Расчёт энергоснабжения от ТЭЦ и выбор необходимого оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

20

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение тепловых нагрузок промышленного жилого района

1.1 Определение максимального расхода теплоты на отопление жилых и общественных зданий, на их горячее водоснабжение и вентиляцию

1.2 Определение максимального расхода теплоты на вентиляцию промышленных предприятий, жилых и общественных зданий

1.3 Определение максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение промышленных предприятий, жилых и общественных зданий

2. Построение годового графика тепловых нагрузок по продолжительности

3. Выбор варианта энергоснабжения промышленно-жилого района

3.1 Вариант комбинированного энергоснабжения от ТЭЦ

3.2 Выбор основного оборудования ТЭЦ

3.3 Определение капитальных вложений в сооружение ТЭЦ

3.4 Определение расхода топлива и основных показателей для варианта энергоснабжения от ТЭЦ

3.5 Вариант раздельного энергоснабжения от КЭС и котельной

3.6 Определение капитальных вложений в сооружении КЭС и котельной

3.7 Определение расхода топлива и основных показателей энергоснабжения по раздельной схеме от КЭС и котельной

3.8 Выбор варианта энергоснабжения промышленного района

4. Построение процесса расширения пара в турбине

5. Расчет и выбор сетевой установки

Список литературы

Введение

Теплоснабжение является одной из основных подсистем энергетики. На теплоснабжение народного хозяйства и населения расходуется около 1/3 всех используемых в стране первичных топливно-энергетических ресурсов.

Основными направлениями совершенствования этой подсистемы являются концентрация и комбинирование производства теплоты и электрической энергии (теплофикация) и централизация теплоснабжения. По уровню развития теплофикации и централизованного теплоснабжения Советский Союз занимает первое место в мире. В РБ сооружены и работают свыше 50 ТЭЦ, обеспечивающих теплоснабжение свыше 80 городов, промышленных районов и населенных пунктов.

За послевоенный период мощные теплоэлектроцентрали и тепловые сети вступили в строй также во многих социалистических странах.

Централизованное теплоснабжение от теплоэлектроцентралей сочетается с целесообразным применением экономичных котельных установок и утилизацией вторичных энергоресурсов промышленных предприятий. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область целесообразного использования.

Развитие промышленности и широкое жилищно-коммунальное строительство вызывает непрерывный рост тепловой нагрузки. Одновременно идет процесс концентрации этой нагрузки в крупных городах и промышленных районах, что создает базу для дальнейшего развития теплофикации и централизованного теплоснабжения.

В отдельных районах страны возникают крупные территориальные формирования с высокой концентрацией тепловой нагрузки, что вызывает необходимость создания комплексных систем, с использованием различных источников теплоснабжения на отдельных этапах развития этих территориальных формирований.

Ужесточение экологических и планировочных требований к современным городам и промышленным районам приводит к размещению ТЭЦ на органическом (особенно твердом), а также на ядерном топливе на значительном расстоянии от районов теплового потребления,, что усложняет тепловые и гидравлические режимы систем теплоснабжения и выдвигает повышенные требования к их надежности.

Развитие теплофикации и централизованного теплоснабжения выдвигает сложные научные и инженерные задачи, успешное решение которых в значительной мере зависит от подготовки инженерно-технических и научных кадров. В настоящее время подготовка инженеров по теплофикации и тепловым сетям ведется в рамках специальности 0308 «Промышленная теплоэнергетика».

Цель и задачи курсовой работы

Целью курсовой работы является закрепление у студентов полученных знаний при прослушивании лекционного курса "Теплоэнергетические установки и теплоснабжение" и отработка ими навыков выполнения теплоэнергетических расчетов.

Задачи курсовой работы включают:

· изучение методов оценки тепловых нагрузок промышленно-жилого района;

· изучение технико-экономических преимуществ комбинированной выработки электроэнергии и отпуска теплоты от ТЭЦ;

· изучение методических основ выбора варианта энергоснабжения;

· закрепление навыков работы с таблицами и i-s диаграммой воды и водяного пара при выполнении теплотехнических расчетов;

· изучение методов выбора теплоэнергетического оборудования и расчета технико-экономических показателей.

Задание

Количество жителей обслуживаемого района	m, чел.	230000
Электрическая мощность	Nэ, кВт	460000
Город Волгоград	--------------	-------------
Расход пара на производство	Qn, кВт	230000
Отопительная нагрузка	Qт, кВт	460000
Количество работающих	n, чел.	23000

Электрическая мощность:

кВт.

