3. Выбор варианта энергоснабжения промышленно-жилого района

Целью выбора варианта энергоснабжения являются получение основных технико-экономических показателей, включающих расчет капиталовложений в генерирующее оборудование, расчет расхода топлива и топливных затрат на обеспечение выработки электрической и тепловой энергии. Исходными данными для анализа являются величины электрической, и структура отпускаемого потенциала теплоты, по которым выбирается основное оборудование.

3.1 Вариант комбинированного энергоснабжения от тэц

теплота расход нагрузка энергоснабжение

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) предназначена для отпуска потребителям двух видов энергии: электрической и тепловой. В течение года ТЭЦ вырабатывает электрическую энергию по двум циклам. Зимой при отпуске теплоты из отборов турбин выработка электроэнергии турбоагрегатами ТЭЦ осуществляется по теплофикационному циклу без энергетических потерь в холодном источнике. В летний и переходный осенне-весенний период выработка электроэнергии на ТЭЦ осуществляется по конденсационному циклу. Причем экономичность такой выработки всегда ниже, чем на конденсационной электростанции с оборудованием такого же класса. Последнее обусловлено снижением КПД проточной части турбин вследствие их конструктивных особенностей.

Тепловая нагрузка ТЭЦ покрываемая паром вычисляется по формуле (21):

, (21)

– коэффициент теплофикации ( );

– расчетная теплофикационная нагрузка ТЭЦ;

.

Выбор турбоагрегатов.

Выбираемые турбоагрегаты должны соответствовать трем условиям:

– вырабатывать электрическую энергию мощностью =300 МВт;

– покрывать технологическую нагрузку =600 МВт и отпускать пар давления =1,45 МПа;

– покрывать отопительную нагрузку 265,11 МВт.

Для этой цели выбираем по таблице([1], приложение 1) 3 турбоагрегата ПТ-135-130/15:

– электрическая мощность трех турбоагрегатов ПТ-135-130/15 формула (22):

; (22)

– тепловая производственная нагрузка отбора трех турбоагрегатов ПТ-135-130/15 формула (23):

; (23)

– тепловая отопительная нагрузка отбора трех турбоагрегатов ПТ-135-130/15 формула (24):

. (24)

Проверка правильности выбора турбоагрегатов.

Электрическая мощность всех турбоагрегатов:

.

Тепловая производственная нагрузка отборов всех турбоагрегатов:

.

Тепловая отопительная нагрузка отборов всех турбоагрегатов:

.

Все условия выполняются.

Характеристики выбранных турбоагрегатов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Характеристики турбоагрегатов (ПТ-135-130/15).

Характеристики	Турбоагрегат
	ПТ-135-130/15
Завод изготовитель	УТМЗ
Номинальная мощность, МВт	135
Давление свежего пара, кг∙с/см2	130
Температура свежего пара, °С	555
Расход свежего пара, т/ч	760
Давление в регулируемом производственном отборе, кг∙с/см2	15
Номинальная производственная тепловая нагрузка отбора, т/ч	320
Номинальная отопительная тепловая нагрузка отбора, т/ч	210
Давление отработавшего пара, кг∙с/см2	0,035
Относительный внутренний КПД турбины, %	82–85

Выбор котельных агрегатов.

Тип и единичную мощность котельных агрегатов выбираем исходя из параметров максимального расхода свежего пара с запасом 3% перед турбиной (см. таблицу 3.1). Выбор котельных агрегатов производим по таблице ([1], приложение 2). Для каждого турбоагрегата ПТ-135-130/15 выбираем по 2 котельных агрегата Е-420-140 ГМ. Характеристики выбранных котельных агрегатов приведены в таблице 3.2.

Проверка правильности выбора котельных агрегатов.

Максимальный расход свежего пара по формуле (25):

(25)

Давление пара:

Все условия выполняются.

Таблица 3.2. Характеристики котлов (Е-420-140 ГМ).

