Теоретические основы экономии топлива на ТЭЦ

Рассмотрим цикл идеальной ПТУ по циклу Ренкина.

Рисунок 3.1. Цикл Ренкина для турбины с противодавлением и конденсацией.

При выработке турбиной только механической энергии, т.е. пар расширяется до давления в конденсаторе т.8. Преобразованная в механическую энергию теплота – пл. 2-4-5-6-8-2. Теплота, отданная в окружающую среду – пл. 1-2-8-9-1.

Для возможности осуществления комбинированного отпуска энергии теплота должна отпускаться потребителю при температуре больше температуры окружающей среды, например, Т3. Соответственно должно быть повышено давление пара на выхлопе турбины. Из-за повышения давления пара, отводимого из турбины, снижается удельная выработка механической энергии lм (1 кг пара) – пл. 3-4-5-6-7-3. Но зато теплота отработавшего пара 10-3-7-9-10, не теряется в окружающую среду, а используется для потребителей.

Экономия топлива при комбинированной выработке по сравнению с раздельным производством (при одинаковом производстве э/э и теплоты в обоих вариантах) определяется следующим выражением:

, (4.1)

где - расход топлива на ТЭС, вырабатывающей только э/э; - расход топлива котельными при раздельной выработке э/э и теплоты; - полный расход топлива (ТЭЦ + пиковые котлы).

Формула (4.1) справедлива для любых вариантов (ТЭЦ любого типа): паротурбинные, парогазовые, газовые, атомные и др. и является исходной для построения любых методов расчёта экономии топлива.

Расход топлива на ТЭС в случае комбинированного процесса будет больше, чем при чисто конденсационном режиме, т.к. в первом случае в электроэнергию переходит меньшая доля теплоты (1кг пара). Поэтому пл. 3-4-5-6-7-3 < пл. 2-4-5-6-8-2, однако это увеличение расхода топлива на ТЭЦ (ΔВТЭЦ) благодаря комбинированному процессу меньше исключенного расхода топлива отдельной котельной:

< . (4.2)

В случае раздельной схемы для выработки такого же количества э/э , как на ТЭЦ, потребуется расход теплоты топлива

, (4.3)

где - количество электроэнергии, выработанной на ТЭЦ комбинированным способом ( измеряется пл. 3-4-5-6-7-3). Считаем, что вся механическая энергия преобразуется в электроэнергию.

- термический к.п.д. идеального цикла КЭС.

Если при выработке электроэнергии ТЭЦ отпускает внешним потребителям теплоту (пл. 10-3-7-9-10), то расход теплоты топлива в идеальной котельной (к.п.д.=1) равен .

Суммарный расход теплоты топлива на ТЭЦ ( ), равный площади 10-3-4-5-6-9-10, умноженной на расход пара, составит

. (4.4)

Подставляя найденные значения в формулу (3.1), получим:

. (4.5)

Удельная экономия на единицу отпущенной теплоты

, (4.6)

где - удельная выработка э/э на тепловом потреблении в идеальном процессе.

Видно, что в идеальной установке удельная экономия топлива прямо пропорциональна удельной выработке э/э на тепловом потреблении . При этом она тем больше, чем меньше термический к.п.д. замещаемой установки, работающей по чисто силовому режиму. Из формул (4.1) и (4.6) следует , что экономия топлива на ТЭЦ в принципе не может быть определена показаниями только самой ТЭЦ, а определяется также показателями замещаемых источников электроэнергии.

Формула (3.6) относится к идеальной установке. Для реальных ТЭЦ нужно учесть ряд факторов. Однако для идеальной и реальной установок главными часто доминирующим фактором, определяющим экономию топлива, является удельная выработка э/э на тепловом потреблении . Своё влияние оказывает и изменение параметров пара. Так при повышенных начальных давлениях пара (13 – 24 МПа) и при пониженных давлениях в отборах (0,07 – 0,2 МПа) начальный перегрев пара даёт увеличение удельной выработки на внешнем тепловом потреблении , а, следовательно, и .

При пониженных начальных давлениях пара и повышенных давлениях в отборах перегрев пара снижает эффективность комбинированной выработки.

<3 4 567 8 9 >

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 2388;