Расход пара на производство:

кВт.

Отопительная нагрузка:

кВт.

Количество работающих:

чел.

1. Определение тепловых нагрузок промышленно-жилого района

Необходимость в сооружении ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) определяется требованиями покрытия тепловых нагрузок промышленных и коммунально-бытовых потребителей.

К коммунально-бытовым потребителям относятся жилые, общественные и производственные здания, в которых поступающая тепловая энергия затрачивается на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Расход и параметры пара на производство определяются технологическими нуждами и указываются в задании к курсовой работе. Заданными считаются также: географическое место расположение промышленно-жилого района, число жителей, структура производства и другие количественные показатели. На основании этих данных выполняется расчет расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений.

Методика этого расчета приводится ниже.

1.1 Определение максимального расхода теплоты на отопление промышленных предприятий, жилых и общественных зданий

Расход теплоты на отопление промышленных предприятий определяется из выражения:

,кВт,

- отопительная характеристика здания, представляющая теплопотери 1 м³ здания при разности внутренней и наружной температур 1?С, Вт/(м³?С); Для ориентировочного расчета теплового потребления промышленных зданий можно принимать следующие значения отопительных характеристик для всех климатических районов:

· для производственных промышленных зданий:

Вт/(м³?С); берем: Вт/(м³?С);

· для непроизводственных промышленных зданий:

Вт/(м³?С);

- общий наружный объем промышленных зданий:

, м³,

где - количество работающих, чел.;

- объем промышленного здания приходящийся на одного рабочего человека, м³;

,

где - площадь помещения, м². Площадь берется ориентировочно: м²; - высота помещения, м. Берется ориентировочно: м.

- внутренняя температура отапливаемых помещений (для промышленных зданий ориентировочно 16?С);

- расчетное значение наружной температуры наиболее холодных 5-дневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период (выбирается для Владивостока ?С, [I, табл. 4.1]).

Расчет:

м³;

м³;

Максимальный расход теплоты на отопление производственных промышленных зданий:

кВт.

Максимальный расход теплоты на отопление непроизводственных промышленных зданий:

кВт.

кВт.

Расход теплоты на отопление жилых зданий определяется с помощью выражения:

, кВт,

где - укрупненный показатель расхода теплоты на отопление зданий, Вт/м², зависит от расчетной температуры наружного воздуха , табл. 1 (промежуточные значения определяются интерполяцией); - жилая площадь, м² принимается 9-12 м² на одного человека; - количество единиц потребления, чел.

Таблица 1.

?С	0	-5	-10	-20	-22	-25	-30	-35	-40
, Вт/м2	93	110	128	156	160	165	174	179	185

Расчет:

кВт.

Расход теплоты на отопление общественных зданий определяется из выражения:

, кВт,

где - коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий, принимается 0,25.

Расчет:

кВт;

кВт.

1.2 Определение максимального расхода теплоты на вентиляцию промышленных предприятий, жилых и общественных зданий

Расход теплоты на вентиляцию промышленных зданий определяется из выражения:

, кВт,

где - вентиляционная характеристика здания, представляющая расход теплоты на вентиляцию 1 м³ здания при разности внутренней и наружной температур 1?С, Вт/м³?С; - расчетная наружная температура для вентиляции (выбирается для Владивостока ?С, [I, табл. 4.1]).

Приближенно вентиляционную характеристику промышленных зданий можно определить по формуле:

, Вт/м³?С,

где - кратность обмена воздуха, 1/с; - объемная теплоемкость воздуха, кДж/м³?С, ; - вентилируемый объем промышленных зданий, м³, .

Необходимая кратность воздухообмена зависит от вредных выделений, загрязняющих воздух, и принимаются согласно нормам СНиП и П-33-75 или справочникам. Для промышленных зданий при ориентировочных расчетах можно принимать 1-2 час^-1.

Расчет:

м³;

Вт/м³?С;

кВт.

Расход теплоты на вентиляцию жилых и общественных зданий определяется из следующих выражений:

, кВт;

, кВт,

где - коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию жилых зданий, принимаем 0,1…0,2; - то же для общественных зданий, принимается 0,4.

Расчет:

кВт;

кВт;

кВт.

