Диссертация (781919), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Так, предельная рабочая температура стали15Х11МФ, которая широко применяется для изготовления рабочих лопаток турбин СКП, составляет 560 °С. Увеличение температуры до 580 °С требует использования более дорогой стали 12Х18Н9Т с предельной рабочей температурой 600 °С. Необходимость обеспечения ресурсаработы высоконагруженных деталей паровой турбины в 100000-200000 часов при температурах700 °С и более приводит к применению сплавов с содержанием никеля порядка 73-74 %. Примером такого сплава является ХН70ВМЮТ, который в силу большой доли никеля в химическом составе имеет значительно более высокую стоимость.На рисунке 5.16 представлено изменение стоимости создания паротурбинной установкипри увеличении расхода пара G для различных сочетаний начального давления и температуры.Изменение расхода пара линейно влияет на стоимость создания ПТУ.
Для всех установок наразличные параметры пара (23,5-35/540-720 МПа/°С), изменение расхода пара на 1 % приводитк изменению стоимости создания установки в среднем на 0,3 %. Соответственно, для паротурбинной установки на УСКП при увеличении расхода пара в 2 раза (с 692,5 до 1385 кг/с) стоимость создания установки возрастает на 33 % – с 5,75 до 7,66 млрд руб.Стоимость создания паротурбиннойустановки, млрд руб.8,07,57,06,56,05,55,04,54,0650p0/t0, МПа/°C:75085023,5/540950105011501250G, кг/с26/58030/62032/660135035/720Рисунок 5.16 – Изменение стоимости создания паротурбинной установки в зависимости от папропроизводительности3) Оценка стоимости создания высокотемпературного угольного энергоблокаОценка стоимости высокотемпературного энергоблока складывается из оценок затрат наизготовление основного энергетического оборудования (паротурбинная установка, паровой ко-317тел) и капиталоемких частей энергетических комплексов (главные паропроводы при параметрах пара, превышающих уровень ССКП), затрат на вспомогательное оборудование, строительно-монтажные, пуско-наладочные работы, проектирование.
Решая задачу сопоставления междусобой энергогенерирующих объектов, построенных на базе применения различных технологийвыработки электроэнергии и характеризующихся различным уровнем начальных параметровпара и составом использованных технических решений, которые были предложены в диссертации, представляется целесообразным уделить основное внимание изменению статей капитальных затрат, связанных с изменением стоимости энергетического оборудования.
Данное решение обусловлено тем, что затраты, связанные с выполнением строительно-монтажных и пусконаладочных работа, фактически зависят от масштабов реализуемых проектов по строительствуновых генерирующих объектов и не определяются начальными параметрами пара, влияние которых на стоимость уже было учтено в виде прироста производственной себестоимости основного энергетического оборудования.Изменение структуры применяемых марок сталей и массогабаритных характеристик отдельных узлов и деталей паровой турбины и котла в общем не усложняет выполнение строительных работ, работ по установке и сборке оборудования (состав и количество элементов оборудования практически не претерпевает изменений) и не повышает трудоемкость разработкипроектных решений по уже обозначенным причинам.Стоимость вспомогательного оборудования, куда относят питательные и конденсационныенасосы, дымососы, систему топливоприготовления и золоудаления, установки по химическойочистке и подготовке воды, будет меняться с увеличением начальных параметров, и во многомэто изменение объясняется увеличением мощности применяемых агрегатов.
Источником повышения затрат на вспомогательное оборудование является необходимость установки болеемощных электродвигателей и более производительных рабочих частей машин, обеспечивающих транспорт топлива, питательной воды, отходов и других материальных потоков на ТЭС.Установлено, что изменение стоимости вспомогательного оборудования носит характер, близкий к линейному, отличительной чертой которого является небольшой угол наклона кривой изменения стоимости.
По полученным данным переход от СКП к УСКП энергоблокам приводит кизменению стоимости вспомогательного оборудования на 7,2 %.Опираясь на данные, полученные в ходе моделирования стоимости основного энергетического оборудования паротурбинных высокотемпературных энергоблоков, приведенные внастоящем разделе диссертации, был осуществлен переход к кривым, отражающим итоговуюзависимость между изменением величины затрат на строительство высокотемпературных энергоблоков и уровнем начальных параметров пара (таблица 5.17, рисунок 5.17).318Таблица 5.17 – Изменение капитальных затрат на строительство пылеугольного энергоблокапри различных комбинациях начальных параметров параСтоимость создания энергоблока, млрд руб.p0, МПаСтоимость создания энергоблока, млрд руб.23,52628303235t0 = 540 °Сt0 = 580 °Сt0 = 620 °Сt0 = 660 °Сt0 = 700 °Сt0 = 720 °С57,6357,8357,9958,1458,2958,5158,6558,8659,0359,2059,3759,6260,0360,2660,4760,6760,8861,1862,1562,5462,8963,2663,6164,1565,1065,7266,2866,8667,4068,2366,1566,7367,3267,8768,4569,3669,567,064,562,059,557,0540560580600620640660680700720t0, °Cp0, МПа:23,52628303235Рисунок 5.17 – Изменение капитальных затрат на строительство пылеугольного энергоблокапри различных комбинациях начальных параметров параРост температуры пара при постоянном давлении оказывает существенное влияние на стоимость энергоблока.
