ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ВЫРАБОТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛА

Экономия топлива, получаемая при комбинированной выработке электрической энергии и тепла на ТЭЦ, по сравнению с раздельной вы­работкой таких же количеств электрической энергии на КЭС и тепла в котельной определяется по выражению:

Л Вш = эс - f- £кот) — Ятэц — (5КЭС Вкот) — (В9Т + +

Где АВЭ — разница в расходах условного топлива на КЭС и ТЭЦ при выработке оди­накового количества электрической энергии; ЛВТ — разница в расходах условного топ­лива в котельной и на ТЭЦ при отпуске одинакового количества тепла.

При выработке на ТЭЦ только электрической энергии комбиниро­ванным методом на внешнем тепловом потреблении и ориентировочных расчетах абсолютная величина экономии топлива определяется по фор­муле:

Л Вэк = Э (Ькэс-ф+Q (&кот-ьтт), (13.13)

А экономия топлива на единицу отпускаемого внешним потребителям тепла—(по формуле

Д бэк = = Эч (6КЭС - Ь%) + (&кот - Ь1) = Д 6Э + Д 6Т1 (13.14)

Где 9i — 3lQ — удельная выработка электроэнергии на внешнем тепловом потребле­нии; эс и ^кот — удельный расход условного топлива на выработку электрической

Энергии на КЭС и тепла в котельной, Ъ^ и Ьтт—удельный расход условного топли­ва на выработку электрической энергии и тепла на ТЭЦ; ДЬэ и Д6Т — удельная эконо­мия топлива на выработку электрической энергии и тепла на ТЭЦ.

Основная часть экономии топлива получается в результате комбини­рованной выработки электрической энергии на ТЭЦ [первое слагаемое в формулах (13.13) и (13.14)], так как значения Ъкэс примерно в 2 ра­за больше значений bт (см. § 65). Экономия топлива, получаемая при выработке тепла на ТЭЦ (второе слагаемое), представляет значитель­ную величину только при сравнении с небольшими местными котельны­ми, в которых КПД ниже, чем котлов ТЭЦ. При сравнении же с современными крупными районными котельными, КПД которых при­мерно такой же, как и котельных ТЭЦ, второе слагаемое мало и им обычно пренебрегают.

Если принять для примера 3Т=Ю,4; &кэс =0,0871 г/кДж; 6^=01,0395 г/кДж, то экономия условного топлива за счет комбинированной выработки электроэнергии составит Д6Э = 0,4 (0,0871—0,0395) «0,02 г/кДж.

Экономия топлива при выработке тепла на ТЭЦ при 0,0387 г/кДж и КПД районных котельных г]"от =0,8 составит Д6Т = 0,004 г/кДж.

При выработке электрической энергии на ТЭЦ одновременно по теп­лофикационному и конденсационному циклам разница в расходах ус­ловного топлива на КЭС и ТЭЦ определяется по формуле

Д Вэ = Эт (Ькэс-Ьэт)-Эт к (Ч. к-бкэс), (13.15)

Где Эт и Эт к — количество электрической энергии, вырабатываемой на ТЭЦ по тепло­фикационному и конденсационному циклам; & ® и 6|к— удельные расходы топлива на производство электрической энергии на ТЭЦ по теплофикационному и конденсацион­ному циклам; —удельный расход топлива на производство электрической энер­гии на КЭС.

Экономия топлива получается на ТЭЦ при работе по теплофика­ционному циклу, т. е. благодаря комбинированной выработке элект­роэнергии на внешнем тепловом потреблении [первый член формулы (13.15)]. При производстве части электрической энергии по конден­сационному циклу будет перерасход топлива на ТЭЦ, так как b к всегда больше b кэс [второй член формулы (13.15)].

Из уравнения (13.15) видно, что экономия топлива зависит ог показателей ТЭЦ и замещаемой КЭС. Величина ее будет тем боль­ше, чем больше выработка электроэнергии по теплофикационному циклу Эт и меньше выработка по конденсационному циклу Зт к и чем ниже удельные расходы топлива на выработку электрической энергии на ТЭЦ по теплофикационному bl и конденсационному 6? к циклам.

К увеличению Эт и снижению bl и b к ведет повышение на­чальных параметров пара перед турбиной, увеличение единичных мощностей, совершенствование конструкции проточной части турбин, применение промышленных перегревов и регенерации. Кроме того, увеличение Эт й уменьшение Ьт происходит при снижении пара­метров отборов пара и применении многоступенчатого подогрева се­тевой воды, а уменьшение Ь*.к—при снижении давления пара в конденсаторах.

Значения Зт. к зависят от установленной мощности, т. е. коэффи­циента теплофикации а тэц и типа турбин ТЭЦ.

§ 67. КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОФИКАЦИИ. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ

Обеспечение тепловых нагрузок от ТЭЦ, как указывалось в гла­ве 12, производится в настоящее время из отборов турбин и допол­нительно от пиковых котлов. Доля расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ, покрываемая из отборов турбин, называется коэффициентом теплофикации ТЭЦ:

Атэц ~ Фотб/Фтэц'

.где Qot б — расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин; Q-гэц — расчетная тепловая нагрузка ТЭЦ.

