Введение
Строительство и монтаж современных ТЭС является важной переходным звеном между прошлой эпохой крупной энергетики и временем новых средних маневренных станций, восполнение мощности которых в энгергосистеме не требует крупных резервов, что в современных экономических условиях является затруднительной задачей.
При возведении новых станций необходимо ориентироваться на кратчайшие сроки производства работ при минимальных затратах на живую рабочую силу и всемерном использовании средств механизации. Кроме того, эргономичность расположения, доступ к транспортным путям и водным ресурсам, расширяемость строительных единиц должна сочетаться с приемлемым коэффициентом застройки ТЭС и экологичностью проекта, нашедших отражение в данной курсовой работе.
1. Технические характеристики ТЭС и района ее размещения
Монтируемая ТЭС предназначена для покрытия тепловой и электрической нагрузок. Для этих целей будут использоваться турбоагрегаты типа К300-240 и котлоагрегаты типа ПК 41-1.
Турбоагрегат типа К 300-240 имеет восемь нерегулируемых отборов, предназначенных для подогрева питательной воды(основного конденсата) в четырёх ПНД, деаэраторе и трёх ПВД до температуры (при нормальной нагрузке турбины и питании приводной турбины главного питательного насоса паром из отборов турбины).
В турбине кроме регенеративных отборов допускаются следующие отборы пара без снижения номинальной нагрузки:
· На подогрев воздуха, подаваемого в котлоагрегат в количестве 3% от расхода пара на турбину(максимальный – 30т/ч). Пар отбирается из паропровода возврата пара в турбину после турбопровода (отбор на ПНД - 3).
· На подогреватели сетевой воды для покрытия теплофикационных нужд, в том числе, на основной сетевой подогреватель в количестве 19т/ч. Пар отбирается из паропровода возврата пара после турбопривода и на пиковый подогреватель из паропровода 5-го отбора (на ПНД - 4) в количестве 7т/ч.
· Дополнительные отборы со снижением мощности ниже номинальной из паропроводов следующих отборов:
I – (на ПВД - 3) – 45т/ч;
За ЦВД при мощности 150 МВт и выше – 50т/ч;
IV – (на деаэратор) – 20т/ч;
V – (на ПНД - 4) – 60т/ч;
Из паропровода возврата пара после турбопривода – 40т/ч.
При максимальном расходе пара, включенных всех отборах, кроме системы регенерации, и номинальных параметрах пара, номинальных расходе и температуре охлаждающей воды, может быть получена мощность 314МВт.
При этих же условиях, но отключенных ПВД, развиваемая максимальная мощность составит 345МВт.
Таблица 1.1 – Номинальные значения основных параметров турбины
Мощность, МВт
300
Начальные параметры пара:
давление, МПа
температура, С
23.5
540
Параметры пара после промперегрева:
давление, МПа
температура, С
3.65
540
Максимальный расход свежего пара, т/ч
930
Температура воды, С:
питательной
охлаждающей
275
12
Расход охлаждающей воды, т/ч
36000
Давление пара в конденсаторе, МПа
3.4
теплоэлектростанция строительство монтаж затрата
Таблица 1.2 – Основные характеристики котлоагрегата
Паропроизводительность, т/ч
1000
Начальные параметры пара:
давление, МПа
температура, С
25
545
Параметры пара после промперегрева:
давление, МПа
температура, С
3.9
545
Температура питательной воды, С
240
КПД парогенератора, %
90.5
В данной работе производиться расчёт продолжительности строительства и необходимые материально – технические затраты для ТЭС со следующим составом оборудования:
Таблица 1.3 – Состав оборудования заданной ТЭС
Турбина
Мощность, МВт
Кол-во
Котёл
Производительность, т/ч
Кол-во
К 300-240
300
8
ПК 41-1
1000
8
Первоочередной задачей является строительство первого блока и набор начальной нагрузки с последующей достройкой всей ТЭС(КЭС).
2. Стоимость сооружения ТЭС
2.1 Полные затраты на строительство ТЭС мощностью с составом оборудования согласно заданию
,
где:
- удельные капиталовложения в строительные работы;
- удельные капиталовложения в монтажные работы;
- удельные капиталовложения в оборудование;
- удельные капиталовложения в прочие затраты;
- суммарные удельные капиталовложения в строительство ТЭС;
- коэффициент удорожания производства монтажных работ на 3-ий квартал 2007 года.
Таблица 2.1 – Полные затраты по блокам и ТЭС в целом
Суммарная мощность станции/ блока, МВт
2400
Состав основного оборудования
8*К 300-240; 8*ПК 41-1
Вид топлива
твёрдое
Всего, млрд.руб/кВт
30.087035
Строительные работы, млрд.руб/кВт
12.815259
Монтажные работы, млрд.руб/кВт
4.301315
Оборудование, млод.руб/кВт
12.460511
Прочие, млрд.руб/кВт
0.576465
2.2 Затраты труда на монтаж оборудования
Трудозатраты на основные монтажные работы.
