1 анализ топливной составляющей энергетического комплекса - страница 5

^

7 ОСНОВНЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛАЗМЕННОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ГОРЕНИЯ УГЛЯ. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ



7.1 ПОКАЗАТЕЛИ СЖИГАНИЯ ГАЗОВОГО УГЛЯ
Для определения расходных характеристик берем за основу показатели нормативного расхода топлива (приведенные к тонне условного топлива через калорийность) и времени на пуск блока 210 МВт Кураховской ТЭС из различных тепловых состояний.
В расчете принимаем (все ниже приведенные данные показаны на март 2000 г.):
– время пуска из холодного состояния до включения в сеть до 210 МВт - 9 часов 15 мин.;
– время пуска из неостывшего состояния до набора мощности 210 МВт - 4 часа 23 минуты;
– расход мазута на одну растопку из холодного состояния- 88,1 т.у.т;
– расход мазута на одну растопку из неостывшего состояния - 60,7 т у.т;
– количество растопок из холодного состояния, в году - 12;
– количество растопок из неостывшего состояния, в году - 40;
– мощность электродвигателя мельничного вентилятора для растопки - 400 кВт;
– мощность электродвигателя для размола угля для растопки - 38 кВт;
– дополнительный расход угля на одну горелку для растопки - 2,4 т у.т./ч;
– калорийность угля – 5 000 ккал/кг;
– калорийность мазута – 8 551 ккал/кг;
– максимальное количество плазмотронов для растопки - 4 шт.;
– максимальная мощность плазмотрона для растопки - 150 кВт;
– количество плазмотронов для стабилизации горения - 2 шт.;
– мощность плазмотрона для стабилизации горения - 200 кВт;
– расход мазута на одну форсунку для стабилизации горения- 1,84 т у.т/ч;
– количество мазутных форсунок для стабилизации горения угля в режиме разгрузки блока в ночное время до 140 МВт- 4 шт.;
– стоимость 1 т у.т мазута – 94 $;
– стоимость 1 т у.т угля - 25 $;
– стоимость 1 кВт·ч электроэнергии для собственных нужд – 0,03 $.
– среднее количество рабочих часов, в год - 6 000.
– доля рабочего времени, когда плазмотроны работают в режиме стабилизации в ночное время - 0,33
7.1.1 Расчет экономической эффективности плазменного розжига, стабилизации и улучшения горения угля марки Г и Д
7.1.1.1 Розжиг из холодного состояния
Поскольку расход электроэнергии на мельничный вентилятор, размол угля и прочее для розжига мазутом и плазмотронами один и тот же, то эти показатели в дальнейших расчетах не учитываются. Считаем только затраты на дополнительный уголь, розжигаемый плазматронами вместо сгоравшего по базовому варианту мазута, а также затраты на электроэнергию для работы плазмотронов.
Затраты на один розжиг мазутом
94 $/т у.т. х 88,1 т у.т. ≈ 8 300 $
Затраты на плазменный розжиг
(25 $/т у.т. х 2,4 т у.т./ч х 4 х 9,25 ч) + (0,03 $/кВт·ч х 150 кВт х 4 х 9,25 ч) ≈ 2 400 $
Годовая экономическая эффективность составляет
(8 300 $ – 2 400 $) х 12 ≈ 70 800 $
7.1.1.2 Розжиг из неостывшего состояния
Затраты на один розжиг мазутом
94 $/т у.т. х 60,7 т у.т. ≈ 5 700 $
Затраты на плазменный розжиг
(25 $/т у.т х 2,4 т.у.т. х 4 х 4,38 ч) + (0,03 $/кВт·ч х 150 кВ х 4 х 4,38 ч) » 1 130 $
Годовая экономическая эффективность составляет
(5 700 $ – 1 130 $) х 40 » 182 800 $
7.1.1.3 Плазменная стабилизация
Годовые затраты на стабилизацию горения угля мазутом
94 $/т у.т. х 1,84 т у.т./ч х 4 шт. х 0,33 х 6 000 ч » 1 369 840 $
Затраты на плазменную стабилизацию
(0,03 $/кВт·ч х 200 кВт х 4 шт. х 6 000 ч) » 144 000 $
Годовая экономическая эффективность составляет
1 369 840 $– 144 000 $ » 1 225 800 $
7.1.1.4 Плазменно-энергетическая технология
Принимаем часовой расход угля на котел 110 т у.т., тогда при единичной мощности одного плазмотрона 400 кВт и таких четырех работающих в котле плазмотронах, удельное снижение расхода угля составит 10 %, т.е. часовая экономия угля составит 1 т у.т. При 7 200 рабочих часов в году, годовая экономия угля составит
12 т у.т./ч х 7 200 ч = 86 400 т у.т.
При цене угля 25 $/т у.т. годовая экономия составит
25 $/т у.т х 86 400 т у.т. » 2 160 000 $
Затраты на электроэнергию при плазменной технологии составят
(0,03 $/кВт·ч х 4 х 400 кВт) х 7200  ч » 345 000 $
Годовая экономическая эффективность составит
2 160 000 $ – 345 000 $ »1 815 000 $
7.1.1.5 Общая годовая экономическая эффективность без учёта затрат на зарплату за обслуживание оборудования и затрат на изнашиваемые детали составит
70 800 $ + 182 800 $ + 1 225 800 $ + 1 815 000 $ = 3 294 400 $
7.1.1.6. Затраты на изнашиваемые детали
Ресурс непрерывной работы катода - 100 часов.
Ресурс анодного блока - 400 часов.
Ресурс нейтродов - 500 часов.
Ресурс завихрителя - 100 часов.
Стоимость катода – 180 $, стоимость анодного блока – 290 $,
стоимость нейтрона (в плазмотроне размещаются два нейтрода) – 650 $, стоимость завихрителя (в плазмотроне размещаются пять завихрителей) – 28 $.
Годовые суммарные затраты на изнашиваемые детали
(180 $ х 6 000 ч / 100 ч х 4 шт.) + (290 $ х 6 000 ч / 400 ч х 4 шт.) + (650 $ х 2 шт. х 6 000 ч / 500 ч х 4 шт.) + (28 $ х 5шт. х 6 000 ч / 100 ч х 4 шт.) » 156 600 $

