Проектирование аппарата охлаждения воздуха и разработка модернизации существующей тепловой схемы на Киришской ГРЭС

Устойчивость работы ПГУ-800 в условиях чрезвычайных с ситуаций реализуется по следующим направлениям:

1) защита рабочих и служащих:

На предприятии разработаны планы эвакуации людей на случай возникновения чрезвычайных ситуаций и план локализации аварий. Организовано проведение противоаварийных и противопожарных тренировок, обучение личного состава объекта к выполнению конкретных работ по ликвидации аварии, хранение и содержание в готовности индивидуальных средств защиты (промышленных и изолирующих противогазов, средств защиты кожи и т.д.), организация и поддержание в постоянной готовности системы оповещения рабочих и служащих объекта, проживающего вблизи населения.

2) повышение надежности инженерно-технического комплекса:

Инженерно-технический комплекс Киришской ГРЭС включает в себя здания и сооружения, технологическое оборудование и коммунально-энергетические сети - электричества, водопровода, канализации, теплофикации и газоснабжения.

К числу мероприятий, повышающих надежность и механическую прочность сооружений, относятся:

проектирование сооружений с жестким каркасом;

на снижении пожарной опасности зданий и сооружений (уменьшился удельный вес горючих материалов);

дополнительные конструкции для быстрой эвакуации людей при пожарах, особенно из высотных зданий;

подготовка объездов узких мест и труднопроезжаемых участков на подъездных и внутриобъектных дорогах;

создание запасов сборно-разборных дорожных покрытий для обеспечения движения;

устройство соединительных перемычек между параллельными подъездными и внутриобъектными дорогами для переключения движения при разрушениях с одной на другую;

заготовка сборных элементов конструкций для быстрого восстановления мостов и железнодорожных путей;

устройство разъездов на однопутных подъездных дорогах.

К способам повышения надежности и эффективности технологического оборудования относятся:

целесообразная компоновка технологического оборудования при разработке объемно-планировочного решения предприятия, чтобы по возможности исключить повреждения его обломками разрушающихся конструкций и ослабить воздействие землетрясений, взрывов и ураганов;

размещение ценного и ударонестойкого оборудования в зданиях с повышенными прочностными характеристиками, а более прочного оборудования - в зданиях с легкими несгораемыми конструкциями;

защита пультов управления технологическим процессом и другого малогабаритного, но ценного оборудования защитными конструкциями (кожухами, козырьками и т.д.).

3) увеличение надежности материально-технического снабжения:

создание запасов наиболее уязвимых деталей и узлов технологического оборудования (пульты управления, секции конвейеров, электрооборудования и др.);

для повышения надежности газоснабжения предусмотрены подземные обводные газопроводы с установкой отключающих устройств, заблаговременно создается запас резервного топлива.

4) повышение надежности управления объектом:

Управление объектом взято в основу обеспечения нормального функционирования объекта экономики, его штата и служб. Заключается в постоянном руководстве подчиненными силами, в организации их действий и направлении усилий на своевременное и успешное выполнение поставленной задачи. Управление должно обеспечивать непрерывность, твердость, гибкость и устойчивость руководства производительной деятельностью и проведения соответствующих мероприятий в условиях ЧС.

Среди мероприятий, обеспечивающих надежность управления, можно отметить следующие:

непрерывность управления достигается своевременным принятием решения, бесперебойностью действующей связи с подчиненными и вышестоящими органами, автоматизацией процессов управления и быстрым восстановлением нарушенного управления;

твердость управления заключается в решительном контроле за исполнением принятого решения, обеспечивающего выполнение задач в установленные сроки;

гибкость управления обеспечивается быстрым реагированием на изменение обстановки, своевременным уточнением принятого решения и задач, поставленных подчиненным;

устойчивость управления достигается наличием оборудованного пункта управления на объекте и в загородной зоне; созданием резерва сил и средств связи для восстановления нарушенного управления; надежностью защиты личного состава.

Критика стойкости системы управления рассчитывается особой исследовательской группой. При этом определяются состояние оснащения пунктов управления; незыблемость охраны собственного состава и узлов взаимосвязи. Приобретенные данные обобщаются, анализируются и на базе сделанных выводов формируются определенные мероприятия по увеличению стойкости системы управления при чрезвычайных ситуациях.

