Режимы систем транспортировки тепла Мубарекского газоперерабатывающего завода

В Постановлении Президента Узбекистана И. А. Каримова «О проектах развития промышленности Республики Узбекистана в 2011–2015 годах» от 15 декабря 2010 определены основные задачи и приоритетные направления развития индустриального комплекса страны на ближайшие годы. В ней предусмотрена дальнейшие углублений структурах преобразований в отраслях промышленности, в том числе и в энергетическом секторе в котором намечено продолжить осуществление широкомасштабной модернизации, техническое и технологическое обновление производства оснащение его самим современными оборудованием, ускоренное внедренные в практику новейших научных достижений и прогрессивных инновационных технологий. В Мубарекском газоперерабатающим заводе установлено одиннадцать котельных установок. Котельная № 1 построена в 1970 году имеет шесть котлоагрегатов марки ГМ-50/14, которые вырабатывают тепло в виде пара. Температура пара от 160–250^о Сдавление пара 1,4МПа. Котельная № 2 была построена в 1980 году. Имеет пять котлоагрегатов БКЗ-75/39 t_o=440^o C P_o= 39кгк/см² проходя через РОУ давления снижается до 6 кгс/см² и температура падает до 180⁰С. Кроме выработки пара котельная № 2 предназначена для подготовки теплофикационной воды и обеспечения теплом все промышленные и не промышленные здания завода. Необходима следующая информация:

1.                  Расчетная температура воздуха проектирования отопления t_HO, ⁰С-29

2.                  Расчетная температура воздуха проектирования вентиляции t_HB, ⁰С-15

3.                  Средняя температура наиболее холодного месяца t_HBМ, ⁰С-9,3

4.                  Расчетная температура воздуха внутри жилых помещений t_B, ⁰С+18

5.                  Расчетная температура горячей воды у абонента t_Г, ⁰С+65

6.                  Расчетная температура холодной водопроводной воды в летний период t_Х, ⁰С+15

7.                  Расчетная температура холодной водопроводной воды в летний период t_Х, ⁰С+5

8.                  Количество квадратных метров площади F, м² 18000

9.                  Количество работников z, чел. 600

10.              Укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление зданий на 1 м² общей площади q₀, Вт/м² 81

11.              Укрупненный показатель максимального теплового потока на вентиляцию зданий на 1 м² общей площади q_В Вт/м² 67

12.              Норма среднего недельного расхода горячей воды при t_Г,=60⁰С для производственных помещенный, а, л/сут 115

13.              Норма среднего недельного расхода горячей воды при t_Г,=60⁰С для общественных и административных зданий, b, л /сут 20

1. Сезонная нагрузка

Учитывая то обстоятельство, что производственно-отопительная котельная рассчитывается для трех режимов работы, необходимо, чтобы нагрузки отопления и вентиляции были определены для следующих температур наружного воздуха:

-                Температура начала отопительного периода t_Н,=+8⁰С;

-                Средняя температура наиболее холодного месяца t_НХМ,=9,3⁰С;

-                Расчетная температура воздуха проектирования отопления t_НО,= -29⁰С.

Расчетная нагрузка отопления (при t_НО):

                      (1.1)

Расчетная нагрузка вентиляции (при t_НВ)

                                 (1.2)

здесь k₁= 0,25 — коэффициент, учитывающий расход тепла на общественные здания;

k₂= 0,6 — коэффициент, учитывающий тип застройки зданий.

Нагрузка отопления и вентиляции при t_Н, =+8⁰С;

                                                      (1.3)

                                                 (1.4)

Нагрузка отопления и вентиляции при t_НХМ,= — 9,3⁰С;

                         (1.5)

                                          (1.6)

Круглогодичная нагрузка

Нагрузка ГВС рассчитывается для двух режимов температур наружного воздуха: зимнего и летнего.

