теплоэлектроцентраль газовый турбина
Череповецкий металлургический комбинат включает восемь видов производств: агломерационное, коксохимическое, доменное, сталеплавильное, горячекатаного плоского проката, холоднокатаного проката, сортопрокатное и трубное.
Обеспечением потребностей металлургического комбината в электрической и тепловой энергии, их рациональным использованием, обеспечением надежной и бесперебойной работы энерго- и электрооборудования, занимается Управление главного энергетика (УГЭ).
УГЭ включает в себя следующие цеха: ТЭЦ-ПВС, ТЭЦ-ЭВС-2, ТСЦ, газовый цех, кислородный цех, цех водоснабжения, цех электроснабжения, центр энергосбережения.
На ЧерМК ОАО «Северсталь» имеется дефицит как пара для технологических нужд (в зимний период), так и электроэнергии. Если смотреть в процентном соотношении, то потребность комбината в электроэнергии покрывается от собственных производителей примерно на 65 % (на ТЭЦ-ЭВС-2 приходится 25 %, на ТЭЦ-ПВС 35 %, на теплосиловой цех 3 %, на газовый цех 2 %), остальные 35 % электроэнергии закупаются. Выработка дополнительной мощности всегда целесообразнее, т.к. дополнительные затраты на топливо оказываются меньше стоимости дополнительной покупной электроэнергии. К тому же ремонтные циклы основного оборудования не соответствуют друг-другу (капремонт: котел -3 года, турбина - 4 года). Этим обусловлена необходимость расширения ТЭЦ-ЭВС-2.
Одним из решений этой проблемы может быть установка ПГУ со сбросом газов в топку котла. Одним из плюсов данной установки является то, что в топку котла подаются газы, имеющие повышенную температуру, и следовательно расход теплоты для подогрева топочных газов снижается, это является причиной увеличения КПД всей комбинированной установки.
1. Теоретическая часть
.1 Энергетическое хозяйство ЧерМК ОАО «Северсталь»
Энергохозяйство ЧерМК ОАО «Северсталь» представляет собой сложный энергетический комплекс, в структуру которого входят 9 энергоцехов.
ТЭЦ-ЭВС-2 - теплоэлектроцентраль электровоздуходувная станция № 2 - является структурным подразделением Череповецкого металлургического комбината ОАО «Северсталь» и входит в управления главного энергетика дирекции по производству.
Основными задачами ТЭЦ-ЭВС-2 являются:
выработка электроэнергии для цехов ОАО «Северсталь»;
отпуск тепла с паром для нужд производства;
отпуск тепла с горячей водой для теплофикации ОАО «Северсталь»;
выработка химочищенной воды для технологических нужд;
использование (утилизация) горючих отходов металлургического производства (доменного и коксового газы, промпродукта после переработки угля);
обеспечение дутьем необходимых параметров доменных печей №№5(4).
Установленная электрическая мощность составляет 160 МВт; тепловая: по пару - 370 т/час, по горячей воде - 360 Гкал/час.
Режим работы агрегатов ТЭЦ-ЭВС-2 круглосуточный.
Схема выработки электрической и тепловой энергии комбинированная.
ТЭЦ-ЭВС-2 обеспечивает технологические нужды ОАО «Северсталь» тепло- и электроэнергией и другими ресурсами, позволяет избежать глубоких ограничений в электроэнергии от системы, возможность ввода новых объектов, развитие, реконструкцию и разрешение действующих производств.
ТЭЦ-ПВС - теплоэлектроцентраль паровоздуходувная станция.
Основные задачи цеха:
выработка электроэнергии для производств комбината и собственных нужд;
выработка дутья для доменных печей № 1-4;
использование (утилизация) горючих металлургических газов (доменного и коксового).
Основными задачами ТСЦ (теплосилового цеха) являются: выработка тепловой и электрической энергии; бесперебойное снабжение потребителей промышленным паром, химочищенной, питательной и горячей водой, топочным мазутом; обеспечение экономичной, безаварийной работы оборудования и сетей цеха.
Газовый цех занимается очисткой доменного газа, бесперебойным обеспечением газообразным топливом структурных подразделений комбината, транспортировкой газа и поддержанием его параметров в заданных пределах, выработкой электроэнегрии ГУБТ, выработкой углекислоты. В качестве газообразного топлива на ЧерМК используются доменный, коксовый и природный газы, а также их смеси различной теплотворной способности.
