1. Выбор оптимальной расчетной температуры сетевой воды за теплоподготовительной станцией и экономического перепада давлений в системе.

Рисунок 1 – Принципиальная расчетная схема [2]

1.1 Определение дополнительной стоимости топлива, затрачиваемого на ТЭЦ в зависимости от температуры теплоносителя в системе.

Принимаем, что покрытие тепловой нагрузки осуществляется за счет тепла пара из отборов турбины Т-25-90.

Выбор оптимальной температуры сетевой воды производится по минимуму стоимости топлива, дополнительно затрачиваемого на выработку электроэнергии по конденсационному циклу в связи с повышением давления пара в отборе турбины.

Сравнение производим для температур ₁: 180 150 , 130 , 100 .

Давление пара в отборе меняется от 0,07 МПа до 0,25 МПа.

Удельные замыкающие затраты на топливо принимаем Z=18руб/т [1, стр.].

Паспортные данные турбины Т – 25 – 90
Начальное давление:
Начальная температура пара:	;
Энтальпия:	;
Давление пара в конденсаторе:	;
Температура пара в конденсаторе:	;
Энтальпия пара в конденсаторе:	;
Тепловая мощность турбины:	51 МВт;
Относительный внутренний КПД:	;
КПД котельной:	;
Электромеханический КПД турбины:	;

1.1.1 Определяем среднюю температуру пара в условном отборе турбины для сравниваемых вариантах :

(1.1)

где – количество тепловой энергии отпускаемой из отборов пара с давлением соответственно , МВт ч/ ;

– годовой отпуск тепла внешним потребителям, МВт ч/ ;

–температура насыщения пара при давлениях соответственно, K;

– доля покрытия тепловой нагрузки паром данного параметра [1, стр. 384];

Тогда согласно формуле 1.1 найдем среднюю температуру пара в условном отборе для =180 :

Для =150 :

Для =130 :

Для =100 :

1.1.2 Определение среднего давления пара в отборе турбин.

По найденному значению найдем среднее давление пара в отборе турбин , Мпа, [3,стр.358]:

	,МПа
378	0,12
369	0,09
365	0,075
363	0,07

1.1.3 Из диаграммы i-sпо перепаду давлений от до находим адиабатный перепад :

(1.2)

где - энтальпия пара при начальном давлении, кДж/кг;

- энтальпия пара при среднем конечном давлении, кДж/кг;

Тогда согласно формуле 1.2 имеем:

1.1.4 Найдем энтальпию пара в условном отборе турбины , кДж/кг

(1.3)

где - находим адиабатный перепад ;

– относительный внутренний КПД турбины;

Тогда

Определяем внутренний абсолютный КПД турбины по формуле:

(1.4)

где – адиабатный теплоперепад для турбины работающей по конденсационному циклу, кДж/кг;

– энтальпия в конденсаторе турбины, кДж/кг;

По формуле 1.4 получим:

1.1.5 Рассчитаем энтальпию пара в условном отборе турбины , кДж/кг

(1.5)

где – теплоемкость, кДж/кг ;

Тогда

1.1.6 Определим недовыработку электроэнергии , МВт ч/г, на базе теплового потребления для данных вариантов по сравнению с базовым. За базовый принимаем вариант с температурой ₁=100

(1.6)

где – годовой отпуск тепла, МВт ч/г;

- электромеханический КПД турбины;

- относительный внутренний КПД турбины;

- адиабатный теплоперепад базового варианта,кДж/кг;

- энтальпия пара базового варианта,кДж/кг;

- энтальпия пара в условном отборе турбины базового варианта, кДж/кг;

– адиабатный теплоперепад сравниваемого варианта, кДж/кг;

– энтальпия пара сравниваемого варианта, кДж/кг;

– энтальпия пара в условном отборе турбины сравниваемого варианта, кДж/кг;

По формуле 1.7 имеем

1.1.7 Рассчитаем перерасход топлива

(1.7)

где – КПД котельной;

– внутренний абсолютный КПД турбины;

1.1.8 Стоимость дополнительного топлива составит:

(1.8)

где – удельные замыкающие затраты на топливо, руб;

- коэффициент инфляции;

1.2 Определение экономического удельного перепада давлений в системе.

где - расчетная разность температур в прямой и обратной линии тепловой сети, ;

– коэффициент теплопередачи теплопровода с учетом изоляции, каналов, грунта, отнесенный к поверхности неизолированной трубы, Вт/ К, принимаем Вт/ К;

– средняя температура теплоносителя в системе,принимаем ;

– средняя температура грунта или окружающей среды, принимаем ;

– продолжительность работы системы в часах за год, ;

– удельные замыкающие затраты на тепло, руб/МВтч;

– коэффициент, зависящий от конструкции тепловой сети, , [2, стр.10];

– доля местных сопротивлений, [2, стр.10];

- удельные замыкающие затраты на электроэнергию для привода перекачивающих насосов, руб/кВтч;

L – суммарная длина трубопроводов, м;

– суммарная тепловая нагрузка системы, МВт;

- тепловая нагрузка участков, МВт;

Тогда

А также

– длина участка, м.

Согласно формуле 1.9 имеем:

Найдем для различных оптимальное значение экономических потерь давления с учетом местных сопротивлений по формуле 1.10:

(1.10)

где – доля местных сопротивлений, ;

1.3 Определение экономического расчетного перепада давления в системе.

В расчете изменением стоимости абонентских вводов пренебрегаем, т.к. расчетные температуры воды в системах гражданского отопления гражданских зданий не зависят от перепада температур в прямой и обратной линии тепловой сети.

Оптимальный перепад давлений находят из минимума выражения 1.11

(1.11)

где - стоимость дополнительного топлива, руб.;

– стоимость электроэнергии, руб., определяется из формулы 1.11:

(1.12)

где – удельные замыкающие затраты на электроэнергию перекачивающих насосов, руб./кВт ч;

– годовой расход электроэнергии сетевыми насосами, кВт ч/г;

Считаем, что регулирование центральное качественное, тогда расход сетевой воды , тогда

(1.13)

Где – доля местных сопротивлений;

- расход сетевой воды, т/ч;

где – тепловая нагрузка, МВт;

– теплоемкость воды, =4,19 кДж/кг;

– расчетная разность температур прямой и обратной линии тепловой сети, ;

Тогда по формуле 1.13

Согласно выражению 1.12 имеем

– годовая стоимость теплопотерь тепловой сети, руб., находится по формуле:

(1.14)

где – удельные замыкающие затраты на тепло, руб./кВт ч;

– годовые потери тепла всеми теплопроводами сети, МВт ч/г;

где – коэффициент местных потерь тепла, ;

Тогда по формуле 1.14

– нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, 1/г;

– ежегодная дола отчислений от начальной стоимости теплосети, ;

– капитальные затраты на теплосеть, руб., находят по формуле 1.24

(1.16)

где , – коэффициенты, зависящие от прокладки и конструкции сетей.

Тип прокладки – бесканальная в монолитных оболочках из армопенобетона. Грунт сухой. Соответственно руб/м, руб/м, [2, стр.10].

Согласно выражению 1.11 имеем

По полученным данным строим график зависимости и находим расчетную температуру сетевой воды, при которой приведенные затраты минимальны.