Зимний режим

Абонент должен получать горячую воду с расчетной температурой t_Г, 65 ⁰С, поэтому необходимо пересчитать норму средненедельного расхода горячей воды:

                                            (1.7)

Средненедельный расход тепла на ГВС:

;

                                     (1.8)

Среднесуточный расход тепла на ГВС:

                                          (1.9)

Балансовый расход тепла на ГВС:

                                                         (1.10)

Расчетный (максимально-часовой) расход тепла на ГВС:

                           (1.11)

Летний режим

Для летнего режима температур наружного воздуха характерно снижение нагрузок ГВС вследствие повышенных наружных температур и температуры холодной водопроводной воды.

Средненедельный расход тепла на ГВС:

                      (1.12)

Среднесуточный расход тепла на ГВС:

                                                          (1.13)

Балансовый расход тепла на ГВС:

                                                (1.14)

Максимальная тепловая нагрузка:

                        (1.15)

Минимальная тепловая нагрузка:

Летом на ГВС 20,8 кВт

Осенью:        (1.16)

Установленные паровый котлы ГМ-50–14/250 БКЗ-75 -39 демонтировать невыгодно, во первых для этого потребуются определенные затраты, во-вторых, котлы работоспособны, и их можно использовать в производстве. К котлом можно подключить турбины с генераторами позволит вырабатывать электрическую и тепловую энергию.

Выбор тепловой схемы: рис.1. Тепловая схема ТЭЦ.

Рис. 1. Теплова схема ТЭЦ.1, 2, 3, 4-Паровые котлы ГМ-50/14 5-Паровая турбина Р-11–1.5/03 6-Генератор 7-Сетевые подогреватели

H_i =(i_o-i_sk) µ_oi =(2925–2575)0.8=280кДж/К

Д_о =180т/ч=30кг/с

N_i = Д_о Hµ_эм =30 280 Квт

2_бар –t=120^o Ch=504.7 кДж/К

Выбор турбины:

Основным критерием выбора турбины являются параметры пара, производимого котлами находящимися на заводе.

Необходимо принять к установке турбины с абсолютным давлением и температурой пара равным абсолютному давлению и температуре пара котлов ГМ-50–14/250. Турбины, используемые для вращения генераторов малой мощности, требуют абсолютное давление пара 3,2–3,5 МПа следовательно, они не подходят. Требуемыми характеристиками соответствуют приводные турбины.

Поскольку абсолютное давление пара за турбиной должно быт порядка 0,2 МПа, то необходимо турбина приводная противодавленческая Р-11–1,5/03П

4-котла ГМ-50–14/250 производят 200т/ч 3 турбины Р-11–1.5/03П на каждую расход пара 108т/ч. Турбины рассчитаны на максимальные параметры свежего пара Р=1,47МПа t=426^oCc давлением за турбиной Р_к =0,243МПа.

Для работы в системе «котёл-турбина» принимаем Р_о=1,4.0,9=1,26МПа, t_o=245^oC,Р_к=0,2МПа

Рис. 2. hs диаграмма

H_i =(i_o-i_sk) µ_oi =(2925–2575)0.8=280кДж/К

Д_о =180т/с=30кг/с

N_i = Д_о Hµ_эм =30 280 Квт

2_бар –t=120^o Ch=504.7 кДж/К

Так как турбины работают на пониженных параметрах(зависит от работы котлов) и с электрогенераторами, а не питательными насосами, то и частота вращения снежена до 50 об/сек

Параметры турбины сведены в таблицу

Таблица

Турбина приводная противодавленческая

Выводы

1.                  Так как с установкой трех турбин появляется 58,719МВт тепла в виде сетевой воды, т. е. есть реальная возможность производит свое тепло за счет отработавшего в турбинах пара и отказаться от покупки тепла у Мубарекской ТЭЦ.

2.                  Кроме того выработка электроэнергии в количестве 24,444МВт решит проблему рентабельности Мубарекское ГПЗ.

Литература:

1.      Материалы производственно-технический отдел Мубарекской ГПЗ.

2.      Энергосбережение: Теория и практика, результаты научно-практических исследований-МЭИ-2002 г.

3.      Современная теплоэнергетика /Трухни А. Д., Макаров А. А., Клименко В. В. М.: Издательство МЭИ, 2002. —368 с.