1.3 Определение максимального расхода теплоты на горячее водоснабжение промышленных предприятий, жилых и общественных зданий

Расход теплоты на горячее водоснабжение промышленных зданий определяется из выражения:

, кВт,

где - количество единиц потребления на промышленных предприятиях, чел.; - суточная норма расхода горячей воды в л., при 60°С для промышленных зданий на единицу потребления принимается по СНиП П-34-76 в пределах 40…45 л/чел.; - теплоемкость подогреваемой воды, кДж/кг °С, ; - температура горячей воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения, принимается 60°С; - температура холодной воды, в отопительный период принимается 5°С; - число часов работы системы горячего водоснабжения в течении суток, для промышленных предприятий принимают равным числу часов зарядки баков-аккумуляторов, час.

Расчет:

кВт.

Расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяется из выражения:

, кВт,

где - суточная норма расхода горячей воды в л. При 60°С для жилых зданий на одного человека принимается по СНиП П-34-76 в пределах 85-130 л/чел.; - то же для общественных зданий, принимается 20 л/сут.; 24 - число часов в сутках; - коэффициент часовой неравномерности, ориентировочно принимается 2…2,4.

Расчет:

кВт.

кВт.

Суммарная потребность в горячей воде составляет:

кВт.

2. Построение годового графика тепловых нагрузок по продолжительности

Режим работы любой ТЭЦ зависит от величины и графика тепловых нагрузок. Технологическое потребление тепла предприятиями осуществляется преимущественно в виде пара, определяется особенностями производства и имеет, как правило, круглогодовой характер, хотя обычно и снижается несколько в летний период. Потребление тепла на отопление и вентиляцию имеет сезонный характер, изменяясь от максимальной величины в зимний период до нуля в летний и определяется температурой наружного воздуха. Потребление же тепла на горячее водоснабжение практически постоянно в течение года. Обычно режимы расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение принято изображать в виде зависимости от наружной температуры и по длительности стояния нагрузок в часах в течение года (годовой график тепловых нагрузок по продолжительности). Строится он следующим образом. По оси абсцисс от начала координат вправо откладывают в произвольном масштабе в часах продолжительность отопительного периода (рис. 1.1), для Владивостока она будет = 201 сут. [I, табл. 4.1]. Далее, то же по оси абсцисс (от начала координат), для нескольких промежуточных температур наружного воздуха (, ,,…,,+8), в том же масштабе откладывают в часах время ( 0, , ,…, ,…, ), в течение которого наружный воздух имеет температуру, равную или ниже каждой из заданных промежуточных. Расчетные температуры и длительность их стояния за отопительный сезон определяются по [I, табл. 4.3.].

Точка А на графике характеризует начало отопительного периода, которому соответствует температура наружного воздуха + 8 С, эта температура и ниже ее наблюдается в течение всего отопительного периода, поэтому длительность их стояния равна продолжительности отопительного сезона. Точка Б соответствует температуре наружного воздуха . Расчет тепловых нагрузок (,,…,,), соответствующих температурам наружного воздуха (, ,…, ), производится по формуле:

,

где 16°С и 18°С - температуры воздуха внутри производственных помещений и жилых зданий. Построенные графики являются расчетными по которым производится выбор оборудования ТЭЦ.

Таблица 2.

tно,°С	- 22	,час	58,2
t1,°С	- 16	,час	361
t2,°С	- 13	,час	624
t3,°С	- 10	,час	930
t4,°С	- 5	,час	1650
t5,°С	0	,час	3100
t6,°С	+ 8	,час	4368

Пример расчета:

кВт;

кВт;

Результаты вычислений.

, кВт	695000
, кВт	625000
, кВт	575000
, кВт	524000
, кВт	440000
, кВт	356000
, кВт	221000

График отопления:

кВт;

кВт;

кВт.

График вентиляции:

кВт;

кВт.

3. Выбор варианта энергоснабжения промышленно-жилого района

Целью выбора варианта энергоснабжения являются получение основных технико-экономических показателей, включающих расчет капиталовложений в генерирующее оборудование, расчет расхода топлива и топливных затрат на обеспечение выработки электрической и тепловой энергии. Исходными данными для анализа являются величины электрической, и структура отпускаемого потенциала теплоты, по которым выбирается основное оборудование.

3.1 Вариант комбинированного энергоснабжения от ТЭЦ

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) предназначена для отпуска потребителям двух видов энергии: электрической и тепловой. В течение года ТЭЦ вырабатывает электрическую энергию по двум циклам. Зимой при отпуске теплоты из отборов турбин выработка электроэнергии турбоагрегатами ТЭЦ осуществляется по теплофикационному циклу без энергетических потерь в холодном источнике. В летний и переходный осенне-весенний период выработка электроэнергии на ТЭЦ осуществляется по конденсационному циклу.

