Введение 10

1.Основная часть 13

1.1 МИРОВОЙ ОПЫТ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАНЦИЙ С ГАЗОГЕНЕРАТОРАМИ 13

1.2 Основные производители 19

1.3 Описание технологии и подготовка топлива 21

1.4 Описание основного и вспомогательного оборудования проектируемой станции 44

1.4.1 Устройство,техническая характеристика газогенератора 48

1.4.2 Устройство, техническая характеристика и принцип работы котла- утилизатора КСТ-80 49

1.4.2.1 Тепловая характеристика котла-утилизатора КСТ-80 51

1.4.3 Технические параметры насоса НКУ-250 54

1.5 Устройство и принцип работы 54

2. Расчетная часть 56

2.1 Термодинамический расчет ГТУ 56

2.2 Расчет котла-утилизатора 58

2.3 Расчет впрыскивающего пароохладителя 66

2.3.1 Тепловой расчет 66

2.3.2 Конструктивный расчет 68

2.4 Гидравлический расчет 70

2.4.1 Гидравлический расчет паропровода 71

2.4.2 Гидравлический расчет водовода технической воды 79

2.5 Тепловой расчет паропровода 81

2.5.1 Тепловой расчет наружного участка паропровода 82

2.5.2 Тепловой расчет внутреннего участка паропровода 84

2.6 Расчет схемы электроснабжения 86

2.6.1 Выбор и обоснование схемы электроснабжения 87

2.6.2 Расчет электрических нагрузок 87

2.6.3 Выбор марки и сечения проводов и кабелей 90

2.6.4 Выбор предохранителей 91

2.6.5 Выбор автоматических выключателей 91

2.6.6 Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции 91

2.6.7 Компенсация реактивной мощности 92

2.6.8 Расчет питающей линии 10 кВ 94

2.6.9 Конструктивное выполнение сети 0,4 кВ 97

2.7 Газо-паротурбинная мини-ТЭЦ 97

3. Автоматизация и механизация производственных процессов 98

4 Безопасность жизнедеятельности и экологичность 102

4.1 Анализ опасностей и вредностей на проектируемом объекте 102

5.Экономическая часть 119

5.1 Расчет стоимости 119

5.2 Расчет тарифа на электроэнергию 124

5.3 Метод ЮНИДО в оценке коммерческой эффективности инвестиционного проекта 128

5.5 Расчет заработной платы 131

5.6 Расчет объема инвестиций 132

Заключение 133

Список использованной литературы 138

Приложения

Графический материал

Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов - важнейшая задача, значимость которой все возрастает. Основными направлениями экономического развития России предусмотрена программа развития топливно-энергетического комплекса и экономии энергоресурсов. В частности, планируется переход на энергосберегающие технологии производств, сокращение всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования энергоресурсов.

Значительная экономия топливно-энергетических ресурсов может быть достигнута при более широком вовлечении в топливно-энергетический баланс страны экологически чистых энергоресурсов. Коэффициент полезного теплоиспользования для многих процессов не превышает 15-35%.

В соответствии с принятыми методическими положениями по выявлению и направлениям использования энергетических ресурсов на промышленных предприятиях под вторичными энергоресурсами подразумевают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других агрегатов. Под энергетическим потенциалом понимается наличие в указанных продуктах определенного запаса энергии (химически связанной теплоты, физической теплоты, потенциальной энергии избыточного давления).

Ресурсы можно использовать в качестве топлива либо непосредственно (без изменения вида энергоносителя), либо за счет выработки теплоты, электрической энергии, холода, механической работы в утилизационных установках.

Энергетические ресурсы разделяют на три основные группы:

1) горючие - побочные газы плавильных печей (доменный, колошниковый, газ шахтных печей и вагранок, конверторный и др.);

2) тепловые - физическое тепло отходящих газов технологических агрегатов; физическое тепло основной и побочной продукции; тепло рабочих тел систем принудительного охлаждения технологических агрегатов и установок; тепло шлаков, золы; тепло горячей воды и пара отработавших технологических силовых установок;

3) избыточного давления - потенциальная энергия газов, жидкостей покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением, которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей или при выбросе их в атмосферу, водоемы, емкости и другие приемники.

Использование горючих ресурсов особых затруднений не вызывает, и они используются на промышленных предприятиях с достаточной полнотой (90-95%) и эффективностью. Использование тепловых ресурсов еще недостаточно и составляет в среднем 30-40%. Вторичными энергоресурсами располагают практически все отрасли промышленности, в которых имеются теплотехнические установки.