Годовая экономическая эффективность с учетом затрат на изнашиваемые детали на один блок Кураховской ТЭС составит


3 294 400 $ - 156 600 $ » 3 138 400 $


^ 7.2 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛАЗМЕННОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ГОРЕНИЯ УГЛЯ МАРКИ АШ
Ниже приведены показатели сжигания антрацитового штыба при плазменной стабилизации горения на примере Приднепровской ТЭС. В расчете учитываются параметры установки только для стабилизации горения угля в режиме непрерывной подсветки. Дополнительный экономический эффект, возникающий при запуске котла из холодного состояния (хотя работа установки обеспечивает такой режим), условно не учитываем.
Приднепровская ТЭС в 1998 г. генерировала 4 354 млн. кВт×ч электроэнергии, потребив при этом 1 601,884 тыс. т угля АШ (теплотворность 5 000 ккал/кг), 46,779 тыс. т мазута (теплотворность 9 129 ккал/кг), природного газа 407 995 тыс. м3 (теплотворность приведенная 7 998 ккал/кг). Доля мазута, пересчитанная на условное топливо, составляет 3,97 %, а газа – 21,55 % соответственно. Осуществлялась либо комбинированная газо-мазутная подсветка, либо только мазутная.
Для усредненного расчета часового потребления различных видов топлива одним “условным” котлом ТП-90 на Приднепровской ТЭС, определим количество “условных” котлов, генерировавших в течение года электроэнергию.
4 354 × 106 кВт×ч / 6 000 ч / 150 × 103 кВт = 4,84 шт.,
где 6 000 ч - среднее количество рабочих часов в году,
150 × 103 кВт - единичная мощность котла.
Среднее часовое потребление топлива котлом составит:
угля: 1 601,884× 103 / 6 000 ч / 4,84 шт. = 55,16 т/ч;
мазута: 46,777× 103 / 6 000 ч / 4,84 шт. = 1,61 т/ч;
природного газа: 407 995 × 103 / 6 000 ч / 4,84 шт. = 14 050 м3/ч
Далее в расчет закладываем фактические затраты, сложившиеся на станции в первом квартале 1999 г. Принимаем стоимость энергозатрат по ценам России на 2004г.
Стоимость материально-технических и энергетических ресурсов указана без НДС, и весь дальнейший расчет произведен без учета НДС.
Полученные расчетные значения принимаем в качестве исходных данных, которые используем в расчете экономической эффективности и приводим ниже.
Расход угля на условном котле 150 МВт
Расход мазута на стабилизацию горения угля в котле
Расход газа на стабилизацию горения угля
Калорийность угля
Калорийность мазута
Калорийность природного газа
Число работающих плазмотронов
Мощность плазмотрона
Стоимость угля
Стоимость природного газа
Стоимость мазута
Стоимость электроэнергии для собственных нужд
Ресурс непрерывной работы катода
Ресурс анодного блока
Ресурс МЭВ
Ресурс завихрителя
Стоимость катода
Стоимость анодного блока
Стоимость комплекта из двух нейтродов
Стоимость комплекта из пяти завихрителей
