Экономическое распределение графиков тепловых нагрузок

При распределении тепловых нагрузок должны учитываться все источники отпуска тепла: отборы турбин, редукционно-охладительные устройства (РОУ), пиковые бойлеры и т. п. В первую очередь распределяется график тепловой нагрузки. При этом нужно стремиться к тому, чтобы получить наибольшую удельную выработку электрической мощности по теплофикационному циклу.

Распределение тепловой нагрузки ТЭЦ между теплофикационными турбоагрегатами нужно начинать с группировки турбин по величине давления в отборе.

При одинаковом начальном давлении и давлении в отборе у турбин различного типа (Т, ПТ, Р) в первую очередь следует загружать турбины с противодавлением Р, так как их электрическая нагрузка является прямой функцией нагрузки тепловой и выработка электроэнергии (на теплопотреблении) этими турбинами наиболее экономична вследствие отсутствия у них привязанной конденсационной мощности.

Оставшаяся часть тепловой нагрузки распределяется между турбинами Т и ПТ.

При наличии на ТЭЦ двух и более одинаковых турбин тепловая нагрузка распределяется между ними равномерно. Однако, если тепловая нагрузка не выше расчетного отбора турбоагрегата, ее следует полностью передать одному турбоагрегату, а на остальных вести работу по конденсационному режиму и выключенным регулятором отбора.

Распределение тепловой нагрузи между турбоагрегатами производится, на основе уравнений энергетических характеристик.

Распределение заданных графиков тепловых нагрузок в паре и горячей воде между соответствующими отборами находящихся в работе турбин осуществляем в порядке уменьшения показателя частичной удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении, представленном в энергетической характеристике турбин.

При равных значениях этого показателя распределение тепловой нагрузки производят по величине частичного удельного расхода тепла на выработку электрической энергии по конденсационному циклу. Тепловую нагрузку следует передавать агрегатам, имеющим меньшую величину частичного удельного расхода тепла.

В случаях, когда мощность отбора недостаточна для покрытия графика тепловой нагрузки, оставшуюся часть покрывают за счет РОУ редуцированным паром от котлов или отборов более высокого давления.

В часы с пониженной тепловой нагрузкой распределение производят либо равномерно между отборами всех работающих агрегатов, либо покрывают ее за счет загрузки отборов меньшего числа турбоагрегатов. При этом загрузка отбора не должна быть менее 20–25 % от номинального значения.

Распределение тепловой нагрузки между агрегатами в период, когда все турбины в рабочем состоянии, приведено в табл.2; в период, когда проводится текущий ремонт турбоагрегата, - в табл.3.

Экономическое распределение графиков тепловых нагрузок производим следующим образом (табл.1).

Уравнения энергетической характеристики турбоагрегатов:

для ПТ …………….. Q_ч =…….............Р_т = ……………..

для Т …………….. Q_ч =…….............Р_т = ……………..

Таблица 1 – Распределение тепловой нагрузки между агрегатами в режиме

работы всего оборудования, Гкал/час

Наименование показателей	в паре 0-6 6-16 16-24	в горячей воде 0-8 8-22 22-24
Тепловая нагрузка по графику
Номинальный отбор тепла турбин
Загрузка отборов турбин
Турбоагрегат ………… Номинальный отбор Загрузка отборов
Турбоагрегат ………….. Номинальный отбор Загрузка отборов
Турбоагрегат ………., Номинальный отбор Загрузка отборов

Таблица 2 – Распределение тепловой нагрузки между агрегатами, в режиме ремонта турбины ………………………, Гкал/ч

Наименование показателей	в паре 0-6 6-16 16-24	в горячей воде 0-8 8-22 22-24
Тепловая нагрузка по графику
Номинальный отбор тепла турбин
Загрузка отборов турбин
Редуцирование пара: а) от котлов б) от производственного отбора
Турбоагрегат……….. Номинальный отбор Загрузка отборов
Турбоагрегат ………. Номинальный отбор Загрузка отборов

3.3. Распределение электрической нагрузки между агрегатами

3.3.1. Определение обязательной (вынужденной) электрической мощности технического минимума

Распределение заданного графика электрических нагрузок начинаем с определения обязательной (вынужденной) электрической мощности технического минимума и теплофикационной мощности.

