Проектирование системы водоснабжения для ОАО "Экспериментальная ТЭС"

1.3.1 Питательный трубопровод I категории от питательных электронасосов блока №5 до экономайзера

Определение расхода

Объемный расход среды определяем по формуле

м3/с;

где =1,05- коэффициент запаса, учитывающий потери воды и пара в котле;

=240 т/час - расход воды на котел;

, м3/кг- удельный объем воды. При 2150С и давлении 12 МПа =0,00117 м3/кг [4], Таблица XXIV.

м3/с.

Расчет гидравлических сопротивлений трубопровода

Расчет гидравлических сопротивлений ведем по методике [5]

Поток однофазный (вода).

На участке установлена труба с наружным диаметром 219 мм и толщиной стенки 12 мм по ТУ 14-3-190 [6], Прил. 5.

Внутренний диаметр трубы =219-2•12=195 мм.

Определяем скорость потока:

м/с;

Перепад давления в трубопроводе определяем по формуле:

(10-01)

где Дртр - сопротивление трения,

(2-14)

Материал трубы Сталь 20 (углеродистая).

Абсолютная шероховатость труб, =0,08 мм [5], по п. 2-37

Длина трубы 75 м

МПа.

Дpм- местное сопротивление (сопротивление входа в трубу и выхода из нее, шайб, поворотов и т.п.),

(2-18)

где ом - коэффициент местного сопротивления

Коэффициент сопротивления входа =0,5[5], Табл. 2-1;

Коэффициент сопротивления выхода =1,3[5], Табл. 2-3;

Принимаем радиус гиба трубы =390 мм.

Отношение радиуса гиба к диаметру трубы .

Число гибов 16. Угол гиба б1=900.

Коэффициент сопротивления гиба 900, =0,28 [5].

МПа;

Драрм - потери давления в арматуре

(2-18)

где оарм - коэффициент сопротивления арматуры.

вентиль оа=1,8 (2 шт.), задвижка оа=0,2 (10 шт.), клапан оа=1(2 шт.)

МПа;

Дрн - нивелирное сопротивление

Дрн = g•Н•сср •sinб; (2-19)

для вертикальной трубы при подъемном движении среды sin б = 1

Н=14 м - высота подъемного участка

Дрн =9,8•14•855•1•10-6=0,117 МПа;

0,073+0,02+0,024+0,117=0,234 МПа.

Расчет мощности на перекачку воды

Расчет ведем для одного котла

Объемную производительность насоса определяем по формуле [8]

м3/с;

где k=1,05- коэффициент запаса, учитывающий потери воды и пара в котле;

=240 т/час - расход воды на котел;

=855 кг/м3- плотность воды при 2150С и давлении 12 МПа .

м3/с;

Мощность, отдаваемая насосом [12]

кВт;

где Рн=P'+Дp1 =12+0,234=12,234 МПа - давление развиваемое насосом

кВт;

Мощность, потребляемая насосом [8]

кВт;

где зн=86% - механический КПД насоса, учитывающий потери на трение и гидравлические сопротивления [8]

кВт;

Выбор насоса

Выбираем тип насоса - насос ПЭ питательный центробежный, горизонтальный, секционный, многоступенчатый с односторонним расположением рабочих колес, одно- или двухкорпусный, с гидравлической пятой и концевыми уплотнениями торцевого типа используется для подачи питательной воды температурой от +125 до +165°С в барабанные и прямоточные паровые котлы энергетических установок с давлением пара 4 -25 МПа.

Насос ПЭ с номинальными подачами 380 и 580 м3/ч может эксплуатироваться с гидромуфтой и без нее. Выбираем питательный насос ПЭ 380-185-5 со следующими параметрами:

Подача - 380 м3/ч;

Напор - 2030 м;

Мощность - 3150 кВт;

Частота вращения привода - 2973 об/мин;

Масса - 20035 кг.

Габаритные размеры:

Длина (L) - 8370 мм;

Ширина (В) - 1635 мм;

Высота (Н) - 1900 мм.

Рисунок 1.2 - Питательный насос ПЭ 380-185-5

Число питательных насосов для блока №5 равно трем. По одному на каждый котел.

2. Специальная часть

2.1 Расчет деаэрационной установки

Углекислота и кислород, растворимые в питательной воде, способствуют коррозии конструкционных материалов. Углекислота непосредственно не вызывает коррозию, однако ее присутствие активизирует этот процесс. Наличие кислорода в воде сказывается на процессе электрохимической коррозии. В основном кислород ускоряет процесс коррозии, хотя при определенных условиях может тормозить его. Присутствие кислорода, углекислоты, как и других газов в питательной воде и в паре крайне нежелательно, поэтому необходима возможно более полная деаэрация питательной воды. Деаэрации подвергается весь поток питательной воды, добавочные воды цикла, теплосети (подпитка), питательная вода испарителей и паропреобразователей. На электростанциях нашей страны и за рубежом деаэрации подвергается весь поток питательной воды, добавочные воды цикла, теплосети (подпитка), питательная вода испарителей и паропреобразователей. На электростанциях нашей страны и за рубежом наиболее широкое распространение получил метод термической деаэрации воды.

Термическая деаэрация - это процесс десорбции газа, при котором происходит переход растворенного газа из жидкости в находящийся с ней в контакте пар. Наличие такого процесса возможно при соблюдении законов равновесия между жидкой и газовой фазами. Совместное существование этих двух фаз возможно только при условии динамического равновесия между ними, которое устанавливается при длительном их соприкосновении. При динамическом равновесии (при определенных давлении и температуре) каждому составу одной из фаз соответствует равновесный состав другой фазы.

Удаление газов при термической деаэрации происходит в результате диффузии и дисперсного выделения их. При этом должны быть созданы условия перехода газов из воды в паровое пространство. Одним из таких условий является увеличение площади поверхности контакта воды с паром, чтобы максимально приблизить частицы потока деаэрируемой воды к поверхности раздела фаз. Это достигается дроблением потока воды на тонкие струи, капли или пленки, а также при барботаже пара через тонкие слои воды.

Положительно сказывается на процессе деаэрации увеличение средней температуры деаэрируемой воды, так как при этом снижается вязкость ее и поверхностное натяжение и увеличивается диффузия газов. В то же время эффективное удаление газа из воды также не является достаточным для эффективной деаэрации. Выделившийся из воды газ находится на поверхности жидкости или в непосредственной близости от нее и при незначительном снижении температуры воды или повышении ее давления газ вновь поглощается водой.

Эффективная деаэрация достигается при полном отводе выделившихся газов за счет непрерывной вентиляции и вывода их из деаэратора. Газ из деаэратора отводится вместе с паром, который называют выпаром. Значение выпара оказывает существенное влияние на эффект деаэрации. Таким образом, количество пара, подводимого к деаэратору, должно обеспечивать поддержание состояния кипения деаэрируемой воды и оптимальный выпар, а гидравлическая нагрузка деаэратора должна быть такой, чтобы динамическое воздействие потока пара было преобладающим на границе фаз.