Причем экономичность такой выработки всегда ниже, чем на конденсационной электростанции с оборудованием такого же класса. Последнее обусловлено снижением КПД проточной части турбин вследствие их конструктивных особенностей.

3.2 Выбор основного оборудования ТЭЦ

Основным критерием выбора состава оборудования ТЭЦ является коэффициент теплофикации . Им определяется электрическая мощность ТЭЦ при расчетных тепловых нагрузках, состав турбоагрегатов, мощность устанавливаемых энергетических и пиковых котлов. Максимальный отпуск теплоты от ТЭЦ можно представить как сумму двух слагаемых:

,

где - расчетная тепловая нагрузка ТЭЦ; - расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин; - пиковая тепловая нагрузка, покрываемая непосредственно от котлов.

Доля расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ, удовлетворяемая из отборов турбин, называется коэффициентом теплофикации ТЭЦ:

.

Значение находится обычно в пределах 0,45 + 0,7. Верхние пределы принимаются для установок с более высокими технико-экономическими показателями (Т-250-240, ПТ-135-130, ПТ-80-130, T-I75-I30 ).

Расчет:

кВт;

кВт;

кВт;

Турбоагрегаты. Современные промышленно-отопительные ТЭЦ оборудуются конденсационными турбоагрегатами с регулируемыми отборами пара (отопительными -типа Т, промышленно-отопительными - типа ПТ) или турбоагрегатами с противодавлением без конденсаторов - типа Р и ПР.

Для покрытия технологической нагрузки необходимо отпускать пар заданного давления и расхода . По этим значениям и выбирается тип турбин - ПТ, ПР или Р . Количество выбираемых турбин определяется из условия, обеспечивающего полное покрытие заданной нагрузки ?. При значительной технологической нагрузке по возможности следует устанавливать турбины типа Р. Для покрытия расчетной теплофикационной нагрузки выбираются турбины типа Т. При установке турбин ПТ необходимо учитывать тепло , отпускаемое из теплофикационных отборов этих турбин, и если , то турбины типа Т не выбираются . В противном случае определяется разность ,по которой выбираются турбины типа Т. Число выбираемых агрегатов нужно сводить до min за счет большей единичной мощности.

Марки и основные параметры стационарных теплофикационных турбин серийного производства.

Характеристика турбинных установок

Тип турбины	Обозначение	Завод-изготовитель	Номинальная мощность, МВт	Давление свежего пара, МПа	Температура свежего пара, °С	Расход свежего пара, максим, т/ч	Давление в регулируемых отборах, МПа	Номинальная тепловая нагрузка отборов	Давление отработавшего пара, кПа	Относительный внутренний КПД турбины, %
							Произв.	Верхн. от	Нижн. от	Произв.	Отопит.
Конденсационная с производственным и отопительными отборами	Т-100-130	УЛМЗ		12,75	565	485	--	0,06--0,25	0,05--0,2	--	340	5,3	85-86
Конденсационная с отопительными отбором	ПТ-135-130/15	УТМЗ		12,75	555	760	1,47	0,09--0,25	0,04--0,12	320	210	3,4	82-85
Конденсационная	К-50-90	ЛМЗ	50000	90	500	191	--	--	--	--	--	212

Основные характеристики водогрейных котлов.

Характеристика	Тип водогрейного котла
	ПТВМ-100
Теплопроизводительность, МВт	116(100)
Температура воды, °С
на входе:	70/104
на выходе:	150
Расход воды, т/ч	2140

Выбор основного оборудования ТЭЦ:

Мощность ТЭЦ, МВт	Примерный состав оборудования	при топливе
Электрическая	Тепловая	Марка турбин	Водогрейн. котел.,	Газомазут
460		2ПТ-135-130\15+Т-100-130+ +К-50-90	2ПТВМ-100	200

Котельные агрегаты и пиковые водогрейные котлы. На промышленно-отопительной ТЭЦ устанавливаются как барабанные типа Е, так и прямоточные котельные агрегаты типа П. Тип и единичная мощность энергетических паровых котлов выбирается исходя из параметров и максимального расхода свежего пара перед турбинами, а также из условия обеспечения планово-предупредительных ремонтов паровых котлов в течение года и покрытия нормативных тепловых нагрузок ТЭЦ при аварийном отключении одного котла. При выборе типа агрегата необходимо учитывать еще и вид сжигаемого топлива, соответствующего заданному району. Турбины ПТ-135-130 и P-I00-I30 устанавливаются с 2-мя котлами,Т-250-240 - с одним котлом (моноблок котел -турбина).