Технический минимумтеплофикационных агрегатов рассчитывается как разность между номинальной (установленной) мощностью турбоагрегата и максимальной нагрузкой по теплофикационному циклу при максимальных значениях отбора (из уравнений энергетических характеристик).

Теплофикационная нагрузкарассчитывается с учётом распределения тепловой нагрузки (табл. 4.5) для каждого типа турбоагрегата для характерных периодов.

Остающуюся часть нагрузки (разность между суммарной нагрузкой ТЭЦ по графику и вынужденной электрической нагрузкой) распределяют по относительному приросту. Относительный прирост определяют по расходным энергетическим характеристикам турбин.

Для турбины.............................................................

Р_т^мак ..............................................................................……

Р_{тех.мин}……………………………………………………………………

Для турбины.........................................................……

Р_т^мак ……………………………………………………………………

Р_{тех.мин} …………………………………………………………………

3.3.2. Определение теплофикационной мощности

Таблица 3 – Расчет теплофикационной мощности в режиме работы всего

оборудования

Таблица 4 – Расчет теплофикационной мощности в режиме ремонта турбины …….. ………..

3.3.3.Экономическое распределение электрической нагрузки

между агрегатами

Заданная станции электрическая нагрузка должна быть распределена между ее турбоагрегатами или энергоблоками таким образом, чтобы при полном выполнении поставленных задач расход топлива и денежных средств были минимальными.

Если станция состоит из нескольких однотипных агрегатов (блоков) одинаковой мощности, то нагрузка распределяется между ними равномерно при минимально необходимом числе работающих агрегатов, что позволяет дать каждому агрегату достаточно высокую нагрузку.

Если основное оборудование ТЭС состоит из разнотипных и различных по мощности и экономичности турбин и котлов, должно быть произведено экономичное распределение нагрузки.

Основным критерием для распределения электрической нагрузки является величина относительного прироста расхода тепла на единицу электрической мощности и определяется по энергетической характеристике турбоагрегата. Турбоагрегаты загружаются в порядке возрастания относительного прироста расхода тепла.В первую очередь следует нагружать агрегаты с меньшей величиной r_к. При равном значении r_к необходимо рассматривать r_т.

Распределение электрической нагрузки между агрегатами в период, когда все турбины находятся в рабочем состоянии, приведено в табл. 6; в период проведения ремонта (в соответствии с составленным годовым календарным графиком ремонтов основного оборудования) - в табл. 7.

Необходимо предусмотреть связь с системой в случаях избытка или недостатка нагрузки ТЭЦ.

Для турбоагрегата ……………………….. Q_ч =…………………………….

Для турбоагрегата ...................................... Q_ч =…………………………….

Таблица 5 – Распределение электрической нагрузки между агрегатами

в режиме работы всех турбин, МВт

Таблица 6 – Распределение электрической нагрузки между агрегатами в режиме ремонта турбины ……………………….., МВт

4. РАСЧЕТ ВЫРАБОТКИ ЭНЕРГИИ

4.1. Расчет суточной выработки энергии

Для расчета выработки энергии за квартал необходимо прежде рассчитать суточную выработку. Поэтому далее определяется суточная выработка электроэнергии и отпуск теплоэнергии за сутки для характерных периодов с учетом отпуска тепла через РОУ.

При этом суточная выработка электроэнергии по конденсационному циклу (табл.8) определяется как сумма дополнительной конденсационной выработки и выработки по техническому минимуму нагрузки. При расчете показателей (табл. 8,9) необходимо учесть количество однотипных турбоагрегатов.

4.1.1. Расчет суточной выработки электроэнергии

а) Расчет суточной выработки электроэнергии в режиме работы всего оборудования

Для турбины Т.................................................

W_к^Т = .....................................................................................................

W_т ^Т = .....................................................................................................

W_сум^Т = …………………………

Для турбины ПТ ...............................................

W_к^ПТ = ..................................................................................................

W_т ^ПТ = ...................................................................................................

