5.7. Расчет и выбор основного оборудования тэс

Представление о рабочем процессе и оборудовании, используемом на ТЭС, дают принципиальные технологические схемы. В зависимости от назначения, существующих нагрузок, количества вырабатываемой энергии, вида и параметров теплоносителя производится расчет тепловой схемы и выбор основного и вспомогательного оборудования электростанции. Тепловые схемы станций разрабатываются в нескольких вариантах, окончательный выбор производится на основании технико-экономических расчетов.

При проектировании и сопоставлении тепловых схем необходимо исходить из следующих положений. Одной из главных характеристик, определяющих выбор оборудования, является коэффициент теплофикации, отражающий степень использования регулируемых отборов турбин:

_т = , (5.35)

где Q_р.т. - расчетный отпуск тепла от турбин, Гкал/час;

Q_р.м. - расчетный максимально-часовой отпуск тепла Гкал/час.

Для объединенной энергосистемы центра РФ =0,4-0,7. Следовательно, в среднем только 50% тепловой нагрузки целесообразно покрывать от ТЭС. Остальная нагрузка представляет, так называемую, пиковую нагрузку, не превышающую 5-10% годового объема потребления. Эту часть нагрузки рекомендуется покрывать пиковыми водогрейными котлами.

Совершенство любой ТЭЦ и целесообразность ее сооружения определяются, прежде всего, количеством произведенной электроэнергии по теплофикационному циклу. Соотношение объемов электроэнергии, вырабатываемой по теплофикационному и конденсационному циклам, определяет величину основных технико-экономических показателей эксплуатации ТЭЦ. Поэтому для выбора турбин используется метод энергетических характеристик. Для этого необходимо и достаточно знать обобщенные энергетические характеристики турбин. Расчеты, выполняемые с использованием этих характеристик, дают достаточную степень точности для проектных и технико-экономических расчетов.

Наиболее экономичными для покрытия тепловых нагрузок является использование турбин с противодавлением, обеспечивающих 100% выработку электроэнергии по теплофикационному циклу с наименьшим расходом топлива (b_э = 170 г.у.т./Квтч). Однако в чистом виде такую схему можно реализовать только при наличии стабильной круглогодовой нагрузки. Так, для городских ТЭЦ выбор турбин с противодавлением производится исходя из летней средней часовой нагрузки горячего водоснабжения (Q ). Подбор турбин типа "Р" производят в следующем порядке:

• проверяют соответствие отбора теплоты из противодавления (Q_т) летней нагрузке ГВС с превышение на 10-15%

Q n  Q , (5.36)

где n - количество турбин типа "Р",

• находят значения фактической теплофикационной мощности при Q_т = Q

N = с Q_т - N_о, (5.37)

• определяют расход тепла на турбину при заданной тепловой нагрузке

Q = Q_хх + q_т N_т + Q_т. (5.38)

Оставшуюся часть тепловой нагрузки должны покрывать конденсационные турбины, имеющая регулируемые отборы пара.

Q = Q_Р - Q . (5.39)

Подбор турбин типа "Т" ("ПТ") производят следующим образом:

• выбирают турбины максимальной мощности, так чтобы суммарный отпуск теплоты из теплофикационных отборов всех турбин был больше или равен оставшейся тепловой нагрузке

Q Q, (5.40)

• по энергетической характеристике выбранных турбин определяется теплофикационная (N_т) и конденсационная мощность (N_к)

N = с Q_т - N_о и N_к = N_ном. - N_т, (5.41)

где N_ном. - номинальная мощность турбин типа "Т" ("ПТ"), МВт, определяют расход тепла на турбины типа "Т" ("ПТ")

Q = Q_хх + q_т N_т + q_к N_к + Q_т. (5.42)

В этом случае тепло производительность котельной ТЭЦ должна составить

Q_ку = Q n + Q + Q_сн, (5.43)

где Q_сн - расход теплоты на собственные нужды станции.

Выработку пара в котельной можно определить, зная его параметры:

, (5.44)

где i, i_ПВ - соответственно энтальпия свежего пара и питательной воды.

Необходимая паропроизводительность одного котла определяется на блочных станциях без резервирования, на остальных с учетом одного резервного котла, т.е. путем деления выработка пара котельной (D) на число выбранных турбин (n_т+1)

D_к = . (5.45)

На пиковые водогрейные котлы ТЭЦ приходится половина тепловой нагрузки. Количество этих котлов выбирается путем деления этой нагрузки на тепло производительность водогрейных котлов, выпускаемых промышленностью. Количество водогрейных котлов должно быть не менее двух. Правильность выбора энергетических и водогрейных котлов на ТЭЦ проверяют по выражению (4.32). Окончательный выбор всего комплекта оборудования ТЭЦ делают на основании технико-экономического сравнения вариантов тепловых схем станции.