Покрытие максимальной тепловой нагрузки на теплофикацию производится за счет пиковых водогрейных котлов (ПВК), покрывающих нагрузку . Выбираются водогрейные котлы по теплопроизводительности (МВт).

На основе структуры выбранного состава основного оборудования определяются капитальные вложения в сооружение ТЭЦ.

Расчет: ПТ-135/165-130/15

1. Промышленный отбор.

; ; ;

Отбирают конденсат:

;

, если с производства возвращается 100% конденсата.

МВт.

Для двух турбин: МВт.

2. Теплофикационный отбор.

; ;

; ; ;

.

3. Теплофикационный отбор. Т-100-130/15

МВт.

Для трех турбин: МВт;

4. Водогрейный котел.

МВт.

3.3 Определение капитальных вложений в сооружение ТЭЦ

Капиталовложения в сооружение ТЭЦ могут быть определены двумя методами : на основании сметной стоимости оборудования с учетом затрат на строительно-монтажные работы и по удельным капитальным вложениям . Первый метод наиболее точный. Он используется проектными организациями и выполняется с использованием ценников на оборудование, его монтаж и другие виды работ, связанные с сооружением объекта. Второй метод по удельным капиталовложениям широко применяется в оценочных расчетах. В курсовой работе рекомендуется к использованию второй метод. На основе выбранного состава оборудования и суммарной электрической и тепловой мощности ТЭЦ для заданного вида топлива по [3, приложение 25] определяется величина удельных капиталовложений (руб./кВт) . Величина капиталовложений в сооружение ТЭЦ находится из выражения:

, руб.,

где - номинальная мощность ТЭЦ, МВт.

Расчет:

руб./кВт;

МВт.

руб.

3.4 Определение расхода топлива и основных показателей для варианта энергоснабжения от ТЭЦ

Величина расхода топлива на отпуск электроэнергии от ТЭЦ определяется из выражения:

, кг,

где , - полная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и конденсационном потоке пара, кВт·ч; , - удельные расходы условного топлива на теплофикационном и конденсационном потоках пара, кг у.т /кВт*ч .

Полная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и конденсационном потоке составляют соответственно:

,

,

где и - удельная выработка электроэнергии на теплофикационном и технологическом потреблении, кВтч/ГДж, определяются по [I, рис. 4.3 a] соответственно по давлению в теплофикационном и технологическом отборах пара; и - количество отработавшей теплоты, отданной соответственно на теплофикационные и технологические нужды,

, ГДж,

, ГДж,

,

где и - удельное теплосодержание отработавшего пара соответственно в теплофикационном и технологическом отборах, кДж/кг, кДж/кг ; - годовое число часов использования максимума тепловой нагрузки отборов турбин, принимается 5000-6000 часов; и соответственно теплофикационный и промышленный отбор турбины;

Расчет:

Параметры	ПТ-135-130/15	T-100-130/15
Давление , кПа	1300	1300
Удельная выработка электроэнергии на теплофикационном потреблении , кВтч/ГДж	75	75
Удельная выработка электроэнергии на технологическом потреблении, кВтч/ГДж	105	105

ГДж,

ГДж,

ГДж.

кВт·ч,

МВт·ч.

Удельные расходы условного топлива и находятся:

,

,

где - электромеханический КПД турбогенератора, ; - коэффициент теплового потока, ; - КПД брутто котельного агрегата принимается по его характеристике (приложение 2); - абсолютный внутренний КЦД турбоагрегата , в зависимости от его типа и выработки лежит в пределах 0,36 ? 0,45. Величину также можно определить по [I, рис. 4.4], [3, рис. 12.1] в зависимости от типа турбин и доли выработки электроэнергии по конденсационному циклу - Э_к/Э.

Расчет:

;;;;

у.т./кВтч;

у.т./кВтч;

кг.