W_сум^ПТ= …………………………

б) Расчет суточной выработки электроэнергии при ремонте

турбины ………………….

Для турбины Т.................................................

W_к^Т = ........................................................................................................

W_т ^Т = ...........................................................................................................

W_сум^Т = …………………………

Для турбины ПТ ...............................................

W_к^ПТ = ......................................................................................................

W_т ^ПТ = ......................................................................................................

W_сум^ПТ = …………………………

4.1.2. Расчет отпуска теплоэнергии за сутки

а) Отпуск теплоэнергии за сутки в режиме работы всего оборудования

Для турбины Т ……………..

Q_гв^Т = ………………………………………………………………

Q_сум^Т = …………………

Для турбины ПТ …………………

Q_п^ПТ = ……………………………………………………………

Q_гв ^ПТ= …………………………………………………………

Q_сум^ПТ = …………………

б) Отпуск теплоэнергии за сутки в режиме ремонта турбины …………

Для турбины Т………………

Q_гв^Т = ………………………………………………………………

Q_сум^Т = …………………

Для турбины ПТ …………………

Q_п^ПТ = ……………………………………………………………

Q_гв ^ПТ = ……………………………………………………………

Q_сум^ПТ = …………………

в) Отпуск тепла через РОУ

Q_п^роу = ................................................................................................

Q_гв^роу = ...............................................................................................

Таблица 7 – Расчёт показателей суточной выработки электрической и тепловой энергии в режиме работы всего оборудования

Таблица 8 – Расчет показателей суточной выработки электрической и тепловой энергии с учетом ремонта турбины………………

4.2. Расчет квартальной выработки электрической и тепловой энергии

Выработка электрической энергии за квартал слагается из выработки по конденсационному и теплофикационному циклам для характерных периодов (табл.9,10). Выработка тепловой энергии за квартал слагается из производственного отпуска тепла, отпуска по горячей воде и отпуска тепла через РОУ за характерный период (табл.2,3).

Для турбины Т.................................................

W^Т_к = ...................................................................................................

W^Т_т = .....................................................................................................

Q^Т_гв = …………………………………………………………………

Для турбины ПТ ...............................................

W^ПТ_к = .....................................................................................................

W^ПТ_т = .....................................................................................................

Q^ПТ_п = ……………………………………………………………

Q^ПТ_гв = …………………………………………………………

Отпуск тепла через РОУ

Q_п^роу = ………………………………………………….

Q_гв^роу = ………………………………………………….

Всего за квартал:

W_к = ………………………………….

W_т = ………………………..………

Q_п = ……………………………………

Q_гв = …………………………………..

Таблица 9 – Выработка электрической и тепловой энергии за квартал

5. РАСХОД УСЛОВНОГО ТОПЛИВА

НА ВЫРАБОТКУ ЭНЕРГИИ

5.1. Баланс тепла котельного цеха

Для расчёта расхода топлива можно воспользоваться методом обратного баланса и определить выработку тепла брутто котельным цехом, Гкал:

Расход тепла на выработку электрической энергии за квартал, Q_эh, определяется по преобразованным энергетическим характеристикам, Гкал:

где , – выработка электроэнергии соответственно по конденсационному и теплофикационному циклу за сутки, Гкал; Т_h – продолжительность характерного периода в квартале.

Расход тепла на собственные нужды котельного цеха, , Гкал:

,

где – удельный расход тепла на собственные нужды котельного цеха, принимается при сжигании твердого топлива = 0,007.

Расход тепла на собственные нужды турбинного цеха, , Гкал:

,

где – удельный расход тепла на собственные нужды турбинного цеха, составляет для ТЭЦ = 0,004.

Потери тепла, связанные с отпуском тепловой энергии внешним потребителям составляют 2 % от суммарного отпуска тепла с ТЭЦ.

Потери тепла в системе распределения, , определяют КПД теплового потока. При коэффициенте теплового потока ŋ_тп = 98,5 % потери тепла в системе распределения определяются как

= 0,0152 Q^бр.