55,16 т/ч
1,61 т/ч
14 050 м3/ч
5 000 ккал/кг
9 129 ккал/кг
7 998 ккал/кг
4 шт.
600 кВт
18 $ за тонну
0,02 $ за 1м3
115 $ за тонну
0,03 $ за кВт×ч
100 ч
400 ч
500 ч
100 ч
180 $
290 $
1300 $
140 $
Исходя из приведенных данных, для стабилизации горения угля АШ на блоке 150 МВт для расчета экономической эффективности необходимы две плазменные установки по 4 работающих плазмотрона и 4 в горячем резерве.
7.2.1 Расчет экономической эффективности плазменной стабилизации на одном блоке ТП-90 мощностью 150 МВт, работающем на угле АШ
1) Затраты на стабилизацию горения угля по существующей технологии
а) Годовые затраты на мазутную стабилизацию горения угля
115 $/т х 1,61 т/ч х 6 000 ч » 1 110 900 $
б) Годовые затраты на газовую стабилизацию горения угля
0,02 $/м3 х 14 050 м3/ч х 6 000 ч » 1 686 000 $
в) Итого затраты на стабилизацию горения угля по существующей технологии
1 110 900 $ + 1 686 000 $ = 2 796 900 $
2) Затраты на плазменную стабилизацию
а) Расходы на электроэнергию
0,03 $/кВт×ч х 600 кВт х 4 шт. х 6 000 ч » 432 000 $
б) Расходы на возмещение тепловыделения мазута и природного газа дополнительным углем с целью сохранения тепловой мощности блока
по мазуту – 18 $/т х (1,61 т/ч х 1,82) х 6000 ч = 316 460 $
где 1,82 – коэффициент отношения теплотворной способности мазута к
теплотворной способности угля;
по природному газу – 18 $/т х (14 050 м3/ч х 0,71×10- 3 т/м3 х 1,6) х 6000 ч = 1 723 760 $
где 1,6 – коэффициент отношения теплотворной способности метана
к теплотворной способности угля;
0,71×10-3 т/м3 – плотность метана.
Итого расходы на возмещение тепловыделения при плазменной стабилизации горения угля
316 460 $ + 1 723 760 = 2 040 220 $
в) Расходы на изнашиваемые детали плазмотронов
катоды: (6 000 ч / 100 ч) х 180 $ х 4 шт. » 43 200 $
аноды: (6 000 ч / 400 ч) х 290 $ х 4 шт. » 17 400 $
МЭВ: (6 000 ч / 500 ч) х 1300 $ х 4 шт. » 62 400 $
завихрители: (6 000 ч / 100 ч) х 140 х 4 шт. » 33 600 $
всего на изнашиваемые детали: » 156 600 $
г) Итого затраты на плазменную стабилизацию и возмещение тепловыделения мазута и природного газа:
2 040 220 $ + 156 600 $ » 2 196 800 $
3) Годовая экономическая эффективность от замещения газо-мазутной стабилизацию на плазменную, составит:
2 796 900 $ – 2 196 800 $ = 600 100 $
4) При плазменно-энергетической технологии мощность плазмотронов на одну полутопку увеличивается до 1 600 кВт, на котел до 3 200 кВт, при этом расход угля сокращается на 10 %.Суммарный эквивалентный часовой расход угля составляет 75 т.
Годовые затраты на плазменную технологию составят
0,03 $/кВт·ч х 3 200 кВт х 6 000час » 576 000 $
5) Экономическая эффективность от снижения расхода угля на 20 % составит
18 $/т х 75 т х 0,1 х 7200 ч » 972 000 $