Величина расхода топлива на отпуск тепловой энергии от ТЭЦ определяется с учетом отпуска из отборов турбин пиковых водогрейных котлов из выражения:

, кг,

где , - удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии в турбинах ТЭЦ и ПВК, кг у.т./ГДж. Удельные расходы и определяются:

,

,

где - КПД пиковой котельной принимается 0,82?0,86 и 0,88?0,92 при работе соответственно на твердом и газомазутном топливе.

Суммарный расход топлива на комбинированный отпуск тепловой и электрической энергии от ТЭЦ составляет:

.

Расчет:

; ;;

у.т./ГДж; у.т./ГДж;

кг;

кг.

3.5 Вариант раздельного энергоснабжения от КЭС и котельной

Этот вариант всегда проигрывает варианту энергоснабжения от ТЭЦ по экономичности, то есть расходу топлива на отпуск электрической и тепловой энергии, но отличается меньшими капиталовложениями. Для окончательного выбора варианта энергоснабжения требуется определить капиталовложения в вариант раздельного энергоснабжения и величину расхода топлива по нему.

3.6 Определение капитальных вложений в сооружении КЭС и котельной

Капитальные вложения в строительство КЭС и котельной определяются аналогично предыдущему варианту. Причем величина мощности КЭС принимается несколько завышенной, чем мощности ТЭЦ:

,

где коэффициент учитывает прирост мощности КЭС на величину дополнительных потерь мощности в ЛЭП в виду большей удаленности КЭС от потребителя, чем ТЭЦ. Для оценочных расчетов можно принять . Различием в потреблении электроэнергии на собственные нужды по раздельному и комбинированному вариантам в оценочных расчетах можно пренебречь. Капиталовложения в строительство КЭС определяются в соответствии с выражением:

,руб.,

где - удельные капиталовложения в сооружения КЭС, руб./кВт, ориентировочно принимаются в пределах 115...130 для газомазутного топлива и 130...150 для твердого топлива.

Расчет:

МВт;

руб.

Капиталовложения в сооружении отопительных и промышленных котельных находятся:

,руб.,

,руб.,

где - тепловая мощность технологического отпуска пара от ТЭЦ, кВт.

,

, - удельные капиталовложения в отопительные и промышленные котельные, руб./кВт, ориентировочно принимается в пределах 11...17 при работе на газомазутном топливе и 17...20 на твердом, а - 35...50 на газомазутном и 45...60 на твердом топливе.

Расчет:

руб.;

МВт;

руб.

Суммарные капитальные вложения в строительство КЭС и котельных для варианта раздельного энергоснабжения составят:

, руб.,

Расчет:

руб.

3.7 Определение расхода топлива и основных показателей энергоснабжения по раздельной схеме от КЭС и котельной

Расход топлива на отпуск электрической и тепловой энергии по варианту раздельного энергоснабжения определяется из условия одинакового энергетического эффекта, то есть:

и .

Расчет:

 МВт·ч;

МВт;

Величина расхода топлива на отпуск электроэнергии с шин КЭС может быть определена:

,кг,

где - удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии, кг у.т./кВт·ч принимается в пределах 0,33...0,36 для твердого топлива, а для газомазутного на 4...5 % меньше.

Величина расхода топлива на отпуск теплоты оценивается с учетом отпуска на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение от отопительной котельной и с технологическим паром от промышленной котельной. Эту оценку можно выполнить следующим образом:

, кг,

где и - удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии в отопительной и промышленной котельных, кг у.т./ГДж . Величины и определены:

и ,

где ; - КПД паровых и водогрейных котлов, ориентировочно = 0,83...0,85, .

Суммарный расход топлива на отпуск электрической и тепловой энергии по раздельному варианту энергоснабжения составит:

.

Расчет:

кг;

у.т./ГДж; у.т./ГДж;

кг,

кг.

3.8 Выбор варианта энергоснабжения промышленного района

Критерием для выбора варианта энергоснабжения является минимум расчетных затрат по сравниваемым вариантам, определяемый для варианта комбинированного энергоснабжения из выражения:

, руб.

И для варианта раздельного энергоснабжения:

, руб.,

где - нормативный коэффициент окупаемости ( - окупаемость капиталовложений за 6,5 лет); - цена топлива руб./т. у.т может быть принята в соответствии с видом топлива [3].

Расчет:

1000 куб природного газа - 1,3 т. у.т. = 46 руб.

1 т у.т. = 35,4 руб.

 руб.;

руб.