Расход тепла на собственные нужды котельного цеха, , Гкал

= Q^бр,

где - удельный расход тепла на собственные нужды котельного цеха, принимается при сжигании твердого топлива = 0,007.

Результаты расчетов представляем в табл. 10.

Таблица 10 - Баланс тепла котельного цеха, Гкал

Полный расход топлива на выработку электрической энергии и отпуск тепловой энергии, , включает расход топлива в установившемся режиме и расход топлива в переменном режиме, т у. т.:

.

Расчет расхода топлива в установившемся режиме, , производят по формуле, т у.т.:

,

где – КПД брутто котельного цеха ( = 90%).

Расход топлива в переменном режиме, В_пер, включает дополнительный расход топлива из-за разладки технологических процессов (режимные потери), а также дополнительный расход топлива на пусковые операции. В курсовой работе может быть принят равным, В_пер = (0,01¸0,015) Вуст, т.у.т.

Расход натурального топлива, В^н, т н. т.:

,

где – низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг.

Расход топлива на выработку тепловой энергии, В_тэ, т у. т.:

,

где – КПД брутто котла %; – КПД теплового потока %; – доля расхода электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ по отпуску тепловой энергии, которую можно определить следующим образом

,

где – удельный расход электроэнергии на отпуск тепла внешним потребителям; = 25¸30 кВт.ч/Гкал.

Количество топлива, расходуемого на выработку электроэнергии, В_ээ, т. у. т.:

5.2. Определение расхода электроэнергии на собственные нужды

Расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ включает:

- расход электроэнергии на собственные нужды топливно-транспортного цеха.

- расход электроэнергии на собственные нужды котельного цеха (на пылеприготовление, тягу и дутье, питательные насосы, шлакозолоудаление и прочие нужды).

- расход электроэнергии на собственные нужды турбинного цеха (на циркуляционные, конденсатные и дренажные насосы турбинной установки, насосы теплофикационной установки и прочие нужды).

- расход электроэнергии на собственные нужды электроцеха.

- расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ по отпуску тепловой энергии.

Расход электроэнергии на собственные нужды топливно-транспортного цеха (ТТЦ), , МВт.ч

W^сн_ттц = w_ттц * В_н ,

где w_ттц – удельный расход электроэнергии на собственные нужды топливно-транспортного цеха, кВт.ч / т н.т., в зависимости от сорта топлива

w_ттц = 2,6¸2,5 кВт.ч / т н.т.; В_н – расход натурального топлива, т н.т.

Расход электроэнергии на собственные нужды котельного цеха включает затраты энергии на пылеприготовление, тягу и дутье, питательные насосы, шлакозолоудаление золоудаление и прочие нужды.

Расход электроэнергии на пылеприготовление, W_пп, МВт.ч

^.10^-3,

где – удельный расход электроэнергии на пылеприготовление, кВт.ч / т н.т. Для каменного угля = 25¸34 кВт.ч / т н.т., для бурого угля = 6¸10 кВт.ч / т н.т.

Расход электроэнергии на тягу и дутье, W_тд, МВт.ч

W_тд =w_тд Д ^.10^-3,

где w_тд – удельный расход электроэнергии на тягодутьевую установку, кВТ.ч / т пара, w_тд = 2¸6 кВт.ч / т пара; Д – количество вырабатываемого пара, т / ч

где i_пп - энтальпия острого пара, ккал / кг; i_пв - энтальпия питательной воды, ккал / кг (принять разность энтальпий 0,6).

Расход электроэнергии на питательные насосы, , МВт.ч

,

где – удельный расход электроэнергии на питательные насосы, кВт.ч / м³ воды, при начальном давлении 130 ата = 6¸8 кВт.ч / м3; - количество питательной воды, прокачиваемое насосом за квартал, т, = Д.

Расход электроэнергии на шлакозолоудаление, ,Мвт.ч,

,

где w_з – удельный расход электроэнергии на шлакозолоудаление, кВт.ч / т пара, в зависимости от вида топлива изменяется от 0,3 до 1 кВт.ч/т пара.

