Оптимальный коэффициент теплофикации. Коэффициент теплофикации. На бытовые нужды

63 Коэффициент теплофикации и определение его оптимального значения. Использование пиковых водогрейных котлов.

Пиковый водогрейный котел - Котел, устанавливаемый на ТЭЦ для дополнительного нагрева прямой сетевой воды сверх нагрева в сетевых подогревателях паровой турбины в холодное время года. Обычно этот нагрев осуществляется в пределах 100-150°С.

Пиковый водогрейный котел (пвк) работает в пиковом режиме при тепловых нагрузках от минимальной до номинальной, подогревая сетевую воду от по до 150°с. поддержание на входе в пвк температуры сетевой воды 110°с направлено на повышение температуры стенок трубок и тем самым на снижение низкотемпературной коррозии при работе на мазуте. постоянная температура сетевой воды на входе 110°с при переменной и более низкой температуре ее после сетевых подогревателей достигается включением насоса рециркуляции, возвращающего часть воды после подогрева на вход в котел.

Подмешивание горячей воды (150°с) к более холодной позволяет получить температуру 110°с. На смену первому поколению водогрейных котлов башенной компоновки типов ПТВМ-100 и ПТВМ-180 пришли газомазутные котлы типов КВ-ГМ-100 и КВ-ГМ-180 конструкции барнаульского котельного завода (бкз). Топка и опускные газоходы имеют общие промежуточные экраны Топочная камера призматическая, вертикальная, открытого типа. Объем топочной камеры 763 м3. Экраны топочной камеры собираются из 12 блоков. Экраны выполнены из труб 0 60X4 мм, сталь марки 20. В нижней части фронтовой и задний экраны образуют скаты под топки.

Верх топочной камеры закрыт потолочными экранами, переходящими в боковые стенки опускных газоходов. Топочная камера оборудована шестью вихревыми газомазутными горелками, расположенными симметрично на боковых стенках треугольником с вершиной вверх. Горелки по воздуху выполнены двухпоточным, что позволяет осуществлять работу топки при сниженных нагрузках. В каждой горелке установлена паромеханическая мазутная форсунка, оборудованная механизмом выдвижения, что позволяет дистанционно перемещать форсунку в рабочее положение. Конвективные поверхности нагрева расположены в двух опускных газоходах с полностью экранированными стенами. Ограждающими поверхностями каждой конвективной шахты являются промежуточная стена котла, боковая стена котла, фронтовая и задняя стены конвективной шахты. Схема движения сетевой воды в котле КВ-ГМ-180 при работе в пиковом режиме. Сетевая вода из входной камеры 0 720X12 мм поступает в нижние камеры фронтового, заднего, промежуточных экранов топки и в нижние камеры боковых - потолочных экранов опускных газоходов, после чего по стоякам и конвективным пакетам движется сверху вниз и поступает в выходную камеру 0 720X12 мм.

Для очистки конвективных поверхностей нагрева от отложений при работе на мазуте предусмотрена дробеочистка. Воздух в котел КВ-ГМ-180 подает один вентилятор. Предварительный подогрев воздуха до положительных температур осуществляется в водяных калориферах. Предусмотрена установка одного дымососа, а также одного дымососа рециркуляции, который забирает газы перед последним конвективным пакетом и подает их в воздухопровод перед дутьевым вентилятором.

Номинальный расход сетевой воды через котел при пиковом режиме 4420 т/ч. Барнаульский котельный завод выпускает также пылеугольные водогрейные котлы типа КВ-ТК-ЮО. Котел имеет П-образную компоновку. Топка с сухим шлакоудалением.

Тепловая нагрузка в отопительный период изменяется в соответствии с температурным графиком теплоснабжения и имеет минимальную мощность при включении отопления и максимальную мощность для расчётных температур. Тепловая станция должна покрывать всю тепловую нагрузку во всем диапазоне изменения температур и для повышения коэффициента использования топлива часть тепловой нагрузки покрывается теплофикационными отборами турбин (комбинированная выработка тепла и электричества). Поскольку максимальная нагрузка встречается редко использование теплофикационных отборов турбин не оправдано и не экономично во всем диапазоне изменения нагрузок. Дефицит тепловой мощности в максимум теплопотребления покрывается отопительными котельными. Отношение тепловой мощности теплофикационных отборов паровых турбин к суммарной тепловой мощности теплофикационных отборов турбин и отопительных котельных называется - коэффициентом теплофикации.