4. Построение процесса расширения пара в турбине

Процесс расширения пара для выбранной турбины строится в i-s координатах, приложение 6 (i-s диаграмма для водяного пара). Исходные данные необходимые для построения , , , и т.д., берутся из характеристики конкретного турбоагрегата, приложение I. Ход построения процесса расширения хорошо виден из рис. 1.1., где Н_о и H_i - соответственно располагаемый и срабатываемый (с учетом потерь) теплоперепады на турбину, .Ввиду дросселирования пара перед турбиной в регулирующих и стопорных клапанах давление Р_о уменьшается на величину (0,03...0,05)Р_о. Аналогично строится процесс расширения пара для турбин с промперегревом (показан пунктиром), где потеря давления в линии промперегрева составляет (0,10...0,12)Р_пп.

Расчет:

- давление свежего пара;

- температура свежего пара;

кгс/см² - давление отработавшего пара;

- относительный внутренний КПД турбины.

Из диаграммы находим:

Н₀₁ = 3500 кДж/кг;

Н₀₂ = 1950 кДж/кг;

Н₀ = 3500-1950 = 1550 кДж/кг;

кДж/кг;

бар;



Рисунок 1.1.

5. Расчет и выбор сетевой установки

отопление турбина водоснабжение

Расчет сетевых подогревателей включает определение расхода пара на подогреватели при максимальной тепловой нагрузке выбранной турбины. Отпуск тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение обычно производится по температурному графику подогрева сетевой воды 150/70, где 150°С и 70°С - соответственно температура прямой с и обратной (возвращаемой на ТЭЦ) сетевой воды.

Рис. 1.2

При наличии нагрузки на горячее водоснабжение снижается на величину . Температурный перепад для нагрева сетевой воды на ТЭЦ оценивается как . Распределение между подогревателями турбины СП1, СП2 и ПВК производится по величине , то есть подогрев сетевой воды за счет отпускаемого тепла из отборов турбины составляет . При двухступенчатой схеме подогрева (рис. 1.2) делится поровну между подогревателями СП1 и СП2. Расход сетевой воды проходящей через систему:

, т/ч,

Расчет:

°С; = 70°С; ;

°С;

°С;

°С;

т/ч.

где - номинальная нагрузка теплофикационных отборов турбины; кВт; - КПД подогревателей, . Затем используя построенный процесс расширения пара в турбине (рис. 1.1) по и находятся энтальпии пара в отборах и . Предварительно и определяются по температурам насыщения греющего пара и . соответственно в подогревателях СП1 и СП2 пользуясь таблицей насыщения по температурам [2], где и - недогрев в подогревателях СП1 и СП2, принимается соответственно 4...6°С и 3...5 °С. Тепло отпускаемое каждым из подогревателей и расход пара на них и (т/ч) определяются из уравнений тепловых балансов (рис. 1.2 вариант а).

СП1

;

СП2

,

где , - энтальпия конденсата пара поступающего соответственно в СП1 и СП2, кДж/кг, находится из таблиц насыщения [2]. Второй член левой части первого уравнения в варианте б не учитывается.

Выбор сетевых подогреватель производится по величине их поверхности F (приложение 4). Для каждого подогревателя:

, м²,

где - подогрев воды в каждом подогревателе, °С: K - коэффициент теплопередачи, равный 3500…3900 Вт/м²°С; - средняя разность температур греющей и нагреваемой среды:

,°С.

Расчет:

°С;

°С;

°С;

°С;

°С;

м².

Выбираем: ПСВ-200-3-23 + ПСГ-800-3-8-1

Основные характеристики сетевых подогревателей.

Характеристика	Тип сетевого подогревателя
	ПСВ-200-3-23	ПСГ-800-3-8-1
Завод изготовитель	ЗЭМ	ТМЗ
Площадь поверхности теплообмена м2.	200	800
Давление подаваемого пара, МПа	0,78	0,39
Давление сетевой воды, МПа	1,57	0,88
Номинальный расход сетевой воды, т/ч	400	1250
Номинальный расход пара, т/ч	64,5	58

Список используемой литературы

1. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. /Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.:Энергоиздат, 1983.-552 с. - (Теплоэнергетика и теплотехника).

2. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара- М.: Энергия, 1975.с.

3. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. - М.: Энергоиздат, 1982-360 с.

4. Справочное пособие теплотэнергетика электрических станций /Н.П. Волков, А.Д. Качан и др.; Под ред. А.М. Леонкова и Б.В. Яковлева. Минск: Беларусь, 1974.-368 с.

Размещено на Allbest.ru