Утилизация уходящих газов

Таблица №8.1.

Электроприемники  группы Б	Кол. раб/ общ			соsj tgj
насос  Ах–200-150	1	55	0,8	0,8/0,75	44	33
насос К-150-125-250	1	30	0,8	0,8/0,75	24	18
насос К-200-150-315	1	55	0,8	0,8/0,75	44	33

 кВт

 

 квар.

Осветительные нагрузки рассчитываются методом удельной мощности на освещаемую площадь

- расчетная активная осветительная  мощность насосной, кВт

, кВт,

где

- удельная расчетная мощность  на 1 м² насосной (F=54 м²), Вт/м².

- коэффициент спроса освещения. 

По табл. 2.4 [16]:

 Вт/м²

 кВт

- расчетная реактивная осветительная  мощность для насосной, квар.

,квар.

В качестве источника  света в помещении установлены светильники с люминисцентными лампами ЛПП-24-2х36-613 с , .

 квар.

, кВА

 

Pполн=Pp+Pро=112+0,41=112,41кВт

 

Полная реактивная  нагрузка цеха определяется суммированием расчетных реактивных нагрузок силовых и осветительных групп электроприемников

Qполн=Qp+Qpo=84+0,259=84,259 кВА

5. Выбор проводов и жил кабелей.

Сечения проводов, жил кабелей и шин выбираем, учитывая следующие показатели:

1. нагрев длительно допустимым током;
2. нагрев кратковременным током КЗ;
3. падение напряжения от источника до приемника;
4. механическая прочность;
5. экономическая плотность тока.

По условию  нагрева сечение проводов и кабелей  напряжением до 1 кВ выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки , А

- длительно допустимый ток  на провода, кабели и шинопроводы, определяем по табл. 6.1 – 6.6 [16].

- поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, определяем по табл. 6.7 [16].

- поправочный коэффициент на  число работающих кабелей, лежащих рядом в земле, трубах или без труб, определяем по табл. 6.8 [16].

- расчетный ток нагрузки, А.

Для одного двигателя  расчетный ток нагрузки:

, А

Для магистрали, по которой передается энергия для  нескольких потребителей расчетный ток нагрузки:

,А,

где -расчетная мощность группы потребителей, кВА.

Результаты  расчетов сечений (s, мм) жил кабелей и проводов электроприемников насосной сведены в табл. №8.2.

 

Таблица №8.2

Электроприемники  группы Б	Кол. раб/ общ	, кВт	, В			, А			, А	, мм
насос  Ах–200-150	1/1	55	400	0,8	0,82	121	0,96	1	116	120
насос К-150-125-250	1/1	30	400	0,8	0,68	79,6	0,96	1	76,3	50
насос К-200-150-315	1/1	55	400	0,8	0,7	141,7	0,96	1	135,8	120

 

 

Расчет сечения  подающего кабеля от трансформаторной подстанции S, мм:

 А

А

S определяем по табл. 6.1 [8]  S=185мм.

Предусмотрено 1 ввод кабелем  АВВГ  3x185+1x50.

6. Выбор аппаратов управления и защиты.

В качестве автоматов  защиты применяются автоматические выключатели с встроенными тепловыми (для защиты от перегрузок) и электромагнитными (для защиты от токов короткого замыкания) реле.

Выбор автоматов  производится по:

• напряжению установки   , где - напряжение на установке,

- номинальное напряжение автомата.

• по роду тока и его значению , где - расчетный ток установки,

- номинальный ток автомата.

• по коммутационной способности  , где - ток короткого замыкания,  - ток отключения автомата.

1. . Суммарный расчетный ток линии ввода , А:

А

А

,

где - коэффициент для автоматических выключателей с А.

А

На вводной  линии к установке принимаем 3-х  фазный вводной автоматический выключатель  типа ВА 57Ф35 для защиты цепей с активной и частично индуктивной нагрузкой): Iн=250 А, Iоткл=0,4..1 Iн А. Проводка выполнена кабелем АВВГ  3x185+1x50 мм².

2. Линия электропитания насоса Ах-200-150.

Расчетный ток  линии  , А:

А

Максимальный  кратковременный пиковый ток  , А:

,

,

где - коэффициент для автоматических выключателей с А.

А

На линии  к установке принимаем 3-х фазный автоматический выключатель типа А3726ФУЗ для защиты цепей с активной и частично индуктивной нагрузкой): Iн=250 А, Iоткл=0,4....1 Iн А. Проводка выполнена кабелем АВВГ  3x185+1x50 мм². 

Так же на линии  перед двигателем устанавливаем  магнитный пускатель марки ПМ-12-160. Проводка выполнена кабелем АВВГ 3х120+1х50 длинной 9метров

3. Линия электропитания насоса К-150-125

Расчетный ток  линии  , А:

А

Максимальный  кратковременный пиковый ток  , А:

,

,

где - коэффициент для автоматических выключателей с А.

А

На линии  к установке принимаем 3-х фазный автоматический выключатель типа А3792 для защиты цепей с активной и частично индуктивной нагрузкой): Iн=160 А, Iоткл=0,4....1 Iн А. Проводка выполнена кабелем АВВГ  3x185+1x50 мм².