На рис. 13.6. представлены суммарный годовой график нагрузок отопления >и горячего водоснабжения и расчетные тепловые нагрузки Qot6 и Qt3u при атэц =0,5. Расчетная тепловая нагрузка ТЭЦ. равная 100%, наблюдается при расчетной для отопления температу­ре наружного воздуха. Суммарный годовой расход тепла измеряется площадью 1 — 2 — 3— 4 — 5 — 6—1, а расходы тепла, покрываемые из отборов турбин и от пиковых котлов, — соответственно площадя­ми 1 — 7 — 8 — 3 — 4 — 5 — 6 — 1 и 7 — 2 — 8 — 7. Как видно из ри­сунка, основная базисная часть годового расхода тепла покрывается из отборов турбин и только небольшая пиковая часть — непосредст­венно от котлов (обычно не более 15-М8э/с1).

Коэффициент теплофикации атэц является важнейшим технико - экономическим параметром ТЭЦ, так как от его величины зависит установленная мощность теплофикационных турбин и экономия топ­лива, получаемая на ТЭЦ.

При неизменной величине присоединенной к ТЭЦ расчетной тепловой нагрузки (?тэц и одинаковых типах и параметрах теплофика­ционных турбин повышение атэц приводит к увеличению установленной мощности ТЭЦ, так как возрастает требуемый расход пара из отборов. При этом одновременно увеличиваются выработка элект­роэнергии на тепловом потреблении Эт — ВСЛеДСТВИе роста Qot6 и выработка электроэнергии по конденсационному циклу v9T. K — вслед­ствие снижения степени загрузки турбин по теплофикационному цик­лу в годовом разрезе. Степень загрузки определяется коэффициен­том использования тепловой мощности турбин, который при атэц = — 0,5 (см. рис. 13.6) составляет:

Площадь 1 - -7 — 8 — 3 — 4 — 5 — 6 — 1

Z = ———-----------------------------------------------------

Площадь 1 — 7 — 9 — 6 — 1

Чем больше атэц, тем меньше z, т. е. степень загрузки турбин по теплофикационному циклу.

При увеличении установленной мощности ТЭЦ растет разность капиталовложений между ТЭЦ и замещаемой КЭС из-за более высо­кой удельной стоимости ТЭЦ и снижаются капиталовложения в пи­ковый источник тепла из-за уменьшения его мощности. Кроме того, при увеличении возрастает экономия топлива, а при увеличении Зт. к она снижается, т. е. при наличии определенных (оптимальных) значений атэц можно получить максимальную экономию топлива и мини­мальные приведенные затраты на ТЭЦ.

Определение оптимальных значений (а тэц)опт производится технико-экономическими расчетами, в которых, кроме того, учитыва-

Рис. 13.6. Суммарный годовой график на - юд грузок отопления и горячего водоснабжения ^

Ются типы и число теплофикацион - ных турбин, показатели пикового § w источника тепла, показатели заме - §

Пп

Щаемых установок (КЭС и котель - § ной)', характер годового графика ^ о тепловой нагрузки, стоимость топ­лива.

Для современных теплофикационных турбин при годовом графике жилищно-коммунальных нагрузок диапазон оптимальных значений (а тэц) опт по энергетическим показателям (расходам топлива) ле­жит в пределах 0,5—0,7. По экономическим показателям (приведен­ным затратам) оптимальные значения (<%тэц)

Опт получаются ниже,

Чем оптимальные значения по расходам топлива, примерно 0,45—0,55, так как удельная стоимость ТЭЦ больше, чем КЭС.

Годовой график производственных тепловых нагрузок обычно равномернее графика жилищно-коммунальных нагрузок. Поэтому для них оптимальные (атэц )опт больше указанных, но практически всегда меньше единицы.

Выбор основного оборудования ТЭЦ производится в соответствии с утвержденными «Нормами технологического проектирования тепло­вых электростанций». В основу выбора кладутся расчетные величины электрических и тепловых нагрузок присоединенных объектов и ха­рактер связи ТЭЦ с энергосистемой.

В изолированных ТЭЦ, не имеющих связи с энергосистемой, сум­марная установленная мощность парогенераторов, турбогенераторов и пиковых котлов выбирается из условия обеспечения совмещенных максимумов электрической и тепловой нагрузок. Эта мощность определяется экономически целесообразными радиусами электро - и теплоснабжения с помощью технико-экономических расчетов. При этом может оказаться необходимой выработка части электрической энергии конденсационным способом в большей степени, чем это соответствует значениям (атэц)опт, или установка отдельных конденсационных турбин.'

На ТЭЦ, связанной с энергосистемой, выбор основного оборудо­вания производится обычно только по суммарной тепловой нагрузке в соответствии с оптимальными значениями коэффициента теплофи­кации (атэц)опт - Избытки или недостатки электроэнергии передают или получают из энергосистемы.

Тепло обычно не может быть подано со стороны, поэтому во всех случаях тип и число парогенераторов и пиковых котлов выбирают по максимальной расчетной тепловой нагрузке и с условием, чтобы при выходе из строя одного парогенератора или пикового котла остальные могли обеспечить максимальный отпуск тепла на техноло­гические цели и жилищно-коммунальную нагрузку, соответствующую средней температуре воздуха за самый холодный месяц.

Плановые ремонты основного оборудования обычно проводят ле­том при минимальных электрических и тепловых нагрузках.

І