^ Итоговая годовая экономическая эффективность составит


600 100 $ + 972 000 $ - 576 000 $ = 996 100 $

8 ВЫВОДЫ


8.1 ООО НПП «ТЕХПЛАЗ» и ООО ИНПП «КОЛОРИТ» в содружестве разработали плазменную технологию и плазменное оборудование, использование которых на тепловых электростанциях позволит получить высокую прибыль.
8.2 Количество вредных выбросов при плазменной стабилизации горения угля сокращается на 18…20 %, а средняя температура в объёме топки котла повышается на 100…200 °С, при этом расход угля снижается на 10 %.
8.3 Плазменная технология стабилизации горения угля позволяет экономить мазутно-газовую составляющую топлива и получить прибыль на одном блоке при сжигании газового угля в размере $3 138 400. При стоимости комплекта оборудования, включая монтаж и пуско-наладку, $2 000 000 ,срок окупаемости составит менее 1 года. млн. $. Срок окупаемости одной плазменной установки на котлах, сжигающих газовый уголь, не превышает 1 года.
^

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



  1. Электрические станции. № 11, 1996 г.

Карпенко Е.И., Буянтуев С.Л., Цыдыпов Д.Б. "Оценка эффективности электродуговой плазмы при предварительной подготовке углей к сжиганию", с.7.

  1. Плазмотехнология - 97. Сборник научных трудов. - Запорожье, 1997 г. Л.В.Ляшенко, С.А.Юхимчук, С.А.Кузьменко "Результаты испытаний плазменного блока для стабилизации горения пылеугольного факела в промышленных условиях", с.188

  2. Хитрин Л.И. Физика горения и взрыва. – М.:МГУ, 1957.

  3. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочных устройств. – М.: Энергия, 1976.

  4. Хзмалян Д.М. Теория топочных устройств. – М.: Энергия, 1984.

  5. Исследование протекания процесса горения пылеугольных частиц Хзмалян Д.М., Виленский Т.В. – сборник статей “Горение природного топлива” М.:Энергия, 1980.

  6. http://kinetics.nist.gov

  7. Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Atmospheric Studies. - Evaluation Number 14.

  8. Бабий В.И., Куваев Ю. Ф. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела. – М. 1986.

  9. Пеккер Я.Л. Теплотехнический расчет по приведенным характеристикам топлива.

– М. 1977.

  1. Блох А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов. – Л. 1984.

  2. под ред. Кузнецова Н.В. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). – М. 1973.

  3. Виленский Т.В., Хзмалян Д.М. Динамика горения пылевидного топлива. – М. 1978.

  4. Лисенко В.Г. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах. –Киев. 1984

  5. Вулис Л.А., Кашкаров В.П. Теория струй вязкой жидкости. - М.: Наука, 1965 - 280 с.

  6. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1973. - 847 с.

  7. Турбулентные течения газовзвеси. / Шрайбер А.А., Гавин Л.Б., и др. - Киев: Наук. думка, 1987 - 240 с.

  8. Абрамович Г.Н. О влиянии примеси твердых частиц или капель на структуру турбулентной газовой струи // Докл. АН СССР. - 1970.- 190, № 5 - С.1052-1055.

  9. Хитрин Л.И. Физика горения и взрыва. - М.: МГУ, 1957. - 437 с.

  10. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. - М.: Энергия, 1976.



2-3-srednee-kvadraticheskoe-otklonenie-ili-standartnoe-otklonenie-razbros.html
2-3-suprun-sv-proizvodstvo-sledovatelem-neotlozhnih-sledstvennih-dejstvij-rossijskij-sledovatel-2010-3-sps-konsultantplyus.html
2-3-uchet-eksportnih-operacij-valyutnie-operacii-ih-uchet.html
2-3-uchet-rashodov-na-remont-rekonstrukciyu-i-modernizaciyu-32-stranica-9.html
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат