2. Энергетический баланс тэц

Энергобаланс электростанции разрабатывается с целью определения основных технико-экономических показателей эксплуатации как станции в целом, так и основных её цехов.

2.1. Показатели турбинного цеха

Для конденсационных турбин расход тепла на выработку электроэнергии, ГДж

Q_э=Q_хх^.n+q_эк^.Э_эк+q_неэк^.Э_неэк,

где Q_хх=88 – расход тепла на холостой ход, ГДж/ч,

n = (8760-n_рем) – число часов работы турбоагрегата в течение года, ч,

q – частичный удельный расход тепла на выработку электроэнергии, ГДж/МВтч,

Э – годовая выработка электроэнергии, МВтч;

Турбина 4: Q_э=88^.8424+8,05^.540000+8,67^.180000=6648912,

Для теплофикационных турбин расход тепла на выработку электроэнергии, ГДж

Q_э=Q_хх^.n+q_т^. Э_т +q_к^. Э_к,

где Q_хх=25,1 – расход тепла на холостой ход, ГДж/ч,

n = (8760-n_рем) – число часов работы турбоагрегата в течение года, ч,

q_т = 3,69, q_к=9,09 – частичные удельные расходы тепла на выработку электроэнергии соответственно: по теплофикационному и по конденсационному циклам, ГДж/МВтч,

Э_т, Э_к – годовая выработка электроэнергии соответственно по: теплофикационному и конденсационному циклам, МВтч;

турбина №1: Q_э=25,1^.7776+3,69^.233240+9,09^.108040 = 2037916,8

турбина №2: Q_э=25,1^. 8328+3,69^.261860+9,09^.137920 = 2428989

турбина №3: Q_э=25,1^.8616+3,69^. 276790+9,09^.153500 = 2632931,7.

Общая выработка электроэнергии по электростанции за год, МВтч

Э=540000+180000+ 233240+108040+261860+137920+ 276790+153500=1891350.

Суммарный расход тепла на выработку электроэнергии по цеху (без учёта расхода тепла на собственные нужды, ГДж

Q_э=6648912+2037916,8+2428989+2632931,7=13748748,7.

КПД турбинного цеха брутто, %

Расход электроэнергии на собственные нужды турбинного цеха:

а) на циркуляционные насосы, МВтч

где - количество воды, расходуемой на охлаждение в конденсаторах турбин, т,

где - количество тепла в паре, проходящем в конденсатор, ГДж,

г де _ЭМ = 0,97 – электромеханический КПД турбогенератора;

m = 60 – кратность охлаждения,

k = 1,05 – коэффициент, учитывающий расход охлаждающей воды на охладители,

i=2,2 – разность удельного количества теплоты входящего в конденсатор отработавшего пара и выходящего из него конденсата, ГДж/т,

Н = 6 – напор, развиваемый циркуляционными насосами(система водоснабжения – прямоточная; насосы установлены в машинном зале), м.вод.ст.,

_Н, _ЭД – КПД насоса и электродвигателя,

_Н*_ЭД = 0,6;

б) на конденсатные насосы, кВтч

Э_кн=(а^.n+b^.Э_к) ^.10^-3,

где а – расход электроэнергии на час работы турбоагрегата, кВтч,

b – удельный расход на единицу энергии, вырабатываемой турбоагрегатом, кВтч/МВтч;

турбины №1: Э_кн1 = (30^. 7776+1^. 108040) ^.10^-3 = 357,15,

турбины №2: Э_кн2 = (30^. 8328+1^. 137920) ^.10^-3 = 387,76,

турбины №3: Э_кн3 = (30^. 8616+1^. 153500) ^.10^-3 = 411,98,

турбины №4: Э_кн4 = (70^. 8424+0,5^.720000) ^.10^-3 = 949,68.

Э_кн= Э_{кн i}=2107

Расход электроэнергии на прочие собственные нужды турбинного цеха по укрупнённой среднемесячной норме, МВтч/мес

Э_пр = 25,

Э_пр = 25^.12 = 300 МВтч.

Потери в трансформаторах собственных нужд, МВтч

где ^сн_тр=0,96 – КПД трансформаторов собственных нужд;

КПД нетто турбинного цеха, %

где Q^сн_т=0,005^.Q_э – расход тепла на собственные нужды турбинного цеха, ГДж

Q^сн_т=0,005^. 13748748,7= 68743,7;

Баланс тепла

Баланс тепла составляется для определения его выработки котельным цехом. Он должен суммировать все расходы и потери тепла на электростанции.

Потери и расход тепла на собственные нужды определяются на основании плановых норм.

Потери при отпуске тепла со станции внешним потребителям, ГДж/ч

Q_пот= 0,05^.Q_т,

Q_пот= 0,05^. 12363,2^.10³ =618160.

Норматив потерь тепла при распределении, характеризующих совершенство тепловой схемы

q_распр=1.

Потери при распределении, ГДж/ч

Q_распр=Q^н_к- (Q_э+Q_т+Q^сн_т+Q_пот),

где

Расход тепла на собственные нужды котельного цеха включает в себя: расход тепла на обдувку и расшлаковку, на нефтехозяйство, на отопление топливоподачи и служебных помещений котельного цеха и т.п.

Норматив расхода тепла на собственные нужды котельного цеха

q^сн_к = 3.

Расход тепла на собственные нужды котельного цеха, ГДж/ч:

Q^сн_к = Q^бр_к - Q^н_к,

где

Q^сн_к = 29096853 – 27066840,2 = 2030012,8.

Таблица 14

Статьи баланса	Условное обозначение	Расход, ГДж	Приход, ГДж
Расход тепла на выработку электроэнергии	Qэ	13748748
Отпуск тепла со станции на нужды отопления и горячего водоснабжения	Qт Qотт Qпрт	12363200 4762581 7600645
Расход тепла на собственные нужды турбинного цеха	Qснт	68743,7
Потери при отпуске тепла	Qпот	618160
Потери тепла при распределении	Qраспр
Итого отпуск тепла котельной	Qнк
Расход тепла на собственные нужды котельной	Qснк	2030012,8
Всего выработка тепла котельной	Qбрк		27251394

Показатели котельного цеха

Расход топлива на выработку тепла котельным цехом, т.у.т.

где ^бр_к=89,5 – КПД брутто котельных агрегатов;

Расход натурального топлива, т.н.т.

где Q^н_р=3040 - низшая теплота сгорания натурального топлива, ккал/кг /2/;

Выработка пара котельным цехом, т

где i_пп = 3478, i_пв = 901 – теплосодержание соответственно: перегретого пара и питательной воды, кДж/кг;

Расход питательной воды котельным цехом, т

G_пв=Д^бр_к,

G_пв=11,291.

Годовой выход золы, т

где q_н = 2 – процентные потери к весу топлива с механическим недожогом, %,

А_р = 15 – зольность рабочей массы топлива, %;

Расход электроэнергии на собственные нужды котельного цеха включает в себя:

а) расход электроэнергии на питательные насосы, МВтч

Э_пн = а_пн^.G_пв^.10^-3,

где а_пн = 9 – удельный расход электроэнергии на подачу 1 тонны питательной воды, кВтч/т;

Э_пн=9^.11,292^.10^-3=0,102;

б) расход электроэнергии на тягу и дутьё, МВтч

Э_тд=а_тд^.Д^бр_к^.10^-3,

где а_тд = 5 – удельный расход электроэнергии на дымососы и дутьевые вентиляторы, кВтч/т;

Э_тд=5^.11,291^.10^-3=0,056;

в) расход электроэнергии на топливоподачу, МВтч

Э_тп=а_тп^.В_н^.10^-3,

где а_тп = 0,8 – удельный расход электроэнергии на подачу 1 тонны натурального топлива в бункера котельной, кВтч/т;

Э_тп=0,8^. 3380046,6^.10^-3=2704,03;

г) расход электроэнергии на топливо приготовление (дробление, помол топлива и транспорт пыли), МВтч

Э_др=а_др^.В_н^.10^-3,

Э_пт=а_пт^.В_н^.10^-3,

где а_др = 2 – удельный расход электроэнергии на дробление топлива, кВтч/т.н.т.,

а_пт = 10 – удельный расход электроэнергии на помол топлива (шахтные мельницы) и транспорт пыли, кВтч/т.н.т.;

Э_др=2^.3380046,6^.10^-3=6760,1,

Э_пт=10^. 3380046,6^.10^-3=33800,47;

д) расход электроэнергии на топливоприготовление (дробление, помол топлива и транспорт пыли), МВтч

Э_гзу = а_гзу^.З^.10^-3,

где а_гзу = 7 – удельный расход электроэнергии на удаление золы из котельной на золоотвал (система гидрозолоудаления с багреными насосами), кВтч/т,

Э_гзу = 7^.564467,8^.10^-3=3951,27;

е) расход электроэнергии на прочие собственные нужды котельного цеха определяется с учётом коэффициента =1,02 от суммы полученных ранее показателей расхода электроэнергии потребителей собственных нужд котельного цеха. Суммарный расход электроэнергии на собственные нужды котельной определяется с учётом КПД трансформаторов собственных нужд, МВтч

Э^сн_кц=(/^сн_тр)^.(Э_пн+Э_тд+Э_тп+Э_др+Э_пт+Э_гзу)

Э^сн_кц=(1,02/0,96) ^. (0,102+0,056+2704,03+6760,1+33800,47+3951,27) =

=50190,64.

КПД нетто котельной, %

где Q^сн_кэ=3,6^.Э^сн_кц/^н_тц – расход тепла, эквивалентный расходу электроэнергии на собственные нужды котельной, ГДж

Q^сн_кэ=3,6 ^. 50190,64/0,492 = 367248,6;

Показатели теплофикационного отделения

КПД нетто тепловой теплофикационного отделения, %

Для определения КПД нетто теплофикационного отделения необходимо определить расход электроэнергии на собственные нужды этого отделения, который включает в себя:

а) расход электроэнергии на сетевые насосы, МВтч

где количество сетевой воды, перекачиваемой насосами за год, т,

где i=355 – разность удельного количества теплоты прямой и обратной сетевой воды, кДж/кг

Н= Н_с+Н_б+Н_п – напор, развиваемый сетевыми насосами, м.вод.ст.,

где Н_с=10 – падение напора в прямом и обратном трубопроводах водяной теплофикационной сети, м.вод.ст. на 1 км разветвлённой сети,

Н_б = 6,7 – падение напора в подогревателях станции, м.вод.ст.,

Н_п = 5 – падение напора в приёмниках потребителей, м.вод.ст.,

Н=4,5^.10+6,7+5=56,7,

_эд, _н – соответственно КПД электродвигателя и насоса, о.е.

_эд^. _н=0,6;

б) расход электроэнергии на конденсатные насосы подогревателей, МВтч

Э^п_кн = а_кн^.G^п_к,

где количество конденсата, т,

где i_оп = 2667 – теплосодержание отборного пара, кДж/кг,

i_к = 419 – теплосодержание конденсата подогревателей, кДж/кг;

а_кн = 2– удельный расход электроэнергии на перекачку 1 тонны конденсата, кВтч/т;

Э^п_кн=2^. 5499644,13^.10^-3=10999,3.

Суммарный расход электроэнергии на собственные нужды теплофикационного отделения с учётом КПД трансформаторов собственных нужд, МВтч

Э^сн_то=(/^сн_тр) ^. (Э_сн+Э^п_кн),

где =1,05 – коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на прочие собственные нужды теплофикационного отделения;

Э^сн_то=(1,05/0,96) ^. (352,461+10999,3)= 12416,03.

КПД нетто теплофикационного отделения, %

где расход тепла, эквивалентный расходу электроэнергии на собственные нужды теплофикационного отделения, ГДж

Общестанционные показатели

Удельный расход условного топлива на отпущенное тепло в горячей воде, кг у.т./ГДж

Удельный расход условного топлива на отпущенное тепло в паре, кг у.т./ГДж

Расход условного топлива на отпущенную теплоэнергию в горячей воде, т.у.т.

В^от_тэ= b^от_т^.Q^от_т^.10^-3,

В^от_тэ=44,48 ^. 4762581^.10^-3=210416,5`.

Расход условного топлива на отпущенную теплоэнергию в паре, т.у.т.

В^п_тэ=b^пр_т^.Q^пр_т^.10^-3,

В^п_тэ=44,181 ^. 7600645^.10^-3= 335804,1.

Всего годовой расход условного топлива на отпуск тепла, т.у.т.

В_тэ= В^п_тэ+В^от_тэ,

В_тэ=210416,5+335804,1=546220,6.

Расход условного топлива на отпущенную электроэнергию, т.у.т.

В_э=В–В_тэ,

В_э=1111857,4– 546220,6= 565636,8.

Суммарный расход электроэнергии на собственные нужды электростанции, МВтч

Э^сн_тэц=Э^сн_тц+Э^сн_кц+Э^сн_то,

Э^сн_тэц = 3063,26+50190,64+12416,03= 65669,93.

Распределение расхода электроэнергии собственных нужд, МВтч:

а) на отпущенную теплоэнергию

б) на отпущенную электроэнергию

Э^сн_э = Э^сн_тэц –Э^сн_тэ,

Э^сн_э= 65669,93–36487,65= 29182,28.

Отпуск электроэнергии с шин станции, МВт

Э_отп= Э–Э^сн_тэц,

Э_отп=1891350–65669,93=1825680,1.

Удельный расход условного топлива на отпущенный кВтч, кг/кВтч

b^отп_э = В_э/Э_отп,

b^отп_э = 565636,8/1825680,1=0,3098.

Относительный расход электроэнергии на собственные нужды по производству и отпуску электроэнергии, %

К^сн = Э^сн_э^.100/Э,

К^сн = 29182,28^. 100/1891350=1,543.

Удельный расход электроэнергии на отпущенную единицу тепла, кВтч/ГДж

_т = Э^сн_тэ^.10³/Q_т,

_т=36487,65^.10³/12363200 = 2,95.

КПД нетто электростанции по производству электроэнергии, %

^э_тэц = 0,123^.100/b^отп_э,

^э_тэц = 0,123^.100/0,3098=39,7.

КПД нетто электростанции по производству теплоэнергии, %

^т_тэц=0,0342^.Q_т^.100/В_тэ,

^т_тэц=0,0342^. 12363200^.100/546220,6=77,409.