2.1.1 Типы деаэраторов и их конструкции

Применяемые на ТЭС деаэраторы различают по рабочему давлению, при котором происходит выделение газов из воды: деаэраторы повышенного давления (0,6 ч 1,2 МПа) типов ДСП-1600, ДСП-1000 и других с подогревом воды на 10 ч 40 °С; деаэраторы атмосферные (с давлением 0,12 МПа) типов ДА-300, ДА-150 и других с подогревом воды на 10 ч 50 °С и деаэраторы вакуумные (с давлением 0,0075 ч 0,05 МПа) типов ДВ-2400, ДВ-2000 и других с подогревом воды на 15 ч 25 °С (числа в типоразмерах указывают производительность, т/ч).

Под номинальной производительностью деаэратора понимается расход всех потоков воды, подлежащих деаэрации и количество сконденсировавшегося в деаэраторе пара.

Деаэраторы различают также по способу контакта воды с паром: пленочные, струйные, капельные, барботажные. При этом часто используются комбинированные схемы контакта (например, струйно-барботажные).

Большинство деаэраторов выполняется в виде вертикальной цилиндрической колонки, которая размещается над баком-аккумулятором. Бак-аккумулятор предназначен в основном для аккумулирования запаса питательной (подпиточной) воды. Кроме того, в нем заканчивается процесс дегазации воды (выделение дисперсных газов и разложение бикарбонатов).

Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ) содержание в воде растворенного кислорода нормируется: для питательной воды котлов с давлением выше 10 МПа не более 10 мкг/кг, для подпиточной воды тепловых сетей не более 50 мкг/кг. Свободная углекислота в воде после деаэратора должна отсутствовать.

На рисунке 2.1 приведена колонка струйного атмосферного деаэратора. Деаэраторы такого типа широко распространены на отечественных электростанциях в комбинированных вариантах. Они просты по конструкции и имеют малое сопротивление при прохождении пара.

Деаэрируемая вода подводится в верхнюю часть колонки. Дробление воды на струи осуществляется с помощью дырчатых тарелок, расположенных по высоте колонки на расстоянии 300 ч 400 мм друг от друга. Тарелки имеют отверстия диаметром 5 ч 7 мм, площадь которых составляет около 8% общей площади тарелки.

В колонке устанавливаются тарелки двух типов с проходом пара через центральное отверстие, а также по периферии. Чередуясь между собой, тарелки обеспечивают многократное пересечение потоком пара струй деаэрируемой воды. Число устанавливаемых тарелок определяется начальным и конечным содержанием кислорода в деаэрируемой воде (обычно пять и более).

Рисунок 2.1 - Принципиальная схема конструкции атмосферного деаэратора струйного типа: 1 - подвод деаэрируемой воды; 2 - отвод выпара; 3 - тарелки; 4 - подвод греющего пара

Струйное движение деаэрируемой воды обуславливает обязательную неравномерность интенсивности ее деаэрации, отнесенную к единице длины струи, что является существенным недостатком деаэраторов данного типа. Для его устранения колонки струйного типа выполняют большой высоты (3,5 ч 4 м и более).

Важной характеристикой всех типов деаэраторов является приведенная плотность орошения (отношение расхода воды к площади поперечного сечения колонки). Для колонок струйного типа эта величина составляет 60 ч 100 т/(м2·ч).

В настоящее время деаэрирующие устройства струйного типа с дырчатыми тарелками широко используются в качестве первой ступени обработки воды в деаэраторах струйно-барботажного типа.

В деаэраторных колонках пленочного типа деаэрируемая вода разбивается на тонкие пленки, стекая вниз по поверхности насадки. Используется упорядоченная или неупорядоченная насадка. Упорядоченная насадка выполняется из вертикальных, наклонных или зигзагообразных листов, концентрических цилиндров, укладываемых правильными рядами колец или других элементов, обеспечивающих непрерывное направленное движение воды.

Колонка с упорядоченной насадкой позволяет работать с плотностью орошения до 300 т/(м2·ч) при подогреве воды на 20 ч 30 °С. Они могут использоваться для дегазации неумягченной воды, а также воды загрязненной шламом или накипью. В то же время в них практически нельзя обеспечить равномерность распределения потока воды по насадке.

Неупорядоченная насадка выполняется из отдельных элементов определенной формы, которые заполняют объем колонки. Это могут быть шары, кольца, Щ-образные элементы и т.п.

Деаэрационная колонка с неупорядоченной насадкой допускает плотность орошения 90 ч 110 т/(м2·ч) при подогреве воды на 40°С, обеспечивает более высокий коэффициент массоотдачи и соответственно меньшее остаточное содержание газа в воде. В то же время предельная гидравлическая нагрузка в этих колонках существенно ниже чем в вышерассмотренных. Конструкция деаэрационной колонки пленочного типа с неупорядоченной насадкой приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Конструкция деаэрационной колонки пленочного типа с неупорядоченной насадкой: 1 - корпус; 2 - подвод воды; 3 - крышка; 4 - отвод выпара; 5 - отверстия для слива воды; 6 - патрубки для выпара; 7,8 - нижний и верхний листы водораспределительной камеры; 9 - орошаемая насадка; 10 - подвод пара; 11 - подвод дренажа

В основном, пленочные деаэраторы применяются для дегазации подпиточной воды тепловых сетей. Им присущи: большая чувствительность к перегрузкам, которые могут привести к обращенному движению воды и к гидроударам; как правило, недостаточная удельная пропускная способность на единицу площади поперечного сечения колонки, что вызывает необходимость наличия нескольких параллельно работающих колонок; гидравлические и тепловые переносы за счет смещения слоя насадки, уменьшения ее удельной площади поверхности под действием потоков воды и пара.

Наилучший эффект деаэрации достигается при использовании деаэраторов, сочетающих струйный, пленочный или капельный принцип распределения воды с барботажем.

В барботажных устройствах контакт пара с водой происходит при дроблении ее. При этом обеспечивается интенсивная турбулизация и удельная площадь поверхности контакта фаз может достигать 1500 м2/м3. При проходе пара через слой воды происходит ее перегрев относительно температуры насыщения, соответствующей давлению в паровом пространстве над поверхностью воды. При этом пузырьки пара увлекают за собой слой воды, которая вскипает при движении вверх. Это способствует лучшему выделению из воды растворенных газов. В процессе барботажа интенсивно выделяется не только кислород, но и углекислота, которая в деаэраторах других типов полностью не удаляется из воды.

Барботажные деаэрирующие устройства компактны и хорошо сочетаются с устройствами струйного типа. Струйный отсек при этом служит лишь для нагрева воды до температуры, близкой к температуре насыщения, и для предварительной грубой ее деаэрации.

На рисунке 2.3 показана конструктивная схема деаэрационной колонки струйно-барботажного типа. Предназначенная для деаэрации вода поступает в смесительное устройство 2 и через переливное устройство 3 сливается на дырчатую тарелку 4. Через отверстия дырчатой тарелки вода сливается на перепускную тарелку 5, откуда через сегментное отверстие 6 поступает на барботажную тарелку 7. На тарелке 7 вода барботируется паром, проходящим через отверстия. С этой тарелки вода переливается через порог 8 и поступает в гидрозатвор, после которого она сливается в бак-аккумулятор 12.



