Задача. Выбор оптимального коэффициента теплофикации α

Задача. Выбор оптимального коэффициента теплофикации ТЭЦ
Для заданной тепловой QТ и электрической
N Э нагрузок заданного
климатического района требуется определить оптимальный коэффициент
теплофикации ТЭЦ для выбора тепловой мощности отборов при проектирования
турбины. За критерий принять максимум экономии топлива в районе при
комбинированной выработке электроэнергии по сравнению с раздельной. Начальные
параметры
P0 , t0 , и конечное давление Pk турбины известны. Недоотпуск
электроэнергии покрывается замещающей электростанцией с удельным расходом
топлива bзам . Расход острого пара на турбину D0 определять при ее работе в
противодавленческом режиме с отпуском тепла из отборов QТ , ОТБ .
Потерями давления при дросселировании в РК и трубопроводах принебречь.
Потерями теплоты при транспорте пренебречь.
1). Давление в отопительном отборе принять const (определить при минимальной
расчетной для отопления tнв).
1. Построить график отпуска теплоты потребителю QТ от температуры
наружного воздуха.
2. Построить график годового потребления тепла районом QТгод по
климатологическим характеристикам района.
3. Построить процесс расширения пара в конденсационном режиме (без
тепловой нагрузки) – до давления PK и определить h0 , hKt , hK .
4. Задать значения ТЭЦ =1; 0,8; 0,5; 0,2 и определить
4.1. Номинальную мощность отборов, МВт
QОТБ  ТЭЦ  QТ .
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
год
Годовой расход тепла из отборов (графически) QОТБ
Температуру сетевой воды за сетевой установкой турбины при
расчетной для отопления tнв
tСУ  tОС  ТЭЦ  ( tПС  tОС )
Давление в теплофикационном отборе сетевой подогреватель PТ ,
приняв недогрев воды до температуры насыщения (5-10) С.
Построить
процесс
расширения
пара
в
турбине
для
противодавленческого режима (до давления
PТ ) и определить
энтальпию пара в отборе hТ .
Номинальный расход пара в тепловой отбор, кг/с
DT  QТ , ОТБ / ( hТ  hТ  ) , где hТ  - энтальпия воды в состоянии
насыщения при давлении PТ .
Принять D0  DT и рассчитать электрическую мощность турбины в
теплофикационном режиме
NT  D0  ( h0  hТ ) м г
1
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
Число часов использования максимума тепловой нагрузки
год
 МАХ  QОТБ
/ QОТБ
Число часов использования максимума конденсационной мощности.
 К  У   МАКС
Принять D0  DТ и рассчитать электрическую мощность турбины в
конденсационном режиме
N К  D0  ( h0  hК )  м г
Годовая выработка электроэнергии на базе теплового потребления
электроэнергии
ЭT  NТ  макс
Годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ в конденсационном режиме
ЭК  N К  К
Расход теплоты в котле в теплофикационном режиме
Q0  D0  ( h0  hТ  ) .
4.14. Расход теплоты в котле в конденсационном режиме
Q0  D0  ( h0  hK  ) , где hK  - энтальпия воды в состоянии насыщения
при давлении PK .
4.15. КПД турбоустановки по выработке электроэнергии в конденсационном
режиме
N
K
ТУ
 K .
Q0
4.16. КПД
турбоустановки
по
выработке
электроэнергии
в
теплофикационном режиме
NТ
Т
.
ТУ

Q0  QОТБ
4.17. Уд. расходы топлива на станции по выработке электроэнергии в
конденсационном режиме
0 ,123
,
bЭK  K
ТУ КА
Где  КА =0,9 – КПД котлоагрегата.
4.18. Уд. расходы топлива на станции по выработке электроэнергии в
теплофикационном режиме
0 ,123
,
bЭТ  Т
ТУ КА
4.19. Рассчитать экономию топлива для принятого ТЭЦ
BЭК  ЭТ  ( bКЭС  bЭ _Т )  ЭК  ( bЭ _ К  bКЭС ) .
5. Построить графические зависимости N T , N K ,  МАХ ,  K , ЭT , ЭK от ТЭЦ .
Проанализировать, сделать выводы.
6. Построить зависимость BЭК  f ( ТЭЦ ) . Найти оптимальное значение
ТЭЦ опт графически.
2
Исходные данные к задаче 1
Парры
QТ
NЭ
hУ
МВт
МВт
час
1
2
100
110
7000
8
9
10
130
140
170
180
190
150
160
6000 7000
7000 6000
7000 7000 6000 7000
700
0
10
12
13
14
15
10
11
12
13
550
510
520
530
540
550
510
520
530
140
/50
150/
60
160
/60
130/ 135
70
/70
0,005
0,85
0,87
340
145
/50
155
/60
130/
55
160
/70
См лаб. раб
11
12 13
14
Варианты
15
16
17
150
160
180
190
170
100
110
18
19
20
120
130
140
100 МВт
5500
МПа 13
P0
540
С
t0
140/
tПС / tОС
50
МПа
Pk
oiT
oiK
bзам , г ут/кВтч
Клим. район
120
4
200 МВт
МПа 13
P0
540
С
t0
130/
tПС / tОС
50
МПа
Pk
T
oi
oiK
bзам , г ут/кВтч
Клим. район
Парры
МВт
QТ
МВт
NЭ
час
hУ
3
Варианты
5
6
7
6000 6500
6500 6000
5700 5600 5900 5400
700
0
10
12
13
14
15
10
11
12
13
550
510
520
530
540
550
510
520
530
150
/50
120/
60
110
/60
135/ 135
70
/70
0,005
0,85
0,87
340
145
/50
155
/60
130/
55
160
/70
См лаб. раб
2. Учесть изменение давления в теплофикационном отборе при изменении
температуры наружного воздуха при выборе оптимального ТЭЦ . Годовой график
тепловой нагрузки разбить на 5-6 участков и для каждого определить среднюю
температуру нар. воздуха, по которой найти температуру за сетевым подогревателем.
3