 Так же  на линии перед двигателем  устанавливаем магнитный пускатель марки ПМ-12-100. Проводка выполнена кабелем АВВГ 3х50+1х16 длинной 15 метров

 

4. Линия электропитания насоса К-200-150-315

Расчетный ток линии , А:

А

Максимальный  кратковременный пиковый ток  , А:

,

,

где - коэффициент для автоматических выключателей с А.

А

На линии  к установке принимаем 3-х фазный автоматический выключатель типа А3726ФУЗ для защиты цепей с активной и частично индуктивной нагрузкой): Iн=250 А, Iоткл=0,4....1 Iн А. Проводка выполнена кабелем АВВГ  3x185+1x50 мм².

 Так же  на линии перед двигателем  устанавливаем магнитный пускатель марки ПМ-12-160. Проводка выполнена кабелем АВВГ 3х120+1х50 длинной 7 метров

 

5. Линия электропитания АВР КИПиА принимаем однофазный автоматический выключатель АЕ2026 для защиты цепей с активной и частично индуктивной нагрузкой): А. Проводка выполнена кабелем ПВС 3х1,5.

 

6. Линии электропитания сети освещения.

На линиях к  установке принимаем однофазные автоматические выключатели типа АЕ2046 с характеристикой С (для защиты цепей с активной и частично индуктивной нагрузкой): А. Проводки выполнены соответственно кабелями ВВГ 3х1,5.

 

9. Экономическая часть проекта.

Введение:

Целью дипломного проекта является  определить целесообразность использования теплоты продуктов сгорания уходящих из газовой турбины за счёт утилизационных теплообменников, поставляемых вместе с газотурбинной установкой ГТК-10-4.

Экономичность проекта заключается, в снижении расхода топлива за  счёт использования утилизационных теплообменников для отопления газокомпрессорной станции.  (вместо водогрейной котельной)

Исходные  данные:

Q_i^d =7990 ккал/м³ = 34,47 ·10⁶ Дж/м³- низшая теплота сгорания природного газа,;

V_ух=138,2 м³/с- расход дымовых газов через одну турбину (см. тепловой расчёт утилизационного теплообменника)

Ц_пг=545,78 руб/тыс.м³- цена природного газа без НДС для ГКС «Ужгородская»

∆Pу=100,44 Па – аэродинамическое сопротивление утилизатора, стоящего за газовой турбиной.

За  год экономия топлива в котельной  составит

где Q - тепловая энергия, выработанная утилизаторами за год, Гкал/год (см.таблицу 6.1);

Q_i^d - низшая теплота сгорания природного газа, ккал/м³;

η- эффективный КПД котлов.

 тыс.м³/год

Экономия  топливного газа для котельной в  денежном измерении

Э=Ц_пг·В_эк, руб./год,

где Ц_пг - цена природного газа, руб./тыс. м³.

Э = 545,78·2467 = 1346519 руб./год.

Кроме экономии топлива в котельной, при установке утилизаторов мы имеем перерасход топливного газа на преодоление их сопротивления. Перерасход топлива одной работающей турбиной составит

где V_ух - объемный расход продуктов сгорания через одну турбину (см. тепловой расчёт утилизационного теплообменника) , м³/с ;

∆P_min- аэродинамическое сопротивление рассматриваемого утилизатора турбину (см. тепловой расчёт утилизационного теплообменника) , Па;

Q_i^d, - теплота сгорания природного газа, Дж/м³;

η- эффективный КПД ГТУ.

 

Поскольку на ГКС  «Ужгородская» есть резерв турбин, то желательно включать агрегаты так, чтобы те, за которыми установлены утилизаторы, работали только тогда, когда нужна выработка тепловой энергии, - тогда перерасход топлива на сопротивление утилизаторов за год будет минимальным, равным

 тыс.м³/год

Здесь n _т - количество работающих турбин, шт.;

n_i- время работы турбин, ч/год.

Затраты на перерасход топлива в год составят

 Данные для  расчета берутся из таблицы № 1.

З = Ц_пг·В^год_доп =545,78·138,03 = 75334 руб./год

Таким образом, можно найти полную экономию денежных средств с учётом экономии за счёт использования утилизационных теплообменников и затрат на перерасход топлива в турбине.

∆Э=Э-З=1346519 -75334=1,271 млн. руб./год

Вывод

В данных расчётах следует, что экономически выгодно  использовать утилизационные теплообменники в качестве источника тепла для отопления газокомпрессорной станции «Ужгородская»

В данных расчётах мы не учитывали величину капиталовложений т.к. на ГКС «Ужгородская» за газотурбинными установками уже стоят утилизационные теплообменники. Экономический эффект от использования теплоты продуктов сгорания уходящих из газовой турбины составил 1,271 млн. руб./год.

 

 

10. Заключение.

Проведенный анализ показал, что применение на газокомпрессорной станции «Ужгородская» утилизационных теплообменников в качестве источника тепла, позволяет существенно снизить расходы топлива на отопление станции. В случае отопления станции за счёт утилизационных теплообменников экономия денежных средств составит 1,271 млн. рублей в год. При условии, что станция будет работать постоянно в течении года.