Трудозатраты на монтажные работы при строительстве новой ТЭС определяются по нормам удельных трудозатрат и массе монтируемого оборудования для парогенератора, вспомогательного оборудования, турбины и всех строительных единиц.
2.2.1 Трудозатраты на монтаж котла ПК 41-1
Масса металлической части котлоагрегата:
,
где - удельная масса металла котла по отношению к паропроизводительности, ;
- паропроизводительность котла, ;
Трудозатраты на монтаж котлоагрегата:
,
где - удельные трудозатраты, ;
Трудозатраты на монтаж обмуровки и изоляции котлоагрегата:
Масса металлической части изоляции и обмуровки котлоагрегата, т:
Трудозатраты на монтаж обмуровки и изоляции, чел-сут:
2.2.2 Трудозатраты на монтаж пылегазовоздухопроводов и электрофильтров котлоагрегата
Масса пылегазовоздухопроводов котлоагрегата, т/ч:
Трудозатраты на монтаж пылегазовоздухопроводов котла, чел-сут:
,
где: - удельные трудозатраты на монтаж пылегазовоздуховодов, ;
2.2.3 Трудозатраты на монтаж системы пылеприготовления тягодутьевых устройств
Масса системы приготовления и тягодутьевых устройств, т:
Трудозатраты на монтаж системы приготовления и тягодутьевых устройств:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж системы пылеприготовления и тягодутьевых устройств, ;
2.3 Трудозатраты на монтаж турбоагрегата со вспомогательным оборудованием
Масса турбины со вспомогательным оборудованием:
,
где - удельная масса турбоагрегата, отнесённая к его мощности, ;
- мощность турбоагрегата, ;
Таблица 2.2 - Масса оборудования и комплектации турбины
Наименование
Турбина и конденсатор
Вспомогательное оборудование
Трубопроводы
Доля от общей массы, (%)
54
26
20
Масса, (т)
1134
546
420
2.3.1 Трудозатраты на монтаж турбины с конденсатором
,
где - удельные трудозатраты на монтаж турбины с конденсатором, ;
2.3.2 Трудозатраты на монтаж вспомогательного оборудования
,
где - удельные трудозатраты на монтаж вспомогательного оборудования, ;
2.3.3 Трудозатраты на монтаж турбинных трубопроводов
,
где - удельные трудозатраты на монтаж турбинных трубопроводов, ;
Трудозатраты на монтаж всего турбоагрегата
2.4 Трудозатраты на монтаж стационарных трубопроводов
Масса стационарных трубопроводов:
,
где - масса парогенератора с оборудованием без изоляции.
Трудозатраты на монтаж станционных трубопроводов высокого давления:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж станционных трубопроводов высокого давления, .
Трудозатраты на монтаж станционных трубопроводов низкого давления:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж станционных трубопроводов низкого давления, ;
Суммарные трудозатраты на монтаж станционных трубопроводов, чел-сут:
2.4.1 Трудозатраты на монтаж и строительство главного корпуса
Масса главного корпуса:
Трудозатраты на монтаж технологических конструкций.
Масса технологических конструкций:
Трудозатраты на монтаж технологических конструкций, чел-сут:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж технологических конструкций, ;
Трудозатраты на монтаж грузоподъемных механизмов.
Масса грузоподъемных механизмов:
Трудозатраты на монтаж грузоподъемных механизмов:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж грузоподъёмных механизмов, ;
2.5 Трудозатраты на монтаж оборудования КИП и изоляционных материалов
Трудозатраты на монтаж оборудования КИП.
Масса оборудования КИП:
Трудозатраты на монтаж оборудования КИП:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж оборудования КИП, ;
Трудозатраты на монтаж теплоизоляционных материалов.
Масса теплоизоляционных материалов:
Трудозатраты на монтаж теплоизоляционных материалов:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж теплоизоляционных материалов, ;
2.6 Трудозатраты на монтаж оборудования ХВО и топливоподачи
Трудозатраты на монтаж оборудования ХВО.
Масса оборудования ХВО:
,
где ;
- удельные трудозатраты на монтаж системы ХВО по отношению к её производительности, ;
Трудозатраты на монтаж оборудования ХВО:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж оборудования системы ХВО, ;
Трудозатраты на монтаж оборудования топливоподачи:
Масса оборудования топливоподачи:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж оборудования топливоподачи, ;
Трудозатраты на монтаж оборудования топливоподачи:
,
где - удельные трудозатраты на монтаж оборудования топливоподачи, ;
2.7 Оценка общей массы оборудования первого энергоблока ТЭЦ
Оценка массы оборудования первого энергоблока:
Общая расчетная масса оборудования первого энергоблока:
Погрешность расчета:
Общие трудозатраты на монтаж всего оборудования ТЭС:
3. Расчет продолжительности строительства
Подготовительного периода нет. Строительство всех блоков завершается не позднее 70.5 месяца.