Оптимальный коэф.теплофикации α зависит в основном от технического совершенства оборудования ТЭЦ, КЭС и котельных, удельных капиталовложений в их сооружение, вида и стоимости сжигаемого топлива. Как показывают проведённые исследования при работе КЭС, ТЭЦ И котельных на органическом топливе примерно одинаковой стоимости оптимальное значение коэф.теплофикации лежит в пределах от 0,35 - до 0,7.

Для ориентировочного определения коэффициента теплофикации может быть использован метод, предложенный Самановым. Идея метода заключается в том, что при оптимальном коэффициенте теплофикации производная прироста удельной экономии годовых расчётных затрат по приросту электрической мощности ТЭЦ равна 0

Какие потери энергии учитывает КПД тепловой электростанции в целом? Чем отличаются КПД станции брутто и нетто?

КПД тепловой электростанции в целом з с равен произведению трех КПД - з э, КПД парогенератора з пг и КПД транспорта теплоты з тр (величина з тр может иметь другое название - КПД трубопроводов). Отсюда видно, что з с учитывает суммарные потери энергии в турбогенераторной установке, парогенераторе и трубопроводах.

Вышеназванный КПД ТЭС в целом - это КПД станции брутто , т.е. .

Часть электроэнергии, вырабатываемой ТЭС и АЭС, расходуется на собственные нужды электростанции - на привод различных насосов, подготовку пылеугольного топлива к сжиганию, освещение цехов и т.д. Это обстоятельство учитывает КПД станции нетто , равный произведению на величину (1 - К сн), где К сн - это доля расхода электроэнергии на собственные нужды, составляющая обычно от 4 до 10% общей мощности электростанции.

Что такое условное топливо? Введите понятия: удельный расход пара на турбину, удельный расход теплоты на турбоустановку, удельный расход условного топлива электростанции

Для сопоставления запасов и расхода различных видов энергоресурсов (органическое топливо, гидроэнергия, ядерное топливо и др.) используется условное топливо , имеющее теплотворную способность 29310 кДж/кг (7000 ккал/кг). Это позволяет сравнивать между собой тепловую экономичность электростанций, использующих разные виды первичной природной энергии.

Удельный расход пара на турбину - это расход свежего пара на единицу произведенной электроэнергии, кг/кВт·ч.

Удельный расход теплоты на турбоустановку - это расход теплоты топлива на единицу произведенной электроэнергии. Данная величина является безразмерной.

Удельный расход условного топлива электростанции - это расход условного топлива на единицу произведенной электроэнергии, гут/кВт·ч (гут - 1 грамм условного топлива).

Опишите возможные способы теплоэлектроснабжения потребителей. Какие существуют показатели тепловой экономичности ТЭЦ? Что такое коэффициент теплофикации, как он зависит от температуры наружного воздуха?

Существует два основных способа теплоэлектроснабжения потребителей :

На базе комбинированного производства тепловой и электрической энергии (КПТЭ) турбинами ТЭЦ;

- раздельная схема теплоэлектроснабжения , когда потребитель получает электроэнергию от энергосистемы, а тепловую энергию - от районной котельной.

Производство электроэнергии теплофикационными турбинами ТЭЦ обеспечивает более высокие показатели тепловой экономичности по сравнению с КЭС, ибо на ТЭЦ часть работавшего в турбине пара отдает при конденсации свою теплоту не в окружающую среду, а тепловым потребителям.

Тепловая экономичность ТЭЦ характеризуется следующими показателями:

КПД ТЭЦ по производству электроэнергии, равный отношению электрической мощности к расходу теплоты топлива на выработку электрической энергии;

КПД ТЭЦ по производству теплоты, равный отношению отпуска теплоты потребителям к расходу теплоты топлива на выработку тепловой энергии; этот КПД учитывает только потери в сетевых подогревателях и трубопроводах;

Удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении, равная отношению теплофикационной электрической мощности (т.е. той части общей электрической мощности, которая обеспечивается паром, не доходящим до конденсатора) к расходу теплоты топлива на выработку тепловой энергии.

