В настоящее время более 90% затрат на тепловой электрической станции (ТЭС) приходится на оплату топлива. Поэтому при расчёте технико-экономических показателей (ТЭП) на перспективу, в условиях неопределённой исходной информации, основное внимание должно уделяться расчёту топливной составляющей себестоимости ТЭС. Для ТЭС с поперечными связями расчёт ТЭР начинается с турбинного цеха. Алгоритм:
1. Прогнозируется электрическая и тепловая (для ТЭЦ) нагрузка на перспективу.
2. По энергетическим характеристикам определяются часовые расходы тепла ТА, которые используются для определения полного расхода тепла ТА за рассматриваемый период времени:
;
где - часовой расход тепла ТА в i -й момент времени; Т – период времени (год), за который производится расчёт ТЭР.
4. Полный расход тепла корректируется нормами-поправками, учитывающими реальные условия эксплуатации:
5.
+
где – норма-поправка в процентах, учитывающая, например, отклонение условий вакуума в конденсаторах в виде:
|
|
);
где - соответственно, условия вакуума, соответствующие расчётным значениям и фактические; - коэффициент пропорциональности.
4.Определяются расходы тепла на пуски ТА:
QП = ;
где - расходтепла на i- й пуск, величина которого зависит от продолжительности останова ТА;
n – количество пусков ТА в течение расчётного периода.
5.Определяется полный расход тепла:
Q пол = QП ;
6.Определяется удельный расход тепла на выработку 1 кВт.ч:
qпол = ;
где - выработка электроэнергии брутто.
7.Определяется коэффициент полезного действия брутто:
Ƞбр Т = ;
где - выработка электроэнергии брутто и полный расход тепла выражаются в одних энергетических единицах измерения.
8.Определяется расход тепла на собственные нужды (СН) ТА:
QСНТ= aT + bQ пол;
где T – время работы ТА за расчётный период; a,b –коэффициенты пропорциональности.
8.Определяется расход электроэнергии на СН ТА:
ЭСНТ= cT + d Эвыр;
где T – время работы ТА за расчётный период; c,d –коэффициенты пропорциональности.
9.Определяется КПД нетто турбинного цеха:
Ƞн Т= ( Эвыр- ЭСНТ)/(Q пол + QСНТ);
Энергетический баланс котельного цеха можно представить в виде:
Qк = Qээ+ Qотп+ ∆Q + Q СН Т + Q СНК ;
где Qк, Qээ, Qотп, ∆Q, Q СН Т, Q СНК – соответственно, выработка тепла котельным цехом, расход тепла на выработку электроэнергии, отпуск тепла потребителям (для ТЭЦ), потери в паропроводах, расходы тепла на СН турбинным и котельным цехами.
Расчёт ТЭП котельного цеха сводится к следующему алгоритму:
1.Тепловая нагрузка распределяется между КА и по энергетическим характеристикам определяются часовые расходы топлива,, которые используются для определения полного расхода топлива за рассматриваемый период времени:
|
|
;
где - часовой расход топлива КА в i -й момент времени; Т – период времени (год), за который производится расчёт ТЭР.
2. Полный расход топлива корректируется нормами-поправками, учитывающими реальные условия эксплуатации:
+
где – норма-поправка в процентах, учитывающая отклонение качества фактического топлива от топлива, используемого при расчёте энергетических характеристик.
3.Определяются расходы тепла на пуски ТА:
BП = ;
где - расходтоплива на i- й пуск, величина которого зависит от продолжительности останова КА; n – количество пусков ТА в течение расчётного периода.
4.Определяется полный расход топлива:
B пол = BП ;
5.Определяется коэффициент полезного действия брутто:
Ƞбр К = ;
где - выработка тепловой энергии брутто и полный расход топлива в котельном цехе; = 7000 ккал/кГ.у.т (29300 кДж/кГ.у.т.) – теплота сгорания условного топлива.
6.Определяется расход тепла на СН КА:
QСНК= ак T + bк Qк;
где T – время работы КА за расчётный период; ак, bк –коэффициенты пропорциональности.
