

Крутящий момент от паровой машины к электрогенератору передается при помощи муфты упругодемпфирующего типа.

Предлагается следующий режим работы котельной в отопительный сезон.

При средней загрузке в отопительный период работают 2 котла КПЖ-10-0,8 ГМ. Пар от котлов в количестве 20 т/ч с давлением 8 кгс/см2 подается на энергоагрегат ПРОМ-315/1500-Э. Пройдя через энергоагрегат пар с выходным давлением 2,7-2,8 кгс/см2 поступает на отопительные и другие нужды завода. При этом энергоагрегат вырабатывает 315 кВт электроэнергии, которую можно использовать на собственные нужды котельной или завода.

Если требуется пар с давлением до 4,5 кгс/см2  включается в работу 3-й котел КПЖ-6,5-0,8 ГМ.

          В неотопительный сезон работает 1 котел на 100% мощности и вырабатывает 10т/ч пара или 6,5 т/ч пара.

Таким образом, предлагаемый вариант позволяет Заказчику с максимальным экономическим эффектом использовать оборудование котельной и резко снизить себестоимость 1 Гкал получаемой тепловой энергии.

 

3. Этапы работ и сроки исполнения.

3.1.            Проектные работы- 4-5 месяцев.

3.2.            Заказ и поставка оборудования и материалов в объеме проекта – 4-5 месяцев.

3.3.            Строительно-монтажные и пусконаладочные работы – 3-4 месяца.

Сроки даны ориентировочно и могут быть откорректированы в процессе выполнения работ.

 

4. Стоимостные показатели.

Все стоимостные показатели даны ориентировочно.

Все стоимостные показатели относятся только к объемам работам, ограниченным стенами котельной, и не учитывают все наружные сети и сооружения.

Ориентировочная стоимость работ «под ключ» составит:

25 900 000 (двадцать пять миллионов девятьсот тысяч рублей).

Указанная цена включает уплату налога на добавленную стоимость.

В стоимость работ не включен демонтаж существующих котлов.

Точная стоимость проектных, демонтажных и строительно-монтажных работ будет определена дополнительно после проведения обследования котельной Заказчика.

 

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