При значительном возрастании тепловой нагрузки ТЭЦ может покрывать ее не только за счет отборов турбин, но и с помощью пиковой котельной. Коэффициент теплофикации б ТЭЦ показывает, какую долю суммарной тепловой нагрузки ТЭЦ покрывает за счет отборов турбин. В наиболее холодное время года б ТЭЦ уменьшается, так как возрастает доля тепловой нагрузки ТЭЦ, покрываемая за счет пиковой котельной.

Коэффициент теплофикации

Коэффициент теплофикации - отношение тепловой мощности теплофикационных отборов паровых турбин тепловых электрических станций к максимальной тепловой мощности источников тепла. Применение термина «коэффициент теплофикации» оправдано не только к паротурбинным тепловым электрическим станциям, но также и к газотурбинным и парогазовым тепловым электрическим станциям.

Тепловая нагрузка в отопительный период изменяется в соответствии с температурным графиком теплоснабжения и имеет минимальную мощность при включении отопления и максимальную мощность для расчётных температур. Тепловая станция должна покрывать всю тепловую нагрузку во всем диапозоне изменения температур и для повышения коэффициента использования топлива часть тепловой нагрузки покрывается теплофикационными отборами турбин (комбинированная выроботка тепла и электричества). Поскольку максимальная нагрузка встречается редко использование теплофикационных отборов турбин не оправдано и не экономично во всем диапозоне изменения нагрузок. Дефицит тепловой мощности в максимум теплопотребления покрывается отопительными котельными. Отношение тепловой мощности теплофикационных отборов паровых турбин к суммарной тепловой мощности теплофикационных отборов турбин и отопительных котельных называется - коэффициентом теплофикации.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Процент раскрываемости
• Коэффициенты Клебша

Смотреть что такое "Коэффициент теплофикации" в других словарях:

коэффициент теплофикации - Отношение тепловой мощности отборов турбин к максимальной мощности источников тепла. [ГОСТ 26691 85] Тематики теплоэнергетика в целом … Справочник технического переводчика

Коэффициент теплофикации - 50. Коэффициент теплофикации Отношение тепловой мощности отборов турбин к максимальной мощности источников тепла Источник: ГОСТ 26691 85: Теплоэнергетика. Термины и определения оригинал документа …

ГОСТ 26691-85: Теплоэнергетика. Термины и определения - Терминология ГОСТ 26691 85: Теплоэнергетика. Термины и определения оригинал документа: МГД генератор 10. Аккумулятор тепла Устройство для накопления тепла с целью его дальнейшего использования Определения термина из разных документов: Аккумулятор … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Отопление - обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям заказчика. Система отопления комплекс устройств, выполняющих функцию отопления котлы… … Википедия

Ядерная энергетика - отрасль энергетики (См. Энергетика), использующая ядерную энергию (См. Ядерная энергия) (атомную энергию) в целях электрификации и теплофикации; область науки и техники, разрабатывающая и использующая на практике методы и средства… …

Ядерный реактор - устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная цепная реакция (См. Ядерные цепные реакции), сопровождающаяся выделением энергии. Первый Я. р. построен в декабре 1942 в США под руководством Э. Ферми. В Европе первый Я. р. пущен в … Большая советская энциклопедия

Конденсатор (теплотехника) - У этого термина существуют и другие значения, см. Конденсатор (значения). Конденсатор (в теплотехнике) (лат. condenso уплотняю, сгущаю) теплообменный аппарат для конденсации (превращения в жидкость) паров вещества путём… … Википедия

Конденсатор(теплотехника) - Конденсатор (в теплотехнике) (лат. condense уплотняю, сгущаю) теплообменный аппарат для конденсации (превращения в жидкость) паров вещества путём охлаждения. Содержание 1 Принцип действия 2 Применение 3 Разновидности … Википедия

ОСВЕЩЕНИЕ - свет от какого л. источника; создание освещенности поверхностей предметов, обеспечивающей зрительное восприятие этих предметов. Аварийное О. О. объектов различного назначения, не прекращающееся или автоматически вводимое в действие при внезапном… … Российская энциклопедия по охране труда

Оптимальное значение a ТЭЦ можно определить, пользуясь следующей методикой. При заданных суммарной электрической нагрузке энергосистемы W с и максимальном суммарном отпуске тепла Q м сравнивают варианты установки различного числа теплофикационных и конденсационных турбоагрегатов. Чем больше число z т и мощность W ТЭЦ теплофикационных турбоагрегатов (чем больше отпуск тепла из отборов Q т и коэффициент теплофикации a ТЭЦ), тем меньше мощность W ТЭЦ турбоагрегатов конденсационного типа и тем меньше тепловая мощность пиковых водогрейных котлов Q п.в.к.

