11.3.5 Коэффициент теплофикации. Выбор основного оборудованиЯ тэц

Обеспечение тепловых нагрузок от ТЭЦ, 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:

a_ТЭЦ = Q_отб/Q_ТЭЦ , (11.48)

где Q_отб - расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин; Q_ТЭЦ - расчетная тепловая нагрузка ТЭЦ.

На рис. 11.9 представлены суммарный годовой график нагрузок отопления и горячего водоснабжения и расчетные тепловые нагрузки Q_отб и Q_ТЭЦ при a_ТЭЦ = 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¸18 %).

При неизменной величине присоединенной к ТЭЦ расчетной тепловой нагрузки Q_ТЭЦ и одинаковых типах и параметрах теплофикационных турбин повышение a_ТЭЦ приводит к увеличению установленной мощности ТЭЦ, так как возрастает требуемый расход пара из отборов. При этом одновременно увеличиваются выработка электроэнергии на тепловом потреблении Э_т - вследствие роста Q_отб и выработка электроэнергии по конденсационному циклу Э_т.к - вследствие снижения степени загрузки турбин по теплофикационному циклу в годовом разрезе. Степень загрузки определяется коэффициентом использования тепловой мощности турбин, который при a_ТЭЦ = 0,5 (см. рис. 11.9) составляет:

z = .

Чем больше a_ТЭЦ , тем меньше z, то есть 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 Э_т возрастает экономия топлива, а при увеличении Э_т.к она снижается, то есть при наличии определенных (оптимальных) значений a_ТЭЦ можно получить максимальную экономию топлива и минимальные приведенные затраты на ТЭЦ.

Определение оптимальных значений (a_ТЭЦ)_опт производится технико-экономическими расчетами, в которых, кроме того, учитываются типы и число теплофикационных турбин, показатели пикового источника тепла, показатели замещаемых установок (КЭС и котельной), характер годового графика тепловой нагрузки, стоимость топлива.

Для современных теплофикационных турбин при годовом графике жилищно-коммунальных нагрузок диапазон оптимальных значений (a_ТЭЦ)_опт по энергетическим показателям (расходам топлива) лежит а пределах 0,5 - 0,7. По экономическим показателям (приведенным затратам) оптимальные значения (a_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 (a_ТЭЦ)_опт больше указанных, но практически всегда меньше единицы.

Рис. 11.9. Суммарный годовой график нагрузок отопления и горячего водоснабжения

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 (a_ТЭЦ)_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 (a_ТЭЦ)_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 приводят летом при минимальных электрических и тепловых нагрузках.