5) снижение вероятности возникновения вторичных поражающих факторов:

К вторичным факторам относятся пожары, взрывы, обрушения сооружений.

Причинами возникновения вторичных поражающих факторов могут служить аварии не только данном предприятии, но и на соседнем объекте (КиНеф - Киришский нефтеперерабатывающий завод).

События, проводимые с целью уменьшить разрушения и поражения от вторичных причин при производственных трагедиях и стихийных бедствиях, соединены с событиями, проводимыми для увеличения прочности (механической крепости) инженерно-технического комплекса. К количеству особых можно отнести последующие мероприятия:

устройство противопожарных разрывов и пожарных проездов, строительство пожарных водоемов и емкостей на объектах и создание запасов средств пожаротушения;

устройство лесных просек, лесных дорог, противопожарных траншей и канав и оборудование местных водоисточников;

устройство противопожарных ограждений и окраска их огнестойкими красками;

заглубление линий электроснабжения и установка автоматических отключающих устройств, чтобы исключить воспламенение материалов при коротких замыканиях.

6) способность к восстановлению производства:

Для увеличения возможности к возобновлению изготовления с истоком стихийного бедствия ПГУ-800 нужно приготовить к безаварийной приостановке, обеспечивающей наибольшее понижение вероятных утрат и разрушений, т.е. выполнить события сообразно обеспечиванию стойкости работы объекта в критериях ЧС

6.4 Меры по охране окружающей среды

Модернизация конденсационной доли Киришской ГРЭС делается маршрутом постройки парогазовой установки (ПГУ) в составе 2-ух газовых турбин, 2-ух котлов-утилизаторов и имеющейся паровой турбины, что дозволит вытеснить из эксплуатации часть имеющегося обветшавшего оснащения.

Предусмотренная в составе нового оборудования, установка двух газовых турбин с низкой эмиссией загрязняющих веществ: NOх - до 50 мг/м3 и СО - до 12,5 мг/м3 (при 15% содержании кислорода в сухих дымовых газах) позволит существенно снизить загрязняющее воздействие Киришской ГРЭС на атмосферный воздух и благоприятно отразится на экологической обстановке в районе станции.

Дымовые газы, возникающие при сжигании природного газа в топливных камерах газовых турбин, уходят через дымовые трубы котлов-утилизаторов. Получается, что на станции появятся два новых источника загрязнения атмосферы.

Предсказуемые выбросы загрязняющих веществ от ПГУ и имеющегося котельного оснащения конденсационной доли станции, участвующего в покрытии электронагрузок наравне с ПГУ, приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Прогнозируемые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от модернизированной КЭС

Исходя из приведенных в таблице данных, при работе модернизированной КЭС, с помощью покрытия доли нагрузки газовыми турбинами, имеющими наиболее невысокие в сравнении с замещаемыми котлами выбросы оксидов азота, предполагается понижение наибольших выбросов NOx и NO на 32%, что чрезвычайно важно зная высочайшее фоновое засорение воздуха, достигающее по содержанию NO2 0,94 ПДК (с учетом имеющегося действия станции) и 0,68 ПДК впоследствии исключения взноса Киришской ГРЭС.

Для оценки действия на воздушный бассейн Киришской ГРЭС в последствии установки ПГУ в конденсационной части станции сделаны расчеты рассеивания в атмосфере выбросов от ПГУ с учетом выбросов от оборудования КЭС и ТЭЦ, участвующего в покрытии электрических и термических нагрузок, а также с учетом фонового уровня засорения атмосферного воздуха..

Обобщенные результаты расчета приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Прогнозируемые максимальные приземные концентрации загрязняющих веществ после модернизации КЭС Киришской ГРЭС

Приобретенные итоги позволяют констатировать, что в последствии модернизации КЭС методом постройки ПГУ и перехода всей станции на сжигание естественного газа превышение ПДК в приземном слое атмосферы не предполагается как по отдельным веществам, так и по группам препаратов, обладающих результатом суммации.

Планируемый объем модернизации КЭС не приведет к изменению существующей на станции схемы водопотребления и водоотведения (за исключением отведения сточных вод ХВО).

Но на 72000 м3/ч станет меньше имеющийся объем забора технической воды из реки Волхов. Объем воды для хозяйственно-питьевых дел в предстоящем выдаваемый модернизированной водоподготовкой станции сохранится на уровне имеющегося положения, так как предусмотренная модернизация не требует роста количеству персонала.

