Пример расчета показателей энергоэффективности


 

Требуется сравнить эффективность отопительной котельной, конденсационной ТЭС и теплофикационной ТЭЦ, используя коэффициент энергоэффективности, при одинаковых расходах топлива во всех источниках энергоснабжения.

Исходные данные:

1. Расход топлива 1,0 кг/с.

2. Теплотворная способность топлива 33500 кДж/кг.

3. Тариф на тепловую энергию 900 руб./Гкал.

4. Тариф на электрическую энергию 3,0 руб./кВт·ч.

Будем считать, что себестоимость тепловой и электрической энергии во всех рассматриваемых источниках будет одинаковой (эти величины приняты по данным аналогичных источников энергоснабжения).

5. Себестоимость электрической энергии 0,5 руб./кВт·ч.

6. Себестоимость тепловой энергии 600 руб./Гкал.

Решение:

1. Энергоэффективность автономной отопительной котельной.

Тепловая энергия, отпускаемая из котельной, может быть определена из уравнения теплового баланса котла (примем КПД котла 0,9):

кВт.

Коэффициент энергоценности тепловой энергии:

.

Показатель энергоэффективности отопительной котельной без учета электропотребления на собственные нужды определим по уравнению (9.10):

.

2. Энергоэффективность источника энергоснабжения, вырабатывающего только электрическую энергию (ТЭС).

При принятых значениях тарифов на электроэнергию и ее себестоимости коэффициент энергоценности электрической энергии составит:

.

Определим, какое количество электрической энергии может быть выработано при заданном расходе топлива.

Примем удельный расход топлива г/кВт·ч;

кВт.

Показатель энергоэффективности ТЭС без учета электропотребления на собственные нужды определим по уравнению (9.11):

.

3. Энергоэффективность источника энергоснабжения, вырабатывающего одновременно тепловую и электрическую энергию (ТЭЦ).

Условно задаем такой режим работы ТЭЦ, при котором 50 % расхода топлива тратится на выработку электрической энергии и 50 % на выработку тепловой энергии.

При сохранении удельного расхода топлива г/кВт·ч, вырабатывае-

мое количество электроэнергии составит

кВт.

Количество тепловой энергии, отпускаемой от ТЭЦ при принятом КПД котла, составит

кВт.

Показатель энергоэффективности ТЭЦ без учета электропотребления на собственные нужды определим по уравнению (9.12):

.

Сравнение полученных показателей энергоэффективности различных источников энергоснабжения показывает, что производство только тепловой энергии в отопительной котельной является самой невыгодной. При этом показатель энергоэффективности котельной равен 1,35.

Выработка электрической энергии в источнике энергоснабжения (ТЭС) является самым эффективным способом использования теплоты сжигаемого топлива. При этом показатель энергоэффективности источника энергоснабжения возрастает до 2,58, т.е. увеличивается почти в 2 раза.

Показатель энергоэффективности при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии занимает промежуточное значение и зависит от доли вырабатываемой электрической энергии, причем с ее возрастанием он увеличивается, достигая своего максимума при минимальной выработке тепловой энергии.

4. Вызывает интерес сравнение коэффициентов использования теплоты сжигаемого топлива с показателями энергоэффективности рассматриваемых источников энергоснабжения. Расчет этих показателей произведем по уравнениям (9.1- 9.3).

;

;

.

На рис.9.1 представлены зависимости коэффициентов использования теплоты и показателей энергоэффективности от выработки электрической энергии.

Анализ полученных кривых подтверждает сделанный ранее вывод о том, что сравнивать различные источники энергоснабжения, применяя величины нельзя, так как с ростом доли вырабатываемой электрической энергии (наиболее ценного вида энергии) величина снижается.

 

Рис.9.1. Зависимости , от количества вырабатываемой электрической энергии

 

В то же время зависимости и указывают на его рост с увеличением доли выработки электрической энергии.

Расчет показателя энергоэффективности по уравнению (9.7) подтверждает вывод о целесообразности преобразования котельных в мини-ТЭЦ для выработки электрической энергии собственных нужд.

Это следует из того, что коэффициент энергоценности электрической энергии , умноженный на мощность электропотребляющих установок собственных нужд, входящих в знаменатель указанного уравнения, в значительной мере снижает энергоэффективность котельной.

Если принять потребность в электроэнергии на собственные нужды кВт, то показатель энергоэффективности котельной составит .

Таким образом, электропотребление на собственные нужды снижает показатель энергоэффективности с 1,35 до 1,16, т.е. на 14 %. Поэтому установка в котельной турбогенератора или газопоршневого двигателя для производства электрической энергии на собственные нужды повышает энергоэффективность источника на те же 14 %.

 

Рост показателей энергоэффективности при увеличении выработки электрической энергии в источнике энергоснабжения будет иметь место при значениях > . Из приведенного сопоставления следует, что строительство чисто отопительных котельных крайне не выгодно.

Разделение энергетической системы страны на генерирующие и сетевые компании и принятая законодательная база обязывают сетевые компании принимать излишки электрической энергии от любого источника энергоснабжения. Такое положение создает все необходимые условия для строительства источников энергоснабжения малой мощности на принципах когенерации.



Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 8128;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.