Характеристики	Котельный агрегат
	Е-420-140 ГМ
Завод изготовитель	ТКЗ
Номинальная производительность, т/ч	420
Давление острого пара на выходе, кг∙с/см2	140
Темпера острого пара на выходе, °С	560
Вид сжигаемого топлива	Газ, мазут
Расчетный КПД брутто, %	93,8/92,2

Выбор пиковых водогрейных котлов.

Выбираемые пиковые водогрейные котлы, которые должны покрывать нагрузку, вычисленную по формуле (26):

. (26)

Исходя из этого (по таблице [1], приложение 3) выбираем 3 пиковых водогрейных котла ПТВМ-100. Характеристики выбранных пиковых водогрейных котлов представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Характеристики пиковых водогрейных котлов.

Характеристики	Вид водогрейного котла
	ПТВМ-100
Теплопроизводительность, МВт, (Гкал/ч)	116(100)
Температура воды, °С на входе на выходе	70/104 150
Расход воды, т/ч	2140

Определение капитальных вложений в сооружение ТЭЦ.

Капиталовложения в сооружение ТЭЦ могут быть определены двумя методами: на основании сметной стоимости оборудования с учетом затрат на строительно-монтажные работы и по удельным капитальным вложениям . Первый метод наиболее точный. Он используется проектными организациями и выполняется с использованием ценников на оборудование, его монтаж и другие виды работ, связанные с сооружением объекта. Второй метод по удельным капиталовложениям широко применяется в оценочных расчетах. В курсовой работе рекомендуется к использованию второй метод. Величина капиталовложений в сооружение ТЭЦ находится из выражения (27):

, (27)

– номинальная мощность ТЭЦ;

;

.

Определение расхода топлива и основных показателей для варианта энергоснабжения от ТЭЦ.

Величина расхода топлива на отпуск электроэнергии от ТЭЦ определяется из выражения (28):

, (28)

, – полная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и конденсационном потоке пара, кВт·ч;

, – удельные расходы условного топлива на теплофикационном и конденсационном потоках пара, кг у.т./кВт∙ч.

Полная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и конденсационном потоке вычисляются соответственно по формулам (29) и (30):

, (29)

, (30)

и – удельная выработка электроэнергии на теплофикационном и технологическом потреблении, кВтч/ГДж, определяются по ([1], рисунок 4.3 a) соответственно по давлению в теплофикационном и технологическом отборах пара;

,

,

и – количество отработавшей теплоты, отданной соответственно на теплофикационные и технологические нужды вычисляются по формулам (31), (32) и (33):

, (31)

, (32)

, (33)

и – удельное теплосодержание отработавшего пара соответственно в теплофикационном и технологическом отборах, кДж/кг, кДж/кг;

– годовое число часов использования максимума тепловой нагрузки отборов турбин, принимается 5000-6000 часов;

и – соответственно теплофикационный и промышленный отбор турбины.

;

;

;

;

.

Удельные расходы условного топлива и находятся из выражений (34) и (35):

, (34)

, (35)

– электромеханический КПД турбогенератора;

– коэффициент теплового потока;

– КПД брутто котельного агрегата, принимается по его характеристике ([1] приложение 2);

– абсолютный внутренний КПД турбоагрегата, в зависимости от его типа и выработки лежит в пределах 0,36 ÷ 0,45.

;

;

.

Величина расхода топлива на отпуск тепловой энергии от ТЭЦ определяется с учетом отпуска из отборов турбин и пиковых водогрейных котлов из выражения (36):

, (36)

и – удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии в турбинах ТЭЦ и ПВК, кг у.т./ГДж. Удельные расходы и определяются из выражений (37) и (38):

, (37)

, (38)

– КПД пиковой котельной, принимается 0,82 ÷ 0,86 и 0,88 ÷ 0,92 при работе соответственно на твердом и газомазутном топливе.

;

;

Суммарный расход топлива на комбинированный отпуск тепловой и электрической энергии от ТЭЦ определяется из выражения (39):

; (39)

;

;

.