Кислородный цех обеспечивает своевременное производство и занимается обеспечением подразделений комбината и сторонних потребителей сжатым воздухом, продуктами его разделения (кислородом, азотом, аргоном и водородом установленного качества), обеспечивает безаварийную и экономичную работу оборудования и сетей цеха.
Цех водоснабжения обеспечивает бесперебойное водоснабжение свежей технической, оборотной водой, занимается водоотведением в соответствии с требованиями по качеству воды цехов и сторонних организаций, обеспечивает подразделения Общества питьевой водой для удовлетворения бытовых нужд работников структурных подразделений. Также цех обслуживает экологические объекты, исключает попадания загрязненных вод в поверхностные источники города Череповца.
Цех электроснабжения обеспечивает электроснабжение подразделений комбината и сторонних потребителей. Основными задачами цеха являются эксплуатация и ремонт оборудования главных понизительных подстанций, воздушных и кабельных электрических сетей, сетей наружного освещения, испытание защитных средств.
Основными задачами цеха энергосбережения являются:
контроль и наладка тепловых режимов работы топливопотребляющих агрегатов и режимов сжигания топлива;
контроль основных теплотехнических и теплоэнергетических показателей работы основного оборудования;
обеспечение учета количества и контроля качества энергоносителей;
выявление в момент возникновения и ликвидации средствами противопожарной автоматики загораний и пожаров на объектах ОАО «Северсталь» с целью снижения экономического ущерба и потерь;
снижение непроизводительных затрат и потерь при производстве и распределении энергоресурсов, повышение эффективности их использования;
обеспечение мониторинга за воздействием на окружающую среду.
.2 Описание существующей ситуации
ТЭЦ-ЭВС-2 входит в состав объектов теплосилового хозяйства ОАО «Северсталь» и совместно с другими энергоисточниками комбината (ТЭЦ-ПВС и теплосиловым цехом) является источниками пара для технологических нужд, горячего водоснабжения, отопления и вентиляции комбината и г.Череповца. Кроме того, она вместе с другими генерирующими энергоисточниками ОАО «Северсталь» и энергосистемой покрывает потребности комбината в электроэнергии.
На I очереди ТЭЦ-ЭВС-2 установлены:
- два энергетических котла Е-500-13.8-560 ГДП (ТПГЕ-431), производительностью по 500 т/ч каждый с давлением пара - 140 ата и температурой - 560°С;
два турбоагрегата типа ПТ-80-130, электрической мощностью по 80МВт;
два водогрейных котла типа КВГМ-100, производительностью 100 Гкал/ч каждый.
Для энергетических котлов используется доменный и коксовый газы как базовое топливо, в качестве замыкающего - твердое топливо. Природный газ используется по необходимости.
ТЭЦ-ЭВС-2 была спроектирована с учетом её дальнейшего расширения.
Основное оборудование 1-ой очереди расположено в здании, предусматривающем установку 3-го котла и 3-ей паровой турбины.
Установка оборудования 2-ой очереди предусмотрена поэтапно, тремя пусковыми комплексами:
. Паровой энергетический котел Е-500-13.8-560 ГДП (ТПГЕ-431) и его вспомогательное оборудование
. Газотурбиная установка (ГТУ), мощностью 45 МВт, газовая компрессорная.
. Паровая турбина Т-110/120-130.
Первый пусковой комплекс
Паровой энергетический котел Е-500-13.8-560 ГДП (ТПГЕ-431) устанавливается на месте, предусмотренном для него при строительстве здания ТЭЦ-ЭВС-2 в осях 10-12, Г-Д существующего здания. Котел практически такой же как существующие котлы, но работает только на газообразном топливе.
Для обеспечения работы котла устанавливается 3 вентилятора ВДН-26-0,62, дымососы ДН 26х2-0.62. Дымосоcы размещаются в расширяемой части дымососной.
Сброс дымовых газов предусмотрен в существующую дымовую трубу уже на которую работают два существующих котла.
Устанавливается деаэрационная установка котла типа ДП-500, а так же другое вспомогательное котельное оборудование.
В сетевой установке предусматривается установка дополнительных сетевых насосов, деаэратора подпитки теплосети ДА-200.
Второй пусковой комплекс