Первым блоком, выбираемым для расчёта по металлоёмкости и др. монтажных параметров, является моноблок, состоящий из одной турбины К 300-240 и прямоточных котлов ПК 41-1. Продолжительность строительства I блока – 9.5 месяцев, последующих блоков – 9 мес.
3.1 Продолжительность монтажных работ для первого блока пректируемой станции
3.2 Графики движения рабочей силы при строительстве ТЭС
Максимальное количество рабочих, участвующее одновременно в монтажно-строительных работах:
Среднее количество рабочих, участвующих одновременно в монтажно-строительных работах:
Минимальное количество рабочих, участвующих одновременно в монтажно-строительных работах:
3.2.1 Графики движения рабочей силы
Графики движения рабочей силы составляются для учёта распределения привлечения рабочего персонала к производству строительно-монтажных работ на возводимом энергоблоке.
Согласно графику, в период завершающих работ над первым блоком, одновременно являющийся временем производства укрупнительно–сборочных работ над вторым блоком (К 300-240 + ПК 41-1) ожидается максимальная плотность рабочей силы на строительно-монтажных площадях ТЭС, соответствующий всего времени, т.е.:
На 45 месяце одновременно в работах будет 813 человек.
На начальном этапе и на 72 месяце одновременно в работах будет участвовать 1114 человек.
4. Организация приемки, хранения и сборки монтажных блоков, определение потребности временных сооружений
На монтируемой ТЭС для производства монтажно-строительных работ необходимо предусмотреть укрупнительно сборочные площадки достаточной площади и оснастить их козловыми кранами нужной грузоподъёмностью.
При разработке площади и размещения укрупнительно-сборочной площадки ориентируемся на сборку и запуск первого блока, как главной очереди, принимая во внимание, что для продолжения строительства последующих двух блоков она должна быть сдвинута и расширена. При расчёте учитывается совмещение строительства первого блока с подготовкой компелктующих и оборудования второго блока к последующему монтажу.
4.1 Расчёт площади открытых складов при строительстве первого блока
,
где:
- масса металла котлоагрегата, оборудования ХВО, КИП, грузоподъёмного оборудования, без учёта станционных и турбинных трубопроводов к строящемуся блоку;
- масса теплоизоляции, станционных труб, обмуровки парогенератора, технологических конструкций, турбинных трубопроводов к строящемуся блоку;
- коэффициент распределения тепломеханического оборудования на открытом складе;
- коэффициент распределения теплоизоляционных комплектующих на открытом складе;
- коэффициент учёта совмещённости монтажа агрегатов;
- среднее удельное распределение массы тепломеханического оборудования по укрупнительно-сборочной площадке;
- среднее удельное распределение массы теплоизоляционных комплектующих на укрупнительно-сборочной площадке;
.
4.2 Расчёт площади местных навесов, необходимой для температурочувствительного оборудования при строительстве первого блока
где ; ;- коэффициент распределения тепломеханического оборудования под местными навесами, в неотапливаемых складах и отапливаемых хранилищах;
;;- коэффициент распределения теплоизоляционных комплектующих под местными навесами, в неотапливаемых складах и отапливаемых хранилищах;
; ; - среднее удельное распределение массы тепломеханического оборудования под местными навесами, в неотапливаемых складах и отапливаемых хранилищах;
- среднее удельное распределение массы теплоизоляционных комплектующих под местными навесами;
4.3 Расчет площади непосредственно укрупнительно-сборочных площадок для подготовки оборудования первого блока
,
где - коэффициент распределения оборудования тепломеханического оборудования на укрупнительно-сборочной площадке;
- среднее удельное распределение массы тепломеханического оборудования по укрупнительно – сборочной площадке;
.
4.4 Суммарная площадь открытых складов, местных навесов и укрупнительно-сборочных площадок
Общая длина открытых площадок:
,
где - ширина обслуживаемой краном марки КС–50– 42м площадки;
- коэффициент использования монтажной площадки с учётом рельсовых и автомобильных дорог;
Таблица 4.1 – Выбор подсобных помещений по табелю временных сооружений
Контора тепломонтажного участка, м
300
Тепломонтажная мастерская с центральной инструментальной, м
576
Материальный склад
400
Бытовые помещения для рабочих
По макс.числу одной смены
Кислородная установка производительноситью
60м/ч
Подземный склад для хранения пропан-бутана
По расчётному расходу газа
Разделочная кислорода с рамкой на 10 баллов
2
Разделочная пропан-бутана с рамкой на 10 баллов
2
Склады для хранения радиационных изотопов
5
Таблица 3.4 – Инвентарно – подвижные помещения
Конторы начальников цехов, шт
4-3
Конторы прорабов и мастеров, шт
-
Инструменты раздаточные, шт
5-4
Материальные склады, шт
5
Помещение для обогрева рабочих, шт
4
Сверочная лаборатория, шт
1
Кабинет ТБ, шт
1
5. Механизация монтажных работ
Согласно техническому проекту, котёл типа ПК 41-1 является подвесным, то в цехе необходим мостовой кран грузоподъёмностью 100 т.
