ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

РАСХОД ТОПЛИВА ПРИ РАЗДЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛА

Расход топлива при раздельном методе состоит из суммы двух слагаемых: расхода топлива на выработку электрической энергии на КЭС — Вк$с и расхода топлива на выработку тепла в котельной — Вкот (рис. 13.2):

В р = в^ эс + вкот. Расходы топлива на КЭС и котельной составляют:

Где Ькэс и Ькот — удельные расходы топлива на выработку электрической энергии на КЭС и тепла в котельной; Э и Q тепла от котельной.

Величина bкэс относится к основным энергетическим показате­лям КЭС и зависит от характеристик тепловой схемы и оборудова­ния станции: наличия и степени регенеративного подогрева конденса­та и питательной воды и промежуточного подогрева пара, потерь энер­гии, тепла и рабочих тел в трубопроводах и аппаратах станции, рас­ходов на собственные нужды и др.

Величина Ькэс находится по формуле

_ ?кэс _ 1

Кэс~ QS = ifocQS '

Где (2д —теплота сгорания единицы натурального или условного топлива, кДж/кг; *?кэс —удельный расход тепла топлива; г)^Эс =3/Qгопл — фактический КПД станции (нетто) [здесь Э — тепловой эквивалент отпускаемой электроэнергии; С^тоил— тепло сожженного топлива].

При значении rj кэс = 0,37 для условного топлива (Qh^= = 29 310 кДж/кг = 7000 ккал/кг) получаем Ькэс =0,085 г/кДж [332 г/(кВт-ч)], что является средней величиной для современных КЭС.

Для проектируемых КЭС определение величины &кэс (или дкэс» ^кэс) производится при расчете тепловой схемы станции и представ­ляет собой довольно сложную задачу, требующую точного учета всех имеющихся потерь.

Для представленных на рис. 13.2 простейших схем значения &кэс могут быть получены следующим образом.

КЗ С Котельная

Рис. 13.3. Процесс расширения пара в турбине

Расход пара на турбину для выработки 1 кДж электроэнергии из условия энергетического баланса составляет:

(1н 1к) Лэм Яд Лэм (1н—1кА) "Чог Лэм Яад Лэм

Где Яд = ;н—ік и Яад = ін——теплопадение пара в турбине, кДж/кг, соответст­венно в действительном и адиабатном процессах (рис 13 3), 2н— энтальпия пара па входе в турбину, кДж/кг, th и it — энтальпия пара на выходе из турбины при дей­ствительном и адиабатном процессах, кДж/кг, г)ог— Яд/Яад—относительный внутрен ний КПД турбины, учитывающий потери энергии пара в процессе расширения (от тре ния, вихрей, дросселирования и т п), г)эм — электромеханический КПД турбины и ге­нератора, учитывающий механические потери в подшипниках, электрические в генера торе и потери от утечек рабочего тела, у современных турбин КЭС г]ог = 0,86—0,88, г)эм = 0,98—0,985, с/кэс«0,8 r/кДж [3 кг/(кВт ч)]

Количество тепла, затраченное на выработку 1 кДж электроэнер­гии с учетом потери в конденсаторе, равно

Яэл = d (ін — tj = —-------------------- —--------------- =-------------------- ,

(tH— tK ) % * Т)эм % Т)о г Т)эм

_ j [аД

Где ^к — энтальпия конденсата после конденсатора, кДж/кг, ]t= ----------- —— іхрмьче

Гн ^к

Скии КПД цикла КЭС, учитывающий потери тепла с охлаждающей водой в конденса­торе и составляющий 0,45—0,5

Удельный расход тепла топлива в парогенераторе1

9эл

<?КЭС — кэс > Чк

Где г, КЭС—КПД парогенераторов (котлов), учитывающий потери тепла с уходя щими газами, неполнотой сгорания топлива, теплоотдачей от нагретой поверхности и составляющий 0,9—0,94.

Удельный расход топлива.

<?кэс 1 1

От.

