Файл: Курсовой проект по дисциплине Газотурбинные и парогазовые тэс.docx

Скачать файл (0,90Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.04.2024

Просмотров: 23

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Таблица 13 – Энергетические характеристики газа месторождений

Состав газа, % по объему								Теплота сгорания газа		Плотность газа
CO₂	CH₄	C₂H₆	C₃H₈	C₄H₁₀	C₅H₁₂	N₂
0,8	89,3	2,5	1,5	0,7	0,5	4,7	34100		0,729

Концентрация оксидов азота в дымовых газах [1]:

9.2. Выбросы оксида азота

Теоретический объем воздуха при стехиометрическом сжигании одного килограмма топлива

Теоретический объем азота при стехиометрическом сжигании одного килограмма топлива

Теоретические объемы чистых продуктов сгорания:

Объем дымовых газов при стехиометрическом сжигании одного килограмма топлива:

Объем водяных паров при стехиометрическом сжигании одного килограмма топлива:

Объем дымовых газов при сжигании 1

газа с избытком воздуха

где

коэффициент избытка воздуха.

Массовая концентрация:

Массовый выброс оксидов азота с выхлопными газами ГТУ:

Рассчитаем удельное значение массового выброса на единицу мощности ПГУ:

где:

– электрическая мощность парогазовой установки.

Для сравнения показателей выбросов приведем расчет конденсационного энергоблока с паровой турбиной К-500-240 [8]

Электрическая мощность:

КПД по выработке ЭЭ:

Низшая теплота сгорания топлива:

Массовая концентрация оксидов азота:

Плотность дымовых газов:

Объём дымовых газов:

где

Расход топлива:

Массовый выброс оксидов азота с уходящими газами парового котла:

Рассчитаем удельное значение массового выброса на единицу мощности ПТУ:

По результатам расчетов можно сделать вывод что показатели парогазовой установки в 2,83 раза ниже, чем показатели паротурбинной установки, работающей на том же топливе.
9.3. Выбросы углерода

В соответствии с РД 34.02.305-98 [9]. Расчет концентрации углерода в дымовых газах выполняется по данным инструментальных замеров, в связи с этим для приблизительно оценки выбросов воспользуемся справочными данными, представленными на рисунке 1

Рисунок 5 – Удельные выбросы СО₂от энергоустановок в зависимости от КПД. 1 – Бурый уголь, 2 – Каменный уголь, 3 – угол и газ (30/70),
4 – Сернистый мазут, 5 – Улучшенный мазу 6 – Природный газ,
А – ПГУ с газификацией угля, Б – Комбинированные установке на природном газе и угле, В – пылеугольная ТЭС, Г – газотурбинная установка, Д – Парогазовая установка.

На основании анализа данных рисунка 1 можно увидеть что благодаря увеличению КПД теплоэнергетических установок можно обеспечить степень снижения эмиссии CO₂на 25-30 % для любых топлив, а переход с углеродных на углеводородные позволяет рассчитывать на снижении эмиссии для установок работающих с одинаковых КПД приблизительно в 1,5 раза.

9.4. Расчет тепловых выбросов

Выбросы тепла в окружающую среду с уходящими газами:

где

– расход газов на выходе из ГТ;

– энтальпия уходящих газов;

– энтальпия наружного воздуха.

Теплота, отведенная в конденсаторе ПТУ:

где

– расход пара в конденсатор,

– энтальпия пара на выходе из ПТ,

– энтальпия воды на выходе из конденсатора.

Суммарное значение выбросов теплоты от ПГУ в окружающую среду:

Рассчитаем количество тепловых выбросов для паросиловой установки с такой же мощностью

Как видно из расчетов при одинаковых значениях мощности, тепловые выбросы ПТУ значительно превышают тепловые выбросы ПГУ.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы был выполнен расчёт парогазовой установки (ПГУ) на базе газотурбинной установки, электрическая мощность которой составляет 700 МВт. Получены следующие результаты:

- Выполнен расчёт тепловой схемы простой ГТУ, в результате которого определены параметры и расход рабочего тела на выходе из ГТУ. Расход рабочего тела составил

температура уходящих газов на выходе из ГТУ

Электрический КПД ГТУ без охлаждения составил

- Выполнен приближенный расчёт элементов ГТУ. Расчёт данных направлен на ознакомление с методикой расчётов и не влияет на выполнение следующих этапов.

- Расчёт тепловой схемы с двухконтурным горизонтальным КУ. В данном разделе получены тепловые нагрузки основных поверхностей нагрева с целью дальнейшего выполнения конструкторских расчётов. Также, были определены параметры теплоносителя в контуре низкого и высокого давлений. На основании параметров теплоносителя выполнен расчёт паротурбинной установки с сепаратором.

- Расчёт технико-экономических показателей ПГУ. В результате расчёта, получены следующие результаты:

Электрическая мощность парогазовой установки:
Электрический КПД ПГУ: .

- Конструкторский расчет КУ. По итогу данного раздела были получены основные характеристики теплообменных поверхностей КУ и составлен конструкторский чертеж.

- Экологический расчет. В данном разделе был проведен обзор литературы для изучения основных методик расчета экологических показателей ПГУ и сравнения их с показателями работы ПТУ. Полученные данные показали наглядную эффективность ПГУ по сравнению с ПТУ.

Список использованных источников

1. Паровые и газовые турбины для электростанций [Электронный ресурс]: учебник для вузов / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний ; под ред. А.Г. Костюка. — М.: Издательский дом МЭИ, 2016. — Загл. с тит. экрана.

2. Парогазовые установки электростанций: учебное пособие для вузов / А.Д. Трухний. — М.: Издательский дом МЭИ, 2013. – 648 с.: ил.

3. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / Под ред. С.В. Цанева – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 584 с., ил.

4. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник/Под общ.ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608с.: ил. – (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3).

5. Сталь марки 12Х1МФ // Дата обновления 01.12.2020. URL: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stj/12X1MF (Дата обращения 01.12.2020.)

6. Сталь марки 20 // Дата обновления 01.12.2020. URL: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/20 (Дата обращения 01.12.2020.)

7. Тепловой расчёт котлов (Нормативный метод). – издание 3-е, перераб. и дополн. – С.-Пб.:НПО ЦКТИ, 1998. – 256 с.

8. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций: Учеб. пособие / А.И. Абрамов, Д.П. Елизаров, А.Н. Ремезов и др.; Под ред. А.С. Седлова. - М.: Издательство мэи, 2001. -378 с., ил

9. РД 34.02.305-98 «Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС».

Приложение 1

Таблица 1 – Энтальпия уходящих газов при ризных температурах


0	273	-25,12	-26,25	-25,56
15	288	-10,05	-10,54	-10,24
25	298	0,00	0,00	0,00
50	323	25,12	26,60	25,70
100	373	75,49	80,66	77,50
150	423	126,12	135,67	129,84
200	473	177,11	191,44	182,69
250	523	228,56	247,89	236,09
300	573	280,52	304,98	290,05
350	623	333,03	362,73	344,60
400	673	386,13	421,18	399,79
450	723	439,83	480,37	455,63
500	773	494,13	540,36	512,15
550	823	549,02	601,16	569,34
600	873	604,48	662,81	627,21
650	923	660,49	725,30	685,75
700	973	717,04	788,60	744,93
750	1023	774,07	852,66	804,70
800	1073	831,58	917,41	865,03