Относительно сточных вод, связанных с работой модернизированной КЭС, изменения коснутся сточных вод ХВО, продувочных вод и сточных вод химической промывки котлов.

В связи с проектируемым уменьшением примерно на 40% объема подпитки котлов, в соответствии с этим, сократится объем сточных вод ХВО. Помимо всего этого, предусмотренная реконструкция химводоочистки станции с подменой имеющихся ионообменных фильтров на высокоскоростные фильтры с противоточной регенерацией даст возможность уменьшить расход воды на собственные нужды ХВО и в добавок понизить объем сточных вод этой категории. В связи с более низким объемом продувки котлов-утилизаторов ожидается сокращение примерно на 33% расхода продувочных вод, которые сбрасываются в отводящий канал техводоснабжения станции и далее поступают в реку Волхов. Таким образом, за счет сокращения объема продувочных вод котлов будет снижено влияние станции на реку Волхов.

6.5 Выводы по главе

Снабжение безопасных условий труда при эксплуатации ПГУ-800 достигается соблюдением трудовой выдержки, исполнением требований руководств по охране труда и технике безопасности, внедрением спецодежды и средств персональной защиты. Модернизация Киришской ГРЭС на базе ПГУ -800 позволяет понизить вредоносное действие на атмосферу и реку Волхов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломной работе сделано следующее:

1) Проведен обзор существующего теплового оборудования на Киришской ГРЭС, она состоит из трех электростанций - теплофикационной (ТЭЦ - теплоэлектроцентраль) и конденсационной (КЭС - конденсационная электростанция), а также станции парогазового цикла (ПГУ-800). Теплофикационная часть (6 котло- и турбоагрегатов), обеспечивающая тепловой и электрической энергией город Кириши и Киришскую промышленную зону, и конденсационная часть (6 энергоблоков), предназначенная для обеспечения нагрузок и системного регулирования в ОЭС Северо-Запада.

2) На основании проведенного исследования выявлены преимущества и недостатки ПГУ-800. Главным недостатком ПГУ-800 является существенное снижение мощности в летний период времени

Преимущества ПГУ:

-парогазовые установки позволяют достичь электрического КПД более 60 %. Для сравнения, у работающих отдельно паросиловых установок КПД обычно находится в пределах 33-45 %, для газотурбинных установок -- в диапазоне 28-42 %;

-низкая стоимость единицы установленной мощности;

-парогазовые установки потребляют существенно меньше воды на единицу вырабатываемой электроэнергии по сравнению с паросиловыми установками;

-короткие сроки возведения (9-12 мес.);

-нет необходимости в постоянном подвозе топлива ж/д или морским транспортом;

-компактные размеры позволяют возводить непосредственно у потребителя (завода или внутри города), что сокращает затраты на ЛЭП и транспортировку эл. Энергии;

-более экологически чистые в сравнении с паротурбинными установками.

Недостатки ПГУ:

-необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива;

-ограничения на типы используемого топлива. Как правило в качестве основного топлива используется природный газ, а резервного -- дизельное топливо. Применения угля в качестве топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций. Отсюда вытекает необходимость строительства недешевых коммуникаций транспортировки топлива -- трубопроводов;

-сезонные ограничения мощности. Максимальная производительность в зимнее время.

3) Проведен расчет тепловой схемы ГТУ Siemens V94.3A при различных температурах наружного воздуха. При понижении температуры наружного воздуха, начинается снижение электрической мощности ГТУ и падение КПД, при повышении температуры наружного воздуха, эти же характеристики ГТУ начинают стремительно расти.

4) Рассчитана холодильная мощность системы для охлаждения воздуха: холодильная мощность АБХМ и градирни соответственно Qх=20 000 кВт, Qгр= 47 496кВт. Холодопроизводительность воздухоохладителя Qвозд=20 000 кВт.

5)Описаны основные виды АБХМ и градирен. Подобрано оборудование для системы охлаждения воздуха: АБХМ LessarLUC-SW1500 - номинальная холодопроизводительность 5274кВт (4 шт.), мокрая градирня VXT 1200 - номинальная холодопроизводительность 5894 кВт (9 шт.), воздухоохладитель FRM-1140/E - номинальная холодильная мощность 21920 кВт (1 шт.).

