Повышение энергоэффективности системы электроснабжения собственных нужд Кемеровской ТЭЦ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КРУПНОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СН КЕМЕРОВСКОЙ ТЭЦ И СОВРЕМЕННЫХ РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРИВОДА 9
1.1. Анализ режимов работы крупного насосного оборудования СН Кемеровской ТЭЦ 9
1.2. Анализ современных решений в области частотно-регулируемого привода 17
Выводы к разделу 1 20
2 ПРОВЕРКА СООТВЕТСТВИЯ НОМИНАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ ФАКТИЧЕСКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЗАМЕНА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ 22
2.1 Проверка соответствия номинальной производительности циркуляционных насосов фактической производительности 22
2.2 Замена высоковольтных электродвигателей циркуляционных насосов 25
Выводы к разделу 2 27
3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЧАСТОТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ КЕМТЭЦ 28
3.1 Расчет параметров высоковольтного асинхронного электродвигателя циркуляционного насоса 28
3.2 Расчет ключей и выбор преобразователя частоты 34
3.3 Расчет потерь в инверторе 35
3.4 Тепловой расчет параметров охладителя инвертора 38
3.5 Расчет и выбор диодов выпрямителя 39
3.6 Тепловой расчет параметров охладителя выпрямителя 41
3.7 Расчет и выбор охладителя 42
3.8 Расчет фильтра 45

3.9 Расчет снаббера 47
Выводы к разделу 3 49
4 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРИВОДА НА УСТАНАВОИВАЕМЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ 50
Выводы к разделу 4 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 59

Весь текст будет доступен после покупки

Кемеровская ТЭЦ (КемТЭЦ) – предприятие энергетики города Кемерово входит в АО «Кемеровская генерация». Один из крупных производителей электроэнергии (ЭЭ) и теплоэнергии (ТЭ) в Кемеровской области. Электрическая мощность ТЭЦ составляет 80 МВт, тепловая мощность – 749 Гкал/час. Годовая выработка электроэнергии составляет 218 млн. кВт·ч, годовой отпуск тепловой энергии – тыс. Гкал/ч. В структуру КемТЭЦ входят: топливно-транспортный цех, котельный цех, турбинный цех, электрический цех, цех тепловой автоматики и измерений, химический цех, цех централизованного ремонта, ремонтно-строительный цех.
КемТЭЦ обеспечивает энергоснабжение, отопление и горячее водоснабжение Кировского и части Рудничного районов города Кемерово.
Кемеровская ТЭЦ имеет 4 паровых турбины, 8 котлов утилизаторов. Для выдачи электрической мощности КемТЭЦ имеет два распределительных устройства (РУ): 35 кВ и 110 кВ. По линиям 110 кВ имеется связь с Единой энергосистемой России. Для обеспечения электроэнергией собственных нужд на ТЭЦ имеются распределительные устройства собственных нужд 6 кВ (РУСН 6 кВ), запитанные от трансформаторов собственных нужд 110/6 кВ (ТСН 110/6 кВ) которые в свою очередь запитаны от отпаек турбогенераторов.
Собственные нужды (СН) электростанции – это один из важнейших аспектов любой электростанции, особенно ТЭЦ. Оборудованию СН необходимо уделять особое внимание, так как от его работы оборудования СН зависит работа всей электростанции.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КРУПНОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СН КЕМЕРОВСКОЙ ТЭЦ И СОВРЕМЕННЫХ РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРИВОДА

1.1. Анализ режимов работы крупного насосного оборудования СН Кемеровской ТЭЦ

Как было сказано выше, крупнейшими потребителями электроэнер-гии на любой ТЭЦ являются высоковольтные асинхронные электродвига-тели крупных насосов. На Кемеровской ТЭЦ к такому оборудованию от-носят:
? питательные насосы;
? циркуляционные насосы;
? сетевые насосы;
? дымососы;
? дутьевые вентиляторы;
Известным фактом является то, что для ТЭЦ, в отличии от других типов электростанций преимущественным является тепловой график нагрузки [2]. Следствием этого выступает очень сильное различие в загрузке генерирующего оборудования ТЭЦ в летний и зимний сезоны.
Это в свою очередь влияет на режимы работы насосного оборудования ТЭЦ, участвующего в главном технологическом процессе. Главной особенностью режима работы насосного оборудования ТЭЦ является зависимость производительности от сезона года. В зимнее время года потребителям тепловой энергии необходимо получать отопление и горячее водоснабжение.