7.Определяется расход электроэнергии на СН ТА:
ЭСНК= cкT + dк Qк;
где T – время работы КА за расчётный период; cк, dк –коэффициенты пропорциональности.
8.Определяется КПД нетто котельного цеха:
ȠнК= ( - QСНК -∆Q – (ЭСНК Ɵ/ Ƞн Т)) /( );
где: Ɵ- тепловой эквивалент 1 кВт. часа электроэнергии.
9.Дополнительно для теплофикационного отделения ТЭЦ определяются тепловой КПД (ȠтТО) и КПД нетто (ȠнТО) теплофикационного отделения:
ȠтТО = Qо / (Qо + ∆ Qпот);
ȠнТО= Qо / (Qо+∆ Qпот + (ЭСНТО Ɵ / Ƞн Т));
где: Qо – отпуск тепла с ТЭЦ; ∆ Qпот – потери тепла в теплофикационном отделении; ЭСНТО – расходы электроэнергии на СН теплофикационного отделения.
Расчёт ТЭП по ТЭС в целом производится в следующей последовательности:
1.Определяеся расход на СН стации в целом:
ЭСН∑= ЭСНТ + ЭСНК + ЭСНЭ + ЭСНТО + ЭСНпр;
где ЭСНТ, ЭСНК, ЭСНЭ, ЭСНТО, ЭСНпр - соответственно, расходы на СН турбинным, котельным и электрическим цехами, теплофикационным отделением и прочие расходы на СН.
2.Определяется расход топлива на отпуск тепла потребителям с ТЭЦ:
Вт = bп Qп + bв Qв;
где bп , bв – удельные расходы топлива на отпуск тепла потребителям с ТЭЦ, соответственно, в паре и горячей воде; Qп, Qв – отпуск тепла потребителям с ТЭЦ, соответственно, в паре и горячей воде.
3.Определяется удельный расход топлива на отпуск тепла потребителям с ТЭЦ:
bт = Вт / Qо;
4.Определяется КПД отпуска тепла потребителям с ТЭЦ:
Ƞт = Qо / (BтQу);
где – теплота сгорания условного топлива.
5.Определяется расход топлива на отпуск электроэнергии:
Вэ = В∑ - Вт;
где В∑ - суммарный расход топлива на ТЭЦ.
6.По физическому методу распределения затрат определяются расходы электроэнергии на СН отпуска тепла и электроэнергии:
ЭСН(Т) = ЭСНК (Вт/ В∑) + ЭСНТО + ЭСНпр;
ЭСН(Э) = ЭСН∑ - ЭСН(Т);
7.Определяется отпуск электроэнергии с ТЭЦ:
Э о = Эв - ЭСН(Т)- ЭСН(Э);
8. Определяется КПД нетто на отпуск электроэнергии:
Ƞн= (Э о Ɵ) / (BтQу);
9.Определяется общий КПД станции (ТЭЦ):
Ƞтэц= (Э о Ɵ +Qо) / (BтQу);
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ЗАДАЧИ
Задача 1.
Рассчитать обобщённую ХОП для двух конденсационных блоков, приведенных по вариантам в таблице 1. ХОП КА приведены в таблице 2. При работе на газомазутном (ГМ) топливе минимальная нагрузка КА принимается равной 50%, при работе на твердом топливе (У - уголь) минимальная нагрузка КА принимается равной 60%. Энергетические характеристики ТА приведены в таблице 3. Потери в паропроводах, при передаче пара от КА к ТА, принимаются равными 3%. Максимальная нагрузка КА и ТА не должна превышать номинальную мощность агрегатов.
|
|
Задача 2.
Требуется найти экономическое распределение часовой электрической мощности между агрегатами условного турбинного цеха (приведенное оборудование блочное) и рассчитать полный часовой расход условного топлива и удельный расход (т.у.т./мВт). Варианты заданий приведены в таблице 1. Минимальная нагрузка ТА по конденсационному циклу принимается равной 3%. Суммарная часовая электрическая нагрузка потребителей принимается равной 90% от суммарной установленной мощности ТА. Отборы тепла теплофикационных ТА загружены на 50%. КПД котельного цеха равен 90%. Теплота сгорания условного топлива – 7000 ккал/кг.у.т.