С учетом дополнительной потери мощности в линиях электропередачи мощность КЭС

W КЭС =а(W с -W ТЭЦ),

где а»1,07.

Тепловая мощность пиковых водогрейных котлов

Q п.в.к =Q м -Q т.

Годовая стоимость топлива в энергосистеме при этом равна:

З b c =З b ТЭЦ +З b КЭС +З b п.в.к

где З b ТЭЦ, З b КЭС и З b п.в.к - годовая стоимость топлива соответственно на ТЭЦ (без пиковых водогрейных котлов), КЭС и на пиковых водогрейных котлах.

Годовая стоимость топлива на каждой из установок

З b =з т B,

где з т -удельная стоимость (удельные расчетные затраты) топлива, руб/т условного топлива; В - годовой расход топлива на КЭС, ТЭЦ, и на пиковых водогрейных котлах.

Переменную часть годовых расчетных затрат получаем в виде:

З с.п »З b +(A ТЭЦ k ТЭЦ +з ТЭЦ n ТЭЦ)W ТЭЦ +(A КЭС k КЭС ++з КЭС n КЭС)W КЭС +(A п.в.к k п.в.к +з п.в.к n п.в.к)(1-a ТЭЦ)Q м

где А= Е н +р а - сумма нормативного коэффициента эффективности капиталовложении Е н и отчислений на амортизацию и текущий ремонт р а , k- удельные капиталовложения, руб/кВт или руб/ГДж; з и п- среднегодовая заработная плата, руб/(чел.год), и удельная численность персонала, чел/кВт или чел/ГДж; индексы «ТЭЦ», «КЭС», «п. к» (или «п. в. к.», «э.с») обозначают теплоэлектроцентраль, конденсационную электростанцию, пиковые водогрейные котлы, электрическую сеть.

Экономически выгодное значение коэффициента теплофикации a ТЭЦ отвечает минимуму расчетных годовых затрат З с.п. Чем дороже топливо, тем выше оптимальное значение a ТЭЦ.

Расчеты показали, что оптимальное значение a ТЭЦ составляет 0,55-0,60 для теплофикационных турбоагрегатов Т-50-130; 0,60-0,65 - для агрегатов Т-100-130; 0,735-для турбоагрегатов Т-250-240. При этом для ТЭС с турбоагрегатами Т-250-240 было принято использование.максимальной тепловой нагрузки 3300 ч/год, электрической нагрузки 6500 ч/год. При мощности энергосистемы 1250 МВт и максимальной тепловой нагрузке района ~8000 ГДж/ч различному числу турбин Т-250-240 z т =2; 3; 4 и 5 соответствуют: мощность ТЭЦ 500-1250 МВт и значения a ТЭЦ =0,300; 0,450; 0,600 и 0,735. При пяти теплофикационных турбинах их отбор используется не полностью ввиду ограничения давления пара в верхнем отборе 0,25 МПа и температуре подогрева сетевой воды соответственно до 120°С, почему в данном случае экономически оптимальное значение a ТЭЦ совпадает с техически небольшим 0,735.

1.5 Отпуск тепла для отопления. Отопительная нагрузка

В России в настоящее время преобладает централизованный отпуск тепла теплоэлектроцентралями с паром для технологических процессов в промышленности химической, текстильной, пищевой, бумажной, резиновой, нефтяной и др. Часть этого пара используется для отопления, вентиляции и бытовых нужд промышленных предприятий и их жилых поселков.

Расход тепла на отопление здания, ГДж/ч можно считать прямо пропорциональным внешнему объему здания V м 3 , и разности температур воздуха внутри помещения t пом и наружного воздуха t нар, °С:

Q от =a 3 от V(t пом -t нар) (1-8)

где a 3 от V - коэффициент пропорциональности, называемый отопительной характеристикой здания. В зависимости от типа и объема здания a 3 от изменяется в следующих пределах, кДж/(м 3 ч×К), для жилых зданий объемом 50-100 тыс. м 3 - около 1,2-1,4, для промышленных зданий-около 0,6-1,7.

