Проектирование теплоэлектроцентрали

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) – это вид электростанций, предназначенных для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. В отличие от конденсационных электростанций (КЭС) на ТЭЦ тепло «отработавшего» в турбинах пара используется для нужд промышленного производства, а также для отопления, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным энергоснабжением, т.е. выработкой электроэнергии на КЭС и получением тепла от местных котельных. Поэтому ТЭЦ получили широкое распространение в районах с большим потреблением тепла и электроэнергии. В целом на ТЭЦ производится около 25% всей вырабатываемой в стране электроэнергии.

ТЭЦ строятся как правило вблизи центров электрических нагрузок. Часть мощности при этом может выдаваться в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создается генераторное распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдается в энергосистему на повышенном напряжении (как и в КЭС).

Существенной особенностью ТЭЦ является повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью станции, что предопределяет больший относительный расход электроэнергии на собственные нужды, чем на КЭС.

Также размещение ТЭЦ преимущественно вблизи крупных промышленных центров повышает требования к охране окружающей среды. Так, для уменьшения выбросов ТЭЦ целесообразно использовать в первую очередь газообразное или жидкое топливо, а также высококачественные угли.

1. Выбор и обоснование главной схемы электрических соединений и схемыэлектроснабжения потребителей собственных нужд

По справочнику Неклепаева определяем тип турбогенераторов:

ТГ ТВФ – 63 – 2УЗ                          ТГ ТВФ – 110 – 2ЕУЗ

Sполн = 78.75 МВА                         Sполн = 137.5 МВА

Sакт. = 63 МВт                                 Sакт. = 110МВт

Uном = 10.5 кВ                                Uном = 10.5 кВ

Cosц = 0.8                                        Сosц = 0.8

Xd^ґґ= 0.1361                                     Xd^ґґ= 0.189

Цена 268 тыс. руб.                           Цена 350 тыс. руб.

В зависимости от количества подключенных турбогенераторов к ОРУ представляю два варианта главной схемы электрических соединений станции.

Выбор числа и мощности трансформаторов.

Расход мощности на собственные нужды для станции на газомазутном топливе равен 5–7%. Принимаем Pсн = 6 МВА.

P=·63=3.78 МВт

Рассчитаем мощность трансформаторов связи для двух вариантов предложенных схем:

Для схемы №1:

Sрасч1=(3· (Pг─Pсн)─Pмин)/0.8=(3·(63─3.78)─70)/0.8=134.6 МВА─режим мин. нагр.

Sрасч2=(3· (Pг─Pсн)─Pмакс)/0.8= (3· (63─3.78) 1─90)/0.8=132 МВА─режим макс. нагр.

Sрасч3=(2· (Pг─Pсн)─Pмакс)/0.8= (2· (63─3.78) /0.8=35.6 МВА ─ аварийный режим

Sном > 0.7 Sрасч.1 = 0.7·13.46 = 94.22 МВА

Для схемы №2:

Sрасч1=(2· (Pг─Pсн)─Pмин)/0.8= (2· (63─3.78)─70)/0.8=60.6 МВА ─режим мин. нагр.

Sрасч2=(2· (Pг─Pсн)─Pмакс)/0.8= (2· (63─3.78) 1─90)/0.8=35.6 МВА─режим макс. нагр

Sрасч3=(1· (Pг─Pсн)─Pмакс)/0.8= (1· (63─3.78) /0.8=38.5 ─ аварийный режим

Sном > 0.7 Sрасч.1 = 0.7·60.6 = 42.4 МВА

По справочнику выбираем трансформаторы связи:

ТДЦ-125000/220

Sном=125000 кВА

Uвн=242 кВ

Uнн=10.5 кВ

Pхх=120 кВт

Pк=380 кВт

Uк=11%

Iх=0.55%

Цена 186 тыс. руб.

ТД-80000/220

Sном=80000 кВА

Uвн=242 кВ

Uнн=10.5 кВ

Pхх=79 кВт

Pк=315 кВт

Uк=11%

Iх=0.45%

Цена 186 тыс. руб.

Рассчитаем мощность блочных трансформаторов для двух вариантов предложенных схем:

S===74 МВА.

S===129 МВА.

По справочнику выбираем блочные трансформаторы:

ТД-80000/220

Sном=80000 кВА

Uвн=242 кВ

Uнн=10.5 кВ

Pхх=79 кВт

Pк=315 кВт

Uк=11%

Iх=0.45%

Цена 186 тыс. руб.

ТРДЦН-160000/220

Sном=160000 кВА

Uвн=230 кВ

Uнн=11 кВ

Pхх=155 кВт

Pк=500 кВт

Uк=22%

Iх=0.6%

Цена 269 тыс. руб.

Расчёт экономической целесообразности вариантов схемы.

Экономическую целесообразность схемы определяют минимальными приведёнными затратами:

З = р_нК+И+У

где К ─ капиталовложения на сооружение электроустановки, тыс. руб.

р_н ─ нормативный коэффициент экономической эффективности, р_н=0.15

И ─ годовые эксплуатационные издержки, тыс. руб./год

У ─ ущерб от недоотпуска электроэнергии, тыс. руб./год

Технико-экономическое сравнение