Отраслевая конференция 
«Теплоснабжение-2019»
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
Теплообменные аппараты ТТАИ

Расход и экономия условного топлива при теплофикации, рассчитанные методом КПД отборов

К.т.н. А.М. Кузнецов, доцент, Т.Ю.Полуэктова, инженер, кафедра ПТС, Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт»

(Печатается с сокращениями)

В качестве иллюстрации эффективности применения метода КПД отборов при разделении расхода топлива на отпускаемые от ТЭЦ тепло- и электроэнергию рассмотрим пример расчета тепловой схемы турбоустановки Т-250-240.

Расчет выполнен для теплофикационного режима (тепловая нагрузка Q=399 МВт или 343,7 Гкал/ч [1]) при температуре наружного воздуха tM=-5 ОС. В конденсационном режиме турбоустановка обеспечивает электрическую мощность W=300 МВт, в теплофикационном - WSI=244,83 МВт. Из этих данных находим КПД двух совместно регулируемых теплофикационных отборов с учетом механических потерь в турбине и электрических в генераторе:

ηтмг=(W-W:3)/Q=(300-244,84)/399=0,138.

Для сравнения, при раздельной схеме теплоснабжения для обеспечения такой же тепловой нагрузки Q расход топлива в отопительной котельной составит:

Вк=143*Q/ηк=143.343,7/0,9=54610 кг у.т./ч, (1)

где ηκ - КПД отопительной котельной; 143 - теоретический удельный расход условного топлива на единицу получаемой тепловой энергии, кг у.т./Гкал.

Затраты топлива в энергосистеме (на ТЭЦ) на отбираемое тепло согласно [2] и [3] определяются формулой:

где ηкс - КПД котельной, замещающей КЭС; ηомг - КПД замещающей турбоустановки с учетом механических и электрических потерь; ηэс - КПД электросети между ТЭЦ и замещающей КЭС.

В результате экономия топлива от теплофикации, т.е. с учетом теплоснабжения потребителей на базе комбинированного производства тепло- и электроэнергии на ТЭЦ, составит:

ΔΒ=Βк - Βт=54610-20640=33970 кг у.т./ч. (3)

Удельный расход условного топлива на производство тепловой энергии на ТЭЦ при использовании отбора тепла от турбоустановки T- 250-240 равен:

bтт/Q=20640/343,7=60 кг у.т./Гкал. (4)

Для сравнения, расчетный расход условного топлива для данной турбоустановки, определенный по физическому методу [1, с. 186], составляет 162,5 кг у.т./Гкал. Это слишком большое значение, поэтому физический метод и был отменен в 1996 г

Ниже дополнительно представлен показательный расчет расхода и экономии топлива методом КПД отборов для всего отопительного периода г. Москвы, продолжительностью 4910 ч/год.

На основании данных о количестве часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха равной и ниже данной [4, приложение 3] в таблице представлены результаты расчета длительности (Т, ч/год) стояния температур наружного воздуха (tM, ОС) для семи температурных участков.

Первый участок в таблице соответствует температуре наружного воздуха от +8 до 0 ОС, следовательно средняя температура наружного воздуха составляет +4 ОС. Второй участок соответствует температуре наружного воздуха от 0 до -5. Средняя температура наружного воздуха соответствует -2,5 ОС. Аналогично средние температуры наружного воздуха определены и для других участков.

Для дальнейших расчетов воспользуемся графиком расхода сетевой воды турбины Т-250-240 [1, с. 177].

Выполним расчет летнего режима работы турбоустановки, при котором в эксплуатации находится только один нижний сетевой подогреватель. Расход сетевой воды в летнем режиме – Gс=2320 т/ч.

Формулу (2) перепишем в виде:

BT=К*ηT.*Q т/ч, (5)

где K - постоянный коэффициент (К=0,143/ηкс*ηомг*ηэс)= =0,143/(0,92.0,38.0,94)=0,435 т у.т./Гкал). (6)

Температуру насыщения пара в конденсаторе примем равной tк=36 ОС, а недогрев в сетевых подогревателях J=5 ОС.