Так, повышение начальных параметров пара: температуры с 540 до 720 °Си давления с 23,5 до 35 МПа – приводит к увеличению стоимости создания энергоблока на20,5 % – с 57,6 до 69,4 млрд. руб.Характер полученных кривых изменения стоимости энергоблока определяется в первуюочередь характером кривых стоимости энергетического оборудования. Отсутствие «площадки»в графике изменения стоимости объясняется большим углом наклона кривых стоимости котельного агрегата и большим его вкладом в общую величину стоимости энергоустановки.319Большее влияние стоимости котельной установки также подтверждается наличием двух изломов: при температуре свежего пара 620 и 700 °С.4) Оценка стоимости создания высокотемпературного угольно-гибридного энергоблокаТемпературная граница развития классической паротурбинной технологии определяетсямаксимальной рабочей температурой наиболее жаропрочных и жаростойких сплавов, способных длительное время (до 200000 часов) работать в условиях высоких статических и динамических нагрузок.
При современном уровне развития материалов в мире такая граница в краткосрочной перспективе будет установлена на отметке 760 °С. Дальнейшее повышение температуры рабочей среды теоретически возможно, однако потребует организации системы охлаждениягорячих частей энергетического оборудования. В целях проработки решений, которые обеспечат практическую реализуемость высокотемпературных энергетических комплексов на перспективные параметры пара (свыше 760 °С) в диссертации была предложена концепция охлаждаемой паровой турбины, способной функционировать при температурах пара до 1100 °С.Получение пара столь высоких параметров в котле обычной конструкции при текущем уровнеразвития материалов невозможно. Повышение параметров пара до уровня рабочих параметровгазовых турбин может быть реализовано в камере сгорания водорода с кислородом, установленной в паропроводе в непосредственной близости от паровпуска паровой турбины.
Применение водородно-кислородной камеры сгорания позволяет вынести из котельной установки высокотемпературный перегрев и тем самым предотвратить существенное повышение ее стоимостии стоимости главных паропроводов. Проведенные исследования показали, что основной прирост стоимости энергоблока при переходе к УСКП пара происходит за счет суммарного возрастания стоимости котельной установки (на 6,7 млрд руб.) и затрат на главные паропроводы (на0,5 млрд руб.). При этом стоимость водородно-кислородных камер сгорания, являющихсянеотъемлемой частью угольно-гибридных энергоблоков, невелика и составляет по полученнымоценкам 11,5 млн руб. Таким образом, можно сделать предварительный вывод о положительном эффекте по снижению стоимости создания энергетического комплекса за счет перехода кгибридной технологии производства электроэнергии.
Окончательные же оценки должны базироваться на всеобъемлющем анализе особенностей угольно-гибридных энергоблоков и исследовании их влияния на совокупную величину капитальных затрат.Для перехода к оценке стоимости угольных гибридных электростаций (УГЭС) в первуюочередь необходимо рассмотреть эффект по снижению стоимости энергетического оборудования, вызванный реализацией новых конструктивных решений.3205) Стоимостной эффект от применения котельной установки горизонтальной компоновкиКотельная установка с горизонтально ориентированным газовым трактом может бытьприменена как для классических паротурбинных энергоблоков с УСКП пара, так и для угольногибридных энергоблоков.
Эффект от применения указанного решения состоит в сокращениидлины главных паропроводов в три раза по сравнению с П-образной или Т-образной компоновкой котла. На практике снижение капитальных затрат в энергоблок может быть определено наоснове полученных результатов моделирования, как разница между стоимостью главных паропроводов при П-образной и горизонтальной компоновками котла.
Стоимость паропроводов вэнергоблоке СКП с котлом П-образной компоновки составляет 135 млн руб. При переходе кУСКП пара при сохранении длины главных трубопроводов издержки на их изготовление составят 580 млн руб. Соответственно, сокращение длины паропроводов в три раза обеспечит эффект по снижению общей стоимости энергетического комплекса на УСКП пара по сравнению склассической компоновкой в 386,7 млн руб.Переход к гибридной технологии приведет к замене применяемых при температуре пара720 °С жаропрочных высоколегированных сталей на более дешевый вариант вследствие снижения температуры свежего и перегретого пара.
Кроме того, дополнительное снижение стоимости обеспечит более низкое по сравнению с классической паротурбинной технологией давление свежего пара – 24 МПа. Таким образом, переход на более низкий уровень температур пара благодаря локализации высокотемпературного перегрева пара в водородно-кислородной камере сгорания обеспечит снижение стоимости паропроводов на 487,4 млн руб., включая 1,76млн руб. за счет уменьшения начального давления пара.Основной фактор удешевления энергоблока при переходе к УГЭС состоит в исключении изсостава поверхностей нагрева котельной установки пароперегревателей, где происходит повышение температуры пара с 540 до 720 °С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