Температура воздуха: в жилых помещениях 18°С; детских учреждениях, школах, поликлиниках 20°С; учебных институтах, лабораториях, учреждениях, клубах, театрах 16°С.

Температура наружного воздуха в средней полосе европейской территории России примерно от -35 до +35°С.

Таблица 1-1

Продолжительность различных интервалов температуры наружного воздуха в отдельных городах России приведена в табл. 1-1.

Расход тепла на данное здание или группы зданий с общим объемом V и средневзвешенными значениями a з от и t пом можно принять изменяющимся прямолинейно в зависимости от температуры наружного воздуха; при построении такого графика принято отрицательные значения температуры наружного воздуха откладывать по горизонтальной оси вправо, а положительные-влево. При равенстве температур помещения и наружного воздуха (t нар =t пом) отопительная нагрузка равна нулю.

Принято включать и выключать отопление при температурах наружного воздуха ниже температуры помещений, например в жилых помещениях г. Москвы при t»8¸10 0 С. Следовательно, при этой температуре расход тепла на отопление скачкообразно снижается до нуля (рис. 1-3).

В отопительную нагрузку, в широком смысле этого слова, входят расходы тепла на отопление, вентиляцию помещений и бытовые нужды. На подогрев этого воздуха расходуется дополнительное относительно небольшое количество тепла, учитываемое значением a 3 от, а следовательно, и величиной Q от.

Расход тепла на вентиляцию производственных помещений возрастает также прямолинейно с понижением температуры наружного воздуха.

Бытовая тепловая нагрузка определяется расходом тепла на прачечные, фабрики-кухни, бани, мытье посуды, ванны и души. На графике рис. 1-3 зависимости отопительной (в широком смысле слова) нагрузки от температуры наружного воздуха бытовая тепловая нагрузка принимается постоянной величиной. В крупных городах бытовая нагрузка приобретает все большее значение и может достичь 15- 30% максимальной отопительной нагрузки.

Для района г. Москвы длительность стояния температур наружного воздуха -25°С и ниже составляет в среднем всего около 50 ч/год (табл.1-1).

Для снижения капитальных затрат в системы отопления низшую расчетную температуру наружного воздуха для отопительных систем принимают выше фактически возможной низшей температуры воздуха в зимнее время. Так, для района г. Москвы низшая расчетная температура (средняя наиболее холодной пятидневки) принята для отопления - 25°С, расчетная зимняя для вентиляции - 14,0°С при фактически возможной -35°С и даже ниже; для других характерных районов России эти температуры, °С, таковы:

Если известны зависимости расхода тепла от температуры наружного воздуха (рис. 1-3, слева) и годовой продолжительности стояния температур наружного воздуха, то можно построить график годовой продолжительности отопительно-вентиляционной и бытовой нагрузки (рис. 1-3, справа). Отопительно-вентиляционная нагрузка отключается при температуре наружного воздуха 8-10°С, что соответствует продолжительности отопительного сезона (в условиях г. Москвы) около 5000 ч/год при общей продолжительности года (невисокосного) 8760 ч.

Суммарная нагрузка при наличии бытовой является круглогодовой.

Площадь под кривой годовой продолжительности тепловых нагрузок определяет годовой отпуск тепла, Гдж/год:

(1-9)

где Q от - переменный часовой отпуск тепла;
и
- среднегодовое и максимальное его значения, ГДж/ч; Т год =8760 ч/год-число часов в году; Т м от - число часов использования максимума тепловой нагрузки (условная продолжительность максимальной отопительной нагрузки при данном годовом отпуске тепла), определяемое из соотношения (1-9), ч/год.

Графики годовой продолжительности различны для различных районов страны

Таблица 1-2

Таблица 1-3

* Приведены средние значения.

(см рис.1-3); соответствующие значения продолжительности отопительного сезона Т от и использования максимума отопительной нагрузки Т м от в различные городах и районах страны приведены и табл.1-2 и 1-3.

В табл.1-3 приведены также примерные значения удельных расходов тепла на отопление и вентиляцию и на бытовые нужды (горячее водоснабжение) на одного жителя.