Расход электроэнергии на прочие нужды котельного цеха, W_пр, включает затраты энергии на водоподгоовку, компрессоры, освещение и прочие нужды, Мвт.ч,

,

где w_пр – удельный расход электроэнергии на прочие нужды котельного цеха, w_пр = 0,4 кВт.ч / т пара.

Таким образом, полный расход электроэнергии на собственные нужды котельного цеха, W_кц ^сн, МВт.ч, можно определить как

.

Расход электроэнергии на собственные нужды турбинного цеха включает затраты энергии на циркуляционные, конденсатные и дренажные насосы турбинной установки, насосы теплофикационной установки и прочие нужды.

Расход электроэнергии на циркуляционные насосы, W_цн, МВт.ч

×10^-2,

где w_цн – удельный расход электроэнергии на циркуляционные насосы, принимается 1,5 % от конденсационной выработки.

Расход электроэнергии на конденсатные, перекачивающие, дренажные и другие насосы турбинной установки и прочие нужды турбинного цеха, W_кн, МВт.ч

×10^-2,

где w_кн – удельный расход энергии на конденсатные, перекачивающие, дренажные насосы, %; w_кн = 0,2¸0,6 % от выработки электроэнергии на ТЭЦ.

Полный расход электроэнергии на собственные нужды турбинного цеха, W_тц^сн, составит

.

Расход электроэнергии на собственные нужды электроцеха W_эц^сн может быть принят равным 0,1¸0,2 % от суммарной выработки электроэнергии на ТЭЦ.

Расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ по отпуску тепловой энергии, МВт.ч

,

где w_то – удельный расход электроэнергии на отпуск тепла от ТЭЦ, кВт.ч/Гкал; w_то =25¸35 кВт.ч / Гкал для твердого топлива.

Результаты расчета представляют в табличной форме (табл. 11).

Таблица 11 – Расход электроэнергии на собственные нужды

Продолжение табл. 11

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЭЦ

На ТЭЦ планируют следующие технико-экономические показатели.

КПД турбинного цеха по выработке электроэнергии брутто, , и нетто,

;

.

КПД брутто и нетто котельного цеха

;

,

где w_кц^сн – потеря электроэнергии на собственные нужды в котельном цехе

.

КПД нетто теплофикационного отделения

.

КПД ТЭЦ по отпуску электроэнергии нетто

.

КПД ТЭЦ по отпуску тепла внешним потребителям

.

Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию, г у.т. /кВт.ч

,

где W_отп - отпуск электрической энергии.

Удельный расход условного топлива на отпущенную тепловую энергию, кг/Гкал

.

Для характеристики использования оборудования определяют следующие показатели:

- число часов использования установленной мощности ТЭЦ

;

- число часов использования номинальной мощности отборов

;

.

Технико-экономические показатели являются итоговыми и представляются в виде таблицы (табл. 12).

Таблица 12 – Технико-экономические показатели эксплуатации ТЭЦ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Басова Т. Ф. Экономика и управление энергетическими предприятиями: Учебник для студ. высш. учеб заведений / Т. Ф. Басова, Е.И. Борисов, В. В. Бологова и др.; Под ред. Н.Н. Кожевникова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. 434 с.

2. Беляев Л. С. Рынок в электроэнергетике: проблемы развития генерирующих мощностей: монография / Л. С. Беляев, С. В. Подковальников. – Новосибирск: Наука. 2004.

3. Гительман, Л. Д. Энергетический бизнес: Учеб.пособие. – 2-е изд., испр. / Л. Д. Гительман, Б. Е. Ратников М.: Дело, 2006. 600 с.

4. Жарковская Е. П. Антикризисное управление: учебник / Е. П. Жарковская, Б. Е. Бродский. – М.: ОМЕГА – Л, 2005. – 356.

8. Поликарпова, Т. И. Экономика энергетики. Ч.2. Планирование эксплуатации энергосистем: Учебное пособие (Электронный вариант) / Т. И. Поликарпова http://www.lib.krgtu. Ru

9. Экономика, организация и планирование на энергетических предприятиях: мет.указ по курсовой работе / Сост. Т.И. Поликарпова, В. А. Финоченко. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 44 с.

• ⇐ Назад
• 12