Таблица. Расчет длительности стояния средних температур наружного воздуха (г. Москва).

Номер

температурного

участка

Средняя температура, °С Длительность,

ч/год
1 +4 1877
2 -2,5 1299
3 -7,5 829
4 -12,5 487
5 -17,5 246
6 -22,5 125
7 -26,5 47

В соответствии с графиком [1, с. 177] температура подающей сетевой воды tпс=70 ОС, обратной tос=35 ОС, следовательно температура насыщения пара в нижнем отборе равна:

tнн=tпс + J=70+5=75 ОС. (7)

КПД отбора определяем по формуле в соответствии с [3]:

ηт=0,002.(tнн-tк)=0,002.(75-36)=0,078. (8)

Расход тепла, отпускаемого потребителю: Q=Δt.Cр.Gс=45.1.2,32=104,4 Гкал/ч, (9) где Δt - повышение температуры сетевой воды, ОС; Ср - теплоемкость воды, Гкал/(тыс. т.ОС).

Затраты топлива в энергосистеме на отбираемое тепло:

Bт=KηтQ=0,435.0,078.104,4=3,542 т у.т./ч =3542 кг у.т./ч,

bт=Bт/Q=K.ηт=0,435.0,078=34 кг у.т./Гкал

.

Для сравнения, при раздельной схеме теплоснабжения для обеспечения такой же тепловой нагрузки Q (в летнем режиме) расход топлива в отопительной котельной определим по формуле (1):

Вк=143*Q/ηк=143.104,4/0,9=16588 кг у.т./ч.

В результате экономия топлива при работе турбоустановки в летнем режиме составит: ΔΒ=Βκ-Β7=16588-3542=13046 кг у.т./ч. Аналогично выполняется расчет зимнего режима работы турбоустановки. Проведен расчет нижнего и верхнего подогревателей для каждого из семи температурных участков, определенных ранее (см. табл.).

В результате получены следующие значения:

■ выработка тепла в нижнем и верхнем сетевых подогревателях - Q=951+563=1514 тыс. Гкал;

■ расход топлива на выработку тепловой энергии - Вт=40394+33773=74167 т у.т.;

■ средний расход условного топлива в зимнем отопительном периоде - bтт/Q=74167/1514= =49 кг у.т./Гкал;

■ расход топлива в котельной при раздельном энергоснабжении в отопительный период - Βκ=143Q/ηκ=143.1514/0,9=240558 т у.т.;

■ экономия топлива - ΔB=Bκ-Bт= =240558-74167=166391 т у.т.

Заключение

Проведенные расчеты по методу КПД отборов наглядно показывают эффективность комбинированной выработки тепло- и электроэнергии в сравнении с получением электроэнергии на КЭС и тепла в котельной. В то же время следует отметить, что физический метод, метод ОРГРЭС и эксергетический метод имеют термодинамические ошибки и завышают удельный расход топлива на отпускаемое тепло [3, 6].

С переходом в отчетности на метод КПД отборов перекрестное субсидирование в теплоэнергетике прекратится автоматически.

Литература

1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.: Энергия, 1967.

2. Кузнецов А.М. Экономия топлива на блоке с турбиной Т-250-240 и показатели его работы // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 1. С. 64-65.

3. Кузнецов А.М. Экономия топлива при переводе турбин в теплофикационный режим // Энергетик. 2007. № 1. С. 21-22.

4. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энерго- издат, 1982.

5. Кузнецов А.М. Расчет экономии топлива и показателей работы турбины Т-110/120-12,5-5М // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 3. С. 42-43.

6. Кузнецов А.М. Сравнение результатов разделения расхода топлива на отпускаемые от ТЭЦ электроэнергию и тепло различными методами // Энергетик. 2006. № 7. С. 21

А.М. Кузнецов, Т.Ю. Полуэктова, Расход и экономия условного топлива при теплофикации, рассчитанные методом КПД отборов

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №12 (136) 2011 г. , www.rosteplo.ru/nt/136

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru

Программы Auditor

Отраслевая конференция «Теплоснабжение-2019»

Москва, 22-24 октября 2019 г.
Примите участие!

Подробнее