В данном дипломном проекте рассмотрена возможность увеличения производства электрической энергии за счет использования тепла газов.

Анализ энергетической системы ОАО "АмурЛесХоз" показывает, что древесное топливо используются неэффективно.

Высокий абразивный износ предвключенных испарительных поверхностей приводит к снижению надежности работы агрегатов, а неэффективная работа поверхностного пароохладителя приводит к уменьшению КПД агрегатов.

В данном проекте предлагается создание мини-ТЭЦ, с установкой 1-ого газо-парогенератора суммарной электрической мощностью до 20 МВт.

Для достижения поставленной задачи требуется :

- исследовать мировой опыт строительства и эксплуатации станций с газогенераторами;

- описать технологию работы газогенератора, а также процесс подготовки топлива;

- охарактеризовать производителей основного оборудования;

- произвести тепловой расчет агрегатов;

- разработать пакет инженерно-строительной документации в среде Autodesk AutoCAD.

Кроме того, рассмотрены вопросы автоматизации, защиты окружающей среды, численности рабочих.

Проведена оценка ожидаемых технического и экономического эффектов.

Полученные результаты могут быть использованы для реконструкции существующих и вновь проектируемых мини-ТЭЦ.

Проведенные исследования базировались на сочетании расчетных методов, основанных на фундаментальных термодинамических, физико-химических и технических представлениях о тепловых процессах в промышленных энергетических установках, работающих на растительной биомассе.

1. ФЗ от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ "О техническом регулировании" ( в ред. ФЗ № 160-ФЗ от 23.07. 2008г.)//СЗ РФ. - 2002. - № 52 (ч. 1).

2. Указ Президента РФ от 04.08.2004г. № 1009 (ред. от 12.06.2008г.) "Об утверждении перечня стратегических предприятий и стратегических акционерных обществ"//СЗ РФ. - 2004. - № 32. - Ст. 3313.

3. Комментарий к ФЗ "О техническом регулировании" (постатейный) - изд. 3 перераб. и доп./Под ред. Т.А. Гусева, Л.Е. Чапкевич. - М.: ЗАО Юстицинформ, 2008. - 436 с.

4. Авдей Р.И. Ресурсы растительной биомассы России // Энергосбережение и водоподготовка - 2009. - № 3 (59). - 95 с.

5. Баканов М.И. и др. Теория экономического анализа/Учебник. - М. : Финансы и статистика 2003. - 356 с.

6. Барыгин В.Г. Справочник по проектированию электроснабжения. М.: Энергоатомиздат, 2005.- 456 с

7. Безопасность жизнедеятельности . Безопасность технологических процессов и производств(Охрана труда). Учеб пособие для вузов/ П.П Кукин, В.Л. Лапин и др.- М.: Высш.шк., 1999.-318с.

8. Бураев Ю.В. Безопасность жизнедеятельности : учеб. Для студентов высших учебных заведений / Ю.В. Бураев - М.:Академия 2004.-288с.

9. Боровков В.М. Итоги и научно-технические проблемы использования растительной биомассы и органосодержащих отходов в энергетике / В.М.Боровков // Известия АН. Энергетика. - 2002. -№6. - 115с.

10. Борисова Н.Г. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнике, уч. пособие, Новосибирск .: Изд-во НГТУ, 2008. - 192 с.

11. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Физматгиз, 1983.-708 с.

12. Воронина Э.М. Менеджмент предприятия и организации/Московский международный институт эконометрики, информатики, финансов и права. - М.: Юристъ, 2003. - 260 с.

13. Воинов А.П ., Паровые котлы на отходящих газах; М .: Энергомаш ,1983.-345с.

14. Григорьева В.А, Зорина В.М. Тепловые и атомные электрические станции: справочник В.А.Григорьев, В.М.Зорин: - М.: Энергоатомиздат, 1982.- 624 с.

15. Гухман А.А.. Термодинамика: учебник/ Жуковский В.С., А.А. Гухман.- М.: Энергоатомиздат, 1983.-304с.

16. Зайцева А.Е., Сахаров Д.А. Вопросы применения в энергетике вихревых газогенераторов при сжигании растительной биомассы. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2003.- Ч. 2. - 437 с.

17. Зысин Л. В., Береза И. В. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Часть 1. Возобновляемые источники энергии.: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. - 292 с.

18. Казакевич И.Ф. Промышленное освоение технологии газификации отходов производства маслоэкстракционного завода // Промышленная энергетика. - 2009. - №8. - 108 с.