Рисунок 2.3 - Конструктивная схема деаэрационной колонки струйно-барботажного типа: 1 - подвод воды; 2 - смесительное устройство; 3 - переливное устройство; 4 - дырчатая тарелка; 5 - пароперепускная тарелка; 6 - сливной канал; 7 - барботажная тарелка; 8 - переливной порог; 9 - гидрозатвор; 10 - корпус; 11 - водослив; 12 - бак-аккумулятор; 13 - подвод пара; 14 - пароперепускная труба; 15 - гидрозатвор; 16 - барботажный слой; 17 - выпар

Пар из коллектора 13 подводится под барботажный лист. Степень перфорации барботажного листа принимается такой, чтобы под ним даже при минимальной нагрузке существовала устойчивая паровая подушка, препятствующая проходу воды через отверстия. При значительном повышении давления в паровой подушке при увеличении нагрузки (до 130 мм вод. ст.) часть пара из нее перепускается по трубе 14 в обвод барботажного листа. Это исключает нежелательное повышение уноса воды из слоя над листом. Постоянному проходу пара через трубу 14 препятствует гидрозатвор 15, который заполняется водой. Пройдя через слой воды над листом 7, пар выходит через горловину перепускной тарелки 5, омывает струи воды и подогревает ее до температуры, близкой к температуре насыщения при давлении в колонке. Здесь же происходит первичная дегазация воды. Через штуцер 17 пар и выделившиеся газы удаляются из колонки.

Эффективность работы таких деаэраторов весьма высока и они получили широкое распространение для блоков мощностью 300 МВт.

2.2 Расчет деаэратора питательной воды (ДПВ) до реконструкции (на каждый котел установлен один деаэратор)

2.2.1 Расчет теплового баланса деаэратора питательной воды (ДПВ)

Рисунок 2.4 - Потоки пара и воды через ДПВ

Искомыми величинами при расчёте деаэратора являются расход пара в деаэратор Dд и расход основного конденсата на входе в деаэратор Dок.

Материальный баланс деаэратора питательной воды:

Dок+Dшт+(Dп1+Dп2+Dп3+ Dу)+ D''пр +Dд = Dпв+Dэу;

Отсюда:

Dок= Dпв+Dэу-Dд-Dшт-(Dп1-Dп2 -Dп3- Dу)-D''пр;

Dок=66,67+0,269- Dд -0,63-2,99-2,64-3,86-0,61;

Dок=56,87- Dд.

Тепловой баланс деаэратора питательной воды:

Dдh3+(Dп1+Dп2+Dп3+Dу)h'п3+Dштhшт+Dокhв4+D''прh'пр=(Dпвhв.д+Dэ.уhд)/?п;

где hшт=3357 кДж/кг - энтальпия пара из уплотнений штоков клапанов, тогда

Dд2978+(2,99+2,64+3,86+0,61)829,61+0,1943357+Dок642,24+1,392756=(66,67636,6+0,8732978)/0,995.

Решая систему уравнений, получим: Dд=0,266 кг/с, Dок=56,5 кг/с.

2.2.2 Выбор деаэратора питательной воды (ДПВ)

Воздух, растворенный в питательной воде содержит агрессивные газы (СО2, О2) вызывающие коррозию оборудования и трубопроводов ТЭЦ. В настоящее время на электростанциях для удаления из питательной воды кислорода, углекислого и некоторых других газов применяются термические деаэраторы. В них вода подогревается паром до температуры насыщения. В соответствии с ГОСТ 16860-77 будем производить выбор из деаэраторов повышенного давления (тип ДП).

Исходными данными для выбора деаэратора являются рабочее давление в деаэраторе pд=0,6 МПа, а также расход питательной воды DПВ = 240 т/ч.

Деаэраторы повышенного давления рассчитаны на производительность 80, 225, 500, 700, 1000 т/ч [8]

При расходе питательной воды DПВ = 240 т/ч выбираем деаэратор струйно-барботажного типа ДП-500/65 [8].

Характеристики деаэрационной колонки представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Типоразмер колонки	Номинальная производительность, т/ч	Рабочее давление (абсолютное), МПа	Диаметр колонки, мм	Высота колонки, мм
КДП-500	500	0,7	1816	3200

Бак аккумулятор предназначен для сбора питательной воды и создания ее аварийного запаса не менее, чем на 5 минут работы котла в аварийных ситуациях.

Объем бака:

;

.

Выбираем бак аккумулятор - БД-65-1 его характеристики приведены в таблице 2.2 [8].

Таблица 2.2

Типоразмер бака	Типоразмер колонки	Объем, м3	Диаметр бака, мм	Максимальная длина, мм
БДП-65-1	КДП - 500	65	3024	9500

2.2.3 Расчет деаэратора

Назначение, устройство и работа деаэратора

Деаэраторы повышенного давления (ДПВ) в тепловой схеме станции выполняют целый ряд функций: помимо своей основной -- деаэрации питательной воды, они служат ступенью подогрева в регенеративной схеме подогрева воды, аккумулирующей и буферной емкостью между конденсатными и питательными насосами, являются источником пара постоянного давления и температуры, а также местом ввода в схему разного рода высокопотенциальных дренажей. Однако основной функцией деаэраторов является удаление из питательной воды коррозионно-активных газов. Такими газами являются кислород (02) и свободная двуокись углерода (С02).

На рисунке 2.5 представлена принципиальная схема деаэратора. Установка состоит из деаэрациоиной колонки и бака аккумулятора. Подача деаэрируемой воды осуществляется в верхнюю, а греющего пара в нижнюю часть колонки. Поступающая в бак-аккумулятор вода имеет температуру, близкую к температуре насыщения. Процесс дегазации воды в основном осуществляется в колонке, хотя и в баке-аккумуляторе за счет отстоя происходят частичное выделение мельчайших пузырьков газа и их удаление.



Рисунок 2.5 - Принципиальная схема деаэратора: 1 - деаэраторная колонка; 2 - бак-аккумулятор; 3 - охладитель выпара; 4 - регулятор давления. 5 - регулятор уровня; 6 - гидравлический затвор; 7 - предохранительный клапан: 8--подвод химически очищенной воды; 9 - подвод основного конденсата; 10 - подвод дренажа подогревателей высокого давления; 11 - подвод греющею пара; 12 - отвод деаэрированной воды; 13 - отвод выпара; 14 - выхлоп в атмосферу; 15 - дренаж; 16 - теплообменник для охлаждения проб воды; 17 - водоуказательное стекло

Эффективность деаэрации воды в деаэраторах зависит от конструкции деаэраторов, давления, при котором происходит деаэрация, а также от режима эксплуатации.

По способу организации контакта воды с греющим паром деаэраторы разделяются на пленочные, струйные, капельные, барботажные и комбинированные, сочетающие в себе два или несколько из перечисленных способов увеличения свободной поверхности воды.