6) Рассчитан экономический эффект от системы охлаждения воздуха: предлагаемая система охлаждения воздуха для ПГУ-800 на Киришской ГРЭС является экономически эффективной с небольшим сроком окупаемости. Ежегодный экономический эффект составит более 100 млн. руб., срок окупаемости - менее 3 летних месяца.

7) Снабжение безопасных условий труда при эксплуатации ПГУ-800 достигается соблюдением трудовой выдержки, исполнением требований руководств по охране труда и технике безопасности, внедрением спецодежды и средств персональной защиты. Модернизация Киришской ГРЭС на базе ПГУ-800 снизила вредоносное действие на атмосферу и реку Волхов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Модернизация конденсационных турбин Киришской ГРЭС на базе ПГУ-800 / Д.А. Трещев, Л. Ю. Данилов, Т. Р. Нигматулин[и др.]-Волгоград: //Электрические станции. -2011. -- № 11. -- С. 6-11.

2. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / Под ред. С.В. Цанева - Москва: Издательство МЭИ, 2002. - 584 с.

3. Попырин Л.С.Надежность парогазовых установок / Л.С.Попырин, Ю.Ю.Штромберг, М.Д. Дильман -Санкт-Петербург://Теплоэнергетика. -2001. - № 7.

4. ВиноградовА., А. Григорьев Оценка эффективности модернизации ГТУ-ТЭС с использованием парогазовой технологии / А.ВиноградовА., А. Григорьев -Москва:// Газотурбинные технологии. - 2004 - №1-431 с.

5. ШаповаловЮ. И. Реконструкция паротурбинных электростанций - эффективный путь перевооружения энергетики / Ю.И. Шаповалов-Москва: // Газотурбинные технологии. - 2004 - №4-213 с.

6. Стерман, Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. / Л.С. Стерман. - Москва: Издательство МЭИ, 2004. - 424 с.

7. Лебедев А.С. Парогазовые установки с котлами-утилизаторами на базе энергетического оборудования ОАО «Силовые машины» / А. С. Лебедев, И.В.Патрина, В.А. Фомин // Электрические станции. -2005. - № 10. -С. 71-77.

8. РТМ 108-022-92. Установки газотурбинные и парогазовые. Расчет и проектирование камер сгорания.- Ленинград: НПО ЦКТИ, 1984. -185 с.

9. Цыганок, А. П. Проектирование тепловых электрических станций: учеб.пособие/А.П. Цыганок, С.А. Михайленко - Красноярск: КрПИ, 1991. -189 с.

10. Коробицын М. Повышение эксплуатационных характеристик энергетических установок / М. Коробицын- Челябинск: // Газотурбинные технологии - 2004. - №3-189 с.

11. Холодильные машины: Учебник для студентов втузов специальности «Техника и физика низких температур»/А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарин, В. И. Пекарев[и др.].- Санкт-Петербург: Политехника, 1997. - 992с.

12. Галимова Л.В. Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы:учебное пособие / Л. В. Галимова. - Астрахань: АГТУ, 1997. - 226с.

13. Морозюк Т.В. Теория холодильных машин и тепловых насосов / Т. В. Морозюк. - Одесса: Студия «Негоциант», 2006. - 712 с.

14. Градирни промышленных и энергетических предприятий: Справочное пособие / под ред. В. С. Пономаренко. -- Москва: Энергоатомиздат, 1998. -- 376 с.

15. Оценка эффективности работы градирни А.Г. АВЕРКИН, профессор, к.т.н., Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (ПГУАС)- 2012-458 c.

16. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник / под ред. С.В. Белова. - Москва: Машиностроение, 1989. - 368 с.

17. Алтунин А.Т. Формирование гражданской обороны в борьбе со стихийными бедствиями / А. Т. Алтунин. - Москва: Стройиздат, 1978. -192 с.

18. Михно Е.П. Ликвидация последствий аварий и стихийных бедствий / Е. П. Михно. - Москва: Атомиздат, 1979. -267 с.

19. Шишкин А. А. Анализ причин аварий и повреждений строительных конструкций / А. А. Шишкин. - Москва: Стройиздат, 1973. -184 с.

Размещено на Allbest.ru