19. Калютик А.А., Моршин В.Н. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Проектирование и расчет газогенераторных установок при использовании биомассы.: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2004. - 160 с.

20. Кириллин В.А.. Техническая термодинамика: учебник / В.А. Кириллин, В.В.Сычев, А.Е. Шейндлин.-М.: Энергоатомиздат,1983.-416с.

21. Кошкин Н.Л., Орлов Е.Н. Исследование совместной работы дизеля и газогенератора, перерабатывающего растительную биомассу // Теплоэнергетика. - 2002. - №1. - 98 с.

22. Кривченко Г.И. Гидравлические машины. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -320 с.

23. Лысак С.В. Выбор типа газогорелочных устройств для котлов ДКВР-10-13 и ДКВР-20-13 - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.- Ч. 3. - 365 с.

24. Локшин В.А. Гидравлический расчет котельных агрегатов: нормативный метод / О.М. Балдина., В.А. Локшин, Д.Ф. Петерсон.- М.:Энергия,1978.-256с.

25. Липов Ю.М. Компоновка и тепловой расчет парогенератора: учебное пособие для вузов / Ю.М. Липов.- М.: Энергия, 1995.- 176 с.

26. Мочан С.И.. Аэродинамический расчет котельных установок: нормативный метод/ С.И. Мочан. - С-Пб., Энергия, 2004, 256 с.

27. Моршин В. Н. Опыт создания газогенераторной станции на лузге семян подсолнечника // Возобновляемая Энергетика 2003: сб. докл. Междунар. конф. - СПб.: - 2003 - 90 с.

28. Моршин В.Н., Мароне И.Я. Тепломассообменные процессы и установки. Сушильные установки.: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. - 76 с.

29. Наранович О.П. Исследования устойчивости горения генераторного газа и разработка горелок на генераторном газе // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2009. - №2 (58). - 180 с.

30. Овдиевич Л.П. Научно-технические предпосылки для газификации растительной биомассы. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 190 с.

31. Палий А.Р. Разработка горелок без предварительного смешения для сжигания генераторного газа. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008.- 256 с.

32. Петухов Д.В., Звонарицын Т.А. Анализ целесообразности использования газогенераторов - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000.- Ч. 2. - 186 с.

33. Поливода.Ф.А. КПД тепловой сети на примере трубопроводов в ППУ - изоляции.// Новости теплоснабжения. М., №11, 95 с.

34. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомсервис, 2005.-286с.

35. Рутберг Ф.Г., Гончаренко Р.Б., Попов В.Е. Особенности развития технологий производства низкокалорийного газа из твердого топлива и отходов для использования в газовых турбинах и двигателях внутреннего сгорания // Известия АН. Энергетика. - 2008. - №6. - 210 с.

36. Сергеев В. В. Газификация твердого топлива в слоевых газогенераторах // Экономические механизмы инновационной экономики: сборник

научных трудов Международной научно-практической конференции - СПб.: Изд-во МИЭП, 2009. -Ч.3. - 189 с.

37. Сергеев В. В. Газогенераторные установки на растительной биомассе / В.В.Сергеев // Энергонадзор-информ. - 2007. - №2 (32). - 90 с.

38. Сергеев В. В. Исследование режимов работы газогенератора

обращенного типа / В. В. Сергеев // Научные исследования и инновационная

деятельность: материалы науч.-практ. конф. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 345 с.

39. Сергеев В. В. Особенности режимов работы слоевых газогенераторов / В.В.Сергеев // Энергонадзор-информ. - 2008. - №4 (38). - С.48-49.

40. Сергеев В.В. Реализация процесса газификации растительной биомассы в газогенераторных установках слоевого типа / В.В.Сергеев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2008. - №2 (54). - 190 с.

41. Сидельковский. Л.Н , Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий: учебник / Л.Н. Сидельковский., В.Н. Юренев - М.: Энергоатом - издат, 1988.- 528 с.

42. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. -М: Энергоиздат, 1982. -360 с.

43. Соколова Ю.В. Результаты опытно-промышленных испытаний газогенератора - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002.- Ч. 2. - 155 с.

44. Федоров. А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987.- 462с

45. Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности. - Ростов-н/Д,2007.- 352 с.

46. Ягфельд А.А. Опытная мини-ТЭЦ на растительной биомассе / В.В.Сергеев // XXVIII-я Неделя науки СПбГТУ: материалы межвуз. науч. конф.: в 2 ч. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000.- Ч. 1. - 220 с.

Примечаний нет.