Нагрев деаэрируемой воды до температуры насыщения еще не является достаточным условием для качественной деаэрации. Не менее важной задачей является создание условий для быстрой эвакуации выделившихся из воды газов. В деаэраторных колонках газы удаляются паровой продувкой колонки снизу вверх навстречу потоку падающей воды, после чего парогазовая смесь удаляется в атмосферу. Этот поток называется «выпаром». Данные эксплуатации показывают, что эффективность деаэрации в значительной мере зависит от величины «выпара» (рисунок 2.6). Для деаэраторов повышенного давления эта величина не должна быть ниже 1,5--2 кг пара на тонну воды.

Рисунок 2.6 - Зависимость эффективности деаэрации от величины выпара

На эффективность деаэрации влияет также температура поступающей в деаэратор воды. С повышением температуры воды, подводимой к деаэратору, вязкость и поверхностное натяжение воды уменьшаются, скорость диффузии кислорода в слое воды возрастает и эффект деаэрации улучшается. Однако подавать в колонку воду с температурой, близкой к температуре насыщения, тоже не рекомендуется, поскольку это сокращает расход греющего пара и ухудшает условия вентиляции колонки. Минимальный нагрев воды в деаэраторе должен быть не ниже 5--6°С. Величину нагрева порядка 10--15°С следует считать оптимальной.

В настоящее время в установках высокого давления применяются деаэраторы повышенного давления 0,6 - 1,2 МПа. Это позволяет уменьшить число ПВД. а также улучшить условия деаэрации.[4]

Исходные данные для расчета деаэратора

Давление в деаэраторе: р = 0,6 МПа;

Температура насыщения: tн = 158,8 оС;

Энтальпия пара по насыщению: h'' = 2756,1 кДж/кг;

Удельный объём сухого насыщенного пара (по tн): Vп = 0,31558 кг/м3;

Энтальпия жидкости по насыщению: h' = 670,5 кДж/кг;

Расход основного конденсата: Dок = 56,5 кг/с;

Энтальпия основного конденсата: hок = hв4 = 642,24 кДж/кг.

Расход дренажа из вышестоящего ПВД:

DПВД = Dп1 + Dп2 + Dп3 + Dу = 2,99+2,64+3,86+0,61= 10,1 кг/с.

Энтальпия дренажа из вышестоящего ПВД: hПВД = 829,6 кДж/кг;

Расход питательной воды: Dпв = 66,67 кг/с;

Энтальпия питательной воды: hпв = h' = 636,6 кДж/кг;

Расход греющего пара из отбора турбины: Dд = 0,266 кг/с;

Энтальпия греющего пара: hд = 2850,7 кДж/кг;

Расход пара из уплотнений штоков: Dшт = 0,194 кг/с;

Энтальпия свежего пара: hшт = h0 = 3357 кДж/кг;

Расход пара из расширителя непрерывной продувки: D''пр = 0,43 кг/с;

Энтальпия пара из расширителя: h'пр = h'' = 2756 кДж/кг;

Расход пара на эжектор и уплотнения: Dэу = 0,873 кг/с.

Удельная теплота парообразования:

r = h'' - h' = 2756- 663,6 = 2092,4 кДж/кг.

Тепловой расчёт деаэратора

Проверка теплового баланса:

Входящие потоки: Di hi = ;

Исходящие потоки: Dэу hд + Dпв hпв = .

Проверка материального баланса:

Расходы входящих потоков Dв = 67,56 кг/с;

Расходы исходящих потоков Dн = 67,56 кг/с.

Суммарный расход воды, подающийся в водораспределитель:

Dок = D1 = 56,6 кг/с.

Энтальпия воды в водораспределителе:

hок = hв4 = 642,24 кДж/кг.

Температура воды в водораспределителе:

tв1 = f (р; hв4) = 152,27 0С.

Горячие потоки (греющий пар и конденсат ПВД) поступают в нижнюю часть колонки деаэратора. При этом за счёт теплоты перегрева греющего пара из потока конденсата ПВД образуется пар в количестве, которое может быть определено из уравнений теплового и материального балансов:

где расход насыщенного пара в деаэраторе ниже активной зоны.

расход воды в деаэраторе ниже активной зоны.

отсюда находим:

1,77 кг/с;

9,23 кг/с.

Конструкторский расчёт деаэратора

Принимаем диаметр отверстий в днище тарелки d=0,005 м и высоту подпора воды на тарелке при расчетной нагрузке h=0,05 м [9].

Скорость истечения воды из отверстий тарелки:

;

м/с.

Необходимое число отверстий в тарелке:

 шт.

Площадь тарелки, занятая отверстиями, размещёнными в шахматном порядке с шагом S = 1,5d0 = 0,0075 м.

Fтар=

Fтар== 0,092 м2.

Принимаем наружный диаметр размещения отверстий в тарелке 2 м, тогда внутренний диаметр [9]:

м.

Площадь живого сечения для прохода по внутренней границе струйного отсека при длине струй l = 0,6 м:

мІ.

Площадь живого сечения для прохода по внешней границе струйного отсека:

;

мІ.

Скорость пара на входе в струйный отсек:

м/c;

Скорость пара на выходе из струйного отсека:

м/c.

Средняя скорость пара в струйном отсеке:

энергоблок турбина м/c.

Температурный подогрев воды в струйном отсеке:

;

где A=0,05-коэффициент зависящий от теплофизических свойств воды и пара [9].

tв2=157,87 єС, кДж/кг.

Количество пара, конденсирующегося в струйном отсеке пара.

кг/c.

Концентрация кислорода в потоке воды, поступающем в водораспределительное устройство, СисхО2 = 100 мкг/кг. Концентрация кислорода в потоке воды, поступающем на барботажную тарелку, определяется по выражению:

откуда С2 = 15,5 мкг/кг.

Расход пара, поступающего на барботажную тарелку:

Dп.барб. = Dд = 0,266 кг/с.

Общий расход воды через барботажную тарелку:

56,56+1,36+9,23=61,15кг/с.

Принимаем ширину порога барботажной тарелки b=1,5м при диаметре колонки dк = 1,816 м [9]

Расход воды через 1 м ширины водослива барботажной тарелки:

кг/м с.

Высота слоя воды над порогом водослива:

;

м.

Высота слоя воды на барботажной тарелке

h0=hп+hв=0,1+0,095=0,195 м.

Минимально допустимая скорость пара в отверстиях барботажной тарелке:

;

м/с.

Принимаем расчетную скорость пара в отверстиях барботажного листа wп=3,5•wмин=3,5•11,57=40,5 м/c [9].

Живое сечение для прохода пара в барботажном листе:

;

мІ.

Необходимое число отверстий при d0 = 0,005 м6



шт.

Высота паровой подушки под барботажным листом. При коэффициенте гидравлического сопротивления дырчатого барботажного листа о=1.8 и поверхностном натяжении воды у=0,0454 H/м.

;

м.

Из конструктивных соображений принимаем ширину и длину барботажной области равными ширине водослива. Диаметр пароперепускного патрубка гидрозатвора dвых принимаем равным 0,45 м. Тогда площадь барботажной области (площадь тарелки, занятой отверстиями)

м2 .

Приведённая скорость пара при барботаже:

;

м/с.

Высота динамического слоя жидкости на тарелке

;

Количество кислорода, подлежащего удалению при барботаже (СвыхО2=10мкг/кг)

Скорость течения воды на барботажном листе:

;

Коэффициент массопередачи на барботажной тарелке:

;

Среднелогарифмический концентрационный напор:



Необходимая площадь барботажной тарелки:

2.3 Расчет деаэратора питательной воды (ДПВ) после реконструкции (на два котла установлен один деаэратор)

2.3.1 Расчет теплового баланса деаэратора питательной воды (ДПВ)

Искомыми величинами при расчёте деаэратора являются расход пара в деаэратор Dд и расход основного конденсата на входе в деаэратор Dок.

Материальный баланс деаэратора питательной воды

Dок+Dшт+Dп1+Dп2+Dп3+ Dу+ D''пр +Dд = Dпв+Dэу;

Dок= Dпв+Dэу-Dд-Dшт-Dп1-Dп2 -Dп3- Dу-D''пр;

Dок=133,34+0,538- Dд -1,26-5,98-5,28-7,72-1,22;

Dок=113,74- Dд.

Тепловой баланс деаэратора питательной воды

Dдh3+(Dп1+Dп2+Dп3+Dу)h'п3+Dштhшт+Dокhв4+D''прh'пр=(Dпвhв.д+Dэ.уhд)/?п

где hшт=3357 кДж/кг - энтальпия пара из уплотнений штоков клапанов, тогда

Dд2978+(5,98+5,28+7,72+1,22)829,61+0,3883357+Dок642,24+2,782756=(133,34636,6+1,7462978)/0,995

Решая систему уравнений, получим: Dд=0,532 кг/с, Dок=113 кг/с.

2.3.2 Выбор деаэратора питательной воды (ДПВ)

Исходными данными для выбора деаэратора являются рабочее давление в деаэраторе pд=0,6 МПа, а также расход питательной воды на два котла DПВ = 240•2=480 т/ч.

При расходе питательной воды DПВ = 480 т/ч выбираем деаэратор струйно-барботажного типа ДП-500/65 [8].

Бак аккумулятор предназначен для сбора питательной воды и создания ее аварийного запаса не менее, чем на 5 минут работы котла в аварийных ситуациях.

Объем бака:

;

.

Следовательно новые параметры (производительность и объем бака) соответствуют параметрам выбранного деаэротора .

2.3.3 Расчет деаэратора

Давление в деаэраторе: р = 0,6 МПа;

Температура насыщения: tн = 158, 8 оС;

Энтальпия пара по насыщению: h'' = 2756,1 кДж/кг;

Удельный объём сухого насыщенного пара (по tн): Vп = 0,31558 кг/м3;

Энтальпия жидкости по насыщению: h' = 670,5 кДж/кг;

Расход основного конденсата: Dок = 113 кг/с;

Энтальпия основного конденсата: hок = hв4 = 642,24 кДж/кг.

Расход дренажа из вышестоящего ПВД:

DПВД = Dп1 + Dп2 + Dп3 + Dу = 5,98+5,28+7,72+1,22= 20,2 кг/с.

Энтальпия дренажа из вышестоящего ПВД: hПВД = 829,6 кДж/кг;

Расход питательной воды: Dпв = 133,34 кг/с;

Энтальпия питательной воды: hпв = h' = 636,6 кДж/кг;

Расход греющего пара из отбора турбины: Dд = 0,532 кг/с;

Энтальпия греющего пара: hд = 2850,7 кДж/кг;

Расход пара из уплотнений штоков: Dшт = 0,388 кг/с;

Энтальпия свежего пара: hшт = h0 = 3357 кДж/кг;

Расход пара из расширителя непрерывной продувки: D''пр = 0,86 кг/с;

Энтальпия пара из расширителя: h'пр = h'' = 2756 кДж/кг;

Расход пара на эжектор и уплотнения: Dэу = 1,746 кг/с.

Удельная теплота парообразования:

r = h'' - h' = 2756- 663,6 = 2092,4 кДж/кг.

Тепловой расчёт деаэратора

Проверка теплового баланса:

Входящие потоки: Di hi = ;

Исходящие потоки: Dэу hд + Dпв hпв = .

Проверка материального баланса:

Расходы входящих потоков Dв = 135,12 кг/с;

Расходы исходящих потоков Dн = 135,12 кг/с.

Суммарный расход воды, подающийся в водораспределитель:

Dок = D1 = 113 кг/с.

Энтальпия воды в водораспределителе:

hок = hв4 = 642,24 кДж/кг.

Температура воды в водораспределителе:

tв1 = f (р; hв4) = 152,27 0С.

Горячие потоки (греющий пар и конденсат ПВД) поступают в нижнюю часть колонки деаэратора. При этом за счёт теплоты перегрева греющего пара из потока конденсата ПВД образуется пар в количестве, которое может быть определено из уравнений теплового и материального балансов:

где расход насыщенного пара в деаэраторе ниже активной зоны.

расход воды в деаэраторе ниже активной зоны.

отсюда находим:

3,54 кг/с;

18,46 кг/с.

Конструкторский расчёт деаэратора

Принимаем диаметр отверстий в днище тарелки d=0,005 м и высоту подпора воды на тарелке при расчетной нагрузке h=0,05 м [9].

Скорость истечения воды из отверстий тарелки:

;

м/с.

Необходимое число отверстий в тарелке:

 шт.

Площадь тарелки, занятая отверстиями, размещёнными в шахматном порядке с шагом S = 1,5d0 = 0,0075 м.

Fтар=;

Fтар== 0,184 м2.

Принимаем наружный диаметр размещения отверстий в тарелке 2 м, тогда внутренний диаметр[9]:

водоснабжение вентиляция деаэратор котел

м.

Площадь живого сечения для прохода по внутренней границе струйного отсека при длине струй l = 0,6 м:

;

мІ.

Площадь живого сечения для прохода по внешней границе струйного отсека:

;

мІ.

Скорость пара на входе в струйный отсек:

;

м/c.

Скорость пара на выходе из струйного отсека:

;

м/c.

Средняя скорость пара в струйном отсеке:

энергоблок турбина ; м/c.

Температурный подогрев воды в струйном отсеке:

;

где A=0,05-коэффициент зависящий от теплофизических свойств воды и пара [9].

;

tв2=157,87 єС, кДж/кг.

Количество пара, конденсирующегося в струйном отсеке пара.

кг/c.

Концентрация кислорода в потоке воды, поступающем в водораспределительное устройство, СисхО2 = 100 мкг/кг. Концентрация кислорода в потоке воды, поступающем на барботажную тарелку, определяется по выражению:

откуда С2 = 15,5 мкг/кг.

Расход пара, поступающего на барботажную тарелку:

Dп.барб. = Dд = 0,266 кг/с.