Для ремонтно-эксплуатационных целей требуется 1 лифт со скоростью движения 1 на каждые два котлоагрегата. Со стороны постоянного торца в бункерно–деаэраторном отделении устанавливается лифт для ремонтно-служебных целей грузоподъёмностью 2 , а при проведении изолировочных работ необходимо установить несколько подъёмников (до 500 ) с размещением по месту работ.
5.1 Расчёт количества железнодорожных путей на монтажной площадке ТЭС
Потребное количество ж/д платформ грузоподъёмностью 60 тонн в сутки:
,
где:
- масса монтируемого оборудования;
- масса монтируемой обмуровки;
- масса монтируемой теплоизоляции;
- средняя загрузка платформы оборудованием;
- средняя загрузка платформы обмуровочным грузом;
- средняя загрузка платформы теплоизоляционным материалом;
.
Потребное количество железнодорожных путей:
,
где:
- продолжительность работы каждой платформы за сутки;
- продолжительность смены;
- число смен;
- число одновременно подаваемых платформ;
.
Монтажную площадку энергоблока необходимо оснастить краном СКР-2600 ЭМ и мостовым краном грузоподъёмностью 75 тонн для обслуживания турбоагрегата в машинном зале.
Количество кранов на сборочных и складских площадках:
,
где:
- масса оборудования и материалов с поправочным коэффициентом на неучтённые оборудование, материалы и вторичные перегрузки;
- средний коэффициент монтажной блочности;
- длительность монтажа одного блока;
; - число смен производства сборочных и складских операций;
; - средняя производительность козловых кранов на сборочных и складских операций;
- количество рабочих дней в месяце; - длительность складских операций;
.
6. Расчёт потребления энергоресурсов
6.1 Расход электроэнергии на производство работ по блоку
,
где - удельный расходэлектроэнергии, отнесённый к единице массы монтируемого оборудования и металлоконструкций;
.
6.1.1 Максимальная потребляемая мощность
,
где - общее время потребления электроэнергии за монтажный период для одного энергоблока;
- нормативная продолжительность монтажа энергоблока;
- количество рабочих суток в неделе при пятидневной рабочей неделе;
- продолжиетльность рабочего дня для первой смены;
.
6.1.2 Общая мощность комплексных транспортных подстанций (КТП) для одного блока
,
где - коэффициент нагрузки;
.
6.2 Расчёт потребностей газов
Потребность монтажного процесса в кислороде:
,
.
Потребность монтажного процесса в ацетилене:
,
.
Емкость хранилища пропан-бутана для монтажного процесса:
.
Суточная потребность в сжатом воздухе:
,
где - мощность первого блока.
Как правило, сжатый воздух используется для привода монтажного и технологического оборудования, например, шлифовальных кругов и кузнечных станков.
Количество компрессоров, обеспечивающих суточную потребность в сжатом воздухе:
,
где - коэффициент запаса по производительности для компрессоров при монтаже блоков до 300 МВт;
- производительность компрессоров (из соображений, что один компрессоров должен быть рабочим, один – резервным, а один может оказаться выведенным в ремонт;
Список использованных источников
1. Справочник монтажника тепловых и атомных электростанций: Технология монтажных работ. Под ред. В. П. Банника и Д. Я. Винницкого. М. Энергоатомиздат, 1983 г.
2. Методические указания по выполнению курсового проекта. Вахтель А.К. КГТУ, 1998 г.
3. Организация, планирование и управление строительством ТЭС и АЭС: Учебное пособие для вузов. Сапожников Ф.В. - М.: Энергоиздат, 1982. – 304с., ил.
4. Е.А.Бойко, И.С. Деринг, Т.А. Охорзина – Красноярск, 2006г. 45с. Котельные установки и парогенераторы (выбор и расчёт систем пылеприготовления и горелочных устройств котельных агрегатов).
5. Е.А. Бойко, К.В. Баженов, П.А. Грачёв – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006г. – 152с.
6. Е.А.Бойко, И.С. Деринг, Т.А. Охорзина – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1995г. – 96с. Тепловой расчёт парового котла.