КЭС~ QS ~ Л/ Ло1 Г)эм T)J3C QP •

При условном топливе с Qh =29,31 кДж/г и значениях КПД г|г = 0,5, г)ог = 0,87, Т1ЭМ = 0,Э8 и т]*30 =0,92

0,С342

6кэс ~Г _ „КЭС ~ 0,1871 г/кДж [314 г/кВт ч]

% Лоt Чэм Лк

Кроме отмеченных основных потерь в цикле станции имеются по­тери тепла, пара и воды в подающих трубопроводах и различных аппаратах тепловой схемы, которые учитываются КПД теплового по­тока г)тп, примерно составляющим 0,96—0,98

Произведение перечисленных КПД представляет собой КПД КЭС по вырабатываемой электрической энергии (брутто):

*1к:эс = % Ло/ ЛкЭС лт п-

Фактический КПД КЭС по отпускаемой электрической энергии (нетто) будет равен:

Лкэс=г)кэс (1-ес н) (1-<7с Л

Где ес н и qc н — соответственно доля расходов электроэнергии и тепла на собственные нужды станции

При регенеративном подогреве паром из отборов турбины конден­сата и питательной воды от температуры tK (на выходе из конденса­тора) до температуры /пв (на входе в парогенератор) часть электро­энергии вырабатывается комбинированным методом на внутреннем тепловом потреблении, так как тепло отбираемого на регенерацию
пара полностью используется, в результате чего снижается расход топлива в парогенераторе.

Точное определение показателей при регенеративном подогреве производится при детальном расчете тепловой схемы станции. Для предварительных расчетов пользуются выражениями, полученными по методу проф. Е. Я - Соколова.

Относительная выработка электроэнергии на внутреннем тепловом потреблении (рис. 13.4) составит

Нг

— tr

Где Эр и Эк — количество электроэнергии, вырабатываемой на паре регенеративных отборов турбины и по конденсационному циклу; Нр и Ян — адиабатные теплоперепа - ды от состояния пара на входе в турбину до давления в условном регенеративном от­боре и до давления в конденсаторе; tp — энтальпия пара в условном регенеративном отборе, определяемая по температуре tp= (tn. B--tK)/2; 7П. В и tK— энтальпия питатель­ной воды на входе в парогенератор и конденсата после конденсатора.

Средний КПД станции по вырабатываемой электроэнергии (брут­

То

Кэс

Ср Лэм Лк Лтп Л* к»

Где — внутренний абсолютный КПД конденсационной выработки на КЭС с уче­том регенерации, определяемый по формуле

Л/ к

Где г)гк — внутренний абсолютный КПД конденсационной выработки на КЭС без учета регенерации, определяемый по формуле

Нк Ли

T и

Удельный расход топлива на выработку тепла в котельной опреде­ляется из соотношения

^ког QH —

Где г)"от = (Зотп/фтопл — фактический КПД котельной по отпускаемому теплу (нетто) [здесь Qoth — количество отпускаемого тепла; (Згопл—тепло сожженного топлива].

Значения Т)кот) с учетом всех потерь - в котельной, можно найти по выражению:

" =лГлт. п(1 - о (1-0.

Л,

Кот

Где Л к

КПД котлов котельной, учитывающий потери тепла с уходящими газами, неполнотой сгорания топлива, теплоотдачей от нагретой поверхности и др.; г]т п — КПД теплового потока, учитывающий потери в трубопроводах и различных аппаратах

Кот кот

Котельной; ес н и н ■—соответственно доля расходов электроэнергии и тепла на собственные нужды котельной.

При сравнении раздельного метода с комбинированным в ряде слу­чаев следует учитывать также разницу в потерях электрической и теп­ловой энергии на передачу их к местам по - v требления, так как КЭС, ТЭЦ и котельные располагаются на различном расстоянии от потребителей и имеют разные мощности.

Рис 13.4. Условная схема регенеративного подогрева конденсата

К — котел, Т — турбина; РП — регенеративный подогреватель

При приведении к сопоставимым условиям расходы топЛива со­ставят:

TOC o "1-3" h z ^тэц „ТЭЦ

Чэ с 1т с

SK3C = ^кэс & „КЭС ' SKOT = ЬЛОт Q кот > Чэ. с 'т. с

Где tiff и — КПД электрических сетей от КЭС и ТЭЦ; г) и —

КПД тепловых сетей от ТЭЦ и котельных.