Общий расход воды через барботажную тарелку:

113+2,72+18,46=122,3 кг/с.

Принимаем ширину порога барботажной тарелки b=1,5м при диаметре колонки dк = 1,816 м [9].

Расход воды через 1 м ширины водослива барботажной тарелки:

кг/м с.

Высота слоя воды над порогом водослива:

м.

Высота слоя воды на барботажной тарелке

h0=hп+hв=0,1+0,141=0,241 м.

Минимально допустимая скорость пара в отверстиях барботажной тарелке:

м/с.

Принимаем расчетную скорость пара в отверстиях барботажного листа wп=3,5•wмин=3,5•11,57=40,5 м/c [9].

Живое сечение для прохода пара в барботажном листе:

мІ.

Необходимое число отверстий при d0 = 0,005 м

;

шт.

Высота паровой подушки под барботажным листом. При коэффициенте гидравлического сопротивления дырчатого барботажного листа о=1.8 и поверхностном натяжении воды у=0,0454 H/м.

.

м.

Из конструктивных соображений принимаем ширину и длину барботажной области равными ширине водослива. Диаметр пароперепускного патрубка гидрозатвора dвых принимаем равным 0,45 м. Тогда площадь барботажной области (площадь тарелки, занятой отверстиями)

;

м2 .

Приведённая скорость пара при барботаже:

;

м/с.

Высота динамического слоя жидкости на тарелке

;

.

Количество кислорода, подлежащего удалению при барботаже (СвыхО2 = 10 мкг/кг)

;

.

Скорость течения воды на барботажном листе:

;

.

Коэффициент массопередачи на барботажной тарелке:

Среднелогарифмический концентрационный напор:

Необходимая площадь барботажной тарелки:

2.4 Расчет на прочность элементов деаэратора

Расчет толщины стенки деаэратора:

где P=0,6 МПа - расчетное избыточное давление;

Dв=3,018 м - внутренний диаметр днища;

Сталь15К - материал днища;

[у], МПа - номинально допускаемое напряжение для материала колонки. [у]=128 МПа [11], Прилож. 1, табл. 5;

ц=0.85 - ослабление цилиндрических элементов продольным сварным швом;

С=0,002 м - прибавка к расчетной толщине стенки.

м.

Принимаем номинальную толщину стенки деаэратора: Sном=0,02 м.

Расчет толщины днища корпуса с учетом крепления отверстия штуцером.

Минимальная толщина стенки днища при ц=1, С=0.

м.

Минимальная расчетная толщина стенки штуцера при ц=1, С=0.

;

где d=0,092 м - внутренний диаметр штуцера;

Сталь20 - материал штуцера;

[у]ш, МПа - номинально допускаемое напряжение для материала штуцера. [у]ш=130,23 МПа [11], Прилож. 1, табл. 5;

м.

Высота укрепляющего участка штуцера, расположенного снаружи днища:

где dн=0,108 м - наружный диаметр штуцера;

Sш=0,008 м - номинальная толщина стенки штуцера;

Сш=0,002 м - прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки штуцера

м.

Площадь укрепляющего сечения штуцера на участке, расположенном снаружи днища:

;

мІ

Высота укрепляющего участка штуцера, расположенного внутри днища:

;

м.

Площадь укрепляющего сечения штуцера на участке, расположенном внутри днища

;

мІ.

Сумма компенсирующих площадей укрепляющих деталей.

Уf=fн.ш.+fв.ш;

Уf=0,000284+0,00016=0,00044 мІ.

2.5 Расчет снижения мощности на перекачку пара от турбины до деаэратора

Потери в трубопроводе IV категории подачи пара на деаэраторы блока №5 после реконструкции снизились на ДРп =0,002 МПа

Объемную производительность насоса определяем по формуле [7]

м3/с;

где k=1,05- коэффициент запаса, учитывающий потери;

=12 т/час - расход пара;

, кг/м3- удельный объем пара. При 2000С и давлении 0,62 МПа =0,34035 кг/м3 [4].

м3/с;

Снижение мощности, отдаваемой насосом [7]

кВт4;

кВт.

Снижение мощности, потребляемой насосом [7]

кВт;

где зн=86% - механический КПД насоса, учитывающий потери на трение и гидравлические сопротивления [7].

кВт;

В результате проведения реконструкции мощность, потребляемая на собственные нужды, снизится на 2,05 кВт/ч.

3. Экономическая часть

3.1 Расчет экономического эффекта от реконструкции системы водоснабжения парового котла ТП-230-2

Эффективность вложения капитала в инвестиционный проект в условиях рыночной экономики является решающим условием финансовой устойчивости предприятия.

Капитальные вложения всегда ограничены финансовыми возможностями предприятия, а достижение результата отдалено во времени, потому возникает необходимость планирования инвестиционных решений и оценки экономической эффективности в результате разработки инвестиционного проекта [11].

Инвестиционный проект - это комплексный план создания производства с целью получения экономической выгоды.

Предприятие может преследовать различные цели при принятии решения об инвестировании проекта. Как правило, главная цель это прибыльность инвестиций, соответствующая определенному заранее установленному минимуму (норме рентабельности, прибыльности) или превышающая его. Могут быть поставлены и другие цели более низкого порядка, иерархия которых в убывающем порядке представлена ниже:

- увеличение торгового оборота и доли контролируемого рынка;

- сохранение контролируемой доли рынка и репутации у потребителей;

- достижение высокой производительности труда;

- производство новой продукции.

В условиях рынка период разработки и реализации инвестиционного проекта называют инвестиционным циклом. Инвестиционный цикл состоит из трех стадий: прединвестиционной, инвестиционной и производственной.

На прединвестиционной стадии заказчик (организатор проекта или инвестор) выбирает управляющего проектом. Изучаются различные варианты проекта (строительной площадки, конструктивных особенностей, инвестиционных решений, выполняется первоначальная оценка издержек), проводятся технико-экономические исследования. Заканчивается эта стадия составлением программы финансирования проекта.

На второй - инвестиционной стадии отбираются организации, реализующие проект, готовится детальная проектная документация, определяются подрядчики и поставщики. Проводятся строительные работы, монтаж, отладка.

Третья стадия это стадия текущей эксплуатации объекта.

Прединвестиционная фаза закладывает основы для последующих фаз инвестиционного цикла и во многом определяет успех инвестиционного проекта. Результат исследований на этой стадии - коммерческая оценка проекта - заключительное звено проведения прединвестиционных исследований. В ходе этих исследований обычно составляется бизнес-план инвестиционного проекта, важнейший раздел которого - его экономическое обоснование. Смысл экономического обоснования проекта - предоставление информации в виде, позволяющем инвестору сделать заключение о целесообразности или нецелесообразности осуществления инвестиций.

Информация именно этого раздела бизнес-плана является ключевой для принятия решения потенциальным инвестором об участии в проекте.

Экономическое обоснование подразделяется на экономическую оценку (экономическую эффективность) и финансовую (финансовую состоятельность). Первая оценка характеризует способность проекта к сохранению и обеспечению прироста капитала, вторая - анализ ликвидности (платежеспособности) предприятия в ходе реализации проекта.