Соответственно, для покрытия нужд потребителей задействуется большее количество турбинного и котельного оборудования, чем в летнее время, и вместе с этим растет производительность насосного оборудования участвующего в главном технологическом процессе. В летнее же время работает наименьшее количество турбинного и котельного оборудования, так как в этот период потребителям необходимо получать лишь горячее водоснабжение. В связи с этим, насосное оборудование, участвующее в главном технологическом процессе, в летнее время имеет куда более низкую производительность относительно зимнего времени года. На рис. 2 показан тепловой график КемТЭЦ за 2023 год.

Рис. 2 – Тепловой график КемТЭЦ на 2023 год

Как раз эту особенность работы оборудования ТЭЦ можно использовать для повышения энергоэффективности путем внедрения частотно-регулируемого электропривода (ЧРП). Предпосылки заключаются в том, что для изменения производительности насосного оборудования в соответствии с сезонной тепловой и электрической нагрузкой за счет дросселирования, электрическая мощность, которая потребляется электродвигателями насосов, останется на номинальном уровне [2]. С внедрением ЧРП появляется возможность изменять производительность насосов без применения технологии дросселирования, изменением скорости вращения ротора электродвигателя. Тем самым создаются предпосылки для снижения электроэнергии расходуемой двигателями насосов, поскольку изменение скорости вращения прямо пропорционально мощности, поступающей к электродвигателям.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Оклей П.И. Экономико-математические методы и модели для проектирования программ ремонтных работ на тепловых электростанциях. — М. : URSS, 2017. — 288 с.
2. Схема теплоснабжения г. Кемерово на период 2012-2016 г.г. с перспективой до 2027 г. [Электронный ресурс] — Москва 2013. — С. 10-11. — Режим доступа: https://pravo-kemerovo.ru/document/p1389-413.pdf
3. Климова Г.Н. Электроэнергетические системы и сети. Энергосбережение. Учебное пособие для прикладного бакалавриата. — 2-е изд. — М. : Юрайт, 2017. — 179 с.
4. Саксонов А.С. Эффективность применения частотно регулируемого электропривода для сетевых насосов теплоэлектроцетралей // Молодой ученый. — 2019. — № 39. — С. 201-202.
5. Саксонов А.С. Эффективность применения частотно-регулируемого электропривода для циркуляционных насосов ТЭЦ // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов (ЭЭПП-2019). — Тольятти : Издательство ТГУ, 2019. — С. 219-222.
6. Саксонов А.С. Технико-экономическое сравнение электроприводов сетевых насосов ТЭЦ с частотным регулированием и дросселированием // Молодой ученый. — 2019. — № 45. — С. 24-26.
7. Босов Н.С. . Анализ эффективности регулирования дымососов частотно-регулируемым приводом на котлоагрегате ТГМ-96 // научный потенциал XXI века материалы Международной (заочной) научно-практической конференции. — Нефтекамск : Издательство БашГУ, 2019. — С. 29-33.

8. Wei T., Song Q., Li J., Zhao B., Chen Z., Zeng R. . Experimental evaluation of IGCT converters with reduced DI/DT limiting inductance // Conference Proceedings - IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition - APEC. — New Orlean : , 2017. — С. 1710-1716.
9. Горбунов В.А., Лоншаков Н.А. Сравнение эффективности работы питательных насосов с турбо- и электроприводом // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (Бенардосовские чтения) материалы международной (ХХ Всероссийской) научнотехнической конференции. — Иваново : Издательство ИГЭУ, 2019. — С. 80-83.

Весь текст будет доступен после покупки