Специфика предприятий с комбинированным отпуском энергии

Энергосбережение на ТЭЦ.

Энергосбережение при производстве и распределении тепловой энергии.

Лекция 8.

Тепловая энергия вырабатывается объектами четырех видов:

1) На ТЭЦ, предназначенных для комбинированного производства электрической и тепловой энегии.

2) На районных котельных (РК), предназначенных для производства горячей воды для отопления и горячего водоснабжения для централизованного обеспечения коммунально–бытового сектора и промышленных предприятий.

3) На промышленных котельных, входящих в состав предприятий.

4) На отдельных энергетических установках непосредственно на предприятиях, в жилых зданиях и т.п..

В первых двух случаях говорят о централизованном производстве тепловой энергии. Распределяется тепловая энергия по тепловым сетям. От промышленных котельных к производственным объектам также проложены тепловые сети, но меньшей протяженности. При централизованном производстве тепловой энергии эксплуатация и ремонт тепловых сетей также проводятся централизованно, находятся в ведении ТЭЦ (РК) или городских коммунальных служб. Тепловые сети предприятия находятся целиком в его ведении.

Применение централизованного теплоснабжения целесообразно в следующих случаях:

1) В местах компактного проживания людей.

2) При наличии вблизи населенного пункта тепловой электрической станции, способной часть своей нагрузки вырабатывать в виде тепловой энергии.

3) При наличии уже построенных тепловых сетей, находящихся в хорошем состоянии.

Применение централизованного теплоснабжения нецелесообразно, если:

1) Имеется малое количество потребителей тепла (малый населенный пункт).

2) Имеется очень много потребителей тепла на большой территории (крупный город). Одна ТЭЦ или РК не в состоянии удовлетворить потребности всех потребителей.

3) При большой протяженности теплотрасс.

4) В случае необходимости реконструкции и модернизации ветхих ТЭЦ и теплотрасс, связанной с большими вложениями денег, выгоднее провести децентрализацию теплоснабжения.

Приборы учета тепловой энергии.

– теплосчетчики;

– тепловычислители;

– водосчетчики;

– счетчики пара;

– cчетчики времени.

1) Различают два вида к.п.д. – по производству и отпуску электрической энергии и по производству и отпуску тепловой энергии:

η_С^Э = 3600 N_Э / Q_С^Э;

η_ТУ^Э = 3600 N_Э / Q_ТУ^Э;

η_С^Т = Q_Т^О / Q_С^Т;

η_ТУ^Т = Q_Т^О / Q_ТУ^Т.

Здесь индекс ТУ означает турбоустановку, индекс С – станцию, Э – электроэнергия, Т – тепло.

N_Э – электрическая мощность станции (установленная);

Q_С^Э – тепло, затраченное станцией на производство электрической энергии;

Q_ТУ^Э – тепло, затраченное турбоустановкой на производство электроэнергии;

Q_С^Т – тепло, затраченное станцией на выработку тепла для внешнего потребителя;

Q_ТУ^Т = Q_Т – тепло, затраченное турбоустановкой на выработку тепла для внешнего потребителя;

Q_Т^О – тепло, отпущенное внешнему потребителю.

2) Различают два вида расходов топлива и теплоты – на производство тепловой и электрической энергии.

Q_C = Q_С^Э + Q_С^Т

Q_ТУ = Q_ТУ^Э + Q_ТУ^Т

Общее уравнение теплового баланса теплофикационной турбоустановки

Q_ТУ = 3600 N_i + Q_Т + Q_К, где

N_i – используемая электрическая мощность;

Q_Т – энергия, затраченная на выработку тепла для внешнего потребителя;

Q_К – тепло, сброшенное в конденсатор.

В России принят физический метод распределения теплоты между электрической и тепловой энергией. На теплового потребителя относят действительное количество теплоты, затрачиваемой на него, а на электрическую энергию – остальное количество теплоты:

Q_ТУ^Т = Q_Т

Q_ТУ^Э = Q_ТУ – Q_Т = 3600 N_i + Q_К

С учетом этого к.п.д. ТЭЦ запишутся в виде:

η_С^Э = η_ТУ^Э η_ТР η_ПК;

η_С^Т = η_Т η_ТР η_ПК,

где η_ТР – к.п.д. транспорта тепла, η_ПК – к.п.д. парового котла.

3) Расход пара на турбину, работающую в теплофикационном режиме, увеличивается по сравнению с конденсационным режимом, с учетом отпуска пара потребителю. При этом сброс пара в конденсатор уменьшается.

Вводится коэффициент недовыработки мощности паром отбора:

y_T = (h_T – h_K) / (h₀ – h_K), где

h₀ – энтальпия свежего пара,

h_К – энтальпия пара, сбрасываемого в конденсатор,

h_Т – энтальпия пара в теплофикационном отборе.

Тогда D₀ = D_0(К) + y_T D_Т,

где D₀ – общий расход пара в теплофикационном режиме,

D_0(К) – расход пара в конденсационном режиме,

D_Т – расход пара на внешнего потребителя.

D_0(К) = = 3600 N_Э / (Н_К_i η), где

Н_К_i – располагаемый теплоперепад,

η – к.п.д., учитывающий различные виды потерь.

С другой стороны, D₀ = D_Т + D_К, где D_К – пропуск пара в конденсатор турбины. Тогда D_К = D_0(К) + (1–y_Т) D_Т, т.е. при том же объеме выработки электроэнергии количество пара, сбрасываемое в конденсатор в теплофикационном режиме меньше, чем в конденсационном, с учетом того, что пар, отпускаемый потребителю, предварительно проходит несколько ступеней турбины, остывает и участвует в выработке электроэнергии.

4) К.п.д. по производству электроэнергии в теплофикационном режиме выше, чем в конденсационном.

, где