3.1.1 Расчет себестоимости новой системы водоснабжения парового котла

ТП-230-2 установленного на территории ОАО «Экспериментальная ТЭС», г. Красный Сулин.

Смета затрат на систему водоснабжения

Определяем трудоемкость конструкторских работ в целом по разработке системы водоснабжения.

Расчеты сведены в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Расчет основной заработной платы

Наименование работ (статей расходов)	Трудоемкость, (н-ч)	Стоимость, (тыс.руб.)
Общие виды	40	4
Сборочные чертежи	70	7
Деталировочные чертежи	120	12
Детальная опись	60	6
Расчеты	320	32
Прочие работы	50	5
ИТОГО:	660	66

Примечание: ставка - 100 руб./н-ч. (по данным ОАО «Экспериментальная ТЭС»)

Основная заработная плата исполнителей всего комплекса работ

660•100=66 тыс. руб.

Дополнительная заработная плата

,(1)

где - планируемый процент дополнительной заработной платы с премией

66=7,92 тыс. руб.

Отчисления на социальные нужды

,(2)

где =30% - отчисления на социальные нужды.

22,18тыс.руб.

Накладные расходы конструкторского отдела

,(3)

где =30 % - процент накладных расходов от величины основной и дополнительной заработной платы.

22,18 тыс. руб.(4)

Суммарные затраты на проектные работы по реконструкции котла

66+7,92+22,18+22,18=118,27 тыс.руб. (5)

Планирование себестоимости и цены реконструкции системы водоснабжения

Расчет плановых затрат на реконструкцию котла осуществляется по следующим статьям расходов:

материалы (основные и вспомогательные) за вычетом расходов - ;

полуфабрикаты покупные - ;

транспортно-заготовительные расходы - ;

зарплата основная - ;

зарплата дополнительная ;

отчисления на социальные нужды - ;

расходы на содержание и эксплуатацию оборудования ;

расходы на внутризаводские помещения ;

цеховые расходы ;

общезаводские расходы ;

возмещение износа инструмента и приспособлений ;

внепроизводственные расходы .

Расходы на материалы (основные и вспомогательные) и полуфабрикаты

Расходы по этим статьям калькуляции рассчитываются на основе чистого веса материала, полуфабрикатов, количества покупных изделий и цен на них. Данные по массе оборудования для реконструкции системы водоснабжения приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Масса и стоимость материалов монтируемого оборудования

Монтируемое оборудование	Материал	Масса, т	Стоимость тыс. руб./т	Цена, тыс. руб.
Трубопровод	Сталь 20	4,8	85	408
Арматура	Сталь 20	0,5	85	42,5
Опоры	Сталь Вст3сп	0,6	79	47,4
Теплоизоляция	Сегменты перлито-цементные	0,5	50	25,0
ИТОГО:		6,4		522,9

Транспортно-заготовительные расходы

Транспортно-заготовительные расходы принимаются в процентах от затрат на материалы

,(6)

где - процент ТЗР, %;

0,065•522,9=33,99 тыс. руб.

Определение стоимости демонтируемого оборудования

Масса и стоимость материалов демонтируемого оборудования представлена в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Масса и стоимость материалов демонтируемого оборудования

Демонтируемое оборудование	Материал	Масса, т	Стоимость, тыс. руб./т	Цена, тыс. руб.
Деаэратор	Сталь 10	14,7	12	176,4
Трубопроводы	Сталь 20	3,2	6,9	22,08
Опоры	Вст3сп	0,8	4,5	3,60
ИТОГО:		18,7		202,08

Основная заработная плата производственных рабочих

Рассчитывается на основе трудоемкости изготовления элементов котла, которые принимаются по данным практики. Трудоемкость работ при демонтаже составляет 40% от трудоемкости изготовления

Расчеты сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Стоимость элементов трубопровода

Наименования элемента, узла	Вес, т	Трудоемкость
		удельная, (н-ч.)/т	общая, н-ч.
Демонтаж трубопроводов, опор, деаэратора	18,7	40	748
Монтаж трубопровода, опор, теплоизоляции	6,4	100	640
ИТОГО:			1388

Основная заработная плата составляет

,(7)

где =100 - средняя тарифная ставка по заводу, руб./ч;

=40 - средний процент премии производственным рабочим по заводу, %;

1388 194,32тыс.руб.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих и отчисления на социальные нужды

Дополнительная заработная плата производственных рабочих и отчисления на социальные нужды рассчитываются аналогично приведенным выше.

Дополнительная заработная плата

,(8)

где =10 - планируемый процент дополнительной заработной платы, %.

194,32=19,43тыс. руб.

Отчисления на социальные нужды:

(9)

 64,13 тыс. руб.

где =30%- отчисления на социальные нужды.

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования, включающие амортизационные отчисления, затраты на эксплуатацию, ремонт.

Определяются по формуле:

,(10)

где =205 - расчетный норматив расходов по содержанию и эксплуатации оборудования, %.

194,32=398,36 руб.

Цеховые расходы, включающие затраты на содержание цехов и управление

Цеховые расходы, включающие затраты на содержание цехов и управление ими, рассчитываются по формуле:

,(11)

где =187 - расчетный норматив цеховых расходов, %.

194,32=363,38 тыс.руб.

Расходы на внутризаводские перемещения

Принимаются в процентах =21% от основной заработной платы (12) 194,32=40,81 тыс. руб.

Общезаводские расходы, включающие затраты на содержание аппарата заводоуправления, эксплуатацию и ремонт внепроизводственных зданий и сооружений

Рассчитываются по формуле:

,(13)

где =430 - расчетный норматив общезаводских расходов, %;

194,32=835,58 тыс. руб.

Возмещение износа инструмента и приспособлений

Определяется в процентах =2% от суммы всех ранее рассчитанных статей расхода

,руб. (14)

(522,9+33,99+194,32+19,43+64,13+363,38+40,81+835,58)=41,49 тыс. руб.

Заводская (производственная) себестоимость реконструкции

Определяется как сумма затрат по всем вышеперечисленным статьям калькуляции

, руб. (15)

522,9+33,99+194,32+19,43+64,13+363,38+40,81+835,58+41,49=2116,02 тыс. руб.

Внепроизводственные расходы

Принимаются в процентах =2,5% к заводской себестоимости

,руб.(16)

2116,02 =52,9 тыс. руб.

Коммерческая (полная) себестоимость

Определяется как сумма заводской себестоимости и внепроизводственных расходов:

, руб.(17)

2116,02 +52,9=2168,92 тыс. руб.

Таблица 3.5 - Калькуляция себестоимости системы водоснабжения

Наименование статей расхода	Сумма, тыс. руб.	Структура себестоимости, %
Материалы и полуфабрикаты	522,9	24,1
Транспортно-заготовительные расходы	34,0	1,6
Основная заработная плата производственных рабочих	194,3	9,0
Дополнительная заработная плата производственных рабочих	19,4	0,9
Отчисления на социальные нужды	64,1	3,0
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	398,4	18,4
Цеховые расходы	363,4	16,8
Расходы на внутризаводские перемещения	40,8	1,9
Общезаводские расходы	835,6	38,5
Возмещение износа инструмента и приспособлений	41,5	1,9
Заводская (производственная) себестоимость	2116,0	97,6
Внепроизводственные расходы	52,9	2,4
Коммерческая (полная) себестоимость	2168,9	100

На основе коммерческой себестоимости и плановой прибыли (накопления), рассчитанной исходя из предельного уровня рентабельности =10%, определяется оптовая цена реконструкции котла:

2168,922385,81 тыс. руб.(18)

Оптовая отпускная цена с учетом НДС (18 %)

1,18•2385,81 =2559,32 тыс. руб. (19)

3.1.2 Капитальные вложения на реконструкцию системы водоснабжения

Транспортные расходы по доставке оборудования от завода-изготовителя до предприятия-потребителя

Принимаются в процентном отношении =5% к отпускной цене (без НДС) котла:

, руб.(20)

2385,81=715,86 тыс. руб.

Стоимость строительно-монтажных работ

Принимается в процентах =80% от отпускной цены котла (без НДС);

, руб.(21)

2385,81=1908,65 тыс. руб.

Затраты на вспомогательное оборудование

Рассчитываем (укрупненно) стоимость дополнительного оборудования.

,(22)

где = 60 тыс. руб. - стоимость дополнительного оборудования

60113,4тыс. руб.

Капитальные вложения по реконструкции системы водоснабжения у потребителя

Капитальные вложения по реконструкции системы водоснабжения у потребителя рассчитываются по формуле:

, руб.(23)

715,86 +1908,65 +113,4=2141,34 тыс. руб.

Расчеты сведены в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 - Капитальные вложения ОАО «Экспериментальная ТЭС»

Наименование	Сумма, тыс. руб.
Стоимость проекта	118,27
Оптовая отпускная цена котла	2559,32
Транспортные расходы	119,29
Стоимость строительно-монтажных работ	1908,65
Затраты на вспомогательное оборудование с учетом строительно-монтажных работ	113,40
Прибыль от реализации демонтированных узлов	202,08
ИТОГО:	4616,86

Расчет себестоимости продукции представлен в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Расчет себестоимости продукции до и после реконструкции

Наименование	Формула или источник	Расчет
		До	После
1	2	3	4
Число часов работы установленной мощности hотп, час/год	По данным ОАО «Экспериментальная ТЭС»	6000	6000
Мощность блока №5, Nбл, МВт	По данным ОАО «Экспериментальная ТЭС»	110	110
Мощность, потребляемая на собственные нужды, Nсн, кВт/ч	См. п. 2.5	330,00	327,95
Годовой расход энергии на собственные нужды, Эсн, кВт		1 980 000	1 967 700
Тариф на электроэнергию, ТЭ, руб./кВт ч	По данным ОАО «Экспериментальная ТЭС»	1,4	1,4
Затраты электроэнергии на собственные нужды, Иээ, тыс. руб.		2 772 000	2 599 800
Годовой отпуск энергии, Nгод , МВт		660 000	660 000
Себестоимость единицы электроэнергии С, руб./МВт		4200,00	4173,91

3.1.3 Определение годовой экономии

Уменьшение затрат на производство электроэнергии

В результате проведенной реконструкции системы водоснабжения котла ТП-230-2 себестоимость отпускаемой электроэнергии уменьшилась на

?С =4200,00-4173,91=26,09 руб./МВт;

Снижение затрат определяем по формуле: ?И = ?С•Nгод =26,09• 660 000=17 220 тыс. руб.; Общая годовая экономия. Общая годовая экономия будет определяться как:

Эгод=ДИ;

Эгод=17 220 тыс. руб./год.

3.1.4. Срок окупаемости проекта

Срок окупаемости проекта определяем по формуле

месяца.

В результате проведения реконструкции системы водоснабжения котла ТП-230-2, снизятся затраты электроэнергии на собственные нужды. Себестоимость отпускаемой электроэнергии снизится на 26,09 руб./МВт. Проект по реконструкции окупится за 3,2 месяца.

В дальнейшем, в течение расчетного срока службы планируемая прибыль составит 17 220 тыс. руб./год.

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Отнесения помещений и уставок проектируемой ТЭС по пожаро-взрывоопасности

Все предприятия, на которых применяются или хранятся горючие вещества, относятся к пожароопасным. Помещения и наружные установки по пожарной опасности делятся на 5 категорий [1]:

категория А - производства, связанные с применением:

а) жидкостей, веществ, имеющих температуру вспышки паров 28 0С и ниже;

б) паров или газов, нижний предел взрываемости которых 10 % и менее, в таких количествах, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси;

в) горючих жидкостей с температурой нагрева их 250 0С и выше.

категория Б - производства, связанные с применением:

а) веществ, имеющих температуру вспышки паров от 28 до 61 0С;

б) паров или газов, нижний предел взрываемости которых более 10 %, в таких количествах, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси;

в) веществ, образующие горючие волокна или пыль в таких количествах, которые могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3.

категория В - производства, связанные с применением или обработкой твёрдых сгораемых веществ и материалов, а также горючих жидкостей с температурой вспышки паров выше 61 0С.

категория Г - производства, связанные с применением или обработкой несгораемых веществ и материалов в горючем, раскалённом состоянии и сопровождающиеся выделением лучистого тепла, систематическим выделением искр и пламени, а также производства, связанные со сжиганием жидкого и газообразного топлива.

категория Д - производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии.

Помещения или наружные установки, в которых по условиям технологического процесса могут образоваться взрывоопасные смеси, называются взрывоопасными. По степени взрываемости помещения и наружные установки делятся на следующие категории:

В - I - взрывоопасные смеси паров и газов с воздухом могут возникать не только при аварии, но и в нормальных условиях;

В - Iа - взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом могут возникать только при неисправности оборудования, в аварийных случаях;

В - Iб - те же помещения, что и класса В - Iа, но отличающиеся одной из следующих особенностью:

горючие газы в этих помещениях обладают высоким пределом взрываемости (15 % и более) и резким запахом при предельно-допустимых по санитарным нормам концентрациях.

возможна в помещениях лишь местная взрывоопасная концентрация;

горючие газы и легковоспламеняющиеся горючие жидкости в помещениях в небольших количествах, не создающие общей взрывоопасной концентрации, и работа с ними производится без применения открытого пламени.

В - Iг - к ним относятся наружные установки, содержащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости, где взрывоопасные смеси возможны только в результате аварии или неисправности.

В - II - взрывоопасные смеси пыли с воздухом, возникающие при нормальных условиях производства.

Общие требования техники безопасности к расположению и устройству пожаро- и взрывоопасных зданий и помещений сводятся к следующему:

обеспечить условия, предотвращающие возможность образования взрывоопасной газовоздушной смеси;

не допускать образования или появления в помещениях источника пламени или искр, а также высоко